0概述0.1任務由來湖北省神農架林區玉泉河兩河口電站工程盤龍村一帶擬采用暗涵引水發電，在施工過程中，據本地村民反映，在距施工點（引水涵洞處）上方山體中上部存在多處危巖，如發生失穩變形，將對山體下部居民生命財產安全造成危害。湖北省神農架林區國土資源局對此險情十分重視，先后多次組織調查小組對危巖進行了實地調查。9月27日，受湖北省神農架林區國土資源局委托，湖北省地質環境總站宜昌站會同神農架林區國土資源局、宋洛鄉政府、鄉國土資源所、盤龍村村委等部門構成聯合調查組，對危巖進行了實地具體的調查。參加人員有：葉義成、邊朝金、雷深涵、袁魁0.2重要目的與任務0.2.1重要工作目的通過對危巖進行具體調查，查明危巖體基本特性、穩定狀態和危害程度；根據建設工程可持續發展的指導思想，堅持以人為本的原則，對危巖體提出安全可靠、技術可行、經濟合理、施工簡便的防治方法，以保護施工區人民生命財產安全，保障本地居民的正常生產生活及施工的正常生產。0.2.2重要任務（1）收集危巖體所在的自然地理、經濟環境和地質環境資料。（2）調查危巖的特性、影響因素及穩定性分析評價。（3）根據危巖體的穩定狀態及影響范疇，擬定防治方法及建議。1地理地質環境1.1地理環境1.1.1地理位置、行政區劃、交通狀況危巖體位于神農架林區宋洛鄉盤龍村二組，地理坐標，X為，Y為，有鄉級公路與神農架林區松柏鎮相通，交通條件較便利（見圖1-1）。圖1-1盤龍村二組危巖體交通位置圖1.1.2氣象水文神農架林區屬北亞熱氣候帶與北暖濕氣候帶的過渡地區，受東南暖濕季風和來自北大陸高壓的影響，以立體氣候明顯為重要特點，氣溫和降水量均隨海拔高程的變化而變化。據松柏鎮降水資料統計，松柏鎮數年平均降水量1100mm，數年最大降水量1329mm（1989年）。年最小降水量667mm（1997年）；日最大降水量94mm，小時最大降水量52mm。夏季（6-9月）降雨普遍較多，普通在300-700mm之間，占全年降水總量的39%-45%。調查區位于玉泉河水系近東岸，河水流量受流域降水量的控制變化明顯，調查時流量0.76m3/s，流速0.49m1.1.3社會經濟狀況調查區早期經濟以農業為主，農作物以包谷、土豆為主，稻、麥等次之，工業比較單薄，地區經濟較為落后。區內有較為豐富的磷礦資源及旅游資源，本地旅游及磷礦業的興起，帶動了其它某些小型地方工業及本地農家樂餐飲業的興起，為本地經濟發展作出了較大奉獻。現在調查區內社會經濟狀況良好，本地村民除務農和種植經濟作物外，還參加磷礦采掘及餐飲業，部分家庭已跨入小康行列。1．2地質環境1.2.1地形地貌神農架地處我國東部大巴山山脈東延地帶。山脈多呈東西向橫亙，構成長江與漢江支流的分水嶺及水系發源地。由于溪流的侵蝕切割，形成了地勢險峻、溝谷深切的地貌景觀。調查區屬構造侵蝕-剝蝕中山區，地形陡峻，樹林茂密，地形切割激烈，危巖體位于盤龍村二組村民張虎等屋后山體中上部陡崖一帶，山脊總體走向近東南向展布，山脊兩側沖溝較發育，西側臨空，東側山頂高程約1658m，沖溝谷底高程約850m，相對高差808m；地質環境較為復雜。區內地形地貌明顯受巖性控制，燈影組白云巖形成懸崖陡壁，陡山沱組地層形成斜坡，坡度普通25-45°南沱組地層形成地形相對較低1.2.2地層巖性及巖土體工程地質特性危巖區出露地層重要有震旦系燈影組、陡山沱組、南沱組及上覆第四系崩坡積物。第四系崩坡積物重要為碎塊石夾粉質粘土，碎石成分以白云巖、礫巖為主，塊徑普通2-5cm，表部大者到40cm，土石比7：3-6：4，厚度約0.5-2m。燈影組（Z2dn）：為一套灰白色厚層-巨厚層狀白云巖，厚度50-120m，分布在調查區陡山沱組（Z2d）：中上部為板狀硅質灰巖、白云質灰巖、硅質巖，夾有黑色炭質頁巖，局部含磷礦層，厚度60-100南沱組（Z1n）：為一套灰白色厚層——塊狀含白云質冰積礫巖，厚度50-100m，分布在調查區山體中下部危巖區斜坡巖體由層狀巖類構成，斜坡下部為礫巖，局部含泥巖；中部為板狀硅質灰巖、白云質灰巖夾炭質頁巖；上部陡崖山體為堅硬的厚層灰質白云巖。將上述各層劃分為3個工程地質巖組：陡山沱組、燈影組、南沱組，其特性詳見表1-1。表1-1巖體工程地質特性表工程地質巖組、層代號厚度（m）巖性特性構造面特性工程地質特性Z2dn50-120灰質白云巖、白云巖。中厚-厚層狀、層面呈波狀型。巖石堅硬，力學強度高，裂隙發育，切割巖體呈0.5-1.5m的塊度,地表見較多的溶隙縫，完整性差-好。局部易形成陡崖后發生巖崩及掉塊。Z2d60-100上中段板狀硅質灰巖、白云質灰巖夾炭質頁巖構成；下段為含鉀頁巖及工業磷礦層。薄層狀、碎裂板狀，層面為平緩的波狀。上中段硅質灰巖、白云質灰巖夾炭質頁巖性軟硬相間，裂隙發育，風化破碎，厚度較大；下段頁巖性軟，易風化，強度低。Z1n50-100冰積礫巖，中下部為薄層頁片狀含礫泥巖。薄層狀、碎裂板狀。上中段礫巖力學強度較高，裂隙發育，風化破碎，厚度較大；下部含礫泥巖性軟，易風化，強度低。1.2.3水文地質條件區內地表水流較發育。危巖體所在山脊北西兩側發育沖溝，沖溝切割深50-200m，寬40-160m，危巖體西側前緣玉泉河是調查區最低侵蝕基準面。該區地下水重要為基巖風化、溶蝕裂隙水，裂隙普通張開0.1-0.8cm，長度2-5m，成為強透水體，地下水重要接受大氣降雨補給，地下水多就近直接排泄于坡1.2.4地質構造調查區位于揚子準地臺鄂中褶斷區神農架斷穹北部（見圖1-2）。區內地質構造相對簡樸，危巖體附近未見有較大斷裂通過。區內為單斜巖層，總體走向近北西，傾向北東，傾角較平緩，普通5-15°，危巖體處地層產狀42°∠12°。調查時南沱組礫巖中張性裂隙發育三組：①SN/E∠85°，面粗糙，張開，張開寬度30-50cm，無充填，縱向切割深度2-3m，線密度②N55°W/SW∠87°，面粗糙，張開，張開寬度20-45cm，無充填，縱向切割深度3m，線密度③N57°E/SE∠88°，面較粗糙，張開，張開寬度45cm，無充填，縱向切割深度不不大于3m，線密度1m/條。三條裂隙切割關系為互切。上述三條裂隙是區內主控構造面，它控制了區內地形、山脊走向及危巖體的規模。圖1-2區域構造綱要圖1.2.5新構造運動與地震挽近期以來區內地殼處在間歇性抬升之中。玉泉河兩岸存在較不明顯兩級階地，由于不停受到侵蝕，階地形態不完整，表明抬升速度較快；其后又有較長的間歇期，發展趨于穩定，區域地殼穩定性較好。神農架地區歷史上發生過多次微震，無具體資料可考。從1959年有統計以來的資料看，除1988年12月16日在新華鄉（北緯31°35′，東經110°53′）發生過3.6級地震，其它15次地震震級均不大于1.6級。根據1990年國家地震局1：400萬《中國地震烈度區劃圖（50年超越概率10%）》資料，調查區地震基本烈度為Ⅵ度。1.2.6人類工程活動調查區人類工程活動普通，現在區內人類工程活動重要體現為坡田耕種造成的局部水土流失，以及新建房屋、公路和已有公路的改擴建等；另首先是正在修建的玉泉河兩河口電站引水涵洞穿越調查區及危巖體北西側正在施工的出渣隧洞（見照片1）；工程施工對該區地質環境含有一定程度的影響，人類工程活動對地質環境的影響總體較輕微。照片1出渣隧洞2危巖體基本特性及穩定性分析2.1危巖體基本特性2.1.1危巖體分布特性及規模危巖體分布于宋洛鄉盤龍村二組村民張虎等屋后山體中上部地帶，危巖體高聳突兀于山體中上部（照片2），根據分布位置的不同由東向西分為WY1、WY2、WY3三處危巖體。總體積近260m3（見照片2危巖體全貌遠景WY1危巖體：分布于居村吳吉珍等屋后山體中部，呈方柱狀突兀（照片3），西南側臨空。分布高程976-981m，高約5m，寬度3m，長度4m，危巖體積60m3。南東側見一卸荷裂縫，走向N34°E，切割可見深2m，裂縫寬5-照片3WY1危巖體WY2危巖體：位于村民張虎屋后山體中上部，距屋后水平距離約50m，控制高程965-973m，北西側、南側和南東側三面臨空，東側受裂縫切割（裂縫走向152°，切割可見深6m，裂縫寬20-30cm，無充填）。略呈孤立柱狀，危巖體高約8m,東西水平寬度約2m，南北長度約5m，危巖體積約80m3，調查時危巖體后緣存在一孤石，方量約16m3（見照片4）。照片4WY2危巖體WY3危巖體：位于村民張虎屋后右側約30m處山體中上部，距屋后水平距離約30m，控制高程982-994m，北西側、南側和南東側三面臨空，西側巖面受裂縫切割較破碎（兩組裂縫走向為122°，切割可見深0.3m，裂縫寬5-10cm，無充填）；危巖體高約12m,東西水平寬度約6m，南北長度約8m照片5WY3危巖體2.1.2危巖體的物質構成及構造特性上述危巖體物質由震旦系南沱組（Z1n）堅硬的中-厚層狀含白云質礫巖構成，危巖體上部為燈影組、陡山沱組巖層；危巖體分布位置為一逆向坡，斜坡坡度相對較陡（普通55-70°左右）；燈影組、陡山沱組巖層多形成突兀的陡壁，巖體裂隙較發育，巖體較破碎，坡體構造普通。2.1.3危巖體變形特性由于該地先前未進行過系統的監測，缺少變形監測的數據，根據現場實地調查狀況看，危巖體近期變形不明顯。2.2危巖體成因分析調查區斜坡高陡,且多為陡壁,陡壁腳部斜坡坡度多在55-70°之間，高差較大，為危巖體形成提供了良好的地形地貌條件；區內在陡壁以上出露的是燈影組灰巖、白云巖，屬堅硬巖類，力學強度高，陡壁下方出露的為陡山沱組中厚層狀白云質灰巖及南沱組厚層狀礫巖，這種上硬下軟的坡體構造亦為危巖體的發育發明了有利條件；調查區地質構造較簡樸，斷裂較不發育，但巖體本身裂隙發育，為危巖體的形成提供了構造面。該區危巖體所處裂縫的形成與發展，受風化作用的影響；在高陡臨空面形成過程中，卸荷作用使坡體產生卸荷裂隙，加之暴雨在空洞型裂縫中形成瞬間高水頭，加速裂縫的擴展，對巖體穩定不利；巖體受重力作用產生新的裂縫，使巖體更加破碎，或使已有裂縫進一步擴展；調查區屬中山區，海拔較高，冬季氣溫較低，冰凍作用進一步加劇了危巖體的形成。總而言之，危巖體是由于有利的地形地貌、地層巖性、冰凍作用、風化作用等，在多個內外動力綜合作用下形成的，但以受風化及重力卸荷的影響為主。2.3危巖體穩定性分析及評價2.3.1定性分析評價基本條件:危巖體所處山體斜坡構造類型為逆向坡，巖層產狀平緩（12°）。危巖體巖性為南沱組淺灰色層狀礫巖，巖體裂隙發育，巖體較破碎，其穩定性重要受巖體中裂隙控制。WY1危巖體方量為60m3。現在在其后部尚未發現新的橫向裂縫，原卸荷裂隙切割深度約2m，調查時未見變形擴張跡象；綜合評價，WY1危巖體現在處在穩定狀態，近期發生整體變形的可能性小。但位于其北東側局部地段因裂隙密集，切割激烈，巖體破碎，存在WY2危巖體略呈方柱狀突兀于山體中部。方量為80m3。現在在其后部尚未發現新的橫向裂縫，側緣卸荷裂隙切割深度約6-8m；調查時，裂縫兩壁風化呈灰黑色（歷史較長），未見新的變形擴張跡象；綜合評價，WY2危巖體現在處在基本穩定狀態，近期發生整體變形的可能性較WY3危巖體方量為120m3。現在在其西側巖面見兩組裂隙發育，切割可見深1.0m，裂縫寬20-30cm，但巖體整體穩定性較好，不含有整體傾倒的條件，調查時，巖體下方見已崩落塊石；闡明危巖體時有掉塊現象；綜合評價，WY3危巖體現在處在穩定狀態，近期不會2.3.2定量分析評價根據有關計算公式，對危巖體穩定性進行計算分析。上述危巖體按破壞形式傾倒式計算，其穩定性受巖體裂隙發育程度控制，計算簡圖見圖2-1(考慮后部裂縫充水的影響)。按下式計算：式中：——危巖體抗拉強度原則值(kPa)，根據巖石抗拉強度原則值乘以0.4的折減系數擬定。根據巖體風化程度及地區經驗，取80Kpa;b——后緣裂隙未貫穿段下端到傾覆點之間的水平距離(m)；W——危巖體自重(kN／m)；a——危巖體重心到傾覆點的水平距離(m);——后緣裂隙充水高度(m)；V——裂隙水壓力(kN／m)；按公式V=計算；β——后緣裂隙傾角(o)。取78o。圖2-1傾倒式危巖穩定性計算簡圖注：（由底部巖體抗拉強度控制）危巖體穩定狀態按下表2-1危巖穩定性評價表擬定（表中Ft取值1.25）。表2-1危巖體穩定性評價表危巖類型危巖穩定狀態不穩定欠穩定基本穩定穩定滑移式危巖F<1.01.00≤F<1.151.15≤F<FtF≥Ft傾倒式危巖F<1.01.00≤F<1.251.25≤F<FtF≥Ft墜落式危巖F<1.01.00≤F<1.351.35≤F<FtF≥Ft計算成果見下表2-2。表2-2危巖體穩定性計算成果項目編號b(m)W(KN/m)a(m)hw(m)F計算成果評價成果WY13178022.531.22F〉Ft穩定WY2426103.57.51.231.00≤F<1.25欠穩定WY33192021.535.46F〉Ft穩定2.3.3危巖體穩定性綜合評價綜合上述分析，危巖體位于山體中上部，危巖體略呈高聳突兀之勢，構成危巖的巖性為南沱組巖性硬脆的礫巖和白云巖質礫巖，底部為含礫泥巖，巖體節理、裂隙發育，巖體較破碎，本地氣溫較低，風化、剝蝕作用較強，易形成重力卸荷裂隙，故山體本身受裂隙切割較為破碎；后期工程活動的爆破振動對裂縫擴張起一定的影響。從現場調查狀況看，各危巖體后緣裂縫未見新鮮的拉張跡象，闡明危巖體穩定狀態較好，從計算成果也能夠看出，WY1、WY3危巖體現在處在穩定狀態，近期發生整體坍毀的可能性較小。但WY2危巖體前緣臨空面較高陡，裂縫切割至深，且裂隙較為密集，巖體破碎，因此其現狀處在基本穩定狀態；但WY2危巖體在長久的風化剝蝕、重力卸荷、冰凍作用等因素的綜合影響下有發生坍毀的可能。3工程活動對建筑物及危巖體的影響和破壞預測3.1爆破作用對建筑物及危巖體的影響評價采用質點垂直振動速度值作為判斷、評價爆破點周邊建筑物安全程度的原則，其計算公式以下：式中：ν——建筑物質點垂直振動速度（mm/s）；Q——炸藥重量（Kg），根據地下隧道施工經驗，爆破一次最大藥量約為15Kg；R——爆源至被保護建、構筑物的距離（m），根據現場實際狀況，爆源距危巖體距離為680m，距居民房屋最小距離為K——與巖石性質、地勢高低、爆破辦法與爆破條件有關的系數，本報告中取大值1500；α——爆破形成的地震波隨距離衰減的系數，本報告取1.5。計算成果見下表3-1。表3-1質點垂直振動速度評價計算表對象Q（Kg）R(m)KαV(mm/s)對象性質爆破振動允許界限(mm/s)評價成果危巖體1518015001.59.92礫巖50安全建筑物1537015001.51.31磚房200安全注：表中危巖體爆破振動允許界限是綜合考慮了裂隙發育程度給出的。計算中各值均選用較為保守的不利值，據上表成果，在取值均較保守的狀況下計算成果能滿足規定，本計算成果闡明爆破作用對建筑物和危巖體穩定影響輕微，影響程度在允許范疇之內。3.2爆破地震作用對建筑物影響評價建筑物防爆破地震波影響的安全距離公式以下：式中：Rc——地震波影響安全距離（m）Kc——系數，依所保護的建筑物地基土而定的系數a——依爆破作用而定的系數Q——一次起爆的炸藥總重量（Kg）計算中按偏于危險狀況考慮，其中Q值取最大藥量15Kg，α值取大值1.5，Kc按評價區地層巖性的空間分布特點綜合考慮取值13。計算成果：爆破振動地震波安全距離Rc=48.09m。危巖體距爆源的水平距離為180m，垂直距離為250m，民房距離爆源370m之外。由于危巖體裂隙切割程度較大，其距爆源的距離與爆破振動地震波安全距離相差較大，綜合考慮一定的安全系數，評價成果為：爆破地震作用對民房影響不大；位于爆源上方的湖北省神農架林區玉泉河兩河口電站工程引水暗涵在危巖體分布區所擬定的施工區距離危巖體近來約180m，不不大于安全距離48.09m，爆破振動對危巖體穩定性影響不大4防治方案建議通過上述分析可知，危巖體現狀穩定性整體較好，短時內不會發生整體坍毀（傾倒式）。但因危巖體后緣裂縫切割較強烈，為掌握裂縫的動態變化趨勢，做到防備于未然，建議下步對危巖體建立完善的監測方案，開展系統的監測工作。同時對存在斜向或水平空隙的巖塊進行支撐或爆破去除。4.1監測4.1.1監測工作的任務和目的監測的重要任務是：一、組建監測機構，完善監測體系；二、建立監測網點，及時投入運行；三、認真監測，科學預警。監測工作的目的是通過系統監測，獲取危巖體動態變形數據，從而對的分析評價危巖體的穩定狀態和變形發展趨勢，為后續預警工作提供科學根據。4.1.2監測設計方案原則危巖體監測設計遵照下列原則：一、擬定監測路線，開辟監測便道，合理布設形變監測點。二、監測網點布設應重點突出，目的明確。監測控制范疇應涉及整個危巖體分布區。三、監測辦法的擬定、儀器的選擇，既要考慮到能反映危巖的變形動態，又要考慮到儀器的維護方便和節省投資。四、監測應采用可靠的和經濟實用的辦法技術，并與宏觀地質巡視監測相結合。4.1.3監測工作現狀危巖體現在已進行定時的巡視監測工作，但無有關統計。4.1.4監測工作方案4.1.4.1監測網點布設監測手段以裂縫位移監測和地表宏觀監測為主。根據危巖體規模及裂縫分布特性，監測點宜布置于裂縫寬度較大部位，一點固定于穩定山體，另一點設于危巖體，采用鋼尺拉測，讀出測量數據。為減小人為誤差，規定定人定尺。建議危巖體共布設監測點6個，地面形變監測點（機動）3個。常設專業監測人員1名。4.1.4.2監測工作的運行一、地表裂縫宜采用簡易的鋼卷尺進行監測，正常監測頻率1次/月，雨季2-3次/月，觀察誤差為±2mm二、全部觀察均應認真統計，資料及時整頓，提交對應成果報告；三、發現異常狀況，及時向有關主管部門上報，并組織專業技術人員對危巖變形進行分析和預測，以制訂出對應的解決方法。4.2防止在距離危巖體較近地段進行爆破作業時，必須做好完善的爆破設計，爆破作業時必須嚴格控制一次性爆破炸藥量，盡量減小爆破對危巖體的振動破壞。對殘留在危巖體上的危石，盡量去除，達成消方減載的目地，防止危巖體在重力卸荷作用下產生坍毀。5結論及建議5.1結論1、危巖體位于宋洛鄉盤龍村二組村民張虎等屋后陡崖一帶,根據分布位置的不同由北向南分為WY1、WY2、WY3三處危巖體，總體積近260m2、危巖體處為南沱組礫巖地層，工程地質特性較差，下部斜坡坡度相對較緩，上部較陡，形成上陡下緩地形；南沱組層狀礫巖，多形成突兀的陡壁，巖體裂隙發育，巖體較破碎。3、危巖體是在有利的地形地貌、地層巖性、風化、卸荷、冰凍等作用下形成的，但以受風化作用及重力卸荷的影響為主。4、據上述分析，危巖體屬傾倒式，其巖體穩定重要受風化裂隙控制，由于巖體本身裂隙發育，巖體較破碎，從而進一步加劇了危巖體的形成。5、WY1、WY3危巖體現在處在穩定狀態，近期發生整體變形的可能性小。但局部地段因裂隙密集，切割激烈，巖體較破碎，會偶而發生小方量的掉塊、落石現象；WY2危巖體現在處在基本穩定狀態，近期發生整體變形的可能性較小；但在外界作用下影響下（例如強降雨、冰凍、風化等），將會產生失穩或坍毀。6、引水涵洞施工的爆破作用對民房和危巖體穩定性影響較輕微；位于爆源上方的危巖體在現在爆破振動影響下相對安全，局部活動性孤石在爆破振動作用下可能發生落石、掉塊現象。5.2建議1、建議在危巖體區域布設監測點6個，地面形變監測點（機動）3個。常設專業監測人員1名。地表裂縫采用簡易的鋼卷尺進行監測，正常監測頻率1次/月，雨季2-3次/月，觀察誤差為±2mm2、建議在距離危巖體較近地段進行爆破作業時，必須做好完善的爆破設計，爆破作業時必須嚴格控制一次性爆破炸藥量，盡量減小爆破對危巖體的振動破壞。3、WY2危巖體位于村民張虎屋后約50m處，現在處在基本穩定狀態，但在外界作用影響下，有產生失穩或坍毀的可能，建議村民張虎搬遷避讓4、建議對坡體上局部危石采用工程方法去除。目錄0概述 10.1任務由來 10.2重要目的與任務 10.2.1重要工作目的 10.2.2重要任務 21地理地質環境 21.1地理環境 21.1.1地理位置、行政區劃