基于CSMR法的高速公路邊坡穩定性研究

饒振興 康春景 翟洪濤

（河南省地質礦產勘查開發局第四地質勘查院，河南 鄭州 472000）

基于CSMR法的高速公路邊坡穩定性研究

饒振興 康春景 翟洪濤

（河南省地質礦產勘查開發局第四地質勘查院，河南 鄭州 472000）

在論述CSMR法理論背景的基礎上，針對西峽地區公路巖石邊坡的穩定性問題，分別采用兩種方法對巖石邊坡進行分析評價，結果表明兩種方法均可應用于巖石邊坡的穩定性分析。同時，根據評價結果對邊坡穩定性做預測評價及綜合評價，并提出相應的治理措施。

CSMR；邊坡；穩定性評價

隨著社會經濟的快速發展，我國的公路總里程已超過450萬km。由于我國的地形復雜，西部多山地，公路巖石邊坡問題日益突出，巖石邊坡的穩定性研究是一個非常復雜，且具有離散、隨機等非線性特征的問題［1］。目前，我國常用的巖石邊坡穩定性分析方法有極限平衡法、工程類比法、數值分析法等。CSMR法在是宏觀的經驗設計和定性分析的基礎上，進行邊坡穩定性評價，在工程邊坡穩定性分析研究中具有很好的應用前景，是目前應用于工程巖體質量分級的主要方法之一［2，3］。

本文以西峽公路巖石邊坡為例，采用CSMR及赤平投影法等兩種方法進行穩定性評價，并提出適用的防治措施。

1 工程背景

GXFA017不穩定斜坡隱患點，位于河南省南陽市西峽縣。該段為丘陵區，地形起伏較大，植被較好，人類工程活動主要為修路切坡。

該處位于暖溫帶與北亞熱帶分界線、濕潤區與半濕潤區分界線、長江與黃河分界線，屬于北亞熱帶季風濕潤半濕潤氣候。多年平均降水量839.72mm（據1991-2011年資料），最大年降水量1 157mm（2010年），最小年降水量637.7mm（2001年），最大年降水量是最小年降水量的1.81倍。多年24h最大降雨量217mm（2010年），多年1h最大降雨量86mm（2010年），不完全統計多年30min和10min最大降雨量分別為58.1mm（1991年）和46.1mm（1999年）。其中，6-9月4個月降雨量占年均降雨量的65.3%，局部地區汛期雨量最高達82%。地形主要為伏牛山南麓低山-丘陵區，崗嶺起伏，坡度一般在10°～35°，山間盆地和寬淺谷地頗為發育；中南部丘陵-壟崗區主要是侵蝕-剝蝕形成，丘陵-壟崗區地帶崗坡起伏，溝壑縱橫；主要為變質巖，局部花崗巖出露，受巖性控制，變質巖、花崗巖成山，砂礫巖成谷。主要巖性為含斑黑云（二云）斜長變粒巖、含斑白云斜長片巖、二云斜長角閃斜長片巖、黑云變粒巖和絹云石英片巖，南部綠簾石條帶發育。變質原巖為快速堆積的碎屑巖沉積，厚度1 478～6 044m。南灣組變質程度為綠片巖相石榴石帶-角閃巖相藍晶石帶。

2 CSMR評價方法

根據公路邊坡安全現狀條件，采用定性、半定量或定量方法，評價其在運營期間可能存在的地質安全隱患，并提出地質安全隱患防治建議。巖質邊坡主要根據斜坡巖性組成、節理裂隙、產狀要素等，采用CSMR法及經驗方法進行定性分析評價其穩定性。

CSMR法是充分利用巖體結構特征來反映邊坡的結構特征，進行邊坡巖體質量分類與評價，通過評價能有效地進行邊坡的穩定性分析，為地質安全隱患隱患評估提供技術支撐。CSMR分類體系是在RMR-SMR體系的基礎上，引入高度修正系數和結構面條件修正系數，提出的一種用于邊坡巖體質量評價的方法［4］。其具體表達式如下：CSMR=ξRMR-λF1F2F3+F4。式中，RMR為巖體質量得分；ξ為高度修正系數；λ為結構面條件系數；F1為邊坡中不連續面傾向與邊坡傾向間的關系調整值；F2為不連續面傾角大小調整值；F3為邊坡中不連續面傾角與邊坡傾角間的關系調整值；F4為通過工程實踐經驗獲得的邊坡開挖方法調整參數。

3 邊坡穩定性分析

3.1 CSMR法分析

采用CSMR法進行賦值評分（見表1）。現場評價RMR評分為62分，CSMR評分為62分，說明該邊坡處于穩定邊坡。

表1GXFA017處斜坡CSMR評分表

3.2 邊坡穩定性預測評價

在施工開挖時，若開挖后坡腳大于傾角，則可能發生順層滑塌。根據CSMR法，現狀條件下穩定，但是易發生小規模的平面或楔形體破壞，評價認為：在不合理開挖坡腳、地震、爆破、降雨等條件下，均有可能引起斜坡失穩，對公路施工及運營造成危害。

3.3 邊坡穩定性綜合評價

本處隱患點可能遭受的地質安全問題為公路施工開挖引起的邊坡失穩。在現狀條件下，斜坡處于穩定狀態，在不合理開挖坡腳、地震、爆破、降雨等條件下，均有可能引起斜坡失穩，有可能引起殘坡積物及松散塊石滑塌，威脅公路建設及運營安全。

3.4 防治措施

依據邊坡穩定性評價的結果，該隱患點可能遭受邊坡失穩，表層坡積物及松散石塊滑塌等。該處基巖山坡穩定性好，但由于開挖施工改變了巖體的原始應力狀態，節理裂隙形成的破碎巖體易發生崩塌、掉快現象，并在長期風化作用下，新形成的邊坡破碎，易發生崩塌失穩，主要防治措施建議如下：①合理放坡，施工中控制對不穩定斜坡的影響，開挖坡腳盡量小于巖層傾角，避免施工后對坡體的擾動引發斜坡體失穩；②斜坡頂部采取防崩措施；③坡腳做支護，做好水工保護；④施工后恢復坡面植被。

4 結論

①根據CSMR對邊坡穩定性進行評價，該邊坡現狀下處于穩定狀態。

②在不合理開挖坡腳、地震、爆破、降雨等條件下，易發生小規模的平面或楔形體破壞，可能引起斜坡失穩，對公路施工及運營造成危害。

③不合理切坡是引發坡體滑塌的主要因素，因此在防治措施中，以合理放坡為主要治理手段。類似工程設計施工時，應加強現場質量控制和增設地形地貌恢復工程，并采取可靠的疏排水及坡腳支護工程。

［1］陳祖煜，汪小剛，楊健，等.巖質邊坡穩定分析：原理．方法．程序［M］.北京：中國水利水電出版社，2005．

［2］蘭勇，廉勇，楊志勇．地埋線性工程地質災害防治調查評價方法研究［M］.鄭州：黃河水利出版社，2008．

［3］饒振興.豫西陽平河流域地下水重金屬污染研究［J］.山西建筑，2016（23）：197-198.

［4］武強，陳奇.礦山環境問題誘發的環境效應研究［J］.水文地質工程地質，2008（5）：81-85.

Research on Highway Slope Stability Based on CSMR

Rao Zhenxing Kang Chunjing Zhai Hongtao
（The Fourth Geological Exploration Institute of Henan Geology and Mineral Bureau，Zhengzhou Henan 450000）

On the basis of discussing the theoretical background of the CSMR method,two methods were used to ana?lyze and evaluate the rock slope,which was based on the stability of the highway rock slope in Xixia area,the results showed that the two methods could be applied to the stability analysis of rock slope.Then,according to the evaluation results,the prediction evaluation and comprehensive evaluation of the slope stability were made,and the correspond?ing control measures were put forward.

CMRS；slope；stability evaluation

U416.14

A

1003-5168(2016)09-0114-02

2016-08-13

饒振興（1986-），男，碩士，助理工程師，研究方向：水工環地質。