山体不稳定孤石的预防和治理措施

魏辉球 詹振阳

摘要：本文结合珠海地区花岗岩球状孤石分布的特点，对孤石分类后进行稳定性评价，根据稳定性评价分析的结果，选择消除山体不稳定孤石的措施，从“稳固孤石、拦截孤石和静态爆破孤石”三方面进行叙述，为消除珠海地区特有孤石的隐患，提供相应的治理和措施。

关键词：花岗岩；孤石；预防和治理；稳定性

Prevention and treatment measures of unstable boulder in mountain

Wei-Hui qiu1，Zhan-Zhen yang1

GuangDong Zhuhai Engineering Investigation Institute，Zhuhai， 519000

Abstract： According to the results of stability evaluation and analysis， the measures to eliminate unstable boulders in the mountain are selected. In this paper， from "stabilizing boulders， intercepting boulders and static blasting boulders"， measures to eliminate unstable boulders are selected Three aspects are described to provide the corresponding treatment and elimination measures for the elimination of hidden dangers of unique boulders in Zhuhai area.

Keyword：Keywords granite；boulder；prevention and treatment；stability；

1.引言

花崗岩由于受物理、化学风化的作用，容易形成不均匀风化的球状孤石，由于岩石风化的不均匀性，坡面孤石的分布形态及体积大小不一，孤石基底的埋设及重心分布对其稳定性影响较大。孤石的不稳定性常常引发崩塌及滚石等地质灾害，危及山脚下道路及民房的安全性。由于孤石的治理没有特定的理论依据，治理设计方式的选用往往困扰着设计人员，本文结合珠海地区孤石治理设计和施工的经验，选取典型孤石分布及治理图片，为类似孤石治理设计提供一定的参考。

本文通过收集珠海调查区及周边的地质灾害防治规划资料和地质灾害巡查资料，近几年已发地质灾害或隐患，珠海丘陵地区孤石分布范围广，数量多、方量大，普遍埋深较浅，多分布于山顶或山腰的高地，与坡脚高差大，部分呈群状层叠分布。孤石的不稳定性常常引发崩塌及滚石等地质灾害，危及山脚下道路及居民的安全，本文结合珠海地区几种常见孤石的治理方式和施工经验，选取典型孤石的相关实例进行分析，为类似孤石治理设计提供一定的参考。

2.孤石静态爆破

（1）对于缓坡上的孤石，采用静爆清除，结合就地加固的方式进行处理。有条件时，将分解后的岩块就近放置于边坡沟谷、低洼处，边坡较为平缓可修筑挡墙，将分解后的岩块放置于挡墙后方。

（2）针对稳定性差、较差或不适宜采取原地加固措施的危险孤石以及小方量的危险孤石通过风钻开孔、灌注膨胀剂等，对周边环境影响小的静态爆破措施对危险孤石进行分解，分解后形成的块石搬移至平缓或低洼区域安全堆放。

孤石采取静态爆破清除，拟爆破的孤石应提前进行布孔。采用风钻进行钻孔，风钻各排的间距约40cm，钻孔孔径为40mm，各孔之间的间距约45cm，钻孔的深度按照设计破碎高度的约1.05倍考虑，钻孔完成后，将粉末状的膨胀剂采用适量的水进行溶解成流动的液体，然后注入提前钻好的孔内，膨胀剂按照1∶0.28水灰比进行配置，一般装膨胀剂后约8小时开始出现裂痕，之后裂痕会进一步扩大，24小时达到最大裂缝的80%左右，完全反应结束约需72小时。

3.支挡加固措施（基座加固+静态爆破）

对于斜坡面孤石埋置深度较浅，基座冲刷明显或静爆施工时容易失稳的孤石，通过基础加固以及锚固等工程措施对危险孤石进行加固，铺设SNS主动防护网后，对孤石采取基座加固，仍无法满足其稳定性要求的，对孤石上部进行静爆破除，降低其重心，加固材料主要选用锚杆+钢筋混凝土挡墙，砼支座与孤石之间空隙内填充材料选用C30细石砼。

基座的加固采用钢筋混凝土支挡，基座的断面可根据孤石的形状进行确定，根据孤石的形态，在孤石下方呈圆弧状托住孤石，高度1.50m（地面上算起），厚度为0.40m。挡墙内侧填充C30细石砼至孤石，支撑孤石。在基座上设置二排灌浆锚杆，将基座进行锚固，根据场地岩土体地质特征，灌浆锚杆按长度12.00m，间距1.50m控制，孔径130mm；或进入中、微风化基岩不少于4m。

当基座基底为坚实的中风化花岗岩基岩，基础座于整平的基岩面上；当挡墙基底主要为残积土或全、强风化岩时，基础埋深0.40m～1.00m。

4.大型孤石锚索加固措施

对于斜坡面体积较大—大的稳定性差或较差的孤石部分埋置于风化土层中，其岩体完整—较完整，其外力面较为平整，面积较大—大，通过基础加固以及锚固、主动防护网等工程措施对危险孤石进行加固，可直接在孤石上成孔后，施工锚索进行加固，下部基础加固材料主要选用锚杆+钢筋混凝土挡墙，砼支座与孤石之间空隙内填充材料选用C30细石砼。挡墙断面呈矩形，根据现状孤石的形态，在孤石下方呈圆弧状托住孤石，高度3.00m（地面上算起），厚度为0.40m。挡墙内侧填充C30细石砼至孤石，支撑孤石，在基座上设置二排灌浆锚杆，将基座进行锚固，根据场地岩土体地质特征，灌浆锚杆按长度16.00m控制，间距1.50m控制，或进入中、微风化基岩不小于4m。锚杆设置孔径130mm，孔深比设计长度深0.5m，水泥注浆强度M30。当基座基底为坚实的中风化花岗岩基岩，基础座于整平的基岩面上；当挡墙基底主要为残积土或全、强风化岩时，基础埋深 0.40m～1.00m。

另外根据孤石的体积大小，对孤石支护加固措施进一步分为两类。

（1）对30m3～50m3稳定性差或较差的孤石，加固挡墙高度不少于1.50m（地面上算起），厚度为0.40m。锚索布置方式选择：①当孤石长3m～4m时，高3m以下，横向布置2根锚索。②当孤石长2m～3m时，高2.5m～4m时，上下布置2根锚索。③高度不高于3m，锚索按横向布置，间距2.0×2.0m或锚杆上下排错开，呈品形布置。

锚索建议选用φ15.2的预应力锚索进行加固，锚索的长度建议为16m～18m。

（2）50m3以上的稳定性差或较差的孤石，加固挡墙高度不少于3.0m（地面上算起），厚度为0.40m。锚索布置方式选择：锚索可按方格网或锚杆上下排错开，呈品形布置，间距2.0×2.0m。

锚索建议选用φ15.2的预应力锚索进行加固，锚索的长度建议为22m～25m。

5.被动防护网拦挡措施

在孤石发育密集的人类活动频繁的区域，在坡脚设置被动防护网，在大范围内对滚落的孤石进行拦截，增加多一道防线以确保安全。根据山体地形，在孤石下坡向选取平缓地段开挖基槽并设置被动防护网，对可能滚落的孤石进行拦截。

被动防护网建议选用RX-050型的落石拦截系统，被动防护网的构成主要采用钢柱+支撑锚杆+锚绳+钢柱基座+减压环组成，钢柱间采用钢绳网进行拦截较大孤石，小型孤石的拦截需加设钢丝格栅，具体设计尺寸詳见上表。

6.结论

（1）山体不稳定孤石的预防和治理设计应实行动态设计，对现场清表后，及时核对设计方案是否与现场孤石的形态及基底埋深是否一致。（2）采用SNS斜坡被动防护系统设计前，建议采用进行被动防护网拦挡能力验算，可采用rock fall软件对孤石的滚动模式和弹跳模式进行模拟验算，复核弹跳高度和落石能量是否满足被动防护网的防护设计。（3）不稳定孤石静力爆破施工前，建议采取一定的主动或被动防护措施，防止静力爆破松散的孤石产生次生灾害。

参考文献：

[1]江贵荣，周燕红，鲁威，耿协威.珠海市孤石调查与防治对策[J].资源信息与工程， 2019（2）：174-176+178.

[2]李国祥，杜坤乾，杨勇，等.花岗岩风化地层中“孤石含量百分比”的确定方法[J].地质与勘探， 2012（3）：629-636.

[3]曾国春，刘成禹，林毅鹏.孤石形状与岩土介质对孤石探测的影响研究[J].路基工程， 2016（2）：18-23.

[4]林镇，王浩，龚匡周，等.球状风化花岗岩边坡滚石灾害防护设计研究[J].福州大学学报（自然科学版）， 2016（5）：760-766.

[5]唐红梅，易朋莹.危岩落石运动路径研究[J].重庆建筑大学学报， 2003（1）：17-23.