某隧道邊坡穩定性分析評價：茹杉杉俞尚宇３５
文章編號
某隧道邊坡穩定性分析評價
茹杉杉俞尚宇
（鐵道第三勘察設計院集團****，天津
３００２５１）
摘要以隧道邊坡為背景，運用綜合勘察方法獲取滑坡區基本情況，在此基礎上運用理論計算和
勘察邊坡
穩定性分析評價
軟體分析方法對邊坡穩定性進行分析評價，結果表明二者結果較為相近。根據分析結果提出防治建議。
關鍵詞中圖分類號：ｐ６４２．２２
文獻標識碼：ａ
邊坡穩定性問題是鐵路工程、管道工程及水利水電工程經常遇到的，直接關係到附近人員的生命安全及工程建築物的安全、經濟和正常使用。在某隧道施工過程中，由於連續暴雨，隧道進口右側山體出現地表變形開裂，並分布有明顯裂縫，存在滑坡跡象，對當地
１３３２ｍｍ，多集中於五至十月份。災害性氣候主要為春旱、冰雹和暴雨。
２滑坡區綜合勘察結果
２．１滑坡範圍
評價範圍內的滑坡體位於隧道進口右側山體斜坡上，與隧道線位不相交，高程分布範圍為地貌屬剝蝕低中山一中山區，斜坡地形起伏較大，自然坡度一般為３５。～４０。，區域性稍陡，坡向２２９。。
村民的生命和財產有一定的安全隱患。發現問題後，有關單位立即組織專業技術人員進行現場踏勘，並開展相關工作。
１自然地理概況
場地位於貴州省普安縣境內，隧道距普安縣城約１０ｋｍ，有鄉間土路和施工便道相通。
根據野外調查訪問和勘探結果，該滑坡體滑坡周界以巖
土體是否產生變形破壞為界，滑坡後緣位於施工便道上
方，房子２的後右上方，滑坡前緣剪出口為施工便道邊
場地屬**帶高原季風氣候區，垂直方向差異較
緣；兩側以微地貌中自然形成的沖溝及陡坎為邊界。
滑坡體前緣橫寬４５～５０ ｍ，縱長９５ ｍ，坡體平均坡度３５。，主滑方向２２９。，平均厚度約１５ ｍ，總體積約５５０００ ｍ ，屬於中型滑坡。
據鑽探揭示，滑坡物質主要為堆積、坡積碎石土、角礫土，堆積厚度不均，屬於松
大，立體氣候明顯，降雨具有連續集中的特點，雨季多
暴雨。降雨受地勢及季風氣候影響，在空間上分布不均勻。據普安縣氣象局資料，普安縣年平均降水量１４３９ ｍｍ，最大年降雨量１６７５ ｍｍ，最小年降雨量
收稿日期
散堆積體滑坡。
第一作者簡介：茹杉杉（１９８２一），男，２００５年畢業於中國地質大學（武漢）環境工程專業，工學學士，工程師。
２，２ 空間形態分布
根據現場調查踏勘，測繪地形，隧道進口右側滑坡
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３６鐵道勘察２０１３年第６期
的空間形態分布如圖１所示，山體上分布有明顯裂縫。滑坡整體呈長舌狀，滑坡體邊界明顯。前緣以施工便道內側為界，兩側以已滑塌範圍為界，後緣以滑塌形成的裂縫為界。
圖１滑坡全貌及裂縫分布
２．３ 坡體物質組成及結構特徵
通過地表地質調繪及勘探資料分析，滑坡體物質
組成主要為鬆散碎石土及角礫土。
（１）滑體
滑體物質組成主要為第四系鬆散殘坡積層，主要岩性為碎石土、粉質黏土，黃褐色，稍溼，呈鬆散狀。滑
坡體物質結構較鬆散，透水性好，抗剪強度低，厚度不均，分布不均。區域性滑坡體為滑塌變形後堆積物，主要為碎石土，夾強風化泥質砂岩和砂質泥岩，平均厚度約１５ ｍ，鑽探揭示最厚處可達２１．４ ｍ。下伏基岩為三疊系下統飛仙關組泥質砂岩和砂質泥岩，灰紫紅色，弱風化，節理裂隙發育，岩體較破碎。
（２）滑面
按照鑽探揭示情況，該滑坡體滑動面為鬆散堆積層與下伏基岩的岩性接觸面，呈折線形。滑床與滑體的接觸關係主要以下部風化基岩面為標誌面。在滑體下部主要為含碎石粉質黏土、碎石土與中風化的泥質砂岩、砂質泥岩直接接觸。
碎石土鬆散，透水性強，碎石土中的黏性土遇水易軟化。下部風化基岩工程性質
較好，透水性差。勘察時，滑坡體內未見地下水，地下水主要該基岩面向下流動，在地下水作用下，滑坡體軟化，沿風化基岩層面下滑。
（３）滑床
滑床為基岩，由中風化泥質砂岩、砂質泥岩組成，
節理裂隙較發育，為軟質巖組。岩層產狀２０。／＿５２。，走向與滑向呈交切關係。
２．４滑坡變形破壞模式
分為牽引式滑坡和推移式滑坡¨ｊ。
牽引式滑坡其變形特徵一般表現為土體向臨空方
向的剪下蠕動，坡體上產生自地表向深部的拉裂，進一步明顯變形產生貫通良好的拉裂縫，然後剪下進一步貫通，地表裂縫增多，伴有區域性崩滑、掉塊產生，最終滑動面產生坍塌。
重力推移式滑坡其變形特徵一般表現為土體向臨空方向迅速剪下滑動，剪下面已有軟弱結構面控制，其變形是由深部潛在剪下面逐步向地表發展，滑坡體後緣與剪出口位於地形變化轉折部位 。
綜合上述變形特徵，結合滑坡發展過程和現場調
查資料，該滑坡體形成的主要原因是連續暴雨狀況下，
滑體內土體重度增加，滑面抗剪強度減小。同時，也受到施工便道開挖後形成臨空面以及坡體上部房屋荷載影響。因此，按照滑坡受力狀態，滑坡應屬於重力推移
式滑坡３邊坡穩定性分析３．１滑坡引數確定
根據勘察及地質調繪分析，該滑坡體的物質組成主要為碎石土，滑面的物質組成主要為含碎石粉質黏
土。本次計算，主要考慮對該坡體進行穩定性評價，結合鑽探、調繪成果，分析該山體潛在滑動面為折線型。在勘察階段，根據鑽探、地質調繪等資料綜合確定，選取了該山體的剖面ｉ—ｉ作為本次穩定性計算的典型剖面。
計算引數的選取結合目前的滑坡體穩定狀態，以及同類工程經驗模擬的基礎上，對該滑坡體採用綜合
取值法進行確定。隧道進口右側滑體主要以第四系殘坡積碎石土、角礫土為主，結合勘察試驗和同類工程的經驗確定滑體的重度引數。計算中，滑體天然重度取飽和重度取本次設計採
用經驗值與引數反演結果綜合取值進行驗算，選取天
然狀態和飽和狀態的邊坡岩土體內聚力（ｃ）和內摩擦
角（），如表１所示。
表１滑帶土（巖）抗剪強度引數採用值
天然狀態
飽和狀態：：
２２．５
１６．５
２１１４．５
３．２穩定性分析計算
為保證勘察工作的有效性，以及保證治理設計工程的安全可靠行，結合該滑坡的實際情況，採用傳遞係數法和理正軟體模型進行計算。同時，根據《岩土
工程勘察規範年版，設計了兩種計算工況。
某隧道邊坡穩定性分析評價：茹杉杉俞尚宇
ｎ—ｌ３７
工況一ｉ天然工況（自重）；
工況二：暴雨工況（自重＋５０年一遇暴雨）。
ｊｉ，＝
ｊ：ｉ＋。＋ｚ＋… 一
（１）傳遞係數法
結合勘察、地質調繪的分析，本次滑坡穩定性計算
式中：ｆ 一穩定係數；一第ｉ塊段滑動面與水平面的夾
角／（。）；ｎｉ一第ｉ塊段滑動面的法向分力／（ｋｎ／ｍ）；
一採用傳遞係數法作為計算方法。勘探過程中，滑坡體內未見地下水，所以計算時不考慮浮托力和動水壓力。
ｎ一１ｎ一１
作用於第ｉ塊段的抗滑力／（ｋｎ／ｍ）；一作用於第ｉ
塊段滑面上的滑動分力／（ｋｎ／ｍ）；ｑ一第ｉ條塊自重標
∑（兀 ）＋ｒ
ｆ ＝—｛｝一
∑（ｔｉ兀 ）＋
ｎｉ＝ｑｃｏｓ０
＝ｑ ｓｉｎ ０
準值與相應附加荷載之和／（ｋｎ／ｍ）；ｃ一第ｉ條塊滑面
粘聚力標準￣／ｋｐａ；厶一第ｉ條塊滑面長度／ｍ；一第ｉ條塊滑面內摩擦角標準值／（。）；～第ｉ塊段的剩餘下
滑力傳遞至第ｉ＋１塊時的傳遞係數（．＝ｉ時）。
根據已確定的滑坡體引數，根據上述公式進行傳遞係數法計算，得出該山體潛在滑坡典型剖面的安全係數如表２和表３所示，圖２為滑坡坡麵條分情況，圖３為滑坡分段力系分解圖。
一１）砂，＝ｃｏｓ（０ 一０＋１）一ｓｉｎ（０ 一
（＝ｉ）
表２隧道右側山體滑坡ｉ—ｉ天然狀況下穩定性計算
、、、＼．／
圖２傳遞係數法計算坡麵條分
利用理正邊坡分析軟體，選擇複雜土層土坡穩定
（２）理正軟體分析結果
計算，選擇並輸入相關資料後得到分析結果。對於指定折線滑動面問題，軟體提供了簡化畢肖普、簡化簡布
３８鐵道勘察２０１３年第６期
和摩根斯頓一普賴斯三種極限平衡計算方法 ｊ。
簡化畢肖普法適用於一般土層且滑動面為圓弧情
況，該方法考慮了條問的水平力，以整體力矩平衡和各條垂直力平衡條件為基礎進行求解。由於沒有考慮條間垂直向力，因此存在２％～７％的誤差。簡化簡布適於任意土層任意滑動面情況，考慮條間的水平力的同
時指定水平力作用點，以整體力矩平衡、各條力矩平衡、各條垂直力力平衡和各條水平力平衡為基礎進行求解，但求解精度較難確定。
摩根斯頓一普賴斯適用於有軟弱夾層、薄心牆及任何壩型的壩坡穩定分析，它是一種滿足力和力矩平衡的計算方法，其計算滑動面為非圓弧滑動面，適用範圍較為廣泛。滑坡體條分情況如圖４所示，天然工況及暴雨工況下的計算結果如表４所示。圖５和６為兩
種計算工況情況下的摩根斯頓一普賴斯計算曲線 。
圖４理正軟體計算坡麵條分表４ 理正軟體邊坡穩定性計算結果
分析方法吳
孚安全係數
１．０３２
０．９１５
１．０１５
０．８６４
１．０５６
０．９３８
懈待定常數
圖５天然工況下摩根斯頓一普賴斯計算結果
４ 結論
上述計算及分析表明，理論分析結果與理正軟體
計算結果雖然存在一定偏差，但總體上較為接近。因考慮條件及計算條件的不同，三種方法的軟體計算結
果存在一定差異，簡化簡布法得出的計算結果偏於垛懈
待定常數
圖６ 暴雨工況下摩根斯頓一普賴斯計算結果
保守。總體來看，該邊坡在天然工況下能處於穩定狀態，但安全係數不高，處於較危險狀態。在暴雨工況作用下安全係數小於１，表明會發生滑動破壞，而且暴雨工
況並沒有考慮地下滲流力，計算過程沒有考慮隧道爆破施工的影響。因此，與計算結果相比，實際情況下該邊坡可能更易產生滑動破壞。對隧道邊坡進行綜合勘查及穩定性分析後，提出以下治理建議：
①建議在滑坡體範圍內及周界外側，建立完善的排水系統，並做好防滲漏措施，確保降雨、地表水及時暢通排洩；對滑坡體出現的裂縫及時進行回填夯實處
理，防止地表水沿裂縫灌人影響坡體穩定；堅決杜絕生
活用水、汙水、灌溉水等隨意排放。
②建議結合實際情況可採用排水法、支擋法與注漿加固法和避讓法等方法，設計時應綜合考慮以上方法，進行技術經濟比較，採用經濟合理的方法。
③對滑坡、道路和房屋要定員做好巡視檢查（包括經常性檢查、定期檢查和特別檢查），如發現隱情，及時預警，疏散周邊村民，鄉村道路禁止通行。
④設計時應慎重考慮邊坡設定問題，可適當採取放緩邊坡和加強邊坡支護的方法處理。
⑤房屋已發生開裂變形，安全隱患大，建議拆遷，對施工便道兩側應設定警示牌，在通過前首先一看二查三注意，快速通過，不應停留在坡體上。
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高速公路隧道邊坡穩定性分析與加固措施選擇
中圈西部科技 年 月 中旬 第 卷第 期總第 期 張燎吳銀亮 中交第二公路勘察設計研究院 湖北武漢 摘要 對巫奉高速公路某隧道進口邊坡的 質條件進行勘察，並依此進行邊坡穩定性分析。通過研究得出幾種邊 坡加固措施，並由力學計算與分析得出以 注漿 錨索加固 為最優方案，可以使邊坡穩定性係數提高至 以上。...
邊坡穩定性分析方法
1.1 概述 邊坡穩定性分析是邊坡工程研究的核心問題，一直是岩土工程研究的的乙個熱點問題。邊坡穩定性分析方法經過近百年的發展，其原有的研究不斷完善，同時新的理論和方法不斷引入，特別是近代計算機技術和數值分析方法的飛速發展給其帶來了質的提高。邊坡穩定性研究進入了前所未有的階段。任何乙個研究體系都是由簡...
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