葛 莎，姜盛騫

（1.湖南城建職業(yè)技術學院，湖南 湘潭 411101； 2.廣西壯族自治區(qū)地質環(huán)境監(jiān)測站，廣西 桂林 530029）

危巖在巖溶地區(qū)分布廣泛，并且多處呈現(xiàn)獨立巖峰的形式，危巖一般所處地勢較高，在崩塌災害區(qū)，危巖體穩(wěn)定性普遍較差[1]。不利的氣候條件、植物根劈作用及人工活動等因素對其穩(wěn)定性影響顯著，隨著各影響因素的綜合作用，危巖的穩(wěn)定性將愈差，最終將導致危巖巖石崩塌地質災害現(xiàn)象的發(fā)生。一旦危巖發(fā)生崩塌地質災害，將威脅人民群眾的生命財產安全，危害程度大，危險性大。實現(xiàn)對危巖體防災減災的控制，要降低或消除危巖地質災害給周邊帶來的潛在威脅，危巖的治理工作需根據其自然及工程環(huán)境，制定相應的治理措施。

本文以陽朔縣碧蓮洞危巖為例，根據治理的原則和依據，針對不同類型和不同發(fā)育程度的危巖制定相應的治理方案，對同類地區(qū)危巖地質災害的控制和分析有一定的借鑒作用[2-4]。

1 典型危巖防治措施

1.1 危巖靜態(tài)爆破清除

靜態(tài)爆破技術是采用靜態(tài)爆破或控制爆破，結合人工清除治理的手段，對危巖整體或局部進行清除，將危險性較大的危巖體逐步分解，再逐步清除。危巖體清除的同時要配合施工檢測，避免由于爆破活動產生新的不穩(wěn)定因素。應當充分論證清除后的危巖情況，再開始著手危巖體清除工作，考慮對母巖的損傷情況。一般而言，靜態(tài)爆破技術應謹慎使用。

1.2 人工清除危巖

人工清除危巖是指對危巖體坡面的小碎巖塊、落石及滾石進行排查與清除[5]。在清除的過程中，SRT 單繩技術常被用來進行邊坡調查，并排查清除坡面小塊巖石及滾石。另外，還需對存在危險性的巖石進行調查。采用人工清除危巖，應當在排查范圍內對拉網式危巖進行排查，并噴漆標記，對于體形較大危巖（直徑大于80cm），排查時要盡可能對其大小規(guī)模、可能崩落方向進行了解，并拍照且直接在危巖體上噴漆編號。

1.3 被動防護網

被動防護網治理危巖的措施包括攔網、攔石柵欄、落石平臺、落石槽等。被動防護網的柔性和靈活性使其能夠很好地符合危巖處理工作，適用于各種復雜的地形地貌環(huán)境，可通過逆作法施工或平行作業(yè)實現(xiàn)同步或超前于土石方主體工程的施工。當斷崖或坡體局部巖體數(shù)量較多、形體復雜、零散多樣時，被動防護網技術適用于遇到治理難度較大、不便于其他大范圍作業(yè)的情況。對于內部軟弱層經長期風化、雨水沖刷、浸泡、溶蝕等情況產生支點縮進的危巖體，可采用噴錨掛網護坡，同樣對于崩塌危巖體不穩(wěn)定巖體的臨空區(qū)域噴錨掛網護坡支護效果也很好[6]。

1.4 混凝土裂縫封填原地固化

通過對危巖災害點采用部分卸荷清除，采取混凝土砂漿加固危巖的措施，可實現(xiàn)危巖治理的較好效果。危巖體穩(wěn)定性劣化的重要影響因素是巖腔形成和擴展，為防止地表水從裂隙下滲，產生對危巖體中弱軟夾層的浸泡和軟化作用，通常采用混凝土裂縫封填的方法，以阻止風化作用下的巖腔擴展，有效封閉軟弱巖層，阻止軟弱夾層風化新危巖的產生，并支撐巖體。

1.5 砂漿錨桿加固

砂漿錨桿加固危巖是指在清除危巖后，為確保整塊危巖體的穩(wěn)定性，對大塊、穩(wěn)定系數(shù)低、平緩的危巖采取錨固措施。以設計要求為依據，將危巖所有錨桿在工作范圍均勻分布，盡可能在巖石較完整區(qū)段布點。如遇因危巖周邊界限不明或其它情況而導致錨桿定位困難時，需立即采取措施。

1.6 鋼筋混凝土墻支撐加固

鋼筋混凝土墻支撐加固常用于在局部治理中的大面積、大量清除工作，而嚴重影響危巖體的穩(wěn)定的情況。對于一般危巖的巖石局部裂隙，也可采用混凝土巖腔及裂縫封填護坡的施工措施。在一些情況下，對于危巖體下部因各種因素導致存在不安全因素，如向坡內凹陷的巖腔。若巖腔底部為中風化基巖，其穩(wěn)定性通常較好，當危巖體的重心位于巖腔中心線內側，此類情況，宜采取鋼筋混凝土墻支撐加固技術措施進行危巖的治理，此方法對于錯斷式危巖體及部分滑移式危巖體能起到較好的效果，有時還可采用將支撐體底部設置成內傾斜或臺階的方式。

此外，還可采用混凝土噴漿護坡、漿砌片石支撐加固、嵌入式光纖復合FRP 智能錨桿等危巖治理措施。確定危巖的治理方案，一般要根據危巖區(qū)域的工程環(huán)境情況，結合危巖周邊地質環(huán)境條件及其基本特征、破壞失穩(wěn)方式等，綜合考慮治理效果的整體性、持久性、對危巖穩(wěn)定性的影響程度、費用等因素，防治結合，綜合治理，消除危巖地質災害隱患[7]。

2 工程實例

2.1 工程概況

危巖帶地處廣西壯族自治區(qū)陽朔縣碧蓮洞峰林谷地地貌區(qū)，山體表面溶蝕裂隙及溶溝槽將巖體切割，巖體被分割成塊體，山頂巖石多呈塊狀，部分巖石呈懸空狀，部分巖塊產生松動或已經出現(xiàn)位移，形成具滑移或墜落式崩塌趨勢的危巖體。該區(qū)域巖溶裂隙水主要賦存于溶蝕裂隙中及溶洞中，排泄形式多為地下河。大氣降雨對山體表面形成連通沖刷裂隙。碧蓮洞進洞口處危巖帶分布在西峰山體的西面陡坡，危巖體呈不規(guī)則狀，表面破碎，危巖體W1 尺寸為3.5×3×0.6，高程136m，相對高差14m，主崩方向為222°，危巖體W2 尺寸為2.5×4×1，高程134m，相對高差12m，主崩方向為223°。

2.2 治理方案

2.2.1 靜態(tài)爆破清除

本項目靜態(tài)爆破工程布置：自上而下，逐層逐步由危巖頂部向下鉆孔、破碎，隨后對巖塊進行清理，清除后，將殘余危巖塊體運送至安全地帶，以避免因人工作業(yè)導致次生災害的發(fā)生。當危巖清除完畢，封填危巖體本身周邊及因人工作業(yè)而造成的裂縫，以免造成危巖體的不穩(wěn)定危害發(fā)生。本次治理中，共有2處靜態(tài)爆破清除的危巖體的設計。這些危巖體一部分為浮石，另一部分為相對完整的巖體（周圍裂隙較少），施工時對周邊危巖的影響較小，危巖體在清除過程中對母巖的穩(wěn)定性影響不大。

靜態(tài)爆破臨時錨桿設計：臨時錨桿間距控制在0.5m～2.0m。間距過大，導致單根錨桿承載力集中；間距太小，可能發(fā)生群錨效應而降低錨固力。相鄰錨桿間距小于1.5m 時，通過改變其安設角，使其錨固段錯開。考慮危巖體的潛在破壞方向，確定錨桿安設角，傾角避開與水平方向成-10～+10°的范圍。采用Φ20mm 高強螺紋鋼筋臨時錨桿，錨固段長度不小于0.6m，采用M30水泥砂漿進行充填。

其中：

P 為錨桿的極限錨固力。

La為錨桿錨固段長度。

d 為錨桿錨固體的直徑。

qS為錨桿體表面與周圍巖體間的粘結強度，此處計算取1500KPa。

其中，K 為安全系數(shù)，臨時巖石錨桿設計值取1.5。

臨時錨桿結構類型采用全粘結圓柱形，取Φ20mm的高強螺紋鋼筋設計拉桿，孔徑42mm，用M30 水泥砂漿進行充填，砂漿與周圍巖體之間的粘結強度，此處取1500KPa。臨時錨桿桿體截面面積計算，如下：

其中：

Kt為錨桿桿體抗拉安全系數(shù)，取1.6。

Nt為錨桿的軸向拉力設計值。

FyK為錨桿鋼筋的抗拉強度標準值，取400MPa。

本工程中，錨桿的軸向拉力設計值Nt，經計算得最高為79.12KN，本設計軸向拉力取50KN，由上式計算得As≥200.0mm2，即桿件直徑D≥16.0mm，工程統(tǒng)一采用Φ20 高強螺紋鋼筋（HRB335），滿足設計要求，具體設計時桿件抗拉強度不做驗算。

錨固段長度設計值：

錨固段長度進入完整基巖不低于0.60m，錨桿的錨固長度等于錨固段長度和危巖體厚度相加。臨時錨桿數(shù)量n 根據危巖體加固所需的加固力T（采用危巖體的重力大小作為需施加錨固力；對于體積大于200m3的危巖體，以危巖體的質量（危巖體的自重）作為下滑力進行計算），單根臨時錨桿設計錨固力Nt，按式n=T/Nt確定，考慮到臨時錨桿分布的均勻性及施工穩(wěn)定性，每塊危巖體臨時錨桿數(shù)量不少于4 根。靜態(tài)爆破工程量考慮靜態(tài)爆的危巖多為浮石或者周圍巖體穩(wěn)定性好，危巖清除過程中對周圍危巖擾動小。

2.2.2 主動網網固

主動網網固危巖主要用于大部已脫離母巖，底部有部分支撐，穩(wěn)定性差的危巖體，這類危巖體通常危險性較大，也常用于經靜態(tài)爆破清除處理后，危巖體周邊圍巖有松動的情況。采用這種方式進行防治的有1號危巖帶及1 號危巖點。

錨桿布設：對于錨固要錨固的危巖，按1m～3m 間距布設錨桿。錨桿間距過大，可能會導致單根錨桿承載力集中；間距太小，可能發(fā)生群錨效應而降低錨固力。相鄰錨桿間距小于1m 時，通過改變其安設角，使其錨固段錯開。本次設計錨桿傾角取20°。

錨桿極限錨固力是計算：設計采用的錨桿類及填充料同上靜態(tài)爆破時一致。錨桿極限錨固力（每米）計算代入式（1）、（2）如下：

錨桿設計錨固力的計算：Nt=P/K=353.25/3=117.75KN

錨桿結構類型：錨桿結構類型采用全粘結圓柱型，鋼筋采用高強螺紋鋼筋（HRB335），錨桿桿體截面面積代入式（3）、（4）。

錨固段長度進入完整基巖不低于1.44m，取值2m。錨桿長度為危巖體厚度與錨固段長度之和即為錨桿長度設計值。

2.2.3 被動防護網

由于出洞口調查區(qū)山體沒有發(fā)現(xiàn)明顯的危巖體，山腳處發(fā)現(xiàn)的最大堆積巖塊，單塊體積不超過3m3，現(xiàn)在在山頂處（與地面相對高差130m）模擬存在一塊體積為3m3的危巖體，分析危巖破壞后的運動。治理區(qū)內，坡腳碧蓮洞出洞口為受巖體破壞影響較大的區(qū)域，此處基巖出露地段的坡度角均大于45°，在危巖體出現(xiàn)變形破壞后，坡腳聚集較多跳躍或自由崩落及滾動下落的石塊，最后堆積過多而滾入坡下洞口。

采用MC 200/A0 型陡壁被動網方案，主要針對出洞口處的危巖隱患進行防護，出洞口直接位于山體陡壁的正下方山腳處，無危巖崩塌緩沖區(qū)域，危巖隱患點具有隱蔽性好，體積小等特點，大部分在0.75m3～3m3之間，危巖體積小易于被動網攔截，采用陡壁被動網（垂直于坡面）在位于坡腳處出洞口上方進行攔截，基本能達到危巖防治的要求。

3 結語

典型巖溶區(qū)的特殊氣候條件、地質環(huán)境、植物根劈作用或人為工程活動等因素對危巖崩塌巖體穩(wěn)定性產生很大的影響，巖溶區(qū)危巖地質災害的治理措施主要包括：危巖靜態(tài)爆破技術、鋼筋混凝土墻支撐加固、被動防護網、砂漿錨桿加固危巖、人工清除危巖、漿砌片石支撐加固、混凝土裂縫封填原地固化等方法進行處理。文章以陽朔縣碧蓮洞進出洞口危巖為例，采用靜態(tài)爆破清除、主動防護網、被動防護網結合MC 200/A0 型陡壁被動網方案進行綜合治理，對危巖崩塌災害起到了較好的防護效果。