鮑永久 倪道喜

（浙江省交通工程建設(shè)集團(tuán)二公司，浙江 杭州 310051）

高速公路為代表的高等級(jí)公路迅猛發(fā)展，很多省區(qū)的高速公路已由平原進(jìn)入山區(qū)，特別是西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，山區(qū)高等級(jí)公路建設(shè)越來(lái)越多，山區(qū)高等級(jí)公路的建設(shè)對(duì)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有十分重要的推動(dòng)作用，但同時(shí)使生態(tài)環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞，由此將引發(fā)更多的地質(zhì)災(zāi)害，特別是邊坡工程失穩(wěn)等災(zāi)害也將增多。正確地分析邊坡力學(xué)性質(zhì)，評(píng)判邊坡的穩(wěn)定性，使工程建設(shè)符合安全、合理的原則，是十分重要的。

1 公路沿線高邊坡軟巖的意義。對(duì)于軟巖，主要包括以下三個(gè)方面的特點(diǎn)：一是巖體的結(jié)構(gòu)和所處的環(huán)境，其表現(xiàn)為:軟弱、破碎、松散、低地應(yīng)力等；二是巖體的物理（化學(xué)）和力學(xué)特性，其表現(xiàn)為:低強(qiáng)度、易風(fēng)化等；三是巖體的工程特征，其表現(xiàn)為:長(zhǎng)期流變、變形量大并作用時(shí)間長(zhǎng)等。對(duì)于這類巖石的變形不僅表現(xiàn)出彈性和塑性的性質(zhì)，更重要地表現(xiàn)出流變的性質(zhì)。所謂流變性質(zhì)是指巖石的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系與時(shí)間因素有關(guān)的性質(zhì)。大型構(gòu)造包括層理，層面及變形構(gòu)造等。常見(jiàn)的顯微構(gòu)造有鱗片狀構(gòu)造、雜亂構(gòu)造、定向構(gòu)造等，其特征如下：顯微片狀構(gòu)造：由極細(xì)小的、雜亂分布的、鱗片狀粘土礦物組成。②雜亂構(gòu)造：由細(xì)長(zhǎng)纖維狀的粘土礦物互相交織在一起，在正交偏光鏡下轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)，消光是相互交替的。巖石的流變性質(zhì)包括蠕變、應(yīng)力松弛和彈性后效。根據(jù)試驗(yàn)及工程實(shí)踐表明：蠕變現(xiàn)象在一些蠕變效應(yīng)比較明顯的巖石或受高溫、高壓的巖石中更為常見(jiàn)，在這些巖石中，巖體工程的破壞往往不是因?yàn)閹r體強(qiáng)度的不夠，而是由于巖石還未達(dá)到破壞極限就因蠕變而產(chǎn)生過(guò)大的變形，導(dǎo)致巖體工程發(fā)生毀壞。軟巖在通常情況下流變性質(zhì)很明顯，因此，對(duì)這類巖石中的巖土工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮軟巖這種流變性質(zhì)的影響。長(zhǎng)期以來(lái)，軟巖問(wèn)題一直是困擾工程建設(shè)的重大難題之一，雖然廣大巖石力學(xué)工作者做出了不懈的努力，在軟巖力學(xué)理論體系以及數(shù)值模擬試驗(yàn)等方面均取得了較多的成果，并得到了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，但到目前為止，對(duì)于軟巖的巖石力學(xué)性質(zhì)研究工作較少，特別是軟巖流變性質(zhì)研究工作更少，因此，根據(jù)不同的邊坡破壞類型及工程地質(zhì)特征，提出相應(yīng)的邊坡穩(wěn)定性評(píng)判方法，對(duì)邊坡穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定性判別，為失穩(wěn)邊坡提供經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上可行的加固方案或綜合治理方案。

2 軟巖邊坡變形破壞地質(zhì)力學(xué)特征

2.1 一般特征。邊坡災(zāi)害的發(fā)生是一個(gè)連續(xù)漸變的過(guò)程。在發(fā)展為破壞之前，總要經(jīng)歷一個(gè)變形過(guò)程，這構(gòu)成了邊坡災(zāi)害發(fā)生的準(zhǔn)備階段。對(duì)于天然邊坡，這個(gè)過(guò)程往往是一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的自然歷史演變過(guò)程；對(duì)于人工邊坡，則有可能較為短暫。邊坡的變形表現(xiàn)為卸荷回彈和蠕變兩種主要方式。邊坡形成過(guò)程中，由于坡面卸載，坡體內(nèi)積存的彈性應(yīng)變能釋放，使坡面向臨空方向位移，引起卸荷回彈，在高地應(yīng)力區(qū)的巖質(zhì)邊坡中卸荷回彈作用十分強(qiáng)烈。如我國(guó)西南一些高山峽谷地區(qū)，有深達(dá)數(shù)百米、長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米的巨型蠕變體，它們往往影響水電工程和線狀工程的選址，并可能造成災(zāi)難性的后果。

2.2 蠕滑－拉裂變形破壞模式。導(dǎo)致邊坡巖體向坡前臨空面方向發(fā)生剪切蠕變，其后緣發(fā)育自坡面向深部發(fā)展的拉裂，巖體內(nèi)剪應(yīng)力超過(guò)滑面抗剪強(qiáng)度，致使不穩(wěn)定體沿圓弧剪切滑移面向下滑移。其演變過(guò)程主要經(jīng)歷：表層蠕滑，后緣拉裂及其潛在剪切面剪切擾動(dòng)等過(guò)程。

2.3 滑移－壓裂拉裂變形破壞模式。這類變形主要發(fā)育在坡度中等至陡的平緩層狀中。坡體沿平緩結(jié)構(gòu)面向坡前臨空方向產(chǎn)生緩慢的蠕變性滑移。滑移面的鎖固點(diǎn)或錯(cuò)列點(diǎn)附近，因拉應(yīng)力集中生成與遷移面近于垂直的拉張裂隙，向上展且其方向漸轉(zhuǎn)成與最大主應(yīng)力方向趨于一致并伴有局部滑移?；坪屠炎冃问怯蛇吰聝?nèi)軟弱結(jié)構(gòu)面處自下而上發(fā)展起來(lái)的。其演變過(guò)程主要經(jīng)歷：卸荷回彈階段壓致拉裂面自下而上擴(kuò)展階段及其滑移面貫通階段等過(guò)程。該類邊坡破壞形式主要以剝落和崩塌等為主，次為滑塌等。產(chǎn)生剝落的原因是由于溫度和濕度的變化，例如交替的干濕作用，冰凍時(shí)的膨脹壓力以及其他物理風(fēng)化作用等，破壞了巖石的結(jié)構(gòu)；或由于應(yīng)力的松弛作用。剝落后表層巖石一般呈碎屑狀，甚至呈散粒狀，多堆積于邊坡的表部。

2.4 滑移－拉裂變形破壞模式。斜坡巖體沿下伏軟弱面向坡前臨空方向滑移，并使滑移體拉裂解體。受已有軟弱面控制的這類變形，其進(jìn)程取決于作為滑移面的軟弱面的產(chǎn)狀與特性。當(dāng)滑移面向臨空方向傾角已足以使上覆巖體的下滑力超過(guò)該面的實(shí)際抗剪阻力時(shí)，則在成坡過(guò)程中該面一經(jīng)被揭露臨空，隨后后緣拉裂面一出現(xiàn)即迅速滑落，蠕變過(guò)程極為短暫。

2.5 滑移－彎曲變形破壞模式。邊坡的滑移控制面傾角已明顯大于該面的峰值摩擦角，上覆巖體具備沿滑移面下滑條件。但由于滑移面未臨空，使下滑受阻，造成坡腳附近順層板梁受縱向壓力，在一定條件下可使之發(fā)生彎曲變形。

2.6 彎曲－拉裂變形破壞模式。主要發(fā)育在陡立或陡傾內(nèi)層狀體組成的中極陡坡中。主要發(fā)生在邊坡前緣，陡傾的板狀巖體在自重彎矩作用下，于前緣開始向臨空方向作懸臂梁彎曲，并逐漸向坡內(nèi)發(fā)展。彎曲的板梁之間互相錯(cuò)動(dòng)并伴有拉裂，彎曲體后緣出現(xiàn)拉裂縫，形成平行于走向的反坡臺(tái)階和槽溝。板梁彎曲劇烈部位往往產(chǎn)生橫切板梁的折裂。該類邊坡破壞形式主要為傾倒、潰屈破壞等為主，次為崩塌、滑塌等。

3 公路沿線高邊坡軟巖處治方案

3.1 處治設(shè)計(jì)原則

1）滑坡治理的總體設(shè)計(jì)原則是"安全、環(huán)保、舒適、和諧"。2）為了保證安全，滑坡治理設(shè)計(jì)實(shí)行"施工過(guò)程安全設(shè)計(jì)"，因?yàn)榛轮卫碓O(shè)計(jì)不僅要實(shí)現(xiàn)滑坡的長(zhǎng)期穩(wěn)定，更要保證治理施工安全，按滑坡和支擋結(jié)構(gòu)受力的過(guò)程進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。3）設(shè)計(jì)方案在滿足安全和規(guī)范要求的前提下，考慮施工技術(shù)的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性，取穩(wěn)定性安全系數(shù)Ks=1.25進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。4）樁長(zhǎng)確定原則:自由段:嵌固段不小于1:1且樁底伸入路基以下3～5m。

3.2 主要的施工工藝

施工過(guò)程及各工序順序如下：

1）開挖抗滑樁施工平臺(tái)，為確?？够瑯妒┕ぐ踩珜?duì)坡腳進(jìn)行回填反壓；2）回填并夯實(shí)滑體裂縫；3）設(shè)置滑坡地表位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；4）測(cè)量、布置抗滑樁樁位；5）跳挖抗滑樁并澆注硅；6）澆筑樁頂連梁；7）錨索孔鉆造，錨索施工中成孔質(zhì)量是控制工程質(zhì)量與工期的較關(guān)鍵工序；8）錨索制安，下索前，必須嚴(yán)格檢查鉆孔與錨索長(zhǎng)度是否相符，對(duì)中支架是否牢固，檢查合格后方可下入孔內(nèi)；9）注漿，錨索孔注漿是錨固質(zhì)量好壞的關(guān)鍵性工序；10）預(yù)應(yīng)力張拉；11）封錨，錨索張拉鎖定后，切除多余錨索并用砂漿封閉錨頭，以防自然環(huán)境對(duì)錨索的風(fēng)化侵蝕，延長(zhǎng)其使用壽命；12）按照設(shè)計(jì)分段開挖坡面、施工擋上墻及大窗式護(hù)面墻，特別需要注意的是擋土墻施工必須分段開挖(5～10m/段)；13）平式泄水孔鉆孔施工；14）施工坡頂截水溝，坡面綠化。

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