胡建軍

（中交一航局第五工程有限公司，河北 秦皇島066002）

1 研究背景

隨著國家經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，鐵路建設(shè)項目的數(shù)量越來越多，并且已經(jīng)向著山區(qū)發(fā)展。山區(qū)地質(zhì)條件具有脆弱、復(fù)雜和施工困難的特點，使得鐵路項目的邊坡工程問題愈發(fā)明顯。在所有山區(qū)鐵路項目建設(shè)過程中，路塹邊坡是最為常見的施工形式，近年來，鐵路的飛速發(fā)展給邊坡的施工提出了越來越高的要求，因此，在開展鐵路路塹邊坡施工的過程中，為提高鐵路工程施工質(zhì)量，施工企業(yè)需注意重點分析變形破壞特征，并采取有針對性的措施進行處理。

本文所述項目工程為蒙內(nèi)鐵路，該項目位于肯尼亞境內(nèi)，東南至西北走向，主線全長471.650km。其中，第二標(biāo)段全長為

144km，途徑15 座橋梁，2 座公路橋，166 座涵洞，全標(biāo)段共計有站場9 座。

2 路塹邊坡變形破壞特征分析

2.1 紅黏土路塹邊坡

紅黏土，呈棕紅或褐黃色，具有含水率高、收縮性明顯、孔隙比大、裂隙發(fā)育以及塑性強等特點。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，紅黏土大多上硬下軟。紅黏土邊坡變形破壞具有以下特點：（1）此類邊坡變形開裂的位置一般首先發(fā)生在塹頂或坡面，裂縫通常呈弧形，具有較強的貫通性，一條裂隙如果不經(jīng)處理，通常會發(fā)育成多道裂隙【1】。另外，紅黏土邊坡下部會出現(xiàn)較為明顯的鼓脹，并且存在一定程度的滲水現(xiàn)象。（2）紅黏土邊坡變形，軸線通常與開挖面處于近垂直的狀態(tài)；經(jīng)過調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，變形體規(guī)模和邊坡高度之間成正比關(guān)系。（3）邊坡變形的發(fā)生和當(dāng)?shù)氐慕涤昵闆r之間具有較為緊密的聯(lián)系，而且降雨所導(dǎo)致的邊坡變形大多為牽引式變形破壞。

2.2 軟弱巖（土）路塹邊坡

軟弱巖邊坡具有孔隙率大、強度低、親水性較強以及水理性較差的特點，這類邊坡變形一般具有以下特點：（1）邊坡坍滑規(guī)模呈圓弧形態(tài)；（2）邊坡坍滑過程通常在前期表現(xiàn)出較為緩慢的速度，但中后期的時候發(fā)展較快，邊坡滑動速度大大增加；（3）不管是邊坡上部開裂，還是下部鼓脹的變形形態(tài)，都會隨著時間的延續(xù)逐漸增強。

2.3 煤系地層路塹邊坡

煤系地層具有巖性軟弱、遇水強度降低、構(gòu)造作用強烈、不連續(xù)結(jié)構(gòu)面光滑等特點，這類邊坡變形具有以下特點：（1）邊坡變形滑體厚度變化程度較大，滑體下段較平緩，整個滑面呈現(xiàn)出上陡下緩的形態(tài)；（2）邊坡變形初期特征不明顯，邊坡上部塹頂出現(xiàn)開裂時周邊呈現(xiàn)簸箕狀環(huán)形裂縫【2】；（3）一旦遇到降雨天氣，多余的水分就會滲入地層，導(dǎo)致巖層軟化，使得邊坡滑動變形的情況更容易發(fā)生，嚴(yán)重的甚至可能出現(xiàn)“隆起型”破壞。

2.4 順層路塹邊坡

順層路塹邊坡變形具有以下特點：（1）邊坡變形規(guī)模較大，具有極強的突發(fā)性，破壞的速率也十分迅速；（2）單一巖層面的滑動規(guī)模加大，坐落式平推滑移滑面具有一定的復(fù)合型，而且以巖層滑面為主要形式；（3）沒有及時對臨空面進行加固，很容易導(dǎo)致成邊坡坍滑的出現(xiàn)，降雨產(chǎn)生的多余積水對順層邊坡的穩(wěn)定具有十分不利的影響。

3 鐵路路塹邊坡變形破壞處治措施

3.1 減載抗滑

路塹邊坡坍滑工點常見的地層形式有2 種：泥質(zhì)粉砂巖全風(fēng)化層及粉質(zhì)黏土。在開展路塹邊坡開挖施工的過程中，遭遇了連續(xù)強降雨的情況，多余地表水的滲入導(dǎo)致邊坡下部首先產(chǎn)生小型溜滑，然后進一步發(fā)展形成了多條錯臺和裂縫，且有些已經(jīng)形成貫通弧形裂縫，后緣部分延伸的長度較遠(yuǎn)，具備一定的刷方減載的條件，可以應(yīng)用“減載+抗滑樁”方案進行處理，即：針對中上部溜坍松散體開展大面積刷方減載，以有效降低滑體的下滑力；適當(dāng)?shù)夭扇》忾]坡面等綜合治理措施做好地下水的引排工作；建立并完善邊坡變形監(jiān)測系統(tǒng)。

3.2 多級抗滑

路塹邊坡坍滑工點右側(cè)挖方坡高15.0～32.6m。在開挖施工過程中，受降雨天氣的影響，邊坡土體的強度大大降低。而此時正處于坡腳預(yù)加固樁和邊坡防護施工過程中，因為應(yīng)力較為集中，坡腳形成了近垂直的臨空面，使得邊坡發(fā)生一定程度的變形破壞，最終導(dǎo)致了導(dǎo)坡腳鼓脹變形、坡面和塹頂自然山坡張拉裂縫等問題的發(fā)生。通過對邊坡變形進行監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，初期的邊坡變形程度較小，而且發(fā)展速度緩慢。該位置的山體過于高陡，不存在大面積刷方減載條件，而且邊坡地層土質(zhì)較為松軟。由于路塹坡腳已經(jīng)存在一排錨固樁，通過考慮邊坡的力學(xué)平衡，適當(dāng)?shù)赝诔吰律喜繙\層溜坍體，在合理位置設(shè)置2 排錨固樁，旨在分擔(dān)下滑力。在不同位置抗滑樁的選擇過程中必須綜合考慮下滑力的大小【3】。另外，還要加強地表水的排引工作。具體如圖1 所示。

圖1 路塹邊波變形病害的多級抗滑措施示意圖

3.3 錨索抗滑

路塹邊坡坍滑工點右側(cè)邊坡為順層構(gòu)造，挖方坡高約27m。完成該坡段的施工后，就可以開展坡面防護以及坡腳支擋施工，該位置的邊坡首先是上部先出現(xiàn)了一定程度的裂縫，然后整體出現(xiàn)一定程度的滑塌現(xiàn)象，中上部邊坡出現(xiàn)一定程度的滑塌現(xiàn)象后也出現(xiàn)了淺層溜滑的現(xiàn)象。在適當(dāng)減載的基礎(chǔ)上，針對上部淺層溜坍體適當(dāng)?shù)胤啪徚诉吰缕侣?，并且將加固樁設(shè)置于坡腳的位置，增加坡腳的穩(wěn)定性。為了有效防止邊坡中上部出現(xiàn)順層滑動的現(xiàn)象，應(yīng)該采用路塹邊坡增設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的加固方法進行加固。這項措施對于地表水的排引也具有促進作用。

3.4 排水抗滑

路塹邊坡坍滑工點地層具有水理性較差、孔隙率較大以及天然含水量較低的特點，再加上強降雨的影響，土體長期被浸泡在雨水中，導(dǎo)致強度大大降低，邊坡右側(cè)已經(jīng)出現(xiàn)了一定程度的開裂、滑坍現(xiàn)象。針對這種邊坡，采用增加坡腳豎向錨桿抗滑擋墻的方式進行處理，該措施同時還可以有效地促進地下水的疏排。針對全坡面應(yīng)用漿砌片石植草窗進行防護，避免地表水下滲的情況發(fā)生。另外，還設(shè)置了全方位疏排水措施，在滑面位置增加設(shè)置泄水孔，并且將積水引入到側(cè)溝或盲溝中。

3.5 利用既有設(shè)施的綜合加固

塹頂天溝局部地段溝頂靠山側(cè)出現(xiàn)了積水凹地，內(nèi)部集聚了大量的導(dǎo)地表水，這些水分下滲到邊坡，導(dǎo)致土體穩(wěn)定性大減，塹頂天溝至塹頂附近出現(xiàn)了寬度為1～5m 的貫通型裂縫，邊坡框架梁下部出現(xiàn)了一定程度的擠壓破裂；在伸縮縫的位置，坡腳擋墻也出現(xiàn)了輕微變形的現(xiàn)象，經(jīng)過監(jiān)測表明，坍滑體正處于潛在滑動的蠕變階段。在采取處理措施的過程中，綜合考慮邊坡施工現(xiàn)狀及變形的特點，以降低對已經(jīng)完成施工部分的破壞作為前提，對上部坍體進行適當(dāng)刷方減載，然后在邊坡平臺的位置增加1 排抗滑樁，與坡腳形成分級加固和分級支擋作用。經(jīng)過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，該方案和現(xiàn)場實際情況較為相符，并且提高了既有設(shè)施的利用效率，保證了工期的同時，明顯降低了項目施工各項費用。路塹邊坡變形病害的綜合整治措施示意圖如圖2 所示。

圖2 路塹邊坡變形病害的綜合整治措施示意圖

4 結(jié)語

綜上所述，邊坡失穩(wěn)變形是鐵路施工過程中較為常見的問題，本文對邊坡變形破壞的原因進行了詳盡的分析和介紹，并有針對性地給出了具體的處理建議，提高了邊坡變形處理效果，可為相似工程提供借鑒。