某水利工程岩质边坡的稳定性分析及防治措施:赤平投影法

吴爱军

(甘肃省水利水电勘测设计研究院，甘肃 兰州 743000)

在水利枢纽建设工程中潜在不稳定边坡是主要地质灾害之一，在前期勘测阶段对边坡稳定性分析评价，并提出防治措施建议，以便于设计方合理优化设计方案，施工组织更经济安全。笔者以工程实例对不稳定岩质边坡浅析并做简单防治措施建议，不足之处望指正探讨。

1 工程概况

工程区位于侵蚀构造中高山区，地貌类型由高山区、峡谷区和河谷平原区构成。本工程区由库区、坝址区、引水发电系统、放空洞兼生态基流放水洞、厂区及进场道路六大部分组成。经本次野外调查，潜在不稳定边坡共5段，均为岩质边坡。

2 工程区潜在不稳定边坡(Q)

该工程区初步调查潜在不稳定边坡5段(Q1－Q5)，均为自然形成。拟建工程坝址区下游发育 Q1、Q2两段潜在不稳定边坡，拟建工程库区段发育 Q3、Q4、Q5三段潜在不稳定边坡，Q1－Q5潜在不稳定边坡由石炭系板岩及大理岩构成。

2.1 拟建工程坝址区下游发育潜在不稳定边坡

拟建工程坝址区下游发育潜在不稳定边坡两段(Q1、Q2)，为岩质边坡，分布于峡谷区左岸谷坡处，微地貌呈陡崖，边坡坡面形态为凹形，是自然形成的潜在不稳定边坡，坡高45 ～50 m，坡长分别为 430 m、420 m，坡向为 285°、240°，坡度约70°～75°，坡体裸露，无植被生长，组成该边坡的岩性为大理岩，强风化带厚度4～8 m，产状110°∠70°。表面风化强烈，风化裂隙发育，岩体表层节理裂隙发育，主要发育的节理有三组，节理 1，135°∠75°，延伸长度一般 5～15 m，裂隙间距约 0.4 m，节理 2，240°∠70°，延伸长度一般 4 ～12 m，裂隙间距约 0.6 m，节理 3，310°∠60°，延伸长度一般 5 ～20 m，裂隙间距约0.2 m，坡顶有小型松动危岩体分布，坡脚为陡崖，为斜交坡，岩体在以上节理切割影响下，破坏了原用结构和强度，致使坡面危岩、危石较发育，时常有小规模崩塌、滑塌现象发生(见图1、照片1)，据赤平投影图(见图1)，有2个结构面的交点位于坡面投影线的一侧，而且是坡面投影线的外侧。综上所述，该段潜在不稳定边坡现状稳定性差。

2.2 拟建工程库区段发育潜在不稳定边坡

拟建工程库区段发育潜在不稳定边坡三段(Q3、Q4、Q5)。

1)Q3潜在不稳定边坡。分布于河谷右岸中高山前缘，微地貌呈陡崖，边坡坡面形态为凹形，是自然形成的潜在不稳定边坡，坡高50 m，坡长为 290 m，坡向为 170°，坡度 75°，山体裸露，无植被生长，组成该边坡的岩性为板岩、大理岩，强风化带厚度7～8 m，产状350°∠60°。表面风化强烈，风化裂隙发育，岩体表层节理裂隙发育，主要发育的节理有二组，节理1，310°∠75°，延伸长度一般 4～10 m，裂隙间距约0.2 m;节理 2 ，80°∠70°，延伸一般 10 m 左右，裂隙间距约0.1～0.2 m，坡顶有小型松动危岩体分布，坡脚为陡崖，为反向边坡，岩体在以上节理切割影响下，破坏了原用结构和强度，致使坡面危岩、危石较发育，时常有小规模崩塌、滑塌现象发生(见照片2)。

图1 Q1潜在不稳定边坡赤平面图及剖面图

2)Q4潜在不稳定边坡。均分布于河谷右岸中高山前缘，微地貌呈陡崖，边坡坡面形态为凸形，是自然形成的潜在不稳定边坡，坡高80 m，坡长为380 m，坡向为40°，坡度45°，坡体裸露，无植被生长，组成该边坡的岩性为板岩、大理岩，强风化带厚度6～9 m，产状200°∠60°。表面风化强烈，风化裂隙发育，节理有三组，(1)120°∠75°，延伸长度 4 ～7 m，裂隙宽度 0.2 ～0.4 cm;(2)245°∠60°，延伸长度 4 ～11 m，裂隙宽度 0.1 ～0.15 cm;(3)178°∠70°延伸长度 3 ～10 m，裂隙宽度 0.1 ～0.2 cm。坡顶有小型松动危岩体分布，坡脚为陡崖，为斜向边坡，岩体在以上节理切割影响下，破坏了原用结构和强度，致使坡面危岩、危石较发育，时常有小规模崩塌、坠石等现象发生(见图2、照片3)。据赤平投影图(见图2)，有1个结构面的交点位于坡面投影线的一侧，而且是坡面投影线的外侧。综上所述，该段潜在不稳定边坡现状稳定性差。

图2 Q4潜在不稳定边坡

3)Q5潜在不稳定边坡。均分布于河谷右岸中高山前缘，微地貌呈陡崖，边坡坡面形态为凸形，是自然形成的潜在不稳定边坡，坡高 100 m，坡长为 510 m，坡向为 195°，坡度55°，坡体裸露，无植被生长，组成该边坡的岩性为大理岩，强风化带厚度7～10 m，产状60°∠70°。表面风化强烈，风化裂隙发育，坡顶有小型松动危岩体分布，坡脚为陡崖，为斜向边坡，岩体在以上节理切割影响下，破坏了原用结构和强度，致使坡面危岩、危石较发育，时常有小规模崩塌、滑塌现象发生，(见照片4)。

照片1 Q1潜在不稳定边坡

3 边坡失稳防治措施

工程挖方地段，由于受地形、构造节理及岩层强风化等不利因素影响，施工中或工程建成后可能产生边坡失稳，引发崩塌地质灾害，其规模和危害程度与开挖边坡的岩性与高度有关。

包括坝基基建面的强风化岩层清理，左、右坝肩表层强风化岩带的开挖、导流洞(放水洞)进出口洞脸开挖及溢洪堰开挖。

1)坝基基建面开挖形成边坡失稳的防治措施。按合理边坡比进行开挖，及时清除坡面发育的危石，设专人对边坡稳定性进行监测工作。并根据需要进行必要支护工程措施。

2)左右坝肩开挖形成边坡失稳的防治措施。左右坝肩对强风化层清理工程，应采用自上而下手风钻打孔，爆破清除施工方式，并且标高每下降10 m，预留宽2 m左右台阶，按合理边坡比进行开挖，坡面进行喷浆，或采用下挡上护措施，必要时可采用预应力锚索加固手段。

3)溢洪洞、导流洞进口引渠段、出口引渠段、进出口洞脸开挖及放空洞洞脸及明渠开挖形成边坡失稳的防治措施。在工程施工中，按合理边坡比进行开挖，对开挖后形成的岩质边坡坡面发育的危岩、危石，采取清除处理，并根据需要进行喷浆或支护工程措施。开挖后形成的土质边坡经坡面整平后，喷10 cm厚砼支护。开挖过程中设专人对边坡稳定性进行监测工作，并在坡顶部位做好防、排水工程，避免地表水渗入岩土体内。

照片2 Q3潜在不稳定边坡

照片3 Q4潜在不稳定边坡

照片4 Q5潜在不稳定边坡

4 结语

潜在不稳定边坡在建设工程项目中同其他地质灾害一样，应提前预测分析，根据整个工程区和危险性提出想要的有效防治措施建议，贯彻“以防为主，防治结合”的原则，以达到加快项目工程建设、增加经济效益、保护地质环境、避免和减少灾害损失的目的。

[1]杨玲，等.青海省海西州巴音河蓄集峡水利枢纽建设工程地质灾害危险性评估报告[R].2012.

[2]地质灾害防治条例[S].2004.