第４ｏ卷第２期 ２０１４年６月 湖南交通科技 Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．２ ＨＵＮＡＮ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＩＩＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｊｕｎ．２０１４ 文章编号：１００８－８４４Ｘ（２０１４）０２－００６１－０２ 贵州省余庆至凯里高速公路第四合同段 深路堑边坡处理技术分析 黄志学 （交通建设（集团）有限责任公司，乌鲁木齐８３００１６） 摘要：为确保道路行车安全运行，有必要对路基的稳定性进行分析，并采取有效措施对 边坡进行综合整治。结合贵州省余庆至凯里高速公路第四合同段工程及地质情况，进行了边 坡稳定性分析与评价，采取了有效措施进行处治，并提出了施工要点、变形监测与观测要求，取 得了预期效果。 关键词：山区；高速公路；挖方边坡；坍塌处治 中图分类号：Ｕ ４１６．１ ４ 文献标识码：Ｂ ０ 前言 近年来，我国高速公路的快速发展，越来越多的 高速公路不断往山区延伸和发展，在山区复杂的地 ２ 工程地质概况 本项目处在黔东南州黄平县内，路线经过地段 内大部分有基岩出露。沿线出露的地层岩性从新到 形、地貌和地质条件下建设技术标准要求高的公路， 路基工程中势必会存在大量的深挖路堑工程。山区 公路高边坡失稳问题关系着人的生命安全、财产安 全和公路的修建效率以及通车后公路的正常通车、 运营效率。因此，进行山区公路路堑边坡处治研究 意义重大。 老依次有：第四系、白垩系、奥陶系、寒武系、奥陶系、 二叠系、志留系、泥盆系、寒武系等地层。第四系主 要为地表风化坡残积层，碎石土、砂粘土、粘土等，次 为河床阶地、谷底冲积层、砂卵石、粉砂及漂石等。 项目区内风化粘土分布广泛，白垩系可分为上、下两 部分。上部为紫红色，中层厚一厚层状泥岩、粉砂岩 夹粘土岩，俗称“红层”；下部为紫红色厚层状、块状 砾岩，砾石充分为灰岩、白云岩及砂岩等，泥砂质胶 结，地貌上往往形成特有的人丹霞地貌，本层岩石固 结程度较差，强度低，易风化，工程地质条件较差。 根据工程地质调绘及钻探揭露，该深挖路段边 坡地层主要由太古界龙华河群会理组（Ａｒ３ｈ）黑云 斜长片麻岩夹绢云母片岩构成，地表覆盖为第四系 全新统残坡积（Ｑ ）碎石土。 １ 工程概况 本项目位于贵州省余庆至凯里高速公路第四合 同段，主线Ｋ３３＋２５０～Ｋ３７＋７６６．７６５、施秉支线 ＬＫ０＋６８６．４３４一ＬＫ７＋７００段路基挖方边坡，全长 ｌ１．４８７ ｋｍ，中心最大挖深１６．６ ｍ，位于Ｋ３５＋７７０， 左侧边坡最大挖深３６．１ ｍ，位于Ｋ３６＋１７０，共４级 边坡，每８ ｎｌ设一级平台。 在原设计中，本段路基左侧，由下至上，最下一 级边坡采用坡率ｌ：０．７５，２级以上各级边坡采用坡 率１：１．２５，每８ ｍ高设一道２ ｍ宽平台。第ｌ级边 坡采用路堑挡土墙防护，２级以上各级边坡采用预 应力框架锚索防护，并要求边坡由上往下开挖，每开 挖一级边坡应及时进行锚索防护。本段路基已挖至 路基设计标高，各级边坡的预应力框架锚索未进行 施工，施工过程中，由于开挖断面大，坡体未进行及 时防护，边坡出现局部坍塌。 收稿日期：２０１４—０３—２７ １）第四系全新统（Ｑ：¨ ）。 主要分布于边坡坡面，岩性为碎石土，碎石成分 为黑云斜长片麻岩，少量砂土及粘性土混合充填，稍 湿，稍密状，厚度一般０．０—８．６ ｍ。 ２）下太古界龙华河群会理组（Ａｒ３ｈ）。 ①黑云斜长片麻岩：灰黑色一灰绿色，全一中 风化，鳞片变晶及粒状变晶结构，片麻状构造，主要 成分为黑云母、石英及少量长石，夹绢云母片岩薄 作者简介：黄志学（１９８１一），男，从事路桥项目管理及招投标工作。 ６２ 南交通科技 ４０卷 层。节理发育，风化厚度大，全一强风化层厚１０— 该段路基左侧挖方边坡出现的坍塌现象，造成 ２０ ｍ，最厚超过３０．０ ｍ。 了路基的不稳定，从路基防护排水等方面进行综合 ②绢云母片岩：棕黄、棕色，鳞片变晶结构，片 考虑，采取以下处理方式。 状构造，主要成分为绢云母及绿泥石。以全一强风 ４．１处治原则 化为主。该层分布厚度极不均匀，通过野外调查及 采用一次根治，不留后患，综合治理，确保安全 钻探揭示厚度０．９—４．８ ｍ，本层为软弱夹层，为不 的处治原则。 利于边坡稳定的结构面。 ４．２推力计算 根据已开挖断面各级坡面岩石露头观测，岩层 １）计算范围。 总体产状为１９５。／＿＿２６。，挖方段路线走向２５５。，岩层 选取Ｋ３４＋２５０为主轴断面进行计算，２级以上 视倾向与边坡同向。 边坡进行卸载，故计算前缘为潜滑面沿路基左侧坡 ３ 边坡稳定性分析与评价 脚，计算后缘为自然坡体的后缘。 ２）Ｃ、 值的选取及潜滑面的确定。 由地质钻探资料可知，该段路基挖方边坡坡体 该路段潜滑面主滑动方向为２５５。，潜滑面真倾 主要由黑云斜长片麻岩夹绢云母片岩构成。绢云母 角２６。，视倾角１４。，由于路堑的开挖和削坡，造成坡 片岩呈片状薄层结构，易风化，强度低，为相对隔水 体岩层层面临空，破坏了坡体原有的平衡，同时坡体 层，岩层视倾向又与边坡同向，呈不利组合，且岩体 的卸荷，造成坡体节理裂隙张开，在水的作用下，边 受断层影响，节理发育，岩体破碎，结构面结合程度 坡易失稳，由于该边坡的真倾角方向与路线方向不 差，雨季期间地表水下渗，使岩体沿结构面间的抗剪 垂直，因此反算视倾角方向与真倾角方向之间的软 强度降低，易造成边坡产生滑塌。 弱夹层确定为其潜滑面。 该段路基挖方边坡已完全开挖，通过开挖坡面 结合强风化绢云母片岩的Ｃ、 试验值，经过比 基岩露头调查，在ｌ、２级边坡坡脚附近各有一层绢 较分析，确定粘聚力为７．５ ｋＰａ，初始稳定系数拟定 云母片岩软弱夹层，厚度不均，夹薄层黑云母斜长片 为１．０，反算内摩擦角与潜滑面，经过迭代计算，确 麻岩，节理发育，强度低，由于施工开挖，形成高陡临 定内摩擦角为２１．０。，潜滑面倾角为２２．５。。 空面，边坡有可能沿软弱夹层发生滑塌。在顶部３、 ３）滑块密度。 ４级边坡分布有２～３层绢云母片岩软弱夹层，全一 经取样试验并结合经验值，滑块密度平均值采 强风化，呈砂土状，夹薄层强风化黑云母斜长片麻 用２１．０ ｋＮ／ｍ。。 岩，上覆全新统残坡积层，较松散，长期暴露、临空， 根据目前的蠕动状态，初始稳定系数拟定为 如遇不利的外界条件诱发易发生滑塌。 １．０，考虑到路基右侧下面有县级重要公路，在考虑 由于长时间将开挖的高陡边坡暴露在大气中未 地震影响的前提下，在安全状态下剩余下滑力安全 进行及时防护，受风化和卸荷作用影响，主线Ｋ３４＋ 系数拟定为１．２５。滑体按整体滑动计算，潜滑面位 ２５０～Ｋ３４＋５６６段从下往上第３级边坡出现局部坍 塌，呈“圈椅”状，并有继续发展的趋势。 于以强风化绢云母片岩为软弱夹层的层面上，粘聚 总体评价：边坡稳定性差。 力、内摩擦角和下滑力计算见表ｌ。 ４．３处理方案 ・ ４ 处治原则及处治方案 由下至上，最下一级边坡采用原设计坡率１： ０．７５，２～５级边坡采用原设计坡率１：１．２５，３级以 表１ Ｋ３４￣２５０断面剪出口处滑动力的计算（初拟状态和安全状态） 上各级边坡坡率调整为１：３，每８ ｍ高设一道２ ｍ （下转第１３０页） １３０ 湖南交通科技 ４０卷 本桥现已顺利按期建成通车，为长沙市地铁２号线 顺利通车创造了良好的基础。 石切割设备，带有遥控装置，３６０。转体悬臂操作，自 由感应旋转减少磨损，无级调速确保顺利切割，且链 条使用寿命长，操作简单易学，适用于操作空间狭 窄、强度高、钢筋密集的混凝土实体切割，且施工中 低震动，无粉尘，低噪音，保护了施工环境；对结构物 采用定型切割，无损坏；施工人员采用遥控作业，安 全性好。该施工技术的成功应用，增大了国内梁桥 临时固结混凝土拆除方法的选择，具有良好的社会 影响。 ７ 结语 １）采用传统风镐拆除的方法，一般拆除一个临 时固结就需８个工人轮番作业，需时２０ ｄ左右；若 采用新型施工方法链锯拆除，仅需一个作业班组４ 人，２ ｄ即可拆除一个临时固结，缩短了工期，节约 了人工费用及管理成本。 ２）本施工方法所使用的链锯为一种新型金刚 （上接第６２页） 宽平台（第４级平台为６ ｍ）。 第１级边坡路堑挡土墙，墙顶宽１．２ ｍ，底宽 ３．７６ ｍ，墙高８ ｍ，挡土墙采用Ｍ７．５水泥砂浆砌 ＭＵ３０片石，并用Ｍ１０砂浆勾缝。第２～４级边坡预 隙或陷穴灌缝并夯实；③施工截水沟；④按设计坡 率由上至下逐级进行刷坡；⑤开挖一级边坡，平整 级边坡、防护（拱骨架、框架锚索）一级；⑥锚索 张拉完成后开挖下一级边坡；⑦路堑挡土墙砌筑。 一应力锚索框架防护锚索（框架内３０ ｃｍ厚Ｍ７．５水 泥砂浆砌ｂｌＵ３０片石封闭），锚固角为３Ｏ。，锚索横 向间距３．０ ｍ，纵向间距３．０ ｍ，采用压力分散型锚 ６ 变形监测与观测 １）选取Ｋ３４＋２５０为典型观测断面，其中Ｋ３４ ＋５５０断面上的中部设置一个深部位移观测孔，其 索，锚索设计锚固力为１ ０４０ ｋＮ，采用８根高强度低 松弛的预应力钢绞线（Ｐ：１５．２４ ｌｎｎ１），钢绞线强度 为１ ８６０ ＭＰａ，锚固段长度不小于１０．０ ｍ，自由端长 度不小于５ ｍ。４级以上边坡刷坡卸载，拱型骨架防 护（骨架内３０ ｃｍ厚Ｍ７．５水泥砂浆砌ＭＵ３０片石 封闭）。 ４．４完善排水系统 在刷坡后的边坡顶面以上５ ｍ处设置截水沟， 余各级边坡平台上设位移观测桩，观测桩采用深埋 混凝土桩作为位移观测桩，也可在稳固石块上作观 测标记代替位移观测桩，观测断面沿纵向一般每 ３０ ｍ布设一道。 ２）边坡深部观测位移量测钻孔要求穿过潜滑 面，进入稳定岩层的深度不小于５ ｍ。观测桩测量 采用光电测距仪和高精度水平仪进行。 ３）边坡监测工作时间为施工期和竣工后１ ａ， 监测频度与施工和降雨量相适应。一般施工期间每 半月观测 １次，雨季期间每周观测１次，大雨后增加 观测１次；竣工后前６个月每月观测１次，以后每３ 个月观测１次。 每级平台设置平台截水沟，并通过急流槽把水引入 自然沟谷中。在施工过程中和工程完工时，应清除 截水沟、平台截水沟、急流槽中的杂物和施工垃圾， 使水流畅通。 ５ 施工要点 路堑高边坡的施工是一个破坏山体原有力学平 衡又用支挡加固工程重建新的力学平衡的过程，施 ７ 结束语 从该路基深挖方边坡综合整治后１ ａ多的变形 监测与观测情况来看，效果比较理想，达到了预期效 工方法和工艺极大地影响堑坡的稳定，由于施工方 法及工艺不当或工程措施未及时实施，重则导致施 工中边坡失稳破坏，造成重大损失，有些则留下隐 果，目前边坡稳定性较好。 参考文献： ［１］ＪＷＣ Ｄ３０—２００４，公路路基设计规范［ｓ］． ［２］．１ＴＧ Ｆ１０—２００６，公路路基施工搜术规范）［ｓ］． ［３］邓学钧，路基路面工程［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２０００ 患，影响路堑边坡的长期稳定性，因此路堑高边坡的 施工方法十分重要的。施工中应采用分级开挖、分 级加固、坡脚预加固的施工方法。 ①先修便道至边坡后缘；②对后缘存在的裂
