基于斷層破碎帶對公路邊坡工程的影響探析

唐大偉

（中鐵二十一局集團第五工程有限公司 402160）

0 引言

近些年我國經濟快速發展的同時推動了公路工程建設規模的提升，公路建設過程中常常遇到各種不良地質體，其中斷層破碎帶存在受力較為復雜、均勻性差等問題容易造成公路邊坡垮塌等較為嚴重的地質災害，嚴重情況下會造成非常大的傷亡事故，對于經濟發展以及社會生活都造成了較大影響。

1 斷層破碎帶影響及處理措施

1.1 斷層破碎帶影響

斷層破碎帶位于公路基礎范圍內時，由于強度低、變形模量小，造成公路不均勻沉陷，引起不利的應力分布，嚴重時甚至引起路基開裂。尤其是斷層地質巖性強度較低，具有較強的壓縮性，這就容易造成公路斷層破碎帶支護工作容易發生變形。斷層區域中大部分巖體都容易發生破碎，不同層的巖體在性質方面存在較大的差異性。正是由于這種差異性的存在容易引發不均勻沉降等問題，對于公路安全來說是一種很大的威脅。對于公路工程來說，在斷層破碎帶施工過程中的巖體很難確保完整性，該區域巖體的強度也要遠低于其他位置的巖體強度，具有較高的含水量，所以在具體施工過程中非常容易出現塌方等災害事故。這些事故對于公路工程建設具有非常大的影響，不但會增加整個工程的工期，增加整個工程的費用，嚴重情況下會造成人員方面的傷亡。

1.2 處理措施

（1）加固處理。加固處理的目的在于提高其承載能力和阻滑能力，防止基巖因局部應力過大產生不均勻沉陷，或因阻滑能力不足而產生滑移。對規模不大、構造巖和充填物質膠結良好，位置、走向、傾角等對路基影響較小的斷層破碎帶，可將其在建基面出露的較松軟破碎的部分予以挖除，然后回填混凝土，形成混凝土塞。

（2）防滲處理。大多數斷層破碎帶的抗滲性較差，特別是順公路走向的斷層破碎帶，在外部載荷及自然條件作用下，易形成前后連通的集中滲透通道，產生嚴重的滲漏和管涌，揚壓力也將增大。處理措施通常是在斷層帶與基巖防滲帷幕軸線的相交處，沿斷層的傾向開挖豎井、斜井或平洞，清除較軟弱破碎物質，回填混凝土，并對混凝土與斷層上下盤基巖的接觸面進行灌漿，形成混凝土防滲墻。這種措施防滲效果較好，但施工較困難。

2 斷層破碎帶對邊坡的影響

2.1 案例基本概況

某高速公路處于我國西北地區，是連接兩省會城市的重要交通樞紐。高速公路所在場區的整體地勢為西高東低，屬于侵蝕型中低山斜坡溝谷地貌，在流架埡口設置長度為4.5km的互通式立交。該高速公路的沿線涉及到多出狹窄的沖溝，并且存在很多高填深挖區域，形成了多個高邊坡。

2.2 斷層破碎帶的相關特征分析

該高速公路所在區域存在十幾公里的斷層，形成了幾公里的沖溝。斷層為北西傾向（傾角：60°～80°），屬于逆斷層。破碎帶寬度類型較多，范圍從幾米到上百米不等。從相應的地表調查可知，節理面呈現出開口狀，具有較嚴重的泥化問題，結合性相對較差。部分區段的斷層走向和路線走向平行，斷層破裂帶局部和路線局部區域重合。

2.3 公路邊坡治理情況分析

2.3.1 邊坡情況概述

在進行K54+040-K57+200區段施工過程中，受到較強降雨影響（沒有進行及時防護）公路沿線邊坡出現了嚴重的變形開裂，已經完成的路塹墻、錨桿以及框架梁等發生了不同程度的變形開裂，特別是K56+600-K56+880區段左邊坡屬于比較嚴重的區域，該處邊坡坡腳處在斷層破碎帶范圍內，需要進行相應的治理。

該邊坡施工具有較好連續性，在進行第3級開挖時已經完成了第4、5級邊坡錨索以及錨桿的注漿，同時也完成了第6級框架錨桿的施工。受到強烈降雨的影響，位于K54+653-K54+710區段的坡面以及坡口線之外20m區域出現了貫通型裂縫，最寬處為23.5cm。為了確保施工連續性，采取臨時性措施進行處理后繼續邊坡開挖。在進行第2級邊坡開挖后，局部位置發生了小范圍的溜坍，并且在K54+570-K54+600區段發生了坡面的貫通型裂縫，最寬處為3cm。為了防止邊坡變形的擴大和發展，在第2級邊坡出設施了反壓回填處理。

2.3.2 邊坡的監測以及評價

（1）以邊坡變形情況為參考依據，在邊坡上合適位置鉆3個深測孔用于變形監測，鉆孔及監測情況。

（2）從鉆孔位移監測結果可知，邊坡上部具有非常顯著的滑動情況，滑動面的深度15～20m，監測最大位移量44～52mm。而下部3號孔沒有發生顯著的滑動。另外，在邊坡的上部位置具有多層的滑動面，滑動面處在強風化以及中風化層界面左右，滑坡垂直路線方向滑動，屬于蠕滑情況。

2.3.3 邊坡的失穩處理

該邊坡屬于軟質巖邊坡，為板型巖體，坡腳處在斷層破碎帶區域。巖體節理裂隙發育，具有非常厚的強風化層。

受到強降雨以及外部載荷等影響，原有的坡體平衡受到了影響，從而造成滑坡問題（牽引式滑坡）。

2.3.4 邊坡治理方案設計

（1）邊坡穩定性分析計算。對于該邊坡相應資料以及監測數據進行分析，同時對于滑面抗剪強度參數實施計算。

利用傳遞系數法進行相應斷面滑坡剩余下滑力的計算。

（2）邊坡治理方案設計。以所得不同斷面滑坡剩余下滑力的計算結果為依據，制定出該邊坡綜合治理方案為“抗滑樁+錨索+綜合排水”的模式。方案的具體設置內容為：設置A、B、C三種不同類型的抗滑樁共43根，并且在樁上設置3根預應力錨索，不同抗滑樁的具體參數如表1所示。

2.3.5 邊坡治理效果分析

通過抗滑樁對該邊坡坡腳實施必要的處理后對于邊坡實施了對應的開挖，通過對該邊坡上3個深側孔進行觀測可知，治理后的邊坡沒有發生持續變形的情況，總的來說邊坡相對穩定，邊坡治理取得了較好的效果。

表1 不同抗滑樁的具體參數設置

3 結束語

本文主要闡述了斷層破碎帶對于公路工程的影響，同時以案例分析了公路邊坡工程的治理措施。通過本文的介紹能夠對斷層破碎帶下公路邊坡工程施工提供一定參考和幫助，對于公路建設具有非?，F實的意義。