实例分析岩质边坡塌滑成因

□乔新颖 □王双锋（河南省水利勘测有限公司）

边坡稳定性问题一直是岩质边坡一个重要研究内容，它涉及水电工程、铁道工程、公路工程、矿山工程等诸多工程领域，能否正确评价其稳定性直接关系到建设工程的安全。随着我国经济建设步伐的加大，我国迎来了大规模基础设施建设的高潮，这必然会对地质环境造成不同程度的破坏。边坡稳定性分析方法很多，不同的方法又各具特点，有一定的适用条件。如何根据具体的边坡工程地质条件，正确分析出边坡塌滑的原因，是一项很重要的工作，只有准确的分析出边坡塌滑的原因，才能为工程的安全设计及施工提供地质依据。

边坡是自然斜坡和人工斜坡的总称，自然斜坡是由自然地质作用形成的后期未经人工改造的斜坡，这类边坡在山区广为分布，如山坡、处于山区江河的岸坡；人工斜坡指经人工开挖或改造而形成的斜坡，如渠道工程边坡及公路、铁道两旁的边坡等。岩质边坡一般具有立壁性好，自稳能力强的特点，但岩体节理（裂隙）的存在会在外力的诱发作用下导致岩质边坡产生滑动破坏，进而影响工程永久安全。现以某退水渠工程（右岸）边坡为例分析其塌滑原因，并进行稳定性评价。

1.退水渠边坡主要工程水文地质条件

1.1 边坡开挖地层岩性

边坡整体为土、岩双层地质结构，其地层岩性如下（见图1）：

图1 退水渠边坡地质剖面图（立面投影）

边坡上部为人工堆积杂填土，成分较杂，主要为人工无序采石后堆填的石渣夹杂废土；下部主要为奥陶系（O2S）灰岩，青灰色，隐晶质结构，厚层状构造，现场实测岩石产状：走向20°，倾向SE，倾角24°，发育有裂隙；局部边坡段灰岩上部分布有石炭系（C2b）杂色泥岩、铝土质泥岩、铝土矿等，以褐黄、褐灰色为主，杂棕红、紫红色，一般强～全风化。

1.2 灰岩节理（裂隙）发育情况

裂隙按力的性质可分为：剪裂隙和张裂隙。

1.2.1 剪裂隙

产状较稳定，沿走向和倾向延伸较远，裂隙平直、光滑；裂隙面常有擦痕和摩擦镜面；裂隙多呈闭合状；由于发育较密，常形成裂隙密集带。

1.2.2 张裂隙

产状不稳定，往往延伸不远即消失；裂隙面粗糙不平，呈弯曲状或锯齿状；裂隙呈开口状或楔形；由于发育稀疏，很少构成裂隙密集带。

场区灰岩节理（裂隙）较发育，边坡塌滑前对边坡面进行了节理裂隙统计（见图2）。

图2 节理裂隙统计玫瑰花图

边坡塌滑后，经过现场勘察，滑塌体脱落面平直光滑，存在擦痕，其发育特征符合剪裂隙特征。

1.3 场区水文地质条件

场区属大陆季风气候区，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，多年平均气温14.9℃，多年平均降水量583mm，降水多集中在7、8、9月份。退水渠基本为汛期施工开挖，开挖深度范围内未见地下水；退水渠右岸边坡塌滑为11月底，塌滑前10d 左右为连续阴雨天气。

2.退水渠设计及施工开挖边坡基本情况

该退水渠设计开挖断面为倒梯形断面，边坡分级开挖，中间设置马道。右岸岩质边坡走向125 °，倾向35 °，倾角63 °～76 °；上部土质边坡倾角45°左右，见图3。

图3 退水渠施工开挖横断面示意图

该退水渠右岸边坡塌滑前，边坡未完全成型；塌滑时，施工机械正在修整马道，清理边坡浮石。

3.边坡塌滑原因分析

通过现场查勘、地质编录，经分析，该段边坡塌滑原因为：贴近原设计开挖坡面存在两条与坡面形成小角度夹角的节理（裂隙），在其它诱因作用下而形成的楔形体滑动破坏（见图4）。

图4 裂隙切割楔形体平面投影示意图

楔形体滑动破坏主要受两组相向倾斜的结构面控制，且结构面倾角小于坡角，在此情况下，两组结构面将岩石切割成楔形体而存在于边坡上，在重力（或上覆土体压力）作用下或降雨、震动作用诱发下，楔形体沿两组结构面向临空方向发生滑动破坏。边坡塌滑后，对裂隙①、裂隙②的产状进行了现场实测。退水渠右岸边坡产状、岩石（灰岩）产状及节理（裂隙）①、②产状见表1。

表1 人工边坡/ 岩体/ 裂隙产状表

根据表1，岩石倾向与边坡倾向近垂直，为边坡稳定的有利因素；裂隙①、裂隙②与边坡面的相互切割关系构成边坡楔形体滑动破坏的内在因素，两条裂隙面均贴近设计开挖坡面。在长期降雨入渗情况下加之边坡上部杂填土的压重及施工震动等各种因素，达到临界侧向受力状态进而导致边坡塌滑。

4.边坡稳定性评价及地质建议

该边坡发生滑动破坏，产生的塌滑体主要为A 区（见图1、图2），根据边坡楔形体滑动破坏特征，B 区亦为影响边坡不稳定的（部分）楔形体。建议先清除边坡上部的人工堆积杂填土，对边坡上沿裂隙面未塌滑的楔形体进行清除，再对边坡进行适当削平修整。通过对该退水渠边坡塌滑的原因进行分析，岩体内存在的节理（裂隙）对工程边坡的危害性有了形象的认识。对类似工程边坡提出超前地质预报具有一定的指导意义，有助于工程边坡的设计及施工安全防患于未然。

［1］工程地质手册［M］.4 版.中国建筑工业出版社，2007

［2］岳平七，等.陕南公路边坡地质灾害规律初探［J］.西部探矿工程，2009.3，21（155）：122-123.