鮑永久 倪道喜

（浙江省交通工程建設(shè)集團二公司，浙江 杭州 310051）

高速公路為代表的高等級公路迅猛發(fā)展，很多省區(qū)的高速公路已由平原進入山區(qū)，特別是西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，山區(qū)高等級公路建設(shè)越來越多，山區(qū)高等級公路的建設(shè)對地方經(jīng)濟的發(fā)展具有十分重要的推動作用，但同時使生態(tài)環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞，由此將引發(fā)更多的地質(zhì)災(zāi)害，特別是邊坡工程失穩(wěn)等災(zāi)害也將增多。正確地分析邊坡力學(xué)性質(zhì)，評判邊坡的穩(wěn)定性，使工程建設(shè)符合安全、合理的原則，是十分重要的。

1 公路沿線高邊坡軟巖的意義。對于軟巖，主要包括以下三個方面的特點：一是巖體的結(jié)構(gòu)和所處的環(huán)境，其表現(xiàn)為:軟弱、破碎、松散、低地應(yīng)力等；二是巖體的物理（化學(xué)）和力學(xué)特性，其表現(xiàn)為:低強度、易風(fēng)化等；三是巖體的工程特征，其表現(xiàn)為:長期流變、變形量大并作用時間長等。對于這類巖石的變形不僅表現(xiàn)出彈性和塑性的性質(zhì)，更重要地表現(xiàn)出流變的性質(zhì)。所謂流變性質(zhì)是指巖石的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系與時間因素有關(guān)的性質(zhì)。大型構(gòu)造包括層理，層面及變形構(gòu)造等。常見的顯微構(gòu)造有鱗片狀構(gòu)造、雜亂構(gòu)造、定向構(gòu)造等，其特征如下：顯微片狀構(gòu)造：由極細(xì)小的、雜亂分布的、鱗片狀粘土礦物組成。②雜亂構(gòu)造：由細(xì)長纖維狀的粘土礦物互相交織在一起，在正交偏光鏡下轉(zhuǎn)動物臺，消光是相互交替的。巖石的流變性質(zhì)包括蠕變、應(yīng)力松弛和彈性后效。根據(jù)試驗及工程實踐表明：蠕變現(xiàn)象在一些蠕變效應(yīng)比較明顯的巖石或受高溫、高壓的巖石中更為常見，在這些巖石中，巖體工程的破壞往往不是因為巖體強度的不夠，而是由于巖石還未達(dá)到破壞極限就因蠕變而產(chǎn)生過大的變形，導(dǎo)致巖體工程發(fā)生毀壞。軟巖在通常情況下流變性質(zhì)很明顯，因此，對這類巖石中的巖土工程進行設(shè)計時，必須考慮軟巖這種流變性質(zhì)的影響。長期以來，軟巖問題一直是困擾工程建設(shè)的重大難題之一，雖然廣大巖石力學(xué)工作者做出了不懈的努力，在軟巖力學(xué)理論體系以及數(shù)值模擬試驗等方面均取得了較多的成果，并得到了顯著的經(jīng)濟效益，但到目前為止，對于軟巖的巖石力學(xué)性質(zhì)研究工作較少，特別是軟巖流變性質(zhì)研究工作更少，因此，根據(jù)不同的邊坡破壞類型及工程地質(zhì)特征，提出相應(yīng)的邊坡穩(wěn)定性評判方法，對邊坡穩(wěn)定系數(shù)進行計算，并對其進行穩(wěn)定性判別，為失穩(wěn)邊坡提供經(jīng)濟上合理、技術(shù)上可行的加固方案或綜合治理方案。

2 軟巖邊坡變形破壞地質(zhì)力學(xué)特征

2.1 一般特征。邊坡災(zāi)害的發(fā)生是一個連續(xù)漸變的過程。在發(fā)展為破壞之前，總要經(jīng)歷一個變形過程，這構(gòu)成了邊坡災(zāi)害發(fā)生的準(zhǔn)備階段。對于天然邊坡，這個過程往往是一個相當(dāng)長的自然歷史演變過程；對于人工邊坡，則有可能較為短暫。邊坡的變形表現(xiàn)為卸荷回彈和蠕變兩種主要方式。邊坡形成過程中，由于坡面卸載，坡體內(nèi)積存的彈性應(yīng)變能釋放，使坡面向臨空方向位移，引起卸荷回彈，在高地應(yīng)力區(qū)的巖質(zhì)邊坡中卸荷回彈作用十分強烈。如我國西南一些高山峽谷地區(qū)，有深達(dá)數(shù)百米、長達(dá)數(shù)千米的巨型蠕變體，它們往往影響水電工程和線狀工程的選址，并可能造成災(zāi)難性的后果。

2.2 蠕滑－拉裂變形破壞模式。導(dǎo)致邊坡巖體向坡前臨空面方向發(fā)生剪切蠕變，其后緣發(fā)育自坡面向深部發(fā)展的拉裂，巖體內(nèi)剪應(yīng)力超過滑面抗剪強度，致使不穩(wěn)定體沿圓弧剪切滑移面向下滑移。其演變過程主要經(jīng)歷：表層蠕滑，后緣拉裂及其潛在剪切面剪切擾動等過程。

2.3 滑移－壓裂拉裂變形破壞模式。這類變形主要發(fā)育在坡度中等至陡的平緩層狀中。坡體沿平緩結(jié)構(gòu)面向坡前臨空方向產(chǎn)生緩慢的蠕變性滑移。滑移面的鎖固點或錯列點附近，因拉應(yīng)力集中生成與遷移面近于垂直的拉張裂隙，向上展且其方向漸轉(zhuǎn)成與最大主應(yīng)力方向趨于一致并伴有局部滑移?；坪屠炎冃问怯蛇吰聝?nèi)軟弱結(jié)構(gòu)面處自下而上發(fā)展起來的。其演變過程主要經(jīng)歷：卸荷回彈階段壓致拉裂面自下而上擴展階段及其滑移面貫通階段等過程。該類邊坡破壞形式主要以剝落和崩塌等為主，次為滑塌等。產(chǎn)生剝落的原因是由于溫度和濕度的變化，例如交替的干濕作用，冰凍時的膨脹壓力以及其他物理風(fēng)化作用等，破壞了巖石的結(jié)構(gòu)；或由于應(yīng)力的松弛作用。剝落后表層巖石一般呈碎屑狀，甚至呈散粒狀，多堆積于邊坡的表部。

2.4 滑移－拉裂變形破壞模式。斜坡巖體沿下伏軟弱面向坡前臨空方向滑移，并使滑移體拉裂解體。受已有軟弱面控制的這類變形，其進程取決于作為滑移面的軟弱面的產(chǎn)狀與特性。當(dāng)滑移面向臨空方向傾角已足以使上覆巖體的下滑力超過該面的實際抗剪阻力時，則在成坡過程中該面一經(jīng)被揭露臨空，隨后后緣拉裂面一出現(xiàn)即迅速滑落，蠕變過程極為短暫。

2.5 滑移－彎曲變形破壞模式。邊坡的滑移控制面傾角已明顯大于該面的峰值摩擦角，上覆巖體具備沿滑移面下滑條件。但由于滑移面未臨空，使下滑受阻，造成坡腳附近順層板梁受縱向壓力，在一定條件下可使之發(fā)生彎曲變形。

2.6 彎曲－拉裂變形破壞模式。主要發(fā)育在陡立或陡傾內(nèi)層狀體組成的中極陡坡中。主要發(fā)生在邊坡前緣，陡傾的板狀巖體在自重彎矩作用下，于前緣開始向臨空方向作懸臂梁彎曲，并逐漸向坡內(nèi)發(fā)展。彎曲的板梁之間互相錯動并伴有拉裂，彎曲體后緣出現(xiàn)拉裂縫，形成平行于走向的反坡臺階和槽溝。板梁彎曲劇烈部位往往產(chǎn)生橫切板梁的折裂。該類邊坡破壞形式主要為傾倒、潰屈破壞等為主，次為崩塌、滑塌等。

3 公路沿線高邊坡軟巖處治方案

3.1 處治設(shè)計原則

1）滑坡治理的總體設(shè)計原則是"安全、環(huán)保、舒適、和諧"。2）為了保證安全，滑坡治理設(shè)計實行"施工過程安全設(shè)計"，因為滑坡治理設(shè)計不僅要實現(xiàn)滑坡的長期穩(wěn)定，更要保證治理施工安全，按滑坡和支擋結(jié)構(gòu)受力的過程進行加固設(shè)計。3）設(shè)計方案在滿足安全和規(guī)范要求的前提下，考慮施工技術(shù)的可行性和經(jīng)濟上的合理性，取穩(wěn)定性安全系數(shù)Ks=1.25進行方案設(shè)計。4）樁長確定原則:自由段:嵌固段不小于1:1且樁底伸入路基以下3～5m。

3.2 主要的施工工藝

施工過程及各工序順序如下：

1）開挖抗滑樁施工平臺，為確?？够瑯妒┕ぐ踩珜ζ履_進行回填反壓；2）回填并夯實滑體裂縫；3）設(shè)置滑坡地表位移監(jiān)測系統(tǒng)；4）測量、布置抗滑樁樁位；5）跳挖抗滑樁并澆注硅；6）澆筑樁頂連梁；7）錨索孔鉆造，錨索施工中成孔質(zhì)量是控制工程質(zhì)量與工期的較關(guān)鍵工序；8）錨索制安，下索前，必須嚴(yán)格檢查鉆孔與錨索長度是否相符，對中支架是否牢固，檢查合格后方可下入孔內(nèi)；9）注漿，錨索孔注漿是錨固質(zhì)量好壞的關(guān)鍵性工序；10）預(yù)應(yīng)力張拉；11）封錨，錨索張拉鎖定后，切除多余錨索并用砂漿封閉錨頭，以防自然環(huán)境對錨索的風(fēng)化侵蝕，延長其使用壽命；12）按照設(shè)計分段開挖坡面、施工擋上墻及大窗式護面墻，特別需要注意的是擋土墻施工必須分段開挖(5～10m/段)；13）平式泄水孔鉆孔施工；14）施工坡頂截水溝，坡面綠化。

[1]鐘衛(wèi)，周德培，楊濤，馮君.順層巖石高邊坡在卸荷條件下失穩(wěn)長度的確定[J].四川建筑科學(xué)研究，2008,(05).

[2]鮑本健，章學(xué)義.皖南山區(qū)高路塹邊坡的綜合處理[J].安徽地質(zhì)，2002,(04).

[3]孫鈞.三峽工程高邊坡巖體長期變形與穩(wěn)定研究[J].同濟大學(xué)學(xué)報，2001，29（3）：253～257