山区水库边坡除险加固工程实例分析

董岳

（山东省临沂市园林局（滨河景区管委会办公室），276000，临沂）

以山东省临沂市狼猫山水库边坡除险加固实例，阐述中小型水利水电工程边坡的勘察要点、稳定性分析过程以及工程处理措施。

一、边坡地质情况

本案例边坡位于狼猫山水库管理处西侧，为修建水库管理处时开挖山体而成。边坡长约197 m，坡高4.5～9.7 m，边坡开挖后因资金原因未及时进行边坡支护，随着时间的推移，因边坡陡峭，岩石破碎。2011年9月，水库管理员巡视发现，边坡出现不同程度的裂缝，构成安全隐患，严重危及管理处安全，须进行边坡除险加固处理。

根据地质测绘及勘察，边坡岩体主要分布奥陶系北庵庄组白云质灰岩、泥质灰岩。

白云质灰岩：灰白色～灰黑色，中厚层结构为主，局部为薄层，块状构造，局部见糖粒状结构，燧石呈条带状，直径大的有2～3 cm，岩溶多呈溶孔状，底部与泥质灰岩变层位置岩溶发育强烈，多发育成为溶洞状，无充填或半充填棕红色黏土。该层主要分布于边坡中上部，该层倾向NW295°～318°，倾角 9°～15°。

泥质灰岩：褐黄色～褐色，薄层，风化剥蚀现象严重，裸露处多呈土状，顶部多与岩溶发育带充填黏土连接。该层主要分布于边坡下部，该层产状与白云质灰岩基本一致，由于多风化呈土状，原岩结构不易辨识。

边坡岩体发育三组高角度裂隙，多为无充填，局部为方解石充填。在这三组裂隙及白云质层状结构的共同作用下，边坡岩体多被切割成大小不等的楔形块，边坡为碎裂结构岩质边坡，由于裂隙间距一般大于10 cm，岩体结构细分为块裂结构。

该边坡上部为碎裂结构的白云质灰岩，由于发育多组交角较大的裂隙，岩体已经向坡外出现张裂破坏，偶有崩塌落石现象。局部下部泥质灰岩风化剥蚀严重，多风化呈土状，顶部溶洞发育，形成较多临空面，加剧了上部岩体的张裂现象。综合分析，该边坡为张裂变形边坡。

二、边坡稳定性分析

该边坡岩石开裂，有落石及小范围崩塌现象，危及管理处安全。综合分析产生边坡不稳定的因素主要有以下几点：

①边坡陡峭。边坡坡角θ多在80°～90°范围，为悬坡边坡，特别是桩号 0+058～0+068 段， 90°＜θ≤96°，为倒坡边坡，岩体破碎。

②高角度裂隙发育。虽白云质灰岩、泥质灰岩的层状结构多向坡内侧缓倾，但在三组呈张开状的高角度裂隙的共同作用下，边坡岩体多被切割成大小不等的楔形块，在地下水、附近施工放炮振动、雨水冲刷、风力作用等多种不利因素影响下，出现落石及小范围崩塌等险情，存在较大的安全隐患。

③边坡下部存在软弱夹层。桩号0+000～0+153段，边坡下部泥质灰岩，风化情况严重，多呈土状。随着地下水冲蚀、循环冰冻、风力、植物生长及人类活动的多种影响下，不断向坡内剥蚀，出现较多临空面，临空面水平深度可达1 m，垂直厚度大于1 m。这种状况不断加剧上部呈碎裂结构的白云质灰岩开裂速度及程度，对边坡稳定十分不利。

④岩溶发育。上部白云质灰岩在裂隙集中发育、断层破碎带处岩溶发育，特别是与泥质灰岩的变层位置处，岩溶呈层状发育，形成较多溶洞、溶槽，部分充填棕红色黏土。由于岩溶发育形成的临空面，改变了上部岩体结构的受力状况，在张拉力作用下，使其易产生开裂。

⑤地下水。根据调查，每逢雨季，边坡上长期有水沿灰岩层理、裂隙流出，并时常夹杂棕红色泥沙。这种现象说明该边坡内地下水连通性较好，在地下水水压力、冬季冻胀等多种不利因素影响下，对边坡稳定构成不利影响。

三、综合分析与处理

结合边坡稳定性分析，按照岩质边坡的岩体分类可定位为Ⅲ类。

根据上述分析，结合地方经验，对该处边坡进行永久性边坡支护，采取的工程措施主要有：

①由于岩体陡立，高度大，局部存在倒坡，对边坡进行卸荷，鉴于实际地形坡度大，采用3级分级卸荷。

②岩体下部由于泥质灰岩风化较为严重，对于位于边坡坡体下部的泥灰岩及坡面出露的溶洞、风化淘蚀空洞进行灌浆封堵。

③对边坡采用格构式锚喷支护形式，在边坡薄弱处，锚杆（索）间距应适当减小，锚杆（索）适当加长，杆体锚固段应置于中风化岩体中；边坡岩体破碎地带处，为保证锚孔成孔质量及效率，应预先对其固结灌浆处理。

④边坡上部山体做好排水工作，设立排水沟，并设立边坡变形观测点，严格监测边坡裂缝发展趋势及边坡的稳定性。

四、结 语

根据边坡施工过程中及结束后完整的监测资料显示，采用格构式锚喷支护技术，保证建筑物的安全使用和边坡的稳定，经过实践证明是成功的。从工程中可以得出以下结论：

①采用分级卸荷的方式可以最大程度地减轻边坡自重应力。预应力锚索格构，能有效控制岩土体及工程结构的变形，增强工程的稳定性，并能使较弱结构面上或滑移面上的抗剪强度得以提高，保证边坡工程的长期稳定性。

②在强风化泥质灰岩部位、溶洞及岩体破碎带等影响边坡稳定较敏感部位采用特殊施工措施是必须的，需精心设计边坡坡度、卸荷形式及施工顺序等，但后期施工工期相应较长。

③对边坡支护应利用现代技术进行设计与施工，在施工期间加强监测，及时修改设计和施工方案，以保证施工安全和建筑物的安全正常使用。