重阳西站断层带深路堑边坡稳定性评价

李 艳 湘

(中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉 430063)

重阳西站断层带深路堑边坡稳定性评价

李 艳 湘

(中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉 430063)

针对重阳西站断层破碎带深路堑边坡，参照临近既有宁西线工点通过反演分析得到了岩土及层间力学参数，在此基础上分别采用圆弧滑动、顺层滑动两种模式分析了重阳西站深路堑边坡，表明设计措施较为合理，分析结果可为边坡设计和施工提供一些有益的指导。

断层破碎带，顺层边坡，稳定性分析

0 引言

边坡稳定性分析一直是岩土工程界的重要课题，由于地质结构、力学参数、破坏模式等方面的不确定性，常常导致分析结果具有一定的不确定性，因此边坡稳定性分析是一项多学科融合较差的复杂问题。对于断层破碎带边坡、顺层边坡等复杂条件小的边坡稳定性评价，评价结果的正确与否直接关系到边坡工程的成败，其关键环节有两个方面，一是岩土力学参数的合理选取，一是破坏模式的准确评价。本文针对重阳西站断层破碎带深路堑边坡，参照临近既有宁西线工点通过反演分析得到了岩土及层间力学参数，在此基础上分别采用圆滑滑动、顺层滑动两种模式分析了重阳西站深路堑边坡，表明设计措施较为合理，分析结果可为边坡设计和施工提供一些有益的指导。

1 工程概况

1.1 工程简介

蒙西至华中地区铁路煤运通道三门峡至荆门段，连接三门峡西站(不含)至荆门北站(不含)，正线长度464.366 km。拟建重阳西站位于河南省南阳市西峡县重阳乡上坪村，车站起讫里程为DK833+200～DK835+900，采用路基方案通过，其中DK834+638～DK834+678段、DK835+435～DK835+785段为深路堑，挖方边坡最深达42 m，右侧堑顶仍为自然陡坡。

1.2 工程地质条件

DK835+435～DK835+785段右侧：1)线路右侧40 m～110 m外出露基岩为Pt11大理岩：其中强风化层厚2 m～6 m，其下弱风化。右侧边坡岩体产状：335°∠62°，岩层走向与线路走向夹角为43°，视倾角54°，倾向左侧；横断面方向边坡坡度不大于40°，边坡坡度小于岩层视倾角，不存在顺层问题。2)线路右侧40 m～110 m为西官庄—镇平大断裂南支，表现为韧性剪切带。根据物探及测绘成果，构造破碎带宽度10 m～30 m，断层面产状为50°∠60°，倾向线路左侧。DK835+500断面高密度电法等视电阻率断面见图1。

2 边坡岩土力学参数取值研究

2.1 边坡岩土力学参数反演分析原理

边坡岩土强度参数的选取和计算方法的选择对边坡稳定性评价结果具有较大影响，已有的研究表明，在边坡稳定计算中，参数选取不当引起的偏差远远大于由于计算方法不同而引起的计算结果偏差，因此，合理选择边坡强度参数对稳定性评价具有重要的意义。边坡岩土体抗剪强度指标可通过现场试验、室内试验、反演分析和工程地质类比(经验方法)等方法综合分析确定。一般认为反演分析获取的强度参数是最为可靠的。

在行业规范[1]中建议了边坡岩土体及结构面的力学参数反分析解，一些期刊文章和实际工程建设中也引用来评价和分析边斜坡稳定性。其基本计算公式如下：

(1)

其中，C为结构面或岩土体内聚力，kPa；φ为结构面或岩土体内摩擦角，(°)；Ks为边坡安全系数；Wi为第i条块自重，kN；αi为第i条块底滑面的倾角，(°)；L为滑动面底长度，m。

2.2 参数反演分析

根据现场测绘调查，DK838+500～DK838+700左侧300 m处为一处既有宁西线高边坡工点，所处区域为丘陵地貌，地形较陡，自然坡度30°～50°，相对高差30 m～50 m，下伏基岩为砂砾岩强风化，岩层产状28°∠64°，横断面方向视倾角为22.5°。既有线右侧路堑边坡在2010年发生整体垮塌，下方浆砌片石挡墙仍在，上方边坡采用喷锚防护。目前边坡较为稳定。假定其安全系数为1.25，采用滑坡推力法反演顺层层间力学参数，采用圆弧滑动法反演边坡岩体力学参数。反演分析断面形式及力学参数反演分析表如图2，表1所示。

表1 力学参数反演分析表

层间参数C/kPa0510ϕ/(°)27．725．623．7安全系数1．251．251．05岩体参数C/kPa52550ϕ/(°)36．226．017．3安全系数1．251．251．25

2.3 边坡力学参数取值

粉质黏土采用试验指标；砂砾岩岩体及层间力学指标采用反演指标；断层破碎带采用经验指标；各岩土层力学指标详见表2。

表2 岩土层物理力学参数采用值

3 边坡稳定性分析

3.1 工程措施

坡面防护：边坡高8 m一级，边坡坡率为1∶0.75，边坡平台宽2 m，坡面采取框架锚索防护，一般地段锚索长20 m，DK835+550～DK835+750段断层破碎带附近锚索加固至断层破碎带外不小于10 m。在清除坡表局部散布的松动危岩落石后，局部设置被动防护网。

锚固措施：边坡坡脚设C35钢筋混凝土锚固桩+桩间墙锚固措施。

排水措施：在堑顶5 m以外设截水沟，防止地表径流流入边坡而冲刷坡面。坡面排水通过设置排水沟、边沟平台截水沟、急流槽等将水引入自然沟中。边坡平台采用M10浆砌片石对其进行封闭，以保证其安全可靠。

隔水措施：基床表层底部设置0.1 m厚中粗砂+复合土工膜隔水。

3.2 边坡稳定性分析

DK835+435～DK835+785段为断层破碎带软岩顺层深路堑，软岩深路堑边坡的稳定性宜采用圆弧法进行分析计算，此外还需考虑顺层滑动的稳定性，以及断层破碎带与层面共同组成的滑面的稳定性，边坡稳定安全系数均按不小于1.25控制。

分析表明：DK835+700断面整体稳定安全系数为1.524；由顺层边坡稳定性计算原理知：顺层边坡稳定安全系数大于tanφ/tanα=tan25°/tan12°=1.26；DK835+700断面沿着断层破碎带与层面共同组成的滑面的稳定安全系数为1.305；故DK835+435～DK835+785段边坡稳定性满足规范要求。圆弧法及顺层滑动稳定性计算结果见图3，图4。

4 结语

本文针对重阳西站断层破碎带深路堑边坡，参照临近既有宁西线工点通过反演分析得到了岩土及层间力学参数，在此基础上分别采用圆弧滑动、顺层滑动两种模式分析了重阳西站深路堑边坡，分析表明在设计措施条件下边坡稳定性较好，设计措施较为合理，分析结果可为边坡设计和施工提供一些有益的指导。

[1] 铁道部工务局.铁路工务技术手册——路基[M].北京：中国铁道出版社，1995.

[2] DZ/T 0219—2006，滑坡防治工程设计与施工技术规范[S].

[3] Luo, Z.，Atamturktur, S.，Juang, C.H.，et al. Probability of serviceability failure in a braced excavation in a spatially random field：Fuzzy finite element approach[J].Computers and Geotechnics，2011，38(8)：1031-1040.

[4] 陈世刚.铁路隧道进出口段落石冲击力计算分析[J].铁道工程学报，2012(5)：35-39.

Stability evaluation of deep cutting slope Chongyang west station near fault zone

Li Yanxiang

(ChinaRailwayNo.4SurveyandDesignGroupCo.,Ltd,Wuhan430063,China)

According to the deep cutting slope at Chongyang west station, the paper concludes the geotechnical and interlayer dynamic parameter, analyzes the deep cutting slope at the station by adopting the smooth sliding and circular sliding based on the previous points, proves the design measures are reasonable, and proves by the analysis that it provides instruction for slope design and construction.

fault zone, smooth sliding slope, stability analysis

2015-03-24

李艳湘(1963- )，女，工程师

1009-6825(2015)16-0165-02

TU443

A