某高速公路邊坡危巖調查和穩定性評估

何成君

(四川省通川巖土工程技術開發有限責任公司，四川 成都 610041)

四川某高速公路建成通車已多年，其中一路段為花崗巖路塹邊坡，為花崗石開采場，坡體裂隙發育，多危巖，建設期主要采用被動網與攔石墻進行治理。

1 地質條件

該區內山脈水系多順構造跡線展布，為剝蝕、侵蝕構造中高山，坡高陡，溝谷深切，沖溝發育，無不良地質現象，區域地震基本烈度為7 度，區域斷裂5 條，延伸3-5Km。

該段邊坡為花崗巖人工切坡，坡高，多有陡崖、陡壁，坡度一般65～85°，崖腳至崖頂高度一般40～160m，最高達200m 以上，測區危巖分布范圍廣，危巖帶總數達30 處，危巖影響的路段長約1.1km。受爆破影響，裂隙發育，巖體松動變形，受地形地貌條件影響，易于形成崩塌，高陡邊坡加劇裂隙發展。

巖體為晉寧期花崗巖（γ2），為暗紫紅色，主要礦物為石英、斜長石及鉀長石，中～粗粒等粒結構，塊狀構造，為硬質巖。存在厚3～5m 的爆破松動帶和裂隙發育帶。

花崗巖（γ2） 呈巖株狀產出，節理裂隙發育，巖體被切割成塊狀、碎塊狀結構。進行節理裂隙分組后，作出節理走向玫瑰花圖。區內主要節理裂隙共有5 組，其中J1、J2 及J3組尤為發育，系危巖段邊坡的主控結構面，亦為區內危巖體的主要切割面。

節理裂隙主要具有以下特征：

1） 自然斜坡，特別是陡崖處的風化卸荷帶內，在長期重力作用下，陡傾節理裂隙均有不同程度的翻轉彎曲，甚至反傾。

2） 花崗巖開采區內，在爆破影響下節理裂隙進一步延伸、張開并產生大量不規則裂隙，類比于花崗巖開采區外同組節理裂隙，開采區邊坡爆破松動帶節理裂隙開度一般增大數倍至數十倍不等，裂隙貫通性顯著增強，一般張開寬度5～20mm，局部50mm 以上，無填充。

巖體受結構面切割形成多種結構，主要有楔形結構體、板狀結構體、棱形結構體、方柱體、不規則形狀等。結合巖體三維激光掃描成果，80~90%危巖單塊塊徑通常小于2.5m，地面崩落塊體以0.5~1m 塊徑為主，2~2.5m 的塊徑多出現在中低位崩塌中。高位崩塌巖塊也存在2m 塊徑。

2 危巖成因及失穩破壞模式

主要為人類開采花崗巖，爆破破壞了巖體完整性，形成大量裂隙。其次是地表水及地下水作用、風化作用、重力及地震等因素的疊加加劇發育。

根據各種模式的產生條件以及實際調查的變形跡象和外貌特征將危巖的形成機制分為三種失穩破壞模式。

1） 傾倒

處于研究區近直立的陡坡，坡度大，主要發育三組結構面，一般陡傾或近于直立，其中一組結構面反傾坡內，一組裂隙傾向坡外（荷裂隙面），巖體受該組卸荷裂隙面、另外一組結構面切割成板狀、楔形體。

2） 滑移

斜坡巖體受多組軟弱結構面切割，其中有一組或兩組結構面傾向坡外，且軟弱結構面光滑。這種模式主要發育三組結構面，一組為巖體下部有傾向臨空面的軟弱結構面，沿軟弱結構面，向坡前臨空方向滑移，并使滑移體拉裂解體。

3） 錯斷-墜落式

該種模式通常未見有傾向坡外的結構面，主要是受自重引起的剪切力和拉張力的作用，剪應力高度集中的部位，上部有突出的懸崖巖體，巖體下部懸空，在重力長期作用下，當危巖體重心偏移至傾覆點之外后，在暴雨、地震等外力作用下，下部巖體可能被剪斷時，發生錯斷-墜落式崩塌。

據統計，危巖破壞類型以墜落、滑移式破壞類為主，墜落類危巖總計12 個，占40%，總體積23550m3，占49%；傾倒類危巖總計2 個，占7%，總體積3700m3，占8%；滑移類危巖總計16 個，占53%，總體積20590m3，占43%。由此可見傾倒類危巖分布少，勘查區危巖主要以墜落類、滑移類危巖為主，且規模大、危害大。部分以塊狀～巨塊狀結構為主，呈懸挑狀，穩定性差。

3 危巖穩定性評價

根據危巖體(區) 范圍、規模、裂隙發育程度、危巖破壞模式及已經出現的變形跡象，采用地質分析法（類比），對危巖區進行穩定性定性評價。

1） A 片區危巖：

W1～W5 危巖屬低位危巖。

W7、W8 危巖帶面積廣，高差大，危險性高，危害性大。

2） B 片區危巖：

W9～W11 危巖屬中高位危巖，W10 危巖基本穩定，W9、W11 危巖不穩定性差，調查時偶有落石、掉塊發生，危險性高，危害性較嚴重。

W12～W15 危巖帶屬特高位危巖，危巖體面積大，單個體積大，高差大，危巖處于欠穩定～不穩定狀態，危險性高，危害性嚴重，清除難度大。

3） C 片區危巖：

W16~W20、W24 屬中低位危巖，大部分危巖穩定性較差，處于欠穩定～不穩定狀態，危巖崩塌后危險性高，危害性嚴重。

W21~W23、W25 屬高位危巖，穩定性較差，處于欠穩定～不穩定狀態，部分近期活動較頻繁，體積較大，危巖崩塌后危險性高，危害性嚴重。

W26~W29 屬高～特高位危巖，危巖帶面積較廣，距路面高差大，單個體積大，危巖穩定性差，危險性高，危害性嚴重，危巖帶局部危石具有突發性、隨機性、活動頻繁，清除難度大。

該區段危巖處治難度大，特別是B、C 片區，可采取明洞、棚洞等措施進行治理。

4 結語

在高速公路建設期，受當時技術、經濟等條件制約，對危巖認識不足，主要采取清理，被動網與攔石墻攔擋的防護措施，效果不理想。隨著社會進步，對高速公路上行車舒適性、安全性的要求提高，巖土勘察也需與時俱進，巖土調查須更精準，利于提升工程建設的整體質量。