運營高速公路軟弱巖體路塹邊坡塌方及處治措施

鄧明偉 習小華

摘 要：受連續強降雨的影響，某運營高速公路軟弱巖體路塹邊坡發生了塌方。采用邊坡分析軟件Rocscience-Slide中的Bishop法、Morgen-Price法確定了邊坡最不利滑動面及穩定系數。綜合邊坡穩定性分析結果以及邊坡巖體工程特征，采用了錨索格構梁、護腳擋土墻、增設急流槽等支護措施，經實踐證明效果良好。

關鍵詞：軟弱巖體 路塹 穩定性分析 處治措施

中圖分類號：U421 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）05（a）-0009-02

1 工程概況

某高速公路K60+700～K60+836段路塹高邊坡巖層主要為石英砂巖、凝灰質砂巖、夾灰黑色頁巖，表面覆蓋層厚，呈礫質粘土狀。該邊坡為九級坡，一、二級邊坡坡率1∶0.75，采用實體護面墻措施；三級邊坡坡率1∶1.0，采用實體護面墻措施；四、五級邊坡坡率1∶1.25，采用C型拱4 cm水泥砂鍋漿抹面措施；六級邊坡坡率1∶1.25，采用25 m預應力錨索、30 cm滿鋪措施；七、八、九級邊坡坡率1∶1.5，其支護措施分別為噴射C25砼10 cm、掛網錨噴C25砼、錨噴；于2002年12月竣工。

2 邊坡塌方及原因分析

2015年6、7月江西出現了強降雨，受強降雨的影響，2015年6月10日，K60+752～K60+779段一級邊坡發生滑塌。受連續強降雨的影響，7月2日，原滑塌區上方的二級坡發生滑塌，并且一級坡滑塌范圍擴大。

2.1 塌方概況

（1）初次塌方情況，滑塌區坡長12.45 m，寬度27 m，坍塌體上部（一級平臺下方）回填有大量土與碎石的混合物，厚度超過2 m，下部回填碎石與漿砌片石厚度也超過1 m。

一級平臺有10條橫縫，3條延伸較長的縱縫，并且坍塌體南側縱縫伴隨著混凝土板的拱起。二級平臺32條裂縫，大部分為橫縫。平臺開裂一方面使得排水溝的水順著裂縫流入坡體，另外一方面裂縫可能延伸至護面墻上，引起護面墻的開裂。三級平臺尺寸較大，出現大量不規則的裂縫。四級以上坡面和平臺有少量裂縫發育（見圖1，圖2）。

（2）二次塌方情況，第二次滑塌主要發生在原有滑塌區的正上方和北側（如圖3），一級邊坡滑塌后，上部坡體失去支撐，近期的降雨使土體飽和，加大了巖土體的重度，削弱了坡體的抗剪強度，最終使其滑落下來。滑塌區南側一級坡面發生較大鼓包和開裂，如圖3所示。對滑塌區坡面進行了清理，見表層基巖風化嚴重，節理裂隙大量發育。

2.2 塌方原因分析

（1）內因，原有下部邊坡年久失修，穩定性較差，坡面原始基巖風化程度較大，在設計或施工時，為了維持坡率和形成2 m寬的馬道，在一級坡頂平臺下方回填了厚度超過1.5 m的土與碎石混合物，漿砌石的重力施加在回填碎石土的表面，邊坡表層很難維持穩定。

（2）外因，一級坡頂的排水溝設置不合理，導致溝內的水不能順利排出，檢修通道未兼做急流槽的作用。

由于未按時清理排水溝，導致排水溝發生淤積，并生長大量植被，導致排水不暢；另一方面平臺上的橫向裂縫延伸至排水溝側壁，如此雨水能通過裂縫進入坡體內部。坡面經歷多年的劣化過程，再加上近期連續的強降雨，導致滑塌產生。

3 安全穩定性計算

3.1 計算方法

根據竣工資料及滑塌出露巖土情況可知：該邊坡巖層主要為砂巖、凝灰質粉砂巖、夾黑灰色頁巖，局部存在軟弱巖層，對邊坡穩定不利。

Rocscience-Slide軟件是一款基于極限平衡分析方法的兩維的土質或巖質邊坡穩定性的分析程序，滑裂面可以是圓弧的和非圓弧的形式?？梢院唵慰焖俚姆治鰪碗s的模型，可以模擬多種外部荷載、地下水和支護形式。該文采用Rocscience-Slide 軟件中的Bishop法、Morgen-Price法對邊坡安全系數進行計算。

3.2 計算參數的選取

根據勘察資料、施工資料反映坡面以內5 m為軟弱破碎層，破碎層內主要成分為碎石土和風化嚴重的山體表層巖土。軟弱破碎層在飽水狀態下的力學參數為：粘聚力c=8 kPa，內摩擦角φ=28°；基巖粘聚力c=50 kPa，內摩擦角φ=30°。

3.3 計算結果

利用Bishop法和Morgen-Price法對不滑動面的穩定系數進行計算，確定了邊坡最不利滑動面，最不利滑動面的邊坡穩定系數為0.842（Bishop法）、0.840（Morgen-Price法）。參照《建筑邊坡工程技術規范》（GB50330-2013）和《公路路基設計規范》（JTGD30-2015）中的相關要求可知，邊坡處于不穩定狀態。

4 處治方案

根據邊坡穩定性評價結果以及邊坡滑塌和邊坡出現病害的情況，遵照“安全、可靠、長效，減少后期維護”的原則，采用了表1所列的處治方法。

5 結語

運營高速公路邊坡由于受到施工質量、降雨強度、邊坡巖體性質以及維護等各種因素的影響，可能會發生塌方。在邊坡發生塌方后，應立即采取防護措施，以免危及道路的正常運營及安全。因此，應對邊坡塌方原因仔細分析，在此基礎上分析邊坡的穩定性，才能制定出合適的處治措施。

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