郭曉燕

（山西省交通規(guī)劃勘察設計院，山西 太原 030012）

隨著我國經濟的飛速發(fā)展，高速公路發(fā)展日新月異，公路邊坡穩(wěn)定防治問題日益突出，特別是高速公路的開挖建設，導致原有的植被破壞，水土流失嚴重，甚至出現(xiàn)山體滑坡等災害，嚴重危及各地區(qū)人民生命財產安全。因此，確保公路邊坡穩(wěn)定得到了工程設計人員的高度重視。本文結合工程實例，對高速公路路塹邊坡防治技術進行探討。

1 工程概況

大營至神池高速公路K26+012—K26+173段深挖方砂泥巖邊坡，長161 m，左側設有避險車道，邊坡高43 m，為五級邊坡；右側邊坡高26 m，為三級邊坡。根據(jù)地質資料，地層視傾向與左側邊坡坡向一致，呈不利組合。施工期間，左側邊坡多次發(fā)生滑塌，采用了卸載的處治方案。右側邊坡按原設計已施工，一級邊坡坡率1∶0.75，二級以上邊坡坡率1∶1，一、二、三級平臺寬度為2 m。一級邊坡采用巖質路塹擋土墻支擋，二級以上邊坡采用框架錨桿+30 cm漿砌片石防護，框架橫、縱間距4 m，錨桿長度6 m。邊坡防護施工完成后，經過一個凍融期，邊坡防護出現(xiàn)局部鼓脹、變形，坡頂出現(xiàn)裂縫。見圖1右側邊坡全景照。

圖1 右側邊坡全景照

2 工程地質條件

2.1 地形、地貌

路塹位于黃土覆蓋基巖低中山區(qū)，路塹范圍內海拔1 405.0～1 517.0 m，地面相對高差112 m。挖方段路基設計高1 450.42～1 463.71 m，路塹范圍地貌為基巖山脊和黃土梁峁，地形起伏較大，地勢左高右低，路塹開挖范圍內植被以灌木、雜草為主。

2.2 地層巖性

根據(jù)地質資料，K26+012—K26+173段右側挖方邊坡地層巖性主要為二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s）強風化砂質泥巖、泥巖、砂巖。粒狀或泥質結構，節(jié)理裂隙很發(fā)育，巖體較破碎，抗風化能力較差。

2.3 水文地質

根據(jù)地質調查及鉆探揭示，路塹挖深范圍內無地下水分布，水文地質條件簡單。

3 現(xiàn)場勘察情況及原因分析

3.1 現(xiàn)場勘察

本工程K26+012—K26+173段右側邊坡2014年6月開始施工，開挖至設計標高后，從下至上依次施工擋土墻、框架錨桿防護，于2014年8月施工完成，經過一個凍融期，2015年7月邊坡防護局部發(fā)生鼓脹，邊坡頂部及平臺出現(xiàn)裂縫。具體情況為：K26+042—K26+054、K26+122—K26+132 段共 22 m長三級邊坡防護發(fā)生鼓脹。K26+040—K26+160段共120 m長邊坡坡頂至坡頂外25 m范圍內出現(xiàn)多條裂縫，其中，裂縫最大寬度15 cm，長度32 m。在K26+035—K26+047段12 m長邊坡二級平臺局部下沉，下沉量最大7 cm，同時平臺邊緣出現(xiàn)開裂。K26+056—K26+064段8 m長一級邊坡?lián)跬翂嚯x路面標高4 m處出現(xiàn)錯動，位移3 cm（見圖2）。

圖2 邊坡調查情況

2015年9月—2016年1月，通過對該邊坡連續(xù)觀測，對邊坡臺水平位移、豎向位移的監(jiān)測結果回歸分析見圖3。

圖3 位移-時間、沉降-時間折線圖

監(jiān)測結果表明，該段邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，為保證K26+012—K26+173段右側邊坡穩(wěn)定，對邊坡進行防護處治。

3.2 原因分析

路塹邊坡產生裂縫主要為地質、降水及施工質量原因。

3.2.1 地質原因

該段邊坡路塹邊坡主要以強風化砂泥巖互層為主，節(jié)理裂隙很發(fā)育，巖體較破碎，坡頂風化嚴重，穩(wěn)定性差。

3.2.2 降水原因

受降雨影響，降水從坡頂滲入坡體，并在潛在滑帶聚積，山體自身含水量增大，增大滑體重力和下滑力，滲水軟化地層，增加了滑帶土的孔隙水壓力，減少其抗滑力及抗剪強度，經過一個凍融期，次年雨季時，邊坡防護局部出現(xiàn)鼓脹，平臺局部開裂下沉，邊坡頂部出現(xiàn)裂縫[1]。

3.2.3 施工質量原因

調查過程中，發(fā)現(xiàn)框架內漿砌片石封閉施工質量較差，未按設計要求進行勾縫，砂漿部分已脫落，坡面有水滲入，未在框架內留有泄水孔，導致坡體內地下水無法及時排出，也是產生病害的重要原因。

4 處治設計方案

依據(jù)現(xiàn)場情況，結合邊坡平臺水平、豎向監(jiān)測數(shù)據(jù)，該段邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，為保證該段邊坡穩(wěn)定，對邊坡進行邊坡放緩及錨索地梁防護處治，具體如下。

4.1 邊坡坡率及邊坡平臺

一級、二級邊坡坡率維持原設計1∶0.75、1∶1，一級邊坡平臺寬度維持原設計2 m，為了減小坡體下滑力，對三級以上邊坡放緩、平臺加寬，即坡率由1∶1調整為1∶1.5，二級邊坡平臺寬度由2 m加寬至15 m，采用30 cm10%灰土及2 m寬漿砌片石平臺截水溝鋪砌。

4.2 邊坡防護形式

一級邊坡防護維持原設計方案，采用路塹擋墻支擋，需對損壞部分進行局部拆除修補。二級邊坡在已施工框架上增設錨索地梁，截面面積40 cm×40 cm，設置在已施工框架中間部位，地梁間距4 m。錨索采用6根Φ15.24高強度低松弛的預應力鋼絞線，鋼絞線強度為1 860 MPa，錨索設計為3排，長度分別是 17 m、20 m、24 m，錨固端長度均為10.0 m，錨索設計錨固力為900 kN。邊坡坡頂裂縫采用10%灰土灌縫。平面布置具體見圖4，橫斷圖見圖5。

圖4 線路平面布置圖

圖5 K26+060橫斷圖

施工順序為先對三級邊坡邊卸載邊拆除原框架錨桿，再施工二級邊坡預應力錨索地梁，然后對一級邊坡?lián)跬翂植繐p壞部分進行修補。地梁做法見圖6。

施工時，在原有橫梁和漿砌片石上刻槽，要求不切斷橫梁鋼筋，使得地梁嵌入坡面30 cm，露出坡面10 cm。遇局部架空及地梁與內部漿砌片石空隙采用M10漿砌片石嵌補[2]。

圖6 地梁設計圖

錨索施工工序：鉆孔→清孔→錨索制作→錨索安裝→注漿→養(yǎng)護→錨索張拉→補張拉及鎖定→錨頭封閉。錨孔孔位應準確測放在地梁上，孔位誤差不得超過±2 cm；錨孔的孔斜度（傾角）誤差不超過±2°；實際鉆孔深度應比設計孔深大0.2 m。錨索孔徑130 mm，設計錨固力為900 kN，錨索采用6根高強度低松弛的預應力鋼絞線(Φ=15.24 mm)制作，鋼絞線強度Rb＝1 860 MPa，設計預應力為鋼絞線保證強度的60%，用OVM15-X型錨具鎖定。錨索張拉應分兩次逐級張拉，第一次張拉值為總張拉力的70%，兩次張拉間隔時間不宜少于3～5 d。為克服地層徐變等因素造成的預應力損失，進行一次補償張拉，然后鎖定，切除多余的鋼絞線，用C30混凝土封錨[3]。

5 結語

通過對大營至神池高速公路邊坡鼓脹，平臺沉陷的現(xiàn)狀及成因，提出合理的邊坡治理方案，得出以下結論：

a）高速公路工程設計中，要根據(jù)地質情況，合理地選擇適合的邊坡防治方案，盡量避免二次治理。

b）工程實施后應對治理的邊坡進行觀測，必要時進行監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析邊坡的穩(wěn)定性，從而有針對性地提出合理的處治方案。

c）邊坡治理過程中，做好截水溝的修建，避免雨水滲入危及邊坡安全。