第16卷 第2期2005年6月
The Chinese Journal of Geological Hazard and Control
Vol .16 No .2Jun .2005
陈洪凯
1,2
，唐红梅
1
(1.重庆交通学院岩土工程研究所，重庆 400074;
2.重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室，重庆 400044)
摘要：危岩是三峡水库区重要的地质灾害类型之一。基于多年来对三峡水库区危岩研究和防治实践，遵循坠落式危岩、滑塌式危岩和倾倒式危岩的危岩失稳分类方案，构建了危岩防治必须坚持防治工程的宏观综合性与危岩体的微观综合性相结合、具备支撑条件时优先采用支撑技术、谨慎使用清除技术、主动防治和被动防护相结合的防治理念。概化提出了支撑、锚固、封填、灌浆、排水和清除共6类主动防治技术，拦石墙、拦石栅栏和森林防护共3类被动防护技术以及锚固-拦挡、锚固-支撑共2类主动-被动联合防治技术。详细论述了每类防治技术的技术要点。该研究成果丰富了重庆市地方标准《地质灾害防治工程设计规范》的技术内涵，对于提高三峡水库区危岩灾害的防治水平有重要价值。 关键词：三峡水库区；危岩；防治理念；主动防治技术；被动防护技术；主动-被动联合防治技术文章编号:1003-8035(2005)02-105-06
中图分类号:P642.21
文献标识码:A
收稿日期:2003-05-19；修回日期:2004-10-10
基金项目：交通部重点科技基金资助项目(95060233)；交通部
跨世纪人才专项基金资助项目(95050508)；高等学校重点实验室访问学者基金资助项目；国家十五科
技攻关项目(2001B A604A023)成果之一
作者简介：陈洪凯(1964—)，男，博士、教授、博士生导师，长期
从事公路泥石流及危岩研究.
0 概述
危岩(Unstable rock )是指受多组岩体结构面切割，位于陡坡或陡崖上稳定性较差的结构体。不完全的统计资料表明，三峡水库区仅重庆境内直接威胁居民居住、交通干线、市政设施的危岩体4000余处，计15000余个单体。如位于三峡水库区重庆万州区的太白岩存在400余个危岩体、天生城300余个，危岩体体积小的1m 3
左右、大的可及8000m
3[1]
。
危岩体孕发过程具有渐进性、失稳过程具有突变性、致灾过程具有严重性。如1996年2月7日，太白岩
危岩失稳崩落进入万州太白建司预制场，毁损万州丝绸厂车间，死亡1人；沙鱼嘴危岩崩塌摧毁万州建司机修厂，中断交通;2000年6月3～5日万州普降暴雨，太白岩中段多处出现掉块、垮塌;2000年7月天生城发生了3次危岩失稳崩落。危岩体直径3.0～6.0m ，经历3次弹跳后冲入坡脚的水泥路，撞击路面后弹跳3.2m 高后冲入福建小学操场，在操场中央的混凝土面上危岩体一破为三。其中1块弹跳4.5m 高后将操场边教学大楼32c m 厚的砖墙洞穿后进入楼道，迫使近2000人的福建小学关闭转移;2000年10月19日天生城危岩再次发生崩落。其中1块直径4.3m 左右的危岩体在坡地上经历4次弹跳后冲撞陡崖坡脚的水泥路，撞击路面后向外弹跳30m 左右进入名亨小区(数10栋10～12层高的移民迁建房)的2
栋房屋之间的绿地停留。等等。三峡库区内危岩的
直接及间接经济损失数1000亿元[1]
。此外，三峡水库区移民存在多数就地后靠事例，其结果是使大量的人类工程活动出现在陡崖或陡坡脚部的危岩灾害影响带。因此，有效防治三峡库区危岩意义重大。
迄今，危岩防治技术包括支撑、锚固、拦截、封填、灌浆、排水等
[2-12]
，针对不同的施工工艺及所采用的
材料类型，进一步将危岩防治技术细分为数10种。重庆市多数专家在首批地质灾害防治工程技术审查中认为清除是治理危岩的根本措施。但是，目前国内外的危岩防治尚处于多技术综合运用的初始阶段，其原因主要是危岩勘察水平尚处于定性、半定量阶段，尚未构建比较明确的危岩识别标准，以至于危岩防治只能采用动态设计信息法施工
[2,7-8]
。三峡水库区三
span80
期地质灾害防治工程已经启动，数以千计的危岩体亟待治理。为了有效指导、防治三峡水库区的危岩，增
大危岩治理的技术含量，提高危岩治理水平，推动我国危岩研究及防治水平，作者基于多年对三峡水库区
DOI :10.16031/j ki .issn .1003-8035.2005.02.023
危岩研究及防治实践总结，本文重点对危岩防治技术进行概化分析。不足之处敬请同行专家指正。
1 危岩分类及防治理念
目前，根据不同的标准，国内学者对危岩、崩塌及落石的分类系统较多[1]。但是，实践表明，从工程防治的角度按照危岩失稳类型分类更有价值。据此可将危岩分为滑塌式危岩(Slide unstable rock)、坠落式危岩(Fall unstable rock)和倾倒式危岩(Topple unstable rock)3类[12]。危岩均发育于陡崖或陡坡上，定义危岩体沿着陡崖或陡坡的尺寸为长度、与陡崖垂直方向的尺寸为宽度、顶部和底部高程差为高度。
滑塌式危岩后部存在与边坡倾斜一致的贯通或断续贯通的主控裂隙面，倾角较缓，剪出部位多数出现在陡崖或斜坡，也可能出现在危岩体基座岩土体
中，危岩体沿着主控裂隙面剪切滑移失稳。坠落式危岩下部受结构面切割脱离母岩，上部及后部与母岩尚未完全脱离。危岩体底部临空，临空的原因要么是危岩体下部软岩的快速风化而成岩腔；要么是下部先期危岩体崩落后的渐进发育，属于主控裂隙面剪切滑移失稳。倾倒式危岩后部存在与边坡坡向一致的陡倾角贯通或断续贯通的主控裂隙面。危岩体底部局部临空，危岩体重心多数情况下出现在基座临空支点外侧，支点为中风化岩层外缘点。危岩体可能围绕支点向临空方向旋转倾倒破坏。
从危岩体发育的力学机理分析，滑塌式危岩和坠落式危岩主要属于危岩体沿着主控裂隙面的剪切破坏。而倾倒式危岩则是危岩体围绕支撑点旋转的拉裂破坏，是危岩防治的重要力学基础。
危岩防治应体现危岩防治工程的宏观综合性及危岩单体防治的微观综合性[13]。在具有支撑条件时尽
可能优先采用支撑技术或具有支撑性能的综合防治技术，实施危岩发育的逆过程。必须谨慎使用清除技术，避免危岩体后部围岩清除损伤；高度重视危岩体边界及体内地下水的有效排泄。地下水是控制危岩失稳的关键因子。
2 主动防治技术
对危岩单体进行工程结构防治，避免其发生失稳的技术类型，定义为主动防治技术(Active control technique)。包括支撑、锚固、封填、灌浆、排水及清除
等技术类型。2.1 支撑技术
对于危岩体下部具有一定范围向坡内凹陷的岩腔、岩腔底部为承载力较高且稳定性好的中风化基岩、危岩体重心位于岩腔中心线内侧时，宜采用支撑技术进行危岩治理(图1)。支撑技术主要适用于坠落式危岩，部分滑塌式危岩需要使用支撑技术时应将支撑体底部削成内倾斜坡或台阶(图2)。支撑体可采用浆砌条石或片石、现浇混凝土或条石混凝土；砂浆应不低于M7.5，混凝土宜采用C15或C20素混凝土；支撑体的结构形式可分为实体墙撑、柱撑、墩撑、拱撑；支撑设计时，应进行支撑体地基的承载力及稳定性验算并将地基清理成内倾平台或台阶，与支撑体接触的危岩体应凿平，支撑体顶部距离危岩体底部10～20cm的范围应采用膨胀混凝土，确保支撑体与危岩体之间的有效接触并受荷。
图1 坠落式危岩支撑
Fig.1 Suppo rt of fall
unstable rock
图2 滑塌式危岩支撑
Fig.2 Support of slide
unsta ble rock
2.2 锚固技术
锚固技术是指采用普通(预应力)锚杆、锚索、锚钉进行危岩治理的技术类型(图3)。正确选用锚固材料、设计锚固力。锚固砂浆标号不低于M30；锚杆、锚索及锚钉的锚固力应根据计算确定，并据此进行锚孔、锚筋及锚固深度设计。危岩体锚固深度按照伸入主控裂隙面计算，不应小于5.0～6.0m；采用锚杆治理危岩时，对于整体性较好的危岩体外锚头宜采用点锚，对于整体性较差的危岩体外锚头可采用竖梁、竖肋或格构等形式以加强整体性。合理控制预应力锚杆和锚索的预应力施加值。施工过程中，对每个危岩体应钻取3～5个超深孔，深度为在地勘认定主控裂隙面基础上再增加8.0～9.0m。取出岩芯，判别危岩体内裂隙的发育密度，最内侧一条裂隙作为主控裂隙面。据此调整治理方案。
2.3 封填及嵌补技术
当危岩体顶部存在大量较显著的裂缝或危岩体
106
中国地质灾害与防治学报
ZHONGGUO DIZHIZAIH AI YU FANGZHI XUEBAO2005年
微波消解
底部出现比较明显的凹腔等缺陷时，宜采用封填技术进行防治。顶部裂缝封填封闭的目的在于减少地表水下渗进入危岩体(图4)。底部凹腔封填的目的在于显著地减慢危岩体基座岩土体的快速风化(图5)。封填材料可以用低标号高抗渗性的砂浆、粘土或细石混凝土。对于采用柱撑、拱撑、墩撑等技术治理的危岩体，支撑体之间的基座壁面也应进行嵌补封闭，封闭层厚度宜在30～40cm。危岩体顶部裂缝封填时，若裂缝宽度在2c m以上时应采用具有一定强度的砂浆或坍落度超过200m m的细石混凝土使其入渗裂缝内进行固化。若顶部表面裂缝宽度小且广泛发育时宜，用细石混凝土或粘土全面浇筑，厚度20～30cm
。
图3 危岩锚固技术
Fig.3 Anchorage of
unstable rock
图4 危岩裂缝封填
Fig.4 Fissure fill of
unstable rock
2.4 灌浆技术
危岩体中破裂面较多、岩体比较破碎时，为了确
保危岩体的整体性，宜进行有压灌浆处理(图6)。灌
浆技术应在危岩体中、上部钻设灌浆孔。灌浆孔宜陡
倾，并在裂缝前后一定宽度内按照梅花桩型布设。灌
浆孔应尽可能穿越较多的岩体裂隙面尤其是主控裂
隙面。灌浆材料应具有一定的流动性、锚固力要强。
通过灌浆处理的危岩体不仅整体性得到提高，而且也
使主控裂隙面的力学强度参数得以提高、裂隙水压力
减小。灌浆技术宜与其它技术共同使用
。
图5 危岩嵌补
Fig.5 Patch of
unsta ble rock
图6 危岩裂缝灌浆
Fig.6 Pour mortar to
fissure of unstable rock
2.5 排水技术
滑塌式危岩和倾倒式危岩的稳定性主要受控于码装拉链
孔隙水及裂隙水压力。排水技术包括危岩体周围的
地表排水和危岩体内部排水。地表排水沟应根据危
岩体周围的地表汇流面积进行确定。通常采用地表
明沟。其断面尺寸由降水量及地表汇流面积计算确
定。排水沟由浆砌块石或浆砌条石构成。底部地基
为填土体时，压实度不小于85%。也可在危岩体侧
部稳定岩体内凿槽作排水沟。危岩体中地下水较丰
富时，宜在危岩体中、下部适当位置钻设排水孔，排水
孔应在较大范围穿越渗透层结构面(图7)
。
图7 危岩排水
Fig.7 Drainage of
unstable ro ck
图8 危岩清除
Fig.8 C ut of unsta ble
rock
2.6 清除技术
危岩体下方地表坡度比较平缓(20°以内)、具有
危岩体0.5～1.0倍的陡崖高度的地形平台，且平台
上无重要建构筑物及居民居住或危岩下方具有有效
防御措施时条件下，可采用清除处理(图8)。可对整
个危岩体或危岩体的局部进行清除；清除危岩时，可
采用风凿眼、人工凿石、静态等方法解体危
岩，化整为0、逐步清除。具备条件时，尚可进行爆破
清除。危岩清除过程中应加强施工监测，避免暴露出
的清除面引发不稳定危岩体。并在危岩实施清除处
理前充分论证清除后对母岩的损伤程度。一般情况
下应谨慎使用清除技术。
3 被动防护技术
对可能失稳的危岩单体或体进行工程结构防
科普展品制作治，避免造成灾害的技术类型。定义为被动防护技术
(Passive c ontrol technique)。包括拦石墙(堤)、拦石栅
栏及森林防护等技术类型。
3.1 拦石墙
当陡崖或山坡上危岩数量多、存在勘查遗漏或治
理难度较大时，对危害对象(居民、构建筑物、道路、厂
107
第2期陈洪凯，等：三峡水库区危岩防治技术
矿企业等)及存在受威胁的地段，或当自然山坡小于25°～35°，存在一定宽度的地表平台时，宜设置拦石墙(图9)。按材料组成包括土堤、浆砌石、混凝土结构等类型。土堤式拦石墙由加筋土堤或素填土堤、落石槽及堤顶的防撞栏3部分组成。墙体基础埋入较稳定的地基中，深度不小于0.5m、土体不小于1.5m；墙背填土应分层填筑，分层厚度30～50cm，压实度不小于80%；落石槽断面为倒梯形，槽底铺设不小于60cm 厚的缓冲土层，墙体迎石面坡比1∶0.5～1∶0.8，并用块石护坡。山体面坡比一般在1∶1左右。在不具备放坡的地段可将坡比增大为1∶0.5，并用锚钉或块石护坡；拦石墙的高度及距
离陡崖脚部的水平距离，应根据现场试验或落石弹跳路径及腾跃高度确定；拦石墙体的厚度应根据落石冲击力确定
。
图9 拦石墙
Fig.9 Screen wall of
unstable rock
图10 拦石栅栏
Fig.10 Screen net of
unstable rock
3.2 拦石栅拦
当陡崖或山坡下部坡度大于35°且缺乏一定宽度
的平台而不具备建造拦石墙时，可采用拦石栅栏(图
10)。包括半刚性和柔性2大类。前者主要由以钢轨
作立柱、钢轨或角钢、型钢作横梁相互焊接而成，一般
称为拦石栅拦；后者由角钢作立柱、缓冲钢索和柱间
钢绳网组成，为一般所指的狭义拦石栅栏。缓冲钢索
一端与立柱顶部相连，另一端锚固在稳定岩土体中;
拦石网的能级应根据落石冲击动能选用。对于落石
动能超过800kJ时，应进行主动防治。
3.3 森林防护
当陡崖或山坡脚部不存在平台或危岩威胁不太
严重时，可以通过植树造林防治危岩(图11)。森林
防护危岩的根本出发点在于增大地表下垫面的粗糙
度，减缓落石体在林中的运动速度；森林类型应为乔
木，尽可能构建乔、灌、草相结合的生态系统。乔木成
林后可用建筑纽扣将钢绳固定在树木主干上，将森林
防护系统构成整体，提高防护有效性。
图11 森林防护
Fig.11 Screen tree of
unstable ro ck
图12 锚固-拦挡联合技术
Fig.12 Interaction with
anchorage and screen wall
4 主动-被动联合防治技术
一个具体的危岩防治工程包括数个乃至于数
100个危岩单体。由于目前我国危岩勘查水平极其
低下，既可能存在危岩单体边界条件勘查不太明确的
问题，尤其在危岩单体之间可能存在漏勘问题；对于
一个具体的危岩单体，尚具有多种危岩类型共生的复
合特性。因此，在危岩防治工程中，存在主动-被动
联合防治问题。主动-被动联合防治技术主要包括
锚固-拦挡联合技术和锚固-支撑联合技术2类。
4.1 锚固-拦挡联合技术
针对整个危岩采取的防治工程，体现了危岩治理
与拦挡相结合的防治理念。将危岩单体的锚固防治
和危岩单体之间的漏勘危岩防治共同考虑(图12),
弥补了目前危岩勘查精度不足而可能造成的灾害。
将危岩单体和拦挡结构之间的区域界定为地质灾害
危险区，宜植树造林，杜绝人类工程活动。拦挡结构
可以采用拦石墙、拦石网或面状森林防护。
4.2 锚固-支撑联合技术
针对复合型危岩体采取的防治工程。采用单一
防治技术效果较差时，可采用本技术(图13)。锚固
-支撑联合技术尤其适用于同时具有滑塌式和倾倒
式性能的危岩体。防治设计过程中，应将锚固力和支
撑力联合考虑，使二者达到有机组合；当支撑体在危
岩滑动力作用下存在滑移失稳时，为了确保支撑体的
太空袋
稳定应在支撑体上布设锚杆。对于仅采用支撑技术
便能基本达到有效防治目的的坠落式危岩或倾倒式
危岩，为了提高危岩治理的效果，也可在危岩体上布
设一定数量的锚杆，作为安全储备，防治其在随机荷
载作用下失稳。当危岩体后部裂缝断续贯通时且地
下水比较发育时，在支撑体内宜设置60～110mm的
PVC排水管。
108
中国地质灾害与防治学报
建筑证书管理ZHONGGUO DIZHIZAIH AI YU FANGZHI XUEBAO2005年
图13 锚固-支撑联合技术
Fig .13 Interaction with anchorage and support
5 结语
目前，我国危岩勘查精度不高，尤其是危岩体深
部主控裂隙面(带)在剖面上的贯通程度、张开度、充填度、粗糙度、含水及渗水性能难于准确量化。况且主控裂隙面在危岩体内部的出现位置及沿陡崖方向的面状贯通度无法确定，给危岩的研究带来了极大的难度。据此现在多数情况根据危岩的断面形态平行推到三维危岩体进行防治是缺乏科学依据的。严格地讲，从陡崖或陡坡岩体卸荷特性出发量化岩体卸荷带，以卸荷带内侧作为边界作为危岩体的内部边界是比较客观的。然而令人遗憾的是，从三峡库区已经实施治理的重庆市万州区太白岩危岩治理工程、天生城治理工程及重庆市云阳县磨子岭危岩治理工程来看，地勘结果根本不能满足防治工程需求。地勘的主控裂隙面多数不存在或偏差较大，太白岩偏差较大的可达到10～15m
。
图14 太白岩W23及W24号危岩体之间的新生危岩体Fig .14 New unstable rock mass between W23and W24
一个具体的危岩防治工程包含有数10～100个危岩体，对于整个治理工程而言，由于危岩单体之间
尚有存在潜在危岩体的可能，应该坚持已勘危岩体的主动治理和整个工程的被动防护相结合的原则，将危岩工程的治理视为一个有机体综合考虑。切勿将拦
石墙、拦石栅栏等被动防护措施作为辅助措施。如太白岩W23和W24号危岩之间的岩体经过数次地质勘查均认为处于稳定状态。但是在2003年10月11日发生失稳，致使其下的何其芳纪念馆被毁(图14)。对于危岩单体而言，具有滑塌与倾倒性能的复合型危岩体，应坚持微观尺度的主动-被动联合防治。按照本文思路，作者从2001年迄今，已经在重庆市万州区的太白岩中段、东段、南坡及天生城等危岩防治工程中实施，效果优良。
参考文献:
[1] 陈洪凯，王蓉.危岩研究现状及趋势综述[J ].重庆交通
学院学报,2003,22(3):80-88.
[2] 陈洪凯，欧阳仲春，廖世荣.三峡库区危岩综合防治技
术及应用[J ].地下空间,2002,22(2):97-101.
[3] 张钧.焦柳线危岩落石整治工程勘测设计回顾[J ].路
基工程,1998,78(6):59-63.
[4] 谭凤灵.崩塌落石病害的防治[J ].路基工程,1998,78
(3):114-116.
[5] 郭映忠.重庆地质灾害研究与防治[J ].中国地质灾害
与防治学报,1995,6(3):1-8.
[6] 孙云志.奉节李子垭危岩体稳定性研究[J ].人民长江,
1994,25(9):48-53.
[7] 刘中.长江崩岸的发生与发展规律研究[J ].江苏水利
防汛防旱,1996,12:39-41.
[8] 刘凯栋.贵州崩塌灾害及其影响因素[J ].贵州地质,
1993,10(4):345-349.
[9] 旷镇国.重庆市中区危岩崩塌特征、形成机制及防治研
究[J ].中国地质灾害与防治学报,1995,6(3):51-56.
[10] 胡克定.重庆市北温泉危岩带特征与防治对策[J ].中
国地质灾害与防治学报,1995,6(3):57-62.
[11] 郑春明.山区滑坡、崩塌、泥石流成因分析及防治对策
[J ].浙江水利科技,2000,2:30-32.
[12] 陈洪凯，王蓉.三峡库区危岩体锚固计算方法及应用
[J ].中国地质灾害与防治学报,2002,13(4):59-62.
[13] 陈洪凯，唐红梅，翁其能，等.地质灾害防治系统工程方
法论及山体滑坡研究[J ].重庆师范学院学报,2001,18(2):62-65.
109
第2期陈洪凯，等：三峡水库区危岩防治技术
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议