許漢華，劉文連△，杜時貴，彭國城，雍 睿，眭素剛

（1.中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設計研究院有限公司，云南 昆明 650051；2.紹興文理學院土木工程學院，浙江 紹興 312000）

國內(nèi)外學術(shù)圈目前對危巖體的概念主要有兩種定義：（1）位于陡崖或陡坡上多組結(jié)構(gòu)面組合而構(gòu)成在地震、裂隙水壓力、重力等誘發(fā)因素作用下處于不穩(wěn)定、欠穩(wěn)定或極限平衡狀態(tài)的巖石塊體[1]；（2）斜坡上一些巖體雖還未發(fā)生崩塌，但已具備發(fā)生的條件，且已出現(xiàn)崩塌己有變形跡象和失穩(wěn)破壞前兆現(xiàn)象，預示將來不久有可能發(fā)生崩塌的巖塊體[2]。巖體地形地貌、巖性特征、地質(zhì)構(gòu)造是危巖體形成的物質(zhì)條件基礎(chǔ)[3]。

隨著云貴高原區(qū)進一步開發(fā)深入，包括景區(qū)開發(fā)、露天礦山開采、水電站、修建高速鐵路、高速公路等，涉及到的各行業(yè)危巖體理論體系研究也逐步加深，對山地工程開采利用逐步增強，開發(fā)范圍和工程規(guī)模也逐步擴展、所涉及到的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件更加復雜，以前未出現(xiàn)過越來越多的地質(zhì)災害現(xiàn)象得以凸顯[4]，基于危巖體邊坡失穩(wěn)破壞穩(wěn)定性問題的崩塌已成為地質(zhì)災害研究的難點、重點和熱門課題。從國外蘇聯(lián)的波波夫以及捷克的捷魯巴，到國內(nèi)的張倬元、陳洪凱、杜時貴、王士天等，各個地區(qū)、不同時代的學者和工程師都做了不同程度的科研攻關(guān)和工程實踐[5]。對危巖體的科研攻關(guān)涉及到許多學科體系，主要包括構(gòu)造地質(zhì)學、巖土工程測試技術(shù)、工程地質(zhì)學、數(shù)學、巖土力學及計算機仿真技術(shù)等學科領(lǐng)域[6]。杜時貴等[7]基于露天高邊坡礦山規(guī)模大小和構(gòu)成要素，將露天高邊坡礦山劃分為臺階邊坡、組合臺階邊坡及總體邊坡，將涉及到的結(jié)構(gòu)面劃分為小規(guī)模、非貫穿、貫穿結(jié)構(gòu)面。

1 危巖形態(tài)特征

安寧市摩崖石刻危巖體形態(tài)特征主要受巖層產(chǎn)狀（層面）、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀（節(jié)理面）、坡面產(chǎn)狀和風化程度（發(fā)育密度、閉合程度）組合控制，在不同結(jié)構(gòu)面的不利組合情況下，巖體被切割成大小差異大、形狀為楔形體或不規(guī)則六面體的巖塊，受地形條件控制，巖塊形成臨空面，后側(cè)卸荷裂隙未能完全貫通，陡崖上可見架空現(xiàn)象。受構(gòu)造作用、風化作用和植物根劈作用影響，整體上陡崖頂部結(jié)構(gòu)面發(fā)育密度大，多為張開式，充填有粘性土，巖體破碎呈碎裂塊狀。底部發(fā)育密度小，多為閉合式，結(jié)構(gòu)面上基本無充填，巖體多呈層狀或巨塊狀。

2 危巖體成因分析

安寧市摩崖石刻危巖體的形成是由多種因素綜合作用的結(jié)果。層狀巖體構(gòu)造裂隙發(fā)育以及風化、卸荷作用是危巖穩(wěn)定性的主要影響因素。

1）地形地貌。研究區(qū)地貌上為山間河谷岸坡，地形坡度65°～85°，局部溶蝕作用和崩塌形成負地形（巖體內(nèi)凹），坡面基巖出露，巖體呈塊狀，節(jié)理裂隙較發(fā)育。

2）地層巖性。研究區(qū)內(nèi)巖性為二疊系陽新群（P1y）淺灰色、灰色灰?guī)r（屬可溶巖），在上部巖土體的重力作用下，巖體易產(chǎn)生壓致拉裂，使巖體產(chǎn)生卸荷節(jié)理且強度降低，進一步破壞則產(chǎn)生崩塌。

3）地質(zhì)構(gòu)造。研究區(qū)巖層產(chǎn)狀85°∠15°，除層面裂隙外，主要發(fā)育四組卸荷裂隙，即其中J1傾向：170°～210°，傾角，55°～80°；J2傾向：220°～250°，傾角20°～40°；J3傾向：300°～350°，傾角，60°～80°；J4傾向：240°～270°，傾角，60～80°。

4）雨水侵蝕。在雨季，大量雨水滲入于巖體裂隙之中，裂隙水及其流動產(chǎn)生不利于巖體穩(wěn)定的靜、動水壓力，溶蝕灰?guī)r、沖刷結(jié)構(gòu)面裂隙中的充填物，降低結(jié)構(gòu)面上的抗剪強度，使得危巖易于形成危害。

5）卸荷作用。研究區(qū)坡體地層主要由灰?guī)r組成，頂部有厚度小于3.0m 的坡殘積粘性土，由于構(gòu)造作用，巖體產(chǎn)生臨空面，穩(wěn)定性降低，從而導致危巖體的形成。

6）地震作用。地震對危巖的影響主要表現(xiàn)為向坡外的水平地震力易使危巖體失穩(wěn)。研究區(qū)處于地震烈度Ⅷ度區(qū)，安寧歷史上發(fā)生的多次地震均對該區(qū)有一定的影響。

7）根劈作用。研究區(qū)在坡體中部和坡頂植被茂盛，部分喬木的根系沿巖體結(jié)構(gòu)面生長，破壞結(jié)構(gòu)面強度，同時隨著植物根系的長粗，導致結(jié)構(gòu)面開度增加，對巖石形成向外的張力，影響坡體上巖塊的穩(wěn)定性。

8）人類工程活動。人類在坡頂建亭子、挖除溶洞充填物、坡腳修建景觀水池等工程活動也對危巖穩(wěn)定性具有一定影響。

3 危巖體形成機制分析

安寧市摩崖石刻危巖體由于巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，受節(jié)理裂隙結(jié)構(gòu)面組合與坡面關(guān)系控制，巖體多被切割為不規(guī)則塊體或楔形體，根劈作用加大巖體結(jié)構(gòu)面的開度，在巖體自重作用下，其表層破碎巖塊極易沿層理面形成規(guī)模不大的崩落，危巖塊沿與坡向一致的裂隙面產(chǎn)生崩落，形成崩塌，以滑塌式為主，局部呈墜落式、傾倒式。由于分布位置相對較高且坡度較陡，危巖體形成崩塌后，破碎巖塊沿斜坡翻滾，速度加速，沖擊力增加，崩塌巖塊受坡面撞擊向外拋射，從而增大了崩落距離，加大了對下側(cè)道路及行人破壞范圍。

4 危巖體變形破壞模式分析

安寧市摩崖石刻危巖體的形成機制比較復雜，一般是以一種形式為主，幾種形式復合進行的，并且某些組合模式在發(fā)展過程中也可轉(zhuǎn)化為另一種組合模式?，F(xiàn)根據(jù)各種模式的產(chǎn)生條件以及現(xiàn)場觀測到的變形跡象和外貌特征將研究區(qū)危巖的形成機制分為以下三種模式，即滑塌式、墜落式、傾倒式。

1）滑塌式。這種破壞模式主要包含兩種類型，一是沿單一的外傾結(jié)構(gòu)面發(fā)生整體或逐級的滑移剪切破壞；一是由多組結(jié)構(gòu)面組合形成的楔形體沿外傾組合交線發(fā)生滑移破壞。此類破壞方式的危巖塊體有W1、W4、W5、W6、W7、W12共計6 個。

2）墜落式。指巖體形狀突出，后緣切割面已經(jīng)形成，雖未分離貫通但連通率大于50%，巖體在重力的作用下，脫離母巖成為崩塌。研究區(qū)內(nèi)3 處危巖體屬于此種類型，巖體近于直立，多有架空現(xiàn)象，在自重及外力作用下，巖體易墜落形成崩塌。此類破壞方式的危巖塊體有W3、W9、W10共計3 個。

3）傾倒式。指處于陡巖上的巖體向外凸出，受裂隙的切割，高陡拉張裂隙傾向臨空面，在重力、降雨作用下危巖體繞下部基座支點向坡外發(fā)生轉(zhuǎn)動傾倒崩落，發(fā)生傾倒式型破壞。研究區(qū)內(nèi)3 處危巖體屬于此種類型，此類破壞方式的危巖塊體有W2、W8、W11。

5 防治措施分析

安寧市摩崖石刻危巖體形成了巖質(zhì)邊坡，邊坡高度約6.0～13.0m，長度約200m。高邊坡存在危巖、崩塌、滾石等地質(zhì)災害隱患，嚴重影響觀賞游人的生命安全。為了排除安寧市摩崖石刻的地質(zhì)災害隱患應對邊坡進行防治。邊坡崖壁上存在12 個較大的危巖體，經(jīng)進行初步穩(wěn)定性分析評價，危巖體穩(wěn)定性差，應進行相關(guān)的防治?，F(xiàn)初步提出邊坡12 個危巖體防治建議措施供設計參考，具體防治措施應結(jié)合進一步邊坡穩(wěn)定性分析確定更得體的措施。危巖體防治建議措施詳見表1。

在W2～W4危巖間，陡崖后方2.5～5.7m 處，由于底部溶洞冒落和上部覆蓋層的陷落，形成塌陷漏斗，漏斗壁上部為粘性土層，下部為灰?guī)r，據(jù)調(diào)查，該塌陷漏斗形成時間大于3 年，前期委托單位在漏斗的靠山一側(cè)修建了高度約2m 的混凝土擋墻，隨著時間的推移，攔擋結(jié)構(gòu)已經(jīng)被崩落的土體填滿，后期崩落的土體會直接滑落到溶洞底部，且目前僅支擋了東側(cè)其余三個方向無支擋結(jié)構(gòu)，漏斗壁發(fā)生崩滑的可能性較大，建議進行支擋，或在土巖界面處修建混凝土板，攔擋上部崩滑的土體。

表1 危巖體防治措施表

另根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，陡崖頂部存在厚度不等的坡殘積松散堆積粘性土，在暴雨條件或地震作用下，坡體上是松散堆積體會發(fā)生表規(guī)模塌滑，影響文物的美觀和影響觀賞行人的安全，建議對坡頂?shù)母采w層進行掛網(wǎng)噴錨處理。根據(jù)調(diào)查，研究區(qū)坡高6～13m，高度不大，危巖分布范圍相對較小，被結(jié)構(gòu)面切割的塊體體積相對較小，采用清除危巖、掛設主動防護網(wǎng)、封閉坡腳處溶洞等工程措施實施難度較小，具備防治的可行性，防治工作可根據(jù)危巖的危險程度和治理的難易程度，分期、分批進行防治。