淺析破碎巖石邊坡防護

摘要：破碎巖石邊坡防護是山區公路建設所面對的主要問題之一，其坡體較差的穩定性給公路交通安全帶來重大威脅。對破碎巖石邊坡做出簡要的工程評價和分析，介紹現行主要的支護形式。結合現存的破碎巖石邊坡防護的主要問題，提出相關建議和改進措施。

關鍵詞：破碎巖石邊坡；支護形式

1 緒論

破碎巖石邊坡，是由風化較為嚴重的破碎巖石組成的公路邊坡，最直觀的特點便是破碎、顆粒、松散狀。在我國大興土木的初期，這種類型的邊坡較為少見，多為穩定性較好的一般邊坡。而隨著近年來，我國公路建設的步伐逐漸邁進工程地質較差的西南山區時，這類邊坡便出現在設計和施工人員面前。破碎巖石邊坡由于其巖塊尺寸小、咬合程度差，結構面較發育，多、短、小且分布不規則，平整度較差，一般呈碎裂結構和散體結構等特點。而正是以上特點使其坡體穩定性極差，特別在持續降雨等惡劣天氣下，極易發生工程事故，破壞威脅大。綜上，對破碎巖石邊坡的支護和加固是一個亟待解決的重要工程問題。

2 要點提要

（1）對于破碎巖石結構，其力學作用主要控制因素。結構體數量、塊度及產狀。

（2）工程地質評價。巖體完整性較差，強度受斷層及軟弱結構面控制，并易受地下水影響，穩定性差，邊坡易坍塌和形成小型楔形滑坡。

（3）滑動破壞機理。采用極限平衡理論，邊坡滑動破壞的根本原因是邊坡體內部某個面上的剪應力達到抗剪強度，使穩定平衡遭到破壞。

（4）破壞類型。研究結果表明，破碎巖石邊坡破壞模式往往呈近圓弧形滑動破壞。

（5）主要破壞形式。根據工程經驗，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。根據破碎巖石邊坡的特點，加固措施應按照“強腰固腳、坡面封閉”的原則。

（7）錨桿和錨索作為邊坡防護中應用最為廣泛的兩種技術，其應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，是一種主動硬性支護方式。錨索由鋼絞線等素狀柔性材料組成，是種主動柔性支護方式。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生破壞。②錨桿加固深度多在數米到十余米，而錨索加固深度多為錨桿的數十倍。③錨桿提供加固力通常為數十噸，而錨索所能提供則是其數十倍。④對于風化嚴重，巖體較破碎邊坡，錨桿護坡的最大優點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 防護原理分析

目前對破碎巖質邊坡行之有效的支護方法及技術主要包括掛錨噴網、預應力錨索格（框）梁體系、噴錨網+長錨索支護、擋土墻、抗滑樁等。以下對前兩種支護技術作簡要介紹。

（1）預應力錨索格（框）梁體系。預應力錨索框格梁體系是一種主動式加固方法，通過錨索的預應力將滑動坡體與穩定基巖連接為一體，增加抗滑力同時又通過坡面上的框格梁將各個錨索有效地連成一個整體。[1]

（2）復合噴錨網技術。復合噴錨網支護技術是通過預應力錨索將內部穩定巖體拉住外部不穩定巖體，為外部不穩定巖體提供了抗剪力，使外部破碎巖體與內部巖體形成一個整體。[2]

4 總結

由于破碎巖石邊坡的不穩定性和復雜性，給現行的主要加固處治措施帶來嚴峻考驗。對于破碎巖石邊坡進行加固處治時應注意以下幾點。

1）盡可能進行保守設計，提高邊坡的安全儲備；2）緊緊圍繞“強腰固腳、坡面封閉”的加固原則，“對癥下藥”；3）水是影響邊坡穩定性的重要因素，包括雨水、地表水及地下水，良好的防排水設施對提高邊坡穩定性至關重要；4）對于高陡破碎巖體邊坡，開挖卸荷后，變形破壞易于發生在坡體中下部位置，因此邊坡的治理應加強控制坡體中部的變形。

5 存在問題及改進措施

目前，工程中關于破碎巖石邊坡的防護形式多種多樣，而對于各種支護形式并沒有對應具體完整的理論體系，且大多數的支護形式沒有做到“對癥下藥”，即沒有針對破碎巖石邊坡做出對應的支護形式。現行的大多數的支護形式均來自于一般邊坡的支護加固，對于破碎巖石邊坡這一特殊邊坡形式，需要有更為嚴格的支護形式。以下是個人根據破碎巖石邊坡的特殊性對現有支護形式的初步改進或改進思路，具體的改進方案和細節需借助相對應的工程軟件進行后續的驗證和修正，來提高其的實用性。

1）對內部加固擠壓，等同于對破碎松散的巖石塊產生較大的壓力，進而增加巖石塊之間咬合力，增大巖體的抗剪強度。2）使用輕型高強度、高預、防腐的高性能材料來作為錨桿（索）以及柔性防護網。3）在錨固端采用特殊構造，如利用某種特殊材料作為錨桿端頭，將錨桿深入孔洞后，通過高壓注漿技術，將錨桿端頭特殊材料擠壓至預設體積。這種特殊構造，使得錨固端對周圍巖體形成擠壓，增加巖體的強度。另外，特殊的楔形結構會使得錨固端錨固強度得到大幅增加。4）使用特殊轉換結構，將錨桿承受的較大的拉壓力轉換成一部分對地面的壓力。同時使用較粗的鋼筋作為錨桿，使該整體結構作用于邊坡的靠下位置處，增加該結構對整個上部邊坡的效果，起到推力作用。

參考文獻：

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

[2]白雪峰，范景倫，韋宏鵠.軟質破碎巖體高邊坡復合噴錨支護設計及施工[J].施工技術，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.

作者簡介：王博（1995），重慶交通大學，碩士。