山西神龍灣景觀電梯依附巖體穩定性分析

梁 婷 婷

(山西省勘察設計研究院，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阱底村神龍灣景區，景觀電梯高約400 m，依山而建，山體近乎于直立。坡腳溝谷區標高為1 001.00 m，坡腳堆積物厚度達80.00 m，山體頂部標高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，平臺標高介于1 243.00 m～1 265.00 m之間。

2 地形地貌

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

3 勘察區地質構造特征

勘察區位于太行山塊隆的南部，太行山塊隆南半部總體表現為向北西傾斜的單斜構造。勘察區地質構造簡單，地層呈單斜構造，巖層傾向310°，巖層傾角7°，層間結合良好。

勘察區及其附近未發現斷層、強烈褶曲及巖漿活動。裂隙構造在勘察區較發育，是區內主要結構面之一。根據對邊坡巖層中的節理裂隙的統計結果，巖體中的構造裂隙特征主要如下：

巖層主要發育有290°∠87°，210°∠87°，260°∠85°三組優勢構造節理，其中290°∠87°節理裂隙間距介于0.5 m～0.7 m，裂隙條數平均為1.7 條/m，力學性質屬閉合型裂隙，結構面平直，結合好，連通性好；210°∠87°節理裂隙間距介于0.4 m～1.4 m，裂隙條數平均為1.0 條/m，力學性質屬閉合型裂隙，結構面平直，結合好，連通性好。260°∠85°節理裂隙間距介于0.5 m～1.5 m，裂隙條數平均為1.3 條/m，力學性質屬閉合型裂隙，結構面平直，結合好，連通性好。

區內除構造裂隙較發育外，風化裂隙和植物根劈亦較為發育，風化裂隙產狀雜亂無章，根劈裂隙主要沿原有構造裂隙發展，在根劈作用下，構造裂隙張開度增加，達到2.0 cm～7.0 cm，影響深度達到6 m～10 m，對巖體的穩定性形成隱患。受構造裂隙、風化裂隙、根劈作用的多重影響，巖質邊坡表面巖體完整性為較完整，巖質邊坡的穩定性主要受節理裂隙控制。

4 不良地質作用

經對場地周圍進行地質調查，場地存在的主要不良地質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，主要為白云質灰巖、灰巖崩塌堆積物，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，穩定性較差(見圖2)。

本次勘察，發現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°組節理控制，在根劈、長期的風化剝蝕作用下，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附近，長約10 m，寬約7 m，高度約6 m，該危巖體受290°∠87°組節理控制，在根劈、應力釋放作用下，裂縫寬度達到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，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°組節理作用形成表面貫通裂縫，裂縫寬度達到2 cm～5 cm，少量粉土充填。

5 邊坡穩定性定性分析

影響邊坡穩定性的因素可分為內在因素和外在因素，內在因素包括：地層巖性、地質結構、地形地貌等；外在因素包括：人類工程活動、地震、降雨等。

邊坡巖石堅硬程度為較硬巖～堅硬巖，巖石完整性為較完整～完整，巖體基本質量分級為Ⅰ級～Ⅳ級，巖質邊坡整體穩定，邊坡穩定性主要受節理裂隙控制。

該邊坡坡高404 m左右，評價邊坡寬度100 m，邊坡傾向310°，陡峭邊坡坡度82°。根據野外地質調查結果，巖體構造簡單，為一單斜構造，巖層產狀為310°∠7°，邊坡巖層主要發育有三組優勢構造節理。

根據結構面產狀赤平投影圖分析，邊坡巖層傾向與邊坡坡向一致，夾角為0°，傾角小于坡角，為不穩定結構；J1與邊坡坡向一致，夾角為20°，傾角大于坡角，為基本穩定結構；J2與邊坡坡向相反，為穩定結構；J3與邊坡坡向一致，夾角為50°，傾角大于坡角，為基本穩定結構。

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

6 邊坡整體穩定性定量分析

邊坡巖性主要為硬質巖石，邊坡代表性剖面在各種工況下邊坡整體穩定性系數介于5.47～6.60之間，穩定系數較高，邊坡整體穩定。勘察區邊坡整體穩定，由于受風化裂隙和植物根劈作用的影響，邊坡表層較為破碎，易發生落石，局部還發育有較大規模的危巖體，易發生傾倒式崩塌。

根據計算結果1號在290°∠87°裂隙的作用下，穩定系數大于1.0，說明該危巖體不會發生傾倒式破壞，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定系數均小于1。條件具備時2號、3號危巖體會發生傾倒式崩塌，為不穩定危巖體。

7 邊坡治理建議

1)為防治景觀電梯處的巖體掉塊、落石現象，采用主動防護網進行治理，以保持巖體、自然景觀的自然形態；

2)對1號、2號、3號危巖體采用錨桿加固并結合主動防護網的方式進行防護；

3)電梯的側向束縛力可采用預應力錨索或植筋方式提供；

4)結合場地設置有效的截排水系統；

5)由于地質條件的復雜性，為保障設計、施工質量，建議實施動態設計，信息化施工；

6)在施工期間要對邊坡進行長期監測，保證施工安全。