醴潭高速公路路塹邊坡破壞特征及處治技術(shù)研究

祖 希，劉 旭，賀陶安

（湖南省醴潭高速公路建設(shè)開發(fā)有限公司，湖南 株洲 412000）

0 引 言

湖南省醴陵至湘潭高速公路（以下簡稱醴潭高速公路）是國家規(guī)劃的“五縱七橫”12條國道主干線的上瑞國道主干線湘境中的一段。該項(xiàng)目起于湘贛兩省交界處的金魚石，路線沿祿水布設(shè)，跨祿水支流潭水，在醴陵市以東黃沙鄉(xiāng)跨106國道，醴陵市東北東堡鄉(xiāng)下穿醴瀏鐵路，至醴陵市的八步橋鄉(xiāng)，經(jīng)芷錢橋跨入瀏陽市官橋鄉(xiāng)，在宋家橋進(jìn)入株洲市，在明照鄉(xiāng)分路口下穿省道S211線，至株洲市龍頭鋪鎮(zhèn)，進(jìn)入長沙縣的跳馬鄉(xiāng)，跨京廣鐵路進(jìn)入湘潭市易家灣鎮(zhèn)，終于長潭高速公路殷家坳互通收費(fèi)站，接潭邵高速公路與京港澳高速公路。

路塹邊坡是經(jīng)常見到的一種人工邊坡，從另外一個(gè)角度來說，它也是一種永久性邊坡。路塹邊坡出現(xiàn)變形破壞最重要的一個(gè)因素就是坡上的巖石和土體的自重作用。而因?yàn)楣こ涕_挖，造成邊坡上的巖石和土體開始出現(xiàn)松動(dòng)，再加上雨水的沖刷往往會(huì)帶來滑坡的危險(xiǎn)，所以邊坡的變形破壞通常會(huì)給施工建設(shè)以及運(yùn)營帶來極大的不利影響。不僅是安全風(fēng)險(xiǎn)，也包括經(jīng)濟(jì)損失，所以需要給予重視。不過大量對(duì)滑坡進(jìn)行整治的項(xiàng)目，設(shè)計(jì)者因?yàn)閷?duì)地質(zhì)體了解不夠深入，對(duì)造成滑坡的原因、條件分析不夠完善，因此造成設(shè)計(jì)沒有針對(duì)性，無法真正解決問題。本文以醴潭高速公路K1032+440～K1032+715下行路塹邊坡作為依托，對(duì)它如何被破壞，以及破壞程度做出一個(gè)整體的分析，并在此基礎(chǔ)上提出了醴潭高速公路路塹邊坡處治方法，為同類路塹邊坡分析與處治提供參考。

1 K1032+440～K1032+715下行路塹邊坡破壞特征

1.1 原邊坡設(shè)計(jì)

原邊坡采用臺(tái)階式邊坡，碎落臺(tái)寬2 m，邊坡坡率為1∶0.75～1，每級(jí)高 8 m，級(jí)間平臺(tái)寬 2 m。下設(shè)1.5 m高片石混凝土擋墻，一級(jí)坡面上部設(shè)有1 m左右高漿砌塊石擋土墻，如圖1所示。

1.2 邊坡破壞特征

醴潭高速公路K1032+440～K1032+715下行路塹邊坡滑坡體頂部高程約96.0 m，公路路面高程約70.91 m，高差約25 m，滑坡體前緣寬度約80 m，厚度約4 m，長約34 m，滑坡方量約為6000 m3?；驴傮w情況如圖2所示。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察情況，一級(jí)坡開裂下推，滑坡體前緣長度約40 m，如圖3所示。

圖3 滑坡體前緣情況

滑體下沉導(dǎo)致坡腳混凝土擋墻受推動(dòng)出現(xiàn)變形、移位，如圖4所示。

圖4 坡腳混凝土擋墻變形

受混凝土擋墻的支擋作用，滑坡體沒有進(jìn)一步發(fā)生滑動(dòng)。邊坡曾發(fā)生過滑坡，后在一級(jí)邊坡平臺(tái)上部砌筑了兩級(jí)漿砌片石擋土墻進(jìn)行加固，受此次滑坡影響，該擋土墻局部遭到破壞，如圖5所示。

圖5平臺(tái)處擋墻垮塌

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察情況，坡體上發(fā)現(xiàn)三條裂縫：

（1）第一條裂縫。自邊坡原一級(jí)平臺(tái)位置向上延伸至原三級(jí)平臺(tái)的位置，裂縫處錯(cuò)臺(tái)約50 cm，張開約10 cm，如圖6所示。

圖6第一條裂縫發(fā)育情況

（2）第二條裂縫。邊坡原二級(jí)平臺(tái)位置橫向裂縫，裂縫處最大錯(cuò)臺(tái)約110cm，張開約15cm，如圖7所示。

圖7 第二條裂縫發(fā)育情況

（3）第三條裂縫。邊坡一級(jí)平臺(tái)橫向裂縫，裂縫處最大錯(cuò)臺(tái)約70 cm，張開約10 cm，如圖8所示。

圖8 第三條裂縫發(fā)育情況

1.3 工程地質(zhì)情況

該路段橫穿一山坡地，斜坡相對(duì)高差50 m，山坡自然坡度在25°～35°，如圖9所示。

圖9 該路塹邊坡工程地質(zhì)平面圖

邊坡巖層：主要為強(qiáng)至弱風(fēng)化砂質(zhì)板巖，呈紫紅色至灰黃色，變余結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較為破碎，巖質(zhì)較軟，受風(fēng)化作用處上而下漸弱，基本切割全為強(qiáng)至弱風(fēng)化層，破裂得特別嚴(yán)重，會(huì)大大提升滑坡的可能性。

水文地質(zhì)：一般有路塹位置的山體這方便的條件就會(huì)比較簡單，地下水的類型較為單一，就是基巖風(fēng)化裂隙水，而且在這種地形構(gòu)造下，地下水含量通常都不高，而且它主要靠雨水來進(jìn)行補(bǔ)充。

2 滑坡成因分析

2.1 邊坡巖體結(jié)構(gòu)

能夠?qū)吰碌姆€(wěn)定度起到絕對(duì)把控效果的就是巖體的結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀。因?yàn)閷?duì)于路塹邊坡來說，最上邊的部分土質(zhì)比較疏散，而且之間空隙不小，這就使得如果出現(xiàn)雨水，很容易滲透下去，下一層是強(qiáng)至弱風(fēng)化砂質(zhì)板巖，這一層的結(jié)構(gòu)會(huì)造成路塹邊坡面向天空的一面會(huì)出現(xiàn)緩慢的散開、漸進(jìn)式坍塌，不斷的牽引會(huì)使得結(jié)構(gòu)造成破壞。

2.2 地下水與大氣降雨的作用

可以說導(dǎo)致邊坡變形最重要的因素就是水的破壞，特別是洪水、大到暴雨、多日不斷的陰雨以及地下水等早成的破壞更為嚴(yán)重。本文以地下水為對(duì)象重點(diǎn)分析它如何對(duì)邊坡造成危害。首先，它會(huì)讓巖石和土體的整體性受到破壞，如果巖體吸收了足夠的水分，那么它的軟化系數(shù)只有0.5～0.7，有時(shí)候甚至?xí)陀谶@一數(shù)值。其次，如果邊坡上有帶有膨脹特點(diǎn)的巖石，那么它在有水時(shí)會(huì)產(chǎn)生膨脹，水分流失后又被縮小，那么這會(huì)使得巖石產(chǎn)生裂縫，甚至分成數(shù)塊，整體性能進(jìn)一步破壞。再次，它會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性能變得非常脆弱或軟弱，這種改變是造成巖體不穩(wěn)以及變形的最主要因素。吸收了大量水分的結(jié)構(gòu)面會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)明顯的變化：一個(gè)是軟化，它會(huì)讓強(qiáng)度顯著減??；另一個(gè)是泥化，它讓巖石的狀態(tài)產(chǎn)生了變化，因此造成輕度減弱也是最嚴(yán)重的。最后，它使得靜壓力進(jìn)一步加大。同時(shí)根據(jù)研究數(shù)據(jù)測(cè)算，邊坡在有地下水影響時(shí)，會(huì)比沒有地下水時(shí)的穩(wěn)定系數(shù)要低上30%。

所以說地下水與巖石產(chǎn)生的反應(yīng)是邊坡變形的關(guān)鍵因素，醴潭高速公路K1032+440～K1032+715下行路塹邊坡質(zhì)為砂質(zhì)板巖及黏性土，這兩種土質(zhì)遇水都很容易散開，而且散開所花的時(shí)間也非常短，通常僅僅幾個(gè)小時(shí)就能完全散開，特別是被曬干以后再遇水，更是加速散開的效率。所以強(qiáng)至弱風(fēng)化砂質(zhì)板巖遇到水就很容易發(fā)生滑坡。

3 滑坡處治

依據(jù)醴潭高速公路K1032+440～K1032+715下行邊坡的地形地貌特征、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造和巖體結(jié)構(gòu)等，并考慮經(jīng)濟(jì)因素，確定采用坡率法（減重法）進(jìn)行處治。主要措施如下：

（1）封閉地表裂縫，疏通截排水溝。

（2）進(jìn)行詳細(xì)勘察，查明滑面深度，準(zhǔn)確確定滑坡范圍。

（3）對(duì)滑坡體分級(jí)進(jìn)行卸載，坡腳采用重力式混凝土擋土墻進(jìn)行加固處理，坡面采用混凝土骨架進(jìn)行防護(hù)，并做好邊坡截排水措施。

（4）在滑坡處理前，加強(qiáng)對(duì)滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行巡查，確保道路行車安全。

4 結(jié) 語

（1）醴潭高速公路 K1032+440～K1032+715 下行邊坡坡體上有三條裂縫：第一條裂縫分布在自邊坡原一級(jí)平臺(tái)位置向上延伸至原三級(jí)平臺(tái)的位置；第二條裂縫分布在邊坡原二級(jí)平臺(tái)位置，為橫向裂縫；第三條裂縫分布在邊坡一級(jí)平臺(tái)，為橫向裂縫。

（2）該邊坡巖體為強(qiáng)至弱風(fēng)化砂質(zhì)板巖，呈紫紅色至灰黃色，變余結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較為破碎，巖質(zhì)較軟，受風(fēng)化作用處上而下漸弱，對(duì)局部邊坡穩(wěn)定性影響較大。

（3）在連續(xù)強(qiáng)降雨工況下，雨水滲入邊坡中，使得土體處于飽水狀態(tài)，土體容重增加，而力學(xué)性能降低，導(dǎo)致原滑坡體發(fā)生滑移失穩(wěn)。

（4）對(duì)滑坡體分級(jí)進(jìn)行卸載，坡腳采用重力式混凝土擋土墻進(jìn)行加固處理，坡面采用混凝土骨架進(jìn)行防護(hù)，并做好邊坡截排水措施。