某高速公路巖土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性及防治對策

謝曉松

（四川雅眉樂高速公路有限責任公司 四川成都 610000）

引言

隨著我國高速公路的發(fā)展，向山區(qū)開設成了必然趨勢，作為聯(lián)系紐帶，作為國家投資的大型建設工程，高速公路的安全性和牢固性一直是高速公路建設過程中的重要方向和目標。根據(jù)以往的公路建設經(jīng)驗，高陡的巖土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性成了各施工團隊的重要防治對象，不注意就會產(chǎn)生嚴重的后果，不僅會增加建設的總投資，延誤工期，還可能會造成人員傷亡。因此對公路建設過程中的巖土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性的提前防治成了保證公路安全的必然手段。

1 公路建設

四川雅眉樂高速公路，作為推進西部大開發(fā)戰(zhàn)略實施的一部分，對于完善國家的公路網(wǎng)和促進沿江地帶經(jīng)濟的快速發(fā)展都具有重要意義。由于整個項目所處的地形較為復雜，既有階地、河流、溝谷，也有高山，因此施工難度也隨之增大。在進行地質(zhì)勘測后，對整體的路徑和建設都有了一定的了解，基本確定了一下幾種路況：

（1）巖石順層：在某些路面，巖層傾角約為15～18°，路線的走向基本與巖層相同，是粉砂質(zhì)泥巖夾泥巖互層，在進行開挖時，就會使得該地段巖層順層一側(cè)易發(fā)生順層滑動現(xiàn)象。

（2）軟質(zhì)巖層：該種地段的地形相對高差大，路面基本都以涵洞的形式建設，建設過程中發(fā)生問題的幾率很小，但其山斷層和巖層中可溶性的石膏和炸藥可能會對路面產(chǎn)生影響。

（3）低山丘陵軟質(zhì)層：該種地段主要是對山體進行開挖，并且對山谷進行填充，由于地域巖質(zhì)層的限制，整體工程中，路面出現(xiàn)變形和滑動的幾率較大。

針對以上幾種路況的分析，再結(jié)合以往的建設經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)在對部分巖土質(zhì)挖掘的建設中，很可能會出現(xiàn)高陡邊坡，使得山體的邊坡重力分布不均勻，進而導致路面的變形、滑動甚至塌陷等后果，尤其是順層易滑地帶，雨季時的影響更是惡劣。對巖土質(zhì)邊坡的挖掘方案的制定就有了很大的意義。

2 巖土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的影響因素及其分析

2.1 影響因素

在建設高速公路之前，都要對沿途的地質(zhì)進行勘探，既是為了施工做準備，也是為了了解各地質(zhì)的特點，進而制定合理的施工計劃。巖石邊坡的穩(wěn)定性一般都是受到各方面的影響，如巖性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特征等等。巖石邊坡的穩(wěn)定性較難控制的原因在于：泥質(zhì)粉砂巖相比較其他巖石層而言其透水性較弱，且親水性較強，因此其巖質(zhì)層遇水就會軟化，抗風的能力就會下降，甚至會產(chǎn)生崩解的現(xiàn)象。因此從作為高速公路的邊坡的角度來說，在路面工作的時候，可能會產(chǎn)生變形、被破壞等不良后果，即不能夠很好的適用于路面的基礎工作效用，嚴重的還可能會在路面施工時產(chǎn)生山體變形、滑坡等嚴重后果。以下是影響巖土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的幾種主要因素：

（1）巖土的性質(zhì)：由于各個地段的巖土的組成成分和巖石結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)強度都有所不同，這就使得形成的邊坡的穩(wěn)定性也有所差異。由堅硬的、抗風化性能好的、強度大的、礦質(zhì)元素穩(wěn)定的巖土構(gòu)成的邊坡的穩(wěn)定性都較好，而反之就會形成不穩(wěn)定的土質(zhì)邊坡。

（2）地質(zhì)的含水量：由于地質(zhì)和氣候環(huán)境的影響，包括地下水的動態(tài)變化、埋藏情況等都會造成不同的巖質(zhì)層的構(gòu)造出現(xiàn)差異。當水分增多時，就會使得土層的質(zhì)量變大，且會使得巖土層的地質(zhì)變軟，產(chǎn)生滑動和變形的幾率會大大增加。當?shù)叵滤鲃拥膭討B(tài)變化較大時，就會對巖石層產(chǎn)生較大的沖擊力，水位的升高和降低都會對土質(zhì)層的堅硬程度產(chǎn)生影響。在不同的氣候條件下，地質(zhì)所呈現(xiàn)出的狀態(tài)也不盡相同，如當在強降雨和長期積水情況下，土層的含水量增加，地下水的增多會降低巖體的力學強度，干旱時期土層的含水量則大大降低，這些都對邊坡的穩(wěn)定性有不利影響，更容易產(chǎn)生邊坡滑動現(xiàn)象。

（3）強烈地質(zhì)振動的影響：如當?shù)卣饡r，由于強大的地殼波動，會使得巖土質(zhì)邊坡的下滑幾率增大，使得路面排水系統(tǒng)的作用降低；此外，有時由于建設需要進行的人工開挖，會用到很多力量較大的爆破裝置，如炸藥之類物質(zhì)的使用，這些都會對地質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，進而影響邊坡的穩(wěn)定性。

（4）巖體的結(jié)構(gòu)：在對巖土層進行勘探時，巖體的結(jié)構(gòu)是很重要的一項探究，巖體的結(jié)構(gòu)會直接影響路面的建設難度和建設進程。有時預定的路線會由于巖體結(jié)構(gòu)的過于軟弱或者破碎帶分布面較廣等問題而發(fā)生變化，這些因素對邊坡的形態(tài)、坡向、坡角都有很大程度的影響。

（5）所處的地理環(huán)境：由于高速公路的鋪設要經(jīng)過的地段很多，包括各種復雜的地形，各種地形所處的地理環(huán)境都會有很大的差別。不同風化作用對地段巖層的侵蝕不同，不同的氣候引起的風化程度也會不同，其中巖石的物理、化學性質(zhì)都會產(chǎn)生很大的變化，從而導致邊坡的高度和坡度都會不同，進而影響邊坡的穩(wěn)定程度。

2.2 邊坡穩(wěn)定性分析方法

作為國家一級公路建設工程，在對四川雅眉樂公路建設進行邊坡穩(wěn)定性分析時，避免了很多由于之前建設案例的對地質(zhì)力學的粗淺的探究和各種不合理的假設，采用了多種分析方法，如定性分析法，其中又包括自然分析法和數(shù)據(jù)圖解法；定量分析法，其中包括確定性和不確定性分析法。

（1）定性分析法：在進行地質(zhì)勘測時，對影響邊坡穩(wěn)定性主要因素都一一考慮，對現(xiàn)有的錯誤建設案例進行分析，對各種地段可能產(chǎn)生的邊坡穩(wěn)定性進行判斷，對邊坡發(fā)育的地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)歷史的各種變形進行整體的了解，對已經(jīng)產(chǎn)生問題的邊坡，利用現(xiàn)有的科學技術，結(jié)合數(shù)據(jù)圖解盡量找到相應的解決措施。

（2）定量分析法：在此種分析法中，要對影響邊坡穩(wěn)定性的各種因素都要進行定量的分析，將各種地質(zhì)通過劃分為小個體來分析，使得各種不確定性因素和確定性因素都得到肯定的施工建議。

3 提高邊坡穩(wěn)定性的方法

在對各種地質(zhì)進行充分勘探分析后，要在遵循安全可靠，經(jīng)濟合理的原則對不同的邊坡的穩(wěn)定性進行提高。主要有以下幾種加固方法：

（1）設置截水溝，減少坡頂?shù)闹亓浚涸诓挥绊懝穬蛇吔ㄖ锏那闆r下，使邊坡的地面標高降低，使其比原地面低1～2m，且在坡體后方設置截水溝，增大地表水的流動，以減少在遭遇降水或雨季時巖土的含水量，從而起到加固邊坡穩(wěn)定性的作用。

（2）結(jié)合減輕側(cè)向土壓力：在對邊坡的坡率進行測量時，要確定一個確保邊坡穩(wěn)定的具體數(shù)值，在與這數(shù)值出入較大的情況下，對坡率進行調(diào)整。如減輕錨固結(jié)構(gòu)的側(cè)向土壓力，但此種方法的不足之處在于會使得坡面的安全系數(shù)下降，這就要結(jié)合錨桿、鋼筋混凝土等對路面進行土層加固防護，必要時結(jié)合各種路面成網(wǎng)技術。在加固過程中，還要主要控制邊坡的占地和對山體的開挖量，確定不對巖體造成危害。

（3）及時清除和攔截雜物：在進行公路建設時，由于天氣等因素的影響，各種雜物都可能會出現(xiàn)在路面周圍，當撞擊到穩(wěn)定邊坡的支護裝置后，會對邊坡的穩(wěn)定性和路面的安全性產(chǎn)生不利影響。

（4）注意封填各種路面或巖體的孔洞：在對路段進行探測時，其中很重要的一點就是對孔洞的發(fā)現(xiàn)，當發(fā)現(xiàn)后，要及時采用相關措施進行填補，以防地表水和地下水的累積軟化土質(zhì)層結(jié)構(gòu)，具體的封填技術有磚砌、混凝土灌漿等方法。

（5）加強環(huán)境綠化：植被對于水土的保護會在一定程度上減弱巖土質(zhì)層的流動性，合理的種植各種植被更是會進一步加強邊坡的穩(wěn)定性，按照合理的比例種植木纖維，使得草木變成“保土劑”。

4 結(jié)束語

高速公路建設過程中，邊坡的穩(wěn)定性對路面的整體效用的影響很大，為防止產(chǎn)生過大的生命和經(jīng)濟損失，建筑公路時都會引起建筑公司的高度關注。由四川雅眉樂高速公路的案例就能看出，在公路建設過程中邊坡的穩(wěn)定性涉及到很多的方面，與巖土的結(jié)構(gòu)性質(zhì)、邊坡的傾斜度、地質(zhì)構(gòu)造、巖土層水分含量的多少等因素都有聯(lián)系。但無論哪種因素，歸根到底都是由于地質(zhì)層的軟弱和破碎度過大造成的，這些都需要結(jié)合高新科技的分析和相關措施去處理，唯有如此，才能將公路的價值發(fā)揮到最大。