實例分析巖質(zhì)邊坡塌滑成因

□喬新穎 □王雙鋒（河南省水利勘測有限公司）

邊坡穩(wěn)定性問題一直是巖質(zhì)邊坡一個重要研究內(nèi)容，它涉及水電工程、鐵道工程、公路工程、礦山工程等諸多工程領(lǐng)域，能否正確評價其穩(wěn)定性直接關(guān)系到建設(shè)工程的安全。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的加大，我國迎來了大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高潮，這必然會對地質(zhì)環(huán)境造成不同程度的破壞。邊坡穩(wěn)定性分析方法很多，不同的方法又各具特點(diǎn)，有一定的適用條件。如何根據(jù)具體的邊坡工程地質(zhì)條件，正確分析出邊坡塌滑的原因，是一項很重要的工作，只有準(zhǔn)確的分析出邊坡塌滑的原因，才能為工程的安全設(shè)計及施工提供地質(zhì)依據(jù)。

邊坡是自然斜坡和人工斜坡的總稱，自然斜坡是由自然地質(zhì)作用形成的后期未經(jīng)人工改造的斜坡，這類邊坡在山區(qū)廣為分布，如山坡、處于山區(qū)江河的岸坡；人工斜坡指經(jīng)人工開挖或改造而形成的斜坡，如渠道工程邊坡及公路、鐵道兩旁的邊坡等。巖質(zhì)邊坡一般具有立壁性好，自穩(wěn)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，但巖體節(jié)理（裂隙）的存在會在外力的誘發(fā)作用下導(dǎo)致巖質(zhì)邊坡產(chǎn)生滑動破壞，進(jìn)而影響工程永久安全?，F(xiàn)以某退水渠工程（右岸）邊坡為例分析其塌滑原因，并進(jìn)行穩(wěn)定性評價。

1.退水渠邊坡主要工程水文地質(zhì)條件

1.1 邊坡開挖地層巖性

邊坡整體為土、巖雙層地質(zhì)結(jié)構(gòu)，其地層巖性如下（見圖1）：

圖1 退水渠邊坡地質(zhì)剖面圖（立面投影）

邊坡上部為人工堆積雜填土，成分較雜，主要為人工無序采石后堆填的石渣夾雜廢土；下部主要為奧陶系（O2S）灰?guī)r，青灰色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，現(xiàn)場實測巖石產(chǎn)狀：走向20°，傾向SE，傾角24°，發(fā)育有裂隙；局部邊坡段灰?guī)r上部分布有石炭系（C2b）雜色泥巖、鋁土質(zhì)泥巖、鋁土礦等，以褐黃、褐灰色為主，雜棕紅、紫紅色，一般強(qiáng)～全風(fēng)化。

1.2 灰?guī)r節(jié)理（裂隙）發(fā)育情況

裂隙按力的性質(zhì)可分為：剪裂隙和張裂隙。

1.2.1 剪裂隙

產(chǎn)狀較穩(wěn)定，沿走向和傾向延伸較遠(yuǎn)，裂隙平直、光滑；裂隙面常有擦痕和摩擦鏡面；裂隙多呈閉合狀；由于發(fā)育較密，常形成裂隙密集帶。

1.2.2 張裂隙

產(chǎn)狀不穩(wěn)定，往往延伸不遠(yuǎn)即消失；裂隙面粗糙不平，呈彎曲狀或鋸齒狀；裂隙呈開口狀或楔形；由于發(fā)育稀疏，很少構(gòu)成裂隙密集帶。

場區(qū)灰?guī)r節(jié)理（裂隙）較發(fā)育，邊坡塌滑前對邊坡面進(jìn)行了節(jié)理裂隙統(tǒng)計（見圖2）。

圖2 節(jié)理裂隙統(tǒng)計玫瑰花圖

邊坡塌滑后，經(jīng)過現(xiàn)場勘察，滑塌體脫落面平直光滑，存在擦痕，其發(fā)育特征符合剪裂隙特征。

1.3 場區(qū)水文地質(zhì)條件

場區(qū)屬大陸季風(fēng)氣候區(qū)，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，多年平均氣溫14.9℃，多年平均降水量583mm，降水多集中在7、8、9月份。退水渠基本為汛期施工開挖，開挖深度范圍內(nèi)未見地下水；退水渠右岸邊坡塌滑為11月底，塌滑前10d 左右為連續(xù)陰雨天氣。

2.退水渠設(shè)計及施工開挖邊坡基本情況

該退水渠設(shè)計開挖斷面為倒梯形斷面，邊坡分級開挖，中間設(shè)置馬道。右岸巖質(zhì)邊坡走向125 °，傾向35 °，傾角63 °～76 °；上部土質(zhì)邊坡傾角45°左右，見圖3。

圖3 退水渠施工開挖橫斷面示意圖

該退水渠右岸邊坡塌滑前，邊坡未完全成型；塌滑時，施工機(jī)械正在修整馬道，清理邊坡浮石。

3.邊坡塌滑原因分析

通過現(xiàn)場查勘、地質(zhì)編錄，經(jīng)分析，該段邊坡塌滑原因為：貼近原設(shè)計開挖坡面存在兩條與坡面形成小角度夾角的節(jié)理（裂隙），在其它誘因作用下而形成的楔形體滑動破壞（見圖4）。

圖4 裂隙切割楔形體平面投影示意圖

楔形體滑動破壞主要受兩組相向傾斜的結(jié)構(gòu)面控制，且結(jié)構(gòu)面傾角小于坡角，在此情況下，兩組結(jié)構(gòu)面將巖石切割成楔形體而存在于邊坡上，在重力（或上覆土體壓力）作用下或降雨、震動作用誘發(fā)下，楔形體沿兩組結(jié)構(gòu)面向臨空方向發(fā)生滑動破壞。邊坡塌滑后，對裂隙①、裂隙②的產(chǎn)狀進(jìn)行了現(xiàn)場實測。退水渠右岸邊坡產(chǎn)狀、巖石（灰?guī)r）產(chǎn)狀及節(jié)理（裂隙）①、②產(chǎn)狀見表1。

表1 人工邊坡/ 巖體/ 裂隙產(chǎn)狀表

根據(jù)表1，巖石傾向與邊坡傾向近垂直，為邊坡穩(wěn)定的有利因素；裂隙①、裂隙②與邊坡面的相互切割關(guān)系構(gòu)成邊坡楔形體滑動破壞的內(nèi)在因素，兩條裂隙面均貼近設(shè)計開挖坡面。在長期降雨入滲情況下加之邊坡上部雜填土的壓重及施工震動等各種因素，達(dá)到臨界側(cè)向受力狀態(tài)進(jìn)而導(dǎo)致邊坡塌滑。

4.邊坡穩(wěn)定性評價及地質(zhì)建議

該邊坡發(fā)生滑動破壞，產(chǎn)生的塌滑體主要為A 區(qū)（見圖1、圖2），根據(jù)邊坡楔形體滑動破壞特征，B 區(qū)亦為影響邊坡不穩(wěn)定的（部分）楔形體。建議先清除邊坡上部的人工堆積雜填土，對邊坡上沿裂隙面未塌滑的楔形體進(jìn)行清除，再對邊坡進(jìn)行適當(dāng)削平修整。通過對該退水渠邊坡塌滑的原因進(jìn)行分析，巖體內(nèi)存在的節(jié)理（裂隙）對工程邊坡的危害性有了形象的認(rèn)識。對類似工程邊坡提出超前地質(zhì)預(yù)報具有一定的指導(dǎo)意義，有助于工程邊坡的設(shè)計及施工安全防患于未然。

［1］工程地質(zhì)手冊［M］.4 版.中國建筑工業(yè)出版社，2007

［2］岳平七，等.陜南公路邊坡地質(zhì)災(zāi)害規(guī)律初探［J］.西部探礦工程，2009.3，21（155）：122-123.