李永超 LI Yong-chao

（云南道成公路工程有限公司，昆明 650200）

0 引言

受我國山區(qū)的地形條件限制，為確保工程主體免遭自然地質(zhì)災(zāi)害侵襲，高速公路在建設(shè)過程中須對沿線山體進(jìn)行切割、開挖、回填，形成了大量的人工路塹和邊坡[1]。高速公路路塹邊坡的開挖打破了原自然斜坡巖土體的地質(zhì)力學(xué)平衡，在山區(qū)復(fù)雜的地形地貌和多變的氣候條件的綜合影響下，已開挖/回填的路塹邊坡極易發(fā)生水毀[2]、滑坡[3]、坍塌[4]等地質(zhì)災(zāi)害，掩埋、摧毀道路工程主體，中斷交通，對高速公路的運(yùn)營穩(wěn)定性和交通參與者的人身安全造成了嚴(yán)重威脅。

因此，本文結(jié)合云南省文（山）至麻（栗坡）高速公路的K53+900處右側(cè)路塹邊坡實(shí)例，從路塹邊坡影響區(qū)域的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件和工程地質(zhì)條件入手，篩查邊坡上凸出巖體、危石等隱患的分布位置、規(guī)模、形成原因、危害程度及發(fā)展趨勢；針對路塹邊坡的隱患之處進(jìn)行仔細(xì)排查，針對性病害的形成和發(fā)生機(jī)理提出相應(yīng)防治措施，為山區(qū)高速公路路塹邊坡的隱患排查和災(zāi)害預(yù)防提供決策支持。

1 工程概況

文（山）-麻（栗坡）高速公路位于云南省東南部文山州境內(nèi)，起自文硯高速公路（在建）甲馬石，止于麻栗坡北，路線全長74.776km。本文的評價(jià)對象為文麻高速公路K53+900處右側(cè)路塹為一巖溶山體形成的自然邊坡，經(jīng)實(shí)地測量，山峰峰頂高出路面設(shè)計(jì)標(biāo)高125m，邊坡面上有部分巖體向路基凸出，凸出巖體距離路基右側(cè)邊線約13.5m，高于路基約75m。高邊坡及凸出巖體穩(wěn)定性差，極易產(chǎn)生崩塌和掉塊，對工程主體的施工和運(yùn)營構(gòu)成較大威脅。

1.1 地質(zhì)情況

項(xiàng)目區(qū)以低中山溶蝕峰叢洼地斜坡地貌為主，其間緩坡地帶多形成洼地地貌，洼地中偶有落水洞分布，總體地勢為北高南低。文麻高速公路K53+900（段）位于一巖溶山體北側(cè)，山體形成一高125m，長200m的自然邊坡，邊坡為斷層切割形成的斷層崖。項(xiàng)目區(qū)斜坡中上部植被較發(fā)育，下部緩坡、洼地地帶多為旱耕地。

1.2 氣候條件

路線通過區(qū)域?qū)俚途暥葋啛釒夂騾^(qū)，受地形條件影響，氣候垂直分帶明顯，隨高程增加盆地區(qū)與山區(qū)氣候不同，降水量、相對濕度盆地區(qū)小于山區(qū)，故盆地區(qū)較熱，長夏無冬，山區(qū)較溫涼，氣候較冷。總體而言，區(qū)域氣候條件對項(xiàng)目建設(shè)及營運(yùn)的不利影響較小。

1.3 區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性評價(jià)

據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料顯示，路線區(qū)域上位于云南山字型與廣西山字型構(gòu)造之間，應(yīng)力集中，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象極為復(fù)雜。路線通過區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造主要以扭動構(gòu)造體系為主，主要表現(xiàn)為季里寨山字型構(gòu)造及文山巨型環(huán)狀旋扭構(gòu)造。綜合收集到的相關(guān)資料分析，上述構(gòu)造應(yīng)屬非全新活動斷裂，加之上述構(gòu)造大多與路線呈高角度斜交或垂直相交，故對路線影響較小。

1.4 水文情況

項(xiàng)目區(qū)位置相對較高，屬區(qū)域地下水和地表水的補(bǔ)給區(qū)，無地表水體分布，僅局部存在上層滯水，地下水位埋深較大。地下水主要靠大氣降水補(bǔ)給，通過溶隙滲入補(bǔ)給地下水，由于溶隙發(fā)育不均勻，內(nèi)部富水性也不均勻，動態(tài)變化較大。受地形影響和控制，地下水由高向低經(jīng)巖溶裂隙管道運(yùn)移，于低洼處以泉的形式出露排泄。

2 路塹邊坡現(xiàn)狀評價(jià)及處理

2.1 現(xiàn)狀調(diào)查

以邊坡中心為起點(diǎn)，沿其兩側(cè)延伸方向進(jìn)行追索和對邊坡面上凸出巖體進(jìn)行圈定，對文麻高速公路K53+900處右側(cè)路塹邊坡進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。經(jīng)調(diào)查，邊坡為一巖溶山體在斷層、構(gòu)造裂隙相互切割及溶蝕作用下形成的陡崖，邊坡存在較大臨空面，坡面上分布有向文麻高速公路一側(cè)凸出的巖體，坡面巖性為壩塘巖楔（bw）薄至中層狀泥粉晶灰?guī)r、竹節(jié)石泥粉晶灰?guī)r。邊坡總體走向295°，傾向25°，傾角大于65°，延伸總長度200m，最高部位高出文麻高速路面設(shè)計(jì)標(biāo)高125m，坡面上凸出巖體距離路基右側(cè)邊線約13.5m，高于路基約75m?，F(xiàn)狀下，邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，產(chǎn)生崩塌、掉塊的可能性大，如圖1所示。

圖1 邊坡面上凸出山體與主線關(guān)系示意圖

2.2 現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定性評價(jià)及趨勢預(yù)測

據(jù)BW1邊坡赤平投影圖穩(wěn)定性分析，邊坡面與巖層面反向斜交、與①組節(jié)理裂隙面同向，與②組節(jié)理裂隙面同向斜交，與③節(jié)理裂隙面反向斜交，如表1所示。由于邊坡存在多組節(jié)理裂隙相互交錯(cuò)切割，加之邊坡高陡且坡面上分布有凸出巖體，總體組合呈不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)類型邊坡。未來在地震作用、工程施工震動及溶蝕作用等條件影響下，坡面上巖體沿邊坡面及①組節(jié)理裂隙面產(chǎn)生崩塌、掉塊地質(zhì)災(zāi)害，形成的崩塌體、掉塊將直接崩落和滾落于文麻高速公路上?？赡墚a(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害對邊坡下部文麻高速公路的工程施工和投入運(yùn)營將構(gòu)成較大威脅，發(fā)生的可能性大，危險(xiǎn)性和危害程度大。

表1 BW1不穩(wěn)定邊坡赤平投影分析

2.3 路塹邊坡處理設(shè)計(jì)

因文麻高速公路K53+900處右側(cè)路塹邊坡存在安全隱患，為確保K53+900處右側(cè)路塹邊坡后期安全性及穩(wěn)定性，本文針對邊坡特征進(jìn)行開挖處理設(shè)計(jì)，并從邊坡開挖穩(wěn)定性、運(yùn)營安全性、開挖經(jīng)濟(jì)性三方面評價(jià)路塹邊坡處理設(shè)計(jì)的效果。

根據(jù)邊坡特征，擬建議對K53+900處右側(cè)路塹邊坡進(jìn)行開挖處理，邊坡共設(shè)置六級邊坡：①第一級邊坡，坡比1:1.25，坡高22m，坡頂未設(shè)置截水溝；②第二級邊坡，坡比1:1.25，坡高15m，坡頂臺階寬度3m；③第三級邊坡，坡比1:0.75，坡高25m，坡頂臺階寬度18m；④第四級邊坡，坡比1:0.75，坡高15m，坡頂臺階寬度2m；⑤第五級邊坡，坡比1:0.75，坡高10m，坡頂臺階寬度2m；⑥第六級邊坡，坡比1:0.5，坡高10m，坡頂臺階寬度2m，如圖2所示。邊坡坡面采用主動防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)，在第三級邊坡平臺上設(shè)置被動防護(hù)網(wǎng)，防止山坡落石。

圖2 擬建議的邊坡設(shè)計(jì)圖

2.3.1 邊坡開挖穩(wěn)定性評價(jià)

由《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D30－2015）及《公路工程抗震規(guī)范》（JTG B02－2013）的規(guī)定可知：邊坡影響范圍有重要建筑物，邊坡高度大于20m，邊坡穩(wěn)定安全性系數(shù)要求如下：天然工況1.30，天然+抗震1.15。

根據(jù)邊坡地層巖性特征，本邊坡為巖質(zhì)邊坡，現(xiàn)在采用理正巖土對邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，考慮天然工況、天然+地震工況兩種情況。采用理正巖土對邊坡穩(wěn)定性計(jì)算可知，天然工況下滑動安全系數(shù)達(dá)到1.385，安全系數(shù)大于天然工況規(guī)范值1.30的要求，天然工況下坡面穩(wěn)定；天然+地震工況下滑動安全系數(shù)達(dá)到1.371，安全系數(shù)遠(yuǎn)超天然+地震工況規(guī)范值1.15的要求，天然+地震工況下坡面穩(wěn)定。如若對邊坡進(jìn)行開挖處理后，邊坡對道路后期運(yùn)營影響較小，不易發(fā)生邊坡滑塌和落石滾落等事件。

2.3.2 運(yùn)營期安全性評價(jià)

經(jīng)過對開挖之后的邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明，邊坡處于穩(wěn)定，如若對邊坡進(jìn)行開挖處理后，邊坡對道路后期運(yùn)營影響較小，不易發(fā)生邊坡滑塌和落石滾落等事件。

2.3.3 經(jīng)濟(jì)性分析

K53+900處右側(cè)緊接路塹邊坡是一處100多米高陡山體，山體上部向路基凸出，高速公路運(yùn)營期間如果落石，有重大安全風(fēng)險(xiǎn)，可考慮將山體上部挖除一部分。若針對K53+900處的邊坡安全隱患采取邊坡處理措施，則可將K53+900處右側(cè)山體開挖的土石方用于其他路段的路基填方，既消除了運(yùn)營期間安全風(fēng)險(xiǎn)又滿足取土要求，經(jīng)濟(jì)合理性較高。

3 防治措施及建議

3.1 邊坡施工安全保障

全面排查邊坡上松動危巖及凸出巖體并清除，清除過程中禁止一切行人及車輛從邊坡下部通行。高邊坡施工期，建立一套科學(xué)完善的邊坡安全監(jiān)測體系，定期進(jìn)行內(nèi)、外部觀測，用觀測資料指導(dǎo)施工。邊坡采用自上而下逐層開挖，嚴(yán)禁采取自下而上的開挖方式，并及時(shí)支護(hù)，在邊坡架設(shè)施工安全防護(hù)擋墻（板）等安全措施。邊坡所有暴露的巖石根據(jù)需要及時(shí)進(jìn)行噴護(hù)處理，易風(fēng)化崩解的土層開挖后及時(shí)進(jìn)行支護(hù)。高邊坡施工時(shí)，仔細(xì)檢查邊坡的穩(wěn)定性，如遇孤石、崩塌體等，做好妥善的清理和支護(hù)，所有危巖或不穩(wěn)定塊體均要撬除。高邊坡施工期間，設(shè)置專門的安全警戒人員，發(fā)現(xiàn)不安全因素，及時(shí)報(bào)警，并進(jìn)行處理。

3.2 公路運(yùn)營安全保障

建議對邊坡進(jìn)行系統(tǒng)、長期、自動化監(jiān)測，及時(shí)、全面掌握邊坡及防護(hù)結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)，對邊坡的維護(hù)提供依據(jù)。建立全面的邊坡管理和檢查機(jī)制，定期巡查。一旦檢查出安全隱患，立即上報(bào)給相關(guān)負(fù)責(zé)人員。完善缺失或損壞的截排水設(shè)施，清理堵塞的截排水溝，排出邊坡積水。加強(qiáng)邊坡綠化的養(yǎng)護(hù)工作，提高植被成活率，減少降雨對邊坡穩(wěn)定性的影響。在擋墻頂設(shè)置被動防護(hù)網(wǎng)，防止邊坡落石、掉塊等意外情況對高速公路運(yùn)營造成安全影響。在雨季來臨時(shí)，加大對場地的監(jiān)控、巡檢力度，制定相對應(yīng)的應(yīng)急解決措施。強(qiáng)化應(yīng)急管理工作，明確應(yīng)急責(zé)任到位，建立極端惡劣條件下應(yīng)急預(yù)案，確保應(yīng)急工作的科學(xué)、合理、時(shí)效，最大程度的降低損失。