某高速公路边坡危岩调查和稳定性评估

何成君

(四川省通川岩土工程技术开发有限责任公司，四川 成都 610041)

四川某高速公路建成通车已多年，其中一路段为花岗岩路堑边坡，为花岗石开采场，坡体裂隙发育，多危岩，建设期主要采用被动网与拦石墙进行治理。

1 地质条件

该区内山脉水系多顺构造迹线展布，为剥蚀、侵蚀构造中高山，坡高陡，沟谷深切，冲沟发育，无不良地质现象，区域地震基本烈度为7 度，区域断裂5 条，延伸3-5Km。

该段边坡为花岗岩人工切坡，坡高，多有陡崖、陡壁，坡度一般65～85°，崖脚至崖顶高度一般40～160m，最高达200m 以上，测区危岩分布范围广，危岩带总数达30 处，危岩影响的路段长约1.1km。受爆破影响，裂隙发育，岩体松动变形，受地形地貌条件影响，易于形成崩塌，高陡边坡加剧裂隙发展。

岩体为晋宁期花岗岩（γ2），为暗紫红色，主要矿物为石英、斜长石及钾长石，中～粗粒等粒结构，块状构造，为硬质岩。存在厚3～5m 的爆破松动带和裂隙发育带。

花岗岩（γ2） 呈岩株状产出，节理裂隙发育，岩体被切割成块状、碎块状结构。进行节理裂隙分组后，作出节理走向玫瑰花图。区内主要节理裂隙共有5 组，其中J1、J2 及J3组尤为发育，系危岩段边坡的主控结构面，亦为区内危岩体的主要切割面。

节理裂隙主要具有以下特征：

1） 自然斜坡，特别是陡崖处的风化卸荷带内，在长期重力作用下，陡倾节理裂隙均有不同程度的翻转弯曲，甚至反倾。

2） 花岗岩开采区内，在爆破影响下节理裂隙进一步延伸、张开并产生大量不规则裂隙，类比于花岗岩开采区外同组节理裂隙，开采区边坡爆破松动带节理裂隙开度一般增大数倍至数十倍不等，裂隙贯通性显著增强，一般张开宽度5～20mm，局部50mm 以上，无填充。

岩体受结构面切割形成多种结构，主要有楔形结构体、板状结构体、棱形结构体、方柱体、不规则形状等。结合岩体三维激光扫描成果，80~90%危岩单块块径通常小于2.5m，地面崩落块体以0.5~1m 块径为主，2~2.5m 的块径多出现在中低位崩塌中。高位崩塌岩块也存在2m 块径。

2 危岩成因及失稳破坏模式

主要为人类开采花岗岩，爆破破坏了岩体完整性，形成大量裂隙。其次是地表水及地下水作用、风化作用、重力及地震等因素的叠加加剧发育。

根据各种模式的产生条件以及实际调查的变形迹象和外貌特征将危岩的形成机制分为三种失稳破坏模式。

1） 倾倒

处于研究区近直立的陡坡，坡度大，主要发育三组结构面，一般陡倾或近于直立，其中一组结构面反倾坡内，一组裂隙倾向坡外（荷裂隙面），岩体受该组卸荷裂隙面、另外一组结构面切割成板状、楔形体。

2） 滑移

斜坡岩体受多组软弱结构面切割，其中有一组或两组结构面倾向坡外，且软弱结构面光滑。这种模式主要发育三组结构面，一组为岩体下部有倾向临空面的软弱结构面，沿软弱结构面，向坡前临空方向滑移，并使滑移体拉裂解体。

3） 错断-坠落式

该种模式通常未见有倾向坡外的结构面，主要是受自重引起的剪切力和拉张力的作用，剪应力高度集中的部位，上部有突出的悬崖岩体，岩体下部悬空，在重力长期作用下，当危岩体重心偏移至倾覆点之外后，在暴雨、地震等外力作用下，下部岩体可能被剪断时，发生错断-坠落式崩塌。

据统计，危岩破坏类型以坠落、滑移式破坏类为主，坠落类危岩总计12 个，占40%，总体积23550m3，占49%；倾倒类危岩总计2 个，占7%，总体积3700m3，占8%；滑移类危岩总计16 个，占53%，总体积20590m3，占43%。由此可见倾倒类危岩分布少，勘查区危岩主要以坠落类、滑移类危岩为主，且规模大、危害大。部分以块状～巨块状结构为主，呈悬挑状，稳定性差。

3 危岩稳定性评价

根据危岩体(区) 范围、规模、裂隙发育程度、危岩破坏模式及已经出现的变形迹象，采用地质分析法（类比），对危岩区进行稳定性定性评价。

1） A 片区危岩：

W1～W5 危岩属低位危岩。

W7、W8 危岩带面积广，高差大，危险性高，危害性大。

2） B 片区危岩：

W9～W11 危岩属中高位危岩，W10 危岩基本稳定，W9、W11 危岩不稳定性差，调查时偶有落石、掉块发生，危险性高，危害性较严重。

W12～W15 危岩带属特高位危岩，危岩体面积大，单个体积大，高差大，危岩处于欠稳定～不稳定状态，危险性高，危害性严重，清除难度大。

3） C 片区危岩：

W16~W20、W24 属中低位危岩，大部分危岩稳定性较差，处于欠稳定～不稳定状态，危岩崩塌后危险性高，危害性严重。

W21~W23、W25 属高位危岩，稳定性较差，处于欠稳定～不稳定状态，部分近期活动较频繁，体积较大，危岩崩塌后危险性高，危害性严重。

W26~W29 属高～特高位危岩，危岩带面积较广，距路面高差大，单个体积大，危岩稳定性差，危险性高，危害性严重，危岩带局部危石具有突发性、随机性、活动频繁，清除难度大。

该区段危岩处治难度大，特别是B、C 片区，可采取明洞、棚洞等措施进行治理。

4 结语

在高速公路建设期，受当时技术、经济等条件制约，对危岩认识不足，主要采取清理，被动网与拦石墙拦挡的防护措施，效果不理想。随着社会进步，对高速公路上行车舒适性、安全性的要求提高，岩土勘察也需与时俱进，岩土调查须更精准，利于提升工程建设的整体质量。