基于CSMR法的高速公路边坡稳定性研究

饶振兴 康春景 翟洪涛

（河南省地质矿产勘查开发局第四地质勘查院，河南 郑州 472000）

基于CSMR法的高速公路边坡稳定性研究

饶振兴 康春景 翟洪涛

（河南省地质矿产勘查开发局第四地质勘查院，河南 郑州 472000）

在论述CSMR法理论背景的基础上，针对西峡地区公路岩石边坡的稳定性问题，分别采用两种方法对岩石边坡进行分析评价，结果表明两种方法均可应用于岩石边坡的稳定性分析。同时，根据评价结果对边坡稳定性做预测评价及综合评价，并提出相应的治理措施。

CSMR；边坡；稳定性评价

随着社会经济的快速发展，我国的公路总里程已超过450万km。由于我国的地形复杂，西部多山地，公路岩石边坡问题日益突出，岩石边坡的稳定性研究是一个非常复杂，且具有离散、随机等非线性特征的问题［1］。目前，我国常用的岩石边坡稳定性分析方法有极限平衡法、工程类比法、数值分析法等。CSMR法在是宏观的经验设计和定性分析的基础上，进行边坡稳定性评价，在工程边坡稳定性分析研究中具有很好的应用前景，是目前应用于工程岩体质量分级的主要方法之一［2，3］。

本文以西峡公路岩石边坡为例，采用CSMR及赤平投影法等两种方法进行稳定性评价，并提出适用的防治措施。

1 工程背景

GXFA017不稳定斜坡隐患点，位于河南省南阳市西峡县。该段为丘陵区，地形起伏较大，植被较好，人类工程活动主要为修路切坡。

该处位于暖温带与北亚热带分界线、湿润区与半湿润区分界线、长江与黄河分界线，属于北亚热带季风湿润半湿润气候。多年平均降水量839.72mm（据1991-2011年资料），最大年降水量1 157mm（2010年），最小年降水量637.7mm（2001年），最大年降水量是最小年降水量的1.81倍。多年24h最大降雨量217mm（2010年），多年1h最大降雨量86mm（2010年），不完全统计多年30min和10min最大降雨量分别为58.1mm（1991年）和46.1mm（1999年）。其中，6-9月4个月降雨量占年均降雨量的65.3%，局部地区汛期雨量最高达82%。地形主要为伏牛山南麓低山-丘陵区，岗岭起伏，坡度一般在10°～35°，山间盆地和宽浅谷地颇为发育；中南部丘陵-垄岗区主要是侵蚀-剥蚀形成，丘陵-垄岗区地带岗坡起伏，沟壑纵横；主要为变质岩，局部花岗岩出露，受岩性控制，变质岩、花岗岩成山，砂砾岩成谷。主要岩性为含斑黑云（二云）斜长变粒岩、含斑白云斜长片岩、二云斜长角闪斜长片岩、黑云变粒岩和绢云石英片岩，南部绿帘石条带发育。变质原岩为快速堆积的碎屑岩沉积，厚度1 478～6 044m。南湾组变质程度为绿片岩相石榴石带-角闪岩相蓝晶石带。

2 CSMR评价方法

根据公路边坡安全现状条件，采用定性、半定量或定量方法，评价其在运营期间可能存在的地质安全隐患，并提出地质安全隐患防治建议。岩质边坡主要根据斜坡岩性组成、节理裂隙、产状要素等，采用CSMR法及经验方法进行定性分析评价其稳定性。

CSMR法是充分利用岩体结构特征来反映边坡的结构特征，进行边坡岩体质量分类与评价，通过评价能有效地进行边坡的稳定性分析，为地质安全隐患隐患评估提供技术支撑。CSMR分类体系是在RMR-SMR体系的基础上，引入高度修正系数和结构面条件修正系数，提出的一种用于边坡岩体质量评价的方法［4］。其具体表达式如下：CSMR=ξRMR-λF1F2F3+F4。式中，RMR为岩体质量得分；ξ为高度修正系数；λ为结构面条件系数；F1为边坡中不连续面倾向与边坡倾向间的关系调整值；F2为不连续面倾角大小调整值；F3为边坡中不连续面倾角与边坡倾角间的关系调整值；F4为通过工程实践经验获得的边坡开挖方法调整参数。

3 边坡稳定性分析

3.1 CSMR法分析

采用CSMR法进行赋值评分（见表1）。现场评价RMR评分为62分，CSMR评分为62分，说明该边坡处于稳定边坡。

表1GXFA017处斜坡CSMR评分表

3.2 边坡稳定性预测评价

在施工开挖时，若开挖后坡脚大于倾角，则可能发生顺层滑塌。根据CSMR法，现状条件下稳定，但是易发生小规模的平面或楔形体破坏，评价认为：在不合理开挖坡脚、地震、爆破、降雨等条件下，均有可能引起斜坡失稳，对公路施工及运营造成危害。

3.3 边坡稳定性综合评价

本处隐患点可能遭受的地质安全问题为公路施工开挖引起的边坡失稳。在现状条件下，斜坡处于稳定状态，在不合理开挖坡脚、地震、爆破、降雨等条件下，均有可能引起斜坡失稳，有可能引起残坡积物及松散块石滑塌，威胁公路建设及运营安全。

3.4 防治措施

依据边坡稳定性评价的结果，该隐患点可能遭受边坡失稳，表层坡积物及松散石块滑塌等。该处基岩山坡稳定性好，但由于开挖施工改变了岩体的原始应力状态，节理裂隙形成的破碎岩体易发生崩塌、掉快现象，并在长期风化作用下，新形成的边坡破碎，易发生崩塌失稳，主要防治措施建议如下：①合理放坡，施工中控制对不稳定斜坡的影响，开挖坡脚尽量小于岩层倾角，避免施工后对坡体的扰动引发斜坡体失稳；②斜坡顶部采取防崩措施；③坡脚做支护，做好水工保护；④施工后恢复坡面植被。

4 结论

①根据CSMR对边坡稳定性进行评价，该边坡现状下处于稳定状态。

②在不合理开挖坡脚、地震、爆破、降雨等条件下，易发生小规模的平面或楔形体破坏，可能引起斜坡失稳，对公路施工及运营造成危害。

③不合理切坡是引发坡体滑塌的主要因素，因此在防治措施中，以合理放坡为主要治理手段。类似工程设计施工时，应加强现场质量控制和增设地形地貌恢复工程，并采取可靠的疏排水及坡脚支护工程。

［1］陈祖煜，汪小刚，杨健，等.岩质边坡稳定分析：原理．方法．程序［M］.北京：中国水利水电出版社，2005．

［2］兰勇，廉勇，杨志勇．地埋线性工程地质灾害防治调查评价方法研究［M］.郑州：黄河水利出版社，2008．

［3］饶振兴.豫西阳平河流域地下水重金属污染研究［J］.山西建筑，2016（23）：197-198.

［4］武强，陈奇.矿山环境问题诱发的环境效应研究［J］.水文地质工程地质，2008（5）：81-85.

Research on Highway Slope Stability Based on CSMR

Rao Zhenxing Kang Chunjing Zhai Hongtao
（The Fourth Geological Exploration Institute of Henan Geology and Mineral Bureau，Zhengzhou Henan 450000）

On the basis of discussing the theoretical background of the CSMR method,two methods were used to ana⁃lyze and evaluate the rock slope,which was based on the stability of the highway rock slope in Xixia area,the results showed that the two methods could be applied to the stability analysis of rock slope.Then,according to the evaluation results,the prediction evaluation and comprehensive evaluation of the slope stability were made,and the correspond⁃ing control measures were put forward.

CMRS；slope；stability evaluation

U416.14

A

1003-5168(2016)09-0114-02

2016-08-13

饶振兴（1986-），男，硕士，助理工程师，研究方向：水工环地质。