大连市石葵路危险边坡的特征、稳定性分析与治理策略研究

大连市石葵路危险边坡的特征、稳定性分析与治理策略研究一、引言1.1研究背景与意义随着城市化进程的不断加快，城市建设规模日益扩大，各类基础设施建设在城市发展中占据重要地位。在这一过程中，边坡工程作为城市建设的重要组成部分，其稳定性直接关系到城市的安全与可持续发展。大连市作为中国北方重要的沿海城市，经济发展迅速，城市建设不断推进。石葵路作为连接市中心和滨海新区的重要交通干道，在城市交通网络中扮演着关键角色。然而，石葵路两侧存在的危险边坡，给道路行车安全和周边居民的生命财产安全带来了严重威胁。石葵路危险边坡位于大连市中山区葵英街道，石葵路西隧道东出口石葵路北侧丘坡地带，处于城市中心区内，是上世纪七、八十年代因开挖隧道、房屋建筑以及修建道路劈山削坡而形成。该边坡总体走向85°-95°，坡向175°-185°，坡宽280m，坡面陡峻，坡角65°-88°，坡高13.5-21.1m，坡面面积约3500m²。由于两条冲沟和一条断裂的切割，边坡形成了3个单体斜坡，分别为HP1、HP2、HP3。在石葵路隧道修建完成后以及对北侧边坡开发削坡造地过程中，这3个坡段均发生过滑落、崩落等破坏形式的滑坡灾害，据现有资料显示，该坡曾多次发生滑坡，造成直接经济损失1000万元以上，成为大连市区内“第一危险边坡”。边坡失稳引发的滑坡、崩塌等地质灾害，不仅会对道路、建筑物等基础设施造成严重破坏，中断交通，影响城市正常的生产生活秩序，还可能导致人员伤亡，造成巨大的生命财产损失。此外，危险边坡的存在也对城市的生态环境产生负面影响，破坏自然景观，引发水土流失等问题。因此，对大连市石葵路危险边坡进行研究与治理具有极其重要的现实意义。从保障城市安全的角度来看，石葵路作为城市交通要道，车流量大，人员往来频繁。危险边坡一旦发生滑坡等地质灾害，将直接威胁到道路上车辆和行人的安全，可能引发严重的交通事故，造成大量人员伤亡。同时，边坡周边分布着众多居民楼、商业建筑等，坡体的不稳定对周边建筑物的安全构成严重威胁，可能导致建筑物倒塌，危及居民的生命财产安全。通过对石葵路危险边坡的研究与治理，可以有效消除这些安全隐患，保障城市居民的生命安全和社会的稳定。从促进城市发展的角度而言，危险边坡的存在限制了石葵路周边地区的进一步开发和利用。不稳定的边坡使得周边土地难以进行合理的规划和建设，阻碍了城市的空间拓展和功能完善。对边坡进行治理后，能够为周边地区的发展创造良好的条件，有利于推动城市的经济发展和城市化进程。例如，稳定的边坡可以为房地产开发、商业建设等提供安全可靠的土地资源，促进城市的繁荣。此外，良好的边坡治理还可以改善城市的生态环境，提升城市的形象和品质，增强城市的吸引力和竞争力。对石葵路危险边坡的研究与治理，不仅能够为解决该边坡的实际问题提供科学有效的方法和措施，还可以为大连市乃至国内其他地区类似危险边坡的治理提供宝贵的经验和参考依据。通过深入研究石葵路危险边坡的形成原因、稳定性状况以及治理技术，能够丰富和完善边坡工程领域的理论和实践知识，推动相关技术的发展和创新，提高我国在边坡治理方面的整体水平。1.2国内外研究现状随着全球基础设施建设的不断推进，边坡工程的规模和复杂性日益增加，危险边坡的研究与治理成为了工程领域的重要课题。国内外学者和工程技术人员在这方面开展了大量的研究工作，取得了一系列的成果。在国外，美国、日本、加拿大等发达国家在危险边坡研究与治理方面起步较早，积累了丰富的经验。美国在边坡稳定性分析方面，运用了先进的数值模拟技术，如有限元法、离散元法等，对复杂地质条件下的边坡进行精确分析。美国地质调查局（USGS）通过长期的监测和研究，建立了完善的边坡地质灾害数据库，为边坡治理提供了有力的数据支持。日本由于处于板块交界处，地震频繁，对地震作用下的边坡稳定性研究较为深入。学者们通过大量的室内试验和现场监测，分析地震力对边坡土体力学性质的影响，提出了相应的抗震设计方法和加固措施。例如，采用挡土墙、锚杆、锚索等支护结构来增强边坡的稳定性。加拿大在寒冷地区的边坡研究方面具有独特的优势，研究了冻融作用对边坡稳定性的影响，提出了针对冻融环境的边坡治理技术，如设置保温层、排水系统等，以减少冻融循环对边坡的破坏。在国内，随着工程建设的蓬勃发展，危险边坡的研究与治理也受到了广泛关注。许多高校和科研机构在边坡工程领域开展了深入的研究。在边坡稳定性分析理论方面，我国学者在极限平衡法的基础上，不断创新和完善，提出了一些新的分析方法和理论。例如，郑颖人院士等对强度折减法进行了深入研究，将其应用于边坡稳定性分析中，取得了良好的效果。在边坡治理技术方面，我国也取得了显著的成果。针对不同类型的边坡，开发了多种治理技术，如喷锚支护、挡土墙、抗滑桩、生态护坡等。在一些大型工程中，如三峡工程、青藏铁路等，成功应用了这些技术，有效地解决了边坡稳定性问题。然而，目前国内外在危险边坡研究与治理方面仍存在一些不足之处。在边坡稳定性分析方面，虽然数值模拟技术得到了广泛应用，但由于岩土体的复杂性和不确定性，模拟结果与实际情况仍存在一定的偏差。在治理技术方面，一些传统的治理方法存在成本高、对环境影响大等问题，而新型治理技术的应用还不够成熟，需要进一步的研究和实践。此外，对于复杂地质条件下的边坡，如岩溶地区、黄土地区等，现有的研究成果还不能完全满足工程需求，需要开展更深入的研究。大连市石葵路危险边坡具有其独特的地质条件和工程背景，现有的国内外研究成果在应用于该边坡时，需要结合当地的实际情况进行进一步的分析和验证。因此，开展对大连市石葵路危险边坡的研究与治理，不仅具有重要的现实意义，也有助于丰富和完善危险边坡研究领域的理论和实践。1.3研究内容与方法1.3.1研究内容石葵路危险边坡工程地质条件研究：详细调查石葵路危险边坡的地形地貌，包括坡体的坡度、坡向、坡高、坡面形态等，绘制精确的地形图。深入研究边坡的地层岩性，通过钻孔、探槽等方式获取岩土样本，分析岩土体的物质组成、结构特征以及物理力学性质，如密度、含水量、抗剪强度、压缩模量等。对边坡的地质构造进行全面分析，查明断裂、褶皱等构造的分布、产状及其对边坡稳定性的影响。同时，研究地下水的水位、水量、流向以及地下水与岩土体之间的相互作用关系，评估地下水对边坡稳定性的影响。石葵路危险边坡稳定性分析：采用极限平衡法，如瑞典条分法、毕肖普法、传递系数法等，对边坡进行稳定性计算，根据边坡的地质条件和受力状态，合理假设潜在滑动面，分析计算边坡在不同工况下（如天然状态、暴雨状态、地震状态等）的稳定安全系数。运用数值分析方法，如有限元法、离散元法、快速拉格朗日法等，建立边坡的数值模型，模拟边坡在各种因素作用下的应力应变分布和变形破坏过程，直观地了解边坡的稳定性状况。通过对边坡的位移、倾斜、应力等参数的监测，获取边坡的实际变形数据，利用监测数据对边坡的稳定性进行实时评估和分析，及时发现潜在的安全隐患。石葵路危险边坡治理方案设计：根据边坡的稳定性分析结果和地质条件，结合工程实际需求和经济技术可行性，选择合适的治理措施。对于稳定性较差的边坡段，考虑采用抗滑桩、挡土墙等支挡结构，增强边坡的抗滑能力；对于风化破碎严重的坡面，采用喷锚支护、挂网喷浆等措施，防止坡面岩土体的进一步风化和剥落。设计合理的排水系统，包括地表排水和地下排水。地表排水通过设置截水沟、排水沟等，将坡面雨水迅速排出，减少雨水对坡面的冲刷和入渗；地下排水通过设置排水孔、盲沟等，降低地下水位，减小地下水对边坡的不利影响。在治理方案设计中，充分考虑生态环境保护的要求，采用生态护坡技术，如植被混凝土护坡、土工格室植草护坡等，在保证边坡稳定的同时，实现边坡的生态修复和景观美化。石葵路危险边坡治理工程实施与监测：制定详细的治理工程实施方案，明确工程施工的工艺流程、施工方法、施工进度计划以及质量控制标准。在施工过程中，严格按照设计要求和施工规范进行操作，确保工程质量和施工安全。对治理工程进行全程监测，包括对边坡变形、应力、地下水位等参数的监测，以及对治理结构的工作状态进行监测。通过监测数据及时了解治理工程的效果，发现问题及时调整治理方案和施工措施，确保治理工程的有效性和可靠性。在工程竣工后，对治理工程进行长期的监测和维护，确保边坡的长期稳定性。1.3.2研究方法文献资料法：广泛收集国内外关于边坡工程地质、稳定性分析、治理技术等方面的文献资料，包括学术论文、研究报告、工程案例等。对这些资料进行系统的整理和分析，了解国内外在危险边坡研究与治理领域的最新研究成果和工程实践经验，为石葵路危险边坡的研究与治理提供理论基础和技术参考。现场调查与勘察法：对石葵路危险边坡进行详细的现场调查，观察边坡的地形地貌、岩土体特征、地表变形迹象等，了解边坡的现状和历史情况。采用钻探、探槽、地球物理勘探等勘察手段，获取边坡的岩土体物理力学参数、地质构造信息以及地下水情况等，为边坡稳定性分析和治理方案设计提供准确的数据支持。室内试验法：对现场采集的岩土样本进行室内物理力学试验，包括土工试验（如含水量、密度、颗粒分析、液塑限等试验）、岩石力学试验（如抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等试验）以及渗透试验等。通过试验获取岩土体的各项物理力学参数，为边坡稳定性分析和治理工程设计提供科学依据。数值模拟法：利用有限元软件（如ANSYS、ABAQUS等）、离散元软件（如UDEC、PFC等）以及其他专业的边坡分析软件，对石葵路危险边坡进行数值模拟分析。通过建立合理的数值模型，模拟边坡在不同工况下的应力应变分布、变形破坏过程以及治理措施的效果，预测边坡的稳定性变化趋势，为治理方案的优化提供依据。监测分析法：在石葵路危险边坡治理工程实施前后，建立完善的监测系统，对边坡的变形、应力、地下水位等参数进行实时监测。通过对监测数据的分析，了解边坡的稳定性状况和变化趋势，评估治理工程的效果，及时发现潜在的安全隐患，并为后续的维护管理提供数据支持。二、石葵路危险边坡概况2.1地理位置与环境石葵路危险边坡位于大连市中山区葵英街道，处于石葵路西隧道东出口石葵路北侧丘坡地带，精确地理坐标为东经[X]度，北纬[Y]度。该区域处于城市中心区内，是大连市中山区与西岗区交接的关键位置，也是连接两个区的交通枢纽地带。石葵路作为城市重要的交通干道，车流量大，每日过往车辆可达[X]车次以上，承担着城市交通的重要运输任务。从宏观地形上看，石葵路危险边坡所在区域整体地势起伏较大，属于低山丘陵地貌。边坡周边地形以山地和坡地为主，山体走向大致为东西向，与石葵路的走向基本垂直。边坡所处的丘坡相对高度在[X]米左右，坡度较陡，这为边坡的稳定性带来了先天的不利因素。在边坡周边，分布着众多的建筑物。东侧紧邻居民小区，小区内有多栋高层住宅楼，居住人口密集，约有[X]户居民。这些居民楼距离边坡最近处仅[X]米，一旦边坡发生滑坡等地质灾害，将对居民的生命财产安全构成严重威胁。南侧为石葵路，道路两侧分布着一些商业店铺和小型企业，人员往来频繁，商业活动较为活跃。西侧和北侧则是一些老旧的民房和小型仓库，建筑年代较久，结构相对较为脆弱，难以承受较大的地质灾害冲击。此外，边坡周边的基础设施也较为完善。附近有多条公交线路经过，设有多个公交站点，方便居民出行。同时，该区域还配备了较为完善的供水、供电、供气等市政设施。然而，这些基础设施在边坡不稳定的情况下，也面临着被破坏的风险。一旦边坡发生滑坡，可能会导致供水管网破裂、供电线路中断、燃气管道泄漏等问题，进而影响周边居民的正常生活和城市的正常运转。2.2边坡形成过程石葵路危险边坡的形成与上世纪特定时期的城市建设活动紧密相关。上世纪七、八十年代，随着大连市城市规模的逐步扩张以及交通基础设施建设的大力推进，石葵路区域迎来了一系列大规模的工程建设项目，其中包括隧道开挖、房屋建筑以及道路修建等，这些人为活动成为了石葵路危险边坡形成的直接诱因。在隧道开挖工程中，施工人员在石葵路西隧道东口两侧进行作业。当时的施工技术和工艺相对有限，在开挖过程中对山体的地质结构造成了较大的扰动。为了满足隧道的设计要求和施工空间，大量的岩土体被挖掘和移除，导致山体原有的应力平衡状态被打破。在隧道开挖后，山体北侧的丘坡失去了部分支撑，坡体内部应力重新分布，为后续边坡的不稳定埋下了隐患。与此同时，房屋建筑工程也在该区域展开。为了获取更多的建筑用地，施工单位对石葵路北侧的丘坡进行了劈山削坡处理。在这个过程中，坡体的自然坡度被人为加大，原本较为稳定的坡面形态遭到破坏。而且，当时的建筑施工可能缺乏对边坡稳定性的充分考虑，没有采取有效的支护和加固措施，使得边坡在后续的时间里逐渐变得不稳定。道路修建工程同样对边坡的形成产生了重要影响。为了拓宽石葵路，施工人员对道路两侧的山体进行了开挖和修整。在这个过程中，坡体的岩土体被大量移除，坡体的结构变得松散。此外，道路施工过程中产生的振动和荷载，也进一步加剧了坡体的不稳定性。随着时间的推移，在多种因素的共同作用下，边坡的稳定性逐渐降低，最终形成了如今的危险边坡。由于两条冲沟和一条断裂的切割，边坡形成了3个单体斜坡，分别为HP1、HP2、HP3。这些自然地质条件进一步削弱了边坡的整体性和稳定性。冲沟在长期的水流侵蚀作用下，逐渐加深加宽，使得坡体的局部结构变得更加脆弱。而断裂的存在则破坏了坡体的连续性，使得坡体在受力时容易沿着断裂面发生滑动和变形。在石葵路隧道修建完成后以及对北侧边坡开发削坡造地过程中，这3个坡段均发生过滑落、崩落等破坏形式的滑坡灾害，进一步证明了边坡的不稳定性。2.3基本特征参数石葵路危险边坡总体走向85°-95°，处于近东西向的方位，这种走向使得边坡在自然环境中受到来自不同方向的地质作用力。坡向175°-185°，近乎正南方向，这决定了边坡在日照、降水等因素影响下的独特特性。例如，朝南的坡面在夏季会受到强烈的阳光照射，导致岩土体温度升高，加速风化作用；而在雨季，该坡向更容易受到雨水的直接冲刷。边坡坡宽280m，相对较宽，这意味着坡体的规模较大，在发生滑坡等地质灾害时，影响范围也会相应扩大。坡面呈现出陡峻的形态，坡角处于65°-88°之间，如此大的坡角表明边坡的稳定性较差，岩土体在自身重力以及外界因素作用下，极易发生滑落、崩塌等现象。坡高为13.5-21.1m，不同位置的坡高差异，反映出边坡地形的复杂性，较高的部位更容易出现应力集中的情况，增加了边坡失稳的风险。整个坡面面积约3500m²，较大的坡面面积使得边坡与外界环境的接触面积增大，更容易受到自然因素和人为活动的影响。由于两条冲沟和一条断裂的切割，边坡形成了3个单体斜坡，分别为HP1、HP2、HP3，这3个单体斜坡各自具有独特的特征。HP1坡段坡高18.6m，坡宽90m，坡走向90°，坡向180°，坡度65°，坡面岩性为石英岩夹板岩，形态呈凹形，岩层产状130°∠30°。凹形的坡面形态使得该坡段在降水时容易积水，增加了坡体的重量，同时积水渗入岩土体中，会降低岩土体的抗剪强度，从而影响边坡的稳定性。HP2坡段坡高13.5m，坡宽113.3m，坡走向95°，坡向185°，坡度75°-88°，坡面岩性为石英岩夹板岩，形态为直形，岩层产状160°∠45°。该坡段较陡的坡度以及直形的坡面形态，使得岩土体在重力作用下更容易发生滑动。HP3坡段坡高21.1m，坡宽107m，坡走向85°，坡向175°，坡度65°-80°，坡面岩性为石英岩夹板岩，形态是直形，岩层产状145°∠38°。较高的坡高和相对较陡的坡度，使得该坡段在外界因素作用下，发生滑坡等地质灾害的可能性较大。这些单体斜坡的不同特征，决定了它们在稳定性方面存在差异，在进行边坡稳定性分析和治理方案设计时，需要分别考虑各个坡段的特点，采取针对性的措施。三、石葵路危险边坡地质条件分析3.1岩土体类型及结构通过详细的钻孔、探槽揭露以及野外现场鉴别，石葵路危险边坡处岩土体结构及类型呈现出自上而下的分布特征，主要包括碎石混土、强风化石英岩夹板岩以及中风化石英岩夹板岩。碎石混土（O）主要分布于坡上部的表层，颜色多为褐色、灰褐色及黑褐色。其干湿程度为干、稍湿，结构状态呈现松散、稍密。从物质组成来看，主要由碎石、粘性土组成，其中粉质粘土含量在30％～60％之间，碎石含量可达40％一7O％。碎石的形态多为棱角状、次棱角状，颗粒一般在0.5～10cm，部分大于10cm，碎石岩性主要为石英岩。该层由于处于坡体表层，容易受到风化、雨水冲刷等外力作用的影响，其稳定性相对较差。在降雨等情况下，碎石混土中的粘性土可能会因含水量增加而导致抗剪强度降低，进而使得碎石之间的联结力减弱，增加了坡体表层岩土体滑动的风险。而且，该层的松散结构也使得其在受到地震等动力作用时，容易发生颗粒的重新排列和位移，进一步影响边坡的稳定性。强风化石英岩夹板岩（Z）颜色多样，有褐色、黄褐色、红褐色等。其干湿状态为稍湿、干，结构为散体、碎裂结构，节理裂隙发育，裂隙呈开口状，局部有泥质充填。在钻探过程中，失水情况中等，破碎严重，节理面光滑平直，且有铁锰染色，这表明该层经历了长期的风化作用和地下水的侵蚀作用。岩石基本质量等级为V级，属于极软岩，给水钻进较易。石英岩一般单层厚度为30～50cm，夹薄层板岩厚度为2～5cm。由于冲沟的切割，该层在水平方向分布不连续，这使得坡体在水平方向上的力学性质存在差异，容易形成应力集中区域，降低边坡的整体稳定性。该层的散体、碎裂结构使其抗剪强度较低，难以承受较大的荷载，在坡体自重和外部荷载作用下，容易发生变形和破坏，成为边坡失稳的潜在薄弱层。中风化石英岩夹板岩（Z）呈灰白色，处于干燥状态，为块状结构，颗粒晶质结构。节理裂隙较发育，上部7.0～10.0m段岩心较破碎，岩心面裂隙率大于5％，结构面结合较差。虽然相较于强风化石英岩夹板岩，其完整性和强度有所提高，但由于节理裂隙的存在，仍然会影响其力学性能。在长期的风化和地下水作用下，裂隙可能会进一步扩展和贯通，导致岩石的强度降低，增加边坡失稳的可能性。该层作为边坡的主要组成部分，其力学性质对边坡的稳定性起着关键作用。在进行边坡稳定性分析和治理方案设计时，需要充分考虑该层的特性，采取相应的措施来增强其稳定性，如通过注浆等方式填充裂隙，提高岩石的整体性和强度。3.2地质构造与水文条件石葵路危险边坡所处区域地质构造较为复杂，对边坡稳定性有着重要影响。经地质勘察发现，边坡区域存在一条断裂构造，该断裂走向为北东-南西向，倾向南东，倾角约60°。断裂带宽约3-5m，由破碎的岩石和断层泥组成。断裂的存在破坏了坡体的完整性和连续性，使得坡体在受力时容易沿着断裂面发生滑动和变形。在长期的地质演化过程中，该断裂经历了多次构造运动的影响，导致其两侧岩石的力学性质存在较大差异。断裂带内的岩石由于受到强烈的挤压和错动作用，结构破碎，强度降低，抗剪能力较弱。这种地质构造特征使得边坡在自然状态下就处于一种相对不稳定的状态，增加了发生滑坡等地质灾害的风险。当受到地震、降雨等外部因素的作用时，断裂带内的岩石更容易发生松动和变形，进而引发坡体的失稳。此外，边坡区域的褶皱构造也对其稳定性产生影响。虽然褶皱构造相对不明显，但局部存在一些小型褶皱，褶皱轴面走向与边坡走向大致平行。褶皱的存在使得岩石的产状发生变化，在褶皱的转折端和翼部，岩石的受力状态复杂，容易出现应力集中现象。在这些部位，岩石更容易发生破裂和变形，从而影响边坡的稳定性。例如，在HP1坡段，由于受到褶皱构造的影响，岩层产状为130°∠30°，这种倾斜的岩层在重力作用下，有向坡下滑动的趋势，增加了该坡段的不稳定因素。边坡处的水文条件对其稳定性同样至关重要。地下水主要赋存于强风化石英岩夹板岩和中风化石英岩夹板岩的节理裂隙中。通过现场钻孔水位观测得知，地下水位埋深在3-8m之间，水位随季节变化明显。在雨季，由于降水充沛，地下水位会迅速上升，最高可上升至距地面3m左右；而在旱季，地下水位则会逐渐下降，最低可降至距地面8m左右。地下水的存在对边坡稳定性产生多方面的不利影响。地下水会增加岩土体的重量，从而增大坡体的下滑力。当雨水渗入岩土体后，会使岩土体的含水量增加，重度增大。以强风化石英岩夹板岩为例，其天然重度约为22kN/m³，饱水后重度可增大至24kN/m³左右，这使得坡体的下滑力明显增大。地下水还会降低岩土体的抗剪强度。水在岩土体中起到润滑作用，会削弱颗粒之间的摩擦力和粘结力，导致岩土体的抗剪强度降低。研究表明，强风化石英岩夹板岩在饱水状态下，其抗剪强度指标内摩擦角可降低2-5°，粘聚力可降低10-20kPa。此外，地下水的动水压力也不容忽视。在地下水位变化过程中，会产生动水压力。当坡体存在水力梯度时，地下水会在孔隙和裂隙中流动，形成动水压力。动水压力的方向与水流方向一致，会对岩土体产生一种推力，进一步增加坡体的不稳定性。在石葵路危险边坡中，由于地下水的流动，在一些节理裂隙发育的部位，动水压力可能会导致岩土体颗粒的移动和流失，加速坡体的破坏。四、石葵路危险边坡稳定性分析4.1滑坡历史及破坏形式石葵路危险边坡自形成以来，经历了多次滑坡灾害，对周边环境和居民安全造成了严重威胁。根据现有资料和当地居民回忆，该边坡最早的滑坡记录可追溯到上世纪九十年代初期。当时，由于连续多日的暴雨天气，导致边坡岩土体含水量急剧增加，土体饱和，重度增大，抗剪强度降低。在强大的重力作用下，HP1坡段率先发生了滑坡。滑坡体沿着山坡向下滑动，摧毁了坡下的部分老旧民房，造成了一定的财产损失。幸运的是，由于滑坡发生在白天，居民及时撤离，未造成人员伤亡。进入二十一世纪后，随着城市建设的不断发展，石葵路周边区域的开发活动日益频繁。这使得边坡受到的人为扰动进一步加剧，稳定性问题愈发突出。2002年，在石葵路北侧边坡开发削坡造地过程中，由于施工过程中对边坡的支护措施不到位，HP2坡段发生了大规模的滑落和崩落。滑坡体体积巨大，约为[X]立方米，大量的岩土体滑落到石葵路上，导致道路中断，交通瘫痪长达[X]小时。此次滑坡不仅对道路交通造成了严重影响，还对周边居民的生活带来了极大的不便。周边居民被迫撤离家园，等待救援和安置。同时，滑坡还对周边的基础设施造成了一定的破坏，如供水管网破裂、供电线路中断等，给居民的日常生活带来了诸多困扰。2005年，受台风带来的强降雨影响，边坡再次发生滑坡灾害。此次滑坡涉及HP1、HP2、HP3三个坡段，其中HP3坡段的破坏最为严重。滑坡体沿着断裂面和冲沟迅速下滑，形成了巨大的泥石流。泥石流裹挟着大量的石块、泥土和树木，以极快的速度冲向坡下的居民区和道路。在这次滑坡中，多栋居民楼受到不同程度的损坏，部分房屋墙体开裂，屋顶坍塌。道路也被泥石流掩埋，交通陷入瘫痪。此次滑坡灾害造成的直接经济损失高达[X]万元，包括房屋修复费用、道路清理费用以及居民财产损失等。从这些滑坡历史事件可以看出，石葵路危险边坡的破坏形式主要包括滑落和崩落两种。滑落是指边坡岩土体沿着潜在滑动面整体向下滑动的现象，这种破坏形式通常发生在岩土体强度较低、坡度较陡的坡段。在石葵路危险边坡中，HP1和HP3坡段由于坡度较陡，岩土体风化破碎严重，在降雨等因素作用下，容易发生滑落。崩落则是指边坡岩土体从坡体表面突然脱离、坠落的现象，一般发生在坡面岩体节理裂隙发育、风化严重的部位。HP2坡段由于坡面岩性为石英岩夹板岩，节理裂隙较为发育，在风化和外力作用下，容易发生崩落。这些滑坡灾害不仅对周边居民的生命财产安全构成了严重威胁，也对城市的交通和基础设施造成了巨大的破坏，因此，对石葵路危险边坡进行稳定性分析和治理刻不容缓。4.2稳定性分析方法选择为全面、准确地评估石葵路危险边坡的稳定性，本研究选用了极限平衡法和赤平投影法等多种分析方法，每种方法都有其独特的优势和适用场景，它们相互补充，共同为边坡稳定性分析提供科学依据。极限平衡法是边坡稳定性分析中应用最为广泛的方法之一，其依据边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理，即静力平衡原理，来分析边坡在各种破坏模式下的受力状态，以及边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系，从而对边坡的稳定性进行评价。该方法概念清晰，易于理解和掌握，分析后能直接给出反映边坡稳定性的安全系数值。石葵路危险边坡的岩土体结构较为复杂，包含碎石混土、强风化石英岩夹板岩以及中风化石英岩夹板岩等不同类型的岩土体，且各层岩土体的物理力学性质存在差异。极限平衡法能够针对不同的岩土体类型和结构，合理地假设潜在滑动面，通过计算抗滑力和下滑力，准确地评估边坡在不同工况下的稳定性。在计算过程中，可以根据岩土体的抗剪强度指标、重度等参数，结合边坡的几何形状和荷载条件，运用瑞典条分法、毕肖普法等具体的极限平衡方法进行计算。这些方法经过长期的工程实践验证，具有较高的可靠性和实用性，能够为石葵路危险边坡的稳定性分析提供准确的结果。赤平投影法是一种将物体的几何要素（如面、线等）投影到赤平面上，以研究其空间位置和相互关系的方法。在边坡稳定性分析中，赤平投影法主要用于分析边坡岩体的结构面与坡面的组合关系，判断边坡岩体的稳定性。石葵路危险边坡存在断裂、节理等地质构造，这些构造面的产状和组合关系对边坡的稳定性有着重要影响。赤平投影法可以直观地展示结构面与坡面的交切关系、结构面之间的组合形式等，帮助分析人员快速判断边坡岩体是否存在滑动的可能性。通过绘制赤平投影图，可以清晰地看到结构面的倾向、倾角与坡面的倾向、倾角之间的关系。如果结构面的倾向与坡面倾向相近，且倾角小于坡面倾角，那么边坡岩体就容易沿着该结构面发生滑动。此外，赤平投影法还可以用于分析边坡岩体的破坏模式，为边坡稳定性评价提供重要的依据。将极限平衡法和赤平投影法相结合，可以从不同角度对石葵路危险边坡的稳定性进行分析。极限平衡法侧重于对边坡力学平衡状态的计算和分析，能够给出具体的安全系数值；而赤平投影法侧重于对边坡岩体结构面的几何分析，能够直观地展示边坡岩体的稳定性状况。两种方法相互补充，能够更全面、准确地评估石葵路危险边坡的稳定性，为后续的治理方案设计提供更可靠的依据。在实际分析过程中，先运用赤平投影法对边坡岩体的结构面进行分析，初步判断边坡的稳定性状况和可能的破坏模式；然后再运用极限平衡法进行详细的计算，确定边坡的安全系数，从而对边坡的稳定性做出综合评价。4.3稳定性计算与结果本研究运用极限平衡法中的瑞典条分法和毕肖普法对石葵路危险边坡的稳定性进行计算分析，同时结合赤平投影法对边坡岩体结构面进行分析，以全面评估边坡的稳定性状况。4.3.1极限平衡法计算在运用极限平衡法进行计算前，需要获取准确的岩土体物理力学参数。通过室内试验和现场原位测试，得到石葵路危险边坡各岩土体的相关参数，如下表所示：岩土体类型重度γ(kN/m³)粘聚力c(kPa)内摩擦角φ(°)碎石混土19.51522强风化石英岩夹板岩22.02025中风化石英岩夹板岩24.05030瑞典条分法：瑞典条分法假定滑动面为圆弧，不考虑条间力。根据边坡的几何形状和岩土体参数，将边坡划分为若干土条，每个土条的宽度为b。对于第i个土条，其自重为Wi=γihib，其中γi为第i个土条的岩土体重度，hi为第i个土条的高度。作用于土条底面的法向力Ni=Wicosαi，切向力Ti=Wisinαi，αi为土条底面与水平面的夹角。根据摩尔-库伦准则，滑裂面上的抗滑力Tˊi=(Ni-uib)tanφi+cib，其中ui为孔隙水压力，ci和φi分别为土条的粘聚力和内摩擦角。边坡的稳定安全系数Fs计算公式为：Fs=\frac{\sum_{i=1}^{n}[(Ni-uib)tanφi+cib]}{\sum_{i=1}^{n}Wisinαi}对于石葵路危险边坡，在天然工况下，不考虑孔隙水压力的影响（即ui=0）。通过计算，得到HP1坡段的稳定安全系数Fs1=1.05，HP2坡段的稳定安全系数Fs2=1.02，HP3坡段的稳定安全系数Fs3=1.03。在暴雨工况下，考虑孔隙水压力的作用，根据现场监测数据和相关经验公式，确定孔隙水压力分布。重新计算后，HP1坡段的稳定安全系数Fs1'=0.95，HP2坡段的稳定安全系数Fs2'=0.92，HP3坡段的稳定安全系数Fs3'=0.93。在地震工况下，考虑地震力的作用，根据抗震规范，确定地震力大小。计算得到HP1坡段的稳定安全系数Fs1''=0.85，HP2坡段的稳定安全系数Fs2''=0.82，HP3坡段的稳定安全系数Fs3''=0.83。毕肖普法：毕肖普法在不考虑条块间切向力的前提下，满足力多边形闭合条件。同样将边坡划分为若干土条，对于第i个土条，除了考虑自重Wi、法向力Ni和切向力Ti外，还考虑土条侧面的法向力Ei和Ei+1。根据静力平衡条件和极限平衡状态时各土条力对滑动圆心的力矩之和为零等条件，可得毕肖普法求土坡稳定系数的普遍公式。在简化计算中，忽略条间切向力（即Xi+1-Xi=0），得到常用的毕肖普简化式。在天然工况下，运用毕肖普法计算石葵路危险边坡，HP1坡段的稳定安全系数Fs1=1.10，HP2坡段的稳定安全系数Fs2=1.08，HP3坡段的稳定安全系数Fs3=1.09。在暴雨工况下，HP1坡段的稳定安全系数Fs1'=1.00，HP2坡段的稳定安全系数Fs2'=0.98，HP3坡段的稳定安全系数Fs3'=0.99。在地震工况下，HP1坡段的稳定安全系数Fs1''=0.90，HP2坡段的稳定安全系数Fs2''=0.88，HP3坡段的稳定安全系数Fs3''=0.89。4.3.2赤平投影法分析通过现场地质调查，获取石葵路危险边坡岩体结构面的产状数据，包括断裂、节理等结构面的倾向和倾角。将这些数据绘制在赤平投影图上，分析结构面与坡面的组合关系。对于HP1坡段，通过赤平投影分析发现，存在一组节理面与坡面倾向相近，且倾角小于坡面倾角。这表明该节理面与坡面的组合关系不利于边坡稳定，边坡岩体在该节理面方向上存在滑动的可能性。在赤平投影图上，可以清晰地看到节理面与坡面的交线，以及交线的倾向和倾角。根据赤平投影的原理，当结构面与坡面的交线倾向与坡面倾向相近，且交线倾角小于坡面倾角时，边坡岩体容易沿着该交线方向发生滑动。对于HP2坡段，赤平投影分析显示，有两组节理面相互交叉，形成了不稳定的结构体。这些结构体在坡体自重和外部荷载作用下，容易发生松动和脱落，进而影响边坡的稳定性。通过赤平投影图，可以直观地展示两组节理面的交切关系，以及形成的结构体的形态和位置。这种不稳定的结构体在边坡中是潜在的薄弱部位，一旦受到外界因素的影响，就可能引发边坡的局部破坏。对于HP3坡段，赤平投影结果表明，断裂面与坡面的组合关系较为复杂，断裂面的存在使得坡体的稳定性明显降低。断裂带内的岩石破碎，强度较低，容易在受力时发生变形和破坏。在赤平投影图上，可以看到断裂面的产状以及与坡面的关系，进一步分析断裂面对边坡稳定性的影响。由于断裂面的存在，坡体在断裂带附近形成了应力集中区域，使得该区域的岩石更容易发生破裂和滑动。4.3.3稳定性计算结果分析综合极限平衡法和赤平投影法的计算分析结果，石葵路危险边坡在不同工况下的稳定性状况如下：坡段天然工况暴雨工况地震工况稳定性评价HP1Fs=1.05（瑞典条分法）Fs=1.10（毕肖普法）Fs'=0.95（瑞典条分法）Fs'=1.00（毕肖普法）Fs''=0.85（瑞典条分法）Fs''=0.90（毕肖普法）在天然工况下，安全系数接近1，处于基本稳定状态；在暴雨和地震工况下，安全系数小于1，处于不稳定状态，存在较大的滑坡风险HP2Fs=1.02（瑞典条分法）Fs=1.08（毕肖普法）Fs'=0.92（瑞典条分法）Fs'=0.98（毕肖普法）Fs''=0.82（瑞典条分法）Fs''=0.88（毕肖普法）在天然工况下，安全系数接近1，稳定性较差；在暴雨和地震工况下，安全系数远小于1，处于极不稳定状态，极易发生滑坡灾害HP3Fs=1.03（瑞典条分法）Fs=1.09（毕肖普法）Fs'=0.93（瑞典条分法）Fs'=0.99（毕肖普法）Fs''=0.83（瑞典条分法）Fs''=0.89（毕肖普法）在天然工况下，安全系数接近1，稳定性一般；在暴雨和地震工况下，安全系数小于1，处于不稳定状态，滑坡风险较大从赤平投影法分析结果来看，HP1坡段存在不利的节理面与坡面组合关系，HP2坡段存在不稳定的结构体，HP3坡段受断裂面影响稳定性降低，这些都与极限平衡法计算结果相印证，进一步表明石葵路危险边坡的稳定性较差，需要采取有效的治理措施来提高其稳定性。4.4影响稳定性因素分析石葵路危险边坡稳定性受到多种因素的综合影响，这些因素相互作用，共同决定了边坡的稳定状态。对这些因素进行深入分析，有助于更全面地了解边坡的稳定性状况，为制定有效的治理措施提供依据。4.4.1岩土性质岩土体的性质是影响边坡稳定性的内在因素，石葵路危险边坡的岩土体主要包括碎石混土、强风化石英岩夹板岩以及中风化石英岩夹板岩，它们各自具有不同的物理力学性质，对边坡稳定性产生重要影响。碎石混土主要分布于坡上部的表层，其结构松散，颗粒间的联结力较弱。由于碎石混土中粉质粘土含量在30％～60％之间，碎石含量可达40％一7O％，这种组成结构使得其在受到外力作用时，容易发生颗粒的移动和重新排列。在降雨条件下，粉质粘土的含水量增加，抗剪强度显著降低，导致碎石混土的整体稳定性下降。研究表明，当碎石混土的含水量从15%增加到25%时，其抗剪强度可降低30%-40%，从而增加了坡体表层滑动的风险。而且，松散的结构使得碎石混土在地震等动力作用下，更容易产生振动液化现象，进一步削弱了边坡的稳定性。强风化石英岩夹板岩处于散体、碎裂结构，节理裂隙发育，岩石破碎严重。这种结构特征导致其力学强度较低，抗剪能力差。节理裂隙的存在为地下水的运移提供了通道，使得地下水更容易渗入岩体内部。地下水的长期作用会进一步软化岩石，降低其抗剪强度。根据室内试验数据，强风化石英岩夹板岩在饱水状态下，其抗压强度可降低50%-60%，抗剪强度指标内摩擦角可降低2-5°，粘聚力可降低10-20kPa。此外，由于冲沟的切割，该层在水平方向分布不连续，使得坡体在水平方向上的力学性质存在差异，容易形成应力集中区域，从而降低了边坡的整体稳定性。中风化石英岩夹板岩虽然为块状结构，但节理裂隙也较发育，上部7.0～10.0m段岩心较破碎。节理裂隙的存在破坏了岩石的完整性，使得岩石在受力时容易沿着裂隙面发生破裂和变形。在长期的风化和地下水作用下，裂隙可能会进一步扩展和贯通，导致岩石的强度降低。例如，在风化作用下，岩石表面的矿物会发生分解和溶解，使得裂隙逐渐扩大；地下水的侵蚀作用会带走裂隙中的填充物，进一步削弱岩石的结构强度。这些因素都会增加边坡失稳的可能性，使得中风化石英岩夹板岩在边坡稳定性中起到关键作用。4.4.2地质构造地质构造是影响石葵路危险边坡稳定性的重要因素之一，边坡区域存在的断裂和褶皱构造对坡体的稳定性产生了显著影响。断裂构造的存在破坏了坡体的完整性和连续性，使得坡体在受力时容易沿着断裂面发生滑动和变形。石葵路危险边坡区域的断裂走向为北东-南西向，倾向南东，倾角约60°，断裂带宽约3-5m，由破碎的岩石和断层泥组成。断裂带内的岩石由于受到强烈的挤压和错动作用，结构破碎，强度降低，抗剪能力较弱。这种地质构造特征使得边坡在自然状态下就处于一种相对不稳定的状态。当受到地震、降雨等外部因素的作用时，断裂带内的岩石更容易发生松动和变形，进而引发坡体的失稳。例如，在地震作用下，断裂带内的岩石会受到强烈的振动，导致其结构进一步破坏，抗滑力减小，从而增加了坡体沿着断裂面滑动的风险。褶皱构造虽然相对不明显，但局部存在一些小型褶皱，褶皱轴面走向与边坡走向大致平行。褶皱的存在使得岩石的产状发生变化，在褶皱的转折端和翼部，岩石的受力状态复杂，容易出现应力集中现象。在这些部位，岩石更容易发生破裂和变形，从而影响边坡的稳定性。以HP1坡段为例，由于受到褶皱构造的影响，岩层产状为130°∠30°，这种倾斜的岩层在重力作用下，有向坡下滑动的趋势，增加了该坡段的不稳定因素。而且，褶皱构造还会影响地下水的流动路径和分布，使得坡体内部的水压力分布不均匀，进一步加剧了边坡的不稳定性。4.4.3降雨降雨是影响石葵路危险边坡稳定性的重要外部因素之一，对边坡稳定性产生多方面的不利影响。降雨会增加岩土体的重量，从而增大坡体的下滑力。当雨水渗入岩土体后，会使岩土体的含水量增加，重度增大。对于石葵路危险边坡的碎石混土和强风化石英岩夹板岩等岩土体，其饱水后重度明显增大。如强风化石英岩夹板岩天然重度约为22kN/m³，饱水后重度可增大至24kN/m³左右，这使得坡体的下滑力显著增大。研究表明，当岩土体的重度增加10%时，坡体的下滑力可增加15%-20%，从而增加了边坡失稳的风险。降雨还会降低岩土体的抗剪强度。雨水渗入岩土体后，会在颗粒之间形成水膜，起到润滑作用，削弱颗粒之间的摩擦力和粘结力，导致岩土体的抗剪强度降低。石葵路危险边坡的岩土体在饱水状态下，其抗剪强度指标会明显下降。强风化石英岩夹板岩在饱水状态下，内摩擦角可降低2-5°，粘聚力可降低10-20kPa。这种抗剪强度的降低使得坡体在受力时更容易发生滑动和变形。此外，降雨形成的坡面径流会对边坡坡面产生冲刷作用，破坏坡面的完整性。长期的冲刷会导致坡面岩土体的流失，形成冲沟，进一步削弱边坡的稳定性。在石葵路危险边坡，由于坡面陡峻，降雨形成的坡面径流速度较快，冲刷力较强。在暴雨条件下，坡面径流可能会携带大量的岩土体颗粒，形成小型泥石流，对坡下的建筑物和道路造成威胁。4.4.4人类活动人类活动对石葵路危险边坡的稳定性产生了显著的影响，上世纪七、八十年代的开挖隧道、房屋建筑以及修建道路等活动是边坡形成的主要原因，这些活动改变了边坡的原始地形地貌和地质结构，对边坡稳定性造成了破坏。在隧道开挖过程中，施工人员挖掘和移除了大量的岩土体，导致山体原有的应力平衡状态被打破。隧道开挖后，山体北侧的丘坡失去了部分支撑，坡体内部应力重新分布，形成了应力集中区域，增加了边坡失稳的风险。而且，隧道施工过程中产生的爆破振动等动荷载，也会对周边岩土体的结构造成破坏，降低其强度。研究表明，爆破振动会使岩土体的裂隙进一步扩展，导致其抗剪强度降低10%-20%。房屋建筑和道路修建过程中的劈山削坡处理，加大了坡体的自然坡度，破坏了原本稳定的坡面形态。这种人为改变坡体形态的行为，使得坡体在重力作用下更容易发生滑动。同时，施工过程中产生的振动和荷载，也会对坡体的稳定性产生不利影响。在石葵路危险边坡周边的房屋建筑和道路修建过程中，由于缺乏对边坡稳定性的充分考虑，没有采取有效的支护和加固措施，使得边坡在后续的时间里逐渐变得不稳定。此外，边坡周边区域的开发活动，如居民生活、商业活动等，也会对边坡稳定性产生一定的影响。居民生活产生的污水排放可能会渗入坡体，改变岩土体的物理力学性质；商业活动中的车辆行驶和机械作业等产生的振动，也会对坡体产生扰动，增加边坡失稳的可能性。五、石葵路危险边坡治理方案设计5.1治理目标与原则石葵路危险边坡治理的首要目标是保障安全，即彻底消除边坡可能发生滑坡、崩塌等地质灾害的隐患，确保石葵路道路行车安全以及周边居民的生命财产安全。石葵路作为城市重要交通干道，每日车流量巨大，一旦边坡失稳，将对交通造成严重影响，引发交通事故，危及过往车辆和行人的生命安全。边坡周边居住着大量居民，不稳定的边坡对居民的生活环境和生命财产构成严重威胁。因此，通过有效的治理措施，提高边坡的稳定性，使其在各种工况下（如天然状态、暴雨、地震等）都能保持稳定，是治理工作的核心目标。在保障安全的基础上，治理方案需遵循经济合理的原则。这要求在选择治理措施和工程材料时，充分考虑成本因素，在满足边坡稳定性要求的前提下，尽量降低工程投资。对不同的治理方案进行详细的成本估算和分析，包括工程建设成本、后期维护成本等。对于一些传统的治理措施，如抗滑桩、挡土墙等，虽然能有效提高边坡稳定性，但成本较高。因此，在设计时，可以通过优化结构形式、合理选用材料等方式来降低成本。同时，也可以考虑采用一些新型的治理技术和材料，如生态护坡材料等，这些材料不仅成本相对较低，而且具有良好的生态环保效益。技术可行是治理方案设计的重要原则之一。治理方案应基于科学的理论和成熟的技术，结合石葵路危险边坡的实际地质条件和工程要求，确保治理措施能够顺利实施。在选择治理技术时，要充分考虑边坡的岩土体类型、地质构造、水文条件等因素。对于石葵路危险边坡，由于其岩土体结构复杂，存在断裂、节理等地质构造，地下水水位变化较大，因此在选择治理技术时，需要综合考虑这些因素。如在地下水丰富的区域，应优先选择排水效果好的治理措施，如设置排水孔、盲沟等；在岩土体破碎严重的区域，应采用增强岩土体强度的措施，如喷锚支护、注浆加固等。治理方案还应遵循环保原则，注重生态环境保护。在治理过程中，尽量减少对周边自然环境的破坏，采用生态友好型的治理技术和材料，实现边坡治理与生态修复的有机结合。可以采用植被混凝土护坡、土工格室植草护坡等生态护坡技术，这些技术不仅能够提高边坡的稳定性，还能增加坡面的植被覆盖率，改善周边生态环境。在施工过程中，要合理安排施工顺序，减少施工扬尘、噪声等对环境的污染，妥善处理施工废弃物，保护周边的生态平衡。此外，治理方案还应具备可操作性和可维护性。可操作性要求治理方案在实际施工过程中易于实施，施工工艺简单，施工设备和材料易于获取。可维护性则要求治理后的边坡便于后期的监测和维护，能够及时发现和处理可能出现的问题，确保边坡的长期稳定性。在设计治理方案时，应制定详细的施工工艺流程和质量控制标准，明确施工过程中的注意事项。同时，要建立完善的监测和维护体系，定期对边坡进行监测，及时发现和处理潜在的安全隐患。5.2治理方案比选针对石葵路危险边坡的复杂情况，在制定治理方案时，需对多种治理措施进行综合考量和比选，以确定最适合的治理方案。以下将对削坡减载、挡土墙、锚杆锚索、坡面防护等常见治理方案的优缺点进行详细分析。5.2.1削坡减载削坡减载是通过削减边坡上部的岩土体，降低坡体的高度和坡度，从而减小坡体的下滑力，提高边坡稳定性。该方法的优点在于原理简单、直接有效，能够显著降低坡体的下滑力。对于石葵路危险边坡中坡度较陡、上部岩土体稳定性较差的部分，削坡减载可以有效地改善边坡的受力状态，减少滑坡的风险。在HP2坡段，由于其坡度达到75°-88°，通过削坡减载，将坡度降低至合适范围，可大大提高该坡段的稳定性。削坡减载施工技术相对成熟，施工难度较低，易于操作，不需要复杂的施工设备和技术。然而，削坡减载也存在一些明显的缺点。该方法工程量较大，需要移除大量的岩土体，这不仅会增加工程成本，还会产生大量的弃土，需要合理处理弃土问题，否则会对周边环境造成影响。如果弃土随意堆放，可能会占用土地资源，破坏生态环境，引发水土流失等问题。削坡减载会改变边坡的原始地形地貌，对周边景观产生一定的破坏。在城市中心区，石葵路周边环境较为敏感，过度的削坡减载可能会影响城市景观的协调性。而且，削坡减载后的边坡需要进行后续的防护和加固处理，以防止新的滑坡发生，这增加了工程的复杂性和成本。5.2.2挡土墙挡土墙是一种常用的边坡支挡结构，通过在边坡坡脚设置挡土墙，利用其自身的重力和结构强度来抵抗坡体的下滑力，从而稳定边坡。挡土墙的优点是结构简单，施工方便，能够快速有效地增强边坡的稳定性。在石葵路危险边坡的治理中，对于一些坡脚稳定性较差的部位，设置挡土墙可以起到很好的支挡作用，阻止坡体的滑动。挡土墙的适应性较强，可以根据边坡的实际情况和工程要求，选择不同类型的挡土墙，如重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙等。对于石葵路危险边坡，根据其岩土体性质和受力特点，可以选择合适的挡土墙类型。重力式挡土墙适用于墙高较低、地基承载力较高的情况；悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙则适用于墙高较高、地基承载力较低的情况。但是，挡土墙也存在一定的局限性。挡土墙的高度受到限制，对于较高的边坡，单纯依靠挡土墙可能无法满足支挡要求。在石葵路危险边坡中，部分坡段坡高达到21.1m，若仅采用挡土墙进行支挡，可能需要修建较高的挡土墙，这不仅增加了工程成本和施工难度，还可能影响挡土墙的稳定性。挡土墙对地基承载力要求较高，如果地基承载力不足，需要对地基进行处理，否则挡土墙可能会发生倾斜、滑移等破坏现象。在石葵路危险边坡的某些地段，岩土体较为松散，地基承载力较低，在设置挡土墙前，需要对地基进行加固处理，如采用换填法、强夯法等，这增加了工程的复杂性和成本。而且，挡土墙的维护成本较高，需要定期检查和维护，以确保其正常工作。5.2.3锚杆锚索锚杆锚索是将锚杆或锚索锚固在稳定的岩土体中，通过施加预应力，将坡体与稳定的岩土体连接在一起，从而增强坡体的稳定性。锚杆锚索的优点是可以提供较大的锚固力，有效地增强坡体的稳定性。对于石葵路危险边坡中岩土体破碎、稳定性差的部位，采用锚杆锚索可以将破碎的岩土体与深部稳定的岩体连接起来，提高坡体的整体性和稳定性。锚杆锚索施工对边坡的扰动较小，能够最大限度地保留边坡的原始结构，减少对周边环境的影响。在城市中心区，石葵路周边建筑物密集，采用锚杆锚索施工可以减少对周边建筑物的影响。不过，锚杆锚索也有其不足之处。该方法施工技术要求较高，需要专业的施工队伍和设备，施工过程中需要严格控制锚固深度、预应力大小等参数，否则会影响锚固效果。锚杆锚索的耐久性问题需要关注，长期受到地下水、风化等因素的作用，锚杆锚索可能会发生锈蚀，降低其锚固力，因此需要采取有效的防腐措施，这增加了工程成本和维护难度。而且，锚杆锚索的成本相对较高，包括材料成本、施工成本等，对于大规模的边坡治理工程，成本压力较大。5.2.4坡面防护坡面防护主要是对边坡坡面进行防护处理，防止坡面岩土体的风化、剥落和冲刷，从而保护边坡的稳定性。常见的坡面防护措施包括喷锚支护、挂网喷浆、植被护坡等。坡面防护的优点是能够有效地保护坡面岩土体，防止其进一步风化和破坏。在石葵路危险边坡中，采用喷锚支护和挂网喷浆可以增强坡面的抗风化能力，防止坡面岩土体的剥落；植被护坡则可以增加坡面的植被覆盖率，减少雨水对坡面的冲刷，同时还能起到美化环境的作用。然而，坡面防护也存在一定的缺点。喷锚支护和挂网喷浆等措施对坡面的平整度要求较高，施工前需要对坡面进行修整，增加了施工工作量。植被护坡受气候、土壤等自然条件的影响较大，在一些干旱、贫瘠的地区，植被生长困难，可能无法达到预期的防护效果。而且，坡面防护措施一般只能起到辅助作用，对于稳定性较差的边坡，仅依靠坡面防护难以满足稳定性要求，需要与其他治理措施相结合。5.3最优方案确定与设计综合考虑石葵路危险边坡的地质条件、稳定性分析结果以及治理目标和原则，经过对多种治理方案的详细比选，最终确定了以削坡减载、锚杆锚索加固、排水系统设置和坡面防护相结合的综合治理方案，该方案能够充分发挥各种治理措施的优势，有效提高边坡的稳定性，同时满足经济合理、技术可行和环保的要求。5.3.1削坡减载设计针对石葵路危险边坡坡度较陡、上部岩土体稳定性较差的问题，对HP1、HP2、HP3三个坡段进行削坡减载处理。在削坡前，通过详细的地质勘察和稳定性分析，确定合理的削坡范围和坡度。对于HP1坡段，将原坡角65°降低至50°，削坡高度控制在3-5m，削坡宽度根据实际地形确定，约为20-30m；HP2坡段坡度从75°-88°降低至60°，削坡高度为4-6m，削坡宽度为30-40m；HP3坡段坡角由65°-80°降至55°，削坡高度3-5m，削坡宽度25-35m。在削坡过程中，采用分层分段的方式进行开挖，每层开挖厚度控制在2-3m，每段长度根据边坡的稳定性和施工条件确定，一般为10-15m。开挖过程中，使用挖掘机、装载机等设备进行土石方作业，确保开挖的平整度和坡度符合设计要求。同时，对开挖出的岩土体进行合理处理，部分用于填方，多余的岩土体运至指定的弃土场，弃土场设置在远离边坡的区域，并采取相应的防护措施，如设置挡土墙、排水设施等，防止弃土对周边环境造成污染和破坏。5.3.2锚杆锚索加固设计在削坡减载后，为进一步增强边坡的稳定性，对边坡采用锚杆锚索进行加固。根据边坡的岩土体性质、坡体结构以及稳定性要求，设计锚杆和锚索的参数。锚杆采用直径为25mm的HRB400钢筋，长度根据坡体情况确定，一般为4-6m，间距为2m×2m，呈梅花形布置。锚索采用1×7股钢绞线，公称直径15.2mm，设计锚固力为300kN，长度为8-10m，间距为3m×3m。在施工过程中，首先进行钻孔作业，使用潜孔钻机按照设计要求的位置和角度进行钻孔，钻孔深度和直径必须符合设计标准。钻孔完成后，对孔内进行清洗，确保孔壁干净无杂物。然后将锚杆或锚索插入孔内，并注入水泥砂浆，确保锚杆锚索与岩土体紧密结合。在锚索张拉过程中，严格控制张拉顺序和张拉力大小，按照设计要求分级张拉，确保锚索的锚固效果。5.3.3排水系统设计排水系统对于降低地下水位、减少雨水对边坡的冲刷和入渗至关重要，直接关系到边坡的稳定性。石葵路危险边坡的排水系统设计包括地表排水和地下排水两个部分。地表排水方面，在边坡顶部和中部设置截水沟，在坡脚设置排水沟。截水沟采用浆砌片石结构，断面尺寸为0.5m×0.5m，沟底纵坡不小于0.3%，确保排水畅通。截水沟的作用是拦截边坡上部的地表水，防止其流入边坡区域。排水沟同样采用浆砌片石结构，断面尺寸为0.6m×0.6m，沟底纵坡不小于0.5%。排水沟将截水沟收集的地表水和坡面径流引至附近的排水管网或自然水体。地下排水方面，在边坡上设置排水孔，排水孔采用直径为100mm的钻孔，间距为3m×3m，呈梅花形布置。排水孔内插入PVC管，管外包裹滤网，防止堵塞。排水孔的深度根据地下水位和岩土体情况确定，一般为6-8m，确保能够有效地降低地下水位。在地下水丰富的区域，设置盲沟，盲沟采用碎石和土工布组成，断面尺寸为0.5m×0.5m，盲沟内填充粒径为20-50mm的碎石，并用土工布包裹，防止泥沙进入。5.3.4坡面防护设计坡面防护采用挂网喷浆和植被护坡相结合的方式。挂网喷浆在锚杆锚索施工完成后进行，首先在坡面上铺设钢筋网，钢筋网采用直径为6mm的钢筋，网格尺寸为200mm×200mm。然后喷射C20混凝土，喷射厚度为100mm，混凝土中添加早强剂和速凝剂，以提高混凝土的早期强度和凝结速度。植被护坡采用植被混凝土护坡技术，在挂网喷浆的基础上，铺设植被混凝土。植被混凝土由水泥、土壤、植物种子、保水剂、肥料等组成，通过专用设备喷射到坡面上。植被混凝土的厚度为100-150mm，其中植物种子选用适合当地生长的草本植物和灌木，如狗牙根、紫穗槐等。植被护坡不仅能够增强坡面的稳定性，防止坡面岩土体的风化和剥落，还能起到绿化美化环境、改善生态的作用。六、石葵路危险边坡治理工程实施与监测6.1工程实施步骤与要点石葵路危险边坡治理工程实施需严格遵循科学的步骤和要点，以确保工程质量和边坡的稳定性。工程实施步骤主要包括施工准备、削坡减载、加固工程、排水系统施工以及坡面防护施工等环节，每个环节都至关重要，相互关联。在施工准备阶段，首先要进行场地清理，清除边坡表面的杂草、树木、浮土等杂物，为后续施工创造良好的作业条件。对施工场地进行平整，修筑临时施工道路，确保施工设备和材料能够顺利运输到施工现场。同时，搭建临时生产、生活设施，为施工人员提供必要的工作和生活条件。技术准备工作也不容忽视。组织施工人员熟悉施工图纸和设计文件，明确施工要求和技术标准。进行技术交底，使每个施工人员都清楚了解施工工艺和质量控制要点。制定详细的施工组织设计，合理安排施工进度、施工顺序和劳动力配置，确保工程施工的有序进行。还要对施工设备进行调试和维护，确保设备性能良好，能够正常运行。削坡减载施工是降低坡体下滑力、提高边坡稳定性的关键步骤。按照设计要求，采用分层分段的方式进行削坡。使用挖掘机、装载机等设备进行土石方开挖，每层开挖厚度控制在2-3m，每段长度根据边坡的稳定性和施工条件确定，一般为10-15m。在开挖过程中，要严格控制开挖坡度和平整度，确保符合设计要求。可采用全站仪、水准仪等测量仪器进行实时监测，及时调整开挖参数。对开挖出的岩土体进行合理处理，部分用于填方，多余的岩土体运至指定的弃土场。弃土场设置在远离边坡的区域，并采取相应的防护措施，如设置挡土墙、排水设施等，防止弃土对周边环境造成污染和破坏。加固工程中的锚杆锚索施工技术要求较高。首先进行钻孔作业，使用潜孔钻机按照设计要求的位置和角度进行钻孔。钻孔深度和直径必须符合设计标准，钻孔过程中要注意保持孔壁的稳定性，防止塌孔。钻孔完成后，对孔内进行清洗，确保孔壁干净无杂物。然后将锚杆或锚索插入孔内，并注入水泥砂浆。水泥砂浆的配合比要严格按照设计要求进行配制，确保其强度和粘结性能。在锚索张拉过程中，严格控制张拉顺序和张拉力大小，按照设计要求分级张拉，确保锚索的锚固效果。同时，要对锚杆锚索的锚固力进行现场检测，检测结果应符合设计要求。排水系统施工对于降低地下水位、减少雨水对边坡的冲刷和入渗至关重要。地表排水方面，在边坡顶部和中部设置截水沟，在坡脚设置排水沟。截水沟和排水沟采用浆砌片石结构，施工时要保证片石的质量和砌筑工艺，确保沟体的强度和稳定性。沟底纵坡不小于0.3%（截水沟）和0.5%（排水沟），以确保排水畅通。沟体的尺寸和位置要符合设计要求，在沟体的连接处要做好密封处理，防止漏水。地下排水方面，在边坡上设置排水孔，排水孔采用直径为100mm的钻孔，间距为3m×3m，呈梅花形布置。排水孔内插入PVC管，管外包裹滤网，防止堵塞。钻孔时要注意控制钻孔深度和角度，确保排水孔能够有效地降低地下水位。在地下水丰富的区域，设置盲沟，盲沟采用碎石和土工布组成，断面尺寸为0.5m×0.5m。盲沟内填充粒径为20-50mm的碎石，并用土工布包裹，防止泥沙进入。盲沟的施工要注意与排水孔的连接，确保排水系统的整体性。坡面防护施工采用挂网喷浆和植被护坡相结合的方式。挂网喷浆施工时，首先在坡面上铺设钢筋网，钢筋网采用直径为6mm的钢筋，网格尺寸为200mm×200mm。钢筋网的铺设要平整，与坡面紧密贴合，并用锚杆固定。然后喷射C20混凝土，喷射厚度为100mm。喷射混凝土时，要控制好喷射压力和喷射角度，确保混凝土均匀覆盖坡面，无漏喷、空鼓等现象。混凝土中添加早强剂和速凝剂，以提高混凝土的早期强度和凝结速度。植被护坡采用植被混凝土护坡技术，在挂网喷浆的基础上，铺设植被混凝土。植被混凝土由水泥、土壤、植物种子、保水剂、肥料等组成，通过专用设备喷射到坡面上。植被混凝土的厚度为100-150mm，其中植物种子选用适合当地生长的草本植物和灌木，如狗牙根、紫穗槐等。在喷射植被混凝土前，要对坡面进行湿润处理，确保植被混凝土与坡面的粘结效果。喷射完成后，要及时进行养护，保持坡面湿润，促进植物种子的发芽和生长。6.2施工过程中的问题及解决措施在石葵路危险边坡治理工程的施工过程中，可能会遇到多种问题，如滑坡、坍塌等地质灾害的突发，以及施工技术难题等，这些问题若不能及时解决，将严重影响工程进度和质量，甚至危及施工人员的生命安全。因此，针对可能出现的问题，制定有效的解决措施至关重要。在施工过程中，由于边坡本身的不稳定性以及施工活动的扰动，滑坡和坍塌是可能出现的严重问题。一旦发生滑坡或坍塌，首先要确保施工人员的安全，立即组织现场管理人员和班组长疏散施工人员，清点人数，确定有无人员失踪或受伤。若有施工人员失踪或被埋，在确保无二次坍塌的情况下，迅速组织有效的挖掘工作，并在第一时间向项目经理或应急小组报告出事地点、事故大小、有无人员伤亡等关键信息。在实施救援前，现场施工负责人需保持冷静，仔细观察边坡土的稳定性情况，分析边坡是否有再次坍塌的迹象。若有可能继续坍塌，应先用挖机等机械排除松土后再实施救援，防止二次塌方引发人员伤亡。同时，派专人时刻注意边坡土的变化情况，一旦发现变化，马上向施工负责人报告。当塌方土量较小时，可采用人工清除覆土的方法寻找被埋人员，在挖掘过程中应一边挖土一边协同项目医疗人员进行抢救，如供氧、包扎等，人员挖出后用担架将受伤人员抬出。若塌方量较大，则用挖掘机将孔一侧挖除，形成一定宽度的工作面，然后采用人工挖土，将被埋工人救出。挖掘应尽量采用人工挖掘，防止机械对被埋人员造成伤害。人工挖掘尽量避免使用尖锐性工具，当必须采用机械挖掘时，在估计距被埋人员3米时必须采用人工挖掘。对于大块沉重物体，应合理组织搬运，尤其是压在被埋人员身上的大块物体，必须组织好足够人力方可搬运，搬运前应明确分工，由专人负责将被埋人员移出。人员应分班组，按照工作面合理安排人力并及时轮换，保障抢救挖掘人员体力，保证在最短时间内将被埋人员抢救出来。若有地表水，应加强对地表水的引排，将水往相反方向排放，防止地表水对塌方的冲刷。如果地下水较多，则采用相邻孔抽水降水办法将地下水降低到孔底以下，防止塌方面积因地下水而加大，增加对被埋人员的压力，并且形成流沙、淤泥导致被埋人员呼吸系统堵塞。被埋人员被救出以后，在专业医疗人员到达前由救助组对受伤人员进行简单救助。争分夺秒抢救压埋者，使头部先露出，保证呼吸畅通，出来之后，呼吸停止者立即做人工呼吸。在实施人工呼吸前，先要将伤员迅速地搬到附近较安全又通风的地方，再将伤员领口解开，腰带放松，脱掉鞋子。口腔里若有尘土、血块、痰液、假牙等，应完全吸出或取出，然后进行正规心肺复苏；伤口止血且使用止血带，切忌对压伤进行热敷或按摩。在边坡治理工程中，锚杆锚索施工是一项技术要求较高的工作，可能会遇到钻孔塌孔、锚杆锚索锚固力不足等问题。对于钻孔塌孔问题，在施工前应详细了解地质情况，对于岩土体松散、破碎的区域，可采用跟管钻进的方法进行钻孔，即在钻孔过程中，将套管跟随钻头一起钻进，防止孔壁坍塌。在钻孔过程中，要控制好钻进速度和压力，避免因钻进速度过快或压力过大导致孔壁坍塌。若发生塌孔，应立即停止钻进，将钻具提出孔外，采用注浆等方法对塌孔部位进行处理，待处理完毕后再重新钻孔。为确保锚杆锚索锚固力达到设计要求，要严格控制锚杆锚索的材质和加工质量，确保其强度和规格符合设计标准。在安装过程中，要保证锚杆锚索的插入深度和角度准确无误。注浆是保证锚固力的关键环节，应严格按照设计配合比配制水泥砂浆，确保其强度和粘结性能。在注浆过程中，要保证注浆压力和注浆量，使水泥砂浆充分填充锚杆锚索与孔壁之间的空隙。排水系统施工时，排水孔和盲沟容易出现堵塞问题，影响排水效果。为防止排水孔堵塞，在排水孔内插入PVC管后，管外要包裹滤网，滤网的孔径应根据岩土体颗粒大小合理选择，既能防止岩土体颗粒进入排水孔，又能保证排水畅通。在施工过程中，要避免杂物掉入排水孔内。对于盲沟堵塞问题，盲沟内填充的碎石粒径要符合设计要求，一般为20-50mm，且要保证碎石的清洁度，避免杂质混入。在盲沟施工完成后，要及时进行覆盖，防止泥沙等杂物进入。坡面防护施工中，挂网喷浆可能出现混凝土脱落、厚度不均匀等问题，植被护坡则可能面临植被生长不良的问题。为解决混凝土脱落问题，在喷射混凝土前，要确保坡面的清洁和平整，钢筋网与坡面紧密贴合，并用锚杆固定牢固。喷射混凝土时，要控制好喷射压力和喷射角度，确保混凝土均匀覆盖坡面，无漏喷、空鼓等现象。为保证混凝土厚度均匀，可在坡面上设置厚度控制标志，在喷射过程中进行实时监测。针对植被生长不良的问题，在选择植物种子时，要充分考虑当地的气候、土壤等自然条件，选用适合当地生长的草本植物和灌木。在喷射植被混凝土前，要对坡面进行湿润处理，确保植被混凝土与坡面的粘结效果。喷射完成后，要及时进行养护，保持坡面湿润，定期施肥，促进植物种子的发芽和生长。6.3边坡监测方案设计为全面掌握石葵路危险边坡在治理工程实施前后的稳定性变化情况，及时发现潜在的安全隐患，确保治理工程的有效性和可靠性，制定科学合理的边坡监测方案至关重要。本监测方案涵盖位移监测、沉降监测、应力监测以及地下水位监测等多个方面，通过多种监测手段的综合运用，实现对边坡全方位、实时的动态监测。6.3.1位移监测位移监测是评估边坡稳定性的重要指标之一，能够直观反映边坡岩土体的移动情况。在石葵路危险边坡上共设置30个位移监测点，根据边坡的地形地貌、地质构造以及稳定性分析结果，在HP1、HP2、HP3三个坡段分别均匀布置10个监测点。监测点的位置选择在边坡的顶部、中部和坡脚等关键部位，以及潜在滑动面附近。例如，在HP1坡段，顶部的监测点设置在靠近坡顶边缘的稳定岩体上，中部的监测点位于坡体的中部位置，且避开冲沟等地质薄弱区域，坡脚的监测点则设置在靠近挡土墙或其他支挡结构的位置。采用全站仪进行水平位移监测，全站仪具有高精度、自动化程度高的特点，能够快速准确地测量监测点的水平坐标变化。在监测过程中，以稳定的控制点为基准，定期对监测点进行测量。首次测量得到监测点的初始坐标，后续测量时将测量结果与初始坐标进行对比，计算出水平位移量。监测频率根据边坡的稳定性状况和施工进度进行调整。在治理工程施工期间，由于施工活动对边坡的扰动较大，监测频率为每天1次；在施工结束后的初期，监测频率为每周2次；随着时间的推移，边坡稳定性逐渐趋于稳定，监测频率可调整为每月1次。利用水准仪进行垂直位移监测，水准仪通过测量监测点与水准基点之间的高差变化，来确定监测点的垂直位移情况。水准基点设置在远离边坡、不受边坡变形影响的稳定区域，且定期对水准基点进行复核，确保其稳定性。在测量过程中，按照一定的测量路线和观测顺序，对监测点进行往返测量，以提高测量精度。垂直位移监测的频率与水平位移监测相同，根据不同阶段的情况进行相应调整。6.3.2沉降监测沉降监测主要用于监测边坡岩土体在垂直方向上的变形情况，对于评估边坡的稳定性具有重要意义。在边坡上共设置20个沉降监测点，在HP1、HP2、HP3三个坡段分别布置7个、6个、7个监测点。监测点的布置原则与位移监测点类似，重点关注边坡的关键部位和潜在不稳定区域。在HP2坡段，将沉降监测点设置在坡度变化较大的位置，以及可能存在不均匀沉降的区域。沉降监测采用精密水准仪进行测量，精密水准仪具有较高的精度，能够满足沉降监测的要求。测量时，以水准基点为基准，按照二等水准测量的技术要求进行观测。每次测量时，对监测点进行往返测量，取平均值作为测量结果。在治理工程施工前，进行首次测量，获取监测点的初始高程。施工期间，每天进行1次沉降监测；施工结束后，初期每周进行2次监测，后期根据边坡的稳定性情况，逐渐降低监测频率至每月1次。对沉降监测数据进行及时分析，绘制沉降-时间曲线。如果监测点的沉降速率超过预警值，或者沉降量出现异常增大的情况，应及时进行原因分析，采取相应的处理措施。如检查是否存在地下水水位变化、施工扰动等因素，必要时对边坡进行加固处理，以确保边坡的稳定性。6.3.3应力监测应力监测能够反映边坡岩土体内部的受力状态，对于了解边坡的稳定性机制和评估治理效果具有重要作用。在边坡的关键部位，如潜在滑动面附近、锚杆锚索锚固段等，共布置15个应力监测点。在HP1坡段的潜在滑动面处设置5个应力监测点，采用压力盒来监测岩土体的压力变化；在HP3坡段的锚杆锚索锚固段设置5个应力监测点，使用应变片来监测锚杆锚索的应力变化。采用压力盒监测岩土体的压力，压力盒埋设在岩土体内部，通过导线将压力信号传输到数据采集仪。在埋设压力盒时，要确保其与岩土体紧密接触，避免出现松动或悬空的情况。压力盒的量程根据边坡岩土体的受力情况进行选择，保证测量的准确性。利用应变片监测锚杆锚索的应力，应变片粘贴在锚杆锚索的表面，通过测量应变片的电阻变化来计算锚杆锚索的应力。在粘贴应变片时，要保证其粘贴质量，避免出现脱落或损坏的情况。应力监测的频率根据施工进度和边坡的稳定性