□朱元春（重慶市水利電力建筑勘測設(shè)計研究院）

御臨河生態(tài)調(diào)節(jié)壩巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評價

□朱元春（重慶市水利電力建筑勘測設(shè)計研究院）

御臨河生態(tài)調(diào)節(jié)壩工程在導(dǎo)流明渠施工過程中，右側(cè)邊坡在連續(xù)降雨天氣下，巖土體發(fā)生沿順坡向結(jié)構(gòu)面塌滑，使邊坡貼坡?lián)鯄Πl(fā)生變形破壞。根據(jù)對失穩(wěn)邊坡的定性和定量分析，結(jié)果表明，巖質(zhì)邊坡巖體中的結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、組合關(guān)系和結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度，對巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性起控制性作用。

御臨河；邊坡；穩(wěn)定性；評價

0 前言

重慶市兩江新區(qū)御臨河生態(tài)調(diào)節(jié)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(diào)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(diào)度控制閘位于大壩右岸。御臨河生態(tài)調(diào)節(jié)壩工程在導(dǎo)流明渠施工過程中，右側(cè)邊坡在連續(xù)降雨天氣下，巖土體發(fā)生沿順坡向結(jié)構(gòu)面塌滑，使邊坡貼坡?lián)鯄Πl(fā)生變形破壞，存在安全隱患，影響工程進(jìn)度，必須對其進(jìn)行治理。

1 地質(zhì)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(dǎo)流明渠設(shè)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(zhì)粘土夾塊碎石和侏羅系中統(tǒng)新田溝組砂質(zhì)泥巖夾長石砂巖。壩址區(qū)構(gòu)造上位于明月峽背斜SE翼，無斷層，巖層產(chǎn)狀：N25～40°E/SE∠36～48°。主要發(fā)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(fā)育。

2 失穩(wěn)邊坡基本特征

2.1 地形地貌及分布

導(dǎo)流明渠位于場地斜坡中下部，導(dǎo)流明渠軸線方向從上游至下游為N36°E，設(shè)計渠寬18 m，長523 m，渠底板高程156 m，左側(cè)開挖坡高2～7 m，右側(cè)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(shè)計開挖坡比1:0.30，錨桿貼坡?lián)鯄χёo(hù)；175 m高程以上，巖質(zhì)邊坡開挖坡比1:0.50；土質(zhì)邊坡開挖坡比1：1～1：1.50。

失穩(wěn)邊坡分布于導(dǎo)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(jié)構(gòu)面塌滑，后緣土體拉裂，裂縫寬度0.30～0.50 m。

2.2 物質(zhì)組成

失穩(wěn)邊坡巖土體主要為第四系殘坡積層粉質(zhì)粘土夾塊碎石土和侏羅系中統(tǒng)新田溝組砂質(zhì)泥巖夾長石砂巖。粉質(zhì)粘土夾塊碎石，粉質(zhì)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(tǒng)新田溝組紫紅色泥巖夾粉砂巖，薄～中厚層狀構(gòu)造。巖土分界面高程165～173 m。基巖強(qiáng)風(fēng)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(wěn)定，下部巖質(zhì)邊坡在自然狀態(tài)整體基本穩(wěn)定，局部欠穩(wěn)定。經(jīng)現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查和穩(wěn)定性驗算，其原因如圖1。

圖1 開挖邊坡塌滑現(xiàn)狀示意圖

①受風(fēng)化卸荷影響，淺表巖體順坡向裂隙J1發(fā)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(wěn)破壞；②邊坡上部土體未按照設(shè)計要求進(jìn)行清除或削坡減載，開挖后土體部分邊坡坡比達(dá)1:1～1:1.50，坡比陡；③邊坡后緣未設(shè)置截、排水溝；④邊坡失穩(wěn)之前，已連續(xù)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(dá)到飽和狀態(tài)，自重增大，物理力學(xué)性能降低；巖體結(jié)構(gòu)面物理力學(xué)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(wěn)，巖土體沿坡腳出露的J1結(jié)構(gòu)面失穩(wěn)。

3 邊坡穩(wěn)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(zhì)邊坡，下部為基巖邊坡。基巖邊坡為反向?qū)訝钸吰?，邊坡上發(fā)育順坡向節(jié)理J1，節(jié)理夾泥，屬泥型；邊坡巖體質(zhì)量屬CⅣ。邊坡結(jié)構(gòu)面赤平投影圖見圖2。據(jù)《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（SL55-2005）附表B.0.1、B.02.2與邊坡結(jié)構(gòu)面赤平投影圖，邊坡巖體穩(wěn)定性受J1控制，邊坡巖體整體基本穩(wěn)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(jié)構(gòu)面破壞。

圖2 邊坡結(jié)構(gòu)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(jìn)行邊坡穩(wěn)定性驗算（見圖3）。邊坡穩(wěn)定分析計算采用剛體極限平衡分析方法進(jìn)行計算，見公式（1）；降雨時采用有效應(yīng)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(shù)見表1。

表1 邊坡巖土參數(shù)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(nèi)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(shù)計算。

圖3 導(dǎo)0+335未變形前邊坡斷面圖

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

表2 邊坡穩(wěn)定性計算成果表

按K=0.95反演計算巖土參數(shù)，計算結(jié)果見表3。

表3 邊坡穩(wěn)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(xiàn)狀不穩(wěn)定。邊坡表層土體現(xiàn)狀欠穩(wěn)定，暴雨工況不穩(wěn)定；基巖邊坡切腳開挖后，表層巖體將沿淺表J1（泥型）結(jié)構(gòu)面滑移破壞。這與實際情況基本一致。經(jīng)對1）、2）計算結(jié)果對比分析，原建議J1參數(shù)取值（表1）是基本合理并滿足規(guī)范要求。為確保邊坡工程安全， J1（泥型）結(jié)構(gòu)面參數(shù)建議值，天然狀態(tài)：c’=10kpa，f’=0.25；飽和狀態(tài)：c’=6kpa，f’=0.20，其余參數(shù)見表1。

4 結(jié)語

根據(jù)對御臨河生態(tài)調(diào)節(jié)壩導(dǎo)流明渠右側(cè)邊坡的分析與穩(wěn)定性計算，右側(cè)邊坡巖體的穩(wěn)定性受J1、J2與層面裂隙組合控制，以J1為滑動面產(chǎn)生滑動。結(jié)構(gòu)面多為泥型結(jié)構(gòu)面，在連續(xù)降雨天氣下，結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度降低，導(dǎo)致巖體產(chǎn)生滑動。說明巖質(zhì)邊坡巖體中的結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、組合關(guān)系和結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度，對巖質(zhì)邊坡穩(wěn)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(zhì)與水文地質(zhì)。