山西神龍灣景觀電梯依附巖體穩(wěn)定性分析

梁 婷 婷

(山西省勘察設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030013)

1 工程概況

擬建山西神龍灣景觀電梯場址位于山西省長治市平順縣東寺頭鄉(xiāng)阱底村神龍灣景區(qū)，景觀電梯高約400 m，依山而建，山體近乎于直立。坡腳溝谷區(qū)標(biāo)高為1 001.00 m，坡腳堆積物厚度達(dá)80.00 m，山體頂部標(biāo)高1 405.00 m，山頂上部呈緩坡狀。山腰中部有一寬約25 m的緩坡平臺，平臺標(biāo)高介于1 243.00 m～1 265.00 m之間。

2 地形地貌

勘察區(qū)位于神龍灣景區(qū)，地貌單元屬于溶蝕侵蝕中山區(qū)。電梯所依附陡崖坡高約404 m，整體坡度62°，坡向310°，分為三個(gè)臺階：陡崖底部標(biāo)高1 001.00 m，標(biāo)高1 001.00 m～1 080.40 m處為坡積物，坡面坡度37°；標(biāo)高1 080.40 m～1 243.00 m處為裸露基巖，坡面坡度82°；標(biāo)高1 243.00 m～1 265.00 m處為一地質(zhì)歷史時(shí)期形成的平臺，平臺寬度約25.00 m，坡度約40°，平臺植被比較發(fā)育；標(biāo)高1 265.00 m～1 385.00 m處為裸露基巖，坡面坡度83°；坡頂標(biāo)高1 385.00 m～1 405.00 m處為一較為平緩的平臺，坡面坡度30°，植被發(fā)育(見圖1)。

3 勘察區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征

勘察區(qū)位于太行山塊隆的南部，太行山塊隆南半部總體表現(xiàn)為向北西傾斜的單斜構(gòu)造?？辈靺^(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，地層呈單斜構(gòu)造，巖層傾向310°，巖層傾角7°，層間結(jié)合良好。

勘察區(qū)及其附近未發(fā)現(xiàn)斷層、強(qiáng)烈褶曲及巖漿活動。裂隙構(gòu)造在勘察區(qū)較發(fā)育，是區(qū)內(nèi)主要結(jié)構(gòu)面之一。根據(jù)對邊坡巖層中的節(jié)理裂隙的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，巖體中的構(gòu)造裂隙特征主要如下：

巖層主要發(fā)育有290°∠87°，210°∠87°，260°∠85°三組優(yōu)勢構(gòu)造節(jié)理，其中290°∠87°節(jié)理裂隙間距介于0.5 m～0.7 m，裂隙條數(shù)平均為1.7 條/m，力學(xué)性質(zhì)屬閉合型裂隙，結(jié)構(gòu)面平直，結(jié)合好，連通性好；210°∠87°節(jié)理裂隙間距介于0.4 m～1.4 m，裂隙條數(shù)平均為1.0 條/m，力學(xué)性質(zhì)屬閉合型裂隙，結(jié)構(gòu)面平直，結(jié)合好，連通性好。260°∠85°節(jié)理裂隙間距介于0.5 m～1.5 m，裂隙條數(shù)平均為1.3 條/m，力學(xué)性質(zhì)屬閉合型裂隙，結(jié)構(gòu)面平直，結(jié)合好，連通性好。

區(qū)內(nèi)除構(gòu)造裂隙較發(fā)育外，風(fēng)化裂隙和植物根劈亦較為發(fā)育，風(fēng)化裂隙產(chǎn)狀雜亂無章，根劈裂隙主要沿原有構(gòu)造裂隙發(fā)展，在根劈作用下，構(gòu)造裂隙張開度增加，達(dá)到2.0 cm～7.0 cm，影響深度達(dá)到6 m～10 m，對巖體的穩(wěn)定性形成隱患。受構(gòu)造裂隙、風(fēng)化裂隙、根劈作用的多重影響，巖質(zhì)邊坡表面巖體完整性為較完整，巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性主要受節(jié)理裂隙控制。

4 不良地質(zhì)作用

經(jīng)對場地周圍進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，場地存在的主要不良地質(zhì)作用為崩塌和危巖體。崩塌體主要分布于坡腳地段，分布厚度約80.0 m，總體呈三角形，分布寬度50 m左右，主要為白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r崩塌堆積物，坡面坡度37°左右，長滿灌木，目前崩塌體前緣已開挖一部分形成塊石、碎石類土邊坡，穩(wěn)定性較差(見圖2)。

本次勘察，發(fā)現(xiàn)3處危巖體，分述如下：

1號危巖體，位于坡頂電梯位置附近，長約10 m，寬約8 m，高度約3.0 m，該危巖體受290°∠87°組節(jié)理控制，在根劈、長期的風(fēng)化剝蝕作用下，該危巖體周邊巖石剝落形成孤峰。

2號危巖體，位于二平臺電梯西南側(cè)附近，長約10 m，寬約7 m，高度約6 m，該危巖體受290°∠87°組節(jié)理控制，在根劈、應(yīng)力釋放作用下，裂縫寬度達(dá)到10 cm～25 cm，底部有巖屑和粉土充填。

3號危巖體，位于坡底電梯西南側(cè)，由于長約10 m，寬約1.0 m～2.0 m，高度約20 m，主要由于210°∠87°組節(jié)理作用形成表面貫通裂縫，裂縫寬度達(dá)到2 cm～5 cm，少量粉土充填。

5 邊坡穩(wěn)定性定性分析

影響邊坡穩(wěn)定性的因素可分為內(nèi)在因素和外在因素，內(nèi)在因素包括：地層巖性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地形地貌等；外在因素包括：人類工程活動、地震、降雨等。

邊坡巖石堅(jiān)硬程度為較硬巖～堅(jiān)硬巖，巖石完整性為較完整～完整，巖體基本質(zhì)量分級為Ⅰ級～Ⅳ級，巖質(zhì)邊坡整體穩(wěn)定，邊坡穩(wěn)定性主要受節(jié)理裂隙控制。

該邊坡坡高404 m左右，評價(jià)邊坡寬度100 m，邊坡傾向310°，陡峭邊坡坡度82°。根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，巖體構(gòu)造簡單，為一單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀為310°∠7°，邊坡巖層主要發(fā)育有三組優(yōu)勢構(gòu)造節(jié)理。

根據(jù)結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀赤平投影圖分析，邊坡巖層傾向與邊坡坡向一致，夾角為0°，傾角小于坡角，為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；J1與邊坡坡向一致，夾角為20°，傾角大于坡角，為基本穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；J2與邊坡坡向相反，為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；J3與邊坡坡向一致，夾角為50°，傾角大于坡角，為基本穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

根據(jù)以上分析得出邊坡巖層可能沿層面發(fā)生順層滑動，由于受風(fēng)化裂隙和植物根劈作用的影響，邊坡表面局部地段還發(fā)育有較大規(guī)模的危巖體，易發(fā)生傾倒式崩塌。

6 邊坡整體穩(wěn)定性定量分析

邊坡巖性主要為硬質(zhì)巖石，邊坡代表性剖面在各種工況下邊坡整體穩(wěn)定性系數(shù)介于5.47～6.60之間，穩(wěn)定系數(shù)較高，邊坡整體穩(wěn)定?？辈靺^(qū)邊坡整體穩(wěn)定，由于受風(fēng)化裂隙和植物根劈作用的影響，邊坡表層較為破碎，易發(fā)生落石，局部還發(fā)育有較大規(guī)模的危巖體，易發(fā)生傾倒式崩塌。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果1號在290°∠87°裂隙的作用下，穩(wěn)定系數(shù)大于1.0，說明該危巖體不會發(fā)生傾倒式破壞，但該危巖體上方長有高大松樹，松樹根部已深入裂隙，在進(jìn)一步根劈作用下，危巖體亦存在向外傾倒的趨勢。2號危巖體、3號危巖體在210°∠87°組裂隙下，降雨或地震工況下穩(wěn)定系數(shù)均小于1。條件具備時(shí)2號、3號危巖體會發(fā)生傾倒式崩塌，為不穩(wěn)定危巖體。

7 邊坡治理建議

1)為防治景觀電梯處的巖體掉塊、落石現(xiàn)象，采用主動防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行治理，以保持巖體、自然景觀的自然形態(tài)；

2)對1號、2號、3號危巖體采用錨桿加固并結(jié)合主動防護(hù)網(wǎng)的方式進(jìn)行防護(hù)；

3)電梯的側(cè)向束縛力可采用預(yù)應(yīng)力錨索或植筋方式提供；

4)結(jié)合場地設(shè)置有效的截排水系統(tǒng)；

5)由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性，為保障設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量，建議實(shí)施動態(tài)設(shè)計(jì)，信息化施工；

6)在施工期間要對邊坡進(jìn)行長期監(jiān)測，保證施工安全。