关键词：边坡；安全；稳定；地质；分析
1概况
旬阳水电站是汉江上游干流陕西境段规划的七个梯级中的第五级梯级，位于陕西省旬阳县城南约2km，上距安康水电站57km，下距蜀河水电站约55km。
旬阳水电站的开发任务是以发电为主，兼顾航运，并促进地方经济社会发展。正常蓄水位241m，死水位239m，总库容3.25亿m3，总装机容量320MW。坝顶高程247m，最大坝高58m，共19个坝段。工程等别为二等，工程规模为大（2）型，永久性主要建筑物为2级，永久性主要建筑物设计使用年限为100年。
图1 滑塌区位置
乱滩沟移民安置点位于汉江右岸乱滩沟内，乱滩沟位于坝址区下游约200m处。2008年8月开始对安置点边坡进行开挖，并在上游1处边坡开挖作为回车场地，以方便向坡下倒渣。从2008年11月至2017年10月期间，3处开挖边坡发生小范围浅表层滑塌（图1），对移民安置点及周边住宅产生影响。
2工程地质
2.1地勘范围
勘察在充分搜集滑塌区气象、水文、水文地质、工程地质、地质灾害有关资料的基础上，进行了地形测量、工程地质测绘、实测工程地质剖面等工作。
勘察工作严格按照相关规程规范执行，从滑塌部位地质环境条件实际出发，以工程安全为核心，重点调查范围为分散安置点、原废弃分散安置点及安置点回车场，野外调查工作采用纵横穿越的调查方式，重点调查地形地貌特征、地层结构、岩性组合、岩土体类型、水文与水文地质特征、滑塌体分布特征等。利用1：1000地形图和GPS卫星定位仪定点观测，完成工作量见表1。
项 目 数量 说 明
边坡地质调查 0.3 乱滩沟右岸1:1000地质调查
剖面地质调查 5 拟建工程范围及周边区域
地质环境调查 30 地形地貌、地层岩性及构造不利组合
滑塌调查 3 滑塌形成条件及机制
实测剖面 3 地形地貌、地层岩性、地质构造及物理地质现象
收集资料 2 气象、水文、地形地貌、水电站地质可研资料等
通过野外实地调查及电站可研资料综合分析研究，查明了乱滩沟边坡地质环境条件及滑塌现状，圈定了可能遭受滑塌危害的危险区段及范围，确定了滑塌类型，并分析其危害程度，为滑塌区边坡现状稳定性分析及趋势预测提供地质依据。
2.2水文地质条件
安置点区域常年具地表径流，水量不大。右岸山体雄厚，地下水以基岩裂隙水和孔隙水为主，受大气降水补给，向乱滩沟排泄。孔隙水主要分布于第四系松散堆积物中，与沟水及下伏基岩水力联系密切。基岩裂隙水主要分布于千枚岩地层中，岩层弱～微透水，含水不丰富。右岸山坡公路以上未见地下水露头，祖先留下的饮用集水坑（井）已干涸；移民点下游的公路坡下偶有居民引用泉水点，水量小而稳定。
2.3地层岩性及地质构造
移民分散安置点位于乱滩沟右岸山坡的乡村公路内侧，距乱滩沟沟口约500m。安置点周边地层岩性为志留系下统绢云母千枚岩（S11）和第四系全新统松散堆积（Q4del）碎（块）石土。边坡上部为碎块石土，碎块石块径一般2～10cm，含量20～40%，松散堆积物分布于山顶光面至沟底之间山坡上，厚度3～15m。
山体岩层为单斜，薄层～极薄层构造，岩层产状NW280°SW∠50～70°，层面弧形略弯曲。主要发育两组裂隙：①NW345° NE∠85°；②NE75° SE∠74°；③NE10～15°NW∠65～80°（顺河裂隙），频度2～3条/m，裂隙密集且倾角均较陡，受层理与裂隙切割，岩体破碎。
2.4物理地质现象
安置点的主要物理地质现象多表现为岩体风化、卸荷与崩塌。千枚岩抗风化能力较弱，强风化厚度3～10m，弱风化厚度15～20m，局部受构造影响，风化深度有所增加；强卸荷深度3～10m；安置点所在山体后缘为基岩层面陡壁，长300～400m。
移民安置点位于堆积体上，其范围上至山脊岩石光面陡壁，下至乱滩沟沟底，边界清晰，上部层面见梳齿状擦痕。堆积体地表坡度20～27°，局部为37～39°；基岩为石英绢云母千枚岩，表部松散堆积表现为块石强风化，残留岩体产状与正常岩层不一致，多见岩层变位、褶曲、膝折等现象，岩体挤压破碎且疏松，陡坡及公路边坡随处可见松散凌乱堆积的岩块体，局部有保留原岩构造的反倾岩层。堆积体经各种营力的长时间改造，处于整体稳定状态，但雨季局部偶有小方量的浅表滑塌。
2.5滑塌区边坡岩体类型及基本质量等级
（1）边坡完整程度
构成滑塌区边坡的岩层为志留系下统绢云母千枚岩（S11），主要结构面有层面、节理裂隙面。根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2009）对岩体结构类型划分规定，滑塌区为碎裂结构。
根据边坡结构面发育程度、主要结构面类型、主要结构面的结合程度相应结构类型，按照《岩土工程勘察规范》（GB50021-2009），岩体完整程度类型划分如下表2。
边坡部位 结构面发育程度 主要结构面的结合程度 主要结构面类型 相应结构类型 岩体完整程度
组数 平均间距（m）
滑塌Ⅰ区 4 0.1-0.2 结合一般 裂隙、层面 碎裂结构 破碎
滑塌Ⅱ区 4 0.1-0.2 结合一般 裂隙、层面 碎裂结构 破碎
滑塌Ⅲ区 4 0.1-0.2 结合一般 裂隙、层面 碎裂结构 破碎
（2）边坡岩体类型
根据岩体完整程度、结构面结合程度、结构面产状、边坡自稳能力等因素，按照《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013），边坡岩体分类如下表3。
边坡部位 岩体完整程度 结构面结合程度 结构面产状 直立边坡自稳能力 边坡类型
滑塌Ⅰ区 破碎 结合一般 外倾结构面以层面为主，倾角50～70° 已出现滑塌 Ⅳ
滑塌Ⅱ区 破碎 结合一般 外倾结构面以层面为主，倾角50～70° 已出现滑塌 Ⅳ
滑塌Ⅲ区 破碎 结合一般 外倾结构面以层面为主，倾角50～70° 已出现滑塌 Ⅳ
滑塌区边坡出露的基岩为为志留系下统绢云母千枚岩（S11）。根据旬阳水电站工程经验微风化千枚岩饱和抗压强度为15～21Mpa，属较软岩类，结构面结合一般，软化系数为0.346～0.585为软化岩石。岩石抗风化能力差，遇水易软化、泥化。根据《岩土工程勘察规范》GB50021—2009岩体基本质量等级分类，本区岩体基本质量等级分类为Ⅴ类。
3滑塌区边坡稳定性分析
3.1计算模型及边界条件
滑塌区附近受影响的房屋已经进行临时过渡安置，如果边坡再次出现失稳滑塌仅对外侧乡村公路造成影响，但考虑到三处边坡的高度较高，依据土质边坡的分类规范，将此边坡工程的安全等级划分为二级。
边坡抗滑稳定性分析计算采用刚体极限平衡法，依照规范对计算方法的要求：圆弧形滑动面稳定性计算时采用简化毕肖普法，折线形滑动面稳定性计算时采用传递系数隐式解法。计算采用中国水科院开发的边坡稳定分析程序STAB2017。
从现场和地质描述可以看出，边坡前缘形成临空面，边坡顶部存在局部较陡区域，考虑到坡顶房屋拆迁后存在削坡的可能性，按照最终形成表面平整、顺直的原则，对滑塌区边坡进行削坡减载。现状边坡和削坡之后的边坡的计算模型如下图2,3,4，5：
3.2计算结果
分别选取1-1剖面、2-2剖面及3-3剖面做为滑塌Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区典型计算断面，根据以上计算边界，采用中国水科院开发的边坡稳定分析程序STAB2017对断面的边坡稳定进行计算，计算结果汇总如下表4：
计算模型 计算滑移模式 计算方法 计算工况
天然 降雨
现状坡面 滑塌Ⅰ区（1-1剖面） 模式1 表层至中部覆盖层剪出 Bishop 1.41 1.27
模式2 沿基覆界线深层整体剪出 传递系数隐式 1.16 1.03
滑塌Ⅱ区（2-2剖面） 模式1 表层至中部覆盖层剪出 Bishop 1.19 1.05
模式2 沿基覆界线深层整体剪出 传递系数隐式 1.14 1.00
滑塌Ⅲ区（3-3剖面） 模式1 表层至中部覆盖层剪出 Bishop 1.26 1.12
模式2 沿基覆界线深层整体剪出 传递系数隐式 1.16 1.06
削坡后坡面 滑塌Ⅰ区（1-1剖面） 模式1 表层至中部覆盖层剪出 Bishop 1.45 1.31
模式2 沿基覆界线深层整体剪出 传递系数隐式 1.32 1.18
滑塌Ⅱ区（2-2剖面） 模式1 表层至中部覆盖层剪出 Bishop 1.52 1.36
模式2 沿基覆界线深层整体剪出 传递系数隐式 1.41 1.26
滑塌Ⅲ区（3-3剖面） 模式1 表层至中部覆盖层剪出 Bishop 1.48 1.34
模式2 沿基覆界线深层整体剪出 传递系数隐式 1.39 1.24
规范要求 1.30 1.30
4结语
从以上计算结果可以看出，滑塌Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区现状边坡稳定性状态分别为欠稳定、欠稳定、基本稳定状态，但均不能满足规范要求的安全系数：
（1）滑塌Ⅰ区现状坡面计算表层滑动在天然满足稳定要求，降雨工况下略低于规范要求；沿基覆界线深层滑动天然状况及降雨工况下均低于规范允许值，其中降雨工况1.00≤Fs=1.03＜1.05，则现状边坡稳定性状态为欠稳定状态。滑塌Ⅰ区削坡后坡面计算表层滑动在天然状况和降雨工况下均满足稳定要求；沿基覆界线深层滑动天然状况满足稳定要求，降雨工况Fs=1.18，低于规范允许值。
（2）滑塌Ⅱ区表层滑动及沿基覆界线深层滑动在天然和降雨工况下均未满足稳定要求，其中最不利情况下1.00≤Fs=1.00＜1.05，则现状边坡稳定性状态为欠稳定状态。滑塌Ⅱ区削坡后坡面计算表层滑动在天然状况和降雨工况下均满足稳定要求；沿基覆界线深层滑动天然状况满足稳定要求，降雨工况Fs=1.26，低于规范允许值。
（3）滑塌Ⅲ区表层滑动及沿基覆界线深层滑动在天然和降雨工况下均未满足稳定要求，其中最不利情况下1.05≤Fs=1.06＜1.30，则现状边坡稳定性状态为基本稳定状态。滑塌Ⅲ区削坡后坡面计算表层滑动在天然状况和降雨工况下均满足稳定要求；沿基覆界线深层滑动天然状况满足稳定要求，降雨工况Fs=1.24，低于规范允许值。
参考文献
[1]DZ/T0286-2015，《地质灾害危险性评估规范》
[2]GB50021-2009年版，《岩土工程勘察规范》
[3]GBT32864-2016，《滑坡防治工程勘查规范》
论文作者:左红军
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷15期
论文发表时间:2019/11/20
标签：工况论文; 结构论文; 稳定论文; 剖面论文; 裂隙论文; 表层论文; 地质论文; 《建筑实践》2019年第38卷15期论文;