某微丘區(qū)深路塹勘察

楊鳳偉 王劍鋒

(安徽省交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥 230011)

1 工程概述

某微丘區(qū)公路深路塹擬開挖長(zhǎng)度約100 m，最大開挖高度40.12 m。該段路塹場(chǎng)地位于安徽沿江丘陵區(qū)，巖性為全、強(qiáng)、中風(fēng)化石英正長(zhǎng)巖，全、強(qiáng)風(fēng)化石英正長(zhǎng)巖厚度較大，吸水能力強(qiáng)，由于組成物質(zhì)松散，易受水流沖刷造成水土流失。中風(fēng)化巖體節(jié)理裂隙很發(fā)育，完整程度為破碎～較破碎，主要結(jié)構(gòu)面類型為裂隙面，結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度差，對(duì)深路塹的穩(wěn)定性影響較大。工程區(qū)屬北亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)，雨量充沛集中，易發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。此處深路塹邊坡所在丘頂高程為58.22 m，丘麓處實(shí)測(cè)地面高程17.50 m～18.15 m，相對(duì)高差40.12 m。區(qū)內(nèi)自然山坡坡度一般在15°～30°，丘頂植被茂密，主要以松樹、灌木等為主。

2 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件

2.1 地形、地貌

項(xiàng)目區(qū)地貌單元為沿江丘陵平原，微地貌單元為丘頂、丘坡及丘麓[1]。

通過現(xiàn)場(chǎng)勘察，場(chǎng)地地形起伏，區(qū)內(nèi)在垂直原公路走向丘體均存在人工開挖痕跡，其中沿?cái)M建工程小樁號(hào)側(cè)丘體現(xiàn)狀正進(jìn)行人工開挖活動(dòng)。

2.2 場(chǎng)地地層條件

2.3 地下水

地下水類型為基巖裂隙水[3]當(dāng)大氣降水時(shí)，迅速形成地表徑流向山丘間沖溝及低洼處排泄，少量雨水滲入土層或基巖風(fēng)化裂隙后，又沿風(fēng)化裂隙向低洼處徑流、排泄，風(fēng)化強(qiáng)烈的基巖會(huì)形成小的潛水層。

2.4 不良地質(zhì)和特殊性巖土

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘和地質(zhì)調(diào)查，不良地質(zhì)作用主要為沿兩側(cè)人工開挖面的落石及靠S228側(cè)丘坡由于風(fēng)化不均勻而局部外露的中風(fēng)化危巖,中風(fēng)化巖體坡度在45°～53°，在節(jié)理裂隙切割下可能呈崩塌、掉塊[3]破壞。根據(jù)勘察表明，邊坡場(chǎng)地特殊性巖土主要為全風(fēng)化石英正長(zhǎng)巖，主要表現(xiàn)為吸水能力強(qiáng)，隨著含水量增大，其抗剪強(qiáng)度下降很大，工程地質(zhì)性質(zhì)較差，由于組成物質(zhì)松散，易受水流沖刷造成水土流失。

2.5 地震

參考文獻(xiàn)[4]，該區(qū)Ⅱ類場(chǎng)地基本地震動(dòng)峰值加速度值為0.10g，對(duì)應(yīng)地震烈度為7度；基本地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜特征周期值為0.35 s。

3 工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

3.1 邊坡穩(wěn)定性分析及評(píng)價(jià)

3.1.1自然斜坡的穩(wěn)定性分析

深路塹區(qū)屬沿江丘陵平原地貌區(qū)，擬建深路塹穿越丘體西北側(cè)，全、強(qiáng)風(fēng)化石英正長(zhǎng)巖厚度較大，吸水能力強(qiáng)，由于組成物質(zhì)松散，易受水流沖刷造成水土流失。中風(fēng)化石英正長(zhǎng)巖硬度較大，為較完整巖體。坡地自然坡度15°～30°，坡面表層植被發(fā)育，主要為松樹。地表未發(fā)現(xiàn)斜坡變形破壞等不良地質(zhì)現(xiàn)象，自然斜坡較穩(wěn)定。

3.1.2深路塹邊坡穩(wěn)定性分析的方法和思路

1)對(duì)全風(fēng)化巖其邊坡結(jié)構(gòu)類型為散體結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性差，坡角取決于巖體的抗剪強(qiáng)度，應(yīng)按照?qǐng)A弧滑動(dòng)法來進(jìn)行穩(wěn)定性分析計(jì)算，并反演計(jì)算出抗剪強(qiáng)度。

通過室內(nèi)巖土試驗(yàn)，并參考文獻(xiàn)及同類工程經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，按照?qǐng)A弧滑動(dòng)法分析，反演計(jì)算深路塹抗剪強(qiáng)度等各巖土設(shè)計(jì)參數(shù)，詳見表1。

表1 深路塹各巖土設(shè)計(jì)參數(shù)表

2)對(duì)中風(fēng)化石英正長(zhǎng)巖，其邊坡結(jié)構(gòu)類型為塊體結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性較好，按極射赤平投影對(duì)巖體節(jié)理裂隙進(jìn)行分析[5]，如表2所示。

表2 右側(cè)開挖邊坡的極射赤平投影

3)對(duì)強(qiáng)風(fēng)化石英正長(zhǎng)巖，其邊坡巖體結(jié)構(gòu)類型為碎裂結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性較差，按圓弧滑動(dòng)法和極射赤平投影進(jìn)行分析，然后再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行分析。

經(jīng)過綜合分析，該挖方右側(cè)邊坡為巖質(zhì)邊坡。邊坡穩(wěn)定性主要受開挖深度、結(jié)構(gòu)面組合產(chǎn)狀、風(fēng)化層厚度等控制[6]。本段邊坡最大刷坡高度40.12 m，挖深較大，結(jié)合赤平投影及場(chǎng)地地層巖性綜合分析，該路塹邊坡整體較穩(wěn)定。但由于切坡產(chǎn)生陡坡或臨空面，在重力、風(fēng)化作用、地表水下滲作用和地下水侵蝕作用等不利條件下，導(dǎo)致巖體破碎，在施工階段挖方區(qū)適當(dāng)加強(qiáng)防護(hù)措施。邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)詳見表3。

表3 邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)表

3.2 邊坡開挖方式及防護(hù)措施建議

挖方土石的主體為全風(fēng)化石英正長(zhǎng)巖、強(qiáng)風(fēng)化石英正長(zhǎng)巖和中風(fēng)化石英正長(zhǎng)巖。全、強(qiáng)風(fēng)化石英正長(zhǎng)巖抗風(fēng)化能力和防雨水沖刷能力均較差，因此建議邊坡開挖應(yīng)盡量避開雨季施工，施工過程中應(yīng)嚴(yán)格采用逆作法[7]，并做到“逐級(jí)開挖，逐級(jí)防護(hù)”要求，坡頂和平臺(tái)位置處均應(yīng)設(shè)置截水溝以截?cái)嗟乇硭?。具體為：

1)建議邊坡按1∶0.75～1∶1.5分階放坡，開挖時(shí)應(yīng)分級(jí)預(yù)留平臺(tái)，建議平臺(tái)寬2 m，每級(jí)開挖高度8 m～10 m。建議平臺(tái)及坡頂邊外應(yīng)設(shè)置截、排水溝，加強(qiáng)坡內(nèi)、坡外地下水及地表水的排放措施，對(duì)全、強(qiáng)風(fēng)化石英正長(zhǎng)巖坡面可采用錨桿框架植物防護(hù)，對(duì)中～微風(fēng)化石英正長(zhǎng)巖坡面可采用掛SNS和GPS柔性網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)，并加強(qiáng)坡面防護(hù)及綠化措施，做到及時(shí)封閉。

2)邊坡巖體節(jié)理發(fā)育至很發(fā)育，在結(jié)構(gòu)面切割組合下易形成不穩(wěn)定楔形體，對(duì)邊坡穩(wěn)定不利，建議開挖過程中應(yīng)注重結(jié)構(gòu)面的測(cè)量與分析工作，對(duì)不穩(wěn)定楔形體及時(shí)進(jìn)行清除或加固支護(hù)。

3)邊坡體全、強(qiáng)風(fēng)化石英正長(zhǎng)巖厚度較大，且為砂土狀，抗風(fēng)化能力和防雨水沖刷能力均較差，長(zhǎng)時(shí)間暴露或遇水易產(chǎn)生滑塌，建議后期加強(qiáng)支護(hù)措施和截排水措施。

4 結(jié)語

通過勘察表明該深路塹巖土體為全風(fēng)化石英正長(zhǎng)巖、強(qiáng)風(fēng)化石英正長(zhǎng)巖、中風(fēng)化石英正長(zhǎng)巖，該段局部存在外露的中風(fēng)化危巖等不良地質(zhì)因素，根據(jù)各巖土設(shè)計(jì)參數(shù)及結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，綜合分析，提出深路塹開挖方式、坡率及防護(hù)措施建議。