高速公路順層巖質(zhì)邊坡處治研究

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摘要：順層巖質(zhì)邊坡為四川山區(qū)常見(jiàn)的邊坡類(lèi)型之一。順層巖質(zhì)邊坡巖性主要為互層狀的砂巖、泥巖等，邊坡巖層傾向和坡向相同，巖層傾角小于坡度角。在四川高速公路工程中，順層巖質(zhì)邊坡巖性主要是泥巖、粉砂巖、砂巖等，巖石較軟。順層巖質(zhì)邊坡破壞模式主要為在削坡、滲透等引發(fā)沿巖層面的滑動(dòng)。以四川某高速公路一邊坡為例，討論順層邊坡的處治研究。

關(guān)鍵詞：順層；巖質(zhì)；邊坡處治；處治措施

關(guān)于順層邊坡問(wèn)題，很多國(guó)內(nèi)外專家進(jìn)行過(guò)探討。一般來(lái)講，順層邊坡發(fā)生變形主要有四種形式：順層滑動(dòng)破壞型、鍥形體滑動(dòng)破壞型、順層滑動(dòng)—拉裂破壞型、滑動(dòng)—彎曲破壞型。邊坡破壞一般有以下階段：開(kāi)挖應(yīng)力變化、節(jié)理裂隙逐漸發(fā)育、變形破壞。當(dāng)坡角和巖層傾角相差不多時(shí)，邊坡極有可能發(fā)展成滑坡。關(guān)于緩傾角順層邊坡的變形破壞機(jī)理研究還不是很深入，一般會(huì)認(rèn)為其與彎曲變形破壞有關(guān)。順層巖質(zhì)邊坡為四川山區(qū)常見(jiàn)的邊坡類(lèi)型之一。順層巖質(zhì)邊坡巖性主要為互層狀的砂巖、泥巖等，邊坡巖層傾向和坡向相同，巖層傾角小于坡度角。在四川高速公路工程中，順層巖質(zhì)邊坡巖性主要是泥巖、粉砂巖、砂巖等，巖石較軟。順層巖質(zhì)邊坡破壞模式主要為在削坡、滲透等引發(fā)沿巖層面的滑動(dòng)。現(xiàn)以四川某高速公路一邊坡為例，討論順層邊坡的處治研究。

1地形地貌

該順層巖質(zhì)邊坡位于大巴山區(qū)的南緣，地形走勢(shì)從南到北逐漸變高。該區(qū)域主要為溶蝕作用、侵蝕作用形成的山地，海拔1450～1750m，為強(qiáng)切割地貌，地形陡峭，為帶狀山脈，走向北西，坡度角一般大于30°，谷底與山頂海拔相差一般在550～1050m，河谷呈V形，河流侵蝕作用以下蝕作用為主。高速公路路線走向平行于巖層走向。路線右側(cè)一般為順層巖質(zhì)邊坡。邊坡高度為35m。邊坡開(kāi)挖分為三級(jí)，開(kāi)挖邊坡坡度較大，其中第一級(jí)坡率為1∶0.5，第二三級(jí)坡率為1∶0.75，開(kāi)挖邊坡坡度角大于巖層傾角，為比較陡峭的順層巖質(zhì)邊坡。

2巖性構(gòu)造

經(jīng)過(guò)實(shí)地考察，該邊坡地層為侏羅系的沙溪廟組，巖性為泥質(zhì)粉砂巖與細(xì)砂巖互層。其中K73+310～K73+875段巖層的產(chǎn)狀為102°∠26°，K74+050～K74+195段巖層產(chǎn)狀為129°∠36°。邊坡附近地質(zhì)構(gòu)造為向斜。邊坡發(fā)育了兩組節(jié)理，其中一組節(jié)理產(chǎn)狀為6°∠83°，另外一組節(jié)理產(chǎn)狀為192°∠76°。

3水文地質(zhì)

該邊坡所在區(qū)域地下水主要是孔隙水，地下水補(bǔ)給主要為大氣降水，地下水水量不多，滲透性較弱，地下水主要為潛水，只有局部因?yàn)槭苣囗?yè)巖的阻隔承壓。

4邊坡處治

邊坡開(kāi)挖前比較穩(wěn)定，但因?yàn)橛袠?gòu)造裂隙，邊坡如果長(zhǎng)期受到風(fēng)化作用和降水作用，巖層力學(xué)強(qiáng)度逐漸變低，有可能會(huì)沿著層面滑動(dòng)，所以邊坡開(kāi)挖后必須對(duì)邊坡進(jìn)行處理。邊坡開(kāi)挖后主要通過(guò)框架錨索、框架錨桿以及抗滑樁進(jìn)行加固。布置如下：①一級(jí)邊坡按坡率1∶0.5放坡，坡面框架錨桿按4×3m設(shè)置防護(hù)，框架錨桿直徑為18mm，錨桿長(zhǎng)5m。②二級(jí)、三級(jí)邊坡按坡率1∶0.75放坡，坡面用框架錨索來(lái)加固，4×3m，框架植草護(hù)坡。錨索為6φ15mm鋼絞線，錨索傾角為15°，單根錨固力設(shè)計(jì)為770kN，錨固段長(zhǎng)10m。③一級(jí)邊坡與二級(jí)邊坡間為3.5m平臺(tái)，設(shè)置矩形抗滑樁。矩形抗滑樁為3×2m，長(zhǎng)度20m，間距6m，每根抗滑樁的抗滑力設(shè)計(jì)為1350kN。④坡面其他沒(méi)有設(shè)置加固措施的地方需要植草防護(hù)并掛鐵絲網(wǎng)。邊坡斷面設(shè)計(jì)如圖1所示。

5處治措施評(píng)價(jià)

該邊坡的巖層傾角為26°～34°，巖石比較軟弱，邊坡開(kāi)挖后比較容易發(fā)生滑動(dòng)。邊坡可能的破壞模式為沿著巖層面滑動(dòng)。邊坡潛在滑動(dòng)面處在較深的位置，滑動(dòng)面之上的滑坡體很厚，一旦發(fā)生失穩(wěn)，滑坡體很可能會(huì)阻斷交通，甚至毀壞公路。該邊坡處治使用抗滑樁和框架錨索共同加固，抗滑力較強(qiáng)。現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，在一二級(jí)邊坡間平臺(tái)設(shè)置較粗的抗滑樁來(lái)固定坡腳?？够瑯短幱诨w下方，樁腳設(shè)計(jì)為滑動(dòng)面之下13m，樁間距6m，這樣就保證了每根樁都能提供較強(qiáng)的抗滑力。同時(shí)在邊坡的中上部安裝框架錨索，來(lái)加固邊坡腰部，從而改善邊坡所受應(yīng)力狀態(tài)，降低邊坡主動(dòng)下滑力。使用EMU邊坡分析軟件來(lái)計(jì)算邊坡穩(wěn)定性，來(lái)分析該邊坡處治的實(shí)施效果。計(jì)算斷面如圖2所示，邊坡巖體參數(shù)按表1選取計(jì)算，K法計(jì)算的單根抗滑樁設(shè)計(jì)抗滑力為1350kN。計(jì)算得到幾種情況下該邊坡的安全系數(shù)，如表2所示。根據(jù)高速公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范，在正常情況下，二級(jí)公路邊坡經(jīng)過(guò)穩(wěn)定性驗(yàn)算，其安全系數(shù)要求不得小于1.20。根據(jù)表2數(shù)據(jù)，剛削完的邊坡安全系數(shù)是1.05，這時(shí)的邊坡剛好處于極限平衡的狀態(tài)中，隨時(shí)有可能會(huì)順層發(fā)生滑動(dòng)。而只使用抗滑樁加固，邊坡安全系數(shù)就會(huì)提高到1.12，但還是沒(méi)有達(dá)到規(guī)范要求的1.20。使用框架錨索支護(hù)，邊坡安全系數(shù)就會(huì)達(dá)到1.37，而使用抗滑樁+錨索共同加固，邊坡安全系數(shù)提高到1.43，都滿足了規(guī)范中對(duì)于安全系數(shù)的要求。

6結(jié)論

順層巖質(zhì)邊坡為四川山區(qū)常見(jiàn)的邊坡類(lèi)型，邊坡可能的破壞模式為沿著巖層面滑動(dòng)。邊坡潛在滑動(dòng)面處在較深的位置，滑動(dòng)面之上的滑坡體很厚，一旦發(fā)生失穩(wěn)，滑坡體很可能會(huì)阻斷交通，甚至毀壞公路。未加固邊坡的安全系數(shù)很低，邊坡容易發(fā)生滑動(dòng)順層，只用抗滑樁加固，邊坡安全系數(shù)還是沒(méi)有達(dá)到規(guī)范要求，使用框架錨索支護(hù)，邊坡安全系數(shù)就會(huì)達(dá)到要求，而使用抗滑樁+錨索共同加固，邊坡就會(huì)更加安全。

參考文獻(xiàn)：

［1］張倬元，王士天，王蘭生，等.工程地質(zhì)學(xué)分析原理［M］.北京：地質(zhì)出版社，1994．

［2］劉才華，徐建，曹傳林，等.巖質(zhì)邊坡水力驅(qū)動(dòng)型順層滑移破壞機(jī)制分析［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005，24（19）：5．

［3］程強(qiáng)，黃紹檳，周永江.公路深挖路塹邊坡工程施工監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005，24（8）：1335-1340.

［4］孫廣忠，孫毅.地質(zhì)工程學(xué)原理［M］.北京：地質(zhì)出版社，2004.

［5］姜德義，王國(guó)棟．高速公路工程邊坡的工程地質(zhì)分類(lèi)［J］.重慶大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，26（11）：113-116.

［6］裴大偉，孟強(qiáng)，喬領(lǐng)新，等.邊坡分類(lèi)體系及其與穩(wěn)定性關(guān)系［G］//全國(guó)公路生態(tài)綠化理論與技術(shù)研討會(huì)論文集，2009．

［7］李永江，陸陽(yáng)，何斌.巖質(zhì)高邊坡變形與穩(wěn)定的綜合監(jiān)測(cè)［J］.路基工程，2009（2）：129-131．

［8］柏松平.山區(qū)公路地質(zhì)病害機(jī)理與技術(shù)對(duì)策［M］.北京：人民交通出版社，2010．

［9］鄭靜，朱本珍.邊坡錨索結(jié)構(gòu)的失效因素與破壞類(lèi)型［J］.鐵道工程學(xué)報(bào)，2010，27（1）：10-13．

［10］羅強(qiáng)，李亮.錨索失效對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響的模擬試驗(yàn)［J］.長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，31（1）：69-73．

作者：趙正寶 閆宗平 鄒立 牛玉珍 唐國(guó)品 單位：四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院