封 靜

（華北地質(zhì)勘查局五一九大隊(duì)，河北 保定 071051）

易縣高莊村危巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及防治建議

封 靜

（華北地質(zhì)勘查局五一九大隊(duì)，河北 保定 071051）

危巖體是潛在的崩塌體，雖然還沒有發(fā)生崩塌，但具備發(fā)生崩塌的主要條件，不久可能發(fā)生崩塌。2012年7月21日暴雨期間，易縣高莊村發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害，導(dǎo)致危巖體問題突出，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)卮迕竦纳踩?。本文從危巖區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件入手，綜合分析危巖的基本特征及形成機(jī)理，進(jìn)行定性分析和定量計(jì)算，對(duì)危巖體進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和危害評(píng)價(jià)，并針對(duì)危巖的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提出防治措施。

地質(zhì)環(huán)境條件；危巖基本特征；危巖穩(wěn)定性；評(píng)價(jià)；防治

2012年7月21日暴雨期間，易縣高莊村發(fā)生了崩塌地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重影響交通，威脅居民的生命安全。為了防治崩塌地質(zhì)災(zāi)害，筆者對(duì)該災(zāi)害點(diǎn)危巖進(jìn)行了地質(zhì)災(zāi)害勘查工作，查明了危巖區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件、危巖的基本特征及形成機(jī)理。本文通過資料綜合分析，做出了危巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，并針對(duì)其危害性提出了防治措施。

1 危巖區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 自然地理位置

高莊村危巖體位于易縣紫荊關(guān)鎮(zhèn)高莊村鄉(xiāng)村公路北側(cè)。中心地理坐標(biāo)為東經(jīng)115°12′36″，北緯39°26′ 31″。

1.2 地形地貌

勘查區(qū)為侵蝕構(gòu)造中山區(qū)，高程為483.71～585.45 m，相對(duì)高程為101.74 m。溝谷不發(fā)育，坡度較陡，坡度為75～85°。第四系殘坡積層厚度為0～0.5 m，主要成分為殘坡積土。山坡植被覆蓋率約為20%，以雜草、荊條為主。

勘查區(qū)山體陡立的地形特征，對(duì)治理工程的施工條件起到很大限制，給危巖體治理帶來較大的難度。

1.3 地層巖性

勘查區(qū)內(nèi)出露的地層主要為薊縣系霧迷山組及第四系。

薊縣系霧迷山組（Jxw）：巖性為巨厚層白云巖，含角礫表層，裂隙較發(fā)育，風(fēng)化強(qiáng)烈，巖層產(chǎn)狀284°∠17°。

第四系：主要為殘坡積土，覆蓋基巖之上，厚度為0～0.5 m。

1.4 地質(zhì)構(gòu)造

勘查區(qū)所處的地質(zhì)構(gòu)造單元為中朝準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ級(jí)）燕山臺(tái)褶帶（Ⅱ級(jí)）軍都山巖漿巖帶（Ⅲ級(jí)）大河南臺(tái)斜斷塊（Ⅳ級(jí)）,區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育。

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010），本區(qū)設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10 g，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，區(qū)域地殼基本穩(wěn)定。

2 危巖基本特征及形成機(jī)制

2.1 危巖分布、類型及形態(tài)特征

2.1.1 危巖體分布及形態(tài)特征

易縣紫荊關(guān)鎮(zhèn)高莊村崩塌由1個(gè)危巖帶（WYD1）組成，巖性為薊縣系霧迷山組白云巖，產(chǎn)狀：284°∠17°，坡度75°～85°，風(fēng)化強(qiáng)烈，裂隙較發(fā)育，坡頂有0～0.4 m厚的第四系殘坡積土。該危巖帶主要有兩組裂隙發(fā)育明顯，第一組75°∠85°，裂隙間距為0.4～0.8 m，無填充；第二組105°∠87°，裂隙間距為0.5～1.1 m，無填充。在危巖帶范圍內(nèi)基巖中發(fā)育有多組無序裂隙，并存在大量風(fēng)化裂隙，裂隙深度較淺，深度為0.1～0.4 m。

地質(zhì)災(zāi)害區(qū)坡腳鄉(xiāng)村道路高程約為483 m，危巖帶分布在高程507～540 m，坡度為75°～85°，主崩方向?yàn)?00°。危巖帶總體走向110°左右，長120 m，高20～54 m，厚0.5～3 m。

高莊村崩塌由1個(gè)危巖帶（WYD1）組成，總體積約為8 400 m3，依據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0218-2006）分類標(biāo)準(zhǔn)，危巖體災(zāi)害規(guī)模為小型。危巖體分布情況及特征如表1所示。

表1 危巖帶分布及形態(tài)特征表

2.1.2 危巖破壞方式

危巖體失穩(wěn)方式，受多方面因素的影響。根據(jù)對(duì)勘查區(qū)內(nèi)崩塌危巖帶總體形態(tài)、發(fā)育規(guī)模、基底和底界層特征、空間分布特征，危巖破壞方式分析如下：

巖體基座的差異風(fēng)化和裂隙的切割使危巖體局部懸空，危巖體底界臨空條件好，在變形破壞時(shí)，危巖體的頂部首先脫離母體，然后沿基座支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而發(fā)生傾倒式破壞。該危巖帶被拉張裂縫切割出的危巖體沿不利結(jié)構(gòu)面或組合面發(fā)生傾倒式崩塌破壞。

2.2 危巖形成的影響因素及形成機(jī)制

2.2.1 危巖形成的影響因素分析

勘查區(qū)崩塌的形成除地形地貌、地層巖性、節(jié)理裂隙等因素外，還受以下外部因素影響：

風(fēng)化、凍脹作用：可以加速裂隙貫通，致使巖石失穩(wěn)。

暴雨：由于裂隙貫通性均較好，沿走向及垂向延伸長度大，張開性較好，暴雨期大量地表水滲入巖體裂縫后產(chǎn)生動(dòng)力壓力，危巖體后緣產(chǎn)生向外的水平推力，增大巖體的松動(dòng)程度，使危巖體穩(wěn)定性下降，甚至失穩(wěn)破壞[1]。

2.2.2 危巖形成機(jī)制分析

勘查區(qū)崩塌是在特定的自然條件下形成的。地形地貌、地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造是崩塌的物質(zhì)基礎(chǔ)；降雨、地震、風(fēng)化作用、人類工程活動(dòng)對(duì)崩塌的形成和發(fā)展起著重要作用。

危巖發(fā)生地段斜坡高陡，臨空條件好，為危巖的形成提供了勢(shì)能，有利于巖體的重力卸荷，是危巖形成的主要條件；巖石堅(jiān)硬性脆，屬于易崩巖層，是危巖發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)；節(jié)理裂隙發(fā)育，破壞了巖體的完整性，風(fēng)化、凍脹作用將加速裂隙貫通，降低巖體的力學(xué)強(qiáng)度。除此之外，暴雨、地震等外力作用將進(jìn)一步破壞斜坡結(jié)構(gòu)與巖體穩(wěn)定性，改變危巖體自然應(yīng)力平衡，促進(jìn)崩塌發(fā)生[2]。

3 危巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

3.1 危巖變形現(xiàn)狀

根據(jù)調(diào)查訪問，該地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)曾發(fā)生過崩塌，但規(guī)模不大，無人員傷亡。最近一次是在2012年7月21日，在遭遇強(qiáng)降雨后，大量浮石脫落，形成長85 m、寬6 m、高2～3 m的崩積物，一般塊徑5～10 cm，最大塊徑1.5 m，造成了當(dāng)?shù)毓烽L時(shí)間中斷。該地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)目前無較大規(guī)模崩塌發(fā)生，但常有零星巖塊崩落。

危巖帶整體現(xiàn)狀處于穩(wěn)定狀態(tài)，坡面浮石隨時(shí)可發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害。

3.2 定性分析評(píng)價(jià)

根據(jù)現(xiàn)場勘查，危巖帶總體走向110°左右，長120 m，高20～54 m，厚0.5～3 m。巖體較完整，有兩組裂隙發(fā)育明顯，第一組75°∠85°，裂隙間距為0.4～0.8 m，無填充；第二組105°∠87°，裂隙間距為0.5～1.1 m，無填充。在危巖帶范圍內(nèi)基巖中發(fā)育有多組無序裂隙，并存在大量風(fēng)化裂隙，裂隙深度較淺，深度為0.1～0.4 m。結(jié)構(gòu)面結(jié)合良好，張開度1～3 mm，膠結(jié)良好，無填充，整體判斷處于穩(wěn)定狀態(tài)[3]。

根據(jù)危巖帶裂隙發(fā)育情況、巖體完整性及各結(jié)構(gòu)面特征對(duì)其進(jìn)行宏觀定性分析，在此基礎(chǔ)上做現(xiàn)狀穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，并預(yù)測其穩(wěn)定性發(fā)展趨勢(shì)。危巖帶宏觀定性分析評(píng)價(jià)如表2所示。

3.3 定量計(jì)算及評(píng)價(jià)

3.3.1 巖土物理力學(xué)參數(shù)分析與評(píng)價(jià)

本次取得6組白云巖巖樣，試驗(yàn)項(xiàng)目主要有：塊體密度、吸水率、抗壓強(qiáng)度、抗剪切強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度。試驗(yàn)單位為國土資源部保定礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心。試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

巖土室內(nèi)試驗(yàn)嚴(yán)格按照《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）、《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB50123-1999）、《工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB50266-2013）有關(guān)條文進(jìn)行，試驗(yàn)資料精度滿足本次勘查及設(shè)計(jì)階段要求。

3.3.2 危巖整體穩(wěn)定性計(jì)算及評(píng)價(jià)

根據(jù)《建筑邊坡工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50330-2002）[4]確定，該區(qū)屬于Ⅱ類巖質(zhì)邊坡，結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值如表4所示。

表2 危巖帶宏觀定性分析評(píng)價(jià)結(jié)果表

表3 巖石物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

表4 結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值

采用平面滑動(dòng)法時(shí)，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算公式為：

式中：γ——巖土體的重度（Kn/m3）；c——結(jié)構(gòu)面的粘聚力（kPa）；α——結(jié)構(gòu)面的內(nèi)摩擦角（°）；A——結(jié)構(gòu)面的面積（m2）；V——結(jié)構(gòu)面的體積（m3）；θ——結(jié)構(gòu)面的傾角（°）。

按《建筑邊坡工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50330-2002）中的邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，其穩(wěn)定性系數(shù)不小于表5規(guī)定的穩(wěn)定安全系數(shù)的要求，否則應(yīng)對(duì)邊坡進(jìn)行處理。

表5 邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)

經(jīng)計(jì)算，Ks=1.48，由此判斷，該區(qū)山體整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

3.3.3 危巖單體穩(wěn)定性計(jì)算及評(píng)價(jià)

該區(qū)整體劃分為1個(gè)危巖帶，不存在危巖單體的計(jì)算及評(píng)價(jià)，坡面上的浮石處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

3.3.4 綜合穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)

根據(jù)定性分析及穩(wěn)定性計(jì)算的定量分析結(jié)果，危巖帶整體現(xiàn)狀處于穩(wěn)定狀態(tài)，坡面上的浮石處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，隨時(shí)可發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害。

4 地質(zhì)災(zāi)害防治措施建議

為了提高應(yīng)對(duì)突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的能力，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定，根據(jù)國土資源廳要求，結(jié)合本地實(shí)際，特制定本防災(zāi)預(yù)案。

4.1 監(jiān)測方案

建立地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)，完善由縣政府組建、分管縣長負(fù)責(zé)、縣國土資源局具體實(shí)施的多級(jí)多層次的監(jiān)測體系。監(jiān)測體系的組織機(jī)構(gòu)分為村組級(jí)監(jiān)測網(wǎng)（群測群防三級(jí)網(wǎng)）、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)監(jiān)測網(wǎng)（二級(jí)網(wǎng)）和縣級(jí)監(jiān)測網(wǎng)（一級(jí)網(wǎng)）三級(jí)。二、三級(jí)監(jiān)測網(wǎng)用于對(duì)地質(zhì)災(zāi)害體實(shí)施長期監(jiān)測，分別負(fù)責(zé)本鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村地域內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的監(jiān)測預(yù)警，其監(jiān)測手段主要是定人、定點(diǎn)、定時(shí)進(jìn)行巡查和簡易量測，并做好記錄，定期向上一級(jí)監(jiān)測站上報(bào)。一級(jí)監(jiān)測網(wǎng)負(fù)責(zé)全縣的監(jiān)測系統(tǒng)、信息系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)的管理，組織地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查、應(yīng)急監(jiān)測、險(xiǎn)情預(yù)報(bào)、搶險(xiǎn)救災(zāi)以及應(yīng)急避讓工作；組織群測群防人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)等。

監(jiān)測對(duì)象：坡體危巖頂部設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，坡體后緣及裂縫的變形。

監(jiān)測方法：用鋼尺對(duì)勘查設(shè)置的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行測量。臨災(zāi)條件：長時(shí)間的大暴雨和地震等。

監(jiān)測信息管理（上傳、下達(dá)）：當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)出現(xiàn)位移，坡體出現(xiàn)裂縫時(shí)，尤其是雨后及震后，應(yīng)及時(shí)將監(jiān)測信息報(bào)告村委會(huì)，根據(jù)程序啟動(dòng)防災(zāi)預(yù)案。一面及時(shí)組織危險(xiǎn)村民向既定安全位移轉(zhuǎn)移，一面及時(shí)向上級(jí)主管部門會(huì)報(bào)。

監(jiān)測時(shí)間及頻率：非汛期15 d監(jiān)測一次；雨季7 d監(jiān)測一次；每次降雨及地震后即時(shí)監(jiān)測一次。

4.2 應(yīng)對(duì)措施

4.2.1 應(yīng)急防治措施

（1）成立應(yīng)急指揮部，同時(shí)成立地質(zhì)災(zāi)害防范工作領(lǐng)導(dǎo)小組，由鎮(zhèn)長擔(dān)任組長，黨委副書記與副鎮(zhèn)長擔(dān)任副組長，各包村干部為組員，領(lǐng)導(dǎo)小組下設(shè)辦公室。此外，要建設(shè)全鎮(zhèn)地災(zāi)防報(bào)信息員體系，信息員負(fù)責(zé)巡查、信息上報(bào)和險(xiǎn)區(qū)安全防范工作。

（2）規(guī)定好報(bào)警信號(hào)，確定搶險(xiǎn)人員，調(diào)用物資、交通工具和相關(guān)設(shè)施、設(shè)備。

4.2.2 應(yīng)急處置措施

經(jīng)過實(shí)地調(diào)查，將預(yù)定避災(zāi)地點(diǎn)定為距坡體下方公路100 m之外等地。發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情后，報(bào)警人要在第一時(shí)間內(nèi)，采用廣播、鳴鑼、高聲呼喊等方式發(fā)出信號(hào)，告知欲過往行人及車輛，聽從指揮，按照指示遠(yuǎn)離危險(xiǎn)區(qū)，切勿在坡體下方的公路上停留。在險(xiǎn)情排除后，車輛及行人方可通行。

4.3 防治工程方案布置原則

因害設(shè)防，突出重點(diǎn)，綜合治理，使災(zāi)害得以控制。工程措施與非工程措施并舉。工程措施應(yīng)遵循技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、一次性根治、不留后患的原則；非工程措施應(yīng)加強(qiáng)政府職能，加大宣傳力度，提高地質(zhì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，做好監(jiān)測、預(yù)報(bào)等。

4.4 防治方案建議

坡腳擬建支擋工程部位的地層巖性為：上部0.1～0.5 m厚為第四系殘坡積土，下部為中風(fēng)化—微風(fēng)化白云巖。擬建支擋工程基礎(chǔ)主要置于白云巖地層之中，室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)值，其物理力學(xué)指標(biāo)建議值為：白云巖重度為27.0 kn/m3,抗壓強(qiáng)度為164.5 MPa，抗拉強(qiáng)度為7.2 MPa，抗剪切強(qiáng)度為18.7 MPa，粘聚力為1 000 KPa，內(nèi)摩擦角為35°，承載力特征值為2 000 KPa。

根據(jù)地質(zhì)條件、危巖特征，制定防治方案，對(duì)危巖帶表面松動(dòng)的巖體進(jìn)行全面清理，設(shè)置主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)和攔石墻。建議采用“浮石”清理+主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)+攔石墻的防治方案。

1 《工程地質(zhì)手冊(cè)》編委會(huì).工程地質(zhì)手冊(cè)（第四版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

2 劉傳正.地質(zhì)災(zāi)害勘查指南[M].北京：地質(zhì)出版社，2000.

3 中華人民共和國國土資源部.DZ/T0286-2015地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2015.

4 中華人民共和國建設(shè)部，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB50330-2002建筑邊坡工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

5 中華人民共和國建設(shè)部.GB50021-2001巖土工程勘察規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001.

Stability Evaluation and Prevention of Dangerous Rock in Gaoxing Village of Yixian County

Feng Jing
(519 Team of North China Geological Exploration Bureau, Baoding 071051, China)

The dangerous rock body is a potential collapse body. Although there has not been a collapse, the main condition of collapse may collapse soon. During the rainstorm in July 21, 2012, the collapse of geological disasters occurred in the village of Yixian County, which led to the problem of dangerous rock bodies, which seriously affected the safety of local villagers. From geological environment conditions in crag zone, this thesis analysis comprehensively the crag’s basic feature and its formation mechanism, to carry out qualitative analysis and quantitative calculation, and make a stability evaluation and risk assessment for the crag, and provide controlling measures for crag’s stability evaluation.

geological environmental conditions; basic characteristics of dangerous rock; stability of dangerous rock;evaluation; prevention and control

P736

A

1008-9500(2017)06-0095-04

2017-04-22

封靜（1974—），女，河北保定人，初級(jí)助理工程師，從事地質(zhì)環(huán)境工作。