首页注释:本案例旨在全面介绍海事小区危岩处理处置工程的背景、目标、技术方案、实施计划及预期成效,确保社区居民的安全与居住环境的和谐稳定。作者:强跃,男,汉,工学硕士,教授(三级),硕士生导师,主要从事三峡库区地质灾害防治研究,工作单位:重庆三峡学院。在此特别指出,本案例仅用于教学,在编制过程中参阅了前人成果,收集了部分单位一线资料,在此致以衷心的感谢和美好的祝福,若涉及侵权,请联系删除,QQ邮箱:652344220@qq.com。
摘要:危岩,作为地质灾害的一种常见类型,广泛分布于我国多山地区,尤其是地形陡峭、岩石破碎、构造发育的区域。其形成往往受自然因素(如风化、降雨、地震等)和人为活动(如工程开挖、爆破等)的共同影响,对人民群众生命财产安全及生态环境构成严重威胁。因此,科学、合理、有效地进行危岩处理处置工程,对于防灾减灾、保护人民群众生命财产安全具有重要意义。
关键词:危岩,工程处理
引言:海事小区危岩处理处置工程的启动,不仅是对自然灾害的积极应对,更是对居民生命安全的高度负责。本工程旨在通过科学、系统的勘查、设计与施工,对小区内存在的危岩进行全面排查、准确评估,并依据实际情况制定科学合理的治理方案,确保危岩得到有效控制或彻底消除,从而恢复并提升小区的整体安全水平。
背景介绍:2021年8月9日重庆市规自局派驻万州区地灾驻守单位:高新院驻守地质队员接万州区双河口街道办事处地灾责任人报告海事小区后侧条石挡土墙存在一定变形,希望提供技术支撑。驻守地质队员随即赶赴现场进行调查。经初步调查发现开发商修建条石挡土墙设计尺寸偏小,加之近期汛期强降雨下渗土体含水量增加造成土压力增大出现局部变形开裂。
内容:
一、调查报告的主要结论
重庆市万州区双河口街道海事小区后侧危岩综合采用了地面调查测绘、工程测量相结合的方法,查明了灾害体的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质与工程地质条件等。通过本次调查,可得出如下结论:
1、勘查区位于海事小区后侧,陡崖带全长约150m,为本次调查工作的主要针对区域。
2、该地质灾害主要包括了6个危岩带,危岩体高9~30m,体积675~6300m³,危岩体总体积约18325m³。该地质灾害防治工程等级为Ⅰ级。
3、稳定性评价
危岩带整体稳定性:重庆市万州区双河口街道海事小区后侧危岩带现状为基本稳定~欠稳定。
危岩单体稳定性:重庆市万州区双河口街道海事小区后侧危岩单体现状为基本稳定状态,受强降雨影响后,多数危岩体稳定性都将降为基本稳定~不稳定状态。
二、海事小区后侧危岩基本特征及稳定性评价
2.1范围、规模及形态特征
海事小区后侧危岩应急抢险治理工程发育四处危岩带危岩单体:WY1、WY2、WY3、WY4。
WY1:该危岩带长约35m,高约30m,厚度约3~10m,体积6300m3,崩塌方向245°,主要破坏模式为坠落式、倾倒式。底部为泥岩基座,经地质构造剥蚀作用及长期差异风化剥蚀,局部在砂泥岩形成凹岩腔,凹岩腔发育深度约1~6m,发育高度约2~8m。陡崖带后缘卸荷裂隙非常发育,连续贯通,形成缝宽约10~36mm,裂隙距离陡崖面约5~8m,雨季陡崖带顶部地表水沿裂隙下渗。

图1WY1凹岩腔及卸荷裂隙非常发育
WY2:该危岩带长约20m,高约30m,厚度约1~3m,体积1200m3,崩塌方向245°,主要破坏模式为倾倒式。底部为泥岩基座,顶部岩体破碎。陡崖带构造裂隙非常发育,局部连续贯通,形成缝宽约8~12mm,雨季陡崖带顶部地表水沿裂隙下渗。

图2WY2凹岩腔及卸荷裂隙非常发育
WY3:该危岩单体长约24m,高约15~30m,厚度约3~8m,体积2400m3,崩塌方向245°,主要破坏模式为滑移式。底部为泥岩基座,经地质构造剥蚀作用及长期差异风化剥蚀,局部在砂泥岩形成泥岩凹岩腔。陡崖带后缘卸荷裂隙非常发育,连续贯通,形成缝宽约8~20mm,裂隙距离陡崖面约3~6m,雨季陡崖带顶部地表水沿裂隙下渗。

图3WY3凹岩腔及卸荷裂隙非常发育
WY4:该危岩体长约15m,高约9m,厚度约5m,体积675m3,崩塌方向245°,主要破坏模式为倾倒式。底部为泥岩基座,经地质构造剥蚀作用及长期差异风化剥蚀,局部在砂泥岩形成凹岩腔,凹岩腔发育深度约1~3m,发育高度约2~7m。危岩体后缘卸荷裂隙非常发育,连续贯通,形成缝宽约8~23mm,裂隙距离陡崖面约5m,雨季陡崖带顶部地表水沿裂隙下渗,可能引发滑坡。

图4WY4凹岩腔及卸荷裂隙非常发育
危岩体主要受裂隙L1:240°∠55-75°顶部卸荷裂,切割形成顺向临空危岩体,在顺向临空卸荷裂隙L1:240°∠55-75°,垂直陡崖面L2:325°∠83°切割形成楔形体,其组合交线产状:254°∠60°,与陡崖面顺向临空。在顺向临空裂隙及顺向临空楔形体双重不利影响下易发生危岩体崩塌,随着长期重力作用的影响,有可能发生滑移、坠落破坏,目前处于基本稳定状态。在不利工况条件下,易发生滑移破坏,主要威胁其下重庆市万州儿童福利院(职工25人;儿童59人)、海事小区B栋(88户273人)、双河口国家税务所(14人)共计371人的生命财产安全。
2.2变形特征
海事小区后侧危岩带凹岩腔发育,卸荷裂隙发育贯通;局部凹岩腔底部基座岩体松动崩落,基座泥岩压裂破碎,陡崖带分布大小不一的危岩块体。
2.3破坏模式及影响因素
根据调查报告海事小区后侧危岩主要为泥岩基座,经地质构造剥蚀作用及长期差异风化剥蚀,局部在砂泥岩交界面形成泥岩凹岩腔发育,在长期构造及重力作用下,岩体被卸荷裂隙及构造裂隙切割形成不同规模的块体,岩体在重力作用下,发生倾倒破坏后部拉裂并与母岩分离。
本次危岩体主要是基座泥岩与上部砂岩岩体差异风化后,在砂岩岩体重力作用下受卸荷裂隙及构造裂隙切割加之降雨影响等自然因素发育而成。
2.4成因分析及稳定性评价
成因分析:针对危岩体发育形成机制不同,海事小区后侧危岩诱发因素主要有:其一;危岩以砂岩为主,基座为泥岩,呈现上砂下泥的岩性组合。在差异风化作用下,泥岩基座形成凹岩腔;其二;在长期构造及重力作用下,岩体被卸荷裂隙及构造裂隙切割形成不同规模的块体,岩体在重力作用下,发生倾倒破坏后部拉裂并与母岩分离,致使危岩体后缘卸荷裂隙加剧变形。其三;区内雨水渗入卸荷裂隙在裂隙水压力作用下,使裂缝加宽加深,破坏岩体的完整性,暴雨时,雨水下渗,降低危岩体力学性质,地表水进入卸荷裂缝对岩体产生水压力,推动岩体进一步倾斜,扩大卸荷裂缝的宽度及深度,加速了危岩体的形成。
稳定性评价:顺向临空裂隙及切向临空楔形体双重不利影响下易发生危岩体崩塌,随着长期重力作用影响,有可能发生倾倒破坏,目前处于基本稳定状态。
2.5发展趋势及危害预测
通过现场调查及定性定量分析,调勘查区内危岩带及危岩单体在现状工况下为基本稳定~欠稳定状态,但在暴雨工况下,危岩带及危岩单体稳定性就会急剧下降欠稳定~不稳定状态,且从调查危岩所处陡崖位置、变形特征及控制危岩稳定性的裂隙、岩腔发展情况来看,危岩体的稳定性在不断下降,危险性在日趋加大。现阶段陡崖面上、陡崖顶部陡坡地段及植被覆盖茂密处分布的破裂岩体由于各种原因(例如植被的顶托、岩体的卡挡、局部岩桥的连接、覆盖层的支撑)而未破坏坠落,但如果受到降雨、树根劈作用和人为活动等因素的影响,此类破裂岩体会立即从稳定状态转而破坏坠落。
综上所述,危岩体总体向不利稳定的方向发展。
三、应急治理方案
3.1设计思路及依据
海事小区后侧危岩发育危岩单体方量较大,局部凹岩腔发育,后缘卸荷裂隙发育,沿线表面岩体破碎,根据上述情况采用对破碎危岩体采用主动防护网封闭;对危岩体发育较深的凹岩腔采用混凝土支撑封填;对后缘卸荷裂隙发育大型危岩体进行锚固,能够达到应急治理的目的。
依据《重庆市万州区双河口街道海事小区后侧危岩调、勘查报告》、《地质灾害防治工程设计规范》(DB50/5029-2019)。
3.2总体工程布置
根据本场地实际情况采取“人工清除+支撑/封填嵌补+危岩锚固+局部主动防护网+裂隙封闭”,进行治理。
3.3分项工程设计
治理方案:人工清除+支撑/封填嵌补+危岩锚固+局部主动防护网+裂隙封闭;
1、清除工程
危岩(石)清除:危岩单体、危石、岩体破碎体等采用人工搭设脚手架清除,清除的弃方采用集中运至弃土场弃方。
孤石清除:斜坡面分布孤石采用人工清除,清除的弃方采用集中运至弃土场弃方(孤石方量包括纳入危岩单体清理方量)。
清除采用人工方式清除(采用风枪凿眼、人工凿石),清除顺序为由上至下,由外至内,清除过程中利用人工及适当的电动工具应将危岩体切割为不大于0.2m3的单体或条石。清除下的危石以吊篮小心下放,清除后的块体由安全路径转运至坡脚,再转运至附近渣场,禁止沿坡面抛下,避免对斜坡坡面植被造成大面积破坏。对不稳定的孤石采取就地分解,外运清除的方式处置,对于体积较大容易发生整体滑移的崩塌块体在清除过程中应先采用钢缆将其锁定,确保其稳定后再进行人工清除,坡面清除孤石方量包含于危岩单体计量之中。
危岩清除时应在下方全部段落设置安全防护措施,安全防护措施具体位置示意详见施工组织设计平面图。
2、支撑/封填嵌补
危岩下方小型岩腔采用C25混凝土现浇封填嵌补,高度根据岩腔高度确定,深度至凹岩腔内侧,基础埋入稳定中风化岩层,基槽较宽的处理为台阶状,基底按1:0.2设置逆坡,逆坡长度不小于0.5m。岩腔支撑必须首先进行清面工作,将岩腔顶部和后壁强风化层破碎岩层进行清除,露出新鲜岩面,C25砼在距岩腔顶200mm时,掺入适量膨胀剂,以保证与危岩底部接触紧密。
较大岩腔采用C30混凝土墙式支撑,支撑墙高度较大时,设置支撑墙与母岩间设置连接锚杆,连接锚杆采用2φ28HRB400钢筋组成,锚入母岩(较完整岩体)长度不低于4.0m,设置排数根据支撑墙高度确定。
3、锚固工程
危岩单体采用独立锚杆进行锚固。锚杆为全粘接独立锚杆,锚杆钢筋采用1φ28HRB400、2φ28HRB400钢筋组成,锚孔直径90、130mm,采用M30水泥砂浆灌注。
浆体配制灰砂比宜为0.80~1.50,水灰比宜为0.38~0.50,浆体材料28d的无侧限抗压强度不应低于30MPa。
4、主动防护网
在陡崖带上破碎岩体完成表面破碎岩体部分清除工作后,采用GPS2型主动防护网防止危岩表面掉块。主动防护网:主动防护网采用D0/08/300钢绳网,S0/2.2/50格栅网,支撑绳结构采用横向为Ф16钢丝绳,纵向支撑绳为Ф12钢丝绳,缝合线为Ф8钢丝绳;主动防护网构造锚杆采用2Ф16钢绳全粘接锚杆,锚杆长度6.0m,锚杆间距为3.0m×3.0m,锚孔直径90mm,采用M30水泥砂浆灌注。
5、封闭裂隙
危岩顶部卸荷裂隙采用C30细石混凝土封闭。
3.4主要工程量
表1工程量表
序号 |
工程措施 |
单位 |
工程量 |
1 |
清除工程 |
|
|
人工清除危岩 |
m³ |
240.5 |
2 |
锚固工程 |
|
|
Φ110点锚锚杆(L=10.0m,1Φ28钢筋) |
根 |
35 |
Φ130点锚锚杆(L=10.0m,2Φ28钢筋) |
根 |
122 |
Φ130点锚锚杆(L=15.0m,2Φ28钢筋) |
根 |
20 |
锚杆钢筋制安 |
t |
14.0 |
C30混凝土锚头 |
m³ |
8.5 |
钢垫板 |
kg/块 |
1598/177 |
锚头钢筋 |
kg |
587.3 |
锚头模板 |
m² |
177.0 |
C30素混凝土封闭裂隙 |
m³ |
4.3 |
3 |
支撑工程 |
|
|
沟槽土方开挖(含外运) |
m³ |
257.4 |
沟槽石方开挖(含外运) |
m³ |
32.0 |
钢筋制安 |
t |
6.4 |
支撑墙模板 |
m² |
471.0 |
C30混凝土支撑 |
m³ |
984.9 |
φ50泄水管 |
m |
40.0 |
5 |
封填(嵌补)工程 |
|
|
M7.5浆砌片石嵌补封闭岩腔 |
m³ |
10.86 |
C25素混凝土封填嵌补凹岩腔 |
m³ |
91.0 |
人工挖填土方 |
m³ |
19.25 |
人工清表、刻槽石方(含外运) |
m³ |
21.8 |
模板 |
m² |
111.0 |
泄水管(50) |
m |
32.0 |
6 |
防护网工程 |
|
|
锚钉(L=6m,孔径110mm,1Φ28钢筋锚杆) |
根 |
21.0 |
GPS2型主动防护网 |
m² |
196.0 |
人工清表(含外运) |
m³ |
20.0 |
7 |
脚手架工程 |
|
|
脚手架 |
m² |
7218 |
钢管架竹跳板拦挡 |
m² |
540.0 |
人工二次转运脚手架(80m) |
t |
50.0 |
8 |
截排水沟工程 |
|
|
人工挖填方 |
m³ |
309.40 |
沟槽石方开挖(含外运) |
m³ |
7.2 |
双壁波纹管(Φ500) |
m |
20.0 |
钢筋制安 |
t |
4.43 |
C20素混凝土 |
m³ |
183.2 |
模板 |
m² |
572.8 |
泄水管(50) |
m |
30.0 |
人工挖土方 |
m³ |
60.00 |
人工清运石方(含外运) |
m³ |
20.0 |
M7.5浆砌片石修补 |
m |
50.0 |
说明:场内运输100m。施工便道长1km,供电线路0.2km,供水线路0.2km,施工办公区域及材料堆砌场地300m2。
海事小区危岩处理处置工程分析案例
教学指导手册
教学目的与用途:
1、传授专业知识与技能
危岩处理处置工程的教学首要目的是传授学生关于危岩识别、评估、监测及治理的专业知识和技能。这包括危岩的成因分析、稳定性评估方法、现代探测技术(如遥感、激光雷达)、支护加固技术(如锚索、混凝土挡墙)、爆破法及挖掘法等。通过学习,学生能够掌握危岩处理处置的基本理论和实用技术,为未来的实践工作打下坚实基础。
2、培养安全意识与应急能力
在教学过程中,特别强调安全意识的培养和应急处理能力的提升。学生需要了解危岩崩塌、滑坡等地质灾害的危害性,掌握应急指挥、资源调配、现场救援等技能。通过模拟演练和案例分析,增强学生在紧急情况下的应变能力和自救互救能力,确保在实际工作中能够迅速有效地应对突发情况。
3、强调生态保护与可持续发展
危岩处理处置工程不仅要解决地质灾害问题,还要兼顾生态保护与可持续发展。教学过程中,需要引导学生认识到危岩治理对自然生态环境的影响,倡导采用生态加固方法(如植被覆盖、树木锚固)等绿色治理技术。同时,通过案例分析,让学生了解国内外在危岩治理中的环保措施和成功经验,培养学生环保意识,推动绿色发展。
教学内容:
1、危岩定义与分类:首先,需明确危岩的基本概念,即处于不稳定状态、可能发生崩塌的岩石体,并根据其形态特征、成因机制等进行分类,如风化型、构造型、重力型等危岩。
2、地质力学基础:介绍岩石力学、工程地质学等相关基础知识,包括岩石的物理力学性质、应力应变关系、断裂力学原理等,为理解危岩稳定性分析及处理措施提供理论支撑。
3、现场勘查与资料收集:教授如何开展危岩现场的详细勘查,包括地形地貌、地质构造、水文地质条件、气象条件等的调查,以及历史崩塌记录、监测数据的收集。
启发思考题:
1、工程灾后处理有哪些原则?
2、为什么要尽量避免危岩现象的发生?
3、有哪些原因可能会导致危岩现象?
建议课堂计划:
时间安排:根据教学需要,整个案例课的课堂时间控制在6学时,以便比较充分地了解案例所涉及的知识点,以下是根据课程时间进度安排的课堂学习计划。
课前计划:发放案例材料,提出课后思考题,请学生在课前完成阅读和初步思考。
课中计划:课堂前言,明确该案例主题(20分钟);案例讲述,案例总体介绍,引导学生分析和认真学习该案例的理论知识点,并提出思考题(120分钟);分组讨论(20分钟);小组发言(20分钟一个小组,4组);案例总结:包括案例中的关键知识点,以及如何运用理论知识去分析和解决实际问题(30分钟)。
课后计划:通过案例分析和总结,使学生掌握案例相关知识,然后布置相关作业,以论文或者报告形式写出案例分析,并对难点和易错点可以进一步研究。
参考文献:
[1]王渝源,张友谊,王云骏.危岩带稳定性分析与落石轨迹预测——以四川甘孜万岁山为例[J].中国地质灾害与防治学报,2024,35(03):12-25.DOI:10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202304020.
[2]夏元,肖乔.以“时时放心不下”的责任感抓好城市治理[N].重庆日报,2024-04-25(010).DOI:10.28120/n.cnki.ncqrb.2024.001508.
[3]周云涛,吴波,蔡强,等.危岩崩塌防治技术体系及工程选型分析[J].钻探工程,2024,51(02):108-118.