什川黄河大桥岸坡稳定性评价

什川黄河大桥岸坡稳定性评价

摘要：什川黄河大桥是G30连霍高速公路清水驿至忠和段扩容改造工程的控制

性工程。选择合适的桥梁墩台位置，评价岸坡稳定性，是评价桥梁建设场地适宜

性和稳定性的重要工作。根据工程地质勘察成果，采用赤平极射投影法和岩体质

量法对桥梁岸坡进行了稳定性评价，为工程设计提出了工程地质建议，取得了较

好的应用效果。

关键词：桥梁岸坡；稳定性评价；赤平极射投影；岩体质量法

中图分类号：U 442.2 文献标识码：A

1前言

拟建G30连霍高速公路清水驿至忠和段扩容改造工程什川黄河大桥自西向东

跨越黄河，为本项目控制性工程。评价岸坡稳定性，选择合适的桥梁墩台位置，

直接关系到桥梁工程安全。桥梁岸坡稳定性评价首先应进行详细的工程地质调绘、勘察，查明工程地质条件和水文地质条件，在此基础上采用“定性为基础，定量为手段”的原则进行岸坡稳定性分析评价，并提出工程建设意见和建议。

2桥址区地质概况

桥址区未见区域性断裂。桥址区属构造剥蚀中山-黄河河谷区。桥梁跨越处地

面标高1500～1560m，黄河水面标高1498.87m（2019年4月）。河床两侧为岩

质岸坡，高约35m，坡度40～45°。清水驿侧岸坡顶部平台宽约30m，向上过渡

为黄土斜坡，坡度约20°。忠和侧岸坡顶部平台宽约60m，坡度15°，向上过渡为

岩质斜坡，坡度47°左右。

根据工程地质调绘及钻探揭露，桥址区地层主要为第四系全新统崩坡积角砾，上

更新统风积黄土，下伏基岩为加里东期花岗岩，花岗岩呈暗红色，显晶质粒状结构，块状构造，主要矿物成分为石英，长石，含少量角闪石，辉石，白云母，节

理裂隙发育，局部裂隙被石英充填。桥址区地下水不发育。

3桥梁岸坡稳定性评价

3.1定性评价

0#台岸坡自然坡度24°，表部覆盖薄层崩坡积堆积体，基岩出露，岩体较完整，岸坡稳定性好。

1#墩位于黄河东岸河谷岸坡顶部，自然坡度40～46°，高40m，基岩出露，

未发现崩塌、滑坡。钻探揭露花岗岩强风化层厚20m左右，节理裂隙发育，较破碎，但临水侧岸坡露头显示，花岗岩中基本无贯通性构造节理裂隙发育，推测钻

探揭露的节理裂隙主要为风化裂隙。花岗岩中风化层岩体较完整。岸坡稳定性较好。

2#墩位于黄河西岸河谷岸坡顶部，自然坡度40～50°，高34m，基岩裸露。

岩体节理裂隙较发育，节理裂隙发育情况详见表1。如图1、图2所示区域，岸

坡坡口至K33+350段为节理裂隙较发育区域。岸坡稳定性较差。

3#台位于黄河西岸基岩山坡坡麓地带，自然坡度46°，花岗岩岩体完整，岸坡稳定。

综上所述，通过定性分析，0#台、1#墩、3#台岸坡稳定性较好，2#墩岸坡稳

定性最差，2#墩岸坡稳定性评价是什川黄河大桥岸坡稳定性评价的重点。

3.2桥梁2#墩岸坡稳定性评价—赤平极射投影法

赤平极射投影法是岩质边坡稳定性分析的最基本方法，通过研究结构面、结构面组合交割线与坡面的空间关系，判别岩质边坡稳定性。桥梁2#墩岸坡赤平极射投影图如图3所示，可见，岸坡存在不利结构面，稳定性较差。

3.3桥梁2#墩岸坡稳定性评价—岩体质量法

岩体质量法是蒋爵光、付永胜等人提出的，本方法充分考虑影响岸坡岩体完整性影响因素，计算出岩体的完整性系数Ic，由Ic和岩体的回弹值R可得到岩体质量RQ，参照岸坡的高度及地下水情况即可得到岸坡在天然状态下的稳定角α，详细论述见参考文献。具体计算公式如下：

α = arctan{γH·tan[-40+38lg(γwRQ)]}

式中：α—设计的岩质边坡稳定坡角(°)；

γH—坡高折减系数；

γw—地下水折减系数；

ＲQ—岩体质量，ＲQ = R · Ic；

Ｒ—岩石回弹值；

Ic—岩体完整系数。

4结论

1、根据上述定性和定量岸坡稳定性评价结论，什川黄河大桥0#台、1#墩、3#台岸坡稳定性较好，2#墩岸坡稳定性差。建议2#墩应避免布置在节理较发育的岸坡坡口至K33+350段。

2、通过工程实践证明赤平极射投影法和岩体质量法操作简单，理论科学，结果可靠。尤其在高山峡谷区桥梁初步勘察阶段，进行详细的工程地质调绘，结合赤平极射投影法和岩体质量法，不但减少了大量的勘察成本，而且为桥梁选址、墩台布置提供了可靠的工程地质依据。

参考文献：

[1] 蒋爵光.铁路岩石边坡坡度的确定及稳定性分析[J].西南交通大学学报 1991(2):1-7.

[2] 付永胜岩体质量及其指标判定的研究[J].西南交通大学学报 1991(2):35-41.