運營高速公路軟弱巖體路塹邊坡塌方及處治措施

鄧明偉 習小華

摘 要：受連續(xù)強降雨的影響，某運營高速公路軟弱巖體路塹邊坡發(fā)生了塌方。采用邊坡分析軟件Rocscience-Slide中的Bishop法、Morgen-Price法確定了邊坡最不利滑動面及穩(wěn)定系數(shù)。綜合邊坡穩(wěn)定性分析結(jié)果以及邊坡巖體工程特征，采用了錨索格構(gòu)梁、護腳擋土墻、增設急流槽等支護措施，經(jīng)實踐證明效果良好。

關鍵詞：軟弱巖體 路塹 穩(wěn)定性分析 處治措施

中圖分類號：U421 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）05（a）-0009-02

1 工程概況

某高速公路K60+700～K60+836段路塹高邊坡巖層主要為石英砂巖、凝灰質(zhì)砂巖、夾灰黑色頁巖，表面覆蓋層厚，呈礫質(zhì)粘土狀。該邊坡為九級坡，一、二級邊坡坡率1∶0.75，采用實體護面墻措施；三級邊坡坡率1∶1.0，采用實體護面墻措施；四、五級邊坡坡率1∶1.25，采用C型拱4 cm水泥砂鍋漿抹面措施；六級邊坡坡率1∶1.25，采用25 m預應力錨索、30 cm滿鋪措施；七、八、九級邊坡坡率1∶1.5，其支護措施分別為噴射C25砼10 cm、掛網(wǎng)錨噴C25砼、錨噴；于2002年12月竣工。

2 邊坡塌方及原因分析

2015年6、7月江西出現(xiàn)了強降雨，受強降雨的影響，2015年6月10日，K60+752～K60+779段一級邊坡發(fā)生滑塌。受連續(xù)強降雨的影響，7月2日，原滑塌區(qū)上方的二級坡發(fā)生滑塌，并且一級坡滑塌范圍擴大。

2.1 塌方概況

（1）初次塌方情況，滑塌區(qū)坡長12.45 m，寬度27 m，坍塌體上部（一級平臺下方）回填有大量土與碎石的混合物，厚度超過2 m，下部回填碎石與漿砌片石厚度也超過1 m。

一級平臺有10條橫縫，3條延伸較長的縱縫，并且坍塌體南側(cè)縱縫伴隨著混凝土板的拱起。二級平臺32條裂縫，大部分為橫縫。平臺開裂一方面使得排水溝的水順著裂縫流入坡體，另外一方面裂縫可能延伸至護面墻上，引起護面墻的開裂。三級平臺尺寸較大，出現(xiàn)大量不規(guī)則的裂縫。四級以上坡面和平臺有少量裂縫發(fā)育（見圖1，圖2）。

（2）二次塌方情況，第二次滑塌主要發(fā)生在原有滑塌區(qū)的正上方和北側(cè)（如圖3），一級邊坡滑塌后，上部坡體失去支撐，近期的降雨使土體飽和，加大了巖土體的重度，削弱了坡體的抗剪強度，最終使其滑落下來。滑塌區(qū)南側(cè)一級坡面發(fā)生較大鼓包和開裂，如圖3所示。對滑塌區(qū)坡面進行了清理，見表層基巖風化嚴重，節(jié)理裂隙大量發(fā)育。

2.2 塌方原因分析

（1）內(nèi)因，原有下部邊坡年久失修，穩(wěn)定性較差，坡面原始基巖風化程度較大，在設計或施工時，為了維持坡率和形成2 m寬的馬道，在一級坡頂平臺下方回填了厚度超過1.5 m的土與碎石混合物，漿砌石的重力施加在回填碎石土的表面，邊坡表層很難維持穩(wěn)定。

（2）外因，一級坡頂?shù)呐潘疁显O置不合理，導致溝內(nèi)的水不能順利排出，檢修通道未兼做急流槽的作用。

由于未按時清理排水溝，導致排水溝發(fā)生淤積，并生長大量植被，導致排水不暢；另一方面平臺上的橫向裂縫延伸至排水溝側(cè)壁，如此雨水能通過裂縫進入坡體內(nèi)部。坡面經(jīng)歷多年的劣化過程，再加上近期連續(xù)的強降雨，導致滑塌產(chǎn)生。

3 安全穩(wěn)定性計算

3.1 計算方法

根據(jù)竣工資料及滑塌出露巖土情況可知：該邊坡巖層主要為砂巖、凝灰質(zhì)粉砂巖、夾黑灰色頁巖，局部存在軟弱巖層，對邊坡穩(wěn)定不利。

Rocscience-Slide軟件是一款基于極限平衡分析方法的兩維的土質(zhì)或巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的分析程序，滑裂面可以是圓弧的和非圓弧的形式。可以簡單快速的分析復雜的模型，可以模擬多種外部荷載、地下水和支護形式。該文采用Rocscience-Slide 軟件中的Bishop法、Morgen-Price法對邊坡安全系數(shù)進行計算。

3.2 計算參數(shù)的選取

根據(jù)勘察資料、施工資料反映坡面以內(nèi)5 m為軟弱破碎層，破碎層內(nèi)主要成分為碎石土和風化嚴重的山體表層巖土。軟弱破碎層在飽水狀態(tài)下的力學參數(shù)為：粘聚力c=8 kPa，內(nèi)摩擦角φ=28°；基巖粘聚力c=50 kPa，內(nèi)摩擦角φ=30°。

3.3 計算結(jié)果

利用Bishop法和Morgen-Price法對不滑動面的穩(wěn)定系數(shù)進行計算，確定了邊坡最不利滑動面，最不利滑動面的邊坡穩(wěn)定系數(shù)為0.842（Bishop法）、0.840（Morgen-Price法）。參照《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013）和《公路路基設計規(guī)范》（JTGD30-2015）中的相關要求可知，邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

4 處治方案

根據(jù)邊坡穩(wěn)定性評價結(jié)果以及邊坡滑塌和邊坡出現(xiàn)病害的情況，遵照“安全、可靠、長效，減少后期維護”的原則，采用了表1所列的處治方法。

5 結(jié)語

運營高速公路邊坡由于受到施工質(zhì)量、降雨強度、邊坡巖體性質(zhì)以及維護等各種因素的影響，可能會發(fā)生塌方。在邊坡發(fā)生塌方后，應立即采取防護措施，以免危及道路的正常運營及安全。因此，應對邊坡塌方原因仔細分析，在此基礎上分析邊坡的穩(wěn)定性，才能制定出合適的處治措施。

參考文獻

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