楊盛皓

一、工程概況

本項(xiàng)目為芒康縣曲孜卡鄉(xiāng)橋頭至古學(xué)組右岸路至村道路工程—扎西揚(yáng)頂至古學(xué)組右岸路至村，包括2號(hào)路、4號(hào)路、6號(hào)路、12號(hào)路、綠化臨時(shí)砂處理系統(tǒng)等。

2#道路：永久道路，設(shè)計(jì)速度30km/h，路基寬度9.5m，路面寬度8.0m，采用水泥混凝土路面。道路長(zhǎng)2.982km，含隧道長(zhǎng)度0.695km/1座。2#道路開(kāi)挖坡比主要為1：1，2#道路出口邊坡坡比主要為1:0.2～1:0.5。

4#道路：永久道路，設(shè)計(jì)速度30km/h，路基寬度9.5m，路面寬度8.0m，采用水泥混凝土路面。道路長(zhǎng)2.324km，含隧道長(zhǎng)度1.724km/1座。4#道路開(kāi)挖坡比主要為1：1。

12#道路：設(shè)計(jì)速度20km/h，路基寬度8.5m，路面寬度7.5m，采用水泥混凝土路面。道路長(zhǎng)2.661km，含隧道長(zhǎng)度0.896km/1座。

本工程施工范圍巖體風(fēng)化卸荷強(qiáng)，崩塌發(fā)育，在斜坡相對(duì)緩坡地帶或坡腳相對(duì)較寬的地帶易形成堆積體，存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)藍(lán)圖需布置主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)及被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)防護(hù)，特編制本被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)施工方案。

二、崩塌模式及崩塌原因

1. 傾倒式崩塌

（1）破壞模式

傾倒破壞通常發(fā)生在河谷、垂直岸坡和峽谷中。巖石堅(jiān)硬，有垂直節(jié)理。變形破壞模式為：在變形過(guò)程中，塌陷體的重心隨著塌陷體的傾斜而發(fā)生變化，導(dǎo)致塌陷體底部支點(diǎn)的應(yīng)力重新分布，進(jìn)而引起塌陷體底部巖石的應(yīng)力邊界條件發(fā)生變化。塌落破壞形式多樣，有傾倒式破壞和傾倒壓碎崩塌。傾倒垮塌的機(jī)理是上部巖體受到風(fēng)化或外力擾動(dòng)，而底部巖體強(qiáng)度降低，在重力作用下，底部巖體受到擠壓變形，從而發(fā)生垮塌。破碎垮塌發(fā)生在具有垂直節(jié)理發(fā)育的緩傾層的硬巖體中，底層巖體相對(duì)較軟，上部巖體受到擾動(dòng)或風(fēng)化而落向自由面。傾倒體后緣不斷被拉開(kāi)，巖體應(yīng)力重新分布。當(dāng)角度增大到一定程度時(shí)，下部巖體的壓力超過(guò)其抗壓強(qiáng)度，下部巖體被壓碎，進(jìn)而發(fā)生塌落。

（2）失穩(wěn)判據(jù)

①傾倒式破壞。旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)的大小和位置是判斷傾倒式破壞崩塌原因的依據(jù)。其旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)位于坡腳處，如圖1所示。

圖1 傾倒式破壞

首先，根據(jù)幾何知識(shí)，確定形心的坐標(biāo)。也就是：

式中，Ai為正三角形或矩形除法后的面積，Xi為到X的投影長(zhǎng)度，yi為到Y(jié)的投影長(zhǎng)度；Atotal為總面積；當(dāng)重心位置通過(guò)旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)時(shí)，以裂縫寬度S作為判斷依據(jù)，即：

式中，h為崩塌體的高度。

②傾倒壓碎崩塌。根據(jù)其破壞機(jī)理，提出了以底部最大壓應(yīng)力判斷其強(qiáng)度的方法，

式中，M為在重力G和偏心荷載下所形成的彎矩，, Mk由偏心荷載引起的彎矩。

2. 崩塌堆積

瀾滄江兩岸巖體風(fēng)化卸荷強(qiáng)，崩塌發(fā)育，在斜坡相對(duì)緩坡地帶或坡腳相對(duì)較寬的地帶易形成堆積體，擬建公路沿線通過(guò)的崩塌堆積體共4處。堆積體的物質(zhì)成分主要為花崗巖崩塊石、碎石土、粉土，結(jié)構(gòu)中密—密室，表層局部有架空現(xiàn)象，堆積體鉛直厚度一般在5～20m不等，花崗巖崩(塊)石直徑一般在0.5～1.0m，自然狀態(tài)下，堆積體整體穩(wěn)定，局部有少量塌滑。統(tǒng)計(jì)公路沿線的崩塌堆積體，共4處。其中＞100萬(wàn)平方米的有3處，分別是DJT1、DJT8和DJT9，坡面無(wú)任何變形跡象，邊坡整體穩(wěn)定，路線從崩塌堆積體坡腳通過(guò)，有少量切腳，建議做擋墻支護(hù)。DJT7崩塌堆積體規(guī)模＜100萬(wàn)平方米，表層有流土、掉塊現(xiàn)象，邊坡整體穩(wěn)定，局部失穩(wěn)，沿線公路通過(guò)處建議做護(hù)坡、擋墻處理。

3. 泥石流

本項(xiàng)目路線位于瀾滄江右岸，有扎西揚(yáng)頂泥石流溝和阿出普泥石流溝，分別編號(hào)為NSL2和NSL3，下面對(duì)這2條泥石流溝的現(xiàn)狀一一評(píng)估。

扎西揚(yáng)頂泥石流溝（NSL2）位于瀾滄江右岸，可能影響12#道路AK0+830—AK0+990，溝道都以“V”型谷為主，分為形成區(qū)、流通區(qū)和堆積體區(qū)。流域面積5.90km2，主溝長(zhǎng)5.40km，平均縱比降342‰，最高海拔4200m，最低點(diǎn)位于該溝溝道匯入瀾滄江處，海拔2355m，最大高差1845m，流域內(nèi)植被較少，多基巖裸露，巖體風(fēng)化、卸荷作用強(qiáng)。扎西揚(yáng)頂泥石流溝堆積區(qū)位于瀾滄江邊寬緩的坡腳地帶，堆積區(qū)較平緩，該溝是一條老泥石流溝，歷史上曾多次發(fā)生泥石流并堆積在前緣堆積扇上，但每次發(fā)生的量都較少。溝槽兩邊主要是堅(jiān)硬的花崗閃長(zhǎng)巖，在風(fēng)化卸荷作用下，形成的松散碎屑物質(zhì)不多，隨溝道流水沖出，堆積在瀾滄江河邊，推測(cè)堆積扇厚度約10m，一次沖出量約15方，沖淤高度約1m。溝口為無(wú)人區(qū)，無(wú)特定的影響對(duì)象，危害程度小。

阿出普泥石流溝（NSL3）位于瀾滄江右岸，可能影響2#道路K0+200—K0+380，溝道都以“V”型谷為主，分為形成區(qū)、流通區(qū)和堆積體區(qū)。流域面積5.77km2，主溝長(zhǎng)3.82km，平均縱比降437‰，最高海拔4200m，最低點(diǎn)位于該溝溝道匯入瀾滄江處，海拔2530m，最大高差1670m，流域內(nèi)植被少，多基巖裸露，巖體風(fēng)化、卸荷作用強(qiáng)。阿出普泥石流溝堆積區(qū)位于瀾滄江右岸山坡，堆積區(qū)較平緩，該溝是一條老泥石流溝，歷史上曾多次發(fā)生泥石流并堆積在前緣堆積扇上，溝口前緣堆積呈平臺(tái)。溝槽兩邊主要是堅(jiān)硬的花崗閃長(zhǎng)巖，在風(fēng)化卸荷作用下，形成的松散碎屑物質(zhì)不多。該泥石流溝口植被茂密，已處于衰退期，溝口因長(zhǎng)年淤積已形成一個(gè)平臺(tái)，坡度很緩，推測(cè)堆積厚度約20～30m，推測(cè)堆積扇厚度約10m，一次沖出量約10m3，沖淤高度約0.5m。

三、高邊坡崩塌治理技術(shù)

1. 設(shè)置遮擋型構(gòu)筑物

在公路的主要部分，應(yīng)設(shè)置明洞或棚洞，以便在坍塌的巖石落下時(shí)，能夠通過(guò)建筑物的阻擋，或通過(guò)建筑物的翻滾而落到洞外或棚洞外。遮蔽類型的結(jié)構(gòu)形式有：拱形式明洞、板式棚洞和懸臂式棚洞。在塌方和落石區(qū)內(nèi)設(shè)置遮蔽結(jié)構(gòu)的條件：

（1）該線路穿越埡口段或半山段，由于地質(zhì)條件較差，施工難度較大。

（2）在坡度較大的地區(qū)，當(dāng)隧道入口處的地質(zhì)情況較差、易發(fā)生塌方時(shí)，需在入口處與長(zhǎng)明洞連接，明洞段為隧道入口處。

（3）邊坡太高太陡，經(jīng)常發(fā)生塌方，采取局部改道或刷洗邊坡的方法在技術(shù)上是行不通的；或在高陡的斜坡上有大塊危巖倒掛，易發(fā)生坍塌等情況。

針對(duì)高原山區(qū)道路冬季易被積雪堵塞、邊坡水流易被凍結(jié)的問(wèn)題，提出了一種懸臂棚洞施工技術(shù)，它適合于外部無(wú)地基，內(nèi)部穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生側(cè)壓力的巖層，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，同時(shí)也可避免冬季積雪堵塞。

2. 人工（或小爆破）清除

由于巖石性質(zhì)的不同，該區(qū)公路邊坡上的巖石在風(fēng)化作用下的卸荷量也不一樣。其中，塊狀灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖、玄武巖、粉質(zhì)砂巖等脆性巖石，由于其卸載能力強(qiáng)，坡面浮石含量低，其危巖往往具有后緣較寬、延伸較長(zhǎng)的裂隙，且塊度較大，因此，對(duì)該類危巖的治理工作主要是以“清理”為主。但對(duì)于絹云母碳質(zhì)板巖、層狀碳質(zhì)粉砂巖等韌性巖體，卸荷能力不足，危險(xiǎn)巖體多為構(gòu)造面與卸荷裂縫切斷后形成的小塊體或板狀裂縫，這類巖體的處理方法應(yīng)以刷埋為主。

3. 設(shè)置緩沖平臺(tái)、石槽、石堤(墻)

滑坡下設(shè)置緩沖平臺(tái)、石槽和擋土墻。擋土墻填土，減少滑坡對(duì)滑坡體的影響。該地區(qū)高速公路兩側(cè)山坡巖石節(jié)理、裂縫、風(fēng)化、落石豐富且頻繁，應(yīng)根據(jù)具體情況采用截流結(jié)構(gòu)對(duì)路線進(jìn)行側(cè)面保護(hù)。

在陡峭的斜坡下，坡度小于30度，且土層厚度大，落石高度≤60～70m，高于路基20～30m的地方，宜修建帶有落石槽的擋石墻。擋石堤用本地土質(zhì)建造，橫截面為梯形，頂部寬度為2～3m。在其外部，可依據(jù)土體特性，選擇不加表層的較為平緩的、穩(wěn)定的斜坡；還可利用陡峭的斜坡，并進(jìn)行加固。其內(nèi)部迎石坡度為1：0.75，并加以加強(qiáng)。

當(dāng)坡度在30°以上，滾石高度在60～70m時(shí)，應(yīng)在滾石上設(shè)置滾石擋石槽。擋石墻以漿體片石塊為主，擋石墻的橫斷面大小及后部墊層的填筑厚度均需依據(jù)擋石墻的強(qiáng)度與穩(wěn)定來(lái)計(jì)算確定。

4. 支撐擋墻及護(hù)面墻

塹坡上明顯存在兩種不同的巖層，上層為堅(jiān)硬節(jié)理巖，下層為軟巖。當(dāng)斜率大，較低的軟巖很容易崩潰，上部分巖體坍塌落石，為保證山坡和路塹邊坡的穩(wěn)定，如果在下部修筑護(hù)墻，在上部進(jìn)行刷方，那么就不能確保山坡或路塹邊坡的穩(wěn)定，同時(shí)，由于邊坡開(kāi)挖高度增加，導(dǎo)致邊坡暴露范圍增加，造成大量山坡植物保護(hù)層被破壞，更不能保證邊坡的穩(wěn)定性。反之，如果在斜坡上加撐擋土墻，不僅可以阻擋下層松散巖體的崩塌，而且還可以對(duì)上層的碎巖進(jìn)行支護(hù)，確保斜坡的穩(wěn)定性。

在容易風(fēng)化的松軟巖層及碎石地層中，一般采用護(hù)面措施，以避免進(jìn)一步的風(fēng)化；被保護(hù)的斜坡自身要堅(jiān)固；有拱形和帶肋兩種形式。對(duì)于下層巖石完好，但為保護(hù)上層建筑或穿越個(gè)別軟弱區(qū)，或?yàn)橥暾麕r層和陡峭的邊坡，則應(yīng)選用帶肋的護(hù)面。

5. SNS柔性防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)

此區(qū)域的滑坡巖塊多是從一號(hào)邊坡帶上掉落下來(lái)的，分布廣泛，使用水泥噴護(hù)十分困難，而且很不經(jīng)濟(jì)。SNS被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)以允許整體結(jié)構(gòu)發(fā)生部分變形與位移為特征，主要由鋼柱基礎(chǔ)、鋼柱、菱形鋼絲繩網(wǎng)、真空環(huán)、鋼絲格柵等組成。由于系統(tǒng)具有一定的強(qiáng)度和靈活性，通過(guò)對(duì)地形、巖石尺寸和地質(zhì)條件的實(shí)地調(diào)查和分析后，選擇SNS被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)可以有效攔截高速滑坡，保護(hù)公路設(shè)施和公路運(yùn)營(yíng)安全。被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)具有安全性能好、不受地形影響、便于運(yùn)輸、施工簡(jiǎn)單、相對(duì)經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，在狹窄的場(chǎng)地上比傳統(tǒng)方法具有更大的優(yōu)勢(shì)。

主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)是在邊坡或危險(xiǎn)巖石上覆蓋或包裹以鋼絲繩為基礎(chǔ)的各種柔性網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)，以限制風(fēng)化作用下的巖土體剝落或破壞和危險(xiǎn)塌岸。該系統(tǒng)的工作原理與噴射混凝土、土釘墻等地表邊坡防護(hù)系統(tǒng)類似，但由于其柔性特點(diǎn)，可以將局部集中負(fù)荷均勻地轉(zhuǎn)移到周圍區(qū)域，充分發(fā)揮整個(gè)系統(tǒng)的保護(hù)能力，即局部負(fù)荷、整體功能，使系統(tǒng)能夠承受較大負(fù)荷，減少單個(gè)錨桿的錨固要求。該體系具有開(kāi)放的特點(diǎn)，可使降雨在坡地上自由排放，且無(wú)需在坡地上進(jìn)行掛網(wǎng)，且對(duì)坡地形狀沒(méi)有特別的要求，不會(huì)影響或改變坡地原有的地貌形態(tài)及植物生長(zhǎng)狀況，從而達(dá)到最優(yōu)的防護(hù)與環(huán)保效果。SNS柔性網(wǎng)護(hù)坡體系因其具有材料穩(wěn)定性好、安裝快速、施工簡(jiǎn)便、易于操作、防滑坡等特點(diǎn)，特別適合于該區(qū)復(fù)雜的公路地形條件下應(yīng)用。

四、結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)公路高邊坡崩塌破壞的影響因素進(jìn)行了較為詳盡的論述，并從力學(xué)機(jī)制方面對(duì)其產(chǎn)生的原因及過(guò)程進(jìn)行了分析；在對(duì)邊坡崩塌處理的基礎(chǔ)上，提出了預(yù)防原理與設(shè)計(jì)方案，并結(jié)合地表加固和深層加固，有效控制邊坡穩(wěn)定；結(jié)合工程實(shí)例，分析了邊坡塌方的處理和預(yù)防措施，并對(duì)后期失穩(wěn)塌方的活動(dòng)和動(dòng)力進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。實(shí)踐證明，保護(hù)效果良好，可為其他工程提供有益參考。