云南保騰高速龍江特大橋邊坡穩定性分析研究

薄強　范柱國　白清霖

摘要： 龍江特大橋橫跨龍川江，龍江岸坡為大橋的主邊坡。本文采用了YCW和EMU計算程序進行穩定性計算；并與工程地質類比法、CSRM判別法等定性分析方法結合，對大橋的邊坡穩定性分析，進行綜合評價，得出：邊坡在弱風化以下巖層穩定；在地震、暴雨極端情況下，邊坡殘積層和全～強風化層易產生中、厚層滑坡。

Abstract： Longjiang bridge stretches across the Longchuan River， and Longjiang bank slope is the main slope of the bridge. The YCW and EMU program are used for stability calculation combined with the engineering geological analogy method and CSRM discriminant method. Through comprehensive evaluation， it is concluded that： the slope is steady below the moderate weathered rock； in extreme cases like earthquake and storm rainfall， the slope eluvium and full～strongly weathered layer is easy to produce medium and thick layer landslide.

關鍵詞： 穩定性；地質災害；節理；滑坡

Key words： stability；geological hazard；joint；landslide

中圖分類號：U213.1+3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）07-0126-05

0 引言

龍江特大橋，為云南保山至緬甸密支那公路跨越龍川江設計，地理坐標：東經98°40′20″、北緯 24°50′21″。大橋徑逾千米，邊坡高達280m，邊坡的穩定性對大橋建設至關重要。大橋處于高黎貢山西側，芒棒盆地南部，為一山間盆地地貌。大橋地處高黎貢山陸內造山帶和新生代火山活動區，經歷過多期構造運動，地質條件復雜、地質災害發育。邊坡穩定性對大橋建設至關重要。因此，對龍江特大橋巖質橋基邊坡進行穩定性研究，詳細認識其工程區地質特征、巖體質量及穩定性特征，對工程的設計及施工建設具有重要的指導意義和參考價值，對提高和發展西南大開發公路工程建設水平及科研水平都具有重要的經濟意義和社會意義。

1 工程地質條件

根據地層巖石組合、巖土體結構特征及其力學強度等，將研究區巖土體類型劃可分為7類，詳見表1[1][3]。

2 工程地質分析

龍江特大橋為單跨鋼桁懸索橋，兩岸橋墩及錨墩位于龍江 Ⅲ 級階地之上，跨越地域較寬，龍江岸坡為大橋的主邊坡，主要包括：騰沖岸龍江邊坡（Ⅰ）、保山岸龍江邊坡（Ⅱ）。

2.1 Ⅰ號邊坡

Ⅰ號邊坡，坡向與橋軸線基本同向，為127°。坡高300m，總體坡度30°，屬巖質高邊坡。邊坡上地層屬新生代地層區，又是火山巖與沉積巖交替的相變復雜區，硬質火山巖中軟弱夾層多，巖體破碎，巖體質量差。同時玄武巖屬抗風化能力弱的巖類，加之氣候、巖體結構等因素對巖石風化作用有利，橋位區巖體全～強風化層巨厚，風化層順坡形成軟弱易滑巖層。弱風化巖整體為碎裂結構，邊坡巖體中、下部存在緩傾軟巖夾層，垂直或斜坡向方向存在橫切斜坡的縱深結構面，邊坡弱風化層深部內存在變形破壞必須具備軟弱結構面。但Ⅰ號邊坡邊坡夾持于兩滑坡（H1、H2）、溝谷之間，地形上為一孤立山脊，坡面地形陡，排水條件好，水文地質條件對邊坡穩定有利。

2.2 Ⅱ號邊坡

Ⅱ號邊坡，坡向與橋軸線基本同向，為307°。坡高285m，總體坡度31°，屬巖質高邊坡。邊坡巖體破碎，巖體質量差，橋位區巖體全～強風化層巨厚。橋位區全～強風化層結構類型屬散體結構，弱風化層整體屬碎裂結構。邊坡巖體中、下部存在緩傾軟巖夾層，垂直或斜坡向方向存在橫切斜坡的縱深結構面，邊坡弱風化層深部內存在變形破壞必須具備軟弱結構面。Ⅱ號邊坡邊坡夾持于兩溝谷之間，地形上為一孤立山脊，坡面地形陡，排水條件好。邊坡上局部存在土體淺層滑坡，穩定性較差。

3 邊坡穩定性分析

Ⅰ號邊坡和Ⅱ號邊坡，巖體內都客觀上存在沿結構面形成折線型或于水平碎裂、散體（指全～強風化層）巖體形成孤形滑裂面的條件，巖體內的砂礫巖、凝灰巖軟弱夾層在上部巖體強大的豎向重荷作用下可能產生塑變（或流變）而導致邊坡破壞。因此我們需要利用：根據節理裂隙統計結果，利用YCW程序分析，再利用EMU計算程序（陳祖煜等編）進行穩定性計算[2]；并與工程地質類比法、CSRM判別法等定性分析方法結合，進行綜合評價。

3.1 Ⅰ號邊坡穩定性分析

3.1.1 YCW和EMU計算程序分析法（見表2、圖1）

3.1.2 工程地質類比法

工程地質類比法采用周邊工程地質條件與邊坡的既有滑坡進行對比定性分析Ⅰ號邊坡的穩定性，類比分析因子重點選取對滑坡形成起控制決定作用的地形特征、巖土層結構、結構面發育情況、邊界條件、水文地質條件等，野外調查期間進行了詳細調查的滑坡與Ⅰ號邊坡進行對比。對比結果詳見表3。

表3所列對比條件中，滑坡產生的3個必要條件如下：

①后部存在獨立匯水區，地表水向坡內匯集并通過巖體裂隙長期滲入坡本內，除增加坡體內水壓力外，尚造成巖體、結構面強度降低。

②滑坡產生前，前緣為凹岸，受河水側蝕作用形成了高陡臨空面。

③為結構面條件，H6號滑坡直接由近南北向和近東西兩組大型節理控制，產生楔形滑動破壞。H1滑坡后壁節理統計分析顯示，近南北向和近東西向結構面主要形成后部和兩側切割邊界。除此外巖體內存在一組傾向、傾角與滑坡滑相同的優勢節理面，是結構面決定了H1滑坡滑動面形成還是滑坡牽引拉張于后壁上形成該組優勢結構面，因無巖體結構面統計資料，無法對比分析，但可以肯定滑坡滑動前滑動面已沿此組節理面貫通。

此三個必要條件，在Ⅰ號邊坡內均不存在，因此判斷，Ⅰ號邊坡不存在產生弱風化層以下巖體滑動的條件，弱風化以下巖體基本穩定。

3.1.3 CSMR評價

3.2 Ⅱ號邊坡穩定性分析

3.2.1 YCW和EMU計算程序分析法（見表8、圖2）

3.2.2 工程地質類比法

類比方法和對比對象與Ⅰ號邊坡相同。對比結果詳見表9，所列對比條件中，H1、H6滑坡產生的3個必要條件：①后部存在獨立匯水區，地表水向坡內匯集并通過巖體裂隙長期滲入坡本內；②滑坡受河水側蝕作用形成了高陡臨空面；③貫通的坡頂至坡腳的滑動面或節理面。

此三個必要條件，在Ⅱ號邊坡內均不存在，因此判斷，Ⅱ號邊坡不存在產生弱風化層以下巖體滑動的條件，弱風化以下巖體基本穩定。

3.2.3 CSMR評價

評價方法見“3.1.3”的介紹，評價結果見表10。

4 結論

①龍江特大橋位于新構造運動活躍區，周邊坡活動斷裂眾多，強降雨、地震頻繁。橋位區地形陡，地表水侵蝕強烈，巖體質量差，地質災害易發。但通過對大橋主邊坡—龍江岸坡，采用YCW結合EMU程序分析、工程地質類比法、CSRM判別法的綜合研究，得出：騰沖岸龍江邊坡（Ⅰ）和保山岸龍江邊坡（Ⅱ），在弱風化以下巖層穩定，淺部殘積層和全～強風化層天然狀下都基本穩定，在“坡體飽水+地震”工況下安全儲不夠，在遇強地震或強降雨+地震等極端條件下，邊坡殘積層和全～強風化層都易產生中、厚層滑坡。

②根據滑坡現象特征，經各種方案比選，本次勘察及防治工程可研推薦方案為：在兩側布置一排抗滑樁，樁間設置鋼筋砼擋墻封閉；在坡面整坡清方后，采用錨桿框架梁進行護坡；采用菱形護坡，結合排水、綠化工程進行綜合治理。

③建議為減小滑坡產生危害，在滑坡治理前應對滑坡進行長期觀測，以保證施工安全以及治理后的效果分析。若發現問題，必須采取應急措施，減少災害損失。

參考文獻：

[1]中華人民共和國國家標準.工程巖體分級標準.1993.

[2]陳祖煜，等.巖質邊坡穩定分析 原理·方法·程序.[M]5-37.

[3]谷德振.巖體工程地質力學基礎[M].北京：科學出版社，1979：253-260.

[4]楊志法，尚彥軍，劉英.工程地質.第5卷，第4期.