御臨河生態調節壩巖質邊坡穩定性評價

□朱元春（重慶市水利電力建筑勘測設計研究院）

御臨河生態調節壩巖質邊坡穩定性評價

□朱元春（重慶市水利電力建筑勘測設計研究院）

御臨河生態調節壩工程在導流明渠施工過程中，右側邊坡在連續降雨天氣下，巖土體發生沿順坡向結構面塌滑，使邊坡貼坡擋墻發生變形破壞。根據對失穩邊坡的定性和定量分析，結果表明，巖質邊坡巖體中的結構面的產狀、組合關系和結構面的抗剪強度，對巖質邊坡穩定性起控制性作用。

御臨河；邊坡；穩定性；評價

0 前言

重慶市兩江新區御臨河生態調節壩工程位于御臨河下游段，屬長江水系。壩址距御臨河與長江的匯合口約2.70 km。該工程由大壩與調度控制閘組成，大壩為混凝土重力壩，壩長164 m，最大壩高25.20 m。調度控制閘位于大壩右岸。御臨河生態調節壩工程在導流明渠施工過程中，右側邊坡在連續降雨天氣下，巖土體發生沿順坡向結構面塌滑，使邊坡貼坡擋墻發生變形破壞，存在安全隱患，影響工程進度，必須對其進行治理。

1 地質概況

場地位于御臨河右岸，為丘陵河谷斜坡地形，地形坡度一般25～40°，局部40～55°；在斜坡中上部由厚層砂巖形成條帶狀陡坎；岸坡丘頂高程250～270 m；御臨河水面高程155～175 m；河床底高程150 m。導流明渠設計底板高程156 m，最大開挖邊坡坡高約40 m。

場地出（揭）露地層巖性為第四系殘破積層粉質粘土夾塊碎石和侏羅系中統新田溝組砂質泥巖夾長石砂巖。壩址區構造上位于明月峽背斜SE翼，無斷層，巖層產狀：N25～40°E/SE∠36～48°。主要發育有兩組裂隙，J1：N30～50°E/NW∠40～60°，裂隙間距0.30～1 m，裂隙淺層一般張開2～5 mm，巖屑與粘土充填，裂隙面光滑、略有起伏、局部裂面附泥膜，裂隙一般延伸長度5～8 m，局部10～15 m；J2：N55～65°W/SW∠60～75°，裂隙間距0.40～0.90 m，裂隙淺層張開4.00～8.00 mm，巖屑與粘土充填，裂隙面光滑、略有起伏，裂隙延伸長度6～10 m。裂隙平均間距0.70 m，總體屬較發育。

2 失穩邊坡基本特征

2.1 地形地貌及分布

導流明渠位于場地斜坡中下部，導流明渠軸線方向從上游至下游為N36°E，設計渠寬18 m，長523 m，渠底板高程156 m，左側開挖坡高2～7 m，右側開挖邊坡坡高一般20～30 m，最大坡高約40 m。175 m高程以下設計開挖坡比1:0.30，錨桿貼坡擋墻支護；175 m高程以上，巖質邊坡開挖坡比1:0.50；土質邊坡開挖坡比1：1～1：1.50。

失穩邊坡分布于導流明渠樁號0+310～337 m，塌滑長度約65 m，寬度15～20 m，厚度3～4 m，體積約5 000 m3。沿順坡向結構面塌滑，后緣土體拉裂，裂縫寬度0.30～0.50 m。

2.2 物質組成

失穩邊坡巖土體主要為第四系殘坡積層粉質粘土夾塊碎石土和侏羅系中統新田溝組砂質泥巖夾長石砂巖。粉質粘土夾塊碎石，粉質粘土為紫灰色，稍濕，可塑狀；塊碎石主要成分為泥巖、砂巖，棱角狀，粒徑一般為2～5 cm，厚度2～4 m。下伏基巖為侏羅系中統新田溝組紫紅色泥巖夾粉砂巖，薄～中厚層狀構造。巖土分界面高程165～173 m。基巖強風化層厚約0.50～1 m。

2.3 成因分析

該段開挖邊坡為上土下巖混合巖土邊坡。上部土體欠穩定，下部巖質邊坡在自然狀態整體基本穩定，局部欠穩定。經現場地質調查和穩定性驗算，其原因如圖1。

圖1 開挖邊坡塌滑現狀示意圖

①受風化卸荷影響，淺表巖體順坡向裂隙J1發育，張開且夾泥，裂隙貫通性較好，邊坡切腳開挖后，形成臨空面，造成邊坡沿J1失穩破壞；②邊坡上部土體未按照設計要求進行清除或削坡減載，開挖后土體部分邊坡坡比達1:1～1:1.50，坡比陡；③邊坡后緣未設置截、排水溝；④邊坡失穩之前，已連續降雨多日，下雨后土體由于排水不暢，長期受雨水浸泡，土體達到飽和狀態，自重增大，物理力學性能降低；巖體結構面物理力學性能降低。

上述多方面原因造成K0+310.00～0+375.00段邊坡上部巖土體失穩，巖土體沿坡腳出露的J1結構面失穩。

3 邊坡穩定性評價

3.1 定性評價

該段開挖邊坡為上土下巖混合邊坡；高程165 m以上為土質邊坡，下部為基巖邊坡。基巖邊坡為反向層狀邊坡，邊坡上發育順坡向節理J1，節理夾泥，屬泥型；邊坡巖體質量屬CⅣ。邊坡結構面赤平投影圖見圖2。據《中小型水利水電工程地質勘察規范》（SL55-2005）附表B.0.1、B.02.2與邊坡結構面赤平投影圖，邊坡巖體穩定性受J1控制，邊坡巖體整體基本穩定；開挖切腳后，邊坡受J2與層面裂隙切割形成的巖塊沿J1結構面破壞。

圖2 邊坡結構面赤平極射投影圖

3.2 定量評價

以K0+335斷面未變形前邊坡作為該段代表性剖面進行邊坡穩定性驗算（見圖3）。邊坡穩定分析計算采用剛體極限平衡分析方法進行計算，見公式（1）；降雨時采用有效應力。上部土體沿基巖面滑動，基巖滑面按J1（泥型），裂隙面考慮水壓力和不考慮水壓兩種。巖土參數見表1。

表1 邊坡巖土參數建議值表

N：分條條塊重量垂直于潛在滑面的重量（kN/m）；φ：內摩檫角（°）；c：凝聚力（kpa）；L：滑弧長度（m）；T：分條條塊重量平行于潛在滑面的重量（kN/m）；按表1給出的巖土參數計算。

圖3 導0+335未變形前邊坡斷面圖

計算結果：上部土體，天然穩定系數K＝1.19，暴雨工況時K＝0.83，表明土體穩定性較差，這與實際情況基本一致。整體邊坡穩定性計算結果見表2。

表2 邊坡穩定性計算成果表

按K=0.95反演計算巖土參數，計算結果見表3。

表3 邊坡穩定性反算成果表

3.3 綜合評價

上述計算成果表明，該段邊坡現狀不穩定。邊坡表層土體現狀欠穩定，暴雨工況不穩定；基巖邊坡切腳開挖后，表層巖體將沿淺表J1（泥型）結構面滑移破壞。這與實際情況基本一致。經對1）、2）計算結果對比分析，原建議J1參數取值（表1）是基本合理并滿足規范要求。為確保邊坡工程安全， J1（泥型）結構面參數建議值，天然狀態：c’=10kpa，f’=0.25；飽和狀態：c’=6kpa，f’=0.20，其余參數見表1。

4 結語

根據對御臨河生態調節壩導流明渠右側邊坡的分析與穩定性計算，右側邊坡巖體的穩定性受J1、J2與層面裂隙組合控制，以J1為滑動面產生滑動。結構面多為泥型結構面，在連續降雨天氣下，結構面抗剪強度降低，導致巖體產生滑動。說明巖質邊坡巖體中的結構面的產狀、組合關系和結構面的抗剪強度，對巖質邊坡穩定性起控制性作用。

TV223

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：1673-8853（2017）02-0008-02

2016-12-13

編輯：劉長垠 韋詩佳

朱元春（1984.10-），男，工程師，研究方向：工程地質與水文地質。