广佛肇高速公路K69高边坡稳定性及处治措施浅析

发表时间:2019/4/28   来源:《建筑学研究前沿》2018年第36期   作者:杨传禄
[导读] 本文清晰地阐述了边坡的自然建设条件、工程区域地质环境,从地质角度探讨了边坡失稳的原因,提出了定性、定量理论计算与工程类比相结合的边坡稳定处治方案,不仅处治了现有边坡,也为后续边坡施工的推进提供了借鉴依据。

中山西部外环高速公路有限公司  广东中山  528400
        摘要:本文清晰地阐述了边坡的自然建设条件、工程区域地质环境,从地质角度探讨了边坡失稳的原因,提出了定性、定量理论计算与工程类比相结合的边坡稳定处治方案,不仅处治了现有边坡,也为后续边坡施工的推进提供了借鉴依据。
        关键词:高边坡;煤系地层;稳定性评估;处治措施
        ABSTRACT:In this paper,the tunnel’s construction of natural conditions and construction project environment were clearly expounded,the causes of the collapse were discussed from the geological angle,putting forward “soliding the rear、reinforcing the front and filling the above、discharging from the lower part and the side、Provening the front”.Not only the collapse of the existing was treatmented,but also the guarantee of future tunnel construction was provided.
        Key Words:tunnel;collapse;causes;treatment measures
       
       
        引言
        我国高速公路近年来得到了快速发展,越岭和跨海公路的建设都面临了大量的高边坡工程建设。高边坡失稳是边坡工程最为常见的地质灾害之一,它在公路工程的修建和营运期间都具有较大的危害。近年来,学术界在理论和实践方面都给予了高边坡失稳的成因、机理及治理开展了广泛的研究[1-3]。基于此,本研究以广佛肇高速公路的肇庆大旺至封开江口段的K67+200左侧高边坡为例,对其稳定性及处治措施进行了深入探究,以期为类似工程提供借鉴。
        1 区域地质情况简介
        K69+200~K69+545段左侧高边坡长度为345m,为六级坡,最大坡高为69m。第一、二级坡原设计防护型式为抗滑桩+锚杆格梁+6cm客土喷播。第一、二级边坡K69+362~K69+442段开挖后地质揭示为:强风化炭质砂岩,灰黑色,岩石风化强烈,岩石大部分已风化成半岩半土状,局部呈碎块状,岩质软,土状者浸水软化、崩解。由于地质条件较差,边坡开挖后,未及时支护,加之雨水较多,已见坡体范围部分掉块现象,停止施工已有7天。
        K69+200~K69+545段左侧高边坡穿越的地层岩性主要为志留统地层岩性为志留系砂岩、粉砂岩,深灰色~灰黑色和黄褐色色条带状致密砂质页岩、板状绢云母变质砂岩、致密薄层粉砂质、含炭质页岩和灰色粉砂岩、细砂岩、粉砂质页岩互层。志留系产状总体走向北东,倾向北西或南东,倾角一般45?~50?,局部更陡,达70?~75?,一般构成低缓丘陵区~丘陵地貌。
        根据工程地质调绘成果,与边坡工程相关的断裂构造为F11断层,F11断裂带于K69+300附近与线路近垂直相交,带宽约50~120m,倾向145°~165°倾角45°~70°,断层带多见石英脉充填,断层带附近岩石破碎,硅化现象明显。由此,隧道进口受断层影响,岩体破碎,片理化严重。
        地下水主要类型为基岩裂隙水,地下水主要由大气降水及侧向径流补给,以渗流、小股状涌水方式向隧道开挖面排泄、以侧向径流方式向隧道左侧及低洼地带排泄。隧址区地下水总的流向由地表向下、向隧道左侧,由小里程向大里程。
        2 坡体稳定性
        2.1坡体状况
        K69+200~K69+545段左侧高边坡暂未出现失稳变形情况,坡体范围主要由坡残积粉质粘土、全~强风化砂岩、灰黑色炭质砂岩、炭质页岩组成,坡体范围揭露一层煤线,最大揭示厚度为15.90m,层顶埋深为21.50~36.00m,平均埋深28.75m,呈泥炭状、片状,手掰易散,污手,孔隙比较大,压缩模量小,该软弱层的出现对高边坡的稳定性影响较大,目前,建设单位已加强监控量测等措施。
        
        2.2稳定性评价
        2.2.1 定性评价
        坡体开挖后,揭露煤系地层厚2~4m,在坡体范围及周边加强了监控量测工作,暂未发现异常,于坡体范围测得部分节理裂隙产状数据如下:
        ①节理裂隙调查一览表
               
        ④[分析结果]
        JL116_X1为反倾不利结构面/楔形体,易发生倾倒破坏;
        JL126_X2为顺倾不利结构面/楔形体,易发生滑动破坏;
        JL116_C-JL126_X2为顺倾不利结构面/楔形体,易发生滑动破坏;
        根据赤平投影图分析结果,坡体存在不利结构面、楔形体,饱水状态下易软化、崩解,降低抗剪强对坡体的稳定影响较大;
        2.2.2 定量评价
        本次计算选取了K69+300断面,折线滑动法进行稳定性分析,检算采用的力学参数如表1:
        边坡检算选用力学参数表      表1

        稳定性分析计算表      表2

        由计算结果可知,坡体未处理时处于欠稳定的极限平衡状态,极易诱发滑塌等地质灾害,对施工安全有较大的安全风险,造成不可估计的经济损失。
        3治理方案
        3.1 治理措施
        综合其他项目经验,本研究提出实际施工中具体采取以下处理措施:
        ①取消原设计抗滑桩,将第一、二级边坡K69+362~K69+442段防护型式变更为多次斜向控制注浆预应力钢锚管框架+M7.5浆砌片石封闭,钢锚管具体长度以现场钻孔确定;
        ②第一、二级边坡其余桩号防护型式按原设计进行施工。
        ③第一、二级边坡平台采用15cm厚C20砼进行封闭,第一、二级边坡全坡面采用8cm客土喷播绿化。
        4 结论
        1.该段围岩受区域构造(不整合接触带、隐伏断裂带)影响,局部存在小型断裂,揉皱现象明显,岩体破碎,主要为中风化岩块夹土状强风化,岩体走向基本与坡体近垂直相交,倾角较大,约65°,倾向大里程。对坡体不仅是不利结构面,而且是良好的地方水通道。
        2.综合坡体稳定性现状考虑,实际施工中采取理论计算与工程类比相结合的方法进行处治。
        3.后续施工应加强监控量测及超前钻探工作,查明富水情况,为边坡施工动态设计提供依据。
        参考文献
        [1]广佛肇高速公路(第B标段)施工图设计阶段工程地质勘察报告[R].

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