淺析某公路邊坡滑坡成因分析及治理設(shè)計

1、淺析某公路邊坡滑坡成因分析及治理設(shè)計論文關(guān)鍵詞:公路邊坡滑坡軟弱構(gòu)造面動態(tài)設(shè)計法論文摘要:本文從地質(zhì)特征及巖土構(gòu)造等方面出發(fā)，分析了福州境內(nèi)某公路路塹邊坡失穩(wěn)的原因及開展趨勢，引入動態(tài)設(shè)計思路并提出了科學(xué)合理的治理加固措施。整治加固工后運(yùn)營證明加固措施是經(jīng)濟(jì)有效的。1前言某公路福州境內(nèi)里程KXX+290一KXX+345段右側(cè)人工路塹邊坡高度在10-30，原設(shè)計為一一四分級坡，各階邊坡設(shè)計坡率及原設(shè)計防護(hù)工程措施為:第一級1:0.5，擋墻(平臺寬6，其上設(shè)集水溝);第二級1:0.5，錨噴;第三級1:0.75，錨噴;第四級1:0.75，錨噴。各級坡面除第一階坡高較低約5.5左右，以上各階坡高大致控

2、制在8左右，局部最上一階坡高度在10一12。受特大暴雨影響，發(fā)生滑坡，滑坡災(zāi)害主要發(fā)生于四級高坡段，切過一一四坡，滑體范圍寬近60，厚約4-6，滑坍后堆積于坡面及路邊集水溝內(nèi)，坡腳擋墻那么受擠壓嚴(yán)重變形，局部垮坍，滑體相臨兩側(cè)坡面那么出現(xiàn)擠壓松動變形跡象，導(dǎo)致素噴硅面層可見1一3寬的裂縫。如不及時整治加固，滑坡隨時可能進(jìn)一步開展，將極大地威脅公路的通暢及平安。坡體及滑坡周界如圖1.2滑坡場地地質(zhì)條件2.1地形地貌研究區(qū)邊坡屬丘陵地貌，地形起伏相對較大，最高海拔138.6。自然坡度較陡，一般為160一310。坡頂較平緩，可見大量孤石，坡體多有破碎強(qiáng)風(fēng)化巖出露。公正路路以S197“走向通過，切坡開

3、挖后形成了高度在10-30的單側(cè)人工路塹邊坡。2.2巖土體邊坡場地巖土體主要以坡殘積土及砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖組成:上覆殘坡積粘性土層，土黃、灰黃色，厚約2一4，含大量碎塊，較為松散，多分布于緩坡凹處;其下為強(qiáng)風(fēng)化流紋質(zhì)凝灰?guī)r，灰白、土黃色，呈碎塊狀，節(jié)理裂隙極為發(fā)育，差異性風(fēng)化嚴(yán)重，形成節(jié)理密集破碎帶，巖體呈軟硬不均互層。尤其是KXX+290一KXX+345段，坡體風(fēng)化劇烈，差異風(fēng)化嚴(yán)重，坡體以殘坡積土層與砂土狀強(qiáng)風(fēng)化巖為主。2.3構(gòu)造特征研究區(qū)域處于新華夏系第二隆起帶東緣的長樂一南澳深大斷裂附近，其次級構(gòu)造在區(qū)域內(nèi)多表現(xiàn)為小型斷裂帶及后期侵人巖脈、壓扭性的裂隙密集帶或片理化帶等，且常有硅化、泥

4、巖化現(xiàn)象，因此巖石較破碎，且風(fēng)化極不均勻。2.4地下水邊坡地下水主要為賦存于殘坡積層(浸透系數(shù)約3.0 x10-/s)中的網(wǎng)狀孔隙裂隙水及風(fēng)化基巖裂隙水。其水位及水量隨季節(jié)降雨人滲變化較大，通常少有水滲出，遇雨季及暴雨后，坡面及坡體中滲出水量較大。邊坡失穩(wěn)前，原設(shè)計方案已考慮地下水影響，設(shè)置了如截水天溝、集(排)水溝及坡面泄水孔等排水系統(tǒng)。3滑坡成因分析3.1邊坡類型巖土體性質(zhì)及構(gòu)造是邊坡穩(wěn)定性判斷分析的地質(zhì)根底，是產(chǎn)生滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的內(nèi)因。對于風(fēng)化破碎巖石邊坡，其穩(wěn)定性主要受坡高及軟弱構(gòu)造面的控制?？辈煦@孔資料、邊坡開挖斷面及塌方坡面均提醒:邊坡以砂土狀及碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化巖為主，局部為弱風(fēng)化巖及

5、土狀全風(fēng)化，差異風(fēng)化造成軟硬互層，并夾厚約1一3的風(fēng)化高嶺土軟弱夾層，且產(chǎn)狀傾向路中，對邊坡穩(wěn)定極為不利。綜合其坡形、地層，滑坡失穩(wěn)前為具軟弱夾層的風(fēng)化破碎巖石邊坡。3.2巖體構(gòu)造面分析研究區(qū)坡體風(fēng)化巖石微裂隙較為發(fā)育，巖石破碎，差異風(fēng)化嚴(yán)重，未見明顯斷層。根據(jù)邊坡原始開挖現(xiàn)場地質(zhì)測繪，坡體主要發(fā)育四組節(jié)理裂隙:N3250L350、J2一NE840L830、J3-S2150L730,.J4一NE350L590。其中J1節(jié)理傾向路中，并夾有厚約1一3的風(fēng)化高嶺土軟弱夾層，為滑動優(yōu)勢面。其與其它節(jié)理的組合切割共同構(gòu)成了潛滑體。在暴雨作用下，水體人滲，潛滑體促滑力增大，軟弱夾層強(qiáng)度迅速降低，且水體兼

6、有光滑作用，潛滑體發(fā)生變形，最終造成了滑坡的發(fā)生，并牽引相鄰坡體的變形位移。滑坡失穩(wěn)后筆者通過空間投影分析、穩(wěn)定平安系數(shù)法等進(jìn)展反分析，亦證明了此狀況下滑坡發(fā)生的必然性?；路€(wěn)定性分析典型地質(zhì)剖面見圖2.本次滑坡大致沿高嶺土軟弱面滑動。根據(jù)現(xiàn)場勘查，坡頂上部滑床仍產(chǎn)出高嶺土軟弱構(gòu)造面(節(jié)理)，而鉆孔提醒其下及深部坡體均未發(fā)現(xiàn)類似軟弱夾層。因此，如不及時進(jìn)展防護(hù)加固，在一定條件下坡體極易發(fā)生順該軟弱面的二次滑坡。4滑坡整治及邊坡加固設(shè)計4.1加固設(shè)計目的與原那么考慮到研究區(qū)邊坡高陡，要保證高速公路的平安暢通，治理設(shè)計中須遵循以下兩點目的:(1)邊坡整體穩(wěn)定性，即不發(fā)生依附于軟弱構(gòu)造面產(chǎn)生的大面積

7、整體型滑坡;(2)坡體局部穩(wěn)定性，即不發(fā)生多組構(gòu)造面切割形成的小范圍楔形體或某級坡面的局部溜坍。在設(shè)計中，應(yīng)以上述治理目的為原那么，以平安經(jīng)濟(jì)宗旨，按“強(qiáng)腰固腳，整體與局部相結(jié)合的思路進(jìn)展。考慮到地質(zhì)的隱蔽性、變異性，應(yīng)加強(qiáng)施工地質(zhì)工作，即時反響及調(diào)整方案，以滿足加固要求，到達(dá)信息化施工，即動態(tài)設(shè)計。4.2整治加固設(shè)計4.2.1清坡刷方對于已發(fā)生滑坡溜坍段:第一階擋墻不變;KXX+290-KXX+305段，去除虛方后原位加固;KXX+305一KXX+345段，按1;1.3一1;1.4坡率去除虛方及適當(dāng)削坡后順坡加固，詳見圖3;其余坡段坡率按原設(shè)計原位加固，詳見圖4.4.2.2截、排水工程地表水

8、尤其是暴雨對坡體塌滑的觸發(fā)作用是非常大的，截、排水工程包括坡頂截水天溝、平臺集(排)水溝、涵洞、急流槽等的重砌及修復(fù)，坡頂?shù)牧芽p應(yīng)用粘土夯填后澆填水泥凈漿。4.2.3錨桿(索)地梁工程邊坡的主體加固工程為預(yù)應(yīng)力錨桿(索)框架。錨桿(索)地梁為豎直順坡方向的一根鋼筋鹼豎梁，在豎梁的節(jié)點處打人預(yù)應(yīng)力錨桿(索)，錨固段應(yīng)穿過淺部高嶺土夾層并深人到穩(wěn)定的坡體中一定深度。(1)錨桿框架單片程度長度6，單孔錨桿長度為1624，程度傾角20“一250，錨固段長8一l，錨桿的設(shè)計孔徑為p95，采用p32錨桿，設(shè)計拉力為300kN;錨桿框架網(wǎng)格間距6，框架內(nèi)采用預(yù)制六棱塊植草防護(hù)。(2)錨索框架單片程度長度8，

9、單孔錨桿長度為2028，程度傾角200一250，錨固段長10一12，錨索的設(shè)計孔徑為p130，采用5根高強(qiáng)度、低松馳的鋼絞線，設(shè)計張拉荷載為700kN，錨索框架交織間距8，框架內(nèi)采用預(yù)制六棱塊植草或植草防護(hù)。(3)錨噴防護(hù)在邊坡局部塌方段坡面清坡刷方后，采用錨噴防護(hù)，加系統(tǒng)錨桿，厚層基材上噴混植生物綠化。4.2.4坡腳擋墻邊坡局部以強(qiáng)風(fēng)化巖為主時，在坡腳設(shè)置護(hù)腳擋墻、半孔式擋墻。4.2.5其余防護(hù)工程其余坡面視坡率及地質(zhì)條件分別采用變截面護(hù)面墻、孔窗式護(hù)面墻、拱型骨架植草、三維網(wǎng)植草等措施進(jìn)展防護(hù)。4.3動態(tài)跟蹤設(shè)計由于坡體地質(zhì)條件潛在變化較大，故在邊坡修整開挖后應(yīng)加強(qiáng)施工地質(zhì)工作，并相應(yīng)地動

10、態(tài)調(diào)整其防護(hù)加固設(shè)計方案，主要有:(1)因地層差異風(fēng)化嚴(yán)重，故第一階擋墻為暫定防護(hù)，待開挖至第二階時，采用探槽法分段開挖(每20開挖一S長的槽)，超前查明地質(zhì)，如為囊狀強(qiáng)風(fēng)化巖時，考慮動態(tài)調(diào)整為(豎井)抗滑樁加固;(2)當(dāng)施工地質(zhì)條件變化較大(如原設(shè)計為弱風(fēng)化巖而開挖后有強(qiáng)風(fēng)化巖脈)，應(yīng)針對現(xiàn)場地質(zhì)適宜調(diào)整錨固防護(hù)工程，必要時變更防護(hù)方案;(3)仰斜平孔排水管，一般設(shè)計位置和數(shù)量均為原那么性布設(shè)，在詳細(xì)施工過程中，應(yīng)根據(jù)施工提醒地層及含水狀態(tài)等實際情況動態(tài)調(diào)整孔位、孔數(shù)和孔深，以排水孔正常出水率達(dá)50%以上為宜，確保平孔排水工程效果，同時尚做好坡腳墻后反濾層的設(shè)置。5結(jié)論研究區(qū)邊坡段加固施工現(xiàn)

11、已完成，動態(tài)設(shè)計與實際邊坡開挖地質(zhì)情況根本相符。局部開挖坡面由于未及時施行錨固防護(hù)工程而發(fā)生沿坡面窩片狀溜滑(已重新進(jìn)展動態(tài)設(shè)計)，證明動態(tài)設(shè)計及防護(hù)加固是必要的?，F(xiàn)場施工及工后運(yùn)營變形監(jiān)測數(shù)據(jù)都說明，該段邊坡的加固治理方案是平安、經(jīng)濟(jì)而有效的，充分保證了高速公路的平安通暢，獲得了良好的社會、經(jīng)濟(jì)效果。通過對該高速公路路塹邊坡滑坡加固治理設(shè)計，筆者有以下幾點體會:(1)邊坡由于其地層構(gòu)造、構(gòu)造特征及地下水等的隱蔽性、復(fù)雜性、特殊性及變異性，應(yīng)根據(jù)其詳細(xì)特點有針對性地進(jìn)展治理，并加強(qiáng)施工地質(zhì)工作及動態(tài)設(shè)計;(2)火山巖區(qū)域巖體通常呈巨塊狀，但其構(gòu)造、風(fēng)化等往往造成巖體中各種軟弱構(gòu)造面(帶)的發(fā)育。此類風(fēng)化破碎巖質(zhì)邊坡中的巖體構(gòu)造應(yīng)高度重視。在穩(wěn)定性分析中，應(yīng)充分利用