汉中市南郑县某危岩体研究与治理

李 军

汉中市南郑县某危岩体研究与治理

李 军

危岩体是威胁交通和居民安全的重要隐患，特别是“5.12”地震造成了原危岩体的崩塌，同时又形成了大量新的危岩体。危岩体治理应充分认识其发育的环境条件，在正确分类的基础上，采取综合治理措施有效治理，确保危岩整体和局部稳定性。试以汉中市南郑县某危岩体为例，阐述危岩治理的原则与措施。

危岩体；治理；地震

1 前言

危岩体是指陡峭边坡上被多组结构面切割，在重力、风化营力、地震和渗透压力等外力作用下可能与母岩分离而坠落失稳的岩石块体。[1]危岩的形成、失稳与运动属于边坡地貌动力过程演化的一种重要形式，其破坏失稳具有突发性、致灾具有毁灭性的特点。[2]“5.12”地震造成地震区大量的崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害，尤其是亟待解决的危岩体成为一个潜在的隐患。

2 危岩发育的环境条件与成因研究

危岩体的发育有其特定的环境条件，[3]只有在内外因同时具备时，才有危岩发育的可能，并可能在激发条件的作用下发生失稳崩塌，而带来危害。正确认识危岩体发育的环境条件及成因是有效地和有针对性地防治危岩灾害的需要。

2.1水环境条件。

该危岩体崩塌隐患位于碑坝镇派出所后山，碑坝河西侧，山坡坡度陡直，植被茂密，地貌单元属米仓山中山地貌。米仓山区气温低，平原区及碑坝河谷区等气温较高，多年平均气温14.2℃，极端最高气温36.6℃(1966年6月2日)，极端最低气温-8℃(1969年1月30日)。由于受地形多样性的影响，降雨时空分布不均，旱涝严重，灾害性天气频繁。多年平均降雨量920mm，1981年最多，达1563.2mm，1995年最少仅为602.3mm。碑坝镇处于南北气候过度带，属凉亚热带大陆季风气候。多年平均气温14℃，极端最高气温36.5℃，极端最低气温-8℃；降水量602.7～1357.3mm，多年平均降水920mm，降水主要集中在7～9月份，暴雨(日降水135mm)较少，偶尔出现，降水是引发该地区地质灾害的主要因素。按稳定性评价结论，危岩体整体(倾倒式破坏)在暴雨或地震状态下欠稳定，在暴雨和地震同时发生的最不利状态下处于不稳定状态。

2.2地质构造与地震。

2.2.1 地质构造。

南郑县处扬子准地台北缘，龙门—大巴台缘隆褶带，汉南米仓台拱区。断裂构造比较发育，有北东向及北西向、东西向几组。由北而南主要断裂有钢厂断裂、小冷坝—秦家坝断裂，小坝—海棠断裂，牟家坝—水磨河南断裂及碑坝南部的蒋家湾—朱家坝—土墙坪弧形断裂带等。为喜玛拉雅运动形成的断裂凹陷，县境仅跨南部边缘。其基底主要由米汉台凸的花岗岩、辉长岩组成，上覆第四系松散砂砾石层和亚粘土层，最大厚度500m。

2.2.2 地震。

从历史地震来看，该区属弱地震区，最高震级为5.5级，地震裂度在Ⅳ度以下，按一般情况，不会造成严重的地质灾害，但区内大部的山高谷深，山坡陡峻，加之雨量充沛、水系发育，稍有振动都有可能造成难以估计的地质灾害损失。区内地震带呈北东向分布，且以主震—余震型浅源(5-20km)构造地震为主。

2.3危岩体特征。

通过现场调查结果，碑坝危岩位于山脊顶部最前缘，3号点(图1)在南侧、东侧、北侧三面临空，4号点(图2)上部四面临空，下部东面临空，崩塌方向80°～90°，危岩体下部50m范围山坡坡度约70°，植被茂密。山坡下为相对平缓坡地，为村民田地。

碑坝3号点危岩形态为不规则体，危岩体南北长约10.0m，东西宽6.0m，高12m，体积约720m3。根据《DZ/T 0218-2006》第6.2条分类标准，其规模为小型。碑坝4号点危岩形态为不规则体，危岩体南北长约40m，东西宽8.0m，高11m，体积约3520m3。根据《DZ/T 0218-2006》第6.2条分类标准，其规模为小型。从现场调查可知，碑坝危岩体在山坡顶部临空面方向呈突出状存在，岩体裂隙发育，岩体破碎。在危岩体上部可明显看到西边顶部岩体已被分割成大小不等的块状。

在3号点危岩体南边下部发现与危岩体连接岩石被数条裂隙切割成碎块。裂隙1产状为155°∠14°，裂隙轻微张开，粘性土填充。裂隙2产状为130°∠64°，裂隙宽度25 ～67cm，粘性土填充。从4号点危岩体西侧观察，可发现有三组卸荷裂隙将岩体分成数块。裂隙1产状为180°∠70°，裂隙频率为1条/米，裂隙宽度为15～20cm，切割可见深度约50cm。裂隙2产状为120°∠32°～35°，裂隙宽度为0.5～10cm，切割可见深度约30cm。裂隙3产状为100°∠87°，裂隙宽度为30cm，切割可见深度约3.0m。4号危岩体东北侧下部有一长3m，宽2m，高1.5m塌空区，严重影响上部岩体的稳定。该灾害体灾害规模等级为小型，危害等级为三级，破坏类型为倾倒式崩塌类型。

图1

图2

2.4 危岩成因分析。

危岩体本质上是指由岩体结构面、临空面及地面构成的稳定性较低的结构体，是多因子耗散耦合的必然结果。对该危岩体而言，前述研究表明，它完全具备危岩发育的地形地貌、地层岩性、结构面发育等内在条件，同时具备影响危岩稳定的降雨、地震等外部环境。在各种不利因素的综合作用下，边坡岩体必然逐渐发育为危险性较大的危岩体。所以，该危岩体被结构面充分切割，并处于降雨和地震区，必然造成该危岩体的失稳。

3 危岩体综合治理

3.1 爆破方案。

通过现场调查结果，乱洞子危岩位于山脊顶部最前缘，危岩下水平距离约50m范围为斜坡，自然坡度65°～ 70°。山坡下相对平缓，为村民田地，碑坝危岩体清除体积4240m3。根据危岩体所处环境、岩性，可采取以下危石处理方案。

3.1.1 人工配合机械(风镐)。

此方案可控制破碎块体，减少大块块石滚下山坡的危险，但施工工期较长，施工安全条件差。

3.1.2 采用膨胀剂进行静态破碎。

此方案也可有效控制破碎块度，但在环境温度较低情况下，破碎时间较长，而且不能有效掌握碎块破裂的时间。

3.1.3 采用控制爆破与预裂爆破相结合的方法。

为了有效控制爆破块体大量、同时从斜坡滚落，危及坡下农田耕作及村民财产生命安全，可现行将危石从其顶部进行水平、垂直预裂，并有效卸载，避免大块或大量块体同时滑塌从斜坡滚落。通过预裂使危石块度减小后，可通过松动控制爆破对大块进行二次解体。

综上所述，采用第三方案既可以有效控制滚落破碎块体的体积、数量，又可以掌握滚落的时间，并可加快施工速度。

3.2 爆破。

3.2.1 预裂爆破。

孔距a=0.4m，孔径42mm(使用可移动轻便型柴油空压机钻孔)，孔深可根据危石在钻孔方向的尺寸，并考虑孔底距离边界预留0.2m(此部分不钻透)，炮孔装药量按300g/m考虑，使用直径25mm的乳化炸药细药卷，并用导爆索将药卷串捆放入炮孔。装药长度范围内的炸药必须平均分配，其间隔距离根据装药量确定。堵孔长度根据炮孔深度控制在0.3～0.5m。因在山区施工，为安全考虑，起爆方式选用导爆管雷管起爆系统。

3.2.2 松动控制爆破。

图3 装药结构示意图

经过预裂爆破的块体采用钻孔松动控制爆破进行二次破碎。孔距0.6m～0.8m，孔深根据块体尺寸确定，单位炸药耗量(使用长度200mm，直径35mm乳化炸药药卷)选取0.35～0.45kg/m3，炮孔堵塞长度控制在炮孔深度的三分之一。堵塞材料选用黄土，严禁用块度较大的砾石、碎块堵孔。松动控制爆破时，采用连续装药形式，用导爆管雷管直接起爆。导爆管雷管起爆网路使用电雷管点火。大块二次解体时，边孔距离块石边界的距离应大于炮孔间距，对于个别大块只钻凿单孔时，其装药量应减小到0.30kg/m3。

3.3 人工清运。

松动爆破完成后，人工清运岩体小块并将其搬运至危岩西边的低洼地带。根据场地地形条件，运距平均10m。

3.4 防护措施。

为保证施工期间安全，必须设置防护措施。在乱洞子危岩体下方可设高4m，长40m的双排钢管架，并和树木有效连接，靠山侧用废旧轮胎和木板防护。

4 结论

该危岩体的发育有其特定的环境条件，各内外影响因素的共同作用决定了危岩发育的必然性。通过对其成因进行分析，并依据稳定性分析的成果，有针对性地制定治理方案，更好的治理该危岩体，为地震后汉中地区其它危岩防治提供了有效的方法，并积累了经验。

[1]黄润秋，刘卫华.滚石在平台上的运动特征分析[J].地球科学进展,2008，23(5)：517.

[2]李明，陈洪凯，叶四桥，等.重庆市洪崖洞危岩发育机理[J].中国地质灾害与防治学报，2008，19(2)：1-6.

[3]陈洪凯，王蓉，唐红梅.危岩研究现状及趋势综述[J].重庆交通学院学报，2003，22(3)：18-22.

[4]叶四桥，陈洪凯，唐红梅.重庆市万州区太白危岩综合治理[J]. 重庆交通学院学报，2004(1)：72-76.

[5]曾廉.崩塌与防治[M].成都：西南交通大学出版社，1990:1-55.

ClassNo.:TU457DocumentMark:A

(责任编辑：宋瑞斌)

StudyonUnstableRocksControllinginNanzhengCounty,HanzhongCity

Li Jun

Dangerous rock masses pose a great threat to traffic and residential security, especially, after the “5.12” earthquake which had caused the collapse of instable rock masses , at the same time, a large number of new dangerous rock masses had been appeared. Unstable rock is one kind of the geologic disasters. Based on fully analysis of its evolution conditions, this paper studied the unstable rock issues and proposed some synthetic methods to control them.

unstable rock; synthetic controlling; earthquake

李军，硕士，助教，陕西理工学院，陕西·汉中。研究方向：土木工程。邮政编码：723001

1672-6758(2011)11-0069-2

TU457

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