韩春雨 杨会强
危岩体是工程建设过程中需要引起特别重视的一类地质灾害,其破坏前具有很强的隐蔽性,破坏时具有突发性。本文讨论的某电站Ⅲ号危岩,其下方紧邻宽度约3m的乡村公路,公路下方建设水电站厂房,如果该危岩体在诱发因子(降雨、地震等)的作用下发生失稳破坏,将会对山上居民的交通、人身财产及电站的建设和正常运营产生重大影响。本文对降雨状况下危岩的稳定性情况进行模拟分析。
Ⅲ号危岩体高度30m左右,坡度约为75°,由生物碎屑灰岩组成的陡崖,在高倾角卸荷裂隙和缓倾角节理切割的作用下,其腰部呈现两条未贯穿的近水平裂隙,N30-40°WNE<3°,顶部呈现两条裂隙,N20-30°WNE<85°-90°,张开10~20cm;经现场测量、分析初步判断该危岩在诱发因子作用下可能会发生倾倒式破坏。危岩体现状见图1。
图1 危岩体现状图
危岩体在雨中、雨后一定时间后发生失稳破坏占危岩体崩塌破坏的70%以上。降水是诱发危岩体产生破坏的主要因子之一,由于水体浸入岩体裂隙,会降低充填物的物理力学参数(如抗剪强度指标),特别是当充填物为黏性土时,在水的作用下,黏土产生润滑效果,对危岩体发生失稳破坏起到了加剧作用。除此之外,水体聚集在裂缝,会产生动水压力、静水压力,在短时间内具有一定的水头,对危岩体产生劈裂作用,加剧裂缝的贯通、张开,促进了危岩体变形失稳。
采用plaxis软件对在暴雨影响下的危岩体进行稳定性模拟分析,选取模拟参数为:降水高度占裂隙1/3深度。
图2 暴雨下总位移图
图3 右上角点位移对比图
由图2可以得到危岩体右上角位移最大,总位移两达37.4mm;由图3可以看出产生的位移主要为水平位移,垂直位移量极小。从以上数据分析可知,该危岩体破坏模式是上部逐渐向临空侧发生位移,直至发生倾倒破坏。模拟结果可以得到,降雨对危岩体发生失稳破坏起到了加速诱发作用,由于该危岩体破坏对工程影响较大,为防止居民、国家人身财产安全遭到损失,需要对其采取加固处理措施。
按照危岩体级别分类,该危岩体为Ⅱ级,经过方案对比分析,决定采取锚索锚固与其他处理措施联合防治的方案。
分析在暴雨工况下,锚索不同施工阶段对危岩体的加固作用(未考虑后缘裂隙采取措施进行封填)。
图4一排锚索支护总位移云图
图5两排锚索支护总位移云图
通过图4可以看到,在完成第一排锚索锚固后,其最大位移量是17.63 mm,较未支护情况下减少了19.77mm;由图5可知锚固施工完成后其最大位移量为14.47mm,较未支护情况下减少了22.93mm;以上分析说明锚索锚固该危岩体的方案起到了很好的作用,有效地预防了该危岩倾倒破坏的发生。另外实际施工中锚索注浆会浸入裂隙,对危岩稳定也起到了一定作用,同时还对顶部裂缝进行了封堵,加强了对危岩体发生破坏的防范。