西南山区某高速公路岩质高边坡加固防治方案

第09卷第10期中国水运Vol.9No.102009年10月ChinaWaterTransportOctober2009收稿日期：2009-09-28作者简介：王震宇（1976-），女，四川交通职业技术学院道桥系工程师，主要从事地质灾害评价的科研及教学工作。摘要：以西南山区某高速公路路段13处岩质高边坡为例进行分析研究，根据边坡变形破坏特点将边坡破坏形式分为三类，结合稳定性计算，对每一类边坡分别提出了几种相应的加固防治方案，从安全、经济、施工等方面分析比较，优选出最合适的方案。经工程竣工后检验，三类边坡采用的推荐加固防治方案是安全有效的。这些加固处治方案对西南山区其他在建和拟建高速公路岩质高边坡处治有借鉴性意义。关键词：岩质高边坡；破坏形式；稳定性计算；加固防治方案比选中图分类号：U418.5+2文献标识码：A文章编号：1006-7973（2009）010-0236-02一、引言西南山区某高速公路路段，在短短的二十余公里内，就有岩质高边坡十三段之多，边坡最高达60米，如何对这些高边坡进行防护和加固，成为该路修筑的一大技术难题。高边坡表现出来的主要问题有：边坡岩体碎落、边坡坍塌、滑动以及由此而诱发的中、小型滑坡。据调查，我国目前已完工或正在修建的山区高等级公路中，高边坡坍塌、滑动屡见不鲜，几乎无路不坍无路不滑，致使工程建设费用和使用费用大大增加，也危及人民的生命安全。对西南山区某高速公路路段岩质高边坡加固防治的目的就是为了解决山区高速公路岩质高边坡碎落、坍塌、滑动等问题，提出经济合理、安全性高且技术可行的加固防治的方案。进而对西南山区其它在建或拟建高速公路岩质高边坡的加固防治产生借鉴意义。二、边坡破坏形式分析根据该路段各边坡的地质条件，归纳出边坡最有可能的破坏形式分为三类，每一类破坏形式、主要特征、代表性坡体及各种破坏的形象示意图见表1：表1边坡破坏形式及主要特征图1图2图3三、边坡稳定性计算根据该路段边坡破坏的三种类型，选取合适的计算参数，应用成都理工大学SlopeCAD2.0版程序中简化毕肖普法和萨尔玛法[1]，对该路段13处岩质高边坡进行稳定性计算，计算参数根据现场和室内试验综合选取，结果见下表2。第10期王震宇等：西南山区某高速公路岩质高边坡加固防治方案237表2西南山区高速公路某路段边坡稳定性计算结果从计算结果可以看出：该路段边坡的稳定性与边坡的3种破坏类型密切相关。第一种破坏类型的1#、4#、5#边坡的稳定性系数K基本小于1.0，稳定性不好；第二种破坏类型的2#、3#、6#、13#边坡的稳定性系数基本上为1.0K1.1，稳定性一般；第三种破坏类型的7#、8#、9#、10#、11#、12#边坡的稳定性系数约为1.1K1.3，稳定性可以，但是有局部岩体崩塌现象存在，某些边坡局部稳定性小于整体稳定性。在暴雨情况下，边坡的稳定性系数都有所降低，使得很多边坡在暴雨下不稳定，因此采取适当的截排水及加固措施是必然的。四、边坡加固防治方案比选高边坡加固方法很多，但总的来说可分为三类主要方法：①直接加固法：包括挡墙及护坡、抗滑桩[2]、滑动面混凝土栓塞、锚杆及钢绳锚索[3]；②间接加固法：包括边坡中用巷道及钻孔疏干、地面截水排水防水、削坡减载卸荷；③特殊加固法：包括麻面爆破、压力灌浆[4]。目前对边坡的加固一般不采用单一的方法，而是根据边坡工程的具体情况，采用多种方法相配合的综合方法，以便取得更好的技术经济效益。该段高速公路的各边坡，虽然各自的地质条件和工程情况都有所不同，但正如前述的分析，可将它们归为三类，虽然同类边坡具体的加固处治方法有所差异，但在总体方案上应该是相近的。下面结合各类边坡的基本情况拟定加固方案，并进行分析，进而优选出各段边坡加固处治方案。本类边坡岩体非常破碎接近于碎石土，其加固处治方案比选见表3表3第一类边坡加固处治方案比选表根据上述分析，本着安全可靠、适用简单、施工方便、经济合理的原则，推荐采用第三种加固方案即：框架式预应力锚索与压力灌浆相结合的方案。但由于各段的情况有所差异，具体的方案略有差异。本类边坡的地质条件比第一类好，边坡岩体呈破碎的块体状。其加固处治方案比选见表4：表4第二类边坡加固处治方案比选表综上所述，对第二类边坡视具体情况，推荐方案三、四。根据工程情况，对该类边坡各段的具体方案略有不同。本类边坡的地质条件略比第二类好，边坡岩体呈破碎的块体状，其加固处治方案比选见表5：表5第三类边坡加固处治方案比选表锚索与护坡相结合的方案，无论是施工难度还是工程造价均比前三个方案优越，故该类边坡的加固处治推荐方案四。五、结语本文通过对西南山区某高速公路路段13处岩质高边坡的变形破坏方式、稳定性计算的分析，把13处岩质边坡变形破坏分为3种类型，稳定性计算结果也大致分3类，且和变形破坏类型一致，针对不同的变形破坏类型提出了三类边坡的加固防治方案，通过各种组合加固方案的对比，最后提出了各类边坡加固防治的最优方案。（下转240页）240中国水运第09卷远离张拉端的各点偏差比张拉端附近各测点偏差要小，4、6号测点实测值明显比理论值较小的原因可能是由于钢护筒直接受压引起的。表280%张拉力作用下各测点应变的实测和理论值比较实测结果与理论分析之间的误差可能主要来源于以下几个方面：（1）计算时材料性质取用为按规范规定的混凝土28d标准材料特性，而测试时混凝土龄期为5d。（2）理论分析的建模误差，理论计算是混凝土假设为匀质弹性材料，而实际混凝土为由砂、石、水泥等组成的非匀质多相混合材料，另外，理论计算中也未考虑梁体上各种施工荷载所带来的影响。（3）现场测试时仪器以及温度变化的影响等[1，5]。五、结论与建议通过对东江南特大桥箱梁纵向锚固区附近的混凝土应变测试与理论分析，可以得出以下结论：（1）在纵向顶板预应力钢束张拉过程中，箱梁锚固区始终是处于弹性工作状态，锚垫板下附近的混凝土受力是安全的。（2）箱梁顶板混凝土纵向受压，横向受拉，与理论计算结果得出规律是一致的。（3）除了千斤顶附件的几个测点外，测试应变与理论计算值吻合较好。（4）测试得出的最大纵向压应变为-68.90µε，锚垫板侧的最大横向压应变为-186.07µε，相应的应力分别为2.52MPa和6.79MPa，远小于混凝土抗压设计强度。（5）测试得出箱梁横向最大拉应变为26.97µε，比理论计算值稍小；纵向最大拉应变为31.28µε，比理论计算值大，锚垫板附件竖向最大拉应变为54.03µε，而且从测试结果可知距锚垫板52cm的范围内，混凝土纵横向均受拉，此处受力最不利。建议在施工中严格控制该区域混凝土制作质量，注意受力钢筋和锚固区分布钢筋位置和数量，加强锚固区混凝土振捣和养护，以免张拉纵向预应力束时箱梁混凝土出现裂缝，确保结构安全。参考文献................（上接237页）现在该路段边坡已经按建议的加固方案处治完成，公路已经投入使用，而且在使用的这几年中，13处边坡均未发生失稳事故，充分证明了加固处治方案的正确性和有效性。因此，本文提出的岩质高边坡加固防治方案，对在西南山区在建和拟建的其他高速公路岩质高边坡加固处治有借鉴性意义。参考文献........................