某高切坡穩(wěn)定性分析及治理

賈瑞晨

（湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院鐵道建筑系，湖南 衡陽(yáng) 421001）

某高切坡穩(wěn)定性分析及治理

賈瑞晨

（湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院鐵道建筑系，湖南 衡陽(yáng) 421001）

對(duì)某高切坡工程地質(zhì)和水文地質(zhì)行分析，采用極限平衡法及工程地質(zhì)類比法等分析方法對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行了計(jì)算分析和預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)，并提出了工程治理方案。

高切坡；穩(wěn)定性；治理

1 工程概況

本高切坡為巖土邊坡，場(chǎng)區(qū)出露地層為第四系全新統(tǒng)（Q4）和侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組（J2s）。邊坡巖體類型為Ⅰ2類。坡長(zhǎng)207m，坡面面積約5206m2，坡度角59°～70°，坡高21.30～29.10m，邊坡走向7°～48°，傾向97°～138°，邊坡體巖性以砂巖為主，坡高相對(duì)較高，巖體較完整，裂隙較發(fā)育，坡體總體穩(wěn)定，存在小規(guī)模的崩塌和掉塊。

高切坡坡腳有庫(kù)區(qū)移民新村，上述隱患如不防護(hù)治理，將會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定塊體的崩塌和掉塊，對(duì)居民的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。

針對(duì)高切坡工程地質(zhì)條件，采取相應(yīng)的邊坡治理方案，其主要措施有：坡面清理、錨桿格構(gòu)、噴板支護(hù)、和地表排水。

高切坡區(qū)多年平均降雨量1162.7mm，一年中降雨量6月份最大，2月份最小，豐水期多集中在5～9月間。場(chǎng)地內(nèi)無(wú)地表水系，場(chǎng)地地勢(shì)較陡，高差較大，大氣降雨時(shí)，雨水降落地表后可迅速匯成地表徑流排出場(chǎng)地，場(chǎng)地排泄條件好。

2 巖石力學(xué)參數(shù)

砂巖巖體中結(jié)構(gòu)面設(shè)計(jì)參數(shù)建議值C=75kPa，φ=20°；粉砂巖巖體中結(jié)構(gòu)面設(shè)計(jì)參數(shù)建議值C=70kPa，φ=18°；粉砂質(zhì)泥巖巖體中結(jié)構(gòu)面設(shè)計(jì)參數(shù)建議值C=70kPa，φ=16°；砂巖與粉砂巖層面設(shè)計(jì)參數(shù)建議值C=70kPa，φ=18°；粉砂巖與粉砂質(zhì)泥巖層面設(shè)計(jì)參數(shù)建議值C=70kPa，φ=18°。

3 邊坡穩(wěn)定性分析

高切坡為巖質(zhì)邊坡，屬于切向坡，邊坡巖體類別為Ⅰ2類，邊坡巖體穩(wěn)定性較好，采用結(jié)構(gòu)面赤平投影對(duì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析。

該危巖體坡度角59～70°，高為23.10～29.10m，危巖體走向34～48°，傾向124～138°，坡體巖性以砂巖為主，坡體巖層產(chǎn)狀為35∠10°，該區(qū)域主要發(fā)育有三組裂隙：Ⅰ組200～215°∠72～80°；Ⅱ組125～140°∠70～75°，屬拉張卸荷裂隙；Ⅲ組80～90°∠70～75°，坡巖體結(jié)構(gòu)屬塊狀結(jié)構(gòu)。

由極射赤平投影圖可知：巖層面傾向與坡向交角近余90°，呈大角度相交，為切向坡；Ⅰ組裂隙的傾向與坡向交角78°，呈大角度相交，對(duì)危巖體穩(wěn)定影響較小；Ⅱ組裂隙為拉張裂隙，其傾向與坡向基本一致；Ⅲ組裂隙與坡向交角40°，為順向坡。估算出崩塌體的一般體積為：69.50m3，最大崩塌體的體積為：377.80m3；崩塌的范圍為距離邊坡邊緣10.80m范圍的巖體，落距大于40.00m即簡(jiǎn)易公路的外側(cè)。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，移民新村距離該邊坡坡角為20.00～30.00m，距危巖體較近，危巖崩塌后對(duì)移民新村的村民人身安全和財(cái)產(chǎn)安全，造成危脅，因此必須對(duì)其進(jìn)行治理。

4 邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

場(chǎng)地的邊坡坡高21.30～29.10m，邊坡體巖性以砂巖為主，坡角斜坡地段巖層以粉砂質(zhì)泥巖為主。根據(jù)計(jì)算及分析結(jié)果：目前邊坡整體穩(wěn)定，但受結(jié)構(gòu)面切割影響，存在不穩(wěn)定塊體崩塌和掉塊。

若不對(duì)坡面進(jìn)行適當(dāng)防護(hù)，因坡頂各巖體的抗風(fēng)化能力存在差異，由于在長(zhǎng)期的物理風(fēng)化作用下，砂巖和粉砂質(zhì)泥巖存在差異風(fēng)化，位于坡角處的粉砂質(zhì)泥巖風(fēng)化的速度比邊坡體上的砂巖快，在日曬雨淋的重復(fù)交替作用下，風(fēng)化差異加劇，風(fēng)化裂隙發(fā)育不均，且切坡較陡，易形成凹巖腔，發(fā)生崩塌現(xiàn)象

5 治理工程設(shè)計(jì)

5.1 治理方案總布置

坡面適當(dāng)清理，清除表層的不穩(wěn)定塊體，對(duì)不便清除的不穩(wěn)定塊體可采取錨固措施進(jìn)行處理；清理后的基巖坡面采取掛網(wǎng)噴砼支護(hù)；在高切坡后緣及坡腳設(shè)置地表排水系統(tǒng)對(duì)高切坡區(qū)的水流進(jìn)行控制和疏排，對(duì)坡角處的粉砂質(zhì)泥巖進(jìn)行封閉處理。

5.2 方案設(shè)計(jì)

（1） 坡面清理。對(duì)坡面倒懸、松散體等潛在危險(xiǎn)部分、坡體巖體較破碎的部位予以清理挖除，清理時(shí)應(yīng)兼顧邊坡穩(wěn)定。對(duì)不便清除的不穩(wěn)定塊體可采取隨機(jī)錨桿支護(hù)。

（2） 噴錨支護(hù)。在清除表面不穩(wěn)定巖體后，對(duì)上部強(qiáng)風(fēng)化泥巖結(jié)合錨桿格構(gòu)采用混凝土噴板支護(hù)。噴射混凝土標(biāo)號(hào)C20，板厚120mm，板配筋ф8@200單層雙向。

坡腳掛網(wǎng)錨噴：掛網(wǎng)錨桿長(zhǎng)4.0m，錨桿直徑為25mm，鉆孔直徑為90mm，鉆孔方向垂直于坡面，孔排距均為3×3m。噴射混凝土標(biāo)號(hào)C20，板厚120mm，板配筋ф8@200單層雙向。

坡面設(shè)計(jì)排水孔，排水孔深3.0m，孔排距均為3×3m，孔直徑為56mm，鉆孔方向上仰10°，傾向坡外。孔內(nèi)設(shè)保護(hù)，采用復(fù)合塑料濾水管外裹150克無(wú)紡?fù)凉げ肌?/p>

（3） 錨固支護(hù)。錨桿格構(gòu)：錨桿采用一根ф25mm螺紋鋼孔徑90 mm，二根ф25mm螺紋鋼孔徑110 mm，3Mx3m布置，錨桿長(zhǎng)度為進(jìn)入中風(fēng)化巖層3m；格構(gòu)梁柱采用250mmX300mm尺寸，豎向橫向中線間距均為3m。

（4） 地表截排水系統(tǒng)。地表排水系統(tǒng)主要有橫向排水溝及豎向排水溝。

橫向排水溝：在坡頂延長(zhǎng)線方向布置，排水溝為矩形斷面，斷面尺寸（寬×高）為300mm×300mcm，溝底板、側(cè)壁厚120mm，采用C20混凝土砌筑。截水溝沿坡外側(cè)下延與坡底消力池及坡腳排水溝連接并匯入公路排水溝涵。

坡腳排水溝：位于高切坡底部，公路內(nèi)側(cè)，承接坡面雨水、排水孔滲水及路面匯水。排水溝采用矩形斷面同上，排水溝應(yīng)保證溝底平順，縱坡與公路縱坡一致。

豎向排水溝：排水溝為矩形斷面，斷面尺寸（寬×高）為300mm×400mm，溝底板、側(cè)壁厚120mm，C20混凝土，ф8@200單層雙向。

通過(guò)治理，減少地表水的入滲，排出坡內(nèi)地下水，清除邊坡表層有局部不穩(wěn)定塊體，表面噴砼加錨桿格構(gòu)進(jìn)行支護(hù)。

［1］殷躍平.三峽庫(kù)區(qū)邊坡結(jié)構(gòu)及失穩(wěn)模式研究［J］.工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2005（02）.

［2］李達(dá)，陳滿華.三峽庫(kù)區(qū)涪陵段高切坡工程條石擋墻問(wèn)題分析［J］.路基工程，2009（03）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.057

賈瑞晨（1981-），男，碩士，講師，主要研究方向∶地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工、職業(yè)教育。