地質(zhì)災害防治工程論文-淺析危巖治理措施

1、淺析危巖治理措施危巖崩塌是單個或群體巖塊在重力及其它外力作用下突然從陡峻巖石山坡上分離，并以自由落體、滑移、彈跳、滾動或其它的某種組合方式順坡向下猛烈運動，最后散集于坡腳的一種常見地質(zhì)災害現(xiàn)象。當其發(fā)生在交通線、旅游場地、工業(yè)或民用建筑設施附近時，常會帶來交通中斷、建筑物毀壞和人身傷亡等重大危害。 由于其變形破壞是十分復雜的動力過程，發(fā)生突然且一次發(fā)生的規(guī)模及可能帶來的綜合損失不及典型的滑坡，從而使人們對這種災害現(xiàn)象的研究，防治技術開發(fā)均不夠重視。 危巖主要發(fā)生在裂隙發(fā)育的山體表層， 該處坡面角較陡、 基巖裸露、物質(zhì)組成主要為硬質(zhì)巖， 巖石硬度一般為-級，如石灰?guī)r、 白云巖、砂巖等。 危巖體由

2、若干組結(jié)構(gòu)面切割而成，即層面、 節(jié)理及裂隙面。其形成受構(gòu)造邊坡卸荷回彈等影響，在長期的風化作用下， 溶蝕性裂隙發(fā)育， 形成了危巖體的趨形。 在重力及外營力長期作用下， 危巖體沿潛滑面向下的分力大于結(jié)構(gòu)面抗滑阻力時，產(chǎn)生崩滑。 危巖崩塌是一種全球性的山地地質(zhì)災害，具有突發(fā)、快速、強致災等特性。我國三分之二以上的國土面積為山區(qū)，是世界上受到危巖崩塌災害最嚴重的國家之一。作為一種主要的山地災害，危巖崩塌嚴重威脅著我國山區(qū)居民生命財產(chǎn)、城鎮(zhèn)建設、礦山及交通運輸安全。根據(jù)失穩(wěn)類型將危巖分為墜落式危巖、滑塌式危巖和傾倒式危巖。清除、灌漿封閉、錨固、支撐、充填、柵欄及攔石墻、排水、掛網(wǎng)等等是治理危巖主要方法

3、。 危巖的治理措施 危巖治理常用的措施有以下幾種： （一）危巖錨固 錨固使用錨桿或錨索連接、固定危巖與母體的方法，目的在于限制主控結(jié)構(gòu)面的擴展，理論上是由錨桿的抗剪強度提供錨固力。通過錨固，錨桿的實際受荷可平衡危巖重力、地震力等下滑力。1、錨桿噴射混凝土聯(lián)合支護：簡稱錨噴結(jié)構(gòu)或錨噴支護，即噴射混凝土與錨桿相結(jié)合的一種支護結(jié)構(gòu)，也稱噴錨支護。 2、錨桿：是指鉆鑿巖孔，然后在巖孔中灌入水泥沙漿并插入一根鋼筋，當砂漿凝結(jié)硬化后鋼筋便錨固在圍巖中，借助于這種錨固在圍巖中鋼筋能有效地控制圍巖或淺部巖體變形，防止其滑動和坍塌，這種插入巖孔，錨固在圍巖中從而使圍巖或上部巖體起到支護作用的鋼筋稱為“錨桿”。3

4、、預應力錨索：由鉆孔穿過軟弱巖層或滑動面，把一端（錨桿）錨固在堅硬的巖層中（稱內(nèi)錨頭），然后在另一個自由端（稱外錨頭）進行張拉，從而對巖層施加壓力對不穩(wěn)定巖體進行錨固，這種方法稱預應力錨索，簡稱錨索，國內(nèi)應用較多，如長江南岸鏈子崖危巖體治理和會同縣中心街滑坡治理中都采用了此種錨索。（2） 危巖支撐 危巖支撐適用于墜落式危巖、傾倒式危巖及基座具有巖腔的滑塌式危巖。 危高度較大的傾倒式危巖支撐后，應進行傾覆穩(wěn)定性驗算。支撐體底部應分臺階清除至中風化巖層。1、抗滑片石垛。是一種用壘砌石塊的方法來阻止危巖體下滑、達到穩(wěn)定危巖目的的工程措施。對于滑體不大，滑面位置低于坡腳不深的中、小型危巖，又有足夠的場

5、地和廉價的石料時，就可采用這種工程措施。2、抗滑擋墻。是一種阻擋危巖體滑動的工程措施，適用于治理因河流沖刷或因人為切割支撐部分而產(chǎn)生的中、小型危巖，但不適宜治理滑床比較松軟、滑面容易向下或向上發(fā)展的危巖。抗滑擋墻比一般的擋土墻要設計得寬大些，具有胸坡緩、外形寬大的特點。為了增加抗滑擋墻的穩(wěn)定性，在墻后應設一、二米寬的衡重臺或卸荷平臺，擋墻的胸坡越緩越好，一般用1：0.3-1：0.5，也有1：0.75-1：1者。3、抗滑樁。用來治理危巖既要保證樁不被剪斷、推彎或推倒，也要保證樁間土體不會從樁間滑走或因樁高不夠?qū)е峦馏w從樁頂滑出?？够瑯稇O置在滑體中下部，滑動面接近于水平，而且也是滑動層較厚的部位

6、。一定要保證樁身有足夠的強度和錨固深度、樁高和樁間距離都要適當。（三）危巖清除 對于個體較小危巖，可采用人工清除；對邊坡巖屑崩塌，可采用邊坡清理或削坡治理；對體積較大者，采用爆破方法。爆破方法包括動態(tài)爆破（工程爆破）和靜態(tài)爆破。工程爆破適用于建筑物設備（設施）少，人員稀少或設施人員易于遷移地段。該方法的選擇不僅考慮危巖爆破后碎塊滾動、散落的安全區(qū)域，而且還要考慮爆破產(chǎn)生的地震波、沖擊波、飛石等對周圍環(huán)境的影響。采用微差爆破技術能減少爆破后出現(xiàn)的大塊率，小地震波、沖擊波強度和碎塊飛散距離；靜態(tài)爆破采用向炮眼中灌注靜態(tài)膨脹破碎劑方法，通過膨脹作用破碎巖石。該方法安全方便，適用于建筑物、人員密集地段

7、的危石清除。對規(guī)模較大危巖可通過自上而下，臺階式逐層爆破清除。危巖下方地表坡度平緩（20°以內(nèi)）、具有0.5-1倍陡崖高度的地形平臺，且平臺上無重要建筑物及居民居住或危巖下方具有有效防御措施的條件下，宜采用清除措施?？蓪φ麄€危巖體或危巖體的局部進行清除。清除危巖時，可采用風槍鑿眼、人工鑿石、靜態(tài)爆破劑等方法解體危巖，化整為零逐步清除。具備條件時，尚可進行爆破清除。危巖清除過程中應加強施工監(jiān)測，避免爆破出的清除面引發(fā)不穩(wěn)定危巖體。并在危巖實施清除處理前充分論證清除后對母巖的損傷程度。一般情況下，應謹慎使用清除技術。清除危巖必須具有有效的防御措施，避免造成對其前方居民及建筑物的毀損。（四

8、）灌漿封閉 危巖體中破裂面較多、巖體比較破碎時，為了確保危巖體的整體性，宜進行有壓灌漿處理。灌漿技術應在危巖體中、上部鉆設灌漿孔。灌漿孔宜陡傾，并在裂縫前后一定寬度內(nèi)按照梅花樁型布設。灌漿孔應盡可能穿越較多的巖體裂隙面尤其是主控裂隙面。灌漿材料應具有一定的流動性、錨固力要強。通過灌漿處理的危巖體不僅整體性得到提高，而且也使主控裂隙面的力學強度參數(shù)得以提高，裂隙水壓力減小。危巖頂所有外露裂隙均換填封閉。 實例分析 一、野三坡崩塌落石控制因素及防治對策以百里峽景區(qū)為例 野三坡國家地質(zhì)公園位于河北省淶水縣西北部，太行山與燕山交匯處，由中山逐步過渡到低山丘陵和山前緩傾斜沖洪積平原，山地由于受強烈的侵蝕

9、切割，地形破碎，多具深溝峽谷、懸崖峭壁且連綿起伏，為典型的構(gòu)造剝蝕地貌。地質(zhì)公園的主體部分為中元古界的霧迷山組，主體變形構(gòu)造為燕山期形成、NWW-SEE向延展的箱形背斜構(gòu)造，霧迷山組出露于該背斜的核部，巖層傾角一般小于20°。霧迷山組上與洪水莊組整合接觸，下與高于莊組平行不整合接觸，地層總厚度為1410m。本區(qū)的霧迷山組先后經(jīng)歷了印支、燕山、華-IL和喜馬拉雅4期構(gòu)造運動，尤以燕山期的變形構(gòu)造為主。燕山期的斷裂構(gòu)造以NNE向為主，以幅度大、數(shù)量多、延伸遠、切割深為特征，和同期派生的NNW和NEE向兩組剪切斷裂，交互形成共軛剪節(jié)理。在喜馬拉雅期，燕山旋回以來形成或復活的一些主干斷裂，由

10、擠壓為主轉(zhuǎn)換為拉張為主。第四紀早更新世以來，新構(gòu)造運動使本區(qū)持續(xù)隆升和受到急劇的物理風化剝蝕，特別是晚更新世以來間歇性猛烈的山間洪流的沖蝕作用，形成了本區(qū)獨特的地質(zhì)景觀構(gòu)造控制的沖蝕嶂谷。 野三坡百里峽景區(qū)位于野三坡風景名勝區(qū)西南部，由十懸峽、海棠峪、蝎子溝3條峽谷組成，全長525 km，面積約105 km2。峽谷兩側(cè)巖壁近于直立地勢險峻，巖石堅硬，構(gòu)造節(jié)理發(fā)育，巖體破碎，具備形成崩塌落石的地質(zhì)條件。峽谷內(nèi)小型崩塌和危石墜落時有發(fā)生，近年來隨著旅游景點的開發(fā)，崩塌落石有上升的趨勢。由于大部分崩塌落石點分布在主要旅游線路上，直接威脅著游客的人身安全，因此，研究景區(qū)內(nèi)崩塌落石的分布特征、控制因素及

11、防治對策，具有重要的現(xiàn)實意義。野三坡百里峽沖蝕嶂谷出露的巖性均為碳酸巖，變形構(gòu)造以脆性破裂為主，是研究崩塌落石發(fā)育特征與規(guī)律的標本式地區(qū)。景區(qū)崩塌落石產(chǎn)生的內(nèi)因是受構(gòu)造控制的破碎巖體中存在著大量的裂隙和節(jié)理，使得巖體的抗拉強度減弱，存在著結(jié)構(gòu)面外傾的巖塊；外因是暴雨等外力活動的誘發(fā)；內(nèi)外因在特定條件下的結(jié)合是易發(fā)區(qū)崩塌落石產(chǎn)生的主要原因。為了最大限度的維護地質(zhì)公園內(nèi)原始景觀，保護自然生態(tài)環(huán)境，根據(jù)崩塌隱患區(qū)不同特征，可分別采取錨固、防護網(wǎng)、避讓等防治對策。景區(qū)內(nèi)由于受地形、巖性、構(gòu)造、降水等作用影響形成的嶂谷、沖溝、峭壁、怪石、石柱、天橋、危石等既是崩塌落石災害的禍根，又是園內(nèi)的景觀資源。因此

12、，崩塌落石的災害治理既要有實用性又要有藝術性，最大限度的保護地質(zhì)公園內(nèi)的原始地貌和植被。對于重點的災害點，地形較開闊的地段可采用SNS(Safety Netting System)柔性攔石網(wǎng)防護技術進行治理。該系統(tǒng)主要由鋼繩網(wǎng)、減壓環(huán)、支撐繩、鋼柱和拉錨5個部分組成，能對能量高達5 000 kJ的高能級沖擊進行有效防護。該系統(tǒng)既能有效防止崩塌落石災害，又可最大限度的維持園內(nèi)原始地貌和植被，經(jīng)濟實用、簡單易行，僅做少量的錨固，不破壞原始地貌。對于在雨季經(jīng)常發(fā)生落石的地段，因為谷深而窄，做棚洞或涵洞不但影響自然景觀，而且造價太高。考慮到它們的危害不太大，可在雨季定時巡邏，特別是雨天應加強巡邏次數(shù)，

13、對特別危險的地段應做出危險預警，派專門的人員疏散游客。對于沒開發(fā)的蝎子溝，開發(fā)時應盡量不破壞原始地貌，減少破壞坡角，減少凌空面，減少破壞巖體邊坡的穩(wěn)定性。二、山區(qū)鐵路崩塌落石的防治以太焦線k340+00k381+00段為例月山工務段管內(nèi)太焦線上下行k340+00k381+00段鐵路線路，由北至南沿丹河和白水河穿越太行山山脈，河谷深、懸崖絕壁、山勢陡峻為典型的山區(qū)鐵路。由于線路穿越白云質(zhì)石灰?guī)r或石灰?guī)r與泥灰?guī)r互層，巖層傾角較小，近乎水平。巖石強度f值為68間。坡面巖石受節(jié)理切割，巖體破碎，坡面上形成孤石危石，崩塌落石時有發(fā)生。2001年8月5日太焦線k357+280-300發(fā)生崩塌落實，中斷行車

14、17小時55分。2007年6月29日太焦線k343+296發(fā)生落石，碰到機車排障器，造成停車。2008年7月2日太焦線下行k362+800處一塊重約50公斤石塊落入線路上，被巡道工發(fā)現(xiàn)，清出線路，未影響行車。由此可見崩塌落石的發(fā)生，已經(jīng)成為影響太焦線行車安全行車安全和億噸通道暢通的重大安全隱患，必須引起高度重視，并采取有利措施加以防范。（一）、崩塌落石的分類及發(fā)生原因太焦線發(fā)生的崩塌落石常見的有以下三類： 1.邊坡巖體滑落：常發(fā)生在山體高度在30米以上，坡度大于55°的陡坡上，巖體的節(jié)理發(fā)育和巖層凸凹不平，容易產(chǎn)生巖體滑落，邊坡巖體滑落的范圍不大。2.軟層巖面的危石滾落:是指分散在風

15、化嚴重的軟層巖面上的孤石由于風吹雨水沖刷、列車振動致使巖石滾落。如2001年6月18日太焦線K357+700處山坡上有一重100公斤石頭在雨水沖刷下掉落在線路上，被巡守工發(fā)現(xiàn)并攔停列車。3.巖層崩塌：常發(fā)在坡度大于75°的巖體上，由于巖石在形成過程中的原生節(jié)理和層面在風化過程中產(chǎn)生裂隙，構(gòu)成巖體內(nèi)部的軟弱結(jié)構(gòu)面，當巖體的結(jié)構(gòu)面組合位置不利時，使巖體向線路方向傾斜，再加上外來因素雨水、氣溫的變化、地震、爆破等的作用極易發(fā)生巖層崩塌。這種崩塌影響線路范圍大，防治也較困難。如2001年8月5日6時35分太焦線K357+280300處發(fā)生山體崩塌落石，滑坡土石方約300立方米，由于巡守工發(fā)現(xiàn)

16、及時并攔停了41135次列車，防止列車顛覆事故。線路于6日0時30分開通，中斷行車17小時55分。高峻陡峭的地形、巖體中各種構(gòu)成因的結(jié)構(gòu)面、巖層節(jié)理發(fā)育，巖體破碎、地殼運動是發(fā)生崩塌的內(nèi)在因素，內(nèi)在因素是形成崩塌落石的先決條件。雨水沖刷、地震、爆破、列車震動、地表水大量滲入巖石孔隙、裂隙中，對巖石產(chǎn)生軟化、潤滑和動水壓力等是發(fā)生崩塌的外部因素。（二）、崩塌落石的防治了解崩塌落石發(fā)生的原因，掌握其運動規(guī)律，采取不同的方法予以防治，能收到事半功倍的效果。該段在防治崩塌落石時一般采用“看守、清掃、嵌補、支擋、護墻、攔截、遮欄、綜合治山、SNS邊坡柔性防護系統(tǒng)”等幾種方法。1.看守：即看守，由于該段崩

17、塌落石的處所較多，影響線路長，在短時間內(nèi)又無法做好全面處理，對這類地段就采取常年看守或汛期看守。如2008年該段在太焦線k371+950k372+250;k363+050k363+850；k375+400k375+700等5處設常年看守。在太焦線k344+300k345+800；k346+800k347+960等10處汛期派人看守。2.清掃：該段每年3月份也就是汛期到來之前和11月份也就是汛期過后，冬季到來之前，清除由于地殼的變化或風化作用，形成相互擠壓，頭大根小，遙遙欲墜的危石、孤石，或由于開挖路塹是形成的邊坡探頭石等。小的直接用撬棍撬下，大的采用擊碎的方法進行清除。3.嵌補：即對無法清除的

18、孤石；路塹坡面上容易沿節(jié)理面發(fā)生的局部崩塌；由于巖層破碎帶，雨水侵入、嚴重風化剝落，形成坡面坍坑、空洞；塹坡為軟硬巖互層；軟層巖石風化剝落形成凹形坡面等處所，如讓其繼續(xù)發(fā)展會影響邊坡穩(wěn)定，而刷坡處理工程數(shù)量很大，則采用干砌或漿砌片石嵌補。在太焦線k375+100采取此法。 4.支擋：即對山坡陡峻，危巖堅硬、基底狹窄，不適于漿砌片石修補和支頂?shù)穆穳q邊坡和山坡上懸吊的巖石，采用廢舊鋼軌混凝土支撐處理，從而增加了懸?guī)r的穩(wěn)定性。此法對山體上的探頭和懸?guī)r進行加固，效果很好。5.護墻：即對巖質(zhì)較松軟，節(jié)理發(fā)育，風化破碎的邊坡和山坡，為增強穩(wěn)定性、防止崩塌落石，采取漿砌片石護墻進行加固，漿砌片石護墻常與拱形

19、支撐結(jié)合使用。6.攔截：即對山坡上存在大量危石的地段。所謂危石群，由于范圍較大，不易徹底處理，零星崩塌很難避免，則根據(jù)具體情況修建攔石墻、攔石堤、落石平臺、落石坑、落石溝、鋼軌柵欄等設施。在太焦線k345+550k345+650；k374+600k374+800采用此法。7.遮欄：在山坡不穩(wěn)的中小型崩塌地段或有人工開挖的深陡路塹邊坡而造成山體崩塌變形地段，山坡巖層風化嚴重，崩塌規(guī)模較大，且頻繁發(fā)生，當采用攔截建筑物有困難時，可采用修建明洞、棚洞等，即可遮擋邊坡上部崩塌落石，又可對邊坡下部起穩(wěn)定和支撐作用。8.綜合治山：在山坡不夠穩(wěn)定的地段，如巖體裂隙張開、空洞、危石探頭、孤石突出，巖層表面風化

20、破碎等。整治危巖落石，可以采用“支”、“插”、“串”、“勾”、“補”、“刷”、“埋”、“捆”、“排”等方法進行綜合處理。9.SNS邊坡柔性防護系統(tǒng)：以鋼絲繩為主要特征構(gòu)件，以覆蓋（SNS主動系統(tǒng)）和攔截（SNS被動系統(tǒng)）兩種基本形式來防護危巖和崩塌落石地質(zhì)災害。SNS主動系統(tǒng)是采用錨桿和支撐繩固定方式將鋼絲繩和格柵覆蓋在具有潛在地質(zhì)災害的坡面上，從而實現(xiàn)坡面加固或限制危石運動范圍的一種SNS系統(tǒng)。SNS被動系統(tǒng)是采用錨桿、鋼柱、支撐繩和拉錨繩等固定方式將鋼絲繩網(wǎng)在坡面上形成柵欄形式的攔石網(wǎng)，從而實現(xiàn)攔截危石的一種SNS系統(tǒng)。該段從2001年起開始使用 SNS邊坡柔性防護系統(tǒng)。如太焦線k374+

21、140460、k362+718k363+852、k373+280340均采用SNS邊坡柔性防護系統(tǒng)整治。（三）、防治效果1. 2008年共發(fā)生崩塌落石9次，由于看守人員的及時發(fā)現(xiàn)，沒有危及到行車安全，確保了晉煤外運億噸大通道的暢通。如2008年7月2日，太焦線下行K362+800一塊重約50公斤的落石落到線路上，被巡守工及時發(fā)現(xiàn)并清理出線路，沒影響行車；2008年7月17日巡守工巡查時發(fā)現(xiàn)k368+300處落石砸到接觸網(wǎng)架后散落在線路上，立即將碎石清出線路；2008年8月12日太焦線上行一直徑約1.5米落石落在道床邊坡上，巡守工立即撬出限界外。2.根據(jù)崩塌落石發(fā)生原因不同，采取不同方法整治過的

22、危石多發(fā)地段，效果均非常明顯，沒有再發(fā)生過落石掉入線路上，危及行車安全的情況發(fā)生。如2008年6月18日太焦線k345+600發(fā)生一塊體積約110*80*70落石由于在太焦線k345+550k345+650修建了攔石墻，落石被擋住。3.經(jīng)過近幾年的大力整治，三處常年看守危石多發(fā)地段已全部取消，這樣每年可以減少看守人員12人，每年可以少支付工資大約30余萬元。 結(jié)語對于危巖的治理應堅持預防為主、防治結(jié)合的思想。崩塌等地質(zhì)災害是在特定的河谷、山區(qū)環(huán)境中各種自然因素綜合作用的產(chǎn)物，所以保護山區(qū)及河谷區(qū)的自然環(huán)境，是抑制和破壞形成崩塌等地質(zhì)災害的基本條件，將減少甚至杜絕其產(chǎn)生的可能。同時農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工程

23、建設應該避開危險地段，在丘陵、山區(qū)地區(qū)和斜坡發(fā)育應針對性地修筑支擋工程、防滑強、防滑林等，以減少崩塌的危害，對已經(jīng)形成的崩塌視其規(guī)模大小補一部分工程整治，防止地形惡化。對于具體的崩塌落石要根據(jù)具體的工程地質(zhì)條件采取適合的治理的措施，最大限度地達到事半功倍的效果。參考文獻1.陳洪凱.唐紅梅.葉四橋 危巖防治原理 20062.DB50/5029-2004 地質(zhì)災害防治工程設計規(guī)范 20043.謝全敏.夏元友 危巖塊體穩(wěn)定性的綜合評價方法分析期刊論文-巖土力學 2002(6)4.常中華.陳厚軍.張樂中.楊天亮 奎屯河新龍口右岸山體崩塌原因及再次失穩(wěn)可能性分析期刊論文-工程地質(zhì)學報 2005(1)5.何應強.宋根才.馬躍剛 索風營水電站Dr2危巖體穩(wěn)定性研究期刊論文-中國農(nóng)村水利水電 2005(5)6.譚繼文.李潤偉.馬志強.張喜武.鄭德學 江口水電站拱壩左岸1號危巖體穩(wěn)