蔡紅剛

摘要：本文主要依據(jù)調(diào)查及勘察資料，分析緩傾角邊坡的物性、結(jié)構(gòu)面組合關(guān)系及巖體結(jié)構(gòu)特征等，討論各類(lèi)邊坡破壞特征及機(jī)制，并提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)治理措施。

關(guān)鍵詞：順層巖質(zhì)邊坡；關(guān)鍵塊體

一、引言

自然界中層狀構(gòu)造的沉積巖占陸地面積的三分之二，并且部分變質(zhì)巖及巖漿巖也具有層狀構(gòu)造，導(dǎo)致工程建設(shè)中遇到大量層狀邊坡問(wèn)題。在自然環(huán)境或工程建設(shè)過(guò)程中，當(dāng)自然邊坡或開(kāi)挖邊坡的坡面與層狀巖體層面二者走向和傾向基本一致（一般為二者夾角小于30°）時(shí)，此類(lèi)邊坡即順層巖質(zhì)邊坡。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)各類(lèi)邊坡問(wèn)題進(jìn)行了大量研究，其中黃潤(rùn)秋[1]研究了西南等地區(qū)巖石高邊坡發(fā)育的動(dòng)力過(guò)程及其穩(wěn)定性控制；黃潤(rùn)秋等[2]在唐屯高速公路順層巖質(zhì)邊坡變形及治理對(duì)策研究；許強(qiáng)教授[3]對(duì)平推式滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究；李安洪等[4]針對(duì)渝懷鐵路中順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性及支擋防護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行了專(zhuān)項(xiàng)研究。本文主要針對(duì)山區(qū)公路、鐵路、市政建設(shè)等遇到的順層巖質(zhì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析，并提出該類(lèi)邊坡的治理措施。這類(lèi)順層巖質(zhì)邊坡因坡腳開(kāi)挖小，邊坡臨空側(cè)較矮等往往未引起重視，結(jié)果多發(fā)生次生連續(xù)失穩(wěn)，造成嚴(yán)重?fù)p失。

二、邊坡工程地質(zhì)條件探討

（一）物性（力學(xué)性）

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，邊坡結(jié)構(gòu)面（層面、節(jié)理面）多平直光滑，夾有泥土，處于長(zhǎng)期受水狀態(tài)。水對(duì)邊坡巖體有明顯的物理軟化作用，在結(jié)構(gòu)面方面表現(xiàn)得尤為突出。水對(duì)巖石的物理軟化作用，主要表現(xiàn)為微裂隙及空隙浸水，并形成水壓力，對(duì)邊坡產(chǎn)生不利影響。

（二）結(jié)構(gòu)面組合關(guān)系

根據(jù)長(zhǎng)期對(duì)巖體結(jié)構(gòu)面的調(diào)查分析，在層狀巖體中，往往發(fā)育兩組X型結(jié)構(gòu)面，一組與層面走向一致或小角度相交，易形成邊坡后緣切割面；另一組往往與層面垂直或大角度相交，形成失穩(wěn)邊坡側(cè)邊界。在上述三組結(jié)構(gòu)面的作用下易形成邊坡失穩(wěn)災(zāi)害。

（三）巖體結(jié)構(gòu)特征

層狀巖體是發(fā)生順層巖質(zhì)邊坡的重要因素，特別是砂巖與泥質(zhì)巖體互層形成的巖質(zhì)邊坡?；訝顜r體相比于厚層或塊狀巖體，其自身存在不均，導(dǎo)致邊坡易沿薄弱的接觸帶發(fā)生破壞。

三、邊坡變形破壞特征及機(jī)制分析

對(duì)于緩傾角順層巖質(zhì)邊坡，在受水、結(jié)構(gòu)面及巖體結(jié)構(gòu)的綜合作用下，易形成“席狀”塊體，邊坡未發(fā)生變形時(shí)，裂隙多處于微張或閉合狀，往往不會(huì)引起重視。邊坡一旦開(kāi)挖形成局部臨空狀，改變邊坡完整的傳力系統(tǒng)，就會(huì)導(dǎo)致靠近臨空面的塊體最新發(fā)生失穩(wěn)，導(dǎo)致其與后一接觸塊體拉張開(kāi)裂，形成第二個(gè)臨空，這種塊體逐漸遞進(jìn)開(kāi)裂變形，就形成邊坡“多米諾骨牌”失穩(wěn)效應(yīng)，最終形成整個(gè)邊坡失穩(wěn)。

降雨等形成的地表徑流滲入巖體裂隙中，形成間歇裂隙充水狀，因后緣裂隙多貫通到底面而充滿(mǎn)水，而底部裂隙未完全貫通，形成部分充填裂隙水。塊體后側(cè)裂隙充滿(mǎn)水后形成靜水壓力，底部局部充滿(mǎn)水多為承壓水壓力。邊坡坡腳位置因道路、電纜溝、排水溝或擋墻基槽開(kāi)挖，破壞了邊坡原有的傳力機(jī)制，導(dǎo)致力的傳遞失去平衡。塊體1因其前部塊體被挖除，在水壓力及自重應(yīng)力等綜合作用下，最先失穩(wěn)；塊體2隨著塊體1的失穩(wěn)而失穩(wěn)，后續(xù)塊體因失去前緣塊體失穩(wěn)而形成連續(xù)失穩(wěn)破壞。在邊坡穩(wěn)定分析及失穩(wěn)破壞過(guò)程中，關(guān)鍵塊體為被挖除塊體；在支擋設(shè)計(jì)時(shí)，關(guān)鍵塊體為1或塊體2，在開(kāi)挖前，識(shí)別出塊體1或2后，對(duì)其采取主動(dòng)支擋措施，將挖除的塊體提供的抗力提前補(bǔ)充到位，即可避免坡體失穩(wěn)破壞。

四、治理措施探討

巖質(zhì)邊坡支擋設(shè)計(jì)主要方案有擋墻、抗滑樁（錨拉樁）、錨桿（索）、錨噴等，針對(duì)本文這種塊體失穩(wěn)型巖質(zhì)邊坡，根據(jù)其失穩(wěn)機(jī)制，建議采取補(bǔ)償式設(shè)計(jì)方法。在關(guān)鍵塊體被挖除或破壞前，對(duì)支擋的關(guān)鍵塊體進(jìn)行超張拉型預(yù)應(yīng)力主動(dòng)支護(hù)模式，可采用錨桿或錨索支護(hù)。當(dāng)邊坡巖體比較破碎時(shí)，應(yīng)采用錨桿擋墻或格構(gòu)式錨桿擋墻支護(hù)。

五、結(jié)論建議

綜上所述，針對(duì)本文緩傾角邊坡破壞特征及機(jī)制，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到關(guān)鍵塊體在穩(wěn)定分析及治理設(shè)計(jì)中的重要性，應(yīng)采取補(bǔ)償式設(shè)計(jì)方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃潤(rùn)秋.巖石高邊坡發(fā)育的動(dòng)力過(guò)程及其穩(wěn)定性研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2008，27（8）：1525～1543.

HUANG Runqiu.Geodynamical process and stability control of high rock slope development station[J]，Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2008，27（8）：1525～1543.

[2] 黃潤(rùn)秋、趙建軍等.湯屯高速公路順層巖質(zhì)邊坡變形機(jī)制分析及治理對(duì)策研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2007，26（2）：239～246.