強風化千枚巖高邊坡穩定性分析與治理研究

任奮華， 劉 兵，楊志軍

(1. 北京科技大學金屬礦山高效開采與安全教育部重點實驗室，北京 100083；2. 北京科技大學土木與環境工程學院，北京 100083；3. 江西省煤田地質局江西華昌工勘院，江西 南昌 330001)

1 工程地質概況

滑坡體區域上屬留車-周田凹陷帶的次級構造，即鵝湖-菖蒲斷裂。該斷裂屬全新世以來活動性斷裂，產狀31°∠37～45°，性質為壓性。滑坡體位于鵝湖-菖蒲活動性斷裂的下盤，相距大約1km。

為研究滑坡巖體結構面的發育狀況，測量和統計了出露于滑坡前緣露頭及坡面的結構面，得出裂隙解理面產狀范圍，如表1所示。統計結果表明，該滑坡巖體發育4組節理裂隙結構面。

表1 結構面產狀及范圍表

2 高邊坡破壞機理及地質結構特征

滑坡前緣寬度約112m，后緣寬度107m，斜坡長55～80m，坡度20～45°，前后緣地形高差30～35m，滑動方向273～319°。根據滑坡坡形態及工程地質特征，將滑坡體分為Ⅰ段(南側)、Ⅱ段(北側)兩部分。巖體受多次構造活動的強烈改造, 斷裂裂隙發育, 巖體破碎；近期又受強烈剝蝕卸荷及各種外應力的作用, 其風化卸荷程度較強。該滑坡體主要的破壞方式，以滑坡蠕動、小規模崩塌和掉塊為主。滑坡的前緣未見明顯的剪出口出露，根據后緣裂縫和縱向裂縫的深度為0.5～1m以及南側坡面的殘坡積厚為1～1.5m，推測滑坡的滑動面帶位于全風化與強風化千枚巖的接觸面。南側滑坡剖面地質特征圖如圖1所示，北側滑坡剖面地質特征圖如圖2所示，南北兩側的基巖結構面參數如表2、表3所示。

表2 南側滑坡基巖結構面基本特征表

表3 北側滑坡基巖結構面基本特征表

圖1 南側滑坡 A-A’剖面工程地質示意圖

3 高邊坡穩定性分析的綜合評價及治理

3.1 赤平極射投影分析原理

赤平極射投影是以球體的中心(簡稱球心)作為比較物體的幾何要素(點、線、面)的方向和角距的原點，并以通過球心的一個水平面作為投影平面[1-4],如圖3所示。

滑體下伏基巖為強風化千枚巖，由淺至深巖體依次為中風化、未風化千枚巖，巖體的力學性質隨深度的增加而逐漸增大。因此，該滑坡的穩定性分析，可歸入為巖質邊坡穩定性分析，可用赤平極射投影分析法來對其穩定性進行評價。

3.2 基于赤平極射投影的穩定性分析

根據南北兩側的基巖結構面參數，畫出該滑坡滑床赤平投影圖(圖4、圖5)。

圖4 南側邊坡赤平投影分析

由圖4南側邊坡赤平投影分析可以看出，巖體的層理與切坡坡面形成逆向結構，且層理面的傾角平緩，巖體沿層理面產生破壞的可能性小；兩節理面的交點位于坡面投影內側，傾角大于坡角，且兩節理面呈閉合狀態，屬于穩定結構。

由圖5北側邊坡赤平投影分析可以看出，巖體的層理與切坡坡面形成斜向結構，且層理面的傾角平緩，巖體沿層理面產生破壞的可能性小；節理面與層理面交點位于坡面投影內側，形成斜向結構，屬于穩定結構。

由以上分析得出，滑床巖體處于穩定狀態，基巖發生失穩的可能性小。同時，根據現場勘查，可知整個山體的不穩定體由殘坡積層土和全風化千枚巖組成。

圖5 北側邊坡赤平投影分析

3.3 高邊坡滑坡治理措施

由于該邊坡不同部位的應力狀態及坡體結構的差異，根據坡體結構、破壞機制、變形破壞方式及穩定性狀況不同的邊坡, 采取了相應的整治對策：①對于巖體破碎、整體穩定性較差的高邊坡, 擬采用壓力注漿加固或鋼筋混凝土框架, 并施以預應力錨索加固等措施；②對于全風化層較厚的邊坡, 在地貌條件允許的情況下作適當放坡, 后緣作截水溝, 并作噴錨加固,以防全風化層滑塌, 特別是對于已滑塌的部位, 尤其需要加固拱形滑塌的拱座部位, 以防滑塌的進一步發展；③對于整體穩定性較好, 僅局部產生楔形體滑塌或掉塊的邊坡, 采用噴錨支護以保護坡面。對工區內的各段高邊坡，設計了相應的整治措施，如圖6和圖7所示。

5 結 論

通過系統地分析滑坡結構面的巖質特征和滑坡特征，得出滑坡體主要由殘坡積層及全風化千枚巖組成，并通過定性分析，得知該滑坡體目前處于不穩定狀態。并運用赤平投影分析的方法，分析了滑坡的穩定性，根據穩定性的具體情況，對邊坡采取了“排水+抗滑樁+削方”治理方案，目前效果不錯。

圖6 滑坡斷面A-A′治理工程剖面圖

圖7 滑坡斷面B-B′治理工程剖面圖

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