罗国峰 肖海平 黄 华

(中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，广西桂林 541004)

桂林市临桂区中心公园位于广西桂林市临桂区。建设场地中心位置东经110°10'10″，北纬25°14'30″，建设总用地面积1.17 km2(合1 755 亩)。项目区有历史文化轴和山水风景轴两条轴线，建设内容包括历史文化区、山水景观区、原生态区、名花名树观赏园区、湖西庄民俗风情区(民俗活动、民间风情)五个功能区等［1］。本文针对该区危岩现状地质灾害进行分析和预测，并提出了相关的防治措施，对今后该区的危岩地质灾害防治工作具有指导意义。

1 自然环境及地质概况

1.1 气象水文条件

项目区属亚热带季风气候区。气候温和，雨量充沛。年平均降雨量1 894.39 mm，降雨量多集中在5 月～7 月，占全年降水量的47%左右，多年平均气温19 ℃，年最高气温39.7 ℃，最低气温-4.7 ℃。本项目位于洛清江流域上游干流义江东侧近分水岭地段。洛清江洪水对项目区影响小。

1.2 地形地貌

评估区为孤峰平原地貌，孤峰均为灰岩山体，地形起伏较大，山体坡度一般为30°～70°，局部达70°以上，山体标高214 m～478.8 m。平原地段较平坦，地面高程为155.0 m～160.0 m，地势平坦、开阔、起伏较小，坡度约0.5°～3°，局部达5°。

1.3 地质背景

1)地层。本区地层主要有第四系红粘土(Qel+s3)及上泥盆统融县组灰岩(D3r)。

2)构造。评估区位于小律向斜西翼，灵川大断层的西侧，其中小律向斜长约15 km，呈长轴状，轴向约40°，向斜核部最新地层为下石炭统，两翼为中、下泥盆统，两翼岩层倾角一般13°～45°。灵川大断层位于评估区东侧约600 m 处，走向30°～50°，长度大于30 km，是该区域主要的大断层之一，对泥盆纪和石炭纪的沉积相有明显的控制作用，是一条形成较早并经多次活动的主干断层。

3)岩土体工程地质类型及特征。场地分布有多座石峰山体，山体高度70 m～100 m，并有30 m～50 m 高的陡崖。评估区两侧的山体由硬质的上泥盆统融县组石灰岩、白云岩纯碳酸盐岩构成，岩层倾向南西，倾角12°～15°，发育2 组～3 组节理裂隙，岩体基本完整，但由于本区气候条件，使评估区岩溶发育强烈，特别是山体顶部更为强烈，表层风化带岩溶发育，沟槽宽0.2 m～0.8 m，深1 m～5 m，发育密度1 条/m～4 条/m，风化溶蚀深度为1 m～5 m，溶蚀裂隙宽5 cm～15 cm，局部达30 cm，深深将岩体切割，使山顶部位岩石多呈块状砌体。另外，人工采石也对部分山体岩体结构产生了破坏，将岩石分割成块体临空而陡，部分悬空，部分已松动或移位，形成危岩，对工程建设具有一定的危害。

2 地质灾害现状及特征

根据调查，项目区内规模和危害较大的危岩共有11 处，分布在吊箩山危岩5 处，普驼山危岩2 处，除了能够清楚的划分边界条件的危岩体外，吊箩山和普驼山坡顶0 m～30 m 危岩带上还分布有大量的孤石，孤石体积一般为0.5 m3～2 m3，其稳定性差，易发生崩落。地质灾害诱发因素主要为人为因素和降雨作用;地质灾害未造成人员伤亡和经济损失。边坡山体危岩较多，威胁山体坡脚建筑物和行人的安全，对评估区的建筑物和行人生命财产安全造成威胁，地质灾害中等发育。

3 本区地质灾害预测研究

3.1 危岩崩塌的分析

山体崩塌根据《工程地质手册》崩塌产生的条件有下面几点:

1)地貌条件:崩塌多产生在陡峻的斜坡地带，一般坡度大于55°，高度大于30 m，坡面不平整，上陡下缓本评估区的山体的坡度在30°～70°，局部直立，发育有30 m～40 m 高的陡崖，具备了产生崩塌的地貌条件。2)岩性条件:坚硬岩层多组成高陡山坡，在节理裂隙发育、岩体破碎的情况下易产生崩塌。评估区陡峭山体均为上泥盆统融县组灰岩夹白云岩，中～厚层状，岩层倾向南西，倾角12°～15°，发育2 组～3 组节理裂隙，岩体基本完整，但由于评估区岩石大部地段为纯碳酸盐岩，加之本区气候条件，使评估区岩溶发育强烈，特别是山体顶部更为强烈。主要是在山体表面(0 m～10 m)产生溶蚀裂隙及溶沟槽，使山体表面起伏不平，沟槽宽0.2 m～0.8 m，深1 m～5 m，风化溶蚀深度为1 m～5 m，溶蚀裂隙宽5 cm～15 cm，局部达30 cm，深深将岩体切割，致使绝壁岩体有摇摇欲坠之势，加上结构面切割岩体作用，将岩石分割成块体，使山顶部位岩石多呈块状砌体，临空而陡，部分悬空，部分已松动或移位，形成危岩，在施工中的机械震动和降雨等情况下容易形成危岩发生崩塌。3)构造条件:当岩体中各种软弱结构面的组合位置处于下列最不利的情况易发生崩塌。a.当岩层倾向山坡外，倾角大于45°而小于自然坡度时，评估区岩层倾角仅为12°～15°，所以不符合该项条件。b.当岩层发育有多组节理，且1 组节理倾向山坡、倾角为25°～65°，评估区各山体等处有节理倾向坡外，有利于崩塌发生，但由于倾角较陡，一般30°～70°，所以发生崩塌的规模一般不大。综上所述，除顶部由强岩溶化的岩石构成的坡顶不稳定外，下部边坡稳定性相对较好，不易出现较大规模的崩塌现象，仅会出现主要是由于在裂隙和溶蚀裂隙切割作用下的岩块崩塌现象，规模约0.3 m3～100 m3。由于项目建设存在机械震动、房屋拆除爆破和登山道路、凉亭等建设，对边坡上的危岩的稳定性有一定影响。

3.2 危岩的危害范围分析

选择状元楼西侧的山体一个剖面的运动距离进行预测分析:当落石第一次坠落在斜坡表面，因碰撞，能量发生变化，部分能量消耗在碰撞过程中，部分能量将使落石在坡面上继续运动。危石下落，势能的减少等于动能的增加。

落石从陡坡至陡坡坡脚时的速度VR可用下列公式计算:

其中，H1为状元楼西侧山体陡坡高度，H1=134 m;ε1为计算速度系数，查岩土工程勘察设计手册表8.13-13 计算速度系数ε1=3.43。

石块自陡坡坡脚向缓坡运动的反射切线分速度Vt为:

其中，λ 为石块冲击到缓坡上的瞬间摩擦系数，取λ=0.3;α1为陡坡计算坡度角;α2为缓坡计算坡度角。

落石在陡坡和缓坡分界点反射速度V0的方向与纵坐标轴的夹角β 查岩土工程勘察设计手册表8.13-15 得β=84.2°。

落石与斜坡松散层地面的法向碰撞可认为是对心塑性碰撞，所以Vn=0。切向碰撞，损失率采用10%。所以落石第一次在斜坡上碰撞与维持其继续运动的动能为1/2m(0.9Vt)2。块石在斜坡上的继续运动是以滚动和滑动为主的综合形式。为了计算方便，可简化为沿斜坡的综合摩擦运动来分析。据功能原理，落石的势能变化等于动能变化和克服摩擦所做的功:

其中，Vi为落石在斜坡面上任意位置处所具有的速度，m/s;α为缓坡直线段斜坡的平均坡度，(°);Δh 为缓坡垂直高度，m;φ 为落石与坡面之间的综合摩擦角，取35°;L 为各直线段斜坡的长度，m。

当末速度Vi=0 时，Vt=(1 -λ)×VR×cos(α1-α2)=(1 -0.3)×39.7×cos(46.03° -33.49°)=27.125，由此式便可预测危岩崩塌的最大落距。

从剖面图上量出斜坡的实际长度L2=93.64 m，而滚落危石的滚动斜坡L1=108.25 m，已经超出实际斜坡距离，有可能对下部建筑物的安全造成威胁。同理可以计算出其他山体的危岩滚动距离，见表1。

表1 危岩崩塌对拟建建筑物影响一览表 m

4 地质灾害防治措施

1)建议先进行危岩调查，并进行现场简易岩块滚落试验，对崩塌落石的途径、方向、跳跃高度，影响范围进行模拟，再进行排石除险，尤其是状元楼西侧的采石场一带不能排除的采用挂SNS主动防护系统或坡脚挂SNS 被动防护系统，另外在山体与建筑间应根据相关规范预留安全距离，或采取相应避让措施。

2)对边坡进行进一步的专项调查，查明危岩的分布范围，为下一步危岩治理加固提供依据。

3)根据专项危岩调查结果相应调整各建筑物的设计布局，确保在山体与建筑间有足够的安全距离。

5 结语

本文进行了该区地质灾害现状论述以及对危岩、崩塌地质灾害进行了预测研究，并在此基础上提出了切实可行的防治措施，对今后的桂林市临桂区中心公园危岩、崩塌地质灾害防治工作具有一定的指导意义。

［1］桂林市临桂区中心公园建设项目项目可行性研究［R］.2010.

［2］周兆东.广西地质灾害防治工作现状及对策［J］.南方国土资源，2003(2) :22-23.