淺談公路路基地質(zhì)災(zāi)害的形成與處理

李趙晶

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司)

1 工程概況

省道S206起于貴州省三都縣，終點(diǎn)至貴州省獨(dú)山縣麻尾鎮(zhèn)。省道S206在本項(xiàng)目走廊帶范圍內(nèi)(駕歐至荔波)長(zhǎng)約44km，道路等級(jí)以四級(jí)公路為主，路基寬度在6.5～7.5m之間，路面等級(jí)也不高，落后的交通狀況嚴(yán)重制約了地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展;同時(shí)，本項(xiàng)目走廊帶范圍內(nèi)省道S206的朝陽(yáng)至駕歐段(長(zhǎng)33km)從國(guó)家級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)—小七孔景區(qū)內(nèi)通過(guò)，該段兼有地方公路和景區(qū)道路的雙重功能，在影響地方交通的同時(shí)，更制約了小七孔景區(qū)旅游的發(fā)展。

2 不良地質(zhì)地段分析及處理

測(cè)區(qū)受地層巖性條件、構(gòu)造條件、地形條件以及氣象水文地質(zhì)條件等的聯(lián)合影響和控制，存在的不良地質(zhì)現(xiàn)象有巖溶、軟土、潛在失穩(wěn)邊坡及崩塌危巖等。

2.1 潛在失穩(wěn)邊坡

本路段的失穩(wěn)邊坡主要是由于開(kāi)挖山體所形成的，屬于工程失穩(wěn)邊坡，主要為覆蓋層失穩(wěn)邊坡和巖質(zhì)失穩(wěn)邊坡。

(1)邊坡覆蓋層、風(fēng)化層較厚，巖體處于破碎-極破碎狀態(tài)，風(fēng)化層厚，節(jié)理裂隙發(fā)育，邊坡開(kāi)挖后引起滑坡，主要采取抗滑支擋及錨索進(jìn)行防護(hù)。

(2)巖質(zhì)失穩(wěn)邊坡一般表現(xiàn)為順層邊坡，本項(xiàng)目主要集中在K16+000～K22+000段，邊坡出露的地層巖性二疊系上統(tǒng)吳家坪至大隆組(P3w-d)主要為灰?guī)r夾泥巖，為硬質(zhì)巖夾軟質(zhì)巖，層間結(jié)合較差，傾角在30°～60°度之間，邊坡切腳凌空后沿層面滑動(dòng)失穩(wěn)，主要采用抗滑樁及錨索防護(hù)。

2.2 巖溶

巖溶:項(xiàng)目區(qū)為碳酸鹽為主體的寬緩摺曲地區(qū)，溶蝕作用廣泛而強(qiáng)烈，主要發(fā)育的溶洞、巖溶洼地、落水洞、漏斗、巖溶塌陷、進(jìn)水溶洞、暗河等巖溶形態(tài)發(fā)育。位于路基范圍的巖溶形式主要有巖溶洼地及巖溶塌陷，對(duì)于溶洞及暗河等大型巖溶，路線已經(jīng)進(jìn)行避讓。對(duì)于路線范圍內(nèi)小型的溶洞、消水洞可采用搭板、炸開(kāi)回填等措施進(jìn)行處置。

2.3 軟土

軟土路基主要位于低洼溝谷處的稻田中，由于長(zhǎng)期受水侵泡，土體含水率高，承載力低。路基填方通過(guò)易產(chǎn)生沉降及路堤邊坡失穩(wěn)。

軟土最深的段落位于K6+800～K6+860(GK6+820～GK6+880)段，經(jīng)手搖鉆揭示最大深度大于5～8m，采用碎石樁處理。其余地段的軟土深度一般在1～4m。采用換土填石處理，局部路段結(jié)合拋石擠淤泥處理。

3 一般路基

3.1 填方路基

一般邊坡坡率根據(jù)填料的物理力學(xué)指標(biāo)、邊坡高度、工程地質(zhì)條件、地形條件等確定，因地制宜放緩路堤邊坡坡率，使路基與周圍環(huán)境融合。

邊坡坡率根據(jù)路基填土高度、工程地質(zhì)條件、地形條件、填料類型等綜合確定。當(dāng)邊坡高度H≤8.0m時(shí)，坡率為1.5，采用流線型斷面;當(dāng)邊坡高度8.0m＜H≤12.0m時(shí)，采用折線形橫斷面型式，8.0m以上邊坡坡率為1∶1.5，8.0m以下邊坡坡率為1∶1.75;當(dāng)邊坡高度12.0m＜H≤20.0m時(shí)，采用臺(tái)階式橫斷面型式，8.0m以上邊坡坡率為1∶1.5，8.0m以下邊坡坡率為1∶1.75，變坡處設(shè)2.0m寬平臺(tái)。

護(hù)坡道:邊坡高度H≤8.0m時(shí)，護(hù)坡道寬1.0m;邊坡高度H＞8.0m時(shí)，護(hù)坡道寬2.0m，均設(shè)外傾橫坡3％。

邊坡平臺(tái):寬度為2.0m，設(shè)外傾橫坡3％。

在水田、水塘地段，應(yīng)視具體情況采取排水、清淤、晾曬、換填等方式進(jìn)行處理，如水塘仍保留部分，需按浸水路堤的要求進(jìn)行填筑。

3.2 挖方路基

土質(zhì)挖方路基邊坡根據(jù)邊坡高度、土的類型及密實(shí)度、含水量等因素。參考自然邊坡穩(wěn)定狀況確定邊坡坡率;巖石邊坡根據(jù)巖性、巖層產(chǎn)狀、巖體物理力學(xué)性質(zhì)、巖石破碎程度確定邊坡坡率。

挖方路基碎落臺(tái)一般采用2m，局部邊坡高、挖方量大的段落可減至1～1.5m;邊坡高度小于12m時(shí)，只設(shè)一級(jí)邊坡;邊坡高度大于12m時(shí)，以8m一級(jí)采用多級(jí)邊坡，各級(jí)間設(shè)2m平臺(tái);對(duì)石質(zhì)挖方邊坡，每級(jí)邊坡不拘泥于8m一級(jí)，以巖層界限控制，以8～15m為一級(jí)邊坡。

一般土質(zhì)邊坡坡率采用1∶0.75～1∶1.5;灰?guī)r、白云巖路段1∶0.5～1∶0.75控制邊坡坡率;砂巖、泥巖和頁(yè)巖采用1∶0.75～1∶1的坡率。

4 特殊路基

4.1 軟土路基

軟土地基上的填方路基應(yīng)進(jìn)行沉降穩(wěn)定驗(yàn)算，并根據(jù)需要采取減少路基沉降的措施。工后沉降指標(biāo)按規(guī)范要求:一般路段≤30cm，橋頭、通道≤10cm。

(1)埋藏較淺的軟土(h≤3m)采用挖除換填處理。

(2)埋藏較深的軟土(h＞3m)采用碎石樁進(jìn)行處理。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)繪及地勘資料，軟土最厚的段落位于K6+800～K6+860(GK6+820～GK6+880)段，厚度為5～8m，采用碎石樁處理。其余地段的軟土深度一般在1～3m，采用換土填石處理。

4.2 巖溶路基

根據(jù)巖土體類型、成因、性狀、風(fēng)化程度、主要結(jié)構(gòu)面、氣象、水文地質(zhì)條件以及必要的巖土體物理力學(xué)指標(biāo)，通過(guò)采用工程地質(zhì)類比法、極限平衡法等進(jìn)行綜合分析與計(jì)算。其中對(duì)于巖質(zhì)邊坡，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)面以及節(jié)理裂隙調(diào)查，通過(guò)邊坡整體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、剛體極限平衡法綜合評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性，對(duì)不同的邊坡采用有針對(duì)性的方案。

(1)土質(zhì)邊坡及軟質(zhì)巖石邊坡的局部滑塌

沿線的土質(zhì)邊坡主要為表層的黃褐色粘土～亞粘土及全風(fēng)化的泥巖、砂巖、頁(yè)巖，降雨入滲后，土體吸水軟化自重增加，導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度降低，極易引起邊坡產(chǎn)生失穩(wěn)。處理措施:對(duì)一般路段通過(guò)放緩邊坡、加寬平臺(tái)、加強(qiáng)防護(hù)及排水等措施進(jìn)行治理，當(dāng)受地形條件限制或仍不穩(wěn)定時(shí)，將采用錨桿、錨索框架、抗滑樁等進(jìn)行加固處理。

(2)巖質(zhì)邊坡的碎落

沿線部分路段巖石節(jié)理裂隙比較發(fā)育，巖體較為破碎，在路基開(kāi)挖后巖體風(fēng)化速度加快，而且易造成巖體地表水的下滲和節(jié)理面含泥夾層遇水軟化、抗剪強(qiáng)度降低，受幾組不利節(jié)理面的共同影響，巖體易發(fā)生碎落。處理措施:清理坡面危石，同時(shí)設(shè)置主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)。

(3)巖質(zhì)邊坡沿結(jié)構(gòu)面的順層滑動(dòng)

沿線地質(zhì)巖性主要為灰?guī)r、砂巖及泥巖等沉積巖類，局部路段巖層傾向路基，邊坡開(kāi)挖后，受雨水(地下水)的影響，使巖石層面的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)降低，邊坡沿著層面產(chǎn)生順層滑動(dòng)，危害路基安全。處理措施:對(duì)于一般路段采用放緩邊坡，加強(qiáng)防護(hù)與排水的措施;對(duì)于挖方路段邊坡高度較高的邊坡，順層邊坡可能滑塌時(shí)，采用錨桿、錨索進(jìn)行加固處理。

4.3 危巖崩塌體

規(guī)模較大的危巖崩塌體路線已做避讓處理，對(duì)于小范圍的危巖崩塌需采用有效工程措施進(jìn)行處治。其中，K16+160～K16+260段巖性主要為P1m+q石灰?guī)r，巖層產(chǎn)狀110°∠39°，左側(cè)巖層順向路基，視傾角37°，受重力作用形成崩塌，加之老路開(kāi)挖邊坡對(duì)巖層進(jìn)行切腳形成10～15m的凌空面，道路施工擾動(dòng)易加劇崩塌甚至導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)，影響新建高速及老路安全，設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力獨(dú)立錨索進(jìn)行加固處理。

5 路基防護(hù)工程方案

5.1 填方路堤防護(hù)工程方案

路堤邊坡的防護(hù)采用植草灌防護(hù)、菱形骨架內(nèi)植草防護(hù)、帶泄水槽的襯砌拱內(nèi)植草等防護(hù)、三維維網(wǎng)植草防護(hù)、填石路基邊坡碼砌等防護(hù)形式。

植草灌防護(hù)多用于填土或土石混填邊坡，考慮路面水的沖刷，一般用在邊坡高度均≤6.0m的段落;菱形骨架內(nèi)植草防護(hù)多用在邊坡較矮≤12.0m，沖刷較小或路基超高外側(cè)的段落;帶泄水槽的襯砌拱內(nèi)植草多用在邊坡較高路段和超高內(nèi)側(cè)邊坡，路面排水通過(guò)襯砌拱的攔水拱將地表徑流和路面水導(dǎo)入排水槽內(nèi)集中排出，不會(huì)沖刷坡面的植草;填石路基邊坡碼砌不具有邊坡綠化的功能，為保證公路貼近自然，在填石路基邊坡碼砌后再進(jìn)行其他防護(hù)。

5.2 挖方路基防護(hù)

挖方邊坡的防護(hù)有植草灌、錨桿框架植草、噴植草灌、主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)等型式。

植草灌防護(hù)多用于土質(zhì)邊坡高度均≤6.0m的段落;全強(qiáng)風(fēng)化軟質(zhì)巖挖方路段，泥巖、泥質(zhì)砂巖、頁(yè)巖等各種軟質(zhì)巖及含風(fēng)化較嚴(yán)重或節(jié)理裂隙發(fā)育的硬質(zhì)巖挖方邊坡，多采用錨桿框架梁內(nèi)植草防護(hù)，增大綠化面積，增加景觀;灌木護(hù)坡綠化景觀較好嗎，適用于穩(wěn)定的硬質(zhì)巖、風(fēng)化軟質(zhì)巖邊坡防護(hù);常青油麻藤垂直綠化主要用于穩(wěn)定的石質(zhì)邊坡的植物防護(hù);主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)主要用于石質(zhì)邊坡整體穩(wěn)定，局部存在崩塌的危險(xiǎn)，對(duì)公路運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生安全隱患的路段。

6 結(jié)束語(yǔ)

貴州省省道206駕歐至荔波公路改建工程的實(shí)施對(duì)改善當(dāng)?shù)亟煌顩r，加速地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大作用。

[1] 交通運(yùn)輸部部頒.公路涵洞設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D65-04-2007)[S].

[2] 交通運(yùn)輸部部頒.公路涵洞設(shè)計(jì)細(xì)則(JTG/T D65-04-2007)[S].

[3] 交通運(yùn)輸部部頒.公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG/T D60-1-2004)[S].