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摘要：羊台山大桥高陡边坡危岩落石稳定性分析与评价
关键词：高陡边坡、危岩落石、稳定性
一、工程概况
新建赣州至深圳铁路羊台山1号隧道至羊台山大桥段穿越废弃采石场。陡崖主要地层为燕山期花岗岩，灰白色、弱风化，基岩裸露，裂隙较发育，岩体被节理面切割成大小不一的楔型块体，裸露的岩石经长年风化作用在重力及降雨作用下会产生落石、局部崩塌等地质灾害，威胁铁路运营安全。
二、工程地质条件
1.地形地貌
属丘陵地貌，地势起伏不大，自然坡度70°～80°，局部近直立，相对高差为80～120m，坡表上基岩裸露，为花岗岩山体，沟槽及缓坡平台处植被发育，多为低矮灌木及杂草。
2.地层岩性
主要地层为燕山期γ5花岗岩，强～弱风化，其中强风化、黄褐色，厚约0.50～1m，其下为弱风化，灰白色，块状构造，节理裂隙较发育，岩体较破碎，岩质坚硬。
三、陡坡危岩体基本特征及稳定性分析
1.危岩分类及失稳形式
危岩根据规模或体积分为小型、中型、大型、特大型危巖;按危岩体所处位置及相对高度，可分为低位危岩、中位危岩、高位危岩、特高位危岩。危岩可根据破坏模式分为倾倒式、滑移式、坠落式三类。
2.危岩体稳定性评价标准
危岩稳定性评价标准，可依据中国地质灾害防治工程行业协会团体标准《崩塌防治工程勘察规范》（T/CAGHP011-2018）、地方标准《地质灾害防治工程设计规范》（DB50/5029-2004），危岩最小稳定安全系数应根据危岩防治等级和破坏模式确定，当危岩的稳定系数小于稳定安全系数时应进行处理。
3.危岩体稳定性计算方法
在危岩稳定性计算中，将危岩体视为完全刚性块体，采用极限平衡理论，具体计算方法如下：
（1）滑移式危岩
①平面滑移式危岩计算模型见图3-1，按单位长度考虑。
②楔形体滑移式
楔形体有两组或两组以上优势结构面与临空面、破顶面组合而成，其滑移系沿优势结构面或结构面组合交线下滑，又称之为“V”形破坏。可尝试采用罗国煜等归纳的公式计算：
沿两组优势结构面滑移时，稳定系数
沿优势结构面交线下滑时，稳定系数
（3）倾倒式危岩
① 危岩破坏由后缘岩体抗拉强度控制时，按下式计算：
危岩体重心在倾覆点之外时：
② 当危岩的破坏由底部岩体抗拉强度控制时，按下式计算：
（1）坠落式危岩
坠落式危岩计算按下式计算：
对于组合一，危岩稳定性系数为：
4.岩体稳定性分析与评价
（1）定性分析
①整体稳定性分析与评价
通过现场调查，对岩体结构特征和形态特特征进行分析，山体内未见顺坡向缓倾的大型贯通结构面，仅局部地段可见顺坡向的缓倾结构面，浅层的陡倾节理裂隙较发育，高陡岩质边坡在自然状态下整体基本稳定。
②危岩体稳定性分析
岩体被陡倾和缓倾节理切割为块状、柱状，部分岩体底部临空，在重力作用、风化剥蚀作用及水的作用下，危岩体顶部或底部的节理不断延伸，在贯通达到一定深度时，部分倒悬岩体会发生倾倒。
楔形体稳定性分析：岩质边坡高陡，岩体整体级别稳定。通过对陡崖调绘节理产状的赤平投影分析，部分结构面组合可切割岩体形成楔形岩块，在重力、雨水冲刷以及震动等作用下，楔形体可沿倾向边坡外侧的结构面组合交线或一侧结构面为滑面，产生楔形滑移式失稳破坏。
（2）半定量计算与分析
①计算参数
根据试验数据、结合经验类比数据如下：
坚硬岩、结合好：内摩擦角>37°，粘聚力>0.22 Mpa;
坚硬～较坚硬岩，结合差，较软岩～软岩，结合一般：内摩擦角29～19°，粘聚力0.12～0.08Mpa;
较硬岩～较软岩，结合差～结合很差，软岩，结合差，软质岩的泥化面：内摩擦角19～13°，粘聚力0.0082～0.05Mpa;
较坚硬岩及全部软质岩，结合很差，软质岩泥化层本身：内摩擦角小于13°，粘聚力小于0.05Mpa。
并结合《铁路工程地质手册》表3-2-56以及《建筑边坡工程技术规范》4.3节等相关规范取值参数，再根据现场对危岩的调查后反复分析，裂隙面大多起伏粗糙，呈微张～张开状，未充填或岩块岩屑充填，裂隙面结合一般，裂隙抗剪强度较低，综合确定本危岩体稳定性计算参数如下：
花岗岩：r=28kN/m3，C=75kPa，Φ=29°
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）附录A勘查区抗震设防烈度7度，根据《铁路工程抗震设计规范》（GB50111-2006，2009年版）表3.0.1A，危岩落石地段的铁路抗震设防类别属于C类，因考虑到是高陡边坡，危岩落石严重影响铁路线路的设施及行车安全，根据规范表3.0.1B-2抗震设防措施等级采用7度设防。
②计算结果
典型性危岩稳定性计算结果如下：
倾倒式：工况一为1.29，工况二为1.24，工况三为1.06;
坠落式：工况一为1.35，工况三为1.28;
楔形滑移式：工况一为1.25，工况二为1.23，工况三为1.09。
四、结论
综合分析，高陡边坡裸露的危岩以倒悬岩体为主，局部为楔形体危岩，失稳破坏模式主要为倾倒式、坠落式，其次为楔形体滑移，在自重+暴雨+地震工况下，均处于欠稳定状态;在自重+暴雨工况下楔形体多处于欠稳定状态，也与坡面见到的楔形块体滑移后，形成的三棱锥型凹槽吻合。同时，勘查区春夏季易形成连续降水和暴雨天气，加剧导致危岩崩塌倾倒;岩体表层裸露，在风化、水力作用等外力长期作用下，裂隙会逐渐延伸，最后导致危岩体的倾倒、坠落。因此需对高陡边坡上的危岩体采取防治措施。
参考文献
1.《铁路工程抗震设计规范》（GB50111-2006，2009）
2.《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）
3.《崩塌防治工程勘察规范》（T/CAGHP011-2018）
4.《地质灾害防治工程设计规范》（DB50/5029-2004）
关键词：高陡边坡、危岩落石、稳定性
一、工程概况
新建赣州至深圳铁路羊台山1号隧道至羊台山大桥段穿越废弃采石场。陡崖主要地层为燕山期花岗岩，灰白色、弱风化，基岩裸露，裂隙较发育，岩体被节理面切割成大小不一的楔型块体，裸露的岩石经长年风化作用在重力及降雨作用下会产生落石、局部崩塌等地质灾害，威胁铁路运营安全。
二、工程地质条件
1.地形地貌
属丘陵地貌，地势起伏不大，自然坡度70°～80°，局部近直立，相对高差为80～120m，坡表上基岩裸露，为花岗岩山体，沟槽及缓坡平台处植被发育，多为低矮灌木及杂草。
2.地层岩性
主要地层为燕山期γ5花岗岩，强～弱风化，其中强风化、黄褐色，厚约0.50～1m，其下为弱风化，灰白色，块状构造，节理裂隙较发育，岩体较破碎，岩质坚硬。
三、陡坡危岩体基本特征及稳定性分析
1.危岩分类及失稳形式
危岩根据规模或体积分为小型、中型、大型、特大型危巖;按危岩体所处位置及相对高度，可分为低位危岩、中位危岩、高位危岩、特高位危岩。危岩可根据破坏模式分为倾倒式、滑移式、坠落式三类。
2.危岩体稳定性评价标准
危岩稳定性评价标准，可依据中国地质灾害防治工程行业协会团体标准《崩塌防治工程勘察规范》（T/CAGHP011-2018）、地方标准《地质灾害防治工程设计规范》（DB50/5029-2004），危岩最小稳定安全系数应根据危岩防治等级和破坏模式确定，当危岩的稳定系数小于稳定安全系数时应进行处理。
3.危岩体稳定性计算方法
在危岩稳定性计算中，将危岩体视为完全刚性块体，采用极限平衡理论，具体计算方法如下：
（1）滑移式危岩
①平面滑移式危岩计算模型见图3-1，按单位长度考虑。
②楔形体滑移式
楔形体有两组或两组以上优势结构面与临空面、破顶面组合而成，其滑移系沿优势结构面或结构面组合交线下滑，又称之为“V”形破坏。可尝试采用罗国煜等归纳的公式计算：
沿两组优势结构面滑移时，稳定系数
沿优势结构面交线下滑时，稳定系数
（3）倾倒式危岩
① 危岩破坏由后缘岩体抗拉强度控制时，按下式计算：
危岩体重心在倾覆点之外时：
② 当危岩的破坏由底部岩体抗拉强度控制时，按下式计算：
（1）坠落式危岩
坠落式危岩计算按下式计算：
对于组合一，危岩稳定性系数为：
4.岩体稳定性分析与评价
（1）定性分析
①整体稳定性分析与评价
通过现场调查，对岩体结构特征和形态特特征进行分析，山体内未见顺坡向缓倾的大型贯通结构面，仅局部地段可见顺坡向的缓倾结构面，浅层的陡倾节理裂隙较发育，高陡岩质边坡在自然状态下整体基本稳定。
②危岩体稳定性分析
岩体被陡倾和缓倾节理切割为块状、柱状，部分岩体底部临空，在重力作用、风化剥蚀作用及水的作用下，危岩体顶部或底部的节理不断延伸，在贯通达到一定深度时，部分倒悬岩体会发生倾倒。
楔形体稳定性分析：岩质边坡高陡，岩体整体级别稳定。通过对陡崖调绘节理产状的赤平投影分析，部分结构面组合可切割岩体形成楔形岩块，在重力、雨水冲刷以及震动等作用下，楔形体可沿倾向边坡外侧的结构面组合交线或一侧结构面为滑面，产生楔形滑移式失稳破坏。
（2）半定量计算与分析
①计算参数
根据试验数据、结合经验类比数据如下：
坚硬岩、结合好：内摩擦角>37°，粘聚力>0.22 Mpa;
坚硬～较坚硬岩，结合差，较软岩～软岩，结合一般：内摩擦角29～19°，粘聚力0.12～0.08Mpa;
较硬岩～较软岩，结合差～结合很差，软岩，结合差，软质岩的泥化面：内摩擦角19～13°，粘聚力0.0082～0.05Mpa;
较坚硬岩及全部软质岩，结合很差，软质岩泥化层本身：内摩擦角小于13°，粘聚力小于0.05Mpa。
并结合《铁路工程地质手册》表3-2-56以及《建筑边坡工程技术规范》4.3节等相关规范取值参数，再根据现场对危岩的调查后反复分析，裂隙面大多起伏粗糙，呈微张～张开状，未充填或岩块岩屑充填，裂隙面结合一般，裂隙抗剪强度较低，综合确定本危岩体稳定性计算参数如下：
花岗岩：r=28kN/m3，C=75kPa，Φ=29°
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）附录A勘查区抗震设防烈度7度，根据《铁路工程抗震设计规范》（GB50111-2006，2009年版）表3.0.1A，危岩落石地段的铁路抗震设防类别属于C类，因考虑到是高陡边坡，危岩落石严重影响铁路线路的设施及行车安全，根据规范表3.0.1B-2抗震设防措施等级采用7度设防。
②计算结果
典型性危岩稳定性计算结果如下：
倾倒式：工况一为1.29，工况二为1.24，工况三为1.06;
坠落式：工况一为1.35，工况三为1.28;
楔形滑移式：工况一为1.25，工况二为1.23，工况三为1.09。
四、结论
综合分析，高陡边坡裸露的危岩以倒悬岩体为主，局部为楔形体危岩，失稳破坏模式主要为倾倒式、坠落式，其次为楔形体滑移，在自重+暴雨+地震工况下，均处于欠稳定状态;在自重+暴雨工况下楔形体多处于欠稳定状态，也与坡面见到的楔形块体滑移后，形成的三棱锥型凹槽吻合。同时，勘查区春夏季易形成连续降水和暴雨天气，加剧导致危岩崩塌倾倒;岩体表层裸露，在风化、水力作用等外力长期作用下，裂隙会逐渐延伸，最后导致危岩体的倾倒、坠落。因此需对高陡边坡上的危岩体采取防治措施。
参考文献
1.《铁路工程抗震设计规范》（GB50111-2006，2009）
2.《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）
3.《崩塌防治工程勘察规范》（T/CAGHP011-2018）
4.《地质灾害防治工程设计规范》（DB50/5029-2004）