湖南路桥建设集团有限责任公司 湖南长沙 410004
摘要：针对湖南山区修建高速公路路堑边坡垮塌问题，依据湖南省武冈至靖州(城步)高速公路路堑边坡垮塌实体工程，通过边坡变形特征及原因分析和稳定性分析，选取垮塌断面，对边坡进行计算，边坡结合处治后稳定性安全系数满足规范要求，提出具有针对性的处治措施，对山区高速公路的建设有一定的指导意义。
引言：近几年，湖南高速公路网飞快发展，高速公路的建成给国民经济带来了飞速的发展，逢山开路，遇水架桥，必然要破坏原地貌，特别是山区，不可避免进行深挖高填，会形成大量的高陡路堑边坡。边坡由于地质条件差、高度大、施工周期长、雨季施工、连续暴雨天气后，边坡容易发生变形，产生裂缝。因此，进行路堑边坡垮塌原因分析已十分必要。
1、工程概况：湖南省靖州至武冈高速公路，简称武靖高速，是湖南省西南地区与邵阳市、省会城市长沙市之间联系的快速通道，也是邵阳市公路网主骨架的主要组成部分。该边坡垮塌路段位于武靖高速公路K39+500-K39+830段，全长330m，公路等级：四车道高速公路，设计荷载：公路-Ⅰ级，设计车速：80 km/h，路基宽度：24.5m。该边坡最大高度为60.1m，设计坡率为1：0.75、1：1、1：1、1：1.25、1：1.25、1：1.25。
1.1工程地质环境
1）地形地貌
本路段地貌属于丘陵地貌，地形起伏较大，冲沟发育。该路段所在山体自然坡体度约为35°-45°，山脊高陡，延伸远。
2）地层岩性
该段已开挖边坡出露主要为强-中风化砂质板岩、炭质板岩，岩体相对较为完整，岩层倾向与坡向夹角80°，边坡稳定。
在K39+600断面布设3个地质钻孔，钻孔揭示强风化炭质板岩中含破碎层，破碎层厚1.1-16.1m，褐黄-褐黑色，由粘性土、泥炭，角砾等充填。边坡坡顶地形为反坡，边坡开挖地层主要为碎石土及强风化砂质板岩、泥质板岩、炭质板岩。
3）地质构造
由于边坡褶皱构造发育，造成岩层产状变化较大，岩体节理裂隙发育。根据附近基岩露头量测，边坡区岩层产状为292-52°∠9-53°，主要发育有三组节理，J1：173-202∠49-81，J2：102∠83°，J3：315-26∠27-44°。
1.2水文环境
边坡区地表不发育，未见明显地表水体；地下水主要为基岩裂隙水，赋存于在板岩的风化、节理裂隙中。
2、边坡垮塌成因分析
2.1边坡变形特征及原因分析
边坡变形主要集中在K39+580-K39+680路段，裂缝宽约50cm，边坡主要沿破碎层中下部发生剪切破坏。经过现场调查和对现有资料综合分析，边坡变形原因如下：
1）特殊的地质条件：根据地质资料，坡体主要为强风化炭质板岩、泥质板岩，节理裂隙发育。强风化炭质板岩夹含破碎层，破碎层由粘性土、泥炭，角砾等充填，该层厚度较大（最大厚度16.1m）遇水软化易形成软弱层。连续降雨条件下，边坡可能沿破碎带层发生剪切破坏，形成滑坡。
2）降雨
项目区雨量充沛，尤其是2015年9月-12月持续强降雨。降水的入渗既增加了土体容重，又会降低潜在滑动面（带）抗剪强度，加之该边坡高度大，施工期长，雨季施工，导致了该边坡产生滑坡。
2.2稳定性分析
1）计算参数
根据地质勘察报告并结合参数反算，综合确定岩土层物理力学性质指标如下表：
2）计算工况
边坡坡体主要为强风化板岩及其破碎层组成，岩体破碎，该边坡属类土质边坡。边坡采用极限平衡法计算，选择以下二种工况：
工况一：天然状态，稳定安全系数取1.2.
工况二：暴雨或连续降雨状态，稳定安全系数取1.1.
3、处治方法
3.1坡形坡率
第一级：坡率由1：0.75线性渐变至1：1；第二级：坡率由1：1线性渐变至1：1.25；第三级：坡率由1：1线性渐变至1：1.25；第四级：坡率为1：1.25；第五级：坡率为1：1.25；第六级：坡率为1：1.25；第七级：坡率为1：1.25；第八级：坡率为1：1.5。
3.2防护设计
第一级：坡脚设置2m高护脚墙，坡面采用锚杆格梁+客土喷播植草防护。第二级：采用客土喷播植草防护；抗滑桩设置在第二级平台，采用全埋式。第三、四、五、六级：采用锚索格梁+喷播植草防护。第七、八级：采用锚杆格梁+客土喷播植草防护。
3.3排水设计
每级平台均设置平台截水沟，边坡两侧设置急流槽接排平台截水沟水流，坡面设置踏步。第一、二、三、五、七级坡体边坡下部设置1-2排深层排水管，梅花形布置，水平间距5m，垂直间距3m，斜孔深15m，孔径φ120mm，斜孔倾角5°-10°，孔内放置φ100mmPVC管。
4、施工注意事项
1）施工前首先要建立和完善边坡监测网，为制定防灾预警方案和工程施工过程中进行反馈设计积累监测数据资料，确保边坡施工期及运营期安全。
2）施工分三阶段，第一阶段施工抗滑桩以上边坡，施工务必开挖一级边坡及时防护一级，同时完成截水沟、急流槽及深层排水孔等排水设施，确保地下水和地表水能及时排出；第二阶段施工抗滑桩，抗滑桩施工时需在桩前留有足够的反压土体方量，避免施工进行中边坡的滑动，抗滑桩施工按照短进尺操作，跳桩（不少于两根）开挖，护壁及时跟进，应尽量避免爆破开挖。禁止雨天施工，挖桩过程中应密切监控边坡位移及变形情况，密切注意桩孔中岩层及护壁变化情况以确保安全；第三阶段抗滑桩桩身强度达到设计强度的80%后，施工抗滑桩以下二级边坡。
5、结束语
该文结合工程地质条件，对该路堑高边坡的滑坡机理进行了分析，得出该路堑滑坡是地质构造和水影响综合作用的结果，并进行了边坡稳定性分析。通过设计计算，提出采用抗滑桩进行处治，并进行了截水沟，坡面裂缝及边坡坡面防护设计。
论文作者:杨春艳
论文发表刊物:《基层建设》2016年第33期
论文发表时间:2017/3/7
标签：板岩论文; 高速公路论文; 节理论文; 地质论文; 岩层论文; 客土论文; 裂隙论文; 《基层建设》2016年第33期论文;