打开文本图片集

摘要：崩塌危岩是汶马高速公路主要地质灾害之一，具有高位、远程、隐蔽等特征，危害大，治理困难，对施工和运营安全威胁较大。本文以下庄危岩为例，通过对危岩的特征、破坏模式进行了分析，提出了用于整幅路基的牵手式防落石柔性钢棚洞与隧道连拱明洞相接的防治措施，减小危岩落石对行车的威胁，希望能够给类似工程提供有益的参考。

关键词：汶马高速;崩塌危岩;破坏模式;防治措施;

0引言

汶川至马尔康高速公路地处四川盆地西北边缘与青藏高原东缘交错接触带，海拔从1320米上升至3225米，高差大，地形十分复杂;沿线地质构造发育强烈，滑坡、崩塌、泥石流等不良地质灾害频繁;穿越温带、寒温带、寒带等多个气候带，气候差异明显，气候条件恶劣;路线穿越风景名胜区，生态脆弱，环境保护任务艰巨;路线多布于悬崖峭壁，工程施工难度极大。因此，具有“极其复杂的地形、极其复杂的地质、极其复杂的气候、极其复杂的生态、极其复杂艰巨的建设”的特点。汶马高速建设以来发生了多次崩塌危岩灾害，对工程建设形成了极大的危害。

1危岩变形破坏模式分析

通过无人机数码摄影辅助地质调查，对该处危岩变形破坏模式及变形破坏特征进行分析，确定对高速公路构成危害的主要潜在变形失稳区域，以及其潜在破坏模式，为稳定性分析和防治奠定基础。

1.1边坡工程地质分区。根据边坡工程地质特征，边坡划分为两个大段分区，分别为：Ⅰ区和Ⅱ区，其中Ⅱ区可划分为Ⅱ-1区和Ⅱ-2区两个区域。

1.1.1 Ⅰ区失稳破坏模式及危害。根据影像资料分析及地表调查，Ⅰ区斜坡中上部风化卸荷作用强烈，坡面冲沟发育，主要表现在地震、降雨、重力作用下，冲沟两侧及顶部风化卸荷带、结构面切割岩体失稳灾害，同时表现出较为强烈的溯源侵蚀作用。冲沟顶部可以看出强烈的侵蚀作用，该段斜坡坡脚有分布广泛的崩塌堆积物。在冲沟下方堆积物，可见大量大块石停积，表明上方结构面切割岩体曾发生较大规模岩体失稳。由现场调查及影像资料分析还可以看出，该区域还发育多处小型坡面泥石流灾害。

根据现场调查及遥感影像分析，边坡中上部为基岩边坡，下部为崩坡积物所覆盖。边坡上部地表冲沟发育，地表冲沟发育方向受片理走向影响较大。冲沟多沿岩体中的软弱层，顺片理方向发育。受冲沟侵蚀，边坡中上部岩体风化、卸荷作用强烈，且冲沟切割造成岩体临空。因此该区域内冲沟顶部及两侧风化卸荷岩体广泛分布，在冲沟进一步下切、重力、降雨及地震作用下，易于发生崩滑失稳灾害，失稳岩土体顺陡坡坠落、弹跳，在下部堆积层缓坡上滚动、弹跳并停积，部分块石坠落入河道，对下方高速公路构成威胁。

由如上分析，边坡Ⅰ区上部危岩体广泛分布，稳定性差，失稳后顺坡坠落、滚动、弹跳，部分块石坠落入河床，对下方高速公路构成危害，应采取防治措施。

1.1.2 Ⅱ区失稳破坏模式及危害。Ⅱ-1区坡面较为平顺，地面横坡坡度为35-40︒，未见明显崩滑失稳迹象，坡面侵蚀作用也不强烈，坡面基本稳定。受上游侧冲沟侵蚀影响，该区域坡面呈狭长带状，坡体中上部失稳岩土体顺坡面（主要沿坡面沟槽）运动，大部分失稳岩土体运动至影响区域以外。

II-2区地面横坡陡峻，坡面起伏不平，见多处崩滑失稳痕迹。该区域地面横坡陡峻（大于40︒），坡面起伏不平，结构面切割岩体失稳问题突出，是重力、降雨、地震等因素作用下岩体失稳高发区，尤其是坡体中下部。该区域岩体片理面与坡面近于正交，发育一组外倾结构面和陡倾结构面，片理面与节理面切割岩体，构成潜在失稳岩体。其失稳破坏模式主要有沿外倾结构面的滑移失稳、结构面切割岩体坠落、倾倒失稳。该区域是明显的岩体失稳区，失稳区形成明显的凹槽地形，下部对应规模较大的块碎石堆积体。

2危害区域及冲击能量分析预测

边坡下方崩坡积体上，散布大量近期崩塌失稳块石，通过对这些块石的调查分析，可以推测边坡崩塌失稳块石粒径，从而为防护结构冲击力计算提供依据。通过ArcGIS对DSM切割得到的真实地形剖面，使用RockFall软件对危岩体的运动轨迹进行模拟。根据危岩体的分布位置，选择了11个剖面进行模拟危岩体可能的运动轨迹及冲击能量。根据计算分析，该处危岩对公路危害如下：

3防治措施

由于该段边坡高度近700m，地面横坡陡峻，坡面起伏不平，坡面上危岩体广泛分布，结构面切割岩体失稳问题突出，常规的危岩主动加固措施造价高、处治难度大、工期长、长期效果差。基于此，为降低落石对行车影响，提出了采用整幅路基的牵手式防落石柔性钢棚洞与隧道连拱明洞相接的防治措施。牵手式防落石柔性钢棚洞包括两个交错布置的防护棚、基座组及减振单元，通过共同作用抵抗危岩落石的威胁。另外在斜坡合适位置上，设置了被动防护网，对部分危岩体实施第一次拦截，与柔性钢棚洞和明洞形成组合防护，增加防护效果。

4结语

本文通过对汶马高速下庄危岩的破坏模式、危害区域及冲击能分析，创新提出一种用于整体式路基危岩防护的牵手式防落石柔性钢棚洞防护结构，与隧道连拱明洞、被动防护网形成组合防护结构，减小了危岩落石对行车的威胁。下庄危岩治理工程已经施工完毕两年有余，治理效果良好，经济社会效益显著。

参考文献

[1]成永刚，范安军，李兵，赵晓彦.川藏高速公路汶（川）马（尔康）段崩塌危岩发生机制与防治.水利与建筑工程学报，2018年12月第16卷第6期：18-24.

[2]李兵，刘峰，马洪生，张磊.汶马高速桑坪隧道进口危岩落石防治措施研究.工程建设与设计，2021年第08月下：47-79.

[3]李兵，杜毅，马洪生. 汶马高速薛城收费站危岩破坏机理及处治措施研究. 黑龙江交通科技，2021年第44卷第8期：10-11.

[4]杜岩，谢谟文，蒋宇静，陈晨，贾北凝，霍磊晨.岩体崩塌灾害成因机制与早期预警研究综述.金属矿山，2021年第1期：106-119.

作者简介：刘维，（1982-），男，工程师，本科，主要从事路基、桥梁、隧道的项目现场施工管理。