关于崩滑地质灾害抢险治理工程的斜坡稳定性分析

郭世兴

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局一总队，贵州 贵阳 550000）

去年我国贵阳市受到连续强降雨天气影响，某街道旁房屋后山体结构侧斜坡出现崩滑地质灾害问题，所幸并没有出现人员伤亡情况。当前滑塌区域总长度5m、高度15m、厚度范围在2m～3m，滑塌总量为180m3，崩塌的岩体结构对于坡体前方的房屋台阶以及房屋周围过道均造成了较为严重的破坏和影响。经过相关工作人员的调查分析得知，该区域后侧山体结构的斜坡程度大约为40m，高度范围在0m～32m之间，属于岩质边坡结构、斜坡结构并没有经过特殊处理，坡体前房屋紧靠着斜坡位置，部分房屋直接镶嵌在斜坡的凹岩腔当中。根据相关调查分析可以了解到，现在边坡坡面结构仍然存在多处规模不等的不稳定性岩体结构，滑坡地质灾害仍然存在进一步位移的可能性。如果后续持续出现强降雨天气环境很容易产生继续崩塌事故，对周围的居民和建筑体造成比较严重的安全威胁，需要提出针对性的处理工作方案来加以解决[1]。

1 崩塌危险岩体结构的形成机理与相关影响因素

1.1 崩塌危险岩体结构的形成机理

根据项目工程现场实地勘查分析，边坡坡体结构的危险岩体结构和基础岩体结构已经完全脱落，部分没有和母岩体结构完全形成脱离，主要是受到两侧区域的节理裂隙以及顶部岩体结构层面的切割，整个岩体结构的稳定性相对较差。当前主要的支撑体为岩体后方，没有贯穿的折叠节理和底部，内倾向岩体结构支撑体系相对比较脆弱，同时在各种不利因素条件的影响之下很容易造成岩体结构的后方节理贯穿形成更加严重的开裂情况，危险岩体结构和底部基础岩层结构之间结合程度下降进而会产生崩塌情况。

1.2 危险岩体结构的主要影响因素

对危险岩体结构所处的地理条件环境展开分析，危险岩体结构受到内部环境因素和外部环境因素的影响和控制内部影响因素，主要包含基础岩体结构的构造性作用、风化作用、重力承载作用以及外部因素的影响。第一，岩体结构受到内部构造的影响，岩体内部发育裂隙程度相对较高，同时岩层结构的基础面将完整的基础岩体结构切割，形成板块相对独立的岩块，为相对独立的岩体结构提供崩塌的作用力。第二，风化作用。根据调查分析该区域的岩土体结构主要是以灰岩为主。在风化和溶蚀的作用条件下，岩体结构内部结理连续发育宽度、发育深度以及延展程度有所加深，裂隙通过率会进一步加大切割岩体结构的表层作用，岩层结构面会因为风化和溶蚀作用所产生的影响，造成岩体结构相互之间的结合程度相对较差，持续性的风化和溶蚀作用会造成切割岩体块和基础岩体结构之间形成脱离，进而产生崩塌情况。第三，重力作用。由于受到岩体结构陡峭节理裂隙作用，以及基础岩层切割面所形成的重力作用，会出现临时性滑移和岩体结构下坠问题，当岩块基础支撑条件不足以抵抗重力作用时，岩块会直接顺着下坠的方向形成滑塌。

2 斜坡稳定性分析

2.1 危险岩体结构稳定性和破坏模式分析

岩体被结构面正式切割之后会形成不稳定性块体结构，若地形坡度相对较陡，外加上岩体结构应力释放等方面问题的影响，造成基础结构面以上的剪应力超过自身的抗剪强度大小，同时瞬间的贯穿裂缝的产生会出现坠落情况产生崩塌问题。通过对现场危险岩石结构的相关调查数据分析，可以看出有效结合基础岩层节理裂隙的发育程度，危险岩体破坏模式已经产生比较严重的变形破坏性情况。通过使用地质类比对方法，对危险岩体结构的稳定性进行宏观判断和分析，结合赤平投影分析工作方法，对危险岩体结构的稳定性情况进行定性判断，如图1。

图1 赤平投影分析面

通过分析可以得知危险岩体结构具体位置，两组节理J1、J2和外延长结构的结合面之间形成切割作用，将岩体结构切割成块状，由于节理J2产生外倾情况，造成岩块的重心出现临空偏移问题。因此，底部基座的危险岩体结构破坏模式，主要是以滑移式和倾倒式为主，底部位置无基座的危险岩体结构破坏模式主要是以坠落式为主。

2.2 危险岩石稳定性计算和分析

危险岩体结构的稳定性受到多方面因素的干扰，在稳定性计算和分析过程中，所涉及到的参数数据相对比较复杂，而准确的参数或许与边界条件等，完全查明工作会存在较大的困难。为了充分认识该区域范围内，危险岩体结构的稳定性条件、适用危险岩体结构的整治工作要求，通过选择部分比较典型具有代表性的危险岩石崩塌类型进行稳定性计算和分析。

3 斜坡稳定性计算

3.1 计算参数的确定

计算参数主要从计算剖面中量取。根据调查，节理面平直光滑、有一定张开度，可见岩屑夹泥充填，节理面结合程度为结合差，根据表1的《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2013），中风化灰岩结构面抗剪强度参数设定为：cs=47kPa、φs=40°，岩体等效内摩擦角φe=52°。暴雨工况下，岩体结构面内聚力和内摩擦角按照折减系数进行取值，按照《工程岩体分级标准》（GB50218）及表1规定，结合程度一般的硬性结构面，浸水时取低值，计算参数见表1。

表1 斜坡稳定性计算参数一览表

3.2 计算公式

前述斜坡稳定性定性分析有失稳可能主要为沿外倾结构面滑动岩质斜坡，按沿最底层外倾结构面平面滑动面滑动计算其稳定性。斜坡稳定性计算公式如下。平面滑动面滑动的岩质斜坡平面滑动面滑动的边坡稳定性系数按下式计算：

T—滑体单位宽度重力及其他外力引起的下滑力（kN/m）；R—滑体单位宽度重力及其他外力引起的抗滑力（kN/m）；c—滑面的粘聚力（kPa）；φ—滑面的内摩擦角（°）；L—滑面长度（m）；G—滑体单位宽度自重（kN/m）；Gb—滑体单位宽度竖向附加荷载（kN/m），方向指向下方时取正值、指向上方时取负值；θ—滑面倾角（°）；U—滑体单位宽度总水压力（kN/m）；V—后缘陡倾裂隙面上的单位宽度总水压力（kN/m）；Q—滑体单位宽度水平荷载（kN/m），方向指向坡外时取正值、指向坡内时取负值；hw—后缘陡倾裂隙充水高度（m），根据裂隙情况及汇水条件确定。

3.3 斜坡稳定性计算过程

（1）计算方案选取。经综合分析本危岩体特征及其各种荷载情况，本次选定如下两种计算方案计算评价危岩体稳定性。第一种为天然状态，即工况①；第二种为持续暴雨，即工况②。

（2）计算剖面选择。前述斜坡定性分析斜坡有失稳的可能，对斜坡分别按工况Ⅰ（天然）和工况Ⅱ（暴雨饱和）进行稳定性定量计算分析，同时按J2节理面、破裂面45°+φ/2=64°分别进行计算分析。选取最不利1-1’剖面进行边坡稳定性计算。

（3）边坡稳定性评价。根据《滑坡防治工程勘查规范》（GT/T 32864-2016）表3滑坡稳定状态划分，斜坡稳定性评价见下表。

表2 斜坡稳定性计算表

表3 斜坡稳定性评价表

通过表3对斜坡稳定性的定性分析及定量计算分析，斜坡在降雨下渗及冲刷坡面等不利因素的作用下，斜坡会向不稳定趋势逐渐发展。

4 结语

综上所述，通过资料收集、野外踏勘、综合工程地质测绘及室内资料的综合整理分析，主要得出了以下结论：贵阳市某街道旁房屋后侧山体崩滑（危岩体）威胁对象为坡前栋居民楼及街道过往行人生命财产安全。对斜坡采用了“清除部分危岩体+危岩嵌补+局部削坡（按52°、70°）+挂网喷浆+锚杆+锚索+格构梁+截排水沟”的工程治理措施进行治理。斜坡治理成功，取得了重大经济、社会效益。