郧县某高边坡稳定性及治理研究

郧县某高边坡稳定性及治理研究

桂斌尹高应姚建新

湖北省地质局第八地质大队湖北襄阳441002

摘要：湖北省十堰市某居民小区周边高边坡近年多次产生崩塌地质灾害，为保证周边居民生命财产的安全，从技术可行性、安全有效性、经济合理性、施工条件及生态环境影响等多因素综合分析，提出治理工程设计方案，相关研究结论对类似工程具有重要的借鉴意义。

关键词：高边坡；崩塌；工程设计

一、引言

湖北省十堰市郧县城关镇城北社区西茶亭居民小区周边山体于近年多次产生崩塌地质灾害，现存的大量危岩体严重危及下方70户村民共300人的生命财产安全。此处崩塌所处地段为圈椅状凹坑，北侧和东侧岩质陡坡为二十世纪八、九十年代开采建筑石料后形成的工程边坡，边坡高度20-35米，坡角65-85度，陡壁上的岩石多呈陡壁状，局部呈现悬空状态，植被稀少，大部分基岩裸露。

目前该处采坑周边的陡壁上仍然存在多处危岩，且处于不稳定状态，随时有失稳并产生崩塌地质灾害的可能性。危岩失稳，直接危及下缘70家住户、300多人的生命、财产安全，因此开展本课题研究重要的现实和理论意义。

二、边坡周边地质环境

郧县在地质构造上属秦岭纬向构造体系，燕山运动在本区造成了有名的近东西向的两郧断裂带（或称汉江断裂带），同时还形成了一些陷落盆地，在盆地中普遍沉积了第三系红色岩系。从地貌上看，总的地势是西高东低，南部和北部隆起，中间为汉江谷地。

区域主要出露地层为震旦系下统耀岭河群和上统陡山沱组、灯影组白云岩、白云质灰岩、钙质页岩等，河床及山坡上分布有第四系地层。

三、边坡岩体变形特征

根据野外调查及访问，勘查区边坡形成于二十世纪八、九十年代，为人工开采建筑石料后形成的工程边坡，边坡高度20-35米，坡角65-85度，局部直立或呈负坡。由于多种原因，该采石场闭坑后，未对采场边坡进行治理，岩石均呈裸露状态。在长期风化、雨水等作用下，高陡边坡上的岩体受到侵蚀，裂隙逐步加大，超过临界状态后瞬间坠落，形成崩塌，崩塌区的北、东、南三侧崩塌体均向中部的凹坑坠落。经过现场初步测算，已产生的崩塌体方量在1000立方米以上。

根据现场走访、调查，该崩塌地质灾害于2005年6月产生的规模最大。之后，每年雨季，该处采坑边坡处均有不同程度的危岩失稳后坠落，产生的崩塌地质灾害最严重的一次将坡脚处的8层楼房1-2层的北墙墙体砸破，部分家具损坏；据当地居民介绍最近一次产生的灾害是今年5月25-26日的强降雨之后，崩塌产生的落石坠落在房屋的外墙处，险些损坏房屋。

据调查目前边坡上尚存在有三处危石。1#危石位于北侧边坡中部孤丘上，外形似三角形状，坡面整体向南倾斜，分布高程240——247m，高约7.0m，东西向宽6m，总方量约100m3。危岩体底部临空，向南发育拉张裂缝，裂缝倾向170～190°，倾角55～65°，裂缝上宽下窄，缝宽0.2－0.3m。

2#危石位于北东侧凹槽平台以北附近，外形似“山字形”，坡面整体向南倾斜，分布高程230——236m，高约6.0m，宽度约10m，总方量约120m3。危岩体底部临空，向南发育拉张裂缝，裂缝倾向220～230°，倾角55～75°，裂缝上宽下窄，缝宽0.2－0.3m。

3#危石位于北东侧凹槽后缘陡坎处，外形呈“长条形”，坡面整体向南西倾斜，分布高程248——254m，高约8.0m，宽度约15m，总方量约200m3。危岩体底部临空，拉张裂缝倾向220～250°，倾角55～70°，坡顶裂缝上宽下窄，缝宽0.2－0.5m。

四、边坡稳定性宏观分析

通过现场对危岩的详细调查，在危岩块体自重作用下，陡崖边坡后缘形成顺坡走向的拉张卸荷裂隙，危岩体裂隙较发育，这是危岩块体的形成和破坏的决定性因素；厚度较大的硬质白云质灰岩形成的陡崖，因差异风化，白云质灰岩逐渐风化剥蚀、溶蚀形成凹腔，对陡崖带上部岩体破坏起控制作用，由结构面切割形成，同时受水的作用以及人类工程活动等多种因素的影响，危岩体稳定性将越来越差，对人类的生命财产带来严重威胁。根据对其危岩区的详细调查，对边坡采用赤平投影图法进行稳定性进行定性判断分析得出，北侧边坡为斜向坡，北东侧、南侧边坡与岩层倾角大于35°，岩层倾角60°，边坡不会产生顺层滑动，整体稳定性好。但边坡裂隙倾角较陡，切割岩体成块状，与拉张裂隙共同作用形成不稳定的块体，故边坡失稳的主要破坏模式为崩塌，坡体上分布的危岩处于欠稳定状态。

五、治理方案的选择

该边坡整体基本稳定，坡体上仅发育有3个小型的危岩块体，方量均在100~200m3左右，基本不具备再次发生大规模崩塌的条件，整体处于基本稳定状态；但由于表层风化程度较高，在暴雨或暴晒条件下，松动的小型岩块有可能坠落形成飞石伤人，砸坏民房，对位于坡脚的居民造成伤害。

本高边坡防治工程的治理方案为“危岩清除（W1、W2、W3）＋被动拦石网+喷锚支护+截水沟+监测”相结合的综合治理工程方案。

（1）清除危岩：清理工作采用机械挖除为主、静态爆破相结合的方案。表层岩石呈强风化岩石和松散堆积体，可采用机械挖除，如遇中风化岩石机械挖除困难可采取静态爆破方法。施工前，坡底应设临时拦石网及砂袋拦截落石。

（2）被动拦石网

根据本项目的情况，被动拦石网抗冲击动能选用2000kJ，被动拦石网布置在需清方部位的正下侧，高度7m。W1、W2下部的被动拦石网主要设置在坡底距坡脚3m左右的位置，凹槽部位崩塌堆积体被动拦石网布置在斜坡下部基岩出露部位。

（3）截水沟

截水沟布置在坡顶，长240m，基础开挖深度不于小0.65m，宽度不于1.1m，沟底部采用C25混凝土现浇，厚度150mm；侧壁采用浆砌石砌筑，厚度300mm，强度等级砂浆M10、块石MU40；排水沟M10砂浆抹面。

六、总结

该危岩体一旦失稳后产生崩塌地质灾害，将直接威胁到人民的生命财产安全。而对其进行治理，不仅能最低限度地减小损失，保证居民的安居乐业和生产建设的正常进行，而且能促进当地经济的持续快速增长，有利于广大群众脱贫致富奔小康，由此所带来的经济效益也是不可估量的。

参考文献：

[1]冯玉国，王渭明，刘军熙.预应力锚索抗滑桩结构稳健优化设计[J].岩土工程学报，2009，31（4）：515－520.

[2]赵明阶，何光春，王多垠.边坡工程处治技术[M].北京：人民交通出版社，2004.

[3]张友葩，高永涛，吴顺川.预应力锚杆锚固段长度的研究[J].岩石力学与工程学报，2005，24（6）：980－986.

作者简介：

桂斌（1969-），男，汉族，水工环专业，高级工程师，湖北省郧西县人，主要从事岩土工程勘察、基坑设计、地质灾害勘察及设计等。