云南保腾高速龙江特大桥边坡稳定性分析研究

薄强　范柱国　白清霖

摘要： 龙江特大桥横跨龙川江，龙江岸坡为大桥的主边坡。本文采用了YCW和EMU计算程序进行稳定性计算；并与工程地质类比法、CSRM判别法等定性分析方法结合，对大桥的边坡稳定性分析，进行综合评价，得出：边坡在弱风化以下岩层稳定；在地震、暴雨极端情况下，边坡残积层和全～强风化层易产生中、厚层滑坡。

Abstract： Longjiang bridge stretches across the Longchuan River， and Longjiang bank slope is the main slope of the bridge. The YCW and EMU program are used for stability calculation combined with the engineering geological analogy method and CSRM discriminant method. Through comprehensive evaluation， it is concluded that： the slope is steady below the moderate weathered rock； in extreme cases like earthquake and storm rainfall， the slope eluvium and full～strongly weathered layer is easy to produce medium and thick layer landslide.

关键词： 稳定性；地质灾害；节理；滑坡

Key words： stability；geological hazard；joint；landslide

中图分类号：U213.1+3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）07-0126-05

0 引言

龙江特大桥，为云南保山至缅甸密支那公路跨越龙川江设计，地理坐标：东经98°40′20″、北纬 24°50′21″。大桥径逾千米，边坡高达280m，边坡的稳定性对大桥建设至关重要。大桥处于高黎贡山西侧，芒棒盆地南部，为一山间盆地地貌。大桥地处高黎贡山陆内造山带和新生代火山活动区，经历过多期构造运动，地质条件复杂、地质灾害发育。边坡稳定性对大桥建设至关重要。因此，对龙江特大桥岩质桥基边坡进行稳定性研究，详细认识其工程区地质特征、岩体质量及稳定性特征，对工程的设计及施工建设具有重要的指导意义和参考价值，对提高和发展西南大开发公路工程建设水平及科研水平都具有重要的经济意义和社会意义。

1 工程地质条件

根据地层岩石组合、岩土体结构特征及其力学强度等，将研究区岩土体类型划可分为7类，详见表1[1][3]。

2 工程地质分析

龙江特大桥为单跨钢桁悬索桥，两岸桥墩及锚墩位于龙江 Ⅲ 级阶地之上，跨越地域较宽，龙江岸坡为大桥的主边坡，主要包括：腾冲岸龙江边坡（Ⅰ）、保山岸龙江边坡（Ⅱ）。

2.1 Ⅰ号边坡

Ⅰ号边坡，坡向与桥轴线基本同向，为127°。坡高300m，总体坡度30°，属岩质高边坡。边坡上地层属新生代地层区，又是火山岩与沉积岩交替的相变复杂区，硬质火山岩中软弱夹层多，岩体破碎，岩体质量差。同时玄武岩属抗风化能力弱的岩类，加之气候、岩体结构等因素对岩石风化作用有利，桥位区岩体全～强风化层巨厚，风化层顺坡形成软弱易滑岩层。弱风化岩整体为碎裂结构，边坡岩体中、下部存在缓倾软岩夹层，垂直或斜坡向方向存在横切斜坡的纵深结构面，边坡弱风化层深部内存在变形破坏必须具备软弱结构面。但Ⅰ号边坡边坡夹持于两滑坡（H1、H2）、沟谷之间，地形上为一孤立山脊，坡面地形陡，排水条件好，水文地质条件对边坡稳定有利。

2.2 Ⅱ号边坡

Ⅱ号边坡，坡向与桥轴线基本同向，为307°。坡高285m，总体坡度31°，属岩质高边坡。边坡岩体破碎，岩体质量差，桥位区岩体全～强风化层巨厚。桥位区全～强风化层结构类型属散体结构，弱风化层整体属碎裂结构。边坡岩体中、下部存在缓倾软岩夹层，垂直或斜坡向方向存在横切斜坡的纵深结构面，边坡弱风化层深部内存在变形破坏必须具备软弱结构面。Ⅱ号边坡边坡夹持于两沟谷之间，地形上为一孤立山脊，坡面地形陡，排水条件好。边坡上局部存在土体浅层滑坡，稳定性较差。

3 边坡稳定性分析

Ⅰ号边坡和Ⅱ号边坡，岩体内都客观上存在沿结构面形成折线型或于水平碎裂、散体（指全～强风化層）岩体形成孤形滑裂面的条件，岩体内的砂砾岩、凝灰岩软弱夹层在上部岩体强大的竖向重荷作用下可能产生塑变（或流变）而导致边坡破坏。因此我们需要利用：根据节理裂隙统计结果，利用YCW程序分析，再利用EMU计算程序（陈祖煜等编）进行稳定性计算[2]；并与工程地质类比法、CSRM判别法等定性分析方法结合，进行综合评价。

3.1 Ⅰ号边坡稳定性分析

3.1.1 YCW和EMU计算程序分析法（见表2、图1）

3.1.2 工程地质类比法

工程地质类比法采用周边工程地质条件与边坡的既有滑坡进行对比定性分析Ⅰ号边坡的稳定性，类比分析因子重点选取对滑坡形成起控制决定作用的地形特征、岩土层结构、结构面发育情况、边界条件、水文地质条件等，野外调查期间进行了详细调查的滑坡与Ⅰ号边坡进行对比。对比结果详见表3。

表3所列对比条件中，滑坡产生的3个必要条件如下：

①后部存在独立汇水区，地表水向坡内汇集并通过岩体裂隙长期渗入坡本内，除增加坡体内水压力外，尚造成岩体、结构面强度降低。

②滑坡产生前，前缘为凹岸，受河水侧蚀作用形成了高陡临空面。

③为结构面条件，H6号滑坡直接由近南北向和近东西两组大型节理控制，产生楔形滑动破坏。H1滑坡后壁节理统计分析显示，近南北向和近东西向结构面主要形成后部和两侧切割边界。除此外岩体内存在一组倾向、倾角与滑坡滑相同的优势节理面，是结构面决定了H1滑坡滑动面形成还是滑坡牵引拉张于后壁上形成该组优势结构面，因无岩体结构面统计资料，无法对比分析，但可以肯定滑坡滑动前滑动面已沿此组节理面贯通。

此三个必要条件，在Ⅰ号边坡内均不存在，因此判断，Ⅰ号边坡不存在产生弱风化层以下岩体滑动的条件，弱风化以下岩体基本稳定。

3.1.3 CSMR评价

3.2 Ⅱ号边坡稳定性分析

3.2.1 YCW和EMU计算程序分析法（见表8、图2）

3.2.2 工程地质类比法

类比方法和对比对象与Ⅰ号边坡相同。对比结果详见表9，所列对比条件中，H1、H6滑坡产生的3个必要条件：①后部存在独立汇水区，地表水向坡内汇集并通过岩体裂隙长期渗入坡本内；②滑坡受河水侧蚀作用形成了高陡临空面；③贯通的坡顶至坡脚的滑动面或节理面。

此三个必要条件，在Ⅱ号边坡内均不存在，因此判断，Ⅱ号边坡不存在产生弱风化层以下岩体滑动的条件，弱风化以下岩体基本稳定。

3.2.3 CSMR评价

评价方法见“3.1.3”的介绍，评价结果见表10。

4 结论

①龙江特大桥位于新构造运动活跃区，周边坡活动断裂众多，强降雨、地震频繁。桥位区地形陡，地表水侵蚀强烈，岩体质量差，地质灾害易发。但通过对大桥主边坡—龙江岸坡，采用YCW结合EMU程序分析、工程地质类比法、CSRM判别法的综合研究，得出：腾冲岸龙江边坡（Ⅰ）和保山岸龙江边坡（Ⅱ），在弱风化以下岩层稳定，浅部残积层和全～强风化层天然状下都基本稳定，在“坡体饱水+地震”工况下安全储不够，在遇强地震或强降雨+地震等极端条件下，边坡残积层和全～强风化层都易产生中、厚层滑坡。

②根据滑坡现象特征，经各种方案比选，本次勘察及防治工程可研推荐方案为：在两侧布置一排抗滑桩，桩间设置钢筋砼挡墙封闭；在坡面整坡清方后，采用锚杆框架梁进行护坡；采用菱形护坡，结合排水、绿化工程进行综合治理。

③建议为减小滑坡产生危害，在滑坡治理前应对滑坡进行长期观测，以保证施工安全以及治理后的效果分析。若发现问题，必须采取应急措施，减少灾害损失。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家标准.工程岩体分级标准.1993.

[2]陈祖煜，等.岩质边坡稳定分析 原理·方法·程序.[M]5-37.

[3]谷德振.岩体工程地质力学基础[M].北京：科学出版社，1979：253-260.

[4]楊志法，尚彦军，刘英.工程地质.第5卷，第4期.