淺析破碎巖石邊坡防護(hù)

摘要：破碎巖石邊坡防護(hù)是山區(qū)公路建設(shè)所面對(duì)的主要問(wèn)題之一，其坡體較差的穩(wěn)定性給公路交通安全帶來(lái)重大威脅。對(duì)破碎巖石邊坡做出簡(jiǎn)要的工程評(píng)價(jià)和分析，介紹現(xiàn)行主要的支護(hù)形式。結(jié)合現(xiàn)存的破碎巖石邊坡防護(hù)的主要問(wèn)題，提出相關(guān)建議和改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：破碎巖石邊坡；支護(hù)形式

1 緒論

破碎巖石邊坡，是由風(fēng)化較為嚴(yán)重的破碎巖石組成的公路邊坡，最直觀的特點(diǎn)便是破碎、顆粒、松散狀。在我國(guó)大興土木的初期，這種類(lèi)型的邊坡較為少見(jiàn)，多為穩(wěn)定性較好的一般邊坡。而隨著近年來(lái)，我國(guó)公路建設(shè)的步伐逐漸邁進(jìn)工程地質(zhì)較差的西南山區(qū)時(shí)，這類(lèi)邊坡便出現(xiàn)在設(shè)計(jì)和施工人員面前。破碎巖石邊坡由于其巖塊尺寸小、咬合程度差，結(jié)構(gòu)面較發(fā)育，多、短、小且分布不規(guī)則，平整度較差，一般呈碎裂結(jié)構(gòu)和散體結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)。而正是以上特點(diǎn)使其坡體穩(wěn)定性極差，特別在持續(xù)降雨等惡劣天氣下，極易發(fā)生工程事故，破壞威脅大。綜上，對(duì)破碎巖石邊坡的支護(hù)和加固是一個(gè)亟待解決的重要工程問(wèn)題。

2 要點(diǎn)提要

（1）對(duì)于破碎巖石結(jié)構(gòu)，其力學(xué)作用主要控制因素。結(jié)構(gòu)體數(shù)量、塊度及產(chǎn)狀。

（2）工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。巖體完整性較差，強(qiáng)度受斷層及軟弱結(jié)構(gòu)面控制，并易受地下水影響，穩(wěn)定性差，邊坡易坍塌和形成小型楔形滑坡。

（3）滑動(dòng)破壞機(jī)理。采用極限平衡理論，邊坡滑動(dòng)破壞的根本原因是邊坡體內(nèi)部某個(gè)面上的剪應(yīng)力達(dá)到抗剪強(qiáng)度，使穩(wěn)定平衡遭到破壞。

（4）破壞類(lèi)型。研究結(jié)果表明，破碎巖石邊坡破壞模式往往呈近圓弧形滑動(dòng)破壞。

（5）主要破壞形式。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，破碎巖石邊坡主要破壞形式為落石、堆塌、表面滑塌等。

（6）加固原則。根據(jù)破碎巖石邊坡的特點(diǎn)，加固措施應(yīng)按照“強(qiáng)腰固腳、坡面封閉”的原則。

（7）錨桿和錨索作為邊坡防護(hù)中應(yīng)用最為廣泛的兩種技術(shù)，其應(yīng)用方面存在以下不同：①錨桿材料通常由螺紋鋼等桿狀硬性材料組成，是一種主動(dòng)硬性支護(hù)方式。錨索由鋼絞線(xiàn)等素狀柔性材料組成，是種主動(dòng)柔性支護(hù)方式。錨索允許被加固體有較大變形和位移，而錨桿則在較大變形和位移情況下發(fā)生破壞。②錨桿加固深度多在數(shù)米到十余米，而錨索加固深度多為錨桿的數(shù)十倍。③錨桿提供加固力通常為數(shù)十噸，而錨索所能提供則是其數(shù)十倍。④對(duì)于風(fēng)化嚴(yán)重，巖體較破碎邊坡，錨桿護(hù)坡的最大優(yōu)點(diǎn)是錨桿主要起支撐混凝土骨架作用，用錨桿加固后可使錨桿骨架梁與邊坡巖體成為一整體。而錨索則以較深的加固深度和允許較大的變形使得邊坡巖體更加牢固。

3 防護(hù)原理分析

目前對(duì)破碎巖質(zhì)邊坡行之有效的支護(hù)方法及技術(shù)主要包括掛錨噴網(wǎng)、預(yù)應(yīng)力錨索格（框）梁體系、噴錨網(wǎng)+長(zhǎng)錨索支護(hù)、擋土墻、抗滑樁等。以下對(duì)前兩種支護(hù)技術(shù)作簡(jiǎn)要介紹。

（1）預(yù)應(yīng)力錨索格（框）梁體系。預(yù)應(yīng)力錨索框格梁體系是一種主動(dòng)式加固方法，通過(guò)錨索的預(yù)應(yīng)力將滑動(dòng)坡體與穩(wěn)定基巖連接為一體，增加抗滑力同時(shí)又通過(guò)坡面上的框格梁將各個(gè)錨索有效地連成一個(gè)整體。[1]

（2）復(fù)合噴錨網(wǎng)技術(shù)。復(fù)合噴錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)是通過(guò)預(yù)應(yīng)力錨索將內(nèi)部穩(wěn)定巖體拉住外部不穩(wěn)定巖體，為外部不穩(wěn)定巖體提供了抗剪力，使外部破碎巖體與內(nèi)部巖體形成一個(gè)整體。[2]

4 總結(jié)

由于破碎巖石邊坡的不穩(wěn)定性和復(fù)雜性，給現(xiàn)行的主要加固處治措施帶來(lái)嚴(yán)峻考驗(yàn)。對(duì)于破碎巖石邊坡進(jìn)行加固處治時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

1）盡可能進(jìn)行保守設(shè)計(jì)，提高邊坡的安全儲(chǔ)備；2）緊緊圍繞“強(qiáng)腰固腳、坡面封閉”的加固原則，“對(duì)癥下藥”；3）水是影響邊坡穩(wěn)定性的重要因素，包括雨水、地表水及地下水，良好的防排水設(shè)施對(duì)提高邊坡穩(wěn)定性至關(guān)重要；4）對(duì)于高陡破碎巖體邊坡，開(kāi)挖卸荷后，變形破壞易于發(fā)生在坡體中下部位置，因此邊坡的治理應(yīng)加強(qiáng)控制坡體中部的變形。

5 存在問(wèn)題及改進(jìn)措施

目前，工程中關(guān)于破碎巖石邊坡的防護(hù)形式多種多樣，而對(duì)于各種支護(hù)形式并沒(méi)有對(duì)應(yīng)具體完整的理論體系，且大多數(shù)的支護(hù)形式?jīng)]有做到“對(duì)癥下藥”，即沒(méi)有針對(duì)破碎巖石邊坡做出對(duì)應(yīng)的支護(hù)形式?，F(xiàn)行的大多數(shù)的支護(hù)形式均來(lái)自于一般邊坡的支護(hù)加固，對(duì)于破碎巖石邊坡這一特殊邊坡形式，需要有更為嚴(yán)格的支護(hù)形式。以下是個(gè)人根據(jù)破碎巖石邊坡的特殊性對(duì)現(xiàn)有支護(hù)形式的初步改進(jìn)或改進(jìn)思路，具體的改進(jìn)方案和細(xì)節(jié)需借助相對(duì)應(yīng)的工程軟件進(jìn)行后續(xù)的驗(yàn)證和修正，來(lái)提高其的實(shí)用性。

1）對(duì)內(nèi)部加固擠壓，等同于對(duì)破碎松散的巖石塊產(chǎn)生較大的壓力，進(jìn)而增加巖石塊之間咬合力，增大巖體的抗剪強(qiáng)度。2）使用輕型高強(qiáng)度、高預(yù)、防腐的高性能材料來(lái)作為錨桿（索）以及柔性防護(hù)網(wǎng)。3）在錨固端采用特殊構(gòu)造，如利用某種特殊材料作為錨桿端頭，將錨桿深入孔洞后，通過(guò)高壓注漿技術(shù)，將錨桿端頭特殊材料擠壓至預(yù)設(shè)體積。這種特殊構(gòu)造，使得錨固端對(duì)周?chē)鷰r體形成擠壓，增加巖體的強(qiáng)度。另外，特殊的楔形結(jié)構(gòu)會(huì)使得錨固端錨固強(qiáng)度得到大幅增加。4）使用特殊轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，將錨桿承受的較大的拉壓力轉(zhuǎn)換成一部分對(duì)地面的壓力。同時(shí)使用較粗的鋼筋作為錨桿，使該整體結(jié)構(gòu)作用于邊坡的靠下位置處，增加該結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)上部邊坡的效果，起到推力作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂慶，孫紅月，尚岳全，朱晗迓.預(yù)應(yīng)力錨索框格梁體系加固破碎巖質(zhì)邊坡合理間距研究[J].巖石力學(xué)與工程報(bào)，2006（01）：136140.

[2]白雪峰，范景倫，韋宏鵠.軟質(zhì)破碎巖體高邊坡復(fù)合噴錨支護(hù)設(shè)計(jì)及施工[J].施工技術(shù)，2009，38（S1）：213215.

References：

[1]Lv Qing Sun Gongyue，ShangYue，Zhu Han Ya.Prestressed anchor cable sash and broken rock slope reinforcement beam system reasonable spacing study[J].Journal of rock mechanics and engineering，2006（01）：136140.

[2]Bai xuefeng，fan jinglun，weihongghi.The design and construction of composite jet anchor support for soft crushed rock mass in high slope[J].Construction technology，2009，38（S1）：213215.

作者簡(jiǎn)介：王博（1995），重慶交通大學(xué)，碩士。