某高速公路邊坡危巖調(diào)查和穩(wěn)定性評估

何成君

(四川省通川巖土工程技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司，四川 成都 610041)

四川某高速公路建成通車已多年，其中一路段為花崗巖路塹邊坡，為花崗石開采場，坡體裂隙發(fā)育，多危巖，建設(shè)期主要采用被動網(wǎng)與攔石墻進(jìn)行治理。

1 地質(zhì)條件

該區(qū)內(nèi)山脈水系多順構(gòu)造跡線展布，為剝蝕、侵蝕構(gòu)造中高山，坡高陡，溝谷深切，沖溝發(fā)育，無不良地質(zhì)現(xiàn)象，區(qū)域地震基本烈度為7 度，區(qū)域斷裂5 條，延伸3-5Km。

該段邊坡為花崗巖人工切坡，坡高，多有陡崖、陡壁，坡度一般65～85°，崖腳至崖頂高度一般40～160m，最高達(dá)200m 以上，測區(qū)危巖分布范圍廣，危巖帶總數(shù)達(dá)30 處，危巖影響的路段長約1.1km。受爆破影響，裂隙發(fā)育，巖體松動變形，受地形地貌條件影響，易于形成崩塌，高陡邊坡加劇裂隙發(fā)展。

巖體為晉寧期花崗巖（γ2），為暗紫紅色，主要礦物為石英、斜長石及鉀長石，中～粗粒等粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，為硬質(zhì)巖。存在厚3～5m 的爆破松動帶和裂隙發(fā)育帶。

花崗巖（γ2） 呈巖株狀產(chǎn)出，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體被切割成塊狀、碎塊狀結(jié)構(gòu)。進(jìn)行節(jié)理裂隙分組后，作出節(jié)理走向玫瑰花圖。區(qū)內(nèi)主要節(jié)理裂隙共有5 組，其中J1、J2 及J3組尤為發(fā)育，系危巖段邊坡的主控結(jié)構(gòu)面，亦為區(qū)內(nèi)危巖體的主要切割面。

節(jié)理裂隙主要具有以下特征：

1） 自然斜坡，特別是陡崖處的風(fēng)化卸荷帶內(nèi)，在長期重力作用下，陡傾節(jié)理裂隙均有不同程度的翻轉(zhuǎn)彎曲，甚至反傾。

2） 花崗巖開采區(qū)內(nèi)，在爆破影響下節(jié)理裂隙進(jìn)一步延伸、張開并產(chǎn)生大量不規(guī)則裂隙，類比于花崗巖開采區(qū)外同組節(jié)理裂隙，開采區(qū)邊坡爆破松動帶節(jié)理裂隙開度一般增大數(shù)倍至數(shù)十倍不等，裂隙貫通性顯著增強(qiáng)，一般張開寬度5～20mm，局部50mm 以上，無填充。

巖體受結(jié)構(gòu)面切割形成多種結(jié)構(gòu)，主要有楔形結(jié)構(gòu)體、板狀結(jié)構(gòu)體、棱形結(jié)構(gòu)體、方柱體、不規(guī)則形狀等。結(jié)合巖體三維激光掃描成果，80~90%危巖單塊塊徑通常小于2.5m，地面崩落塊體以0.5~1m 塊徑為主，2~2.5m 的塊徑多出現(xiàn)在中低位崩塌中。高位崩塌巖塊也存在2m 塊徑。

2 危巖成因及失穩(wěn)破壞模式

主要為人類開采花崗巖，爆破破壞了巖體完整性，形成大量裂隙。其次是地表水及地下水作用、風(fēng)化作用、重力及地震等因素的疊加加劇發(fā)育。

根據(jù)各種模式的產(chǎn)生條件以及實際調(diào)查的變形跡象和外貌特征將危巖的形成機(jī)制分為三種失穩(wěn)破壞模式。

1） 傾倒

處于研究區(qū)近直立的陡坡，坡度大，主要發(fā)育三組結(jié)構(gòu)面，一般陡傾或近于直立，其中一組結(jié)構(gòu)面反傾坡內(nèi)，一組裂隙傾向坡外（荷裂隙面），巖體受該組卸荷裂隙面、另外一組結(jié)構(gòu)面切割成板狀、楔形體。

2） 滑移

斜坡巖體受多組軟弱結(jié)構(gòu)面切割，其中有一組或兩組結(jié)構(gòu)面傾向坡外，且軟弱結(jié)構(gòu)面光滑。這種模式主要發(fā)育三組結(jié)構(gòu)面，一組為巖體下部有傾向臨空面的軟弱結(jié)構(gòu)面，沿軟弱結(jié)構(gòu)面，向坡前臨空方向滑移，并使滑移體拉裂解體。

3） 錯斷-墜落式

該種模式通常未見有傾向坡外的結(jié)構(gòu)面，主要是受自重引起的剪切力和拉張力的作用，剪應(yīng)力高度集中的部位，上部有突出的懸崖巖體，巖體下部懸空，在重力長期作用下，當(dāng)危巖體重心偏移至傾覆點之外后，在暴雨、地震等外力作用下，下部巖體可能被剪斷時，發(fā)生錯斷-墜落式崩塌。

據(jù)統(tǒng)計，危巖破壞類型以墜落、滑移式破壞類為主，墜落類危巖總計12 個，占40%，總體積23550m3，占49%；傾倒類危巖總計2 個，占7%，總體積3700m3，占8%；滑移類危巖總計16 個，占53%，總體積20590m3，占43%。由此可見傾倒類危巖分布少，勘查區(qū)危巖主要以墜落類、滑移類危巖為主，且規(guī)模大、危害大。部分以塊狀～巨塊狀結(jié)構(gòu)為主，呈懸挑狀，穩(wěn)定性差。

3 危巖穩(wěn)定性評價

根據(jù)危巖體(區(qū)) 范圍、規(guī)模、裂隙發(fā)育程度、危巖破壞模式及已經(jīng)出現(xiàn)的變形跡象，采用地質(zhì)分析法（類比），對危巖區(qū)進(jìn)行穩(wěn)定性定性評價。

1） A 片區(qū)危巖：

W1～W5 危巖屬低位危巖。

W7、W8 危巖帶面積廣，高差大，危險性高，危害性大。

2） B 片區(qū)危巖：

W9～W11 危巖屬中高位危巖，W10 危巖基本穩(wěn)定，W9、W11 危巖不穩(wěn)定性差，調(diào)查時偶有落石、掉塊發(fā)生，危險性高，危害性較嚴(yán)重。

W12～W15 危巖帶屬特高位危巖，危巖體面積大，單個體積大，高差大，危巖處于欠穩(wěn)定～不穩(wěn)定狀態(tài)，危險性高，危害性嚴(yán)重，清除難度大。

3） C 片區(qū)危巖：

W16~W20、W24 屬中低位危巖，大部分危巖穩(wěn)定性較差，處于欠穩(wěn)定～不穩(wěn)定狀態(tài)，危巖崩塌后危險性高，危害性嚴(yán)重。

W21~W23、W25 屬高位危巖，穩(wěn)定性較差，處于欠穩(wěn)定～不穩(wěn)定狀態(tài)，部分近期活動較頻繁，體積較大，危巖崩塌后危險性高，危害性嚴(yán)重。

W26~W29 屬高～特高位危巖，危巖帶面積較廣，距路面高差大，單個體積大，危巖穩(wěn)定性差，危險性高，危害性嚴(yán)重，危巖帶局部危石具有突發(fā)性、隨機(jī)性、活動頻繁，清除難度大。

該區(qū)段危巖處治難度大，特別是B、C 片區(qū)，可采取明洞、棚洞等措施進(jìn)行治理。

4 結(jié)語

在高速公路建設(shè)期，受當(dāng)時技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等條件制約，對危巖認(rèn)識不足，主要采取清理，被動網(wǎng)與攔石墻攔擋的防護(hù)措施，效果不理想。隨著社會進(jìn)步，對高速公路上行車舒適性、安全性的要求提高，巖土勘察也需與時俱進(jìn)，巖土調(diào)查須更精準(zhǔn)，利于提升工程建設(shè)的整體質(zhì)量。