關于非均質巖質邊坡治理中滑動面的探討

張志峰 胡銀詳

【摘要】邊坡治理成功的關鍵在于滑動面的合理確定，特別是對于大于30米的非均質巖質邊坡，其滑動面一般為較長的折線，通過勘探的手段很難將潛在滑動面客觀確定下來，在實踐過程中潛在滑坡的中部往往需要根據實際地勘資料推測，如推測不盡合理，誤用最大的剩余下滑力，這就給邊坡治理帶來了潛在的隱患，本文從治理邊坡實例出發，探討一下非均質巖質邊坡潛在滑動面的合理確定，供同行參考。

【關鍵詞】滑動面 非均質巖質邊坡 滑坡

【Abstract】The reasonable determination of sliding surface is vital to the successful treatment of slope， especially to heterogeneous rocky slope which are more than 30 meters high. Such slope's sliding surface are usually made of several long broken lines，it's difficult to determine the potential sliding surface by exploratory methods.In practice，the orientation of sliding surface are usually assumed based on actual geological and prospecting data.Some possible miscalculation may reault in hidden danger.This paper introduces some thoughts on the reasonable determination of sliding surface in heterogeneous rocky slope treatment on the basis of living example for the referance to relevant people.

【Key words】Sliding surface；Heterogeneous rocky slope；Slide slope

1. 引言

滑動面是邊坡巖土體在一定的邊界條件下形成的，隨著外部邊界條件的變化，滑動面也會相應的變化，邊坡治理中滑動面分為已發生的滑動面和潛在的滑動面。目前滑坡處理廣泛采用的參數反演法 [1] [2] [3]、折減法 [4]、不平衡推力法 [5] [6]，都是基于滑動面確定的前提下進行的，目前僅土質邊坡的圓弧滑動面可采用SLOPE/W法 [7]搜索確定，而對于大于30米的非均質巖質邊坡潛在滑動面的客觀確定鮮有提及，本文從治理邊坡實例出發，探討一下非均質巖質邊坡潛在滑動面合理確定。

2. 邊坡工程地質概況

（1）以黟（縣）-七（都）K3+394～+462段高邊坡位于路線右側，最大坡高67m。邊坡地貌單元屬低山剝蝕地貌，地勢陡峻，地形坡度在40～60°之間，上陡下緩。該處地層巖性主要為牛屋組（Pt2n）板巖，風化強烈，板理及裂隙發育，巖石破碎，薄層狀構造，強風化層巖芯呈碎塊～片狀，碎塊狀鑲嵌結構，層厚2.40～13.20m；中等風化巖芯呈塊狀～短柱狀，地層產狀195°∠70°，屬中硬巖，表層為松散碎石混粉土，碎石含量可占50～70%，粉土可塑狀態，該層厚1.6～6.2m，如圖1所示。

（2）該邊坡原設計為矮擋墻支護，運營一年多，于二00八年五月中旬產生滑坡滑體厚度1.60～6.20m，體積約為10000m3，滑坡體主要為碎石土，其中碎石占60%，低液限粘土占40%。滑坡堆積體及滑坡后緣坡體均存在進一步滑動的危險性，屬活滑坡。

3. 邊坡穩定性分析與評價

根據邊坡勘察資料，本次滑坡沿風化接觸面形成的淺層滑坡，滑坡體為松散碎石混粉土，坡面雨水下滲通道良好，在雨水作用物理力學性質軟化明顯，在不利條件下，會誘發更大的滑坡，需及時治理。

3.1設計參數的選取。根據勘察資料正常工況下：重度取為20.5KN/m3，c為18KPa，為21°；根據滑坡帶物質組成在暴雨工況下，碎石粉土：重度取為22.5KN/m3，c為6KPa，為21°；強風化板巖：重度取為24KN/m3，c為50KPa，為21。

3.2模型的建立。 根據已經產生滑坡的形態、地貌及坡體的工程地質特性，為了增加下部坡體的穩定性，確定第一級為原擋墻+坡率為1：1.75、高度為5米的人工邊坡，第二、三級坡坡率1：1，高度為8米，第四～六級為1：1，高度為10米，第七級為1：0.5，高度為10～12米，每級邊坡設2.0米寬的平臺，進行刷坡，最大坡高為67米，如圖2。

3.3剩余推力計算。

圖1地質剖面圖 3.3.1刷方減載后，邊界條件發生變化后，滑動面隨之發生變化。由于第三級邊坡開挖邊坡全部 進入強風化板巖中，為此我們將滑坡體分為上下兩個不穩定體，形成兩個滑動面。

3.3.2依據暴雨工況下的物理力學參數，根據勘察資料確定的已發生滑坡的滑動面，當穩定安全系數為1.2時 [8]，采用不平衡推力法：

Ti=FsWi sina i+ψiT i-1 -W i- cosa i tanφi-ciLi

ψi= cos（a i-1- a i ）-sin（a i-1- a i ） tanφi （1）

ψi為傳遞系數

3.3.3上部碎石粉土不穩定體的剩余下滑力為590KN/m，此外我們對于強風化板巖可能出現的深層滑動進行計算，如圖2所示，對應潛在滑面2的剩余下滑力為80KN/m；對應潛在滑面3的剩余下滑力為100KN/m；對應潛在滑面3、4結合的剩余下滑力為330KN/m；對應潛在滑面4的剩余下滑力為510KN/m；可見強風化板巖中，在固定的邊界條件下，只有滑面4的形態接近客觀的潛在的滑動面，基于此，不斷微調滑面4的形態，直至找出最大的剩余下滑力，本次邊坡治理采用滑面1、4對應的剩余下滑力，進行邊坡處置。

圖2潛在滑面搜索過程及邊坡治理圖3.4邊坡治理。

（1）上部不穩定體中，由于滑面1較陡，抗滑樁效果甚微，滑坡體會從抗滑樁頂滑出，滑面4較厚，錨桿無法進入穩定地層，基于上述因素，本次邊坡治理采用錨索方案：

（2）對應滑面1的下滑力，第4、5、6級邊坡采用預應力錨索框架，根據間距、排數、傾角，每個錨索的設計抗拔力至少要達到25噸，根據勘察資料所提供的錨固體與巖石的錨固強度，所需的錨固段長度在13米左右，初定錨索總長度17米，但對于深層潛在滑動面4的剩余下滑力而言，其錨固長度需大于9.5米，自由端為10米，錨索總長至少需要19.5米，可見，僅按照滑面1來治理邊坡，本邊坡深層滑動的需要無法滿足，無法從整體上保證邊坡的穩定，給工程帶來隱患。

（3）考慮巖體風化界限的不確定性，結合計算情況，確定本邊坡的治理方案為：第四到六級坡均采用錨索框架，每片框架由三根豎肋和三道橫梁連接而成，在節點處設置錨索鎖固，每束錨索由3根15.24鋼筋制成，設計荷載280KN，張拉鎖定荷載300KN，對應滑動面1而言，第五、六級錨索設計長度20m，錨固段長度15米，第四級錨索設計長度17m，錨固段長度12米。本邊坡經過6年多的運營檢驗，穩定性良好。

4. 結束語

（1）滑動面不是一成不變的，而是隨著巖土體邊界條件的變化而改變。

（2）對于一個高邊坡來講，其潛在的滑動面很多 [9]，因此，高邊坡治理必須考慮深層潛在滑動面的穩定性，對于強風化破碎巖體的潛在滑動面，必須在一定的邊界條件下，多次模擬形態，找出規律，最終找到最危險的潛在滑動面，從已經產生的滑動面、最危險的潛在滑動面兩方面出發，進行邊坡的治理，做到一次根治，不留后患。

參考文獻

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[4]陳國慶、黃潤秋、石豫川等.基于動態和整體強度折減法的邊坡穩定性分析[J].巖石力學與工程學報，2014，（02）：243～256.

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[6]張月英. 基于改進不平衡模式的邊坡穩定性分析及程序實現.湖南大學碩士論文，2007.

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[8]公路路基設計規范 JTG D30-2004：17.

[9]張樂飛.浙江省公路護坡穩定性分析及防治對策研究.長安大學碩士論文.2006.