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摘要：危岩体通常存在于高陡边坡及陡崖上，是山区常见的地质灾害类型之一，在我国每年都造成人员伤亡和大量的经济损失。本文在对某危岩的地质勘察基础上，根据相关资料，对危岩带的基本特征、发生机理进行了阐述，采用赤平投影方法对危岩带进行了稳定性分析评价，制定危岩带应急治理基本思路，并针对危岩带破坏模式和特征，对危岩带进行了应急治理方案设计，最后给出结论和建议，以保证附近居民的生命财产安全。
关键词：危岩带，崩塌，应急治理，稳定性分析，被动防护网
前言
众所周知，危岩体通常存在于高陡边坡及陡崖上，当有外部因素刺激时，岩体危岩稳定性越来越差,如果触及到一个临界点，就会发生垮塌灾害。危岩带变形破坏对片区居民的生产、生活等活动是一重大的安全隐患，同时由于危岩带的变形破坏具有不可预见性和突发性，须尽快消除危岩带安全隐患，对危岩带治理任务十分紧迫。此次危岩带正是由于受连续阴雨天气的影响，西侧山体的危岩带发生垮塌掉快，顺着坡体滚落的石块砸向居民房屋，造成居民房屋墙体破坏，对居民生命财产安全有重大威胁。
一、工程地质环境
危岩带位于重庆市东南部的万盛区，其距重庆市中心区73公里，幅员面积566.13平方公里东、北与南川区相邻，西与綦江县交界，南与贵州桐梓县接壤，属亚热带温湿季风气候区，气候温和降雨充沛，气候湿润，矿区内出露地层均为沉积岩，地层由新至老主要有：新生界的第四系（Q）、中生界三叠系（T）和侏罗系（J）。按地层由新至老简述如下：
第四系(Q)：主要由冲、洪积物，残、坡积物组成，成分为砾石、粗沙、粉沙及亚粘土、粘土，仅零星分布河岸及偶见于山麓或岩洞穴中以及地势低洼处。
三叠系(T)：分布于孝子河两岸、万盛城区、青年镇、关坝镇等地区。
侏罗系(J)：主要出露于丛林镇、万东镇、南桐镇、青年镇、关坝镇等地，岩层已被东西向挤压力所破坏，岩层局部倒转。
危岩所处区域岩层产状为130°∠68°，岩层多单斜产出，不发育大型断裂。该区地震动反应谱特征周期为小于0.35S,动峰值加速度为小于0.05g，相应地震基本烈度小于Ⅶ度，地质灾害防治工程设计不考虑地震作用。
二、危岩带的基本特征
2.1危岩带分布特征
该危岩带总宽度约160m，平面上呈不规则折线，危岩带发育走向在60°～120°之间，危岩带临空一侧近乎直立，高度3～10m，主崩方向80°～150°，危岩带底部为斜坡，斜坡平均坡度约45°，上部较陡峻，坡度约65°，底部略缓40°，最底部为居民区，危岩带距居民房屋最近20m，最远71m。
2.2危岩带变形破坏现状
该危岩体岩性为中、细粒岩屑石英砂岩，岩体风化现象较为严重，节理裂隙发育较为密集，表层尤为破碎，此次垮塌岩体崩落至坡底后进一步崩解破碎，块径多在10～40cm范围内，除居民房屋墙体被砸坏之外未见人员伤亡。
2.3危岩带变形破坏模式及成因分析
危岩带的变形模式主要由于该段危岩带节理裂隙发育密集，致使岩体本身比较破碎，再加上外倾结构面的控制，属于外倾结构面控制的滑移式破坏。
危岩带变形的主要原因是由于自身岩土结构脆弱，加之暴雨天气的影响，最容易形成崩塌等自然地质灾害。
3、危岩带稳定性分析评价
3.1危岩带稳定性宏观分析
根据对区内危岩带的调查，结合危岩带范围、规模、裂隙发育程度、危岩破坏模式及已经出现的变形破坏迹象，采用赤平投影分析方法对危岩带进行宏观定性分析，按危岩带稳定分析理论来评价其稳定性。根据赤平极射投影理论可对危岩带的宏观稳定性做如下评价：危岩带结构面组合交线倾向于危岩带坡面相同，且其倾角小于坡角，危岩带处于不稳定状态，可能沿组合交线方向发生滑动。
3.2危岩带稳定性计算及评价
危岩带发育有外倾结构面，其破坏模式主要为滑移式，故其稳定性计算可以采用平面滑动法，根据《建筑危岩带工程技术规范》（GB50330-2002）5.2.4，危岩带稳定性系数可以按照下式计算：
（1）
根据理正岩土软件岩体物理参数直接按照经验取值，结构面抗剪参数由《建筑危岩带工程技术规范》（GB50330-2002）表4.5.1确定，φ取值25°，C取值50kPa，经过计算，危岩带整体稳定性系数为1.093，将1.30作为判定危岩带稳定性的临界值来判定的话，可知危岩带整体处于欠稳定状态。
4、危岩带应急治理工程方案设计
4.1陡斜坡破碎带落石动能计算
在落石动能分析中，将落石作为一种运动刚体来处理。根据查尔斯(Chasles)理论，动能=运动能+滚动能。为此，用平动动能（Er）和转动动能(EA)之和表示落石的总动能（E）计算如下：
（2）
但落石在滚动中的惯性矩取决于围绕落石（x，y，z）的质量分布，其大小不仅取决于其质量，还取决于质量绕转轴是如何分布的，在实际计算中仅考虑平动动能部份，通过系数处理方法来计入转动动能，根据经验，该系数通常可以取为1.2，即：
（3）
并结合地形条件与《铁路沿线斜坡柔性防护系统》（TB/T3089-2004）确定防护网类型。根据SpangRM理论，落石脱离母岩后在斜坡上的继续运动可简化为沿斜坡的综合摩擦运动，再根据能量守恒定律则有下式：
（4）
式中：
vi:落石在斜坡上任意点的速度，m/s；
βi：各直线段斜坡的平均坡度，度；
Δhi:各直线斜坡段的垂直高度，m；
Φi：落石与坡面之间的综合摩擦角，一般按平均坡度加1°计算；
Li：各直线段斜坡的长度，m；
根据上式，当vi为0时，即落石运动至第i段直线坡段时停止运动，则可估算∑Licosβi，即为落石运动的最大水平距离，则有下式：
（5）
根据计算公式（4），通过1-1’、2-2’、3-3’和4-4’四条剖面计算，得知落石最小水平运动距离为80.5m，最大落石水平距离为96.7m。
通过公式（5），则可计算在防护网位置的能量：
（6）
通过计算公式（6）则可计算1-1’、2-2’、3-3’和4-4’四条剖面计算在防护网设置位置的最大能量为1051.54KJ，根据《SNS柔性防护网技术手册》（TB/T3089）表4.1.2，须选择RXI-150型被动防护网，网型为R12/3/300，结构配置采用“钢柱+支撑绳+拉锚系统+缝合绳+减压环”结构。
4.2RXI-150被动防护网布置设计
根据现场调查并结合落石动能计算，确定选取RXI-150型被动防护网来拦挡陡斜坡破碎带落石。RXI-150型被动防护网布设在居民房屋靠危岩带一侧，距居民房屋平均距离2-5m，设计被动网防护带长80m，网柱高4m，柱间距为5m，每段防护网不能超过5跨，被动网底部与地面接触带反卷0.5m，防止崩塌块体沿该带
滑塌，该被动网总计防护面积320m2。
5、結束语
危岩带的变形破坏受多种因素的影响控制，几种因素共同作用，致使危岩带的变形具有不可预见性和突发性，大大降低了整体稳定性，从而增大危岩带的变形破坏频率和规模，最后发生灾害。本次危岩带的治理设计坚持了“以人为本、抓紧治理、确保安全”的治理思路，在最短的时间内采取科学有效的治理方法。只有综合各个方面考虑，才能充分治理好这次地质灾害，从而为群众和社会创造一个良好的学习和生活的环境。
参考文献
【1】《建筑危岩带工程技术规范》，GB50330-2002，5.2.4.
【2】《铁路沿线斜坡柔性防护系统》，TB/T3089-2004
【3】《SNS柔性防护网技术手册》，TB/T3089
【4】张伟锋.危岩体危险性评价及防治对策研究[D].成都理工大学.2007年
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：危岩带，崩塌，应急治理，稳定性分析，被动防护网
前言
众所周知，危岩体通常存在于高陡边坡及陡崖上，当有外部因素刺激时，岩体危岩稳定性越来越差,如果触及到一个临界点，就会发生垮塌灾害。危岩带变形破坏对片区居民的生产、生活等活动是一重大的安全隐患，同时由于危岩带的变形破坏具有不可预见性和突发性，须尽快消除危岩带安全隐患，对危岩带治理任务十分紧迫。此次危岩带正是由于受连续阴雨天气的影响，西侧山体的危岩带发生垮塌掉快，顺着坡体滚落的石块砸向居民房屋，造成居民房屋墙体破坏，对居民生命财产安全有重大威胁。
一、工程地质环境
危岩带位于重庆市东南部的万盛区，其距重庆市中心区73公里，幅员面积566.13平方公里东、北与南川区相邻，西与綦江县交界，南与贵州桐梓县接壤，属亚热带温湿季风气候区，气候温和降雨充沛，气候湿润，矿区内出露地层均为沉积岩，地层由新至老主要有：新生界的第四系（Q）、中生界三叠系（T）和侏罗系（J）。按地层由新至老简述如下：
第四系(Q)：主要由冲、洪积物，残、坡积物组成，成分为砾石、粗沙、粉沙及亚粘土、粘土，仅零星分布河岸及偶见于山麓或岩洞穴中以及地势低洼处。
三叠系(T)：分布于孝子河两岸、万盛城区、青年镇、关坝镇等地区。
侏罗系(J)：主要出露于丛林镇、万东镇、南桐镇、青年镇、关坝镇等地，岩层已被东西向挤压力所破坏，岩层局部倒转。
危岩所处区域岩层产状为130°∠68°，岩层多单斜产出，不发育大型断裂。该区地震动反应谱特征周期为小于0.35S,动峰值加速度为小于0.05g，相应地震基本烈度小于Ⅶ度，地质灾害防治工程设计不考虑地震作用。
二、危岩带的基本特征
2.1危岩带分布特征
该危岩带总宽度约160m，平面上呈不规则折线，危岩带发育走向在60°～120°之间，危岩带临空一侧近乎直立，高度3～10m，主崩方向80°～150°，危岩带底部为斜坡，斜坡平均坡度约45°，上部较陡峻，坡度约65°，底部略缓40°，最底部为居民区，危岩带距居民房屋最近20m，最远71m。
2.2危岩带变形破坏现状
该危岩体岩性为中、细粒岩屑石英砂岩，岩体风化现象较为严重，节理裂隙发育较为密集，表层尤为破碎，此次垮塌岩体崩落至坡底后进一步崩解破碎，块径多在10～40cm范围内，除居民房屋墙体被砸坏之外未见人员伤亡。
2.3危岩带变形破坏模式及成因分析
危岩带的变形模式主要由于该段危岩带节理裂隙发育密集，致使岩体本身比较破碎，再加上外倾结构面的控制，属于外倾结构面控制的滑移式破坏。
危岩带变形的主要原因是由于自身岩土结构脆弱，加之暴雨天气的影响，最容易形成崩塌等自然地质灾害。
3、危岩带稳定性分析评价
3.1危岩带稳定性宏观分析
根据对区内危岩带的调查，结合危岩带范围、规模、裂隙发育程度、危岩破坏模式及已经出现的变形破坏迹象，采用赤平投影分析方法对危岩带进行宏观定性分析，按危岩带稳定分析理论来评价其稳定性。根据赤平极射投影理论可对危岩带的宏观稳定性做如下评价：危岩带结构面组合交线倾向于危岩带坡面相同，且其倾角小于坡角，危岩带处于不稳定状态，可能沿组合交线方向发生滑动。
3.2危岩带稳定性计算及评价
危岩带发育有外倾结构面，其破坏模式主要为滑移式，故其稳定性计算可以采用平面滑动法，根据《建筑危岩带工程技术规范》（GB50330-2002）5.2.4，危岩带稳定性系数可以按照下式计算：
（1）
根据理正岩土软件岩体物理参数直接按照经验取值，结构面抗剪参数由《建筑危岩带工程技术规范》（GB50330-2002）表4.5.1确定，φ取值25°，C取值50kPa，经过计算，危岩带整体稳定性系数为1.093，将1.30作为判定危岩带稳定性的临界值来判定的话，可知危岩带整体处于欠稳定状态。
4、危岩带应急治理工程方案设计
4.1陡斜坡破碎带落石动能计算
在落石动能分析中，将落石作为一种运动刚体来处理。根据查尔斯(Chasles)理论，动能=运动能+滚动能。为此，用平动动能（Er）和转动动能(EA)之和表示落石的总动能（E）计算如下：
（2）
但落石在滚动中的惯性矩取决于围绕落石（x，y，z）的质量分布，其大小不仅取决于其质量，还取决于质量绕转轴是如何分布的，在实际计算中仅考虑平动动能部份，通过系数处理方法来计入转动动能，根据经验，该系数通常可以取为1.2，即：
（3）
并结合地形条件与《铁路沿线斜坡柔性防护系统》（TB/T3089-2004）确定防护网类型。根据SpangRM理论，落石脱离母岩后在斜坡上的继续运动可简化为沿斜坡的综合摩擦运动，再根据能量守恒定律则有下式：
（4）
式中：
vi:落石在斜坡上任意点的速度，m/s；
βi：各直线段斜坡的平均坡度，度；
Δhi:各直线斜坡段的垂直高度，m；
Φi：落石与坡面之间的综合摩擦角，一般按平均坡度加1°计算；
Li：各直线段斜坡的长度，m；
根据上式，当vi为0时，即落石运动至第i段直线坡段时停止运动，则可估算∑Licosβi，即为落石运动的最大水平距离，则有下式：
（5）
根据计算公式（4），通过1-1’、2-2’、3-3’和4-4’四条剖面计算，得知落石最小水平运动距离为80.5m，最大落石水平距离为96.7m。
通过公式（5），则可计算在防护网位置的能量：
（6）
通过计算公式（6）则可计算1-1’、2-2’、3-3’和4-4’四条剖面计算在防护网设置位置的最大能量为1051.54KJ，根据《SNS柔性防护网技术手册》（TB/T3089）表4.1.2，须选择RXI-150型被动防护网，网型为R12/3/300，结构配置采用“钢柱+支撑绳+拉锚系统+缝合绳+减压环”结构。
4.2RXI-150被动防护网布置设计
根据现场调查并结合落石动能计算，确定选取RXI-150型被动防护网来拦挡陡斜坡破碎带落石。RXI-150型被动防护网布设在居民房屋靠危岩带一侧，距居民房屋平均距离2-5m，设计被动网防护带长80m，网柱高4m，柱间距为5m，每段防护网不能超过5跨，被动网底部与地面接触带反卷0.5m，防止崩塌块体沿该带
滑塌，该被动网总计防护面积320m2。
5、結束语
危岩带的变形破坏受多种因素的影响控制，几种因素共同作用，致使危岩带的变形具有不可预见性和突发性，大大降低了整体稳定性，从而增大危岩带的变形破坏频率和规模，最后发生灾害。本次危岩带的治理设计坚持了“以人为本、抓紧治理、确保安全”的治理思路，在最短的时间内采取科学有效的治理方法。只有综合各个方面考虑，才能充分治理好这次地质灾害，从而为群众和社会创造一个良好的学习和生活的环境。
参考文献
【1】《建筑危岩带工程技术规范》，GB50330-2002，5.2.4.
【2】《铁路沿线斜坡柔性防护系统》，TB/T3089-2004
【3】《SNS柔性防护网技术手册》，TB/T3089
【4】张伟锋.危岩体危险性评价及防治对策研究[D].成都理工大学.2007年
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。