安徽池州贵池某安置点山体边坡支护工程设计

邹文军

(安徽省地质矿产勘查局324地质队，安徽 池州 247100)

0 引言

池州贵池某安置点位于山体附近，该山体土质疏松[1]，经雨水冲刷山体已出现滑坡现象，存在重大安全隐患[2]。为预防滑坡地质灾害，保障人民生命财产安全[3]，文章对该区域的地质与工程条件进行分析研究，并结合地质条件及边坡稳定性，提出山体边坡支护工程设计方案，对消除该安置点安全隐患具有重要意义。

1 工程现状概况

池州贵池某安置点因二期山体已开挖并形成现状边坡，形态较复杂[4]，且具有较大安全隐患，分四段描述，编号分别为1段、2段、3-1段、3-2段(图1)。

1段边坡为单级放坡，走向北东，长近70 m，坡度近45°，边坡相对高差1～3 m，边坡中部区段高差最大，向两侧逐渐降低。坡底高程44～45.5 m。

2段边坡为4级放坡，从上至下1级坡走向北西，长近19 m，坡度近45°，边坡相对高差3～3.5 m，1平台宽度3～7 m，平台高程61.5 m左右；2级坡走向北西，长近26 m，坡度近45°，边坡相对高差5 m，二级平台宽度2～7 m，平台高程53.80 m左右；3级坡走向北西，长近48 m，坡度近45°，边坡相对高差3.5 m，三级平台宽度1～5 m，平台高程50.5 m左右；4级坡走向北西，长近53 m，坡度近45°，边坡相对高差4 m，坡底高程45.5 m左右。

3-1段边坡为3级放坡，从上至下1级坡走向北北西，长近40 m，坡度近45°，边坡相对高差4～10 m，1级平台宽度2.5 m左右，平台高程60～62 m；2级坡总体走向北北西，长近75 m，坡度近45°，边坡相对高差7～8.5 m，二级平台宽度3～10 m，局部近12 m，平台高程51～52 m；3级坡走向北西，长近60 m，坡度近45°，边坡相对高差4.5～6 m，坡底高程45 m左右。

3-2段边坡为3级放坡，从上至下1级坡走向北东，长近63 m，坡度近45°，边坡相对高差9～10 m，1级平台宽度1.5～2.5 m，平台高程58.5～60 m；

图1 某安置点山体边坡支护工程总设计平面图

2级坡总体走向北东，长近90 m，坡度近45°，边坡相对高差3～8 m，二级平台宽度5～12 m，平台高程51～52 m；3级坡走向北东，长近117 m，坡度近45°，边坡相对高差1～6 m，坡底高程44 m左右。

2 区域地质概况

安置点所属区域大地构造单元划分隶属扬子准地台(I)下扬子台坳(II)沿江拱断褶带(III)安庆凹褶束(IV)南缘[5]。区域构造属贵池背向斜带，褶皱形态呈北东东向长条状，断裂构造较发育[6]。地层分区属扬子地层区下扬子地层分区贵池地层小区。

2.1 地层

区域地层自志留系下统高家边组—三叠系下统和龙山组出露较连续，第四系主要分布于山间凹地。勘察区主要出露二叠系栖霞组及二叠系孤峰组地层。

2.2 地质构造与地震

2.2.1 地质构造

区域构造属贵池背向斜带中的涓桥向斜。涓桥向斜位于贵池背向斜北部，自铜山经涓桥、池州市至马衙一带分布，核部地层由三叠系地层组成，褶皱被一系列断层破坏较严重，两翼地层出露不全，东段遭花园巩岩体破坏。主体轴迹南西段为北东走向，向北东转为近东西向。

勘察区分布在涓桥向斜的翼部，该区断层较发育，但均为前第四系断层(非全新世活动断裂)，对本区稳定性无影响。

2.2.2 地震活动情况

区域上勘察区位于华北地震区的南部，跨越郯庐地震带和长江下游—黄海地震带。据历史地震目录，本区地震活动强度和频度相对较低，一般0.5～2级，地震基本烈度为Ⅵ度区。综合来看，本区地震多为受外围地区中强地震影响所致，属弱震区，区域稳定性较好。

3 水文、工程地质特征

3.1 水文地质特征

根据区域地层岩性、含水特征及相对富水性差异，区内可划分为第四系松散岩类孔隙含水岩组、二叠系孤峰组碎屑岩、二叠系栖霞组碳酸盐岩类岩溶含水岩组。

3.1.1 第四系松散岩类孔隙含水岩组

由第四系全新统洪冲积及残坡积层构成，洪冲积分布于山间谷地及河谷处。其上部岩性为含碎石粉质黏土，黏土夹少量细粉砂，下部为碎石土。残坡积层成分为含碎石粉质黏土、含碎石黏土，一般透水而不含水。地下水水力性质为无压水，水位埋深随地形变化，且季节性水位变化较大。水质类型为HCO3—Ca型水。受大气降水补给，并补给下伏基岩或季节性与地表水相互补给。

3.1.2 二叠系孤峰组碎屑岩裂隙含水岩组

二叠系孤峰组(P1g)页岩含水层分布于工作区内。岩性为薄层硅质岩、钙质页岩泥质页岩等。受大气降水及区域径流补给，与下部含水层联系密切。

3.1.3 二叠系碳酸盐岩类岩溶含水岩组

栖霞组(P1q)根据岩性分成上、下两个岩性段。上段(P1q2)岩性为中厚层状燧石结核或条带状生物碎屑微晶灰岩及含炭质生物碎屑灰岩；下段(P1q1)岩性为中厚层状沥青质灰岩夹薄层炭质页岩，底部为炭质页岩、粉砂质页岩及煤层。

3.2 工程地质特征

3.2.1 地层时代及成因类型

根据野外调查及钻探揭露的地层和堆积物沉积韵律特征，该区域地层由新到老依次为：第四系耕植层(Qpd)，二叠系下统(P1)沉积岩。岩性主要由耕植土、页岩、灰岩等组成。

3.2.2 边坡岩土构成及岩性特征

区域场地岩土依层序分为耕植土、全风化泥质页岩与全风化钙质页岩互层、全风化钙质页岩和中风化燧石灰岩。

耕植土主要由黏土、粉质黏土组成，夹杂少量钙质页岩、硅质岩碎石，含大量植物根系，该层主要分布在坡顶、边坡平台及坡角处。层厚0.30～2.00 m，平均0.94 m。

全风化泥质页岩与全风化钙质页岩互层绝大部分已风化成黏土，硬可塑状，干强度高，低压缩性，高韧性，无摇振反应；原岩结构构造基本破坏，但尚可辨认，有残余结构强度，原岩为微晶结构，页理构造，主要成分为泥质、方解石等；局部夹硅质岩，黑色，隐晶质结构，块状构造，主要成分为硅质、炭质。岩石坚硬，性脆，敲易碎；该层岩芯大部分为泥柱状，局部碎屑状(硅质岩碎块)。层厚2.00～21.00 m，平均11.58 m。该层全场地分布，土体具有膨胀性，自由膨胀率为40%～58%，膨胀潜势为弱。

全风化钙质页岩绝大部分已风化成黏土，硬塑状，干强度高，低压缩性，高韧性，无摇振反应；原岩结构构造基本破坏，但尚可辨认，有残余结构强度，原岩为微晶结构，页理构造，主要成分为方解石、泥质等；岩芯呈泥柱状。层厚1.00～2.80 m，平均1.99 m。该层全场地分布，土体具有膨胀性，自由膨胀率为40%～55%，膨胀潜势为弱。

中风化燧石灰岩主要成分由方解石、燧石(硅质)、少量炭质等组成。燧石呈致密结构；方解石细脉沿裂隙充填并胶结。岩芯以长柱状为主,次为柱状,少量块状；岩石属较硬岩；岩体较完整；RQD(Rock Quality Designation,岩石质量指标)为77%～85%，岩石质量属较好的；岩体基本质量等级Ⅲ级；该层钻探深度范围内发育溶洞，溶洞大部分全充填，充填物为黏土。

4 边坡稳定性分析

力学性质指标统计分析中要求钻探土样质量等级达到Ⅰ级，在选用各项指标时应根据指标性质，按不利组合选用，当统计子样大于等于6时，采用下式对平均值进行修正后作为标准值使用；当统计子样小于6时，采用最大或最小平均值或根据经验进行修正后使用。修正公式如下：

φk=γsφm

(1)

(2)

式中：φk为岩土指标标准值；φm为岩土指标平均值；γs为统计修正系数；n为统计频数；δ为变异系数；±则按不利组合取“+”号或“-”号。统计修正系数也可按经验采用。

在室内试验参数统计分析、经验类比和反演分析的基础上，提出边坡稳定性计算参数建议值(表1)。

表1 边坡稳定性计算参数表

5 支护设计

根据该区域的区域水文、工程地质条件，并结合边坡稳定性参数，拟采用坡率法解决整体边坡稳定性，采用重力式挡土墙增强坡脚稳定性。

(1)坡脚毛石挡土墙：坡脚设置重力式毛石挡土墙，顶宽1.2 m，底宽1.96 m，高3.2 m，自室外地表以上高度2.0 m，埋置深度1.2 m。

(2)一级边坡：该段边坡长约332 m，坡脚高程+42.4～+44.4 m，坡顶高程+49.4～+51.4 m，本级边坡高度为7.0 m，坡脚为已建一期混凝土通道。本级边坡需要剥离土石方和修整边坡、平台，坡脚施工排水沟、消能池。坡面采用SPF挂网喷播植被支护及平台绿化。

(3)二级边坡：该段边坡长约318 m，坡脚高程+49.4～+51.4 m，坡顶高程+54.4～+56.4 m，边坡高度约为5.0 m。由于边坡前期开挖造成的影响，本级平台宽度不一，拟建宽度2.0～8.5 m的安全平台。本级边坡需要清除滑塌土方，剥离土石方和修整边坡、平台，坡脚施工排水沟、消能池。坡面采用SPF挂网喷播植被支护及平台绿化。

(4)三级边坡：该段边坡长约277 m，坡脚高程+49.4～+51.4 m，坡顶高程+54.4～+56.4 m，边坡高度约为5.0 m。由于边坡前期开挖造成的影响，本级坡率不一，本级平台宽度也不一，拟建宽度2.0～4.0 m的安全平台。本级边坡需要清除滑塌土方、剥离土石方和修整边坡、平台，坡脚施工排水沟、消能池。坡面采用SPF挂网喷播植被支护及平台绿化。

(5)四级边坡：该段边坡长约237 m，坡脚高程+54.4～+56.4 m，坡顶高程+59.4～+61.4 m，边坡高度约为5.0 m。拟建宽度2.0 m的安全平台。由于边坡前期开挖造成的影响，本级坡率不一。本级边坡需要清除滑塌土方、剥离土石方和修整边坡、平台，坡脚施工排水沟、消能池。坡面采用SPF挂网喷播植被支护及平台绿化。

(6)五级边坡：该段边坡长约176 m，坡脚高程+59.4～+61.4 m，坡顶高程+64.4～+69.3 m，边坡高度约为5.0～8.17 m。拟建宽度2.0 m的安全平台。由于边坡前期开挖造成的影响，本级坡率不一；由于毗邻坡顶，边坡高度不一。本级边坡需要清除滑塌土方、剥离土石方和修整边坡、截水沟。坡面采用SPF挂网喷播植被支护及坡顶绿化。

6 结论

(1)该区域地质构造简单，地层基本呈一单斜构造，岩层倾向与坡向相反。区域附近未发现断层、强烈褶曲及岩浆活动。裂隙构造在滑坡区较发育，是区内主要结构面之一。岩层基本为薄层状构造，在构造节理和风化裂隙的共同作用下，边坡岩体结构较破碎，边坡岩体类型为Ⅲ类，且该区域地震活动性不高，边坡受地震破坏的可能性较低。

(2)该区域水文地质条件简单，地下水类型主要分为孔隙潜水及基岩裂隙水、岩溶裂隙水，孔隙潜水主要赋存于第1层耕植土中；基岩裂隙水主要赋存在全风化泥质页岩及全风化钙质页岩中；岩溶裂隙水主要赋存在燧石灰岩中，且对混凝土结构及钢筋砼结构中的钢筋具微腐蚀性。

(3)对边坡稳定性参数分析及提出的针对性防护措施具有科学性与可行性。