云居寺石經(jīng)山不穩(wěn)定斜坡治理分析

劉輝 ，劉濤 （華北水利水電大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450011）

近年來，極端性天氣條件下不穩(wěn)定斜坡發(fā)生滑坡災(zāi)害的頻率明顯增大。如2013年7月10日，四川都江堰市發(fā)生一起高位山體滑坡，造成了重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失[1]。不穩(wěn)定斜坡具有孕育的隱蔽性、災(zāi)害爆發(fā)的突然性的特點(diǎn)，雖然不同學(xué)者對(duì)不穩(wěn)定斜坡開展了大量研究工作[2-4]，但是不穩(wěn)定斜坡目前仍然備受矚目。

位于北京市房山區(qū)境內(nèi)的石經(jīng)山是房山石經(jīng)刊刻起源之處，也是佛祖舍利出土之處[5]。但近年來，游客游覽的線路周邊多次發(fā)生滾石、滑坡等自然災(zāi)害，對(duì)游客的安全構(gòu)成了極大的威脅。2012年7月21日北京發(fā)生特大自然災(zāi)害，房山區(qū)為重災(zāi)區(qū)。暴雨導(dǎo)致石經(jīng)山藏經(jīng)二洞上方巖石崩塌，主要為“鱗片狀”薄層巖體卸荷，并在崩塌過程中，砸壞藏經(jīng)二洞頂?shù)氖|(zhì)建筑。石經(jīng)山的巖性、地層特征、巖體結(jié)構(gòu)、地形地貌等為崩塌與滾石的發(fā)生營造了良好條件，同時(shí)，局部山體表面土質(zhì)覆蓋層滑落，如再遇暴雨，該處存在更大面積滑坡的潛在危險(xiǎn)。

1 治理措施

不穩(wěn)定斜坡治理的工程措施多種多樣，通常包括危巖清除、錨固、支撐、嵌補(bǔ)、填縫灌漿、柵欄、攔石墻、柔性防護(hù)網(wǎng)等多種治理措施[6-7]。石經(jīng)山區(qū)內(nèi)有巨石滾落、山體滑坡的痕跡，并有多處較為嚴(yán)重的裂縫。因此對(duì)滾落的巨石，應(yīng)采取移位措施。對(duì)現(xiàn)狀山體，進(jìn)行防滑坡和支護(hù)處理。

在北京市云居寺石經(jīng)山不穩(wěn)定斜坡治理工程中，對(duì)處于不穩(wěn)定狀態(tài)的邊坡進(jìn)行整坡加固處理，具體加固措施為采用“預(yù)應(yīng)力錨桿＋SNS高強(qiáng)鋼絲防護(hù)網(wǎng)”的治理方案。對(duì)處于穩(wěn)定狀態(tài)的邊坡，只對(duì)其中的危巖體進(jìn)行除險(xiǎn)加固，具體加固措施采用“為砂漿錨桿＋SNS高強(qiáng)鋼絲防護(hù)網(wǎng)”的方式。

2 穩(wěn)定性計(jì)算

穩(wěn)定性計(jì)算共選取9個(gè)斜坡，即剖面1-1’～剖面9-9’，對(duì)其加固前后分別進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。

針對(duì)9個(gè)剖面，采用加拿大GEO-SLOPE International Ltd公司編制的Geostudio18 Slope/W專用邊坡分析軟件進(jìn)行邊坡穩(wěn)定計(jì)算。對(duì)于巖質(zhì)邊坡，使用Hoek-Brown本構(gòu)模型。下面以剖面1-1’舉例說明。

2.1 剖面1-1’加固前邊坡穩(wěn)定性計(jì)算

經(jīng)試算，得出剖面1-1’的一系列相對(duì)應(yīng)安全系數(shù)。

綜合考慮，在穩(wěn)定計(jì)算時(shí)取參數(shù)GSI=40，D=0.3得出的安全系數(shù)比較符合實(shí)際情況，后述加固計(jì)算即基于此參數(shù)進(jìn)行錨桿設(shè)計(jì)。

根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》，對(duì)于一級(jí)邊坡，邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)K應(yīng)不小于1.3[8]。剖面1-1’加固前安全系數(shù)為1.192，小于邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)K=1.3，剖面處于不穩(wěn)定狀態(tài)，需要對(duì)該邊坡進(jìn)行加固。

2.2 剖面1-1’加固后邊坡穩(wěn)定性計(jì)算

剖面1-1’采取加固措施后的穩(wěn)定安全系數(shù)為1.381，大于邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)K=1.3。即采取加固措施后的邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

本工程各剖面加固穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果（GSI=40、D=0.3）如表1所示。

剖面 1-1’、6-6’、8-8’的加固前安全系數(shù)小于1.3，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。其他邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)K大于1.3，處于穩(wěn)定狀態(tài)。

3 監(jiān)測(cè)結(jié)果

安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目從不穩(wěn)定斜坡選取9處危巖體、3處塊石集中區(qū)、1處堆積體、2處滾石區(qū)、1處片幫區(qū)共安裝埋設(shè)表面裂縫計(jì)9支，單點(diǎn)位移計(jì)16支，錨桿測(cè)力計(jì)19支。根據(jù)監(jiān)測(cè)儀器測(cè)值，對(duì)當(dāng)前測(cè)值與同期歷史測(cè)值的統(tǒng)計(jì)分析。

表面裂縫計(jì)當(dāng)前測(cè)值在-0.21～1.51mm之間，同期歷史測(cè)值在-0.11～1.08mm之間，變化量幅度在-0.43～0.11mm期間，說明監(jiān)測(cè)點(diǎn)的裂縫開度變化較小，巖體穩(wěn)定。

各剖面加固穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果 表1

單點(diǎn)位移計(jì)當(dāng)前測(cè)值在-1.81～3.15mm之間，同期歷史測(cè)值在-1.29～3.15mm之間，變化量幅度在-0.41～1.07mm期間，說明監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移變化量較小，巖體穩(wěn)定。

錨桿測(cè)力計(jì)當(dāng)前測(cè)值在-7.03～12.58kN之間，同期歷史測(cè)值在-7.74～9.78kN之間，變化量幅度在-2.79～3.02kN期間，說明監(jiān)測(cè)點(diǎn)的錨固荷載測(cè)值變化量較小，巖體穩(wěn)定。

通過對(duì)石經(jīng)山安全監(jiān)測(cè)儀器觀測(cè)數(shù)據(jù)及圖表的統(tǒng)計(jì)分析，石經(jīng)山項(xiàng)目在施工及竣工后，觀測(cè)數(shù)據(jù)平穩(wěn)，測(cè)值無明顯異常值及突變值產(chǎn)生，這也說明通過加固支護(hù)后，山體穩(wěn)定，達(dá)到了加固的預(yù)期目的。

4 結(jié)語

論文以北京市云居寺石經(jīng)山不穩(wěn)定斜坡治理工程為研究對(duì)象，通過對(duì)不穩(wěn)定斜坡的穩(wěn)定性計(jì)算，同時(shí)對(duì)后期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析對(duì)比可知，治理后的邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，有效的解決了危巖崩塌、滑坡等邊坡地質(zhì)災(zāi)害。