0 前言

该边坡系壁山开挖形成的人造边坡，边坡的平面形状为“L”形，与附近建、构筑物的平面位置如图 1, 坡顶上离坡肩3.7m处有一座1500t级的圆柱形蓄水池，为老选矿厂提供水源，坡底处是新建的磨浮车间。

边坡开挖前，按照总体规划的要求，其坡角为60°, 坡高约45m, 坡长约100m。为了保证磨浮车间和蓄水池的安全，对边坡进行了稳定性分析和加固处理。

1 工程地质与水文地质调查 1.1 边坡的岩土组成

边坡由表土层和风化的基岩组成，其中基岩为泥质粉砂岩和粉砂质泥岩，各地层在边坡面上的出露情况如图 2。

Ⅰ层，表土层，厚度0.0~2.0m为残坡积碎石土层。

Ⅱ层，强风化岩层，厚度3.0~7.0m, 岩性主要为中厚层状的浅黄色泥质粉砂岩，岩体节理裂隙很发育，岩体切割成块状，局部风化成土状。

Ⅲ层，中等风化岩层，边坡上出露的厚度约30m, 岩性主要为中厚层状的浅黄色泥质粉砂岩，岩体节理裂隙很发育，岩体切割成块状。

Ⅳ层，中等风化岩，局部出露，分布在边坡北支下侧，岩性主要为中厚层状浅灰色粉砂质岩，岩体节理很发育，岩体切割成块状。

各岩体的物理力学性质见表 1。

1.2 边坡岩体的构造

边坡的地层呈中厚层状、厚层状，构造节理裂隙发育，压性断层发育。

1.2.1 节理

边坡岩体节理很发育，构造节理主要有4组，节理面有几毫米至几厘米的铁质和泥质胶结构，弱面光滑平直，两侧附近岩石矿物成分大部分被风化变质，出现较多的粘土矿物，坡顶以下30m, 弱面仍有泥浆物质，说明弱面连通性较好。

1.2.2 断层

边坡面上分布有4条断层，断层位置见图 2, 其中F₄为逆断层，断层带宽为20~50cm, 岩石破碎，呈角砾状，产状为：倾向60°、倾角73°; F₂为层间错切断层，破碎带宽为20~60cm, 产状为：倾向155°、倾角44°; F₁和F₃为陡倾角断层，破碎带宽5~10cm, F₁产状为:倾向160°、倾角73°; F₃产状为:倾向160°、倾角75°。

1.3 水文地质条件

边坡原地形为单面斜坡，地面自然坡度约30°, 地表无自然蓄水体，地下水为基岩裂隙水，水力联系较好，有利于坡体地下水的疏干，整个坡体的水文地质简单，水体补给均为大气降雨。

2 边坡的稳定性分析 2.1 边坡的特性分析

该边坡与露天矿边坡及铁路路基边坡不尽相同，露天矿边坡受采动作用的影响，一直处于一个动态的过程中，无论是边坡的几何形状，还是边坡岩体介质的受力状态都是时间的函数；铁路路基边坡其几何形状不变, 但受到过往车辆周期性的动荷载作用^[1]; 而该边坡开挖后，就处于一个相对静态的过程中(除发生滑坡外)，从边坡稳定的要求和失稳后造成的危害性可知，该边坡只要有小块的岩体脱落，就会造成极大的危害，因为该边坡的坡顶、坡脚有Ⅰ级构筑物。

2.2 边坡的稳定性分析

从工程地质调查结果可知该边坡岩体节理裂隙及断层很发育，岩体切割成块状，破坏了岩体的完整性，降低了边坡岩体的强度。根据断层的产状分析，对边坡的稳定性影响较弱；北支坡体稳定性主要受1、2、3组节理控制，岩体沿2、3组节理张开，顺1组节理滑塌；西支坡稳定性主要受3、4组节理控制，易发生“楔形”滑塌和顺坡滑塌。水文地质条件对边坡的稳定性影响很小。

根据极限平衡法计算分析^[2], 搜寻出边坡最小的稳定系数k=1.47, 满足相关的规范要求，因此，边坡整体上是稳定的。

3 边坡的加固处理和结果 3.1 边坡的加固处理

该边坡较高，坡度陡，坡角有的地方大于60 °, 边坡上的岩体又成块状结构，加固边坡的主要目的就是保护坡脚的Ⅰ级建、构筑物——磨浮车间及坡顶的蓄水池，而边坡的服务年限又较长，如果边坡一旦失稳，造成的危害极大，因此必须对边坡采取一些预加固措施，防范于未然，具体措施如下：

(1) 边坡坡脚1.0m高处，采用钢筋混凝土护墙，加固坡脚。

(2) 其余坡面采用预应力锚杆，钢丝网加喷射水泥浆和混凝土的联合加固措施。其中，锚杆的规格为：L = 5.10m, D = 32 mm; 采用梅花形布置，间距2.50m, 排距2.50m；钢丝网为：@0.15m×0.15m，D = 6mm; 混凝土为C20, 厚度为60~100mm。

(3) 坡顶周围设置排水沟，消除水的负作用。

整个加固工程的布置如图 1及图 3。

3.2 处理措施的机理

(1) 喷射水泥浆及混凝土其作用是保护岩体，防止风化，使表层一定深度的岩块胶接，增加整体强度。

(2) 钢丝网其作用是增强边坡表层的整体性，防止岩块脱落。

(3) 预应力锚杆，如图 4和图 5所示，其作用是固定钢丝网，悬挂和组合岩块，增强岩体的整体性及稳固性，挤压表层岩体，改变其应力状态，使其由二向应力变为三向应力，增强岩体的强度，提髙自承能力。

3.3 加固处理的结果

由于按照总体规划的要求开挖形成的边坡又高又陡, 而且边坡上的岩体又成块状结构, 为了保护新建磨浮车间的安全, 提出了放坡处理和加固处理两个方案。采用放坡处理方案, 有两点不利, 一是要废掉顶部的蓄水池, 这样会影响老选厂的正常生产, 而且还要重建一个; 二是挖方量极大, 工期长, 费用高, 据预算需耗资180~200万元。而采用加固处理方案, 就不存在上述两个缺点, 且工期短(只用了一个月), 费用低, 该工程仅耗资32万元, 经济效益显著。

4 结语

该边坡自1992年按加固处理方案进行施工完毕，至今经历了3年多时间的检验，边坡完好，坡面与处理结束时的情形相同，加固处理的效果良好。从该边坡的加固处理中，可以归纳几点：

(1) 认真作好工程地质的勘察、调查及分析等前期工作，对边坡工程进行定性的分析判断。

(2) 在定性分析的基础上，进一步作定量分析。

(3) 对于处理措施的选择，愈简单、愈易实施、愈好。对于每项措施要分析其所起的作用，做到有的放矢。

(4) 对于方案的选择，应进行技术、施工、工期、耗资等多方面的综合比较，选择最优方案。