某高速公路巖土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性及防治對(duì)策

謝曉松

（四川雅眉樂高速公路有限責(zé)任公司 四川成都 610000）

引言

隨著我國高速公路的發(fā)展，向山區(qū)開設(shè)成了必然趨勢(shì)，作為聯(lián)系紐帶，作為國家投資的大型建設(shè)工程，高速公路的安全性和牢固性一直是高速公路建設(shè)過程中的重要方向和目標(biāo)。根據(jù)以往的公路建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，高陡的巖土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性成了各施工團(tuán)隊(duì)的重要防治對(duì)象，不注意就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，不僅會(huì)增加建設(shè)的總投資，延誤工期，還可能會(huì)造成人員傷亡。因此對(duì)公路建設(shè)過程中的巖土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性的提前防治成了保證公路安全的必然手段。

1 公路建設(shè)

四川雅眉樂高速公路，作為推進(jìn)西部大開發(fā)戰(zhàn)略實(shí)施的一部分，對(duì)于完善國家的公路網(wǎng)和促進(jìn)沿江地帶經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展都具有重要意義。由于整個(gè)項(xiàng)目所處的地形較為復(fù)雜，既有階地、河流、溝谷，也有高山，因此施工難度也隨之增大。在進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)后，對(duì)整體的路徑和建設(shè)都有了一定的了解，基本確定了一下幾種路況：

（1）巖石順層：在某些路面，巖層傾角約為15～18°，路線的走向基本與巖層相同，是粉砂質(zhì)泥巖夾泥巖互層，在進(jìn)行開挖時(shí)，就會(huì)使得該地段巖層順層一側(cè)易發(fā)生順層滑動(dòng)現(xiàn)象。

（2）軟質(zhì)巖層：該種地段的地形相對(duì)高差大，路面基本都以涵洞的形式建設(shè)，建設(shè)過程中發(fā)生問題的幾率很小，但其山斷層和巖層中可溶性的石膏和炸藥可能會(huì)對(duì)路面產(chǎn)生影響。

（3）低山丘陵軟質(zhì)層：該種地段主要是對(duì)山體進(jìn)行開挖，并且對(duì)山谷進(jìn)行填充，由于地域巖質(zhì)層的限制，整體工程中，路面出現(xiàn)變形和滑動(dòng)的幾率較大。

針對(duì)以上幾種路況的分析，再結(jié)合以往的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在對(duì)部分巖土質(zhì)挖掘的建設(shè)中，很可能會(huì)出現(xiàn)高陡邊坡，使得山體的邊坡重力分布不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致路面的變形、滑動(dòng)甚至塌陷等后果，尤其是順層易滑地帶，雨季時(shí)的影響更是惡劣。對(duì)巖土質(zhì)邊坡的挖掘方案的制定就有了很大的意義。

2 巖土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的影響因素及其分析

2.1 影響因素

在建設(shè)高速公路之前，都要對(duì)沿途的地質(zhì)進(jìn)行勘探，既是為了施工做準(zhǔn)備，也是為了了解各地質(zhì)的特點(diǎn)，進(jìn)而制定合理的施工計(jì)劃。巖石邊坡的穩(wěn)定性一般都是受到各方面的影響，如巖性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特征等等。巖石邊坡的穩(wěn)定性較難控制的原因在于：泥質(zhì)粉砂巖相比較其他巖石層而言其透水性較弱，且親水性較強(qiáng)，因此其巖質(zhì)層遇水就會(huì)軟化，抗風(fēng)的能力就會(huì)下降，甚至?xí)a(chǎn)生崩解的現(xiàn)象。因此從作為高速公路的邊坡的角度來說，在路面工作的時(shí)候，可能會(huì)產(chǎn)生變形、被破壞等不良后果，即不能夠很好的適用于路面的基礎(chǔ)工作效用，嚴(yán)重的還可能會(huì)在路面施工時(shí)產(chǎn)生山體變形、滑坡等嚴(yán)重后果。以下是影響巖土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的幾種主要因素：

（1）巖土的性質(zhì)：由于各個(gè)地段的巖土的組成成分和巖石結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度都有所不同，這就使得形成的邊坡的穩(wěn)定性也有所差異。由堅(jiān)硬的、抗風(fēng)化性能好的、強(qiáng)度大的、礦質(zhì)元素穩(wěn)定的巖土構(gòu)成的邊坡的穩(wěn)定性都較好，而反之就會(huì)形成不穩(wěn)定的土質(zhì)邊坡。

（2）地質(zhì)的含水量：由于地質(zhì)和氣候環(huán)境的影響，包括地下水的動(dòng)態(tài)變化、埋藏情況等都會(huì)造成不同的巖質(zhì)層的構(gòu)造出現(xiàn)差異。當(dāng)水分增多時(shí)，就會(huì)使得土層的質(zhì)量變大，且會(huì)使得巖土層的地質(zhì)變軟，產(chǎn)生滑動(dòng)和變形的幾率會(huì)大大增加。當(dāng)?shù)叵滤鲃?dòng)的動(dòng)態(tài)變化較大時(shí)，就會(huì)對(duì)巖石層產(chǎn)生較大的沖擊力，水位的升高和降低都會(huì)對(duì)土質(zhì)層的堅(jiān)硬程度產(chǎn)生影響。在不同的氣候條件下，地質(zhì)所呈現(xiàn)出的狀態(tài)也不盡相同，如當(dāng)在強(qiáng)降雨和長期積水情況下，土層的含水量增加，地下水的增多會(huì)降低巖體的力學(xué)強(qiáng)度，干旱時(shí)期土層的含水量則大大降低，這些都對(duì)邊坡的穩(wěn)定性有不利影響，更容易產(chǎn)生邊坡滑動(dòng)現(xiàn)象。

（3）強(qiáng)烈地質(zhì)振動(dòng)的影響：如當(dāng)?shù)卣饡r(shí)，由于強(qiáng)大的地殼波動(dòng)，會(huì)使得巖土質(zhì)邊坡的下滑幾率增大，使得路面排水系統(tǒng)的作用降低；此外，有時(shí)由于建設(shè)需要進(jìn)行的人工開挖，會(huì)用到很多力量較大的爆破裝置，如炸藥之類物質(zhì)的使用，這些都會(huì)對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響邊坡的穩(wěn)定性。

（4）巖體的結(jié)構(gòu)：在對(duì)巖土層進(jìn)行勘探時(shí)，巖體的結(jié)構(gòu)是很重要的一項(xiàng)探究，巖體的結(jié)構(gòu)會(huì)直接影響路面的建設(shè)難度和建設(shè)進(jìn)程。有時(shí)預(yù)定的路線會(huì)由于巖體結(jié)構(gòu)的過于軟弱或者破碎帶分布面較廣等問題而發(fā)生變化，這些因素對(duì)邊坡的形態(tài)、坡向、坡角都有很大程度的影響。

（5）所處的地理環(huán)境：由于高速公路的鋪設(shè)要經(jīng)過的地段很多，包括各種復(fù)雜的地形，各種地形所處的地理環(huán)境都會(huì)有很大的差別。不同風(fēng)化作用對(duì)地段巖層的侵蝕不同，不同的氣候引起的風(fēng)化程度也會(huì)不同，其中巖石的物理、化學(xué)性質(zhì)都會(huì)產(chǎn)生很大的變化，從而導(dǎo)致邊坡的高度和坡度都會(huì)不同，進(jìn)而影響邊坡的穩(wěn)定程度。

2.2 邊坡穩(wěn)定性分析方法

作為國家一級(jí)公路建設(shè)工程，在對(duì)四川雅眉樂公路建設(shè)進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析時(shí)，避免了很多由于之前建設(shè)案例的對(duì)地質(zhì)力學(xué)的粗淺的探究和各種不合理的假設(shè)，采用了多種分析方法，如定性分析法，其中又包括自然分析法和數(shù)據(jù)圖解法；定量分析法，其中包括確定性和不確定性分析法。

（1）定性分析法：在進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)時(shí)，對(duì)影響邊坡穩(wěn)定性主要因素都一一考慮，對(duì)現(xiàn)有的錯(cuò)誤建設(shè)案例進(jìn)行分析，對(duì)各種地段可能產(chǎn)生的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行判斷，對(duì)邊坡發(fā)育的地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)歷史的各種變形進(jìn)行整體的了解，對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生問題的邊坡，利用現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)，結(jié)合數(shù)據(jù)圖解盡量找到相應(yīng)的解決措施。

（2）定量分析法：在此種分析法中，要對(duì)影響邊坡穩(wěn)定性的各種因素都要進(jìn)行定量的分析，將各種地質(zhì)通過劃分為小個(gè)體來分析，使得各種不確定性因素和確定性因素都得到肯定的施工建議。

3 提高邊坡穩(wěn)定性的方法

在對(duì)各種地質(zhì)進(jìn)行充分勘探分析后，要在遵循安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理的原則對(duì)不同的邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行提高。主要有以下幾種加固方法：

（1）設(shè)置截水溝，減少坡頂?shù)闹亓浚涸诓挥绊懝穬蛇吔ㄖ锏那闆r下，使邊坡的地面標(biāo)高降低，使其比原地面低1～2m，且在坡體后方設(shè)置截水溝，增大地表水的流動(dòng)，以減少在遭遇降水或雨季時(shí)巖土的含水量，從而起到加固邊坡穩(wěn)定性的作用。

（2）結(jié)合減輕側(cè)向土壓力：在對(duì)邊坡的坡率進(jìn)行測(cè)量時(shí)，要確定一個(gè)確保邊坡穩(wěn)定的具體數(shù)值，在與這數(shù)值出入較大的情況下，對(duì)坡率進(jìn)行調(diào)整。如減輕錨固結(jié)構(gòu)的側(cè)向土壓力，但此種方法的不足之處在于會(huì)使得坡面的安全系數(shù)下降，這就要結(jié)合錨桿、鋼筋混凝土等對(duì)路面進(jìn)行土層加固防護(hù)，必要時(shí)結(jié)合各種路面成網(wǎng)技術(shù)。在加固過程中，還要主要控制邊坡的占地和對(duì)山體的開挖量，確定不對(duì)巖體造成危害。

（3）及時(shí)清除和攔截雜物：在進(jìn)行公路建設(shè)時(shí)，由于天氣等因素的影響，各種雜物都可能會(huì)出現(xiàn)在路面周圍，當(dāng)撞擊到穩(wěn)定邊坡的支護(hù)裝置后，會(huì)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性和路面的安全性產(chǎn)生不利影響。

（4）注意封填各種路面或巖體的孔洞：在對(duì)路段進(jìn)行探測(cè)時(shí)，其中很重要的一點(diǎn)就是對(duì)孔洞的發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)后，要及時(shí)采用相關(guān)措施進(jìn)行填補(bǔ)，以防地表水和地下水的累積軟化土質(zhì)層結(jié)構(gòu)，具體的封填技術(shù)有磚砌、混凝土灌漿等方法。

（5）加強(qiáng)環(huán)境綠化：植被對(duì)于水土的保護(hù)會(huì)在一定程度上減弱巖土質(zhì)層的流動(dòng)性，合理的種植各種植被更是會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性，按照合理的比例種植木纖維，使得草木變成“保土劑”。

4 結(jié)束語

高速公路建設(shè)過程中，邊坡的穩(wěn)定性對(duì)路面的整體效用的影響很大，為防止產(chǎn)生過大的生命和經(jīng)濟(jì)損失，建筑公路時(shí)都會(huì)引起建筑公司的高度關(guān)注。由四川雅眉樂高速公路的案例就能看出，在公路建設(shè)過程中邊坡的穩(wěn)定性涉及到很多的方面，與巖土的結(jié)構(gòu)性質(zhì)、邊坡的傾斜度、地質(zhì)構(gòu)造、巖土層水分含量的多少等因素都有聯(lián)系。但無論哪種因素，歸根到底都是由于地質(zhì)層的軟弱和破碎度過大造成的，這些都需要結(jié)合高新科技的分析和相關(guān)措施去處理，唯有如此，才能將公路的價(jià)值發(fā)揮到最大。