1绪论
1.1概述
全球范围内滑坡广泛分布，危害严重。在美洲地区，美国，加拿大，智利，巴西等国滑坡发生较多。在欧洲，意大利，前苏联，捷克，挪威，英国等国家滑坡发生较多。在亚洲，中国、日本、伊朗等国家的滑坡灾害较多。我国是多山的国家，山地约占全国面积的2/3，是世界上滑坡较多的国家之一。据不完全统计，从1949一1990年，我国至少发生850次以上危害和影响重大的边坡失稳破坏。每年因滑坡、崩塌造成的损失高达30一50亿美元。20世纪80年代以来，我国滑坡活动又进入一个新的活跃期，相继发生10余起直接经济损失超过100万元的灾难性崩塌事件。充分注意自然灾害环境与气候变迁确保边坡稳定，防止地质灾害发生。岩质高边坡在我国分布相当广泛，无论是自然滑坡、崩塌以及泥石流等地质灾害，还是人类工程活动引起的不稳定边坡自然灾害，都对经济建设和人民生命财产造成巨大的损失。据统计，我国的滑坡灾害主要分布在24个省、市、自治区，其中以四川省的工程滑坡发生的频次最高，其次是湖北、广东、海南、广西、云南、青海、甘肃等省。从总体上看，以西南和西北地区为主，他们的受灾频次完全受控于我国的地质和地理格局。因此，解决边坡问题具有强烈的紧迫性、被动性、风险性和综合性。通常，人们把边坡问题研究内容，称之为边坡稳定性分析，并应用现有的边坡科学理论成功地解决了大量的工程实际问题。但是各种边坡自然条件复杂情况不同，环境的变迁的差异，导致它们的特征、机理、规模(地面移动、边坡移动或山体移动)，以便进行滑坡发展情况(包括老滑坡的复活)均不尽相同，这就给边坡工程加固治理和稳定性分析带来了新的挑战，促使我们不断研究边坡(或滑坡)的区域分布规律性、边坡的变形破坏机制、边坡的稳定性评价和预测预报、边坡工程治理，以保证国家人民生命财产安全，促进经济发展。
1.1.2岩质边坡工程
岩质边坡工程主要包括岩质自然边坡和挖方高陡边坡。正如潘家铮院士所提出:岩质高边坡的研究“是一颗难啃的硕果”，“貌似简单的边坡问题，本质上都是一个十分复杂和牵涉面很广的问题，不但勘测工作量巨大，分析实验研究工作尤为困难。岩质边坡的工程的稳定特性:
(l)岩质自然边坡的稳定性首先受岩体质量和结构面特性以及地下水条件影响。它们与边坡的几何特征相结合，决定了坡体的稳定性。对于岩质挖方边坡，还应该注意到地应力变化因素以及开挖方法的重要影响。而且在很多情况下，两类边坡都必须考虑到时间因素的作用。
(2)目前，在解决这类问题时，虽然理论分析的方法得到了广泛的研究和重视，但由于它在计算边界、模型、参数上正确反应复杂岩土条件的困难，在做到准确定量上还有一定的限制。因此，经验方法与工程措施的结合仍然在当前处理问题上占据了相当重要的地位。这种现状把理论方法的研究和经验方法的发展都提到了边坡工程的研究日程。
(3)在解决实际问题时，对自然边坡应先对滑动方向、范围和稳定性趋势作出定性的分析，然后对稳定性有问题的再进行定量演算，并提出必要的工程处理措施。对挖方边坡，应先根据经验和地质条件比拟与修正，选择开挖的坡比，并将其和必要的支护相配合;然后，对它作出力学演算，使其确保必要的稳定安全系数;最后根据具体情况采取必要的施工方法和足够的安全措施。对于这样得出的结论，尚需创造条件(尤其对重要的边坡)，在开挖施工期，甚至运用期，作出对稳定性的检测和分析，必要是采取及时的补救措施。两种边坡的稳定性定量分析中考虑的因素不同，但基本原理是相通的。至于经验方法，目前已多种多样，需要选择其中具有广泛应用经验、且目前仍具有一定稳定性的方法。在这里，充分利用自然界造就的岩体自身稳定状态条件的顺应性原则和改造岩体不稳定部分使之与自然条件相协调的协调性原则是改造和利用自然的基本原则。
2黑河水利枢纽右岸坝肩岩体边坡工程地质条件与分析
2.1工程概况
金盆水利枢纽工程是西安市黑河引水工程的主要水源工程，是一项以城市供水为主，兼顾灌溉，结合发电、防洪等综合利用的大型水利工程。该枢纽是继黑河引水一期工程建成后，为确保黑河引水工程全面发挥效益，促进西安市经济发展，保持社会稳定、改善投资环境而兴建的关键性工程，是西安人民的“生命线”工程，被陕西省委、省政府列为全省基础设施建设项目的重中之重。枢纽工程位于西安市周至县南黑河干流峪口以上1.skm处，东距西安市约86k。;，北距周至县城约14腼，坝址处控制黑河全流域面积的65.既。水库设计正常蓄水位为594.。‘，总库容为2.0亿砰、有效库容为1.77亿m，，多年平均调节水量4.28亿扩，其中给西安市城市供水3.05亿耐，日平均供水量76.0万t，供水保证率95%。农田灌溉年供水量1.23亿m，、灌溉面积37万亩。坝后电站装机容量2.0万k，，年平均发电量为7308万kw.h。黑河水利枢纽工程位于陕西省周至县城南约14km的黑河峪口处，其处于秦岭北麓山地，北临关中平原，主要受秦岭纬向构造带和渭河地堑两大构造单元所控制。自2003年起，黑河水利枢纽工程右坝肩坡体上游靠近放水塔的高边坡部分地段发生明显的变形破坏现象，坡体上部出现多处裂缝与错动，部分地段喷护层则发生较严重的开裂与脱落。坡体_l:.修筑的部分防渗疏水渠，受坡体变形与蠕滑影响也被拉裂乃至损毁，坡体局部地段甚至发生严重滑塌。该变形体目前已经发展成一个对水利枢纽，尤其是放水塔构成严重威胁的不稳定滑坡体。
2.2工程地质条件
2.2.1地形地貌
滑坡后缘出露的是相对稳定的基岩，上游(左)边界落在一个地貌上不太明显的小冲沟中，其落差坡度与周围的斜坡地貌基本一致。滑坡分布在高程624~76伪l范围内，其中，滑坡左翼中部及下部段有喷护层、及导水渠，坡体滑动之后已遭破坏。自2003年起，右岸坝肩坡体上游靠近放水塔的高边坡部分地段发生明显的变形破坏现象，其中，最明显的迹象是坡体顺软弱片理层蠕滑变形的影响与牵动作用，部分开裂缝中甚至已有一些植物安家落户和旺盛生长。尤其是到2005年夏季以来，由于雨量较往年明显增多，随着坡体渗水量的增加，导致边坡变形加速，使得坡体上部出现多处裂缝与错动，部分地段喷护层则发生较严重的开裂与脱落(图2-2)。
3 岩体工程分级标准及其在黑河右岸坝........... 34-44
3.1 岩体边坡工程岩体质量评价........... 34-37
3.1.1 岩体质量的评价是分析岩........... 34
3.1.2 岩体质量评价的影响因素........... 34
3.1.3 现在使用的各种岩体分级标准...........34-35
3.1.4 分析方法的研究内容...........35
3.1.5 边坡稳定性分析方法 ...........35-37
3.2 黑河水利枢纽右岸新滑坡岩质边坡........... 37-44
4 黑河水利枢纽右岸坝肩岩体边坡加固治理设计........... 44-49
4.1 滑坡稳定性的极限平衡法分析计算 ...........44-47
4.1.1 滑坡稳定性的安全系数反算法分析........... 44-45
4.1.2 滑坡稳定性的极限平衡法分析计算........... 45-47
4.2 新滑坡体治理方案........... 47-49
5 黑河水利枢纽右岸坝肩岩体边坡稳定性分析........... 49-60
5.1 岩体力学参数 ...........49-50
5.2 边坡稳定性分析 ...........50-60
5.2.1 建立边坡有限元模型 ...........50-54
5.2.2 加固后锚杆的加固效果分析........... 54-55
5.2.3 计算单元安全系数........... 55-58
5.2.4 边坡整体稳定性分析........... 58-60
结论
(1)黑河水利枢纽右岸的岩质高边坡，地形、地质条件比较复杂，岩层风化程度比较强，断层、裂隙发育，高边坡表面覆盖的第四纪沉积物以及岩石风化而形成的碎石堆积体出现了新滑动，且下覆一定范围的岩体变形发展显著。依据岩石的单轴抗压强度和与点荷载强度、岩石质量指标、裂隙间距，结构面条件以及地下水条件等五类因素，通过岩石质量评分分级确定新滑坡体的岩体稳定性等级为m级，岩石特性一般，会发生小规模的平面或楔形体滑动破坏，须进行系统地加固整治处理。
(2)依据滑坡表层松散、浅层岩体结构面发育、变形发展明显的特征，对该滑坡体采用以削、锚结合为主，辅之以表层锚喷防水及各级排水沟排水的综合治理方案进行了分析。削坡减载，剥离了松散堆积体;挂网喷锚处理防止局部崩塌、增强块体间的连接及封堵表面裂缝;设置完善的排水系统，防止表面径流汇集渗入岩体;钢筋混凝土抗滑桩锚固于基床，增加变形体的抗滑力，抗滑桩顶部以钢筋混凝土梁联系形成整体结构。这些加固整治处理措施，增强了边坡稳定性，保证其安全。
(3)基于岩体力学性质的测试分析结果及滑坡的反分析强度指标，合理确定了边坡中滑动体、滑动带、变形体及基床的力学参数。在考虑新滑坡加固整治处理的基础上，分别应用极限平衡方法和有限元计算分析方法，对加固后的岩质边坡进行了稳定性分析。极限平衡法分析表明，喷锚加固的分级削挖边坡的安全系数均大于1.3。应用有限元法，采用捆绑单元模拟锚喷支护的砂浆锚杆，用结构单元模拟钢筋混凝土抗滑桩，计算分析得到了应力场。依据滑动面上单元的应力条件，分析确定边坡中下部滑面上各单元节点的安全系数相对较小;抗滑桩加固中上部滑面上各节点的安全系数较大，表明加固效果明显。以给定的软弱结构面上各节点的应力条件为依据，计算确定该面上的下滑剪应力和抗滑剪应力，沿该面积分分别求得总下滑力和总抗滑力，确定整体边坡的安全系数为1.257。可以得出结论:加固整治处理后的边坡满足一级边坡稳定要求，不会产生滑移现象，黑河水利枢纽可以安全运营。
(4)尽管黑河水利枢纽右岸.岩质边坡经过加固整治处理后，评价分析的稳定性满足要求，但是黑河水利枢纽右岸的岩质高边坡，地形、地质条件比较复杂，加之现有的分析方法在理论上还存在不足，评价分析结果也需要进一步验证。因而，为了保证黑河水利枢纽工程安全运营，需要对黑河边坡进行长期监测!
参考文献
1顾湘生，邹燕妮，黄金武.预应力锚索在整治铁路病害高边坡中的应[M]路基工程，1992
2蒋忠信.预应力锚索最佳角度的技术经济分析[M].路基工程，1995
3谢定义，林本海，邵生俊.岩土工程学.北京:高等教育出版社，2008
4林再贯等主编.岩土工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社，1994中华人民共和国建设部.GBS2000-2001
5岩土工程勘察规范[M].北京:中国建筑工业出版社，.2001工程岩体分级标准(GB50215-94)
6水工预应力锚固设计规范(SL212-98)水利水电工程岩石试验规程(SL264-2001)
7赵明阶，何光春，王多垠编著.边坡工程处治技术[M].北京:人民交通出版社，2003.9
8宴同珍，杨顺安，方云.滑坡学[M].中国地质火学出版社，2000
9崔政权，李宁著.边坡工程-理论与实践最新发展[M]北京:中国水利水电出版社，1999
10姜德义，朱合华，杜云贵编著，边坡稳定性分析与滑坡防治[M]，重庆:重庆大学出版社，2005