御临河生态调节坝岩质边坡稳定性评价

□朱元春（重庆市水利电力建筑勘测设计研究院）

御临河生态调节坝岩质边坡稳定性评价

□朱元春（重庆市水利电力建筑勘测设计研究院）

御临河生态调节坝工程在导流明渠施工过程中，右侧边坡在连续降雨天气下，岩土体发生沿顺坡向结构面塌滑，使边坡贴坡挡墙发生变形破坏。根据对失稳边坡的定性和定量分析，结果表明，岩质边坡岩体中的结构面的产状、组合关系和结构面的抗剪强度，对岩质边坡稳定性起控制性作用。

御临河；边坡；稳定性；评价

0 前言

重庆市两江新区御临河生态调节坝工程位于御临河下游段，属长江水系。坝址距御临河与长江的汇合口约2.70 km。该工程由大坝与调度控制闸组成，大坝为混凝土重力坝，坝长164 m，最大坝高25.20 m。调度控制闸位于大坝右岸。御临河生态调节坝工程在导流明渠施工过程中，右侧边坡在连续降雨天气下，岩土体发生沿顺坡向结构面塌滑，使边坡贴坡挡墙发生变形破坏，存在安全隐患，影响工程进度，必须对其进行治理。

1 地质概况

场地位于御临河右岸，为丘陵河谷斜坡地形，地形坡度一般25～40°，局部40～55°；在斜坡中上部由厚层砂岩形成条带状陡坎；岸坡丘顶高程250～270 m；御临河水面高程155～175 m；河床底高程150 m。导流明渠设计底板高程156 m，最大开挖边坡坡高约40 m。

场地出（揭）露地层岩性为第四系残破积层粉质粘土夹块碎石和侏罗系中统新田沟组砂质泥岩夹长石砂岩。坝址区构造上位于明月峡背斜SE翼，无断层，岩层产状：N25～40°E/SE∠36～48°。主要发育有两组裂隙，J1：N30～50°E/NW∠40～60°，裂隙间距0.30～1 m，裂隙浅层一般张开2～5 mm，岩屑与粘土充填，裂隙面光滑、略有起伏、局部裂面附泥膜，裂隙一般延伸长度5～8 m，局部10～15 m；J2：N55～65°W/SW∠60～75°，裂隙间距0.40～0.90 m，裂隙浅层张开4.00～8.00 mm，岩屑与粘土充填，裂隙面光滑、略有起伏，裂隙延伸长度6～10 m。裂隙平均间距0.70 m，总体属较发育。

2 失稳边坡基本特征

2.1 地形地貌及分布

导流明渠位于场地斜坡中下部，导流明渠轴线方向从上游至下游为N36°E，设计渠宽18 m，长523 m，渠底板高程156 m，左侧开挖坡高2～7 m，右侧开挖边坡坡高一般20～30 m，最大坡高约40 m。175 m高程以下设计开挖坡比1:0.30，锚杆贴坡挡墙支护；175 m高程以上，岩质边坡开挖坡比1:0.50；土质边坡开挖坡比1：1～1：1.50。

失稳边坡分布于导流明渠桩号0+310～337 m，塌滑长度约65 m，宽度15～20 m，厚度3～4 m，体积约5 000 m3。沿顺坡向结构面塌滑，后缘土体拉裂，裂缝宽度0.30～0.50 m。

2.2 物质组成

失稳边坡岩土体主要为第四系残坡积层粉质粘土夹块碎石土和侏罗系中统新田沟组砂质泥岩夹长石砂岩。粉质粘土夹块碎石，粉质粘土为紫灰色，稍湿，可塑状；块碎石主要成分为泥岩、砂岩，棱角状，粒径一般为2～5 cm，厚度2～4 m。下伏基岩为侏罗系中统新田沟组紫红色泥岩夹粉砂岩，薄～中厚层状构造。岩土分界面高程165～173 m。基岩强风化层厚约0.50～1 m。

2.3 成因分析

该段开挖边坡为上土下岩混合岩土边坡。上部土体欠稳定，下部岩质边坡在自然状态整体基本稳定，局部欠稳定。经现场地质调查和稳定性验算，其原因如图1。

图1 开挖边坡塌滑现状示意图

①受风化卸荷影响，浅表岩体顺坡向裂隙J1发育，张开且夹泥，裂隙贯通性较好，边坡切脚开挖后，形成临空面，造成边坡沿J1失稳破坏；②边坡上部土体未按照设计要求进行清除或削坡减载，开挖后土体部分边坡坡比达1:1～1:1.50，坡比陡；③边坡后缘未设置截、排水沟；④边坡失稳之前，已连续降雨多日，下雨后土体由于排水不畅，长期受雨水浸泡，土体达到饱和状态，自重增大，物理力学性能降低；岩体结构面物理力学性能降低。

上述多方面原因造成K0+310.00～0+375.00段边坡上部岩土体失稳，岩土体沿坡脚出露的J1结构面失稳。

3 边坡稳定性评价

3.1 定性评价

该段开挖边坡为上土下岩混合边坡；高程165 m以上为土质边坡，下部为基岩边坡。基岩边坡为反向层状边坡，边坡上发育顺坡向节理J1，节理夹泥，属泥型；边坡岩体质量属CⅣ。边坡结构面赤平投影图见图2。据《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）附表B.0.1、B.02.2与边坡结构面赤平投影图，边坡岩体稳定性受J1控制，边坡岩体整体基本稳定；开挖切脚后，边坡受J2与层面裂隙切割形成的岩块沿J1结构面破坏。

图2 边坡结构面赤平极射投影图

3.2 定量评价

以K0+335断面未变形前边坡作为该段代表性剖面进行边坡稳定性验算（见图3）。边坡稳定分析计算采用刚体极限平衡分析方法进行计算，见公式（1）；降雨时采用有效应力。上部土体沿基岩面滑动，基岩滑面按J1（泥型），裂隙面考虑水压力和不考虑水压两种。岩土参数见表1。

表1 边坡岩土参数建议值表

N：分条条块重量垂直于潜在滑面的重量（kN/m）；φ：内摩檫角（°）；c：凝聚力（kpa）；L：滑弧长度（m）；T：分条条块重量平行于潜在滑面的重量（kN/m）；按表1给出的岩土参数计算。

图3 导0+335未变形前边坡断面图

计算结果：上部土体，天然稳定系数K＝1.19，暴雨工况时K＝0.83，表明土体稳定性较差，这与实际情况基本一致。整体边坡稳定性计算结果见表2。

表2 边坡稳定性计算成果表

按K=0.95反演计算岩土参数，计算结果见表3。

表3 边坡稳定性反算成果表

3.3 综合评价

上述计算成果表明，该段边坡现状不稳定。边坡表层土体现状欠稳定，暴雨工况不稳定；基岩边坡切脚开挖后，表层岩体将沿浅表J1（泥型）结构面滑移破坏。这与实际情况基本一致。经对1）、2）计算结果对比分析，原建议J1参数取值（表1）是基本合理并满足规范要求。为确保边坡工程安全， J1（泥型）结构面参数建议值，天然状态：c’=10kpa，f’=0.25；饱和状态：c’=6kpa，f’=0.20，其余参数见表1。

4 结语

根据对御临河生态调节坝导流明渠右侧边坡的分析与稳定性计算，右侧边坡岩体的稳定性受J1、J2与层面裂隙组合控制，以J1为滑动面产生滑动。结构面多为泥型结构面，在连续降雨天气下，结构面抗剪强度降低，导致岩体产生滑动。说明岩质边坡岩体中的结构面的产状、组合关系和结构面的抗剪强度，对岩质边坡稳定性起控制性作用。

TV223

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：1673-8853（2017）02-0008-02

2016-12-13

编辑：刘长垠 韦诗佳

朱元春（1984.10-），男，工程师，研究方向：工程地质与水文地质。