公路路塹邊坡破壞的幾種處置方法分析

黃進(jìn)進(jìn)（四川省交通運(yùn)輸廳交通勘察設(shè)計(jì)研究院，四川成都610000）

公路路塹邊坡破壞的幾種處置方法分析

黃進(jìn)進(jìn)（四川省交通運(yùn)輸廳交通勘察設(shè)計(jì)研究院，四川成都610000）

在公路工程施工過(guò)程中，由于工程地質(zhì)條件、施工環(huán)節(jié)較為復(fù)雜，因此公路路塹邊坡結(jié)構(gòu)很容易會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)的現(xiàn)象，這不僅會(huì)對(duì)工程施工進(jìn)度造成不利影響，同時(shí)還會(huì)增加工程施工成本，因此有必要對(duì)路塹邊坡破壞的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析，以提升整體邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性?；诖?，本文從不同方面對(duì)公路路塹邊坡破壞的幾種處置方法進(jìn)行了分析。

公路；路塹邊坡；破壞；處置方法

路塹邊坡是一種比較常見(jiàn)線路地貌區(qū)，其穩(wěn)定性與公路施工進(jìn)度直接相關(guān)，同時(shí)也會(huì)影響到其建成后的正常運(yùn)營(yíng)，因此為避免路塹邊坡變形、采用合理的措施保證邊坡穩(wěn)定性非常重要。隨著近年來(lái)我國(guó)公路事業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)邊坡的要求逐漸升高，僅保證邊坡穩(wěn)定性已經(jīng)不能使公路發(fā)展要求得到滿足。在近年來(lái)的公路修筑過(guò)程中，人們開(kāi)始逐漸將關(guān)注的焦點(diǎn)放到邊坡美觀性及環(huán)保性等方面，因此生態(tài)型護(hù)坡開(kāi)始被廣泛應(yīng)用于新建公路路塹邊坡中。

1 公路路塹邊坡特點(diǎn)

公路路塹邊坡屬于人工開(kāi)挖邊坡的一種，其特殊性可以從以下幾方面分析：①公路是一種帶狀、線形工程，在選址上具有可變性特點(diǎn)，通常情況下對(duì)于滑坡等工程地質(zhì)災(zāi)害來(lái)說(shuō)主要采用躲避的方式，治理僅起到輔助性作用；②公路路塹邊坡具有永久性特點(diǎn)，從公路設(shè)計(jì)年限上來(lái)說(shuō)應(yīng)一次設(shè)計(jì)、治理，不能留有后患，尤其是對(duì)于一些大型復(fù)雜邊坡來(lái)說(shuō)，短時(shí)間內(nèi)可能不能將其性質(zhì)搞清楚，因此必須進(jìn)行合理規(guī)劃，然后分期治理；③路塹邊坡穩(wěn)定是一種常見(jiàn)的地質(zhì)工程問(wèn)題，這種問(wèn)題具有動(dòng)態(tài)性特點(diǎn)，可能會(huì)涉及到車輛行駛動(dòng)荷載作用的影響，對(duì)穩(wěn)定性的要求非常高，不僅要保證邊坡整體穩(wěn)定性，同時(shí)還要針對(duì)崩塌落石等災(zāi)害選擇合理的工程措施，同時(shí)還要注意環(huán)境美化與協(xié)調(diào)性；④隨著線路延伸變化，路塹邊坡工程地質(zhì)條件的差別很大，區(qū)域性比較強(qiáng)烈，所以邊坡地質(zhì)力學(xué)模型不同其穩(wěn)定性分析方法也不同 （土體穩(wěn)定性相關(guān)數(shù)據(jù)如表1）；⑤通常路塹邊坡開(kāi)挖于地表，坡高一般在幾米到幾十米之間，邊坡巖層的性質(zhì)不同，其工程地質(zhì)性質(zhì)也極為復(fù)雜，其中最為明顯的就是不均一性和各向異性。此外，在穩(wěn)定性分析過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合邊坡巖層組合情況建立破壞模型，對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表1 土體參數(shù)選取表

2 公路路塹邊坡形成與支護(hù)類型

隨著當(dāng)前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路建設(shè)工程越來(lái)越多，這對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展是非常有利的，同時(shí)還會(huì)為人們的出行創(chuàng)造方便。然而，當(dāng)前一些公路工程在施工過(guò)程中卻遇到了一些難題，特別是在山區(qū)公路設(shè)計(jì)及施工的過(guò)程中，基于對(duì)工程設(shè)計(jì)要求的考慮，需要進(jìn)行很多開(kāi)挖、填方等工作，這無(wú)疑會(huì)影響公路路塹邊坡結(jié)構(gòu)的平衡性，同時(shí)加上土壓力的影響，公路路塹邊坡很容易會(huì)出現(xiàn)變形、破壞等問(wèn)題，不利于公路工程施工的順利進(jìn)行，為此，技術(shù)人員為了保證路塹邊坡的穩(wěn)定性，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)公路路塹邊坡的支護(hù)設(shè)計(jì)，這不僅可以提升路塹邊坡的穩(wěn)定性，同時(shí)還能為公路工程施工安全提供保證。根據(jù)一般情況下土壓力的計(jì)算公式：

式中：Ka——主動(dòng)土壓力計(jì)算系數(shù)；

φ——土體內(nèi)摩擦角；

α——墻背與豎直線夾角；

δ——墻背土與墻體摩擦角；

β——填土面與水平面夾角。

注：墻背與豎直線產(chǎn)生的夾角，若在豎直線的左側(cè)即為負(fù)值，此種情況稱為仰斜。故此處的α=-14°。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，公路路塹邊坡穩(wěn)定性可能會(huì)受到很多因素的影響，主要可以概括為人為因素和自然因素兩方面，其中人為因素主要是指在公路工程施工過(guò)程中，施工人員的開(kāi)挖深度、開(kāi)挖方式都存在一些問(wèn)題，這種情況下公路路塹邊坡穩(wěn)定性明顯下降；自然因素是指邊坡整體結(jié)構(gòu)會(huì)受到巖性、地形及風(fēng)化作用等因素的影響。除此之外，在不同等級(jí)公路工程中，邊坡結(jié)構(gòu)開(kāi)挖程度也存在一定差異，所以，在實(shí)際工程施工中，應(yīng)結(jié)合相關(guān)要求和規(guī)范進(jìn)行公路路塹邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)，充分保證公路路塹邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性?，F(xiàn)階段我國(guó)公路路塹邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)主要利用錨固處理、排水施工、抗滑支擋3種施工方式進(jìn)行處理。

3 公路路塹邊坡破壞機(jī)理與治理設(shè)計(jì)

為了探索處理邊坡的方式，利用合理措施進(jìn)行防護(hù)與加固，下面以集丹公路為背景，對(duì)其路塹邊坡處治方式進(jìn)行分析。

3.1 平面滑動(dòng)形滑坡

3.1.1 推動(dòng)式滑坡的破壞機(jī)制

從內(nèi)部因素來(lái)看，由于受到鴨綠江巖石大斷裂的影響，加上經(jīng)歷了多次構(gòu)造作用，因此形成了當(dāng)前的斷裂構(gòu)造帶，由于受到該斷裂構(gòu)造帶的影響，形成了多組次生構(gòu)造面。而傾向臨空滑面是由于構(gòu)造作用形成的，由于構(gòu)造面與構(gòu)造裂隙、卸荷裂隙、風(fēng)化裂隙等相互切割，坡體形成了裂隙網(wǎng)絡(luò)，這無(wú)疑為地表水侵入創(chuàng)造了條件。地表水沿著邊坡松散體的方向逐漸下滲，反復(fù)侵蝕滑動(dòng)面，滑動(dòng)面強(qiáng)度大大降低，主滑待后端應(yīng)力大于強(qiáng)度，后來(lái)后部滑體斷裂，最后生成了后緣滑帶。由于前緣體臨空，滑體整體滑向臨空面，這時(shí)邊坡上部張烈隙明顯，由于后緣滑帶的擠壓，下部出現(xiàn)了多組剪切裂隙，上下部滑體形成了滑動(dòng)面，但是滑動(dòng)面并未形成貫通，中間沒(méi)有出現(xiàn)滑面。從外部因素來(lái)看，由于施工過(guò)程中邊坡開(kāi)挖不合理、爆破時(shí)用藥量過(guò)大，使得滑體內(nèi)巖體碎裂松動(dòng)加劇，滑體形成隨之形成了危石次級(jí)危害，這無(wú)疑增加了邊坡危險(xiǎn)性。

3.1.2 推動(dòng)式滑坡的治理措施

在整個(gè)滑坡面利用錨索進(jìn)行加固，使土體穩(wěn)定性得到增強(qiáng)，如圖1。

圖1

滑坡面局部利用噴錨支護(hù)，利用局部噴錨的方式對(duì)局部破壞路段進(jìn)行防護(hù)，如圖2。

圖2

3.1.3 牽引式滑坡的破壞機(jī)制

坡面的斷層帶其寬度為5m，斷層帶內(nèi)有土黃色和灰褐色的斷層泥，還有大粒徑安山角礫，氣孔中有火山灰。斷層帶上部為黃白色石英巖，巖石呈現(xiàn)棱角塊體，巖層下部是紫色的粉砂巖，滑坡后緣有拉張烈隙，列席的寬度在1.2～2.4m之間，裂隙之后為一陡坡，陡坡的高度在1.2～1.4m之間。在斷層帶與下部粉砂巖阻水作用的影響下，大氣降水過(guò)程中，地下水會(huì)沿著裂隙滲入到石英巖底部，在水浸泡與潤(rùn)滑作用的影響之下，上部巖體沿著和紫色粉砂巖接觸面的平面不斷滑動(dòng)。下部有非常明顯的暴露滑動(dòng)面，之前滑落的石英巖碎石堆積在了坡角擋墻之后，上部沒(méi)有突出坡面的滑體。

3.2 平面型滑動(dòng)

3.2.1 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

滲入到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，巖體裂隙發(fā)育，其強(qiáng)度比較低，新鮮面和風(fēng)化面分別呈現(xiàn)出紫灰色、黃褐色，微裂隙發(fā)育。礫巖內(nèi)有1～5cm的礫石夾層，礫巖呈現(xiàn)出灰紫色，有嚴(yán)重的風(fēng)化現(xiàn)象，其強(qiáng)度非常低。楔形體兩滑面抗剪強(qiáng)度、巖石容重與強(qiáng)度等相關(guān)指標(biāo)得到了確定，然后通過(guò)穩(wěn)定性分析之后確定設(shè)計(jì)方案。抗拉抗壓強(qiáng)度通過(guò)點(diǎn)荷載試驗(yàn)得到確定，通過(guò)容重試驗(yàn)對(duì)容重進(jìn)行確定。

3.2.2 治理措施

采用錨索加固方式對(duì)楔形體進(jìn)行加固，同時(shí)采用噴錨加固方式對(duì)局部失穩(wěn)巖土進(jìn)行加固。

3.3 硬質(zhì)砂巖等崩塌

巖石本身是堅(jiān)硬的，它具有非常大的抗風(fēng)化能力及抗剪強(qiáng)度，因此形成了高峻的斜坡，但是因?yàn)殚_(kāi)挖路塹，破壞了穩(wěn)定性，與此同時(shí)，由于軟硬互層和風(fēng)化差異，斜坡的外形整體凹凸不平，容易產(chǎn)生崩塌，因此需要按照實(shí)際情況采用修整坡形、素噴混凝土及噴錨加固等措施進(jìn)行治理。

3.4 溯流型滲流和擠壓

這種破壞是因?yàn)槁穳q邊坡是由風(fēng)化巖及種植土構(gòu)成的，從整體上來(lái)看其結(jié)構(gòu)較為松散，在土體自重應(yīng)力的影響之下，很容易會(huì)出現(xiàn)移動(dòng)、擠壓、堆積及變形等問(wèn)題，進(jìn)而出現(xiàn)較為明顯的狀況，按照出現(xiàn)狀況的大小、土含量及規(guī)模，可以利用增設(shè)新?lián)鯄?、?duì)原有擋墻進(jìn)行加固以及生物固坡等方式進(jìn)行治理。

3.5 軟硬巖碎石土塌落

因?yàn)閹r石的風(fēng)化非常嚴(yán)重，并在坡面上形成了碎石土，與此同時(shí)，形成了軟弱層面滑動(dòng)面，特別是軟弱層面在開(kāi)挖路塹過(guò)程中充分暴露，巖石不斷風(fēng)化，在雨水侵蝕等情況下發(fā)生了很多變化，這種情況下土體沿著軟弱結(jié)構(gòu)層逐漸下滑，最終形成了塌落的結(jié)果，這種情況下通常應(yīng)利用削皮、增設(shè)擋墻等措施進(jìn)行治理。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在公路工程施工過(guò)程中，保證路塹邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性非常重要，不僅有利于提升工程施工進(jìn)度，同時(shí)還能充分保證施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。然而，在不同公路工程施工過(guò)程中，其施工條件、地質(zhì)結(jié)構(gòu)差異也比較岷縣，因此在路塹邊坡結(jié)構(gòu)支護(hù)設(shè)計(jì)中，施工人員應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況，按照設(shè)計(jì)要求采取措施進(jìn)行治理。總之，隨著公路事業(yè)的快速發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視環(huán)境保護(hù)及生活質(zhì)量的提高，生態(tài)防護(hù)成為邊坡防護(hù)的重要發(fā)展方向，同時(shí)也必然會(huì)成為以后發(fā)展的主流。

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U418.5

A

2095-2066（2016）34-0205-02

2016-11-23

黃進(jìn)進(jìn)（1984-），男，工程師，本科，主要從事公路路基方面工作。