長(zhǎng)山至鳳鳴島66kV線路56#、64#、65#鐵塔建設(shè)項(xiàng)目巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析

任強(qiáng)

摘要：巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析是工程建設(shè)中一個(gè)必須要面對(duì)的問題。巖質(zhì)邊坡的失穩(wěn)和破壞主要是受巖體中結(jié)構(gòu)面所控制，赤平投影法可以直觀地判斷各結(jié)構(gòu)面的組合和切割關(guān)系，可用來對(duì)巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行定性分析;并結(jié)合平面滑動(dòng)分析法對(duì)邊坡進(jìn)行定量分析。本文用赤平投影法結(jié)合平面滑動(dòng)分析法對(duì)長(zhǎng)山至鳳鳴島66kV線路56#、64#、65#鐵塔建筑新址項(xiàng)目巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性做出評(píng)價(jià)。

Abstract： The stability analysis of rock slope is a problem that must be faced in the construction of the project. The instability and damage of the rock slope are mainly controlled by the structural planes in the rock mass. The stereographic projection method can intuitively judge the combination and cutting relationship of each structural plane and can be used to qualitatively analyze the stability of the rock slope. Combined with the plane sliding analysis method， the slope was quantitatively analyzed. In this paper， the rock slope stability of the 56#， 64# and 65# iron tower building new site project of 66kV line from Changshan to Fengming Island is evaluated by stereographic projection method combined with plane sliding analysis method.

關(guān)鍵詞：巖質(zhì)邊坡;穩(wěn)定性分析;赤平投影;平面滑動(dòng)法

Key words： rock slope;stability analysis;stereographic projection;plane sliding method

中圖分類號(hào)：U213.1+58 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）13-0166-03

1 研究?jī)?nèi)容

邊坡的穩(wěn)定性分析是一個(gè)系統(tǒng)工程，包括邊坡的失穩(wěn)機(jī)理分析、影響邊坡穩(wěn)定性因素的確定、邊坡的穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)以及邊坡的防治等，單獨(dú)就某一方面進(jìn)行研究都不能正確地認(rèn)識(shí)邊坡的現(xiàn)狀，因此，本論文擬以長(zhǎng)山至鳳鳴島66kV線路56#、64#、65#鐵塔建筑新址場(chǎng)地邊坡工程為研究背景，從理論分析、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬等角度，運(yùn)用赤平投影等研究方法對(duì)邊坡的穩(wěn)定性問題進(jìn)行深入系統(tǒng)的探討。

2 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析與計(jì)算

2.1 工程地理位置

長(zhǎng)山至鳳鳴島66kV線路56#、64#、65#鐵塔建筑新址場(chǎng)地位于長(zhǎng)興島經(jīng)濟(jì)區(qū)交流島街道，鐵塔塔位布設(shè)于由東至西的兩個(gè)山丘之上，場(chǎng)地北側(cè)為在建的五-長(zhǎng)鐵路。長(zhǎng)興島位于遼東半島中西部，大連瓦房店市西側(cè)，四面環(huán)渤海，僅一橋與陸地相連。全島面積252.5平方公里，為長(zhǎng)江以北第一大島，人口5萬人。

2.2 邊坡穩(wěn)定性定性分析

長(zhǎng)山至鳳鳴島66kV線路56#、64#、65#鐵塔基礎(chǔ)新址場(chǎng)地位于交流島，布設(shè)在兩個(gè)山丘之上。根據(jù)本次勘探以及野外地質(zhì)調(diào)查，按邊坡的坡高、坡度、坡向、巖性及巖層產(chǎn)狀等因素，對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行定性分析評(píng)價(jià)。

2.2.1 56#邊坡

邊坡整體傾向40°，坡面傾角59°～75°，現(xiàn)狀巖質(zhì)邊坡最大高差約25m，邊坡巖性為石英砂巖、砂頁巖，整體呈強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)。

根據(jù)野外調(diào)查，邊坡為人工劈山取土（石）形成，原有應(yīng)力平衡狀態(tài)被破壞，邊坡處于向下一個(gè)應(yīng)力平衡狀態(tài)發(fā)展過度時(shí)期?，F(xiàn)狀條件下未發(fā)現(xiàn)大面積崩塌、滑動(dòng)跡象，但邊坡坡面小范圍的崩塌、滑塌現(xiàn)象嚴(yán)重，局部形成空腔;坡頂一定范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有拉裂隙形成，但邊坡坡頂邊緣有向后方進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)，現(xiàn)狀坡體不穩(wěn)定，邊坡潛在破壞形式為邊坡強(qiáng)風(fēng)化巖體內(nèi)的圓弧滑動(dòng)和沿構(gòu)造面的崩塌或滑塌。

通過赤平投影圖分析，56#邊坡不存在外傾結(jié)構(gòu)面，但存在不利結(jié)構(gòu)面組合。不利組合交棱線傾向與坡面傾向相同且組合交棱線傾角小于坡面傾角。綜合分析此段邊坡不穩(wěn)定。

2.2.2 64#邊坡

邊坡整體傾向16°，坡面傾角54°～73°，巖層產(chǎn)狀70°∠70°，現(xiàn)狀巖質(zhì)邊坡最大高差約46m，邊坡巖性為石英砂巖，整體呈強(qiáng)、中風(fēng)化狀態(tài)。

根據(jù)野外調(diào)查，該段邊坡石英砂巖呈中厚層狀，巖體較完整，不存在外傾結(jié)構(gòu)面。由于劈山作業(yè)原有應(yīng)力平衡狀態(tài)被破壞，邊坡處于向下一個(gè)應(yīng)力平衡狀態(tài)發(fā)展過度時(shí)期?，F(xiàn)狀條件下未發(fā)現(xiàn)大面積崩塌、滑動(dòng)跡象，但邊坡坡面小范圍的崩塌、滑塌現(xiàn)象嚴(yán)重;坡頂一定范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有拉裂隙形成，但邊坡坡頂邊緣有向后方進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)，現(xiàn)狀坡體不穩(wěn)定。

通過赤平投影圖分析，64#邊坡存在外傾結(jié)構(gòu)面，層面與斷層的組合交棱線傾向與坡面傾向同，且傾角小于坡面傾角。綜合分析此段邊坡不穩(wěn)定。

2.2.3 65#邊坡

邊坡整體傾向5°，坡面傾角35.5°～75°，巖層產(chǎn)狀90°∠10°，現(xiàn)狀巖質(zhì)邊坡最大高差約45m，邊坡巖性為石英砂巖，整體呈強(qiáng)、中風(fēng)化狀態(tài)。

根據(jù)野外調(diào)查，該段邊坡石英砂巖呈中厚層狀，巖體較完整，不存在外傾結(jié)構(gòu)面。由于劈山作業(yè)原有應(yīng)力平衡狀態(tài)被破壞，邊坡處于向下一個(gè)應(yīng)力平衡狀態(tài)發(fā)展過度時(shí)期。現(xiàn)狀條件下未發(fā)現(xiàn)大面積崩塌、滑動(dòng)跡象，但邊坡坡面小范圍的崩塌、滑塌現(xiàn)象嚴(yán)重;坡頂一定范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有拉裂隙形成，但邊坡坡頂邊緣有向后方進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)，現(xiàn)狀坡體不穩(wěn)定。

通過赤平投影圖分析，65#邊坡存在兩組外傾結(jié)構(gòu)面，層面與一組節(jié)理的組合交棱線傾角小于坡角，傾向于坡面傾向相同，綜合分析此段邊坡不穩(wěn)定。

2.3 邊坡穩(wěn)定性定量分析

強(qiáng)-中風(fēng)化巖質(zhì)邊坡結(jié)構(gòu)面可產(chǎn)生平面滑動(dòng)，邊坡穩(wěn)定性計(jì)算可采用平面滑動(dòng)分析法。

巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性計(jì)算采用平面滑動(dòng)分析法，結(jié)合室內(nèi)巖石試驗(yàn)結(jié)果及本地經(jīng)驗(yàn)參數(shù)平面直線滑動(dòng)方法計(jì)算抗滑安全系數(shù)，計(jì)算公式如下：

3 結(jié)論及建議

56#建筑場(chǎng)地在人工改造后形成了現(xiàn)狀巖質(zhì)邊坡，邊坡高度較高，擬建構(gòu)筑物基礎(chǔ)距離現(xiàn)狀邊坡坡頂距離較近，邊坡坡頂邊緣還在向構(gòu)筑物基礎(chǔ)方向發(fā)展。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、各個(gè)結(jié)構(gòu)面組合分析并通過室內(nèi)穩(wěn)定性計(jì)算，該處邊坡不穩(wěn)定，現(xiàn)狀條件下破壞模式為崩塌和滑塌。

64#建筑場(chǎng)地在人工改造后形成了現(xiàn)狀巖質(zhì)邊坡，邊坡高度較高，邊坡坡度54°～73°，一組結(jié)構(gòu)面（裂隙）與坡面形成外傾結(jié)構(gòu)面，野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)已有失穩(wěn)跡象。擬建構(gòu)筑物基礎(chǔ)距離現(xiàn)狀邊坡坡頂距離較近，邊坡坡頂邊緣還在向構(gòu)筑物基礎(chǔ)方向發(fā)展。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、各個(gè)結(jié)構(gòu)面組合分析并通過室內(nèi)穩(wěn)定性計(jì)算，該處邊坡不穩(wěn)定，現(xiàn)狀條件下破壞模式為崩塌和滑塌。

65#建筑場(chǎng)地在人工改造后形成了現(xiàn)狀巖質(zhì)邊坡，邊坡高度高，坡面至上而下分成二級(jí)，邊坡坡度范圍35.5°-75°擬建構(gòu)筑物基礎(chǔ)距離現(xiàn)狀邊坡坡頂距離較近，邊坡坡頂邊緣還在向構(gòu)筑物基礎(chǔ)方向發(fā)展。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、各個(gè)結(jié)構(gòu)面組合分析并通過室內(nèi)穩(wěn)定性計(jì)算，該處邊坡不穩(wěn)定，現(xiàn)狀條件下破壞模式為崩塌和滑塌。

為保證擬建構(gòu)筑物建筑場(chǎng)地穩(wěn)定，三處邊坡均需進(jìn)行加固處理，加固方案需進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。邊坡加固后應(yīng)建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，定時(shí)監(jiān)測(cè)和觀察邊坡位移變化。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬書堂.FLAC3D在巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析及防護(hù)效果評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2016（15）.

[2]張社榮，彭敏瑞，董紹堯.巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析方法及工程應(yīng)用[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2007（04）.

[3]李萱桐.大連東港路塹巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析[D].中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2014.