成果简介：

课题来源：重庆市国土资源和房屋管理局；课题立项名称：危岩监测预警与勘查技术研究项目；课题立项编号：CQGT-KJ-2014025；研究起始日期：2014年6月；研究终止日期：2017年6月；批准登记单位：重庆市国土资源和房屋管理局；批准登记号：无；批准登记日期：2017年8月。

重庆地区地貌以丘陵、山地为主，高陡斜坡分布广泛，素有"山城"之称。区内危岩崩塌地质灾害尤其发育，近年来发生的几次重大崩塌灾害不但造成了区内人员的群死群伤，对社会所造成的危害和负面影响更是难以估计，严重危害境内广大群众生命财产安全及社会经济的可持续发展。因此，总结以往危岩防治工作的经验，深入开展危岩分类与早期识别，监测预警以及勘查技术方法的研究，对保护区内地质环境和生态环境，有效开展危岩地质灾害防治，确保社会经济的可持续发展具有重要的现实意义。为此，重庆市国土资源和房屋管理局于2014年立项"危岩监测预警与勘查技术研究项目"，项目编号：CQGT-KJ-2014025，由重庆市地质灾害防治中心组织实施，重庆市地勘局南江水文地质工程地质队共同完成。

本项目通过对重庆近年来发生的典型危岩崩塌实例开展的综合调查和研究，取得了一系列具有创新性、实用性的研究成果，包括：建立基于结构面组合特征的新的危岩分类方案，将危岩分为倾倒式、滑移式、错断式、悬挑式、坐落式和坠落式等六种模式，并逐一给出了稳定性评价方法和定量计算公式；建立了较为完整的基于危岩单体早期识别方法体系，分别从识别指标、宏观判据以及灾险情预判模式等方面逐一进行了研究，并制定危岩灾险情预判程序；提出了基于危岩分类的危岩监测方法和基于多源信息的危岩预警技术方法的危岩监测预警方法体系；提出了基于倾斜摄影、超声波成像等新技术的新的勘查工作流程方法和建议，可有效提高危岩勘查质量和效率。

通过本项目的研究，建立了基于危岩自身发育规律的工作方法体系和框架，厘清了危岩认识上的一些基本问题，较好的总结了重庆地区近年来在危岩防治工作方面的经验和认识，并从理论上进行了提升，为危岩地质灾害防治工作的技术进步提供了有力的支撑。本项目所取得的研究成果具有一定的理论性，以及较好的创新性和实用性，可以进行推广和使用。

成果创新性：

1.建立了新型危岩分类体系

项目组在系统研究和总结近年来重庆地区危岩崩塌实例形成机理的基础上，针对传统分类方案的不足，根据危岩的主控结构面发育特征、初始启动时的运动方式和受力状态的差异，提出一个将危岩分为倾倒式、滑移式、错断式、悬挑式、坐落式和坠落式等六类的方案，见表1。该方案给出了各类型危岩的准确定义和形成机理，从危岩剖面形态、主控结构面特征、重心与主控结构面位置关系、破坏前的受力状态和起始运动方式进行了细致的界定。

该危岩分类方案能够清晰准确的区分不同类别的危岩，并明确了现场调查的重点和关键，既保持了传统的危岩认知习惯，又能够在工作中易于使用和辨别，为建立危岩早期识别体系、进行合理的稳定性评价，开展勘查技术和监测预警技术研究打下了理论基础。

2.建立了危岩早期识别与灾险情预判体系

目前，国内关于危岩单体的早期识别还没有形成很成熟的方法体系。本项目基于危岩单体的形成机理和分类体系的研究，首次提出了一套基于5大类12个关键指标的危岩快速识别指标体系以及相应的宏观判据，包括：危岩形态（危岩断面形状，结构面组合特征，重心位置），主控结构面发育特征（主控结构面贯通程度，基座发育特征），岩性（岩层厚度，岩石硬度，结构面间距），坡脚地形（垂直落距，地形坡角，植被及覆盖层）以及潜在损失等。主要用于现场调查过程中，对单体危岩的规模、成因模式、稳定性、灾险情等关键结论做出快速的识别。该套体系和方法能够有效提高在野外调查过程中的危岩判识的速度和准确性，为避免类似鸡尾山崩塌惨剧的发生提供了可行的技术路径，具有较好的创新性和实用性。

3.建立了危岩稳定性评价体系

危岩的稳定性判定结论是危岩评价的核心问题之一，现有的危岩稳定性评价方法存在偏理论化、参数选取及工况设置不合理等方面的问题，基于本次危岩分类方案的最新成果，项目组分别从定性评价和定量评价两个方面，给出了每种类型的危岩的稳定性评价方法。

在定性评价方面，项目组建立了一套基于危岩分类的稳定性野外识别标志及判断标准。这一方法的核心是通过对主控结构面贯通程度及发育特征的判断得出关于危岩稳定性的判定结论，可以极大地方便技术人员在野外调查过程中对危岩的稳定性做出快速、准确的判断。

在定量评价方面，项目组建立了基于静力解析法的危岩分类稳定性评价公式，尤其在关于计算工况的设定，水的作用在危岩发育过程中的作用等方面提出了与传统评价方法不同的看法，更符合危岩自身特有的变形机理和发育规律，整套公式力学机制明确，参数设置合理，与定性评价方法和结论完全匹配，非常便于技术人员的掌握和使用。

4.提出了基于倾斜摄影、钻孔成像等新技术的勘查技术方法

项目组首先对三维激光扫描、无人机、倾斜摄影、钻孔成像以及物探等新技术、新方法的技术特点逐一进行了剖析，然后结合危岩勘查的需求，选择万州狮子头危岩带开展了新技术的对比应用研究。

研究表明，无人机 倾斜摄影技术以其操控灵活，成本低廉，成像快速，定位准确，画质清晰的技术特点，能够切实帮助技术人员克服高陡地形对勘查质量的不利影响，具有良好的运用前景。钻孔成像技术作为一项比较成熟的技术，能够直观揭露钻孔中岩体裂缝发育情况，对于了解危岩主控结构面发育特征具有独特的技术优势。

基于以上研究，项目组在传统勘查手段的基础上，提出了危岩精细调查技术方法，采用"无人机 倾斜摄影"调查危岩体表面发育特征，采用"槽探 钻孔超声波成像"调查危岩内部结构面发育特征，并据此改进现有危岩勘查工作流程，实现了在快速、精确测定危岩发育特征的同时，大幅提高勘查质量的目的。

5.提出了基于危岩分类的监测技术和基于多源信息的预警技术方法框架

危岩监测预警仍是一个处于探索研究阶段的世界性科技难题，至今尚未形成经得起大量实践验证的预报理论和方法。大量实践表明，现有的危岩预警工作模式只适合大巨型、有明显的前兆的危岩，对于小型危岩来说，其发生随机性太大，准确的预测预报仍无法实现。

项目组通过对近年来重庆的危岩监测案例的分析研究，以及对各类监测方法和手段的梳理，提出了基于危岩分类的监测技术方法，该方法针对不同类型的危岩的发育特点，逐一给出各类危岩的监测方案布置要点，以实现及时捕捉和辨识危岩变形的关键信息的目的。同时，建立了基于多源信息的预警技术方法框架，指出准确的预测预报有赖于综合多源信息进行分析，并根据危岩类别选择适当的预报模型和判据。最后，结合望霞危岩、望江危岩以及箭穿洞危岩的监测实例对监测预警方法的运用进行了剖析。

成果独占性：

本项目所取得的研究成果在国内目前并未有类似成果出现，具有独创性。在技术上，由于涉及到对危岩形成机理的认识上的差异，所以在技术上必然会有所不同，因此难以获取和复制，但本项目的研究思路可以供借鉴和参考。

成果盈利性：

通过本项目的研究，从地质认识的角度，基本建立了基于危岩自身发育规律的工作方法体系和框架，厘清了危岩认识上的一些基本问题，建立了较为完整的危岩分类体系，并以此为基础，提出了基于危岩单体的早期识别与宏观判据体系，危岩的稳定性评价方法，基于近年迅猛发展的无人机、倾斜摄影以及钻孔成像等新技术新方法，提出了全新的勘查技术方法和工作流程，最后，结合近年重庆地区的危岩监测预警实例，提出了基于危岩分类的监测技术方法和基于多源信息的危岩预警方法技术框架。本项目的成果主要运用于地质灾害防治工作中，可以大幅提高危岩防治工作的有效性和针对性，改变目前危岩防治工作的被动局面和盲目性，进而明显减少防治费用的支出，具有良好的推广和应用前景。

成果持续性：

本项目基于对重庆地区近年来丰富的危岩崩塌实例的调查研究得来，具有较高的实用性和先进性，在危岩的早期识别、稳定性评价、监测预警以及勘查技术上具有较强的技术储备，能够保证在危岩地质灾害防治研究方面取得更多的研究成果，具有较强的持续创新能力。

成果先进性：

本项目的研究成果具有一定的原创性，主要性能指标居于国内先进水平，未来的发展趋势将集中于危岩早期识别的指标细化研究，危岩监测预警的判据研究，危岩勘查技术手段的综合运用，以及危岩三维可视化勘查、设计、施工、运维的一体化技术方法研究。

　　成熟度：03、功能级：关键功能分析目前能够做到

市场分析：

本项目研究成果主要应用于公益性地质灾害防治工作中，其中危岩的分类方案、危岩的早期识别、危岩的监测预警及勘查技术为主要核心成果，具有良好的市场推广前景。

商业模式分析：

本项目成果主要应用于公益性地质灾害防治工作中，商业模式方面尚未涉及。

营销状况：

该项目慕研究成果主要是对现有的地质灾害防治工作的改进和提高，成果的运用也主要体现在危岩地质灾害防治工作中。

拟采取的转化方式：其他

应用推广的已投入情况：0万元

资金需求额：0万元

融资用途：公益性政府投资