山區(qū)高速公路某高邊坡崩塌成因與治理

高 文 韜

(廣東省長大公路工程有限公司，廣東 廣州 511430)

山區(qū)高速公路某高邊坡崩塌成因與治理

高 文 韜

(廣東省長大公路工程有限公司，廣東 廣州 511430)

結(jié)合廣佛肇高速公路某高邊坡崩塌體的特征，分析了邊坡崩塌的成因機(jī)理，提出了具體的治理措施，并對治理后的邊坡進(jìn)行了監(jiān)測，結(jié)果表明邊坡未有明顯失穩(wěn)現(xiàn)象存在，狀態(tài)保持穩(wěn)定。

高速公路，邊坡，崩塌體，穩(wěn)定性

0 引言

廣佛肇高速公路封開段地處中低山構(gòu)造剝蝕丘陵區(qū)，地形起伏較大，雨量充沛，植被茂盛，為典型的嶺南山區(qū)地質(zhì)地貌。對于深挖路塹的路基高邊坡，由于勘察手段及勘探數(shù)量的局限性，地質(zhì)資料與實(shí)際情況可能有一定出入，深挖邊坡軟弱夾層及不利結(jié)構(gòu)面等只有在路塹開挖后方可完全明了，因而高邊坡施工需重點(diǎn)監(jiān)控，動態(tài)設(shè)計。

K163+760～K163+940右側(cè)高邊坡位于封開縣思奕村東側(cè)，長度約180 m。邊坡開挖后形成六級邊坡，最大高度62.0 m，分級高度為10 m，邊坡第一級邊坡坡率均采用1∶0.75，第二、三級為1∶1.00，第四、五、六級為1∶1.25，邊坡共設(shè)置五級平臺，其中第三級平臺寬8.0 m，其余平臺寬2.0 m。在2014年12月邊坡開挖完后，遭遇持續(xù)降雨，發(fā)現(xiàn)K163+900右側(cè)邊坡第二、三級臺階出現(xiàn)裂縫，局部有崩塌、位移跡象，對工程建設(shè)質(zhì)量和安全構(gòu)成威脅。

1 成因機(jī)理分析

1.1 崩塌體特征

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，該邊坡傾向252°，現(xiàn)場測得巖層產(chǎn)狀215°∠46°，邊坡及其附近節(jié)理十分發(fā)育，主要有二組節(jié)理：308°～315°∠60°～62°，315°∠89°，為小角度順向斜交邊坡。

形狀：長約25 m、高約12 m，厚度0.5 m～2.0 m，為上窄下大不規(guī)則體。淺部為節(jié)理結(jié)構(gòu)面、深部為巖層產(chǎn)狀面。

裂縫：不規(guī)則分布，沿節(jié)理或結(jié)構(gòu)面破裂，上下為張拉裂縫，長約5～20不等，斷續(xù)出現(xiàn)，縫寬5 mm～50 mm；左右為節(jié)理或結(jié)構(gòu)面裂縫，與坡腳出露的節(jié)理產(chǎn)狀基本一致，長約3 mm～10 mm不等，斷續(xù)出現(xiàn)，縫寬5 mm～80 mm。

位移：已發(fā)生局部下沉位移，下沉約10 cm～30 cm，位移方向160°，垂直擬建線路。

規(guī)模：潛在塌方量估算約300 m3，屬于微型崩塌。

1.2 成因機(jī)理分析

1)誘發(fā)因素：人工削坡偏陡，形成臨空面，原設(shè)計三級的錨索防護(hù)未及時加固完成，連續(xù)多級開挖，邊坡應(yīng)力場發(fā)生急劇的變化。

2)降雨濕化軟化坡體，巖土體強(qiáng)度降低；特別是殘積土分布不均勻，層中局部夾強(qiáng)風(fēng)化巖，具有濕水極易軟化、土體強(qiáng)度驟降的特性。

3)地表水和地下水浸潤坡腳，再加上坡體自重和節(jié)理剪切作用，坡體沿節(jié)理結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生下滑崩塌。

2 邊坡治理

對現(xiàn)邊坡采用卸載減壓方式進(jìn)行處理，將目前滑塌體完全清除，放緩坡率，采用8 m分級和加寬平臺處理。在坡頂設(shè)置截水溝，將坡頂匯水引入邊溝排出平臺設(shè)置平臺排水溝，并進(jìn)行硬化處理，杜絕坡體與外來水系的接觸[1]。變更后，邊坡最大高度為72.10 m。

2.1 變更設(shè)計

變更后工程防護(hù)措施：

1)一級～四級邊坡：采用人字形骨架植草防護(hù)，邊坡坡率1∶1.50，平臺寬度10.0 m，采用10 cm厚C15混凝土硬化處理。

2)五級邊坡：采用人字形骨架植草防護(hù)，邊坡坡率1∶1.50，平臺寬度4.0 m。設(shè)置2排仰斜式排水孔，設(shè)置范圍K163+782～K163+900,采用梅花形布置，設(shè)置間距為5 m，采用10 cm厚C15混凝土硬化處理。

3)六級、七級邊坡：采用錨索框梁+CF網(wǎng)植草防護(hù)，錨索長30 m，鉆孔孔徑150，邊坡坡率1∶1.00，平臺寬度2.0 m。設(shè)置2排仰斜式排水孔，設(shè)置范圍K163+802～K163+886,采用梅花形布置，設(shè)置間距為5 m，采用10 cm厚C15混凝土硬化處理。

4)八級、九級邊坡：采用人字形骨架植草防護(hù)，邊坡坡率1∶1.25，平臺寬度2.0 m，采用10 cm厚C15混凝土硬化處理。

2.2 穩(wěn)定性分析

判定巖體穩(wěn)定性：受節(jié)理裂隙的影響，巖體破碎，邊坡在降雨、振動影響下，局部可能發(fā)生巖體沿節(jié)理面崩落。規(guī)模一般較小，邊坡整體處于基本穩(wěn)定。經(jīng)現(xiàn)場鉆孔試驗(yàn)后，測出該邊坡開挖后的巖土參數(shù)(見表1)[2]。

表1 巖土參數(shù)表

采用簡化Bishop法計算邊坡的安全系數(shù)，在正常工況下，原始邊坡開挖后安全系數(shù)為1.088，邊坡欠穩(wěn)定，采用加固措施之后安全系數(shù)為1.215，邊坡較穩(wěn)定。在暴雨工況下，原始邊坡開挖后安全系數(shù)為0.928，邊坡較不穩(wěn)定，采用加固措施之后安全系數(shù)為1.100，邊坡基本穩(wěn)定。

3 治理后監(jiān)控反饋

現(xiàn)場按照變更后的設(shè)計進(jìn)行了卸載處理，平臺寬度增大并對其硬化，從而杜絕坡體與外界水系的接觸。根據(jù)高邊坡監(jiān)控方案，結(jié)合邊坡開挖、防護(hù)等施工進(jìn)度的情況，在實(shí)地布設(shè)了15個變形監(jiān)測點(diǎn)對其邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)控(見表2)。

表2 K163+760～K163+940右側(cè)高邊坡測點(diǎn)布設(shè)統(tǒng)計

3.1 測點(diǎn)布設(shè)

測站點(diǎn)及后視定向點(diǎn)(控制點(diǎn))為工程高等級控制點(diǎn)，已經(jīng)設(shè)有標(biāo)志。變形監(jiān)測點(diǎn)的標(biāo)志是用長約60 cm的不銹圓鋼專門制作而成的。將其一端埋入地面40 cm～50 cm，并且在以鋼棒為中心約10 cm半徑的范圍內(nèi)用混凝土護(hù)樁加固，不銹鋼棒伸出地面的另一端被事先加工成螺桿，可與觀測目標(biāo)棱鏡頭連接。測量時將棱鏡固定在不銹鋼棒螺桿上，測完后取下棱鏡。

3.2 測點(diǎn)變形對比分析

2014年12月～2015年5月進(jìn)行為期180 d的檢測數(shù)據(jù)收集。 在進(jìn)行邊坡變形分析之前，對觀測方案本身所能達(dá)到的點(diǎn)位測量精度做一個預(yù)估。監(jiān)測點(diǎn)位測量的誤差主要來自于儀器誤差、觀測誤差和外界環(huán)境(觀測過程中外界風(fēng)力、天氣溫度變化、空氣能見度的影響等)的影響，綜合考慮，所采用的觀測方案所測得的點(diǎn)位，其測量的誤差約為±3 mm～4 mm?？梢缘贸鼋Y(jié)論，該邊坡崩塌對其治理后，在經(jīng)過一個雨季期的監(jiān)控，邊坡未有明顯失穩(wěn)現(xiàn)象存在，狀態(tài)保持穩(wěn)定。

4 結(jié)語

本邊坡崩塌主要是在施工開挖過程中未嚴(yán)格按照開挖一級，防護(hù)一級的原則進(jìn)行，連續(xù)多級開挖，邊坡應(yīng)力場發(fā)生急劇的變化，再受降雨等影響，從而導(dǎo)致崩塌現(xiàn)象發(fā)生。此外，在高邊坡路塹施工過程中，特別是地質(zhì)條件復(fù)雜段落，動態(tài)監(jiān)測尤為重要，及時對開挖以及開挖結(jié)束后的坡體穩(wěn)定性進(jìn)行指導(dǎo)評價，以保證高速公路建設(shè)施工安全。

[1] 李連生,楊宏剛.諸永高速公路一滑坡體上邊坡卸載施工方案的探討[J].鐵道建筑,2008(12)：48-49.

[2] 中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司.廣佛肇高速公路工程地質(zhì)勘察報告[R].2013.

The collapse cause and treatment of a high slope of mountain highway

Gao Wentao

(GuangdongChangdaRoadEngineeringLimitedCompany,Guangzhou511430,China)

Combining with the characteristics of a high slope collapse masses of Guangzhou-Foshan-Zhaoqing highway, this paper analyzed the formation mechanism of slope collapse, put forward specific treatment measures, and monitored the slope after treatment, the results showed that the slope had no significant instability phenomenon, the state was stable.

highway, slope, collapse masses, stability

1009-6825(2017)05-0179-02

2016-12-07

高文韜(1987- )，男，工程師

U416.14

A