實例分析巖質邊坡塌滑成因

□喬新穎 □王雙鋒（河南省水利勘測有限公司）

邊坡穩定性問題一直是巖質邊坡一個重要研究內容，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域，能否正確評價其穩定性直接關系到建設工程的安全。隨著我國經濟建設步伐的加大，我國迎來了大規?；A設施建設的高潮，這必然會對地質環境造成不同程度的破壞。邊坡穩定性分析方法很多，不同的方法又各具特點，有一定的適用條件。如何根據具體的邊坡工程地質條件，正確分析出邊坡塌滑的原因，是一項很重要的工作，只有準確的分析出邊坡塌滑的原因，才能為工程的安全設計及施工提供地質依據。

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作用形成的后期未經人工改造的斜坡，這類邊坡在山區廣為分布，如山坡、處于山區江河的岸坡；人工斜坡指經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。巖質邊坡一般具有立壁性好，自穩能力強的特點，但巖體節理（裂隙）的存在會在外力的誘發作用下導致巖質邊坡產生滑動破壞，進而影響工程永久安全。現以某退水渠工程（右岸）邊坡為例分析其塌滑原因，并進行穩定性評價。

1.退水渠邊坡主要工程水文地質條件

1.1 邊坡開挖地層巖性

邊坡整體為土、巖雙層地質結構，其地層巖性如下（見圖1）：

圖1 退水渠邊坡地質剖面圖（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）灰巖，青灰色，隱晶質結構，厚層狀構造，現場實測巖石產狀：走向20°，傾向SE，傾角24°，發育有裂隙；局部邊坡段灰巖上部分布有石炭系（C2b）雜色泥巖、鋁土質泥巖、鋁土礦等，以褐黃、褐灰色為主，雜棕紅、紫紅色，一般強～全風化。

1.2 灰巖節理（裂隙）發育情況

裂隙按力的性質可分為：剪裂隙和張裂隙。

1.2.1 剪裂隙

產狀較穩定，沿走向和傾向延伸較遠，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；由于發育較密，常形成裂隙密集帶。

1.2.2 張裂隙

產狀不穩定，往往延伸不遠即消失；裂隙面粗糙不平，呈彎曲狀或鋸齒狀；裂隙呈開口狀或楔形；由于發育稀疏，很少構成裂隙密集帶。

場區灰巖節理（裂隙）較發育，邊坡塌滑前對邊坡面進行了節理裂隙統計（見圖2）。

圖2 節理裂隙統計玫瑰花圖

邊坡塌滑后，經過現場勘察，滑塌體脫落面平直光滑，存在擦痕，其發育特征符合剪裂隙特征。

1.3 場區水文地質條件

場區屬大陸季風氣候區，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 左右為連續陰雨天氣。

2.退水渠設計及施工開挖邊坡基本情況

該退水渠設計開挖斷面為倒梯形斷面，邊坡分級開挖，中間設置馬道。右岸巖質邊坡走向125 °，傾向35 °，傾角63 °～76 °；上部土質邊坡傾角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

通過現場查勘、地質編錄，經分析，該段邊坡塌滑原因為：貼近原設計開挖坡面存在兩條與坡面形成小角度夾角的節理（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構面控制，且結構面傾角小于坡角，在此情況下，兩組結構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、震動作用誘發下，楔形體沿兩組結構面向臨空方向發生滑動破壞。邊坡塌滑后，對裂隙①、裂隙②的產狀進行了現場實測。退水渠右岸邊坡產狀、巖石（灰巖）產狀及節理（裂隙）①、②產狀見表1。

表1 人工邊坡/ 巖體/ 裂隙產狀表

根據表1，巖石傾向與邊坡傾向近垂直，為邊坡穩定的有利因素；裂隙①、裂隙②與邊坡面的相互切割關系構成邊坡楔形體滑動破壞的內在因素，兩條裂隙面均貼近設計開挖坡面。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，達到臨界側向受力狀態進而導致邊坡塌滑。

4.邊坡穩定性評價及地質建議

該邊坡發生滑動破壞，產生的塌滑體主要為A 區（見圖1、圖2），根據邊坡楔形體滑動破壞特征，B 區亦為影響邊坡不穩定的（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行清除，再對邊坡進行適當削平修整。通過對該退水渠邊坡塌滑的原因進行分析，巖體內存在的節理（裂隙）對工程邊坡的危害性有了形象的認識。對類似工程邊坡提出超前地質預報具有一定的指導意義，有助于工程邊坡的設計及施工安全防患于未然。

［1］工程地質手冊［M］.4 版.中國建筑工業出版社，2007

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