珠海市板樟山孤石群地质灾害防治施工技术

张梅梅，温兴平

(昆明理工大学，云南 昆明 650031）

板樟山位于珠海市香洲区板樟山公园，由于板樟山山高坡陡，山坡上孤石发育数量众多，部分孤石稳定性较差，在台风及降雨等恶劣的自然气候和人类工程活动诱发下，部分欠稳定的孤石可能会从山坡上以自由落体、滑移、弹跳、滚落等方式顺坡向下猛烈运动，发生崩塌地质灾害，对已修建的山地步道和游客造成较大威胁。为保证板障山山地步道设施及人民财产安全，因此对板樟山孤石进行防治处理。

1 工程概况

珠海市香洲区板樟山公园面积约1.5 平方千米。根据现场测量与勘察资料，对比分析整个孤石治理区域内不同区域的危险性，将孤石治理工程分为重点治理区和一般治理区，重点治理区为临近隧道口、居民区、行政主管部门及企事业单位办公区等安全区域；一般治理区为研究区内受隧道爆破法施工影响较小的区域。研究区孤石分布范围广，且孤石基础埋深浅、方量大，导致孤石极容易受到外界因素而发生自由落体、滑移、弹跳、滚落等猛烈运动，从而威胁人们的生命财产安全，因此本文以板樟山为研究区为治理孤石群引发的地质灾害提供参考。

2 治理方案

根据现场调查的孤石分布及稳定性情况针对性提出以下治理设计原则：治理范围内稳定性差、风险水平大，对相邻孤石（群）影响范围较小的孤石采用静态爆破清除，以彻底消除安全隐患，保证安全；对清理难度大，且通过工程措施加固可达到稳定性要求的孤石实施加固工程，加固工程主要考虑基部支挡。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。

根据现场山坡孤石（群）防治分区及孤石（群）危害程度及危险性分布特征等，确定治理区域内各孤石（群）治理方案。根据现场勘察与研究得出的治理方案如下。

1）大型孤石锚索加固及支挡加固措施 对于斜坡面的大型孤石，其岩体完整，部分埋置于风化层中，其外立面较为平整，面积较大，可直接在孤石上成孔后，施工锚索进行加固，将孤石通过锚索与山体深部岩石连接，增加其稳定性。对于斜坡面孤石埋置深度较浅，通过基础加固、腰部支撑以及锚固等工程措施对危险孤石进行加固，加固材料主要选用锚杆+钢筋混凝土挡墙，墙与孤石之间空隙内填充材料选用混凝土块石等。

2）被动防护网拦挡措施 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。

3）清除措施 通过风钻开孔，灌注对周边环境影响小的静态爆破措施，如灌注膨胀剂等，分解危险的孤石，最后将分将解后的块石搬移至平缓或低洼区域安全堆放。

3 施工方案及关键技术

孤石下方均为斜坡，工作面狭窄，陡坡下方即为板樟山山地步道，施工期间应采取有效的安全防护和隔离措施，为防止孤石静态爆破分解后形成的块石滚落对板樟山山地步道及游客的生命和财产造成危险，孤石处理总体施工顺序如下：①被动防护网及孤石加固范围放线；②根据放样范围选择合适位置修建人行便道及栏杆；③清理工作面、布置施工安全防护及隔离措施；④SNS被动防护网施工；⑤孤石支挡加固施工作业平台架设；⑥孤石支挡加固体施工；⑦静态爆破安全防护及隔离措施，⑧静态爆破作业平台架设；⑨静态爆破清理孤石。

3.1 孤石基座加固施工

根据孤石的体积大小规模，对孤石支护加固措施分为4 类。

1）对于斜坡面孤石埋置深度较浅，通过基础加固、腰部支撑以及锚固等工程措施对危险孤石进行加固，加固材料主要选用锚杆+钢筋混凝土挡墙。挡墙紧靠孤石设置，墙与孤石之间空隙内填充材料选用混凝土块石等。

当孤石为单块，块体较扁平，孤石出露高度小于8m，边坡坡度＞25°时，采用挡墙+锚杆的形式。在孤石高度的1/2 处加固挡墙，挡墙地面以上高1.5～2.5m，地面以下基础埋深0.3m，挡墙顶面宽0.6m，墙趾宽1.0m，采用C30 混凝土浇筑。挡墙的锚杆数量不能少于4 根/面。锚杆开孔孔径130mm，设置锚杆主筋，将锚杆主筋压入M30 水泥浆。

当孤石为多块叠合，块体较扁平，孤石出露高度8～10m，边坡坡度＞25°时，采用静爆清除+挡墙+锚杆的形式。静爆清除上部的孤石，将其制造成台阶状，台阶高度1.0m，台阶宽度不小于2.0m，静爆完工后，孤石的高度设置在5.0m以内。在孤石高度的1/2 处加固挡墙，基础埋深范围在0.5～1.0m，基础宽度1.2m，挡墙厚度0.40m，采用C30 混凝土浇筑。挡墙的锚杆数量不能少于4 根/面。锚杆开孔孔径130mm，设置锚杆主筋，将锚杆主筋压入M30 水泥浆（图1）。

图1 静爆清除+挡墙+锚杆示意图

2）对于单块孤石，当边坡坡度≤25°时，采用静爆清除+钢筋混凝土挡墙的形式（图2）。紧靠孤石设置挡墙，用浆砌块石填充挡墙内侧及相邻孤石之间。用静爆清除上部分的孤石，做成台阶状，台阶高度1.0m，台阶宽度不小于2.0m，静爆完工后，孤石的高度应该在4.0m 以内（从孤石下缘地面起算）。钢筋混凝土挡墙石料采用孤石爆破后的石块砌筑，砂浆强度等级不低于M7.5。钢筋混凝土挡墙基础埋深0.5m，顶宽不小于0.5m，底宽不小于1.0m，面坡坡率1∶1，背坡坡率1∶0.75。

图2 钢筋混凝土挡墙示意图

3）对于斜坡面的大型孤石，其岩体完整，部分埋置于风化层中，其外立面较为平整，面积较大，可直接在孤石上成孔后，施工锚索进行加固，将孤石通过锚索与山体深部岩石连接，增加其稳定性。

孤石较为高陡且完整时，采用静爆清除+锚索的形式，上部分孤石利用静爆清除，静爆完工后，孤石的高度设置在5.0m 以内。均匀的布置锚索，每块孤石至少4 根锚索。

下排锚索采用4×7∅5 钢绞线，锚索水平方向间距2.5m，长度12m，自由段5m，锚固段13m（或入中风化岩不少于6m），预加力Y=150kN，设计抗拔标准值Nak=300kN，入射角20°，自由段外套∅15 塑料管，锚固段压入M30水泥浆，自由段待张拉段预应力张拉完毕并检测合格后进行二次注浆，注浆材料同样为M30 水泥浆；锚索每间隔2.0m 设立锚索托架一道防止锚索偏移；锚索高度2.0m。

上排锚索采用4×7∅5 钢绞线，锚索水平方向间距2.5m，长度20m，自由段6m，锚固段14m（或入中风化岩不少于6m），预加力Y=150kN，设计抗拔标准值Nak=300kN，入射角20°，自由段外套∅15 塑料管，锚固段压入M30水泥浆，自由段待张拉段预应力张拉完毕并检测合格后进行二次注浆，注浆材料同样为M30 水泥浆；锚索每间隔2.0m 设立锚索托架一道防止锚索偏移；锚索高度4.5m（图3）。

图3 锚索加固示意图

4）孤石静爆清分解下来的碎石，除部分用于填充挡墙与孤石之间的空隙以及砌筑浆砌块石挡墙外，剩余碎石应搬移至平缓或低洼区域安全堆放，或采用部分清除及就地加固的形式。

3.2 被动防护网施工

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多道被动防护网对本工程进行综合治理。如表1 所示，采用被动防护：RX-050型落石拦截系统，该系统是由钢绳网、固定系统、减压环和钢柱构成，钢丝绳网形成栅栏式的拦石网由锚杆、钢柱、支撑绳和拉锚绳等方式构成，可以实现拦截落石的作用（图4、图5）。

表1 SNS斜坡被动防护系统

图4 被动防护网立面图

图5 被动网防护截面图

3.3 钢筋混凝土基座施工

基座由钢筋混凝土结构构成，其断面呈矩形，根据孤石的形态，在其下方设置圆弧状以托住孤石，孤石高度的1/2 处加固挡墙，挡墙厚度为0.40m。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，灌浆锚杆分别为12m，水平间距2.5m，孔径130mm，孔深比设计长度深0.5m，水泥注浆强度M30；或进入中、微风化基岩不少于4m。当坚实的中风化花岗岩为基座基底时，基础座于整平的基岩面上；当残积土或全、强风化岩为挡墙基底时，设置基础埋深0.5～1.0m。

3.4 静态爆破施工

对于危险程度高的孤石将使用静态爆破进行清除，将破碎剂注入钻孔，24h 后孤石大致完全破碎，即可用小风镐破碎清运，完全反应结束约需72h。在无声破碎剂膨胀直至完全以后，再通过钢钎清理由于膨胀导致完全破碎的岩石。按照自上而下的清理方式，将破碎出来的岩石滚落到坡脚，用人工搬运到指定的地点弃掉。

3.5 植被恢复

在所有施工工序完成后方可进行复绿作业，采用不低于0.3m 高的爬山虎对施工区域进行复绿作业，种植爬山虎的间距不小于0.3m，应选择雨季进行种植或及时采用喷灌方式以保证其成活率。

4 结论

为了保障板樟山山地步道设施及人民财产安全，本文对板樟山存在的可能引发崩塌的欠稳定孤石进行了勘察研究，对孤石的分布特征及其危险性程度进行了针对性的防治治理。通过对大型孤石进行锚索加固措施、对于斜坡面孤石埋置深度较浅，通过锚杆+钢筋混凝土挡墙加固、危险孤石使用静态爆破进行清理，再用被动防护网对孤石进行拦截，使得板樟山的孤石（群）地质灾害得到了有效防治。经由板樟山孤石的防治成效优良可为其他近似工程供给履历鉴戒。