碎裂结构路堑岩质边坡稳定性评价和治理设计

碎裂结构路堑岩质边坡稳定性评价和治理设计　　摘要：碎裂岩体边坡在开挖坡度过度、坡高过大的情况下，产生变形破坏的可能性很大。本文主要以省内某地的一段地碎裂结构路堑岩质边坡为例，分析了边坡地形特征及稳定性，并提出针对性的治理设计措施。关键词：碎裂岩体边坡；稳定性；措施中图分类号：TU3文献标识码：A文章编号：目前，在我省山区高等级公路及水库大坝的修建中，碎裂结构路堑岩质边坡变形失稳及坝肩的现象非常的普遍。据调查，我省这类边坡失效案例增多的趋势，其主要原因是我们对这种类型边坡的变形破坏规律还没有足够的认识，对一些锚固支挡工程的有效性的判断不够精确。相对于其他的种类，碎裂结构路堑岩质边坡往往容易被忽视，主要是在坡面形成之后，其各种变形场才得以被发现，如果边坡失稳了，就有可能造成集体式的滑坡，在治理方面会非常地艰难。目前，我省在边坡治理中运用最多的是抗滑桩支挡技术和预应力锚索、锚杆等锚固技术、挡土墙等辅助手段。对于碎裂结构路堑边坡的治理，一般的技术都会存在不足之处。所以，对于碎裂结构路堑岩质边坡的分析与治理还没有一个最佳的解决方法。7 一、地形的特征本地区的地形地貌主要是以低中峡谷为主，其隧道的进口路线是南北方向，地形的坡度大约在30-50度，隧道的整体坡面略微向西边倾斜，坡长约260m，坡体南、北两侧均有与边坡走向大角度相交的横向坡立谷，谷坡陡峭，构成坡体侧向临空面。二、地质的构造边坡是属于逆向坡向，坡体是坡体为一倾向南东的单斜岩层构造,岩层产状:125-140＜50-60度，节理极其发育,共见有4组。其控制性节理产状是290度＜45度、235度＜45度，坡体的浅层有着不同的开张度，可以使用粉粘土、粘土进行填充。（1）地层岩性①粉质粘土主要有黄色、黄褐色两种，比较潮湿、某些部位还含有少量的小碎石子，其表层含有植物的根系，孔隙发育。主要分布在坡上部以及坡顶的表层，其厚度大约在2-6m。②粉砂质泥岩夹粉砂岩主要是以黄色为主，结构是以碎裂结构为主，薄层状、强风化。三、水文地质的简介7 因为坡前前缘会汇聚周围的地面、地下水，所以会经常性的形成小型的河流，在其南北两侧会有地标溪流流入这条河。如果是枯洪季节水位、其水流的变化会很大。坡体上分布的粉质粘土是属于相对隔水层，基岩层的整体是隔水层组，但是因为地形、雨水的原因。其透水层主要补给源为引至坡顶灌溉用水及大气降水。（1）边坡变形破坏的发展过程自从路堑开始施工以来，在放坡的过程中，也发生过两次比较大的坍塌，据调查，近几年有一次滑塌的范围要比2003年底的放坡起坡线要高，塌滑区最低高程906m，最高969m，滑塌范围：K41+190-355。后缘塌滑陡坎垂直高差大约是3m，水平错动近100cm，裂缝的宽度大约在30-100cm左右。滑动面总体倾角为40度，主滑方向为270度，与边坡倾向基本一致；剪出口高程在900-915m之间；滑体主要由粉质粘土及强风化岩体构成。在桩号K41+097.2-193段，坡顶高程约918m，坡高58m，按1:0.75坡率分阶放坡开挖后，边坡基本稳定；在桩号K41+193-358段，坡顶高程970m，坡高100m，按1:0.5-1:1坡率放坡开挖后，2003年已经产生坍滑；随后减小开挖坡率，至1:0.75-1：17 放坡开挖后，边坡上部仍发生变形破坏，后缘共产生有裂缝3条，近于平行展布，整体呈弧形排列，延伸长度20-60m，张开度15-100cm。其中前缘裂缝之前的坡体已产生坍滑，顺坡向运移斜距10-15m。因此，该段边坡有产生整体滑动迹象的明显。该边坡产生滑动失稳的主要原因是设计的开挖放坡率的安全系数储备不够，以及施工期间仅采用削坡的单一加固措施。四、评析其稳定性要测评其稳定性，要根据其相关的规范进行计算，使用不平衡推力传递法，然后再依据其边坡的变形破坏规律。岩体还有滑动面的抗剪强度参数在试验、反算基础上综合确定可参照表1，如果是计算工况考虑天然状态和饱水状态两种，其结果见表2。所以，治理前在天然状态下边坡，其稳定性系数是1.05，如果是水饱和的状态下稳定系数则为1.01。所以，这个边坡是处于临界的失稳状态，考虑坡脚还需要开挖数米才能够达到相应的路面高程，该边坡需要进行相关的治理。五、设计边坡治理的措施对于碎裂结构路堑岩质边坡的本身的特征，要尽量避开使用常规方法中的抗滑桩和预应力锚索，而采用削坡、锚杆、浆砌块石格构以及挡墙,辅以排水系统。这样，既能够扬长避短，也能够提高加固工程的效率，除此之外，还可以有相同的治理效果，会更加的经济合理。在进行边坡治理施工时，我们一般是使用推力计算加安全系数来确定锚固与支挡工程量的。据相关的规范，边坡主要是由外倾软弱结构面控制，处于滑坡地段、边坡滑塌破坏对公路建设会造成很大的影响，且破坏程度非常的严重，边坡安全的等级是一级。（1）边坡失稳后的推算7 在边坡很多次的失稳之后，要对其原因进行综合分析，而首先要考虑的是继续进行放坡。通过以上的分析，我们知道削坡之后自然状态下边坡的稳定性系数是1.24，而饱水状态是1.15。这次的规划工况是削坡之后的饱水状态，要按照边坡安全系数是1.35的要求，需要采取一些其他措施，比如，锚杆、护坡、挡土墙等等措施，来满足边坡安全等级的要求。经过计算得知，在设计工况下边坡剩余下滑力是3025KN/m。（2）治理的步骤治理工程的措施很多，在这里我们主要使用以下几种措施：削坡、锚固、浆砌块石格构护坡、浆砌块石护坡挡墙等等。1.削坡。削坡范围：K41+170-352,高程：861-970m，根据一些边坡的工程地质状态以及特征设计削坡的总体坡度主要的范围是在40-41度之间，坡段分为12级，平台削坡主要分为11级。在整个坡段，除了7级的平台之外，各个分段之间的平台宽度是2m左右。2.锚固。锚固布置区域为K41+7 170-352，高程为869m-935.6m，锚杆使用的是25mm的全粘性砂浆锚杆，锚杆是属于七级的螺纹钢，长度是10-15m，为了能够避免内端点相连并重新构成一个连通的应力集中带，并在每一级的平台下方装置了一个15m的锚杆，而其他的锚杆长度都是10m，2乘2m的长方形布置。据稳定性的计算可以知道，设计工况下边坡剩余的下滑力是3025Kn/m，如果是按照其设计的间距，单根的锚杆设计的锚固力是190Kn,这个是满足相关技术规范的设计标准。3.用浆砌块石格构护坡。布置区域为K41+215.5-342，高程：935.6-970m,也就是说在9-12级的坡面上，浆砌石快的长宽按照3乘3m进行分布，纵梁断面规格：40cmx40cm，矩形，横梁为圆弧拱形，曲率半径为160cm，断面规格：30x40cm，矩形，格构块石采用Mu30的新鲜岩石，浆砌砂浆M10，侧面及顶面砂浆抹面，抹面砂浆M15，格构嵌入坡面深度15cm，纵向伸缩缝间距15m，缝宽20mm，缝间插软木条或沥青灌注。4.排水系统无论哪一级的平台靠山侧，都设置横向截排水沟，水沟主要是外侧的浆砌块石砌墙与坡面、平台面共同围成的，侧墙表面与沟内侧面使用砂浆进行抹面，截排水沟要每隔10m就要设置一个竖向的伸缩缝，缝宽为15mm，然后在缝里面注入沥青。在锚固区坡面上要多设置相应的排水管。六、结语7 在对碎裂结构路堑岩质边坡进行治理时，要对坡体的结构进行深入的分析，然后再找出其中的原因，提出相应的方案。在设计边坡或者锚固时，应该综合考虑各种措施的可行性，如一些削坡、格构、排水系统等等，也可以在治理方面获得相同的效果。参考文献：[1]骆银辉，何建华，胡斌.松散滑坡治理中坡体结构与强度的重要性[J].岩石力学与工程学报，2004，23(7)：1233-1236.[2]全凤文.碎裂结构岩质边坡滑坡机理与防治[J].公路，2004(6):8-12.[3]庄心善，胡其志，何世秀.锚杆加固岩体边坡设计方法研究[J].岩石力学与工程学报，2002，21(7)：1013-1015.[4]《建筑边坡工程技术规范》编写委员会.建筑边坡工程技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.7