运营高速公路软弱岩体路堑边坡塌方及处治措施

邓明伟 习小华

摘 要：受连续强降雨的影响，某运营高速公路软弱岩体路堑边坡发生了塌方。采用边坡分析软件Rocscience-Slide中的Bishop法、Morgen-Price法确定了边坡最不利滑动面及稳定系数。综合边坡稳定性分析结果以及边坡岩体工程特征，采用了锚索格构梁、护脚挡土墙、增设急流槽等支护措施，经实践证明效果良好。

关键词：软弱岩体 路堑 稳定性分析 处治措施

中图分类号：U421 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）05（a）-0009-02

1 工程概况

某高速公路K60+700～K60+836段路堑高边坡岩层主要为石英砂岩、凝灰质砂岩、夹灰黑色页岩，表面覆盖层厚，呈砾质粘土状。该边坡为九级坡，一、二级边坡坡率1∶0.75，采用实体护面墙措施；三级边坡坡率1∶1.0，采用实体护面墙措施；四、五级边坡坡率1∶1.25，采用C型拱4 cm水泥砂锅浆抹面措施；六级边坡坡率1∶1.25，采用25 m预应力锚索、30 cm满铺措施；七、八、九级边坡坡率1∶1.5，其支护措施分别为喷射C25砼10 cm、挂网锚喷C25砼、锚喷；于2002年12月竣工。

2 边坡塌方及原因分析

2015年6、7月江西出现了强降雨，受强降雨的影响，2015年6月10日，K60+752～K60+779段一级边坡发生滑塌。受连续强降雨的影响，7月2日，原滑塌区上方的二级坡发生滑塌，并且一级坡滑塌范围扩大。

2.1 塌方概况

（1）初次塌方情况，滑塌区坡长12.45 m，宽度27 m，坍塌体上部（一级平台下方）回填有大量土与碎石的混合物，厚度超过2 m，下部回填碎石与浆砌片石厚度也超过1 m。

一级平台有10条横缝，3条延伸较长的纵缝，并且坍塌体南侧纵缝伴随着混凝土板的拱起。二级平台32条裂缝，大部分为横缝。平台开裂一方面使得排水沟的水顺着裂缝流入坡体，另外一方面裂缝可能延伸至护面墙上，引起护面墙的开裂。三级平台尺寸较大，出现大量不规则的裂缝。四级以上坡面和平台有少量裂缝发育（见图1，图2）。

（2）二次塌方情况，第二次滑塌主要发生在原有滑塌区的正上方和北侧（如图3），一级边坡滑塌后，上部坡体失去支撑，近期的降雨使土体饱和，加大了岩土体的重度，削弱了坡体的抗剪强度，最终使其滑落下来。滑塌区南侧一级坡面发生较大鼓包和开裂，如图3所示。对滑塌区坡面进行了清理，见表层基岩风化严重，节理裂隙大量发育。

2.2 塌方原因分析

（1）内因，原有下部边坡年久失修，稳定性较差，坡面原始基岩风化程度较大，在设计或施工时，为了维持坡率和形成2 m宽的马道，在一级坡顶平台下方回填了厚度超过1.5 m的土与碎石混合物，浆砌石的重力施加在回填碎石土的表面，边坡表层很难维持稳定。

（2）外因，一级坡顶的排水沟设置不合理，导致沟内的水不能顺利排出，检修通道未兼做急流槽的作用。

由于未按时清理排水沟，导致排水沟发生淤积，并生长大量植被，导致排水不畅；另一方面平台上的横向裂缝延伸至排水沟侧壁，如此雨水能通过裂缝进入坡体内部。坡面经历多年的劣化过程，再加上近期连续的强降雨，导致滑塌产生。

3 安全稳定性计算

3.1 计算方法

根据竣工资料及滑塌出露岩土情况可知：该边坡岩层主要为砂岩、凝灰质粉砂岩、夹黑灰色页岩，局部存在软弱岩层，对边坡稳定不利。

Rocscience-Slide软件是一款基于极限平衡分析方法的两维的土质或岩质边坡稳定性的分析程序，滑裂面可以是圆弧的和非圆弧的形式。可以简单快速的分析复杂的模型，可以模拟多种外部荷载、地下水和支护形式。该文采用Rocscience-Slide 软件中的Bishop法、Morgen-Price法对边坡安全系数进行计算。

3.2 计算参数的选取

根据勘察资料、施工资料反映坡面以内5 m为软弱破碎层，破碎层内主要成分为碎石土和风化严重的山体表层岩土。软弱破碎层在饱水状态下的力学参数为：粘聚力c=8 kPa，内摩擦角φ=28°；基岩粘聚力c=50 kPa，内摩擦角φ=30°。

3.3 计算结果

利用Bishop法和Morgen-Price法对不滑动面的稳定系数进行计算，确定了边坡最不利滑动面，最不利滑动面的边坡稳定系数为0.842（Bishop法）、0.840（Morgen-Price法）。参照《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）和《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）中的相关要求可知，边坡处于不稳定状态。

4 处治方案

根据边坡稳定性评价结果以及边坡滑塌和边坡出现病害的情况，遵照“安全、可靠、长效，减少后期维护”的原则，采用了表1所列的处治方法。

5 结语

运营高速公路边坡由于受到施工质量、降雨强度、边坡岩体性质以及维护等各种因素的影响，可能会发生塌方。在边坡发生塌方后，应立即采取防护措施，以免危及道路的正常运营及安全。因此，应对边坡塌方原因仔细分析，在此基础上分析边坡的稳定性，才能制定出合适的处治措施。

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