路塹邊坡處治措施綜述及應用

文/新疆維吾爾自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設計研究院 高禮

公路路塹邊坡是公路工程施工過程中人為形成的斜坡,高路塹邊坡失穩(wěn)破壞產(chǎn)生的滑坡、泥石流等,隨時都有可能帶來嚴重的破壞，甚至帶來災難。所以邊坡設計應滿足安全性、適用性、耐久性等條件。

目前，對于公路路塹邊坡的設計主要采用坡率法和邊坡加固法。坡率法是通過控制邊坡的高度和坡度后，無需對邊坡進行特殊工程加固就能使邊坡達到自身穩(wěn)定的邊坡設計方法。

項目介紹

項目位于新疆維吾爾自治區(qū)南部巴音郭楞蒙古自治州和碩縣境內(nèi)，路線總體走向為由南向北，全長41.96km。根據(jù)現(xiàn)場核查，K17+220～K17+700段存在路塹邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象，因此，擬對該段進行邊坡坡率變更設計。

項目區(qū)域地層巖性復雜，主要分布自上古生界～新生界的地層，路線經(jīng)過的區(qū)域，巖性以片巖、鈣質砂巖、夾大理巖、結晶灰?guī)r等為主，屬于硬質巖～軟巖，構造剝蝕作用較強烈。沿線主要存在崩塌和碎落的不良地質現(xiàn)象。

路線范圍內(nèi)受斷層影響較為顯著的地區(qū)主要為F1斷層，F(xiàn)1斷層從路線K17+200～K17+600段通過，總體走向SN，走向北偏東85°，產(chǎn)狀143°∠79°，延伸長度大于1000km，為斷面E傾的逆斷層

工程地質評價

路線K17+220～K17+510段，路線位于低中山區(qū)，黑達阪頂部，該段為路塹開挖段，路線布設在老路路塹的右側邊坡上。地面表層為角礫層，灰黑色，厚度約2.0m，為斷裂破碎帶，風化嚴重；其下為風化砂巖，強風化至中風化。

K17+510～K17+585段，路線位于低中山區(qū)，左側切割山體坡腳，山體高約70.0m，開挖面高約5.0m，巖性為砂巖，灰黃色，陡傾外側，塊狀結構，巖體較完整；表層強風化層厚度0.1m，其上坡面覆蓋坡積碎石土，厚度約1.5m，坡腳有少量碎落物。右側上部為膠結碎石層，最大厚度7.0m，層面傾斜，層厚順線路走向逐漸增大，密實，下伏基巖。

K17+585～K17+700段，路線位于低中山區(qū)，地基土為塊石、碎石，填筑厚度達3.0m至8.0m不等。

該段挖方面陡立，巖層陡傾外側，塊狀結構，層間夾有2cm的靡棱化石英巖脈，較破碎，坡腳可見掉塊；根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范（2009年版）》（GB50021-2001）的規(guī)定，本段崩塌的巖土工程評價為II類，即：規(guī)模較大，破壞后果嚴重，應對可能崩塌、碎落產(chǎn)生的危巖采取防護處理措施。

存在的問題

該段巖層陡傾，存在三組節(jié)理，分別為J1：28～62°∠40～71°，J2：230～262°∠38～51°，J3：5°∠50～77°，該三組節(jié)理將巖體切割成楔形體，整體性較差。

因該段巖體開挖面較高，巖層陡立外傾，巖體節(jié)理發(fā)育；該段巖體位于斷層帶內(nèi)，整體性較差；巖體開挖后，K17+340～K17+420段右側開挖成型的2.0m寬的邊坡平臺，已發(fā)生局部滑塌，同時，挖方邊坡中部已出現(xiàn)滑動裂縫，危及邊坡穩(wěn)定和道路安全。

根據(jù)原設計縱坡曲線指標可知，該段縱坡豎曲線各項指標均已達到極限值，不存在調坡的可能性。因此考慮通過調整挖方邊坡坡率及邊坡形式的方式達到設計要求。該段原設計挖方邊坡形式采用情況為：路基右側挖方邊坡采用1∶0.75；并設置邊坡平臺，邊坡平臺寬度2.0m，每15.0m設置一級臺階。路基左側∶邊坡采用1∶0.5。

表1 原設計K17+220～K17+700段巖石挖方邊坡穩(wěn)定性計算

根據(jù)山體開挖高度、巖體特性，對該段逐樁進行邊坡穩(wěn)定性計算，計算結論表1所示：

由表1可知，原設計K17+340～K17+420段，右側挖方邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)小于1.05～1.15的規(guī)定值，需對該段挖方邊坡坡率進行變更設計。

邊坡坡率調整

以相關工程實例作為參考，并參照規(guī)范，對強風化巖石采用1∶0.75～1∶1.25的坡率，對弱風化、微風化巖石采用 1∶0.5～ 1∶1的坡率，針對 K17+340～ K17+420段路基右側，挖方邊坡放緩至1∶1.0，右側挖方邊坡高度為60.25 m，屬于巖石深挖路塹邊坡，對邊坡進行穩(wěn)定性計算。計算結論得出邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)為1.095，該段挖方邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)滿足規(guī)范要求1.05～1.15的規(guī)定值。

因該段受斷裂帶的影響，現(xiàn)有挖方邊坡巖體較破碎，K17+365～K17+400段現(xiàn)有挖方邊坡坡面變形開裂，采用消坡卸載的方式，保證路基邊坡的穩(wěn)定，同時，對挖方邊坡采取相應防護處理。

根據(jù)變更設計挖方邊坡穩(wěn)定性計算情況，結合現(xiàn)場實際情況，該段挖方邊坡形式采用臺階坡。為保證邊坡的穩(wěn)定性及可靠性，對原設計相應排水設施做出更改。挖方邊坡設置邊坡平臺，臺階寬度為2.0m，每15.0m設置一級。因該段巖體陡傾，斷裂分布，節(jié)理裂隙發(fā)育，在開挖過程中，為避免對巖體的過度擾動，建議采用小型光面爆破或免爆的方法施工。

路基排水

原設計方案擬定在該段設置護面墻路段坡腳處，設置漿砌片石邊溝，邊溝形式采用寬淺型，邊溝底寬0.6m，深度0.3m，邊溝內(nèi)邊坡1∶2.0。防護工程采用護面墻及主動防護網(wǎng)分別布設于K17+260～K17+580段路基右側、K17+250～K17+580段路基左側及K17+360～K17+500段路基左側和K17+320～K17+480段路基右側存在碎落工程隱患的路段。現(xiàn)根據(jù)上述坡率調整，配合變更路基排水設施如下：

漿砌片石邊溝：在該段設置擋墻路段坡腳處，設置漿砌片石邊溝，邊溝形式采用寬淺型，邊溝底寬1.0m（兼碎落臺），邊溝深度0.3m，邊溝內(nèi)邊坡1∶2.0；設置的邊溝起終點處，與原有設計的排水設施順接。

漿砌片石截水溝：在K17+220～K17+340和K17+410～K17+700段路基右側，挖方邊坡外側設置漿砌片石截水溝，截水溝采用矩形斷面，截水溝寬度0.4m，截水溝深度0.4m；設置的截水溝起終點處，將坡面匯水排出路基以外。

結束語

現(xiàn)代公路邊坡防護必須根據(jù)公路的實際情況開展設計工作，對地質災害發(fā)生段落邊坡坡率的確定，需前期做好相關地勘物探，掌握詳細的巖土資料。此外在公路交工運營后，應加強對危險路段邊坡防護工程的后期使用情況進行跟蹤觀察，并協(xié)同養(yǎng)護部門定期進行檢修和維護工作，確保行車安全，保證山區(qū)道路的良好運行。