張 瑜

1 工程概況

十天高速公路甘肅段起點(diǎn)位于隴南市徽縣大石碑村，終點(diǎn)位于天水市秦州區(qū)皂郊鎮(zhèn)，路線總體走向由東南向西北，建設(shè)里程189.2 km。項(xiàng)目區(qū)地形起伏，溝壑縱橫，巖性復(fù)雜，分布多處高邊坡，工程設(shè)計(jì)時(shí)針對不同巖性特點(diǎn)對高邊坡進(jìn)行工點(diǎn)設(shè)計(jì)。K642+565高邊坡位于十里鄉(xiāng)佘鋪村峽河左岸，路基高程1 672.8 m，最大邊坡開挖高度48.7 m。

2 K642+565高邊坡工程地質(zhì)條件

1)地質(zhì)概況。工程區(qū)屬中山區(qū)，山高谷深，溝壑縱橫，河谷呈“V”形，沿河岸有多級階地零星分布，局部分布古河槽。區(qū)內(nèi)巖性軟硬相間，較堅(jiān)硬的灰?guī)r地層多形成條帶狀、刀脊?fàn)钌椒?，具典型橫看成嶺側(cè)成峰的特點(diǎn)。K640+500高邊坡位于峽河左岸凸向河道的孤立山梁上，梁頂平緩，山梁上分布有平行河道的古河槽，高出現(xiàn)河床72 m，寬約210 m，高邊坡位處古河槽中。工程區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)比較活躍，以差異性升降運(yùn)動(dòng)為主，“V”形河谷發(fā)育，河流兩岸有高階地及古河槽分布。工程區(qū)處于南北地震帶的和政—武山—天水地震亞帶和舟曲—武都地震亞帶，地震活動(dòng)頻繁。工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.30g，相當(dāng)于地震基本烈度8度區(qū)。工程區(qū)地表水為峽河河水及泉水，峽河多年平均流量1.743 m3/s，年徑流總量0.55億m3，實(shí)測洪峰流量100 m3/s。泉水:出露于峽河岸坡及溝道中，出露高程1 650 m～1 660 m，流量0.1 L/s～0.3 L/s，水質(zhì)清澈。

2)地層巖性。根據(jù)地調(diào)及鉆孔揭示，坡體巖性為第四系中晚更新統(tǒng)沖洪積礫砂、卵石土、碎石土、粘土層，局部呈互層狀，厚度大于50 m。①層第四系晚更新統(tǒng)沖洪積礫砂夾角礫、粉質(zhì)粘土層，以礫砂為主，土含量約占20%～30%，礫石成分以板巖、灰?guī)r為主，多次棱角狀，干燥，密實(shí)，層厚32 m。②層中更新統(tǒng)沖洪積粉質(zhì)粘土、卵碎石土互層;粉質(zhì)粘土:黃褐色、略發(fā)紅，土質(zhì)不均，含少量細(xì)礫及砂，干燥、堅(jiān)硬，密實(shí)，具泥質(zhì)弱膠結(jié)現(xiàn)象，層厚1.8 m～5 m不等;碎石土:青灰色，主要由卵碎石、漂塊石、礫石組成，次為砂土，含泥量大，碎石成分以灰?guī)r為主，多次棱角狀、次圓狀，最大塊徑見有80 cm～100 cm，干燥、密實(shí)，具泥質(zhì)弱膠結(jié)現(xiàn)象，層厚3 m～5 m不等。下伏基巖為泥盆系中統(tǒng)砂質(zhì)板、灰?guī)r，巖體呈中厚層結(jié)構(gòu)，巖性較堅(jiān)硬。

3)邊坡土體力學(xué)參數(shù)選取。根據(jù)高邊坡地貌形態(tài)、同類地貌單元試驗(yàn)結(jié)果及同類工程經(jīng)驗(yàn)，巖土體力學(xué)參數(shù)取值見表1。

3 K642+565高邊坡坡率確定

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，按1∶0.75，1∶1，1∶1.25，1∶1.5 的不同坡率，8 m為一級邊坡，2 m～3 m的平臺寬度組合，選取六種邊坡(A，B，C，D，E，F(xiàn))進(jìn)行邊坡穩(wěn)定分析試算;采用圓弧穩(wěn)定分析簡化Bishop法，計(jì)算不同邊坡的安全系數(shù)，從而選出工程邊坡安全系數(shù)滿足規(guī)范要求的合理邊坡。本次應(yīng)用理正巖土計(jì)算軟件計(jì)算，K642+565高邊坡在各種工況不同坡率下的邊坡安全系數(shù)見表2。

表1 巖土體力學(xué)參數(shù)表

表2 各種工況不同坡率的邊坡安全系數(shù)表

經(jīng)以上不同坡率的安全系數(shù)對比分析，只有C，D兩種邊坡的安全系數(shù)符合規(guī)范要求。C，D兩種邊坡只是第一級邊坡坡率不同，D邊坡的整體坡率比C邊坡緩，但天然狀態(tài)下D邊坡的安全系數(shù)卻比C邊坡小，主要是因?yàn)镈邊坡的最不利滑動(dòng)面上移，在二級邊坡產(chǎn)生了淺層滑動(dòng)所致。建議選取C邊坡形式，1∶0.75(1 級)，1∶1.25(2 級～4 級)，1∶1.5(5 級～6 級)的坡率，8 m 為一級邊坡，平臺寬3 m。

4 K642+565高邊坡的工程評價(jià)

根據(jù)計(jì)算(建議邊坡)，工程邊坡在正常工況下最不利滑動(dòng)面安全系數(shù)為1.27，地震工況下最不利滑動(dòng)面安全系數(shù)為1.05，不考慮地下水作用，工程邊坡滿足規(guī)范要求。當(dāng)考慮地下水作用時(shí)，飽水工況下最不利滑動(dòng)面安全系數(shù)為0.76，邊坡安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求，經(jīng)電算程序分析，安全系數(shù)小于1.1的滑面多為二、三、四級邊坡的表層溜滑破壞，邊坡穩(wěn)定性差，建議加強(qiáng)防排水設(shè)計(jì)，并對二、三、四級坡面進(jìn)行適當(dāng)防護(hù)。經(jīng)鉆孔和泉水出露高程判斷，邊坡位處地下水位以上。該邊坡上部礫砂層透水性、富水性較好，雨季含水量增大，巖土體物理力學(xué)參數(shù)降低，邊坡穩(wěn)定性差，易產(chǎn)生表層溜滑破壞，建議加強(qiáng)防排水設(shè)計(jì)。

5 結(jié)論與建議

針對不同巖性的高邊坡，選取合適的力學(xué)參數(shù)后，利用邊坡穩(wěn)定分析方法計(jì)算不同坡率組合的安全系數(shù)，從而確定合理坡率和邊坡形式的方法是可行的。以上是個(gè)人在工作中的一點(diǎn)體會和看法，提出來和大家探討交流。

［1］JTG D30-2004，公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］GB 50021-2001，巖土工程勘察規(guī)范［S］.

［3］交通部第二公路勘察設(shè)計(jì)院.公路路基設(shè)計(jì)手冊［M］.北京:人民交通出版社，1996.

［4］常士驃，張?zhí)K民.工程地質(zhì)手冊［M］.第4版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2007.