贵州黎洛高速路堑边坡典型破坏型式及防护措施

张世洲

(辽宁省交通规划设计院，辽宁　沈阳　110166)

贵州黎洛高速路堑边坡典型破坏型式及防护措施

张世洲

(辽宁省交通规划设计院，辽宁沈阳110166)

张世洲(1980—)，工程师，硕士研究生，研究方向：特殊路基工程。

摘要：贵州黎平至洛香高速公路为浅变质的变余砂岩与板岩，构造发育，岩体节理、裂隙发育，局部产生滑塌、崩塌现象。文章以该工程为例，分析了该路堑边坡存在的典型破坏型式，提出采用以骨架防护、生态植草为主的坡面防护和以挡土墙、锚杆框架、锚索框架为主的坡体防护等防护措施。

关键词：黎洛高速；路堑边坡；破坏型式；防护措施

0引言

贵州省公路建设主要以山区和丘陵地区为主，区域地质构造十分复杂。边坡防护支挡措施、现场施工方法工艺不当等诸多因素都会造成路堑边坡失稳，进而影响后期运营安全。以黎平至洛香高速公路为例，通过现场施工开挖、地质勘察及初步监测等手段，总结归纳了路堑边坡几种典型破坏型式，并对相应的防护措施进行了探讨，通车运营三年来未出现边坡失稳破坏现象，为今后路堑边坡防护设计、施工监测提供一定的参考依据，具有一定的指导意义。

1工程地质概况

黎洛高速公路线路位于雪峰古陆-苗岭隆起区所夹的黎平短轴穹隆内，线路总体呈近南北走向[1]。路堑边坡体的主要岩土构成可以分为两部分：上覆盖土体与下伏岩层。覆盖土体主要由第四系更新统残积粉质黏土、亚黏土与坡积碎石土(Q2el+dl)等构成，一般呈褐黄色、黄色、红色、杂色、灰绿色，粉质黏土多呈硬可塑状态，碎石土呈松散~稍密状，局部含有软塑状~流塑状水田耕植软土。下伏岩层主要由元古界清水江组(Pt2q)，表现为一套以板岩，变余砂岩为主的浅变质岩，岩体坚硬程度视风化强弱而定。

线路所经区域在地史上经历了多次构造变动，因而地质构造复杂。浅变质的变余砂岩与板岩，但构造发育，岩体节理、裂隙发育，局部产生滑塌、崩塌现象。多组裂隙切割岩石造成的潜在崩塌体：由两组或两组以上裂隙切割岩石，使岩土沿陡倾角裂隙面产生崩塌。

岩体走向多与线路斜交，且倾角均较小，因此顺层路堑岩质高边坡较多，如遇岩层间夹有软弱泥夹层或岩体风化程度较深、强度降低较大时，易形成顺层路堑岩质高边坡的不稳定问题，需给予特别重视。局部区段山体坡前由坡积碎石土组成松散堆积层，厚度大，稳定性差。

2典型破坏型式及防护措施

2.1　顺层滑塌破坏及防护型式[2]

根据线路所在区内地质构造特征分析，设计带位于雪峰古陆西缘，苗岭隆起带东侧的黎平短轴穹隆内，设计带内褶皱构造有黎平短轴穹隆和王家团复式向斜。黎平短轴穹隆褶皱轴向呈北东东至北东，轴长设计区内约23 km，线路从其核部通过。王家团复式向斜位于顿洞、王家团、甘塘一带，轴向呈北30°东，轴长约80 km，宽16~20 km。向斜为线状褶曲，其周围次级褶曲构造较发育。

现场开挖情况显示，全线右侧路堑边坡居多，且多为顺层岩质边坡，主要分布在1~4施工标段内，岩层主要构成为震旦系变余砂岩、板岩，风化破碎程度较为严重，岩体力学强度较弱，属基本稳定~欠稳定边坡，需适当调整或局部增加防护及排水工程。如若岩层间含有软弱泥夹层，则路堑边坡属于欠稳定~不稳定边坡类型，需要采取防护措施进行稳固，防止其产生破坏，影响工期，破坏环境，造成不必要的损失。全线此类边坡较为突出，主要发生在1~4施工标段。

图1　K9+120~K9+300段右侧实例图

典型工点如图1所示，为2标K9+120~K9+300段右侧三级边坡顺层滑塌，边坡岩体被几组裂隙将切割成碎块状，裂隙显张性有黏土矿物充填，节理面平整光滑，岩石破碎。该段挖方坡顶有3.5万伏的高压线杆，线杆拉索距开挖坡脚仍只有12 m。为保证边坡坡体稳定，保证坡顶高压线安全，需加强防护，一步到位，不留后患。其中K9+185~K9+245段采用锚索框架植草防护，K9+157~K9+185和K9+245~K9+304两段采用锚杆框架植草防护。锚索间距为5 m×4 m，每孔锚索6束，入射角为15°，框架采用C30混凝土现浇。施工完成后效果如图2所示。

图2　K9+120~K9+300段右侧防护实例图

2.2　类均质体滑塌破坏及防护型式

由于设计带内岩土体在地史上经历了多次构造变动，因而地质构造复杂，局部区域揉皱破坏严重，节理裂隙发育，此类边坡为基本稳定~欠稳定状态。如若岩土体受水浸蚀或受自然营力作用呈强风化~全风化土状，其强度较低，其稳定性状况属欠稳定~不稳定类型，需要在放缓边坡坡率的基础上，进行必要的支挡防护，并且对重点区段的施工工艺要求严格按照规范及设计要求进行，严禁全断面开挖后进行防护，此类边坡主要发生在1标、3标等施工合同段内。

图3　DK0+520~DK0+631段右侧实例图

典型工点如图3所示，为1标汉寨互通立交D匝道DK0+520~DK0+631段右侧二级边坡。岩体构成：上覆第四系土层厚度仅为2 m左右，其下部主要构成为全风化~强风化板岩岩层，呈土状，岩体风化破碎，强度极弱，且含水量较大。在边坡开挖后，中间区段坡体顺软弱层面下滑，且在坡面上形成较大的张开裂隙，路堑边坡处于不稳定边坡。该段防护措施建议在一级边坡上设置挡墙支挡，将二级边坡放缓坡率后植草防护。挡墙墙身及基础采用M7.5浆砌片石砌筑，挡墙型式为仰斜式挡土墙，背坡和面坡均为1∶0.25。要求严格施工工艺，确保施工安全。施工完成后效果如图4所示。

图4　DK0+520~DK0+631段右侧防护实例图

2.3　沿软弱层面的滑塌破坏及防护型式

斜坡岩土体的强度较高，但由于大地构造运功等作用，在斜坡岩土体内部存在不利的软弱层面，其强度极低，在路堑边坡开挖后，如若支挡结构强度不够、施工工艺方法不当，原有斜坡岩土体坡脚支撑削弱，斜坡上岩土体沿着这些软弱层面向坡下产生滑移变形乃至最终破坏。这种软弱层(带)有富水黏土层或全风化呈土状板岩层、煤层层面等，其强度极低，控制着此类路堑边坡的稳定，需加强防护与加固。此类边坡主要分布在2标、4标施工标段。

图5　AK0+092～AK0+285段左侧实例图

典型工点如图5所示，为2标黎平服务区A场区AK0+092~AK0+285段左侧五级边坡。岩体构成为板岩，强风化，节理裂隙发育，岩体极为破碎，顺倾的板岩岩层间含泥化夹层，且在开挖过程中受扰动具有松动开裂滑塌现象，岩层倾角39°~50°，考虑到顺倾岩层间泥化夹层遇水浸泡后强度降低较大，控制着该段高边坡的稳定，综合分析认为该段边坡开挖后处于欠稳定状态，需进行加强防护，确保服务区内建筑物及人员的安全。设计在第四级边坡设置锚杆框架植草防护，在第一级设置挡土墙，第二、三级边坡滑塌处设置锚索框架植草结构，第五级边坡刷缓坡率后进行植草防护。M7.5浆砌片石砌筑，挡墙型式为仰斜式挡土墙，背坡和面坡均为1∶0.25。锚杆间距为2 m×2 m，锚杆钢筋直径25 mm，入射角为20°，框架采用C25混凝土现浇。施工完成后效果如图6所示。

图6　AK0+092~AK0+285段左侧防护实例图

2.4　其它形式的破坏及防护型式

此类边坡单个岩块强度较高，但岩体风化破碎，裂隙张开，岩体构成主要为灰岩地层，边坡的整体稳定性较好，但当裂隙倾向线路时，在路堑边坡开挖后常常会产生开挖面的局部坍塌，或由于边坡高度较大时，其张开的裂隙对线路的正常运营安全造成一定的威胁，需要对其进行必要的补强或防护。此类型路堑边坡主要分布于2标、4标的部分区段。

图7　K19+270~K19+550段左侧实例图

典型工点如图7所示，为K19+270~K19+550段左侧五级边坡。坡体岩层主要构成为：上覆第四系残坡积粉质黏土、碎石土，下伏二迭系上统吴家坪组(P2w)浅灰~深灰色厚层块状生物碎屑灰岩夹薄层硅质岩，其下为灰、灰绿色黏土岩，局部夹硅质岩。灰岩受碳质浸染，层面抗剪切强度低，控制着路堑边坡的岩体整体强度，且岩体风化破碎，路堑边坡处于不稳定状态。设计将第四、五级边坡放缓坡率至1∶1.5，采用拱形骨架防护，一、三级采用锚杆框架植草防护，二级采用锚索框架植草的防护型式。同时，需要施工严格按照设计和规范要求施工，分级、分段、及时尽早进行防护。锚索间距为5 m×4 m，每孔锚索6束，入射角为15°，框架采用C30混凝土现浇。锚杆间距为2 m×2 m，锚杆钢筋直径25 mm，入射角为20°，框架采用C25混凝土现浇。严禁上级坡体防护措施未进行施加前开挖坡脚岩土体。施工完成后效果如图8所示。

图8　K19+270~K19+550段左侧防护实例图

3结语

路堑边坡是在修建高速公路的过程中，对线路经过区域的山体进行人为开挖而形成的地质体，因而不仅需要保证高边坡工程建成后运营期的稳定，而且需要确保其在修建过程中的安全与稳定。而对于路堑高边坡工程稳定性的判定，不仅需要分析其所处的工程地质条件(地形地貌、地层岩性、地质构造和水文地质条件)，而且还要分析相应的防护措施工程(坡型、坡率、坡高及相应的加固、防护和排水措施)及其两者相互作用过程。除应采取合理防护支挡加固措施外，还必须采用科学有效的施工方法、工艺及程序，避免施工过程中边坡失稳破坏，影响边坡的长期稳定和道路运营安全。

参考文献

[1]辽宁省交通规划设计院.贵州黎平至洛香高速公路两阶段施工图设计[Z].2009.

[2]中铁西北科学研究院有限公司.贵州黎平至洛香高速公路边坡防护工程咨询报告[R].2011.

Typical Damage Types and Protective Measures of Guizhou Liluo Express-way Cutting Slope

ZHANG Shi-zhou

(Liaoning Provincial Communication Planning & Design Institute，Shenyang，Liaoning,110166)

Abstract：Guizhou Liping-Luoxiang Expressway is the blastopsammite and slate with epizonal metamorphism，with structure development as well as rock joints and fractured growth，and with local slumping and collapse phenomenon.Taking this project as the example，this article analyzed the typical damage types of its cutting slope，and proposed the application of protective measures such as slope surface protection based on framework protection and ecology grass planting as well as the slope guard based on retaining walls，anchor frame，and anchor-cable frame.

Keywords：Liluo Expressway；Cutting slope；Damage types；Protective measures

文章编号：1673-4874(2015)12-0038-04

中图分类号：U416.1+3

文献标识码：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2015.12.009

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