摘要：以某边坡岩土特征与地质环境研究为基础，分析边坡发生崩塌的成因机理。针对此边坡中部典型危岩体利用静力解析法进行稳定性计算，结合工程实际情况研究认为，雨水、裂隙以及不合理工程活动对研究区内类似边坡稳定性影响较大，并有进一步加剧的趋势。最终针对性提出挡墙、喷种护坡及截排水等防治措施。
关键词：岩质边坡；稳定性分析；成因分析；地灾防治
1工程概况
某生态环境修复工程针对某地区非法采石以及森林破坏等问题，对矿区人为破坏形成的岩质边坡进行稳定性分析。研究区内发现的潜在不稳定边坡其微地貌以陡崖和陡坡为主，坡面形态复杂，坡高一般12～40m，坡面长50～125m，目前边坡的发育程度较强。不稳定边坡的分布受地层岩性和人类工程活动的控制明显，主要分布在灰岩中。斜坡坡面与岩体倾向较一致（顺向坡），风化影响强烈，岩体破碎，易产生滑坡或崩塌。研究区区域上处于龙门山印支褶皱带之明月峡背斜核部，龙门山印支褶皱带从寒武系至侏罗系均有出露，而以泥盆系最发育，侏罗系以明显的角度不整合超复在褶皱了的三迭系及其以前更老的地层之上，泥盆系与下伏志留系为平行不整合接触，本区除经历了表现为强烈的上升运动的加里东旋回和频繁的震荡运动的华力西旋回外，其真正褶皱成山，仍主要是印支期，后经燕山运动强烈上升，并使其加剧而复杂化而已。区域构造轴线呈南西-北东向，北东端过嘉陵江后就转移为北东东方向，并与大巴山东西褶皱带相衔接，褶皱一般不紧闭，多呈短轴状或不很标准的线状，横剖面上呈现较为典型的箱状或梳状构造。其中泥盆系中统观雾山组（D2g）灰岩主要发育有两组节理裂隙，这些节理、裂隙具有发育密度大、出现频率高的特点。其倾角陡、裂面平直光滑、开启性和延伸性一般较差，裂面局部发生溶蚀、充填等现象。区域内水系较发育，湖泊是区域最大地表水体。地下水以孔隙水和裂隙水为主，其补给来源于河流和雨水。表层第四系残破积层中主要以孔隙水为主（Q4el+dl），而下覆碳酸盐地层（D2g）含水性较强，为空隙水主要赋存位置。
2地灾概述
2.1内含概述
地质灾害是指在地球的发展演化过程中，由各种地质作用形成的灾害性地质事件。地质灾害在时间和空间上的分布变化规律，既受制于自然环境，又与人类活动有关，往往是人类与自然界相互作用的结果。
2.2基本特点
（1）重视区域地质环境条件的调查，仅从区域因素中寻找地质灾害体的形成演化过程和主要作用因素。（2）充分认识灾害体的地质结构，从其结构出发研究其稳定性。（3）重视变形原因的分析，并把它与外界诱发因素相联系，研究主要诱发因素的作用特点与强度（灵敏度）。（4）稳定性评价和防治工程设计参数有较大的不唯一性，霄表现为较强的离散性，应根据灾害个体的特点与作用因素综合确定，进行多状态的模拟计算。
3边坡特征分析
3.1形态特征
根据现场勘察发现，研究区内一共发育9个不稳定边坡，边坡特性较为单一，均为岩质边坡。较为典型的潜在不稳定边坡为BW1见图1。该边坡位于研究区中部，由当地砂石料矿开采形成的开挖边坡，开挖坡面呈圆弧形，边坡前缘最低点高程516.00m，后缘最高点高程556.00m，长约125.0m，高度12～40m，其坡向330°，坡度65°，坡面不规则，凹凸不平，岩体完整程度较差，中上部发育危岩体，边坡岩体类型为Ⅳ类。根据勘察，BW1坡体物质主要为以下两层构成：第一层，地层岩性为第四系残坡积（Q4el+dl）粘性土，碎石含量约30%左右，土体结构松散，胶结程度差。整个残坡积层厚度较薄，一般小于1m，分布于未受开采破坏的坡体之上；第二层，古生界泥盆系中统观雾山组（D2g）灰岩，为石料主要开采层位，人为破坏较为严重。地层产状17°∠30°，岩体中共发育两组节理，产状分别为250°∠60°、120°∠54°。岩体岩溶发育程度中等，多为溶蚀构造，斜坡后缘植被较少。
3.2变形特征
采石场方面在没有任何支护加固的情况下直接对边坡进行挖掘开采，使得原本小于45°的坡度增加至65°，同时开采过程中对岩体完整性、应力结构进行了破坏，稳定性随之降低。在开挖过程中坡前侧局部有小规模垮塌现象，在坡后侧危岩体顶部发育张裂缝，宽度较小，延伸长度约20m，有进一步发育的趋势。根据边坡的物质组成、产状，裂隙发育特征等，认为本边坡是由于不合理的开采方式使得上部基岩突悬，在风化作用以及岩体自身重力作用下，使得分离面逐渐发育，一旦拉应力超过岩体的抗张强度，拉张裂隙就会加速发育，导致突悬危岩体的突然崩裂。
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3.3崩塌成因机理
边坡发生崩塌的可能性较大，其影响因素可以归纳为以下几点：
3.3.1不良地质因素
研究区主要不良工程地质问题表现为岩溶、岩体风化。研究区内分布的古生界泥盆系中统观雾山组（D2g）灰岩，为块状岩溶化灰岩，具备充分的岩溶岩性条件。由于区内降雨较多，气候条件同样利于岩溶作用。研究区范围内，未发现溶洞、岩溶凹地及斗淋等大型岩溶现象，但研究区地表岩溶较发育，形态以埋-半埋藏石芽、溶沟、溶槽为主；地下岩溶形貌以陡倾溶蚀裂隙、小溶洞为主，单个岩溶铅直厚度小于0.50m者占37％；0.50～1.0m者占51％；大于1.0m者占12％；最大为5.0m。研究区岩溶总体特征为垂直型岩溶。研究区南西侧出露有奥陶系下统向阳组一段（O1x1）泥质粉砂岩，受构造、褶皱及剥蚀等因素影响，结构破碎，节理裂隙发育，与上覆第四系地层接触面坡度较大。由于风化及侵蚀作用，岩体强度有较大的下降，同时风化程度差异及侵蚀作用引起的岩体移动和矿物分解将导致岩体工程性质呈现出不均匀性，岩体遇水易软化，工程建设中的切坡开挖，容易产生崩塌、滑坡等安全隐患[1]。北东部分布有古生界二叠系上统乌龙坝组一段（P2β1）褐黄色致密块状玄武岩。地表1～4m范围内风化强烈，呈褐黄、黄红色碎裂块状，少量砂土状，强风化带厚度＜5m。在降雨及单点强降雨等外作用力的影响下，区内全、强风化岩体易沿土石界面产生滑坡、崩塌等地质灾害。
3.3.2人类活动因素
研究区内有多家矿权设置，人为工程活动强烈。BW1边坡两侧随处可见开采剥离的弃石堆，矿山前期开采剥离的弃石堆主要堆放于斜坡坡脚，调查期间发现弃石堆及料石堆共12个，占地面积500～1400m2不等，堆高约1～15m，废石堆方量1000～30000m3。岩性主要为灰岩碎块石及粉质粘土，碎块石粒径一般2～50cm，弃土堆未设置工程支挡，弃土边坡处于稳定性差状态。
4危岩体稳定性计算
4.1危岩体特征从危岩体形态以及工程防治等角度，一般将硬岩质边坡危岩体的破坏方式归纳为滑移式崩塌和倾倒式崩塌两类。根据研究，BW1边坡大部分危岩体的主要破坏方式为滑移式崩塌。本次研究中取BW1边坡中部方量为250m3的危岩体为研究对象，岩性为厚层块状灰岩，风化程度较低，岩体较为新鲜，发育高程为545m，发育位置处坡度约70°。其裂隙发育与软弱结构面（节理1）相一致，并具有进一步贯通的趋势。在自身重力作用下，缓慢向前滑移。随着岩体内部应力进一步释放，在降雨、风化、岩溶等外界因素的影响下，极易发生滑移式崩塌[2]。
4.2危岩体稳定性计算
本文采用静力解析法进行稳定性计算，滑移式崩塌计算公式参照《地质灾害治理工程设计》，危岩体稳定性系数为F。在不考虑地震力影响的情况下具体计算参数：γ=26kN/m，地震力取0kN；C1取0.4MPa、φ1取30；C0取0MPa、φ0取28。
4.3结果分析
经野外地质条件的分析和以上计算结果可知，在不考虑地震影响情况下BW1边坡中部危岩体在自然状态中处于欠稳定状态，而在暴雨状态下稳定性较差。
5工程防治措施
5.1建议对研究区内存在的9处潜在不稳定危岩体边坡进行修复处理，采用挡墙、喷种护坡等措施，建设工程中坡脚的挡墙做到分段开挖，边开挖边施工，防止坡体发生滑动，坡面清坡及喷种时做好安全防护措施，由上到下施工，边清坡边喷种。
5.2防止雨水对危岩体稳定性造成影响，采用坡顶截排水的措施将雨水分流。施工过程中注意分段开挖并做好坡面的保护措施。
5.3道路工程施工开挖和填土边坡需要进行护坡处理，坡脚设置挡土墙，平台内侧修砌截排水沟将边坡上的地表水收集后往边坡两侧排放，对边坡进行拦挡及护坡，避免对拟建道路造成危害[3]。对研究区内存在的弃渣和堆料，做好外运工作，对不外运的弃渣和堆料，坡脚做好拦挡措施，坡面进行护坡处理，防止发生地质灾害现象。
结束语
总之，地灾对边坡稳定型有较大的影响。在边坡施工中，应当重视这方面的研究，使建设工作能够抵御地灾的破坏，从而促进工程建设的顺利进行。
参考文献：
[1]马光伟，冯婷婷，杜枭.地灾治理中岩质高边坡的稳定性分析[J].世界有色金属，2016（09）：109-110.
[2]聂颖.地灾治理中岩质高边坡的稳定性分析[J].低碳世界，2018（02）：60-61.
[3]李钫，牛升晟，甘柯.静水压力对岩体边坡稳定性的影响分析[J].城市地质，2018，13（02）：72-78.
论文作者:吕斌
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/11/26
标签：岩溶论文; 稳定性论文; 裂隙论文; 区内论文; 定边论文; 石堆论文; 节理论文; 《基层建设》2018年第29期论文;