梁文靜

（中國(guó)電建集團(tuán)貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 貴州貴陽(yáng) 550000）

1 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，我國(guó)的基礎(chǔ)建設(shè)工程也不斷在增多。而在工程建設(shè)過(guò)程中，由于工程進(jìn)行填筑、開(kāi)挖，往往會(huì)形成一些巖質(zhì)高邊坡，這些高邊坡的穩(wěn)定性一旦出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)對(duì)整個(gè)工程建設(shè)帶來(lái)巨大的安全威脅。因此，必須加強(qiáng)對(duì)巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性的研究分析，并采取有效的措施對(duì)其進(jìn)行加固防護(hù)，保障工程的順利開(kāi)展。

2 巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性的實(shí)例分析

某省高速公路項(xiàng)目，是該省重要的交通干線。高速公路采用雙向四車道設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)汽車荷載等級(jí)為公路I級(jí)，設(shè)計(jì)行車時(shí)速為100km/h。在高速公路建設(shè)過(guò)程中，沿途主要地貌特點(diǎn)為山丘和河谷平原侵蝕堆積地貌，存在51處巖質(zhì)高邊坡，最高深挖路塹可達(dá)61.25m（如圖1所示）。為了確保高速公路項(xiàng)目的順利進(jìn)行，本案對(duì)部分區(qū)域的巖質(zhì)高邊坡進(jìn)行了穩(wěn)定性分析，并制定了相關(guān)的加固防護(hù)措施。

圖1 巖質(zhì)高邊坡平面總體布置圖

2.1 工程地質(zhì)條件

（1）地層巖性：通過(guò)對(duì)高速公路所在區(qū)域的地質(zhì)情況進(jìn)行鉆探和野外地質(zhì)調(diào)繪，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的巖質(zhì)高邊坡的主要由坡積粉質(zhì)黏土和泥盆系老虎坳組全風(fēng)化-中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖組成；

（2）水文情況：該地區(qū)的地勢(shì)起伏較大，很難形成地表水的聚集。地下水則主要為孔隙水和基巖裂隙水，降水為地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源。地下水呈現(xiàn)側(cè)向滲流的形式，向溝谷進(jìn)行排泄。根據(jù)詳細(xì)的鉆探勘察，本區(qū)域的地下水處于較深位置，且處于邊坡開(kāi)挖面的中部位置。

2.2 邊坡穩(wěn)定性分析

本高速公路工程的設(shè)計(jì)路線，從山體的中部通過(guò)，經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量，左側(cè)的邊坡相對(duì)切方大，山體巖層山體巖層產(chǎn)狀320°∠45°，坡面為302°∠45°，視傾角為44.0°。根據(jù)對(duì)邊坡進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘查，發(fā)現(xiàn)工程所在區(qū)域的邊坡地質(zhì)主要為粉質(zhì)粘土和碎石土，很容易受到雨水的侵蝕出現(xiàn)軟化，產(chǎn)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。

為了進(jìn)一步對(duì)該區(qū)域的巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析，將邊坡進(jìn)行分級(jí)，每間隔8m左右劃分一個(gè)等級(jí)。第一級(jí)和第二級(jí)之間為坡率為1：0.75，中間的級(jí)別的坡率均為1：1，最上一級(jí)的坡率為1：1.25。根據(jù)針對(duì)順層巖質(zhì)路塹邊坡破壞模式及設(shè)計(jì)對(duì)策相關(guān)研究，當(dāng)邊坡傾角大于巖層傾角時(shí)，邊坡所發(fā)生的失穩(wěn)破壞模式為順層滑移破壞和順層滑移拉裂破壞。如果進(jìn)行工程建設(shè)過(guò)程中，對(duì)邊坡開(kāi)挖，邊坡的巖層很容易出現(xiàn)向臨空面方面進(jìn)行滑移的問(wèn)題。一旦巖體的下滑力超過(guò)了其可以提供的抗剪阻力，就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)滑坡、崩塌等嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。因此，必須采取有效的措施對(duì)邊坡進(jìn)行加固，避免給工程的建設(shè)帶來(lái)巨大的安全隱患。

圖2 邊坡開(kāi)挖穩(wěn)定性分析

2.3 EMU軟件分析驗(yàn)算

本高速公路工程采用EMU軟件，對(duì)工程所在區(qū)域邊坡施工后的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算分析（如圖2所示），當(dāng)邊坡處于正常情況下，即沒(méi)有受到人工施工影響的天然狀態(tài)下，其安全系數(shù)為1.25，低于1.3，不滿足邊坡施工相關(guān)規(guī)范的要求；當(dāng)邊坡處于非正常的工況下，即處于雨雪天氣下，其安全系數(shù)為1.14，仍低于1.3，同樣不滿足邊坡施工的相關(guān)規(guī)范要求。選取其中一個(gè)斷面進(jìn)行力學(xué)參數(shù)的計(jì)算，并結(jié)合本工程的實(shí)際情況，確定最終該施工區(qū)域的邊坡力學(xué)指標(biāo)應(yīng)滿足以下要求，如表2所示。

表2 本工程巖土層的力學(xué)參數(shù)建議值表

3 巖質(zhì)高邊坡防護(hù)加固設(shè)計(jì)方案

針對(duì)本工程，在進(jìn)行巖質(zhì)高邊坡防護(hù)加固設(shè)計(jì)方案選擇，應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合工程的巖體結(jié)構(gòu)特征、地形地貌特征以及地質(zhì)勘查報(bào)告。本工程為了加固路塹高邊坡，采取的主要邊坡防護(hù)加固方案如下：

（1）在施工過(guò)程中，進(jìn)行邊坡開(kāi)挖的同時(shí)，采用錨桿格子梁、預(yù)應(yīng)力錨索格子梁配合客土噴播植草的方式，對(duì)邊坡進(jìn)行加固。

（2）根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告顯示，雨水很容易導(dǎo)致邊坡出現(xiàn)土層松軟的問(wèn)題，為了降低水對(duì)其穩(wěn)定性的影響，在巖質(zhì)高邊坡的坡腳，設(shè)置了邊溝，在其頂部5m左右的距離設(shè)置了截水溝，并在邊坡的各級(jí)別處設(shè)置了排水溝，將降雨產(chǎn)生的地表水引進(jìn)引流排泄。

（3）對(duì)于地下水的引流排泄，則設(shè)置了仰斜式排水管，進(jìn)行引流。

3.1 邊坡分級(jí)與坡率選擇

本高速公路工程為了確保邊坡的穩(wěn)定性，采用臺(tái)階式邊坡設(shè)計(jì)，邊坡每間隔8m設(shè)置分為一級(jí)，各級(jí)的坡率基本和邊坡穩(wěn)定性測(cè)試的坡率一致。除第三級(jí)的平臺(tái)寬度為12m外，其他的各級(jí)平臺(tái)寬度均為2m。

3.2 邊坡防護(hù)加固

（1）一級(jí)邊坡：采用錨桿格子梁加植草進(jìn)行加固防護(hù)。首先采用錨桿格子梁方式對(duì)一級(jí)邊坡進(jìn)行加固，然后對(duì)于未覆蓋的區(qū)域，則通過(guò)客土噴播植草的方式，進(jìn)行加固處理。

（2）二級(jí)邊坡：采用預(yù)應(yīng)力錨索格子梁和植草的加固防護(hù)措施。設(shè)置單孔錨索為四束，設(shè)計(jì)錨固噸位為500kN，鎖定錨固噸位為580kN。設(shè)計(jì)的錨索長(zhǎng)度約為28m，其中錨固部分長(zhǎng)度約為10m，自由部分約為18m。

（3）三級(jí)、五級(jí)、六級(jí)邊坡：均采用植草的方式進(jìn)行加固防護(hù)，不同點(diǎn)在于六級(jí)邊坡采用人字形的骨架進(jìn)行植草，其余平臺(tái)采用客土噴播的方式植草。

（4）四級(jí)邊坡：采用和二級(jí)邊坡一樣的加固防護(hù)措施，不同點(diǎn)在于錨索的長(zhǎng)度略有加長(zhǎng)，將自由部分的錨索的長(zhǎng)度延長(zhǎng)至24m。

3.3 排水設(shè)計(jì)

本工程截水溝的設(shè)置采用M7.5漿砌片石修筑而成，并在各平臺(tái)處設(shè)置C20預(yù)制塊，底寬40cm，深度約為30cm的直角梯形排水溝。經(jīng)過(guò)引流槽的作用，將平臺(tái)上的積水經(jīng)過(guò)排水溝引流到截水溝或者邊坡坡腳的邊溝當(dāng)中，進(jìn)行排泄，避免對(duì)巖質(zhì)高邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。通過(guò)以上方法對(duì)工程所在區(qū)域的邊坡進(jìn)行加固防護(hù)之后，借助EMU軟件進(jìn)行穩(wěn)定性的二次分析測(cè)算，當(dāng)邊坡處于正常情況下，即沒(méi)有受到人工施工影響的天然狀態(tài)下，其安全系數(shù)為1.56，當(dāng)邊坡處于非正常的工況下，即處于雨雪天氣下，其安全系數(shù)為1.52，均滿足了工程建設(shè)的相關(guān)規(guī)范要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合實(shí)例對(duì)巖質(zhì)高邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，在采用極限分析法對(duì)邊坡穩(wěn)定性分析的過(guò)程中，充分考慮所在區(qū)域地質(zhì)勘探結(jié)果和地形地貌特點(diǎn)，對(duì)邊坡不穩(wěn)定的區(qū)域采用預(yù)應(yīng)力錨索配合植草防護(hù)加固技術(shù)，有效的提升了巖質(zhì)高邊坡的穩(wěn)定性。通過(guò)EMU軟件對(duì)邊坡加固前后的檢算結(jié)果，可以很明顯的看出，邊坡的穩(wěn)定性得到了大幅度的提高。因此相關(guān)企業(yè)在工程施工過(guò)程中，應(yīng)科學(xué)的對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，并采取有效的措施進(jìn)行加固防護(hù)，確保工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行。