贵阳市黔春大道某边坡稳定性分析及治理措施研究

谢朝贵，邵如意，周文喜

（1.贵州省地质矿产勘查开发局111地质大队，贵州贵阳550081；2.贵州地质工程勘察设计研究院，贵州贵阳550081）

随着近些年我国经济持续发展，全国各地的基础设施不断加速建设，尤其是公路、铁路等基础设施的建设，大大改善了西部山区的出行环境。边坡稳定性问题在山区公路工程建设中普遍存在，其直接影响公路建设和运营的安全[1]。边坡稳定分析是当前地质灾害防治的一项重要内容，对其进行科学的分析、评估和论证，提出科学有效的治理措施，可有效提高公路边坡结构的稳定性，有效避免滑坡、崩塌等斜坡类地质灾害带给人民的生命财产损失[2-3]。

1 工程概述

本次选择贵阳市黔春大道公路某路段边坡进行研究，该切方边坡长约378.5m，高约4.95～38.40m，边坡工程安全性等级为一级，地质环境中等复杂。由于道路平场开挖后，形成高边坡严重危害拟建道路及边坡坡顶附近花果园五里冲棚户区、危旧房改造项目L区中学、消防道路，为确保边坡坡顶建筑物、坡脚过往车辆及住户生命财产安全，本文根据边坡规模、特征，采用1∶500工程地质测绘、工程测量、钻探等多种勘察手段相结合的勘察方法，查明工程地质、水文地质等条件，评价边坡的稳定性，并提出边坡整治设计方案。

2 地质环境条件

2.1 气象水文条件

贵阳市属于亚热带湿润气候，气候湿润，雨水充沛，季节分明，年平均气温为15.3℃，年平均相对湿度为77%，年平均总降水量为1129.5mm。

2.2 工程地质条件

研究区为溶蚀残丘—洼地地貌，该边坡地形起伏较大，为南高北低的缓斜坡地形，北面为斜坡陡坎，陡坎下为贵黄公路，高程为1091.00～1137.00m，最大高差46.00m。该边坡总长为378.5m，按坡向、岩土构成等因素可分为A-B、B-C、C-D三段。

A-B段：边坡走向约为339°，坡长约119.9m，坡高为9.9～23.3m，坡度约为73.3°；B-C段：边坡走向约0°，坡长187.5m，坡高为18.8～38.4m，坡度约为73.3°；C-D段：边坡走向约14°，坡长71.1m，坡高为5.0～20.1m，坡度约为73.3°。

2.3 地质构造特征

根据现场地质调查、钻探揭露，边坡场区内无构造断裂及次一级构造发育，出露地层自上而下为第四系（Q）、上二叠统龙潭组（P2l）及下二叠统茅口组（P2m），分述如下：

第四系（Q）：主要为素填土，局部可见耕表土（Qpd）和红粘土（Qel+dl）。其中褐黄色、灰色、黑色素填土由粘土、碎石组成，夹少量块石，为欠固结新近回填土，平均厚度为5.71m。

强风化上二叠统龙潭组：岩性为灰岩，岩质极软，主要呈砂状，少量呈碎块状，节理裂隙极发育，局部地段夹有中风化石灰岩或泥质白云岩，平均厚度为9.56m。

中风化上二叠统龙潭组：岩性为薄—中层状灰岩，呈灰色、灰白色砂状、碎块状和柱状，节理裂隙较发育，岩体较破碎，局部地段夹有白云岩。岩质较硬，岩石饱和单轴抗压强度在32.76～40.12MPa之间，标准值35.42MPa，岩体基本质量等级为Ⅳ级。

强风化下二叠统茅口组：岩性为浅灰色灰岩，岩石破碎呈碎块状、砂状，仅在局部分布，厚度在1.90～14.30m，平均厚度为8.85m。

中风化下二叠统茅口组：岩性为薄—中厚层状灰色、灰白色灰岩，呈碎块状、柱状及砂状，节理裂隙较发育。岩质较硬，岩石饱和单轴抗压强度在35.56～41.48MPa之间，标准值36.56MPa，岩体基本质量等级为Ⅳ级。

通过地质勘察及地质追索法发现龙潭组（P2l）及茅口组（P2m）灰岩总体发育2组裂隙较密、切割较深的节理，产状分别为169°∠72°和58°∠19°，长度多大于0.5～1.2m，节理间距1.0～0.3m。边坡场区沿线岩溶主要形态为溶洞及溶蚀裂隙，通过钻探勘察，综合判断该边坡场区总体为岩溶微发育—中等发育。

2.4 水文地质条件

边坡场区地表水不发育，主要靠大气降水补给，地下水主要是素填土层中的松散孔隙水及基岩溶洞裂隙水，受降雨入渗补给影响较大，季节性特征强。场地丰水期最高水位为1074.6m，而路面设计高程在1091.1～1098.1m之间，丰水期地下水水位低于路面设计高程，故地下水对该边坡的稳定性不构成直接影响。

3 边坡可能破坏方式及稳定性分析

3.1 拟开挖边坡平面布置

边坡岩体不可能产生大规模的滑移，但切坡后岩体受卸荷裂隙与本身节理裂隙的组合切割，将会形成独立的块体，在施工爆破等作用影响下，边坡可能会产生局部的崩塌，同时由于边坡岩土构成为强风化岩层及上覆土层，可能会产生圆弧状滑动。

3.2 边坡稳定性分析计算

开挖形成的永久性切方边坡为岩质边坡、岩土混合边坡，综合边坡的规模和破坏程度，估算其滑塌范围将波及至坡顶已建建筑物，同时边坡垮塌后会危及贵黄路及拟建桥梁工程，根据边坡工程重要性规定，该边坡安全性等级为1级。

（1）计算参数。根据室内土工试验及类似工程经验综合确定边坡各岩土体在天然条件下的抗剪强度及容重，详见表1。

表1 边坡岩土体计算参数表

（2）稳定性计算。选择最不利荷载组合“自重+地表荷载”工况对该切方边坡的稳定性进行计算及评价。假定潜在滑面在最低临空面位置，覆土层及建筑物考虑为上部荷载，选取A-B段边坡1个剖面，B-C段边坡5个剖面，C-D段边坡2个剖面，运用平面滑动法进行稳定性计算分析（详见表2）。采用简化毕肖普法，利用理正岩土软件按自动搜索最危险滑面，对B-C段边坡2个土层剖面、1个强风化层及土层剖面、C-D段边坡3个强风化层及土层剖面，运用圆弧滑动法进行稳定性计算分析（详见表2）。

表2 稳定性计算结果

由计算可知，A-B段切方边坡总体属于不稳定结构。无外倾结构面，产生大规模滑移的可能性较小，但在开挖时，边坡在卸荷裂隙与本身节理裂隙的组合切割作用下，岩体将形成独立的块体，在施工爆破等作用下，边坡可能会产生局部的崩塌，可能会对贵黄路及拟建桥梁工程，造成较为直接的危害。

B-C段切方边坡总体属于不稳定结构，上覆土体容易产生圆弧状滑动，且该段边坡开挖将拆除原有边坡支护体系（抗滑桩+桩间挡板），同时由于该断面素填土较厚，雨季上层滞水同样会对其稳定产生直接破坏作用。边坡一旦失稳不仅会对坡顶花果园五里冲棚户区、危旧房改造项目L区中学及消防道路等建筑物造成破坏，也会危及坡脚贵黄路及拟建桥梁工程，危害较大。

C-D段切方边坡总体属于不稳定结构，部分断面岩土体及上部土层均可能会产生圆弧状滑动，边坡一旦失稳不仅会对坡顶已建的操场等建筑物造成破坏，也会危及坡脚贵黄路及拟建桥梁工程，危害较大。

4 治理措施

由于该边坡为超限边坡且稳定性较差，边坡一旦失稳不仅会对坡顶建筑物造成破坏，也会危及坡脚贵黄路及拟建桥梁工程，危害较大。且由于该地区地下水埋深较大，在边坡坡脚以下，故地表水疏排工作是支护工程的重中之重。治理措施建议如下：

（1）AB段支护措施。AB段边坡为切向岩质边坡，岩层产状为105°∠45°，边坡坡向为339°，故边坡无外倾结构面，节理裂隙较发育，岩体较破碎，且为层状结构边坡，按1∶0.30放坡（坡度约为73.3°），边坡岩体不可能产生大规模的滑移，但切坡后岩体受卸荷裂隙与本身节理裂隙的组合切割，将会形成独立的块体，在施工爆破等作用影响下，边坡可能会产生局部的崩塌。采用截排水沟+锚杆挂网喷射砼支护。见图1。

图1 AB段支护代表断面图（1-1）

（2）BC段支护措施。BC边坡为岩土混合边坡，岩层产状为105°∠45°，边坡坡向为339°，故边坡无外倾结构面，节理裂隙较发育，岩体较破碎，且为层状结构边坡，按1∶0.30放坡（坡度约为73.3°），边坡岩体不可能产生大规模的滑移，但切坡后岩体受卸荷裂隙与本身节理裂隙的组合切割，将会形成独立的块体，在施工爆破等作用影响下，边坡可能会产生局部的崩塌，但上部填土及强风化层较厚，易产生圆弧滑动。采用截排水沟+上部锚拉桩板墙支护，下部中风化岩1∶0.3放坡后锚杆挂网喷射砼支护。见图2。

图2 BC段支护代表断面图（2-2）

（3）CD段支护措施。CD边坡为岩土混合边坡，岩层产状为105°∠45°，边坡坡向为14°，此段边坡强风化层厚度大，易形成圆弧法滑动，采用截排水沟+锚拉桩板墙支护。见图3。

图3 CD段支护代表断面图（3-3）

5 结论

在工程建设中，边坡的稳定性直接关系到工程的建设以及人生财产安全，做好山区公路边坡稳定性的分析和评价，才能够找到相应的治理措施，本文对贵阳市黔春大道某边坡进行勘察及稳定性计算分析，按坡向、岩土构成等因素将该边坡分为A-B、B-C、C-D三段，边坡高约4.95～38.40m，边坡安全性等级均为一级，运用平面滑动法和圆弧滑动法计算评价，三段边均不稳定，可能会对坡顶的建筑物和坡脚贵黄路及拟建桥梁工程造成较大危害。综合各段边坡不同的岩土构成，可能的破坏模式及现场施工条件，对各段边坡采取对应的支护措施，对边坡安全、造价、工期产生良好的效果，对同类边坡具有一定借鉴作用。