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摘 要： 摘要：依托某典型滾石災害工點，對坡頂巨型孤石開展現場調查評估，得知孤石暫時穩定，但具備啟動發展成滾石的可能;通過失穩后運動軌跡的分析及沖擊能量的計算，可知滾石啟動后運動軌跡接近坡表，沖擊能量巨大，破壞性強。 針對孤石具備啟動發展成滾石的現狀
摘要：依托某典型滾石災害工點，對坡頂巨型孤石開展現場調查評估，得知孤石暫時穩定，但具備啟動發展成滾石的可能;通過失穩后運動軌跡的分析及沖擊能量的計算，可知滾石啟動后運動軌跡接近坡表，沖擊能量巨大，破壞性強。 針對孤石具備啟動發展成滾石的現狀，可采取加固和支撐方法，并結合人工分解方案以降低潛在滾石的威脅。
關鍵詞：山區邊坡;滾石;失穩模擬;沖擊能量
山區內的滾石事件一般都具有多發性、突發性、隨機性的特點[1]。東南沿海丘陵山區，孤石發育，滾石災害突出，而巨型滾石的致災性尤為嚴重。邊坡場區位于漳州某地，坡高約 45 m，坡度約 20°~30°，坡表植被豐富，邊坡南側坡腳為居民聚集地。滾石源為位于坡頂的 3 塊巨型花崗巖球狀風化孤石 (體積分別約 60 m3 、330 m3 、350 m3 )，見圖 1。
1 現場調查評估
現場勘查發現，3 塊孤石位于坡頂，下方為坡體強度較高的巖土體，場地北側有較大的水平空間，因此不易向北側發生啟動。臨空面均為南側，南側坡腳為居民聚集地。在不考慮邊坡整體穩定性的情況下，對 3 塊孤石的穩定性的評估結果表明(見表 1)，3 塊孤石暫時處于穩定狀態， 但容易受啟動因素的影響向南側臨空面啟動致災。 尤其是孤石 A，其形狀、基底情況和臨空情況均較差，容易發生啟動。 3 塊孤石最大概率運動路徑如圖 2 所示。
2 滾石失穩模擬
場區山體為剝蝕殘丘地貌，巖土體強度高，整體穩定性好。在不考慮邊坡失穩的情況下，以 3 塊孤石基底支撐強度受影響而發生啟動為背景， 結合現場調查情況建立 3 塊孤石最大概率啟動方向的坡體斷面圖;運用 RocFall 軟件模擬坡頂滾石在重力作用下以初始速度為零啟動的情況，進行孤石 A、B、C 的失穩運動軌跡定性分析，得到孤石 A、B、C 的運動軌跡(見圖 2)。圖 1 坡頂孤石圖
運用 RocFall 軟件模擬坡頂滾石在重力作用下以初始速度為零啟動的情況，進行孤石 A、B、C 的失穩運動能量定量計算，可知孤石 A、B、C 在坡底的沖擊能量均達到 10 000 kJ 以上(圖 3)。 目前，常規的滾石被動防護系統的承受能力一般都在 5 000 kJ 以內， 因此在滾石運動路徑和坡底采用被動系統進行攔截的方式并不能阻止災害的發生， 必須采取更具針對性的防護措施。
3 防護對策分析
在邊坡滾石防治方面眾多學者進行了大量研究， 如趙耀等開展了優化滾石運動軌跡的坡形坡率設計研究，何思明等對滾石的沖擊、碰撞特性進行了研究，黃潤秋等開展了坡表攔擋效應研究，王壇華等對滾石具體防護措施進行了總結[2-5]。 本案中 3 塊邊坡孤石質量體積龐大、 運動軌跡單一、 沖擊能量巨大，普通的防護措施無法起到較好的防治效果。最好的處理辦法是將其移除、分解，或加強穩定性以防止其失穩啟動。
3.1 加強滾石源的穩定性
結合孤石穩定性的評估情況， 對孤石基底懸空部分尤其是最大概率的啟動方向， 采用高強度的混凝土或碎石材料進行充填，增加孤石的嵌固深度，以起到“固腳”的效果。對場區滾石的現場調查可知，潛在滾石 A、B、C 的失穩啟動方向均為南側，因此在孤石南側設置鋼筋混凝土支撐和全粘結錨桿進行防護，可以達到增強穩定性的效果(見圖 4)。
3.2 通過分解以減小滾石的威脅
受限于孤石大小、場地情況等因素，直接移除的方法往往難以實施， 可以借助工具對孤石進行人工切割、分解。 在人為分解孤石的過程中，特別要注意不能破壞孤石的穩定性，同時防止因人工切割、分解而形成新的滾石源。
對孤石的分解可在水平方向和豎向兩個方向進行(見圖 5)。 通過水平方向的分解，可以改變孤石的形狀，降低其啟動的可能性。 在豎向分解時，應把分解下來的石塊往水平空間較大的北側搬運。 3.3 充分利用邊坡平臺進行攔擋消能
在分解滾石源的過程中， 可能會產生一些新的較小的滾石源， 對這一類失穩后沖擊能量比較小的滾石可以采用攔擋的方式進行防護以消耗其沖擊能量。 由孤石失穩運動坡體斷面圖可知，孤石 A 和孤石 B 的運動路徑斷面有明顯的邊坡平臺存在， 因此可以在平臺上進行攔擋布設， 具體的形式包括種植喬灌木、設置降能減速材料(如廢棄的汽車輪胎)以及設置較為成熟的被動防護體系如利用高性能防護網。
3.4 其他措施
在做好加強孤石穩定性及被動防護的同時，要加強孤石穩定性的監測，建立預警系統，以便在孤石突發啟動時能及時疏散影響范圍內的人群。 設置邊坡坡表的排水系統， 將降雨形成的坡表水往北側或東西兩側排走，減小降雨對孤石基底的沖刷和入滲。
4 小結
基于對邊坡潛在巨型滾石現場的調查， 通過對坡頂孤石的穩定性評估和滾石運動軌跡和運動能量的分析計算，得到以下幾點結論。
(1)目前場區 3 塊巨型孤石暫時穩定，但具備啟動發展成滾石的可能， 且最有可能向南側居民聚集地啟動致災。
(2)運用 RocFall 程序模擬分析可知，滾石啟動后運動軌跡接近坡表，沖擊能量巨大(均達到 10 000 kJ 以上)，破壞性強。
(3)防治應著重于對滾石源的處理，通過對孤石基底的加固和支撐， 并結合人工分解以降低滾石威脅。 同時要加強孤石監測預警和邊坡排水系統的建設。
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