噴漿護面對巖質邊坡穩定性不利影響一例

摘 要:甬臺溫高速公路K279+200處邊坡采用噴漿護面對邊坡進行防護，在多日降雨的影響下，該處邊坡發生了小規模崩塌。本文簡要介紹了崩塌發生的工程地質條件，并對崩塌體裂隙水壓力分析，認為巖質邊坡采用噴漿護面對邊坡進行防護不利于邊坡穩定。

關鍵詞:噴漿護面巖質邊坡裂隙水壓力穩定性

中圖分類號:U416文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)08(a)-0116-01

1 引言

噴漿護面是公路邊坡較常見的一種坡面防護措施，適用于巖性較差、強度較底、易風化或堅硬巖層風化破碎、節理發育、其表層風化剝落的巖質邊坡。噴漿可使邊坡表面免受雨水沖刷，防止和延緩巖土表面的風化、破碎、剝蝕，但其缺點是阻止了地下水排泄及對自然景觀環境破壞。前人早已提出噴漿等硬性不透水護面層對邊坡穩定性有影響，且規范中明確提出了噴漿護面需要設置排水孔等坡面排水措施。但由于噴漿護面曾經大量使用，部分未按規范設置排水孔，導致了邊坡崩塌時有發生。本文根據甬臺溫高速公路K279+200處邊坡崩塌實例裂隙水壓力分析結果，對噴漿護面對邊坡穩定性影響進行了初步探討，認為噴漿護面阻止地下水排泄、較嚴重地影響了邊坡的穩定性。

2 崩塌概況

本文實例為甬臺溫高速公路K279+200處崩塌，該處高速公路邊坡高約33m，總體坡度約60°，分為上下兩級，下級采用漿砌塊石擋土墻護坡，上級采用噴射水泥砂漿護面(噴漿護面)。噴漿護面層厚約2cm，噴漿護面的邊坡未設置坡體排水措施[1]。

在多日降雨的影響下，該處邊坡坡頂于09年3月5日發生了小規模崩塌。崩塌體長約1.0m，寬約2.5m，高約1.5m，崩塌體積約3.0m3。崩塌體巖體為強風化凝灰巖，巖體較破碎，主要的節理面產狀為:156°∠80°、4°∠70°、310°∠40°，節理張開，面平直，延伸較遠，結構面相互貫通，節理裂隙被泥質充填，其中310°∠40°為順坡向節理面，崩塌體即沿此順坡向結構面發生了滑動而崩落。

3 崩塌體裂隙水壓力分析

(1)計算模型

該崩塌點處巖體結構面、形態參數較明確，可建立滑塌式崩塌模型(圖1)對巖體裂隙水壓力計算。由于崩塌體的發生是多方面因素綜合造成的結果，為了計算的可行性，作如下假設:①由于長時間降雨及噴漿層對地下水排泄的阻止，假設地下水位位于巖體頂部，崩塌體結構面均已貫通，設崩塌巖體所承受水壓力為靜止水壓力;②由于噴漿層厚僅2cm，且砂漿的抗剪抗彎性能差，此外植被根系也對巖體有一定的撐開作用，因此假設噴漿層對巖體的加固作用同植被根系作用抵消，即計算時不考慮噴漿層及植被對巖體穩定性的影響;③崩塌發生時，沒有明顯震動情況，不考慮震動附加力作用。（如圖1）

因此可采用靜力解析法[2]對崩塌體進行計算，公式如下:

穩定系數Ks=

式中:Ks—— 滑塌穩定性系數;

—— 崩塌體單位長重量(kN);

L、H—— 結構面長度(m);

—— 結構面傾角(°);

C—— 結構面的粘聚力(kPa);

φ—— 結構面的內摩擦角(°);

V、U—— 裂隙水靜水壓力(kN)，V=/2;

噴漿護面時，裂隙水不能排出，U=(2H+Lsin)L;

自然狀態時，裂隙水能暢通地排出，U=HL/2。

(2)有噴漿護面時水壓力計算

經計算可得:Wcos=38.3kN/m，Vsin+U=57.0kN/m，即Wcos

而Wcos遠小于Vsin+U，水壓力已將巖體浮托起來，此結果和實際不相符，裂隙水壓力估計過大。據《危巖防治原理》，“危巖體主控結構面裂隙水壓力觀測量與理論計算值之間存在較大誤差，測試值普遍小于理論值[3]”，《危巖防治原理》通過試驗，提出了采用裂隙水壓力折減系數對其進行修正。根據裂隙張開度，折減系數可取0.65，將折減系數代入計算得:Wcos=38.3kN/m>0.65(Vsin+U)=37.0kN/m，裂隙水壓力幾乎將巖體托起。

(3)自然狀態下水壓力計算

經計算，自然狀態下Vsin+U=17.0kN/m。如果考慮到裂隙水壓力折減，0.65(Vsin+U)=11.1kN/m。

(4)對比分析

自然狀態下裂隙水產生的浮托力僅11.1kN/m，而在噴漿護面情況下裂隙水產生的浮托力達37.0kN/m，后者是前者的三倍。噴漿護面情況下，巖體自重幾乎不產生抗滑力。

由此可見地下水對該崩塌體影響非常大。而地下水壓力主要是由于噴漿護面層阻止了地下水的正常排泄，從而導致水壓力增大。因此，該處巖質邊坡噴漿護面對邊坡巖體的穩定性有不利影響。

4 結論與討論

1)崩塌點處邊坡由強風化凝灰巖組成，巖體發育順坡向節理面，巖體呈狀塊，已采用噴射混凝土對該邊坡表部進行防護。2)由于長時間降雨，地下水補給較強烈，而邊坡表面已噴射混凝土層，阻止了地下水的正常排泄，地下水充滿巖體裂隙、水壓力增大，導致巖體沿順坡向結構面發生滑塌式崩塌。3)噴漿護面對增強巖質邊坡穩定性防護作用微弱，反而阻止了地下水的正常排泄，增大了巖體裂隙水壓力，不利于巖質邊坡的穩定。

參考文獻

[1]秦海燕，冷從德.同三線甬臺溫高速公路溫州大橋段K279+012～K279+420邊坡崩塌應急治理設計.浙江省第十一質大隊，2009，4.

[2]滑坡防治工程勘查規范(DZ/T 0218—2006).中國標準出版社，2006，11.

[3]陳洪凱.危巖防治原理.地震出版社，2006，01.