關于崩滑地質災害搶險治理工程的斜坡穩定性分析

郭世興

（貴州省有色金屬和核工業地質勘查局一總隊，貴州 貴陽 550000）

去年我國貴陽市受到連續強降雨天氣影響，某街道旁房屋后山體結構側斜坡出現崩滑地質災害問題，所幸并沒有出現人員傷亡情況。當前滑塌區域總長度5m、高度15m、厚度范圍在2m～3m，滑塌總量為180m3，崩塌的巖體結構對于坡體前方的房屋臺階以及房屋周圍過道均造成了較為嚴重的破壞和影響。經過相關工作人員的調查分析得知，該區域后側山體結構的斜坡程度大約為40m，高度范圍在0m～32m之間，屬于巖質邊坡結構、斜坡結構并沒有經過特殊處理，坡體前房屋緊靠著斜坡位置，部分房屋直接鑲嵌在斜坡的凹巖腔當中。根據相關調查分析可以了解到，現在邊坡坡面結構仍然存在多處規模不等的不穩定性巖體結構，滑坡地質災害仍然存在進一步位移的可能性。如果后續持續出現強降雨天氣環境很容易產生繼續崩塌事故，對周圍的居民和建筑體造成比較嚴重的安全威脅，需要提出針對性的處理工作方案來加以解決[1]。

1 崩塌危險巖體結構的形成機理與相關影響因素

1.1 崩塌危險巖體結構的形成機理

根據項目工程現場實地勘查分析，邊坡坡體結構的危險巖體結構和基礎巖體結構已經完全脫落，部分沒有和母巖體結構完全形成脫離，主要是受到兩側區域的節理裂隙以及頂部巖體結構層面的切割，整個巖體結構的穩定性相對較差。當前主要的支撐體為巖體后方，沒有貫穿的折疊節理和底部，內傾向巖體結構支撐體系相對比較脆弱，同時在各種不利因素條件的影響之下很容易造成巖體結構的后方節理貫穿形成更加嚴重的開裂情況，危險巖體結構和底部基礎巖層結構之間結合程度下降進而會產生崩塌情況。

1.2 危險巖體結構的主要影響因素

對危險巖體結構所處的地理條件環境展開分析，危險巖體結構受到內部環境因素和外部環境因素的影響和控制內部影響因素，主要包含基礎巖體結構的構造性作用、風化作用、重力承載作用以及外部因素的影響。第一，巖體結構受到內部構造的影響，巖體內部發育裂隙程度相對較高，同時巖層結構的基礎面將完整的基礎巖體結構切割，形成板塊相對獨立的巖塊，為相對獨立的巖體結構提供崩塌的作用力。第二，風化作用。根據調查分析該區域的巖土體結構主要是以灰巖為主。在風化和溶蝕的作用條件下，巖體結構內部結理連續發育寬度、發育深度以及延展程度有所加深，裂隙通過率會進一步加大切割巖體結構的表層作用，巖層結構面會因為風化和溶蝕作用所產生的影響，造成巖體結構相互之間的結合程度相對較差，持續性的風化和溶蝕作用會造成切割巖體塊和基礎巖體結構之間形成脫離，進而產生崩塌情況。第三，重力作用。由于受到巖體結構陡峭節理裂隙作用，以及基礎巖層切割面所形成的重力作用，會出現臨時性滑移和巖體結構下墜問題，當巖塊基礎支撐條件不足以抵抗重力作用時，巖塊會直接順著下墜的方向形成滑塌。

2 斜坡穩定性分析

2.1 危險巖體結構穩定性和破壞模式分析

巖體被結構面正式切割之后會形成不穩定性塊體結構，若地形坡度相對較陡，外加上巖體結構應力釋放等方面問題的影響，造成基礎結構面以上的剪應力超過自身的抗剪強度大小，同時瞬間的貫穿裂縫的產生會出現墜落情況產生崩塌問題。通過對現場危險巖石結構的相關調查數據分析，可以看出有效結合基礎巖層節理裂隙的發育程度，危險巖體破壞模式已經產生比較嚴重的變形破壞性情況。通過使用地質類比對方法，對危險巖體結構的穩定性進行宏觀判斷和分析，結合赤平投影分析工作方法，對危險巖體結構的穩定性情況進行定性判斷，如圖1。

圖1 赤平投影分析面

通過分析可以得知危險巖體結構具體位置，兩組節理J1、J2和外延長結構的結合面之間形成切割作用，將巖體結構切割成塊狀，由于節理J2產生外傾情況，造成巖塊的重心出現臨空偏移問題。因此，底部基座的危險巖體結構破壞模式，主要是以滑移式和傾倒式為主，底部位置無基座的危險巖體結構破壞模式主要是以墜落式為主。

2.2 危險巖石穩定性計算和分析

危險巖體結構的穩定性受到多方面因素的干擾，在穩定性計算和分析過程中，所涉及到的參數數據相對比較復雜，而準確的參數或許與邊界條件等，完全查明工作會存在較大的困難。為了充分認識該區域范圍內，危險巖體結構的穩定性條件、適用危險巖體結構的整治工作要求，通過選擇部分比較典型具有代表性的危險巖石崩塌類型進行穩定性計算和分析。

3 斜坡穩定性計算

3.1 計算參數的確定

計算參數主要從計算剖面中量取。根據調查，節理面平直光滑、有一定張開度，可見巖屑夾泥充填，節理面結合程度為結合差，根據表1的《建筑邊坡工程技術規范》（GB 50330-2013），中風化灰巖結構面抗剪強度參數設定為：cs=47kPa、φs=40°，巖體等效內摩擦角φe=52°。暴雨工況下，巖體結構面內聚力和內摩擦角按照折減系數進行取值，按照《工程巖體分級標準》（GB50218）及表1規定，結合程度一般的硬性結構面，浸水時取低值，計算參數見表1。

表1 斜坡穩定性計算參數一覽表

3.2 計算公式

前述斜坡穩定性定性分析有失穩可能主要為沿外傾結構面滑動巖質斜坡，按沿最底層外傾結構面平面滑動面滑動計算其穩定性。斜坡穩定性計算公式如下。平面滑動面滑動的巖質斜坡平面滑動面滑動的邊坡穩定性系數按下式計算：

T—滑體單位寬度重力及其他外力引起的下滑力（kN/m）；R—滑體單位寬度重力及其他外力引起的抗滑力（kN/m）；c—滑面的粘聚力（kPa）；φ—滑面的內摩擦角（°）；L—滑面長度（m）；G—滑體單位寬度自重（kN/m）；Gb—滑體單位寬度豎向附加荷載（kN/m），方向指向下方時取正值、指向上方時取負值；θ—滑面傾角（°）；U—滑體單位寬度總水壓力（kN/m）；V—后緣陡傾裂隙面上的單位寬度總水壓力（kN/m）；Q—滑體單位寬度水平荷載（kN/m），方向指向坡外時取正值、指向坡內時取負值；hw—后緣陡傾裂隙充水高度（m），根據裂隙情況及匯水條件確定。

3.3 斜坡穩定性計算過程

（1）計算方案選取。經綜合分析本危巖體特征及其各種荷載情況，本次選定如下兩種計算方案計算評價危巖體穩定性。第一種為天然狀態，即工況①；第二種為持續暴雨，即工況②。

（2）計算剖面選擇。前述斜坡定性分析斜坡有失穩的可能，對斜坡分別按工況Ⅰ（天然）和工況Ⅱ（暴雨飽和）進行穩定性定量計算分析，同時按J2節理面、破裂面45°+φ/2=64°分別進行計算分析。選取最不利1-1’剖面進行邊坡穩定性計算。

（3）邊坡穩定性評價。根據《滑坡防治工程勘查規范》（GT/T 32864-2016）表3滑坡穩定狀態劃分，斜坡穩定性評價見下表。

表2 斜坡穩定性計算表

表3 斜坡穩定性評價表

通過表3對斜坡穩定性的定性分析及定量計算分析，斜坡在降雨下滲及沖刷坡面等不利因素的作用下，斜坡會向不穩定趨勢逐漸發展。

4 結語

綜上所述，通過資料收集、野外踏勘、綜合工程地質測繪及室內資料的綜合整理分析，主要得出了以下結論：貴陽市某街道旁房屋后側山體崩滑（危巖體）威脅對象為坡前棟居民樓及街道過往行人生命財產安全。對斜坡采用了“清除部分危巖體+危巖嵌補+局部削坡（按52°、70°）+掛網噴漿+錨桿+錨索+格構梁+截排水溝”的工程治理措施進行治理。斜坡治理成功，取得了重大經濟、社會效益。