高速公路順層巖質邊坡處治研究

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摘要：順層巖質邊坡為四川山區(qū)常見的邊坡類型之一。順層巖質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，順層巖質邊坡巖性主要是泥巖、粉砂巖、砂巖等，巖石較軟。順層巖質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。以四川某高速公路一邊坡為例，討論順層邊坡的處治研究。

關鍵詞：順層；巖質；邊坡處治；處治措施

關于順層邊坡問題，很多國內外專家進行過探討。一般來講，順層邊坡發(fā)生變形主要有四種形式：順層滑動破壞型、鍥形體滑動破壞型、順層滑動—拉裂破壞型、滑動—彎曲破壞型。邊坡破壞一般有以下階段：開挖應力變化、節(jié)理裂隙逐漸發(fā)育、變形破壞。當坡角和巖層傾角相差不多時，邊坡極有可能發(fā)展成滑坡。關于緩傾角順層邊坡的變形破壞機理研究還不是很深入，一般會認為其與彎曲變形破壞有關。順層巖質邊坡為四川山區(qū)常見的邊坡類型之一。順層巖質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，順層巖質邊坡巖性主要是泥巖、粉砂巖、砂巖等，巖石較軟。順層巖質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?，F(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

該順層巖質邊坡位于大巴山區(qū)的南緣，地形走勢從南到北逐漸變高。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。路線右側一般為順層巖質邊坡。邊坡高度為35m。邊坡開挖分為三級，開挖邊坡坡度較大，其中第一級坡率為1∶0.5，第二三級坡率為1∶0.75，開挖邊坡坡度角大于巖層傾角，為比較陡峭的順層巖質邊坡。

2巖性構造

經(jīng)過實地考察，該邊坡地層為侏羅系的沙溪廟組，巖性為泥質粉砂巖與細砂巖互層。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°。邊坡附近地質構造為向斜。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

該邊坡所在區(qū)域地下水主要是孔隙水，地下水補給主要為大氣降水，地下水水量不多，滲透性較弱，地下水主要為潛水，只有局部因為受泥頁巖的阻隔承壓。

4邊坡處治

邊坡開挖前比較穩(wěn)定，但因為有構造裂隙，邊坡如果長期受到風化作用和降水作用，巖層力學強度逐漸變低，有可能會沿著層面滑動，所以邊坡開挖后必須對邊坡進行處理。邊坡開挖后主要通過框架錨索、框架錨桿以及抗滑樁進行加固。布置如下：①一級邊坡按坡率1∶0.5放坡，坡面框架錨桿按4×3m設置防護，框架錨桿直徑為18mm，錨桿長5m。②二級、三級邊坡按坡率1∶0.75放坡，坡面用框架錨索來加固，4×3m，框架植草護坡。錨索為6φ15mm鋼絞線，錨索傾角為15°，單根錨固力設計為770kN，錨固段長10m。③一級邊坡與二級邊坡間為3.5m平臺，設置矩形抗滑樁。矩形抗滑樁為3×2m，長度20m，間距6m，每根抗滑樁的抗滑力設計為1350kN。④坡面其他沒有設置加固措施的地方需要植草防護并掛鐵絲網(wǎng)。邊坡斷面設計如圖1所示。

5處治措施評價

該邊坡的巖層傾角為26°～34°，巖石比較軟弱，邊坡開挖后比較容易發(fā)生滑動。邊坡可能的破壞模式為沿著巖層面滑動。邊坡潛在滑動面處在較深的位置，滑動面之上的滑坡體很厚，一旦發(fā)生失穩(wěn)，滑坡體很可能會阻斷交通，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。現(xiàn)場施工時，在一二級邊坡間平臺設置較粗的抗滑樁來固定坡腳?？够瑯短幱诨w下方，樁腳設計為滑動面之下13m，樁間距6m，這樣就保證了每根樁都能提供較強的抗滑力。同時在邊坡的中上部安裝框架錨索，來加固邊坡腰部，從而改善邊坡所受應力狀態(tài)，降低邊坡主動下滑力。使用EMU邊坡分析軟件來計算邊坡穩(wěn)定性，來分析該邊坡處治的實施效果。計算斷面如圖2所示，邊坡巖體參數(shù)按表1選取計算，K法計算的單根抗滑樁設計抗滑力為1350kN。計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)高速公路路基設計規(guī)范，在正常情況下，二級公路邊坡經(jīng)過穩(wěn)定性驗算，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，這時的邊坡剛好處于極限平衡的狀態(tài)中，隨時有可能會順層發(fā)生滑動。而只使用抗滑樁加固，邊坡安全系數(shù)就會提高到1.12，但還是沒有達到規(guī)范要求的1.20。使用框架錨索支護，邊坡安全系數(shù)就會達到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)范中對于安全系數(shù)的要求。

6結論

順層巖質邊坡為四川山區(qū)常見的邊坡類型，邊坡可能的破壞模式為沿著巖層面滑動。邊坡潛在滑動面處在較深的位置，滑動面之上的滑坡體很厚，一旦發(fā)生失穩(wěn)，滑坡體很可能會阻斷交通，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)生滑動順層，只用抗滑樁加固，邊坡安全系數(shù)還是沒有達到規(guī)范要求，使用框架錨索支護，邊坡安全系數(shù)就會達到要求，而使用抗滑樁+錨索共同加固，邊坡就會更加安全。

參考文獻：

［1］張倬元，王士天，王蘭生，等.工程地質學分析原理［M］.北京：地質出版社，1994．

［2］劉才華，徐建，曹傳林，等.巖質邊坡水力驅動型順層滑移破壞機制分析［J］.巖石力學與工程學報，2005，24（19）：5．

［3］程強，黃紹檳，周永江.公路深挖路塹邊坡工程施工監(jiān)測與動態(tài)設計［J］.巖石力學與工程學報，2005，24（8）：1335-1340.

［4］孫廣忠，孫毅.地質工程學原理［M］.北京：地質出版社，2004.

［5］姜德義，王國棟．高速公路工程邊坡的工程地質分類［J］.重慶大學學報（自然科學版），2003，26（11）：113-116.

［6］裴大偉，孟強，喬領新，等.邊坡分類體系及其與穩(wěn)定性關系［G］//全國公路生態(tài)綠化理論與技術研討會論文集，2009．

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

［8］柏松平.山區(qū)公路地質病害機理與技術對策［M］.北京：人民交通出版社，2010．

［9］鄭靜，朱本珍.邊坡錨索結構的失效因素與破壞類型［J］.鐵道工程學報，2010，27（1）：10-13．

［10］羅強，李亮.錨索失效對邊坡穩(wěn)定性影響的模擬試驗［J］.長安大學學報（自然科學版），2011，31（1）：69-73．

作者：趙正寶 閆宗平 鄒立 牛玉珍 唐國品 單位：四川水利職業(yè)技術學院