工程勘察中巖質邊坡的穩定性分析

許威，陳艷，朱智清

（機械工業勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710000）

0 引言

巖質邊坡是一種常見的地質環境，是指在巖石或巖體上形成的具有一定傾斜角度的坡度[1]。由于受到自然因素和人為因素的影響，巖質邊坡容易發生崩塌、滑坡等地質災害，對人們的生命財產安全造成嚴重威脅[2]。在工程勘察中，對于存在巖質邊坡的工程場地，往往受限于巖土工程勘察的深度，對臨近邊坡的場地穩定性適宜性評價往往過于簡單，巖質邊坡的形態、巖層傾向段角，解理裂隙發育情況等內容分析是至關重要的環節[3]。因此，對巖質邊坡的穩定性進行分析具有重要意義。本文首先根據安徽樅陽某工地工程勘察報告并結合相關區域地質圖及參考文獻旨在探討工程勘察中巖質邊坡的穩定性分析，以期為相關工程提供理論支持和實踐指導[4]。

1 項目實例概況

1.1 工程概況

擬建場地位于樅陽某水泥廠內部，其中除滲濾液系統緊臨石灰巖礦山，現狀為高陡巖質邊坡，其他擬建物距離山體邊坡較遠，基本不受影響。

1.2 地形地貌

擬建場地位于樅陽縣某水泥廠廠區內，擬建場地原地貌總體較為平坦，部分溝塘回填。勘察時場地北高南低，擬建滲濾液系統場地東北側為原采石區巖質邊坡，勘察期間勘探點（以孔口標高計）地面標高最大值10.70m，最小值7.58m，地表相對高差3.12m，地貌單元屬于低山丘陵區。

1.3 氣象水文條件

本區氣候濕潤，雨量充沛，日照充足，無霜期長，年平均氣溫15.2～17.2℃，最高氣溫達40.2℃，最低氣溫達-11.9℃。多年平均相對濕度77%～80%，年平均潮濕系數為0.95，濕度適中。多年平均降水量為1388.66mm，最大可達2173.7mm，長江多年平均洪水位12.64m，20 年一遇洪水位16.20m，多年平均枯水位4.76m。

1.4 水文地質條件

擬建場地按地下水的賦存形式可分為上層滯水、潛水和基巖裂隙水。上層滯水主要埋藏于第①層雜填土中，一般無穩定的自由水面，主要受大氣降水及生活水直接補給，以蒸發和徑流排泄為主，少量向下滲入，地下水位隨季節變化，降水后水位明顯上升，干旱季節大幅下降，年變化幅度在1.00m 左右。潛水主要分布在第③層淤泥質粉質黏土中，基巖裂隙水主要集中在基巖風化裂隙和節理裂隙發育的地段，含水不均一。地下水補給來源主要為塘水、大氣降水、生產及生活用水補給，其活動形式以滲透涇流為主。

2 區域地質條件

2.1 地質構造特征

遠溯元古代震旦紀至古生代志留紀（距今10 億～4 億年）間，今樅陽縣境處于下揚子系海中。古生代志留紀至中生代三疊紀時，古海水時有進退，在海水中沉積遺留下砂巖、石灰巖、硅質巖。中生代三疊紀末（距今約1.95 億年），印支期地殼運動使古海洋全部退出，今安徽省境聯合大陸形成，縣境于此時始為陸地。

中生代侏羅紀晚期至白堊紀早期的3000 多萬年間，樅陽地區火山多次爆發，遺留下數十個火山口，堆積巨厚的火山巖。巖體中斷裂成群，沿斷裂地殼下陷，構成了著名的廬（江）樅（陽）火山巖盆地。

新生代以來，縣西北區沉積巨厚的第三系砂礫層。進入第四紀（距今300 萬年），長江沿岸以上升運動為主，山巒起伏，河流遍布，湖泊萎縮。此時期普遍沉積第四系砂、礫、黏黏土層，江岸內側不斷縮小，并在江灣處沉積為江心洲。

縣境位于郯（城）——廬（江）斷裂帶與沿江破碎帶之間的廬（江）樅（陽）中生代火山盆地中部。地層以中生代火山巖為主，東北與西南部有零星火成巖體。縣境有3 條深大斷裂帶斜貫，有眾多的古火山口及小斷層，具有典型的火山巖區地質特征。

縣境斜貫3 條深大斷裂帶，作北北東、北東方向延伸。斷裂縱橫交錯，近南北方向最為發育；火山機體（構造）密集，古火山口遍布。

2.1.1 深大斷裂

根據地表現象及地球物理資料推測，這三大斷裂帶主要形成于燕山期。姥山逆掩斷層，自全椒古河經巢湖姥山入縣內，即為官埠橋至城隍廟大斷裂帶。這條斷裂帶由縣城西側經連湖、官埠橋、石溪至城隍廟一帶，長達40km，斷裂走向北東30°左右。羅河斷裂帶，自義津橋北穿錢橋河，至廬江羅河，并向兩頭延伸，全長約190km，斷裂走向北東。頭坡斷裂帶，自宿松經懷寧至樅陽鎮、湯溝鎮以東，全長約160km，其中在樅陽縣內長約50km，斷層走向北東約60°。

2.1.2 斷裂（層）

縣內較大的斷裂帶有井邊至楊家市構造帶，長大于20km，北東向；古樓山至公堰塥斷裂帶，長10km，寬5～6km，南北向。浮山經孫家畈至周潭斷裂帶，長25km，寬5km。縣內還分布有火山巖中發育較小的斷裂（層），其長度不足1km 或數千米不等。還有兩組斷裂（層）縱橫交織成網格狀，如拔茅山；另外兩組斜交在桂竹園、何家沖、和尚橋等地。

2.1.3 褶皺

由火山巖構成的磚橋向斜盆地，成橢圓形，西北郯廬斷裂斜切，巖層傾角10°～20°，褶皺作用微弱。次一級較大向斜有柳峰山向斜、背斜、單斜。

2.1.4 火山機體（構造）

中生代火山爆發，在縣內遺留下眾多的火山機體（構造）。由中心噴發形成的火山口、破火山口多達數十個，密布縣境中部。最大的為七家山火山口，約10km2，可見環形及放射性斷裂。其他火山口如黃栗山（位于橫埠河西北，有2.3km2）、牡丹尖（錢鋪西南，2.1km2）、龍城山（2.2km2）、竹園、黃家大山、查家破院、柳峰山、小嶺、黑洼山等。著名風景區浮山由破火山口構成，火山區面積約14km2；其火山口直徑為4km；四周山丘山脊成弧形，構成懸崖峭壁、巖洞棋布、溝壑奇異的地貌風光。此外裂隙性噴發帶在朱程莊至石溪、龍城山至癩痢山之間。

2.2 地層結構

該擬建場地上部表土層為新近填土，第②層～第⑤層土為第四系覆蓋層（Q4al），第⑥層基巖為三疊系下統南陵湖組中風化石灰巖（T1n）：灰白色、灰黃色，隱晶質結構，薄層-中厚層狀構造，主要由碳酸鹽礦物組成，裂隙發育，充填方解石脈，巖芯呈柱狀，短柱狀，塊狀，局部溶蝕現象明顯，錘擊聲脆且不易擊碎，巖石堅硬程度為較硬巖，巖體完整程度為較完整～較破碎，巖體基本質量等級為Ⅲ～Ⅳ級，巖石質量指標RQD=50%～85%，為較差的～較好的。

3 不良地質作用和地質災害

3.1 滑坡、危巖和崩塌

擬建滲濾液系統北側3～7m 有一原采石區巖質邊坡，坡頂上部為石灰巖礦區礦車通道，現場巖質邊坡如圖1 所示。

圖1 現場巖質邊坡

經現場用地質羅盤及皮尺等量測，該巖質邊坡坡高10～21m，由西向東走向，長度約340m，坡面傾向144°～150°，傾角62°～87°，坡體為單斜厚層三疊系下統南陵湖組石灰巖（T1n），巖層傾向24°～30°，傾角22°～26°，發育有三組剪切節理，一組節理傾向310°～326°，傾角65°～76°，間距0.5～3.1m；一組節理傾向275°～286°，傾角56°～67°節理面間距1.5～3.4m；一組節理傾向32°～37°，傾角77°～85°，節理面間距1.1～2.5m。邊坡巖體類型為Ⅱ類，巖體構造類型為塊狀結構，邊坡安全等級為二級。局部巖體突出外傾，坡頂上有松動的大塊石或孤石，可能形成危巖或崩塌，工程施工前建議對場地附近坡面上松動塊石或孤石進行清除，并對坡面進行掛網或噴漿處理。坡面東北段存在沿巖體坡面堆積的松散坡體，坡體以塊石、碎石，含少量泥土及雜物等組成，呈松散～稍密狀態，堆積坡寬約30m，高6～9m，厚3～5m。當切坡開挖或遇大暴雨時不穩定，易形成滑坡，工程施工前建議對該松散堆積坡體進行清除[5]。

3.2 巖溶

擬建場地為灰巖地帶，巖石為碳酸鹽類石灰巖，存在巖溶發育等不良地質作用。據本次勘探鉆孔的揭露情況，鉆孔數98 個，揭露溶洞的鉆孔29 個，見洞率29.6%，平均線巖溶率3.67%，溶洞的發育的規模及大小不等，揭露溶洞的鉆孔中有單層溶洞69%，多層溶洞31%，溶洞洞高最小值0.3m，最大值5.0m，溶洞充填形式主要為全充填、半充填及無充填3 種，充填物為黏性土、碎石及雜砂、呈串珠狀等發育形式，普遍頂板很薄，綜合判斷擬建場地巖溶發育程度為中等發育。

3.3 不良地質作用和地質災害處理建議

擬建場地存在不良地質作用和地質災害，施工前必須進行不良地質作用和地質災害治理，建議進行巖溶施工勘察，必要時進行地質災害評估[6-7]。

4 場地穩定性及適宜性

根據樅陽區域地質資料及附近工程地質資料，擬建場地無全新活動斷裂構造、地裂縫、土洞和塌陷等其他不良地質現象；根據場地內鉆探和調查情況，擬建場地存在滑坡、崩塌、危巖、巖溶等不良地質作用和地質災害，但相應處理經驗豐富，經處理后可以作為擬建物場地，綜合判斷擬建場地為穩定性不良場地，基本適宜擬建物興建。

5 臨坡擬建物工程分析評價

（1）擬建滲濾液系統（對應3～5 剖面），設計1F，場地開挖后基礎地基為中風化石灰巖，建議采用天然基礎或獨立基礎，以第⑥層中風化灰巖作為基礎持力層。該擬建物場地東北側為松散堆積體邊坡，部分勘探點有小的位移，場地施工前宜做好場地平整工作。

（2）根據建設單位提供的擬建物基礎埋深以及擬建物結構特征，擬建場地在擬建聯合主廠房垃圾坑處（埋深6.0m）及擬建滲濾液系統（埋深5.0m）有兩個獨立基坑。

擬建滲濾液系統基礎埋深較大，預估基礎底面埋深大約在±0.00m 下5m。根據擬建物正負零及勘察期間場地標高情況，場地平整后預計地下室基坑開挖深度大約在4.00～5.00m，基坑側壁安全等級為二～三級，重要性系數γ0為0.9～1.0。

（3）擬建滲濾液系統北側為原采石區巖質邊坡（距離坡角3～7m），坡體穩定，東北側有松散堆積物形成的坡面，西側和南側為海螺水泥廠內部道路，滲濾液系統基礎部分位于松散坡面上，基礎開挖施工前切坡前應對松散坡體及巖塊進行清理[8]。

（4）地下水控制。擬建場內分布排水溝渠，應重點對地表水進行溝渠改移，防止地表水進入基坑；滲濾液系統建議采用坑內明溝集井排水，并對北側排水溝采用截斷引流處理。擬建聯合主廠房建議采用坑外止水帷幕，坑內局部開挖較深部位（垃圾坑處）可采用管井疏干處理。

6 結論

（1）根據工程重要性等級、場地復雜程度等級和地基復雜程度等級，綜合劃分本次巖土工程勘察等級為乙級。

（2）根據樅陽區域地質資料及附近工程地質資料，擬建場地無全新活動斷裂構造、地裂縫、土洞和塌陷等其他不良地質現象；根據場地內鉆探和調查情況，擬建場地存在滑坡、崩塌、危巖、巖溶等不良地質作用和地質災害，但相應處理經驗豐富，經處理后可以作為擬建物場地，綜合判斷擬建場地為穩定性不良場地，基本適宜擬建物興建。

（3）擬建滲濾液系統北側巖質邊坡，邊坡巖體類型為Ⅱ類，巖體構造類型為塊狀結構，邊坡安全等級為二級。局部巖體突出外傾，坡頂上有松動的大塊石或孤石，可能形成危巖或崩塌，工程施工前建議對場地附近坡面上松動塊石或孤石進行清除，并對坡面進行掛網或噴漿處理。坡面東北段存在沿巖體坡面堆積的松散坡體，坡體以塊石、碎石，含少量泥土及雜物等組成，呈松散～稍密狀態，當切坡開挖或遇大暴雨時不穩定，易形成滑坡，工程施工前建議對該松散堆積坡體進行清除。

（4）擬建場地存在不良地質作用和地質災害，施工前必須進行不良地質作用和地質災害治理，建議進行巖溶施工勘察，必要時進行地質災害評估。