重陽西站斷層帶深路塹邊坡穩定性評價

李 艷 湘

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司，湖北 武漢 430063)

重陽西站斷層帶深路塹邊坡穩定性評價

李 艷 湘

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司，湖北 武漢 430063)

針對重陽西站斷層破碎帶深路塹邊坡，參照臨近既有寧西線工點通過反演分析得到了巖土及層間力學參數，在此基礎上分別采用圓弧滑動、順層滑動兩種模式分析了重陽西站深路塹邊坡，表明設計措施較為合理，分析結果可為邊坡設計和施工提供一些有益的指導。

斷層破碎帶，順層邊坡，穩定性分析

0 引言

邊坡穩定性分析一直是巖土工程界的重要課題，由于地質結構、力學參數、破壞模式等方面的不確定性，常常導致分析結果具有一定的不確定性，因此邊坡穩定性分析是一項多學科融合較差的復雜問題。對于斷層破碎帶邊坡、順層邊坡等復雜條件小的邊坡穩定性評價，評價結果的正確與否直接關系到邊坡工程的成敗，其關鍵環節有兩個方面，一是巖土力學參數的合理選取，一是破壞模式的準確評價。本文針對重陽西站斷層破碎帶深路塹邊坡，參照臨近既有寧西線工點通過反演分析得到了巖土及層間力學參數，在此基礎上分別采用圓滑滑動、順層滑動兩種模式分析了重陽西站深路塹邊坡，表明設計措施較為合理，分析結果可為邊坡設計和施工提供一些有益的指導。

1 工程概況

1.1 工程簡介

蒙西至華中地區鐵路煤運通道三門峽至荊門段，連接三門峽西站(不含)至荊門北站(不含)，正線長度464.366 km。擬建重陽西站位于河南省南陽市西峽縣重陽鄉上坪村，車站起訖里程為DK833+200～DK835+900，采用路基方案通過，其中DK834+638～DK834+678段、DK835+435～DK835+785段為深路塹，挖方邊坡最深達42 m，右側塹頂仍為自然陡坡。

1.2 工程地質條件

DK835+435～DK835+785段右側：1)線路右側40 m～110 m外出露基巖為Pt11大理巖：其中強風化層厚2 m～6 m，其下弱風化。右側邊坡巖體產狀：335°∠62°，巖層走向與線路走向夾角為43°，視傾角54°，傾向左側；橫斷面方向邊坡坡度不大于40°，邊坡坡度小于巖層視傾角，不存在順層問題。2)線路右側40 m～110 m為西官莊—鎮平大斷裂南支，表現為韌性剪切帶。根據物探及測繪成果，構造破碎帶寬度10 m～30 m，斷層面產狀為50°∠60°，傾向線路左側。DK835+500斷面高密度電法等視電阻率斷面見圖1。

2 邊坡巖土力學參數取值研究

2.1 邊坡巖土力學參數反演分析原理

邊坡巖土強度參數的選取和計算方法的選擇對邊坡穩定性評價結果具有較大影響，已有的研究表明，在邊坡穩定計算中，參數選取不當引起的偏差遠遠大于由于計算方法不同而引起的計算結果偏差，因此，合理選擇邊坡強度參數對穩定性評價具有重要的意義。邊坡巖土體抗剪強度指標可通過現場試驗、室內試驗、反演分析和工程地質類比(經驗方法)等方法綜合分析確定。一般認為反演分析獲取的強度參數是最為可靠的。

在行業規范[1]中建議了邊坡巖土體及結構面的力學參數反分析解，一些期刊文章和實際工程建設中也引用來評價和分析邊斜坡穩定性。其基本計算公式如下：

(1)

其中，C為結構面或巖土體內聚力，kPa；φ為結構面或巖土體內摩擦角，(°)；Ks為邊坡安全系數；Wi為第i條塊自重，kN；αi為第i條塊底滑面的傾角，(°)；L為滑動面底長度，m。

2.2 參數反演分析

根據現場測繪調查，DK838+500～DK838+700左側300 m處為一處既有寧西線高邊坡工點，所處區域為丘陵地貌，地形較陡，自然坡度30°～50°，相對高差30 m～50 m，下伏基巖為砂礫巖強風化，巖層產狀28°∠64°，橫斷面方向視傾角為22.5°。既有線右側路塹邊坡在2010年發生整體垮塌，下方漿砌片石擋墻仍在，上方邊坡采用噴錨防護。目前邊坡較為穩定。假定其安全系數為1.25，采用滑坡推力法反演順層層間力學參數，采用圓弧滑動法反演邊坡巖體力學參數。反演分析斷面形式及力學參數反演分析表如圖2，表1所示。

表1 力學參數反演分析表

層間參數C/kPa0510?/(°)27．725．623．7安全系數1．251．251．05巖體參數C/kPa52550?/(°)36．226．017．3安全系數1．251．251．25

2.3 邊坡力學參數取值

粉質黏土采用試驗指標；砂礫巖巖體及層間力學指標采用反演指標；斷層破碎帶采用經驗指標；各巖土層力學指標詳見表2。

表2 巖土層物理力學參數采用值

3 邊坡穩定性分析

3.1 工程措施

坡面防護：邊坡高8 m一級，邊坡坡率為1∶0.75，邊坡平臺寬2 m，坡面采取框架錨索防護，一般地段錨索長20 m，DK835+550～DK835+750段斷層破碎帶附近錨索加固至斷層破碎帶外不小于10 m。在清除坡表局部散布的松動危巖落石后，局部設置被動防護網。

錨固措施：邊坡坡腳設C35鋼筋混凝土錨固樁+樁間墻錨固措施。

排水措施：在塹頂5 m以外設截水溝，防止地表徑流流入邊坡而沖刷坡面。坡面排水通過設置排水溝、邊溝平臺截水溝、急流槽等將水引入自然溝中。邊坡平臺采用M10漿砌片石對其進行封閉，以保證其安全可靠。

隔水措施：基床表層底部設置0.1 m厚中粗砂+復合土工膜隔水。

3.2 邊坡穩定性分析

DK835+435～DK835+785段為斷層破碎帶軟巖順層深路塹，軟巖深路塹邊坡的穩定性宜采用圓弧法進行分析計算，此外還需考慮順層滑動的穩定性，以及斷層破碎帶與層面共同組成的滑面的穩定性，邊坡穩定安全系數均按不小于1.25控制。

分析表明：DK835+700斷面整體穩定安全系數為1.524；由順層邊坡穩定性計算原理知：順層邊坡穩定安全系數大于tanφ/tanα=tan25°/tan12°=1.26；DK835+700斷面沿著斷層破碎帶與層面共同組成的滑面的穩定安全系數為1.305；故DK835+435～DK835+785段邊坡穩定性滿足規范要求。圓弧法及順層滑動穩定性計算結果見圖3，圖4。

4 結語

本文針對重陽西站斷層破碎帶深路塹邊坡，參照臨近既有寧西線工點通過反演分析得到了巖土及層間力學參數，在此基礎上分別采用圓弧滑動、順層滑動兩種模式分析了重陽西站深路塹邊坡，分析表明在設計措施條件下邊坡穩定性較好，設計措施較為合理，分析結果可為邊坡設計和施工提供一些有益的指導。

[1] 鐵道部工務局.鐵路工務技術手冊——路基[M].北京：中國鐵道出版社，1995.

[2] DZ/T 0219—2006，滑坡防治工程設計與施工技術規范[S].

[3] Luo, Z.，Atamturktur, S.，Juang, C.H.，et al. Probability of serviceability failure in a braced excavation in a spatially random field：Fuzzy finite element approach[J].Computers and Geotechnics，2011，38(8)：1031-1040.

[4] 陳世剛.鐵路隧道進出口段落石沖擊力計算分析[J].鐵道工程學報，2012(5)：35-39.

Stability evaluation of deep cutting slope Chongyang west station near fault zone

Li Yanxiang

(ChinaRailwayNo.4SurveyandDesignGroupCo.,Ltd,Wuhan430063,China)

According to the deep cutting slope at Chongyang west station, the paper concludes the geotechnical and interlayer dynamic parameter, analyzes the deep cutting slope at the station by adopting the smooth sliding and circular sliding based on the previous points, proves the design measures are reasonable, and proves by the analysis that it provides instruction for slope design and construction.

fault zone, smooth sliding slope, stability analysis

2015-03-24

李艷湘(1963- )，女，工程師

1009-6825(2015)16-0165-02

TU443

A