山西神龙湾景观电梯依附岩体稳定性分析

梁 婷 婷

(山西省勘察设计研究院，山西 太原 030013)

1 工程概况

拟建山西神龙湾景观电梯场址位于山西省长治市平顺县东寺头乡阱底村神龙湾景区，景观电梯高约400 m，依山而建，山体近乎于直立。坡脚沟谷区标高为1 001.00 m，坡脚堆积物厚度达80.00 m，山体顶部标高1 405.00 m，山顶上部呈缓坡状。山腰中部有一宽约25 m的缓坡平台，平台标高介于1 243.00 m～1 265.00 m之间。

2 地形地貌

勘察区位于神龙湾景区，地貌单元属于溶蚀侵蚀中山区。电梯所依附陡崖坡高约404 m，整体坡度62°，坡向310°，分为三个台阶：陡崖底部标高1 001.00 m，标高1 001.00 m～1 080.40 m处为坡积物，坡面坡度37°；标高1 080.40 m～1 243.00 m处为裸露基岩，坡面坡度82°；标高1 243.00 m～1 265.00 m处为一地质历史时期形成的平台，平台宽度约25.00 m，坡度约40°，平台植被比较发育；标高1 265.00 m～1 385.00 m处为裸露基岩，坡面坡度83°；坡顶标高1 385.00 m～1 405.00 m处为一较为平缓的平台，坡面坡度30°，植被发育(见图1)。

3 勘察区地质构造特征

勘察区位于太行山块隆的南部，太行山块隆南半部总体表现为向北西倾斜的单斜构造。勘察区地质构造简单，地层呈单斜构造，岩层倾向310°，岩层倾角7°，层间结合良好。

勘察区及其附近未发现断层、强烈褶曲及岩浆活动。裂隙构造在勘察区较发育，是区内主要结构面之一。根据对边坡岩层中的节理裂隙的统计结果，岩体中的构造裂隙特征主要如下：

岩层主要发育有290°∠87°，210°∠87°，260°∠85°三组优势构造节理，其中290°∠87°节理裂隙间距介于0.5 m～0.7 m，裂隙条数平均为1.7 条/m，力学性质属闭合型裂隙，结构面平直，结合好，连通性好；210°∠87°节理裂隙间距介于0.4 m～1.4 m，裂隙条数平均为1.0 条/m，力学性质属闭合型裂隙，结构面平直，结合好，连通性好。260°∠85°节理裂隙间距介于0.5 m～1.5 m，裂隙条数平均为1.3 条/m，力学性质属闭合型裂隙，结构面平直，结合好，连通性好。

区内除构造裂隙较发育外，风化裂隙和植物根劈亦较为发育，风化裂隙产状杂乱无章，根劈裂隙主要沿原有构造裂隙发展，在根劈作用下，构造裂隙张开度增加，达到2.0 cm～7.0 cm，影响深度达到6 m～10 m，对岩体的稳定性形成隐患。受构造裂隙、风化裂隙、根劈作用的多重影响，岩质边坡表面岩体完整性为较完整，岩质边坡的稳定性主要受节理裂隙控制。

4 不良地质作用

经对场地周围进行地质调查，场地存在的主要不良地质作用为崩塌和危岩体。崩塌体主要分布于坡脚地段，分布厚度约80.0 m，总体呈三角形，分布宽度50 m左右，主要为白云质灰岩、灰岩崩塌堆积物，坡面坡度37°左右，长满灌木，目前崩塌体前缘已开挖一部分形成块石、碎石类土边坡，稳定性较差(见图2)。

本次勘察，发现3处危岩体，分述如下：

1号危岩体，位于坡顶电梯位置附近，长约10 m，宽约8 m，高度约3.0 m，该危岩体受290°∠87°组节理控制，在根劈、长期的风化剥蚀作用下，该危岩体周边岩石剥落形成孤峰。

2号危岩体，位于二平台电梯西南侧附近，长约10 m，宽约7 m，高度约6 m，该危岩体受290°∠87°组节理控制，在根劈、应力释放作用下，裂缝宽度达到10 cm～25 cm，底部有岩屑和粉土充填。

3号危岩体，位于坡底电梯西南侧，由于长约10 m，宽约1.0 m～2.0 m，高度约20 m，主要由于210°∠87°组节理作用形成表面贯通裂缝，裂缝宽度达到2 cm～5 cm，少量粉土充填。

5 边坡稳定性定性分析

影响边坡稳定性的因素可分为内在因素和外在因素，内在因素包括：地层岩性、地质结构、地形地貌等；外在因素包括：人类工程活动、地震、降雨等。

边坡岩石坚硬程度为较硬岩～坚硬岩，岩石完整性为较完整～完整，岩体基本质量分级为Ⅰ级～Ⅳ级，岩质边坡整体稳定，边坡稳定性主要受节理裂隙控制。

该边坡坡高404 m左右，评价边坡宽度100 m，边坡倾向310°，陡峭边坡坡度82°。根据野外地质调查结果，岩体构造简单，为一单斜构造，岩层产状为310°∠7°，边坡岩层主要发育有三组优势构造节理。

根据结构面产状赤平投影图分析，边坡岩层倾向与边坡坡向一致，夹角为0°，倾角小于坡角，为不稳定结构；J1与边坡坡向一致，夹角为20°，倾角大于坡角，为基本稳定结构；J2与边坡坡向相反，为稳定结构；J3与边坡坡向一致，夹角为50°，倾角大于坡角，为基本稳定结构。

根据以上分析得出边坡岩层可能沿层面发生顺层滑动，由于受风化裂隙和植物根劈作用的影响，边坡表面局部地段还发育有较大规模的危岩体，易发生倾倒式崩塌。

6 边坡整体稳定性定量分析

边坡岩性主要为硬质岩石，边坡代表性剖面在各种工况下边坡整体稳定性系数介于5.47～6.60之间，稳定系数较高，边坡整体稳定。勘察区边坡整体稳定，由于受风化裂隙和植物根劈作用的影响，边坡表层较为破碎，易发生落石，局部还发育有较大规模的危岩体，易发生倾倒式崩塌。

根据计算结果1号在290°∠87°裂隙的作用下，稳定系数大于1.0，说明该危岩体不会发生倾倒式破坏，但该危岩体上方长有高大松树，松树根部已深入裂隙，在进一步根劈作用下，危岩体亦存在向外倾倒的趋势。2号危岩体、3号危岩体在210°∠87°组裂隙下，降雨或地震工况下稳定系数均小于1。条件具备时2号、3号危岩体会发生倾倒式崩塌，为不稳定危岩体。

7 边坡治理建议

1)为防治景观电梯处的岩体掉块、落石现象，采用主动防护网进行治理，以保持岩体、自然景观的自然形态；

2)对1号、2号、3号危岩体采用锚杆加固并结合主动防护网的方式进行防护；

3)电梯的侧向束缚力可采用预应力锚索或植筋方式提供；

4)结合场地设置有效的截排水系统；

5)由于地质条件的复杂性，为保障设计、施工质量，建议实施动态设计，信息化施工；

6)在施工期间要对边坡进行长期监测，保证施工安全。