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摘 要：某铝厂坐落于“5.12”地震震中附近的漩口镇圣音村岷江右岸，厂区内边坡因“5.12”地震影响发生多处滑塌破坏或开裂变形，已造成较大的危害。文章以该铝厂某边坡为研究对象，分析了其工程地质条件，定性和定量相结合评价了其稳定性，并结合实际情况提出了合理建议。
关键词：边坡；工程地质条件；稳定性
中图分类号：TU43 文献标识码：A 文章編号：1006-8937（2012）11-0144-02
1 研究背景
某铝厂坐落于“5.12”地震震中附近的漩口镇圣音村岷江右岸，厂区内边坡因“5.12”地震影响发生多处滑塌破坏或开裂变形，已造成较大的危害。如果铝厂边坡继续变形破坏，可能危及到新老主控楼、新老系列电解车间、氧化铝仓库、循环水站、环厂道路、二期电解车间、二期板材生产线，空压站等生产设施和人员的安全。因此开展阿坝铝厂边坡研究具有重要的理论和现实意义。
2 研究区工程地质条件
2.1 地形地貌
研究区直接处于岷江河谷右岸宽缓台地上，地势总体西高东低，主要由Ⅰ级、Ⅲ级阶地阶面及其后缘斜坡组成，阿坝铝厂即位于Ⅲ级阶地上。Ⅲ级阶地为基座阶地，阶面地形宽缓，宽度约50～150 m，平均坡度5°～8°（经建厂开挖回填平整后，厂区范围内地形平坦，形成平台和陡坎相间的地形），阶面高程880～910 m，高于河滩70～75 m，高于Ⅰ级阶地53 m。前缘阶坎平均坡度约36°，中下部基岩出露。阶地后缘谷坡上陡下缓，上部局部基岩裸露，地形坡度约45°，下部坡度约23°。后缘斜坡落差较大，高程900～1 200 m。区内地面地形总体上较完整，除厂区上下游各有一相对较大冲沟切割外，其余均为自然小冲沟。
2.2 地层岩性
场地内出露的地层岩性主要为第四系堆积层，下部为三叠系上统须家河组中段（T3xj）砂岩夹页岩。
①第四系堆积层。根据本次勘查资料结合前人资料综合分析，场地内表层为人工填土，其下主要有第四系坡坡积（Q4dl+pl）含碎石砂土、粉质粘土、块碎石土及冲洪积（Q4al+pl）的卵石层组成。
②三叠系上统须家河组中段（T3xj2）砂岩夹页岩。厂区场地及前缘边坡下部基岩为三叠系上统须家河组中段（T3xj）细粒长石石英砂岩夹薄层页岩、炭质页岩及煤层。砂岩致密坚硬，页岩性软，岩层产状为310°∠52°，与近SN向岸坡呈大角度相交，总体倾向坡内，对基岩边坡稳定有利。基岩顶面高程厂区为850～865 m，沿阶地前缘坡面出露高程一般866～871m，基岩面横坡向较平坦宽阔，渗透性属弱～中等透水。
2.3 地质构造及地震
研究区区域构造部位上处于北东向龙门山构造带的中南段，位于北川-映秀断裂、安县-灌县断裂带之间的地块上。边坡场地区内无区域性断层通过；结构面以一套节理裂隙系统为主，岩体中主要优势裂隙组有：①N20～40W/NE（SW）∠75～80,延伸长，卸荷张开度一般0.2～2cm；②N20～40E/SE∠65～75，延伸长，卸荷张开度0.5～1.5cm；③N60～70W/SW∠40～60，裂隙面粗糙，延伸较长；④N30W/SW∠20～30；⑤N20E/SE∠25～35，短小、面平直。层间剪切错动带多沿岩性软弱的页岩或炭质页岩发育，带宽一般5～20 cm，由碎块岩、糜棱岩等组成。
2.4 水文地质条件
根据地下水的赋存条件，勘查区内地下水主要为松散层孔隙水和基岩裂隙水。
松散层孔隙水主要赋存于第四系松散堆积层之阶地漂卵砾石夹砂及崩坡积堆积的碎块石土中。除河床砂卵石层含水丰富外，其余各层差异较大，均受大气降水补给及后坡冲沟沟水，随季节性变幅较大，排泄于沟谷、河流或入渗补给于下卧基岩裂隙中。
基岩裂隙水主要赋存于阶地基座岩体风化带和裂隙中，与上覆堆积层中的孔隙水有一定的水力联系，总体上赋存水量贫乏，天然情况下，主要受大气降水和堆积层孔隙水补给，无统一地下水位，以下降泉形式排泄于沟谷或河流中。被紫坪铺水库蓄水淹没时，主要接受水库水补给。
3 边坡基本特征
3.1 形态特征及规模
坡体在平面上呈折线形分布，除南端坡向135°～190°外，其余大部分坡段坡向100°左右。该段边坡坡顶高程894～920 m，坡脚高程890～917.5 m，坡高3～11 m，坡角70°～85°，边坡在剖面上一般呈直线型。坡顶上地势总体比较平缓，地面平均坡角小于15°，由坡肩向外依次为规划的环厂道路和拟建的氧化铝仓库场地。坡脚下地势平坦，系由修建新系列电解车间开挖或填筑而成。
3.2 物质结构特征
边坡为土质坡，总体属削方边坡。根据钻孔zk01、zk03、探井TJ03等揭露，构成该边坡的物质主要为第四系残坡积（Q4dl+dl）碎石土或含块碎石粉质粘土、粘土，顶部有厚度不大的人工填土层，该边坡的中段（a4～a5段）处于氧化铝仓库滑坡前缘，坡体中上部由滑体块碎石土物质组成，仅坡脚附近为滑床碎块石土。
第四系残坡积碎石土：主要由碎石、部分块石及粘性土组成，松散～稍密。其中碎石、块石，褐灰色，主要成份为砂岩，粒径一般2.00～30.00 cm，少数大于50.00 cm，大部分强风化，棱角状～尖棱角状，无分选性，混杂排列，含量约30%～65%；粘性土，褐黄色～深灰色，湿，可塑，主要由粘粒组成，含少量粉粒。
第四系残坡积含块碎石粘土：褐黄、浅褐灰等色，呈可塑及软塑状态，湿～饱和，主要由粘粒组成，含少量粉粒。其间含块碎石，块碎石成份主要由砂岩等组成，粒径一般为0.50～30.00 cm，最大粒径约为50.00 cm，揭示层厚为0.50～6.60 m。
3.3 边坡变形特征
据调查，该段边坡在“5.12”地震前未发现有明显变形，“5.12”地震发生过程中，该边坡不同程度上的变形，目前所见变形迹象主要集中在规划道路外侧边坡，其中比较显著的有南段边坡转折点两侧附近（a1～a3段）及中段（a5～a6段），导致部分挡墙段垮塌。远离边坡面则未发现明显变形迹象。 南段边坡转折点两侧附近（a1～a3段）边坡：南西侧混凝土挡土墙垮塌长度约20 m，未垮塌段挡墙见墙体沿水平状施工通缝或沉降缝错开；北侧浆砌卵石挡土墙也出现部分垮塌现象，未垮塌段常见有不规则分布的微细裂缝。中段（a5～a6段）边坡：浆砌卵石挡土墙也出现部分垮塌现象，未垮塌段见有不规则分布的裂缝。
3.4 边坡变形成因机制分析及稳定性影响因素
①边坡变形成因机制。根据调查访问，因该边坡自开挖形成后即进行了及时支护，有效地避免了边坡变形的发生，在5.12地震发生以前，该边坡未发现有明显变形。地震以来，除出现上述挡墙变形外，该边坡仅表现为表层土体局部开裂，且坡顶面上可见裂缝较少，贯通性较差，裂缝连续性不强。钻孔资料未发现有土体变形滑动迹象。由此推断该坡体本身尚未形成较大规模的边坡变形体，边坡挡墙变形主要是由“5.12”地震所产生的指向坡外的水平地震力所造成。由于该边坡组成物质为第四系含碎石土，结构较松散、自稳能力差；加之边坡坡角较陡，均在65°以上，具有有利的地形条件和有效临空面。在这样的背景条件下，伴随着5.12特大地震而产生极大的水平地震力一方面导致挡土墙墙体向外移动，另一方面也使组成边坡的松散含碎石土体增大了指向坡外的水平分力，进而导致部分段挡墙变形破坏。
②边坡稳定性影响因素。影响该边坡稳定性的因素主要有：其一，地震。地震产生的震动使原本基本稳定的土体斜坡在震动作用下沿临空方向失稳。其二，暴雨。暴雨是影响边坡失稳的主要因素。一方面是水的物理化学作用降低了土体的粘结力；另一方面是增大边坡组成物质的重量，因而暴雨对土质边坡的稳定性影响极大。其三，人类工程活动。按照规划，将在该边坡上部修建环厂公路及氧化铝仓库，无疑将对该边坡形成更大的加载，可能对该边坡稳定性带来不利影响。
4 稳定性评价
4.1 计算方法
根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）及《滑坡防治工程设计与施工技术规范》DB50/5029-2004，边坡治理工程等级为Ⅱ级。
该段边坡已进行了支挡工程，在5.12地震发生以前，该边坡未发现有明显变形，处于基本稳定状态，要评价该段边坡的稳定性，需要分析在经历“5.12”地震后边坡档墙是否还能起到正常的支挡作用及规划情况。
由于该边坡顶面上规划修建环厂道路，路上常有重型车辆（装运氧化铝粉及铝锭）通过，对边坡加载显著，对该边坡的稳定性评价需要考虑现状和修路加载两种情况下现有挡墙稳定性进行验算。
4.2 稳定性综合评价
①经历“5.12”地震后既有治理工程的作用分析。经实地调查访问，该段边坡及挡墙形成于20世纪80年代末阿坝铝厂建厂初期，在“5.12”地震以前一直未发生明显变形，“5.12”地震及其地震后，该边坡仅局部挡墙发生较严重破坏或毁坏，失去了支挡作用，大多数挡墙段属轻微变形，能起到支护作用。
②边坡稳定性综合评价。因该边坡主要表现为表层土体局部开裂，钻孔未发现有土体滑动迹象，地面上也未发现较大规模的边坡变形体存在。故除部分边坡挡墙已毁坏或较严重破坏的坡段外，大多数边坡挡墙在不出现新的加载的情况下基本上可以正常使用，而边坡挡墙已毁坏或较严重破坏的坡段即使不出现新的加载也应重新修建支挡工程。因准备在边坡顶上修建环厂公路及氧化铝仓库，在大量加载的情况下，随着雨季到来，大量降雨的入渗，边坡稳定性将进一步下降甚至出现失稳变形。经挡墙稳定性验算结果，在修路加载的情况下挡墙无法满足地基土层水平向抗滑移验算，存在边坡失稳问题。边坡变形破坏的主要危害对象是坡顶上的环厂道路和仓库，坡下的新系列电解车间等，必须采取相关措施。
5 结 语
该边坡在大量加载的情况下，随着雨季到来，边坡稳定性将进一步下降甚至出现失稳变形。根据不同坡段形态特征、变形破坏特征、已治理情况及规划情况，采用不同的防治方案有針对性进行治理。建议结合规划环厂道路的建设，在道路两侧现有挡墙位置修建衡重式挡土墙。
参考文献：
[1] 谢莉萍,徐世杰.公路边坡稳定与防护问题[J].黑龙江交通科技,2005,(3).
[2] 梁武星,屈战辉,徐世强.公路边坡防护技术研究[J].西安工程科技学院学报,2006,(5).
关键词：边坡；工程地质条件；稳定性
中图分类号：TU43 文献标识码：A 文章編号：1006-8937（2012）11-0144-02
1 研究背景
某铝厂坐落于“5.12”地震震中附近的漩口镇圣音村岷江右岸，厂区内边坡因“5.12”地震影响发生多处滑塌破坏或开裂变形，已造成较大的危害。如果铝厂边坡继续变形破坏，可能危及到新老主控楼、新老系列电解车间、氧化铝仓库、循环水站、环厂道路、二期电解车间、二期板材生产线，空压站等生产设施和人员的安全。因此开展阿坝铝厂边坡研究具有重要的理论和现实意义。
2 研究区工程地质条件
2.1 地形地貌
研究区直接处于岷江河谷右岸宽缓台地上，地势总体西高东低，主要由Ⅰ级、Ⅲ级阶地阶面及其后缘斜坡组成，阿坝铝厂即位于Ⅲ级阶地上。Ⅲ级阶地为基座阶地，阶面地形宽缓，宽度约50～150 m，平均坡度5°～8°（经建厂开挖回填平整后，厂区范围内地形平坦，形成平台和陡坎相间的地形），阶面高程880～910 m，高于河滩70～75 m，高于Ⅰ级阶地53 m。前缘阶坎平均坡度约36°，中下部基岩出露。阶地后缘谷坡上陡下缓，上部局部基岩裸露，地形坡度约45°，下部坡度约23°。后缘斜坡落差较大，高程900～1 200 m。区内地面地形总体上较完整，除厂区上下游各有一相对较大冲沟切割外，其余均为自然小冲沟。
2.2 地层岩性
场地内出露的地层岩性主要为第四系堆积层，下部为三叠系上统须家河组中段（T3xj）砂岩夹页岩。
①第四系堆积层。根据本次勘查资料结合前人资料综合分析，场地内表层为人工填土，其下主要有第四系坡坡积（Q4dl+pl）含碎石砂土、粉质粘土、块碎石土及冲洪积（Q4al+pl）的卵石层组成。
②三叠系上统须家河组中段（T3xj2）砂岩夹页岩。厂区场地及前缘边坡下部基岩为三叠系上统须家河组中段（T3xj）细粒长石石英砂岩夹薄层页岩、炭质页岩及煤层。砂岩致密坚硬，页岩性软，岩层产状为310°∠52°，与近SN向岸坡呈大角度相交，总体倾向坡内，对基岩边坡稳定有利。基岩顶面高程厂区为850～865 m，沿阶地前缘坡面出露高程一般866～871m，基岩面横坡向较平坦宽阔，渗透性属弱～中等透水。
2.3 地质构造及地震
研究区区域构造部位上处于北东向龙门山构造带的中南段，位于北川-映秀断裂、安县-灌县断裂带之间的地块上。边坡场地区内无区域性断层通过；结构面以一套节理裂隙系统为主，岩体中主要优势裂隙组有：①N20～40W/NE（SW）∠75～80,延伸长，卸荷张开度一般0.2～2cm；②N20～40E/SE∠65～75，延伸长，卸荷张开度0.5～1.5cm；③N60～70W/SW∠40～60，裂隙面粗糙，延伸较长；④N30W/SW∠20～30；⑤N20E/SE∠25～35，短小、面平直。层间剪切错动带多沿岩性软弱的页岩或炭质页岩发育，带宽一般5～20 cm，由碎块岩、糜棱岩等组成。
2.4 水文地质条件
根据地下水的赋存条件，勘查区内地下水主要为松散层孔隙水和基岩裂隙水。
松散层孔隙水主要赋存于第四系松散堆积层之阶地漂卵砾石夹砂及崩坡积堆积的碎块石土中。除河床砂卵石层含水丰富外，其余各层差异较大，均受大气降水补给及后坡冲沟沟水，随季节性变幅较大，排泄于沟谷、河流或入渗补给于下卧基岩裂隙中。
基岩裂隙水主要赋存于阶地基座岩体风化带和裂隙中，与上覆堆积层中的孔隙水有一定的水力联系，总体上赋存水量贫乏，天然情况下，主要受大气降水和堆积层孔隙水补给，无统一地下水位，以下降泉形式排泄于沟谷或河流中。被紫坪铺水库蓄水淹没时，主要接受水库水补给。
3 边坡基本特征
3.1 形态特征及规模
坡体在平面上呈折线形分布，除南端坡向135°～190°外，其余大部分坡段坡向100°左右。该段边坡坡顶高程894～920 m，坡脚高程890～917.5 m，坡高3～11 m，坡角70°～85°，边坡在剖面上一般呈直线型。坡顶上地势总体比较平缓，地面平均坡角小于15°，由坡肩向外依次为规划的环厂道路和拟建的氧化铝仓库场地。坡脚下地势平坦，系由修建新系列电解车间开挖或填筑而成。
3.2 物质结构特征
边坡为土质坡，总体属削方边坡。根据钻孔zk01、zk03、探井TJ03等揭露，构成该边坡的物质主要为第四系残坡积（Q4dl+dl）碎石土或含块碎石粉质粘土、粘土，顶部有厚度不大的人工填土层，该边坡的中段（a4～a5段）处于氧化铝仓库滑坡前缘，坡体中上部由滑体块碎石土物质组成，仅坡脚附近为滑床碎块石土。
第四系残坡积碎石土：主要由碎石、部分块石及粘性土组成，松散～稍密。其中碎石、块石，褐灰色，主要成份为砂岩，粒径一般2.00～30.00 cm，少数大于50.00 cm，大部分强风化，棱角状～尖棱角状，无分选性，混杂排列，含量约30%～65%；粘性土，褐黄色～深灰色，湿，可塑，主要由粘粒组成，含少量粉粒。
第四系残坡积含块碎石粘土：褐黄、浅褐灰等色，呈可塑及软塑状态，湿～饱和，主要由粘粒组成，含少量粉粒。其间含块碎石，块碎石成份主要由砂岩等组成，粒径一般为0.50～30.00 cm，最大粒径约为50.00 cm，揭示层厚为0.50～6.60 m。
3.3 边坡变形特征
据调查，该段边坡在“5.12”地震前未发现有明显变形，“5.12”地震发生过程中，该边坡不同程度上的变形，目前所见变形迹象主要集中在规划道路外侧边坡，其中比较显著的有南段边坡转折点两侧附近（a1～a3段）及中段（a5～a6段），导致部分挡墙段垮塌。远离边坡面则未发现明显变形迹象。 南段边坡转折点两侧附近（a1～a3段）边坡：南西侧混凝土挡土墙垮塌长度约20 m，未垮塌段挡墙见墙体沿水平状施工通缝或沉降缝错开；北侧浆砌卵石挡土墙也出现部分垮塌现象，未垮塌段常见有不规则分布的微细裂缝。中段（a5～a6段）边坡：浆砌卵石挡土墙也出现部分垮塌现象，未垮塌段见有不规则分布的裂缝。
3.4 边坡变形成因机制分析及稳定性影响因素
①边坡变形成因机制。根据调查访问，因该边坡自开挖形成后即进行了及时支护，有效地避免了边坡变形的发生，在5.12地震发生以前，该边坡未发现有明显变形。地震以来，除出现上述挡墙变形外，该边坡仅表现为表层土体局部开裂，且坡顶面上可见裂缝较少，贯通性较差，裂缝连续性不强。钻孔资料未发现有土体变形滑动迹象。由此推断该坡体本身尚未形成较大规模的边坡变形体，边坡挡墙变形主要是由“5.12”地震所产生的指向坡外的水平地震力所造成。由于该边坡组成物质为第四系含碎石土，结构较松散、自稳能力差；加之边坡坡角较陡，均在65°以上，具有有利的地形条件和有效临空面。在这样的背景条件下，伴随着5.12特大地震而产生极大的水平地震力一方面导致挡土墙墙体向外移动，另一方面也使组成边坡的松散含碎石土体增大了指向坡外的水平分力，进而导致部分段挡墙变形破坏。
②边坡稳定性影响因素。影响该边坡稳定性的因素主要有：其一，地震。地震产生的震动使原本基本稳定的土体斜坡在震动作用下沿临空方向失稳。其二，暴雨。暴雨是影响边坡失稳的主要因素。一方面是水的物理化学作用降低了土体的粘结力；另一方面是增大边坡组成物质的重量，因而暴雨对土质边坡的稳定性影响极大。其三，人类工程活动。按照规划，将在该边坡上部修建环厂公路及氧化铝仓库，无疑将对该边坡形成更大的加载，可能对该边坡稳定性带来不利影响。
4 稳定性评价
4.1 计算方法
根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）及《滑坡防治工程设计与施工技术规范》DB50/5029-2004，边坡治理工程等级为Ⅱ级。
该段边坡已进行了支挡工程，在5.12地震发生以前，该边坡未发现有明显变形，处于基本稳定状态，要评价该段边坡的稳定性，需要分析在经历“5.12”地震后边坡档墙是否还能起到正常的支挡作用及规划情况。
由于该边坡顶面上规划修建环厂道路，路上常有重型车辆（装运氧化铝粉及铝锭）通过，对边坡加载显著，对该边坡的稳定性评价需要考虑现状和修路加载两种情况下现有挡墙稳定性进行验算。
4.2 稳定性综合评价
①经历“5.12”地震后既有治理工程的作用分析。经实地调查访问，该段边坡及挡墙形成于20世纪80年代末阿坝铝厂建厂初期，在“5.12”地震以前一直未发生明显变形，“5.12”地震及其地震后，该边坡仅局部挡墙发生较严重破坏或毁坏，失去了支挡作用，大多数挡墙段属轻微变形，能起到支护作用。
②边坡稳定性综合评价。因该边坡主要表现为表层土体局部开裂，钻孔未发现有土体滑动迹象，地面上也未发现较大规模的边坡变形体存在。故除部分边坡挡墙已毁坏或较严重破坏的坡段外，大多数边坡挡墙在不出现新的加载的情况下基本上可以正常使用，而边坡挡墙已毁坏或较严重破坏的坡段即使不出现新的加载也应重新修建支挡工程。因准备在边坡顶上修建环厂公路及氧化铝仓库，在大量加载的情况下，随着雨季到来，大量降雨的入渗，边坡稳定性将进一步下降甚至出现失稳变形。经挡墙稳定性验算结果，在修路加载的情况下挡墙无法满足地基土层水平向抗滑移验算，存在边坡失稳问题。边坡变形破坏的主要危害对象是坡顶上的环厂道路和仓库，坡下的新系列电解车间等，必须采取相关措施。
5 结 语
该边坡在大量加载的情况下，随着雨季到来，边坡稳定性将进一步下降甚至出现失稳变形。根据不同坡段形态特征、变形破坏特征、已治理情况及规划情况，采用不同的防治方案有針对性进行治理。建议结合规划环厂道路的建设，在道路两侧现有挡墙位置修建衡重式挡土墙。
参考文献：
[1] 谢莉萍,徐世杰.公路边坡稳定与防护问题[J].黑龙江交通科技,2005,(3).
[2] 梁武星,屈战辉,徐世强.公路边坡防护技术研究[J].西安工程科技学院学报,2006,(5).