高速公路高邊坡設(shè)計分析

1、<p>　　高速公路高邊坡設(shè)計分析</p><p>　　摘要：高速公路路塹高邊坡數(shù)量眾多，有些地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜多變，對其設(shè)計工作提出了更大的要求。應(yīng)該綜合運用多種勘察手段對不同的地質(zhì)清況，因地制宜，進行安全的設(shè)計，并對監(jiān)測、施工等問題進行了探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：高邊坡 優(yōu)化設(shè)計 模式 </p><p>　　中圖分類號：U213.1+3 文獻

2、標(biāo)識碼：A </p><p>　　前言：近年來高邊坡的穩(wěn)定性問題在高速公路建設(shè)中尤為突出。在施段其地質(zhì)條件通常非常復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)，路塹高邊坡會對地質(zhì)環(huán)境造成嚴重破壞，會誘發(fā)和加劇各種次生地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。因此，我們應(yīng)該加強對高速公路高邊坡設(shè)計的分析，提出合理化的設(shè)計方法對高邊坡的優(yōu)化設(shè)計及安全施工等都具有重要的現(xiàn)實意義。 </p><p><b>　　工程概況 </b&g

3、t;</p><p>　　以鎮(zhèn)寧至勝境關(guān)段高速公路為例，因其建在丘陵山地廣布的地區(qū)，其巖性較軟，大量邊坡巖層順傾，對高速公路高邊坡設(shè)計造成很大的安全隱患。因此,對鎮(zhèn)勝高速公路高邊坡的特征進行深入研究，并提出合理化的邊坡設(shè)計方法，具有很大的現(xiàn)實意義。為以后高速公路高邊坡設(shè)計提供一種參考模式。 </p><p><b>　　坡體結(jié)構(gòu)類型 </b></p>&

4、lt;p>　　坡體結(jié)構(gòu)是構(gòu)成坡體的不同巖層及各種結(jié)構(gòu)而(層而、片理而、斷層而、節(jié)理而、接觸而、不整合而等)的產(chǎn)狀、分布及其與邊坡臨空而之間的關(guān)系。坡體結(jié)構(gòu)控制著邊坡變形類型和性質(zhì)。坡體類型可分為土質(zhì)邊坡和類土質(zhì)邊坡、巖石邊坡、二元結(jié)構(gòu)邊坡3類，對巖石邊坡，又可進一步劃分為近水平層狀結(jié)構(gòu)、順傾層狀結(jié)構(gòu)、反傾層狀結(jié)構(gòu)、碎裂狀結(jié)構(gòu)和塊狀結(jié)構(gòu)。鎮(zhèn)勝高速公路邊坡中各種結(jié)構(gòu)類型均有存在，表明其坡體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，結(jié)合巖性與坡體結(jié)構(gòu)將該段坡體結(jié)構(gòu)

5、分為以下幾類。 </p><p>　　2. 1土質(zhì)邊坡、類土質(zhì)邊坡 </p><p>　　由坡積、殘積土層及全風(fēng)化巖構(gòu)成的土質(zhì)邊坡、類土質(zhì)邊坡，上部為坡殘積層和全風(fēng)化層，下部為強風(fēng)化巖、斷層破碎帶等。土質(zhì)邊坡巖體結(jié)構(gòu)而對邊坡穩(wěn)定己不起控制作用，控制穩(wěn)定的是巖土的強度和含水狀態(tài)，其破壞主要是坍塌與近圓弧滑而的滑動破壞。類土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性既受巖土強度控制，又受軟弱結(jié)構(gòu)而(層而、節(jié)理而、片理而、

6、斷層而等)控制，變形類型有坍塌、圓弧形滑動及折線形滑而滑動等。鎮(zhèn)勝高速公路土質(zhì)邊坡、類土質(zhì)邊坡共有18處，占全段高邊坡總數(shù)的14.29%。 </p><p><b>　　2.2巖質(zhì)邊坡 </b></p><p>　　巖質(zhì)邊坡，即邊坡主體由巖石組成，上部殘坡層和全風(fēng)化層較薄，中部為強風(fēng)化呈碎塊狀巖體，下部為弱一微風(fēng)化巖體，其風(fēng)化破碎程度呈正常接觸或漸變，巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性

7、主要受不利結(jié)構(gòu)而控制，鎮(zhèn)勝高速公路主要為巖質(zhì)邊坡，據(jù)調(diào)查巖質(zhì)邊坡92處，占全段高 </p><p><b>　　邊坡總數(shù)的73% </b></p><p>　　根據(jù)鎮(zhèn)勝高速公路巖質(zhì)邊坡的實際情況，按結(jié)構(gòu)而與臨空而的關(guān)系又可進一步分為以下3種類型:1)順傾層狀巖質(zhì)邊坡;2)反傾層狀結(jié)構(gòu)邊坡;3)碎裂狀結(jié)構(gòu)邊坡。 </p><p>　　2.3二元結(jié)

8、構(gòu)邊坡 </p><p>　　該類邊坡上部為較厚的殘坡積層和下部為弱或微風(fēng)化的巖體，兩者在開挖后的邊坡上出露高度相差不多，多沿不同巖性的接觸或風(fēng)化界而發(fā)生變形。鎮(zhèn)勝高速公路二元結(jié)構(gòu)邊坡共有27處，占調(diào)查評估咨詢邊坡總數(shù)的21.4%. </p><p>　　3、邊坡變形破壞模式 </p><p><b>　　3.1崩塌 </b></p>

9、;<p>　　巖體中陡傾角節(jié)理將巖體切割成塊狀，溝岸坡體卻荷松弛，裂隙張開，坡腳應(yīng)力增大，造成陡坡巖土傾倒式崩塌或錯落式崩塌?；?guī)r、白云巖地段陡坡地貌發(fā)育，易造成崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。 </p><p><b>　　3.2圓弧滑動 </b></p><p>　　土質(zhì)邊坡或類土質(zhì)邊坡巖體風(fēng)化深度大，強度低，路塹開挖后，坡腳應(yīng)力集中，加之地下水向坡腳集中，常發(fā)生從

10、坡腳變形開始的坍塌，進而發(fā)展為滑坡，或產(chǎn)生以坡腳為剪出口的圓弧形滑坡。 </p><p><b>　　3.3順層滑動 </b></p><p>　　鎮(zhèn)勝高速公路通過層而順傾的三疊系灰?guī)r、白云巖及二疊系泥頁巖、泥巖、砂巖、煤系地層等地段，沿線褶皺發(fā)育，灰?guī)r、白云巖地層在構(gòu)造運動中形成層間錯地表部分受地表水下滲影響地表風(fēng)化粘土進入層而，層而間形成軟弱夾層，層而是巖體內(nèi)最貫

11、通發(fā)育的結(jié)構(gòu)而，邊坡開挖切斷巖層支撐力，加之坡體因開挖松弛地表水滲入，極易沿層而發(fā)生順層滑坡，其滑動方向可以垂直路線，也可以斜交路線。而且不一定高度大于30 m的高邊坡發(fā)生滑坡，低邊坡也會發(fā)生。 </p><p>　　4、高邊坡優(yōu)化設(shè)計模式 </p><p>　　由于大都由不同的施工單位同時施工，高邊坡數(shù)量多，為高邊坡的施工安全管理和優(yōu)化設(shè)計的實施帶來一定困難。往往造成科研與設(shè)計脫節(jié)、設(shè)計

12、與施工脫節(jié)，科研成果不能快速反映到施工圖設(shè)計和高邊坡施工中。針對這一現(xiàn)狀，探索一套行之有效的高邊坡優(yōu)化設(shè)計模式，對高邊坡的優(yōu)化設(shè)計及安全施工等都具有重要的意義。 </p><p>　　本文在借鑒其他邊坡工程的基礎(chǔ)上，針對鎮(zhèn)勝高速公路高邊坡的復(fù)雜性及防治難度大等特點，建立與之對應(yīng)的高邊坡優(yōu)化設(shè)計模式，見圖1 </p><p>　　鎮(zhèn)勝高速公路高邊坡優(yōu)化設(shè)計模式的主要內(nèi)容包括: </p&

13、gt;<p>　　(1)通過高邊坡普查初步確定鎮(zhèn)勝高速公路沿線高邊坡的基本情況，定性評價全線高邊坡穩(wěn)定性，對穩(wěn)定性較好的高邊坡提出設(shè)計優(yōu)化建議;篩選出地質(zhì)條件復(fù)雜、穩(wěn)定性差、治理難度大的高邊坡進行重點研究;這種思路可以概括為“全而普查，重點研究”。 </p><p>　　(2)在這種模式中要求科研單位、設(shè)計單位、業(yè)主、施工、監(jiān)理等全而合作，信息及時溝通、反饋?？蒲袉挝煌ㄟ^對重點邊坡的科學(xué)研究，提供詳

14、實的資料(主要包括邊坡的基本信息、穩(wěn)定性評價結(jié)果、變形破壞機理、變形監(jiān)測等)，為業(yè)主和勘察設(shè)計單位提供優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)資料和有針對性的建議。這種模式保證了科研成果快速地應(yīng)用到邊坡治理工程中，對高邊坡的正常施工和安全運營起到重要作用。 </p><p>　　(3)對確定的重點高邊坡宜采用“變破壞機理研究一穩(wěn)定性評價一邊坡安全監(jiān)測一邊坡支護”的思路進行優(yōu)化設(shè)計(圖2)，其中安全監(jiān)測應(yīng)該作為一項長期任務(wù)進行。 </

15、p><p>　　5、路塹邊坡的設(shè)計措施 </p><p>　　路塹邊坡的開挖是對自然應(yīng)力狀態(tài)的重大改變，是造成邊坡失穩(wěn)的直接原因，因此路塹邊坡的設(shè)計措施是否合理是決定路塹邊坡穩(wěn)定的關(guān)鍵，它包括確定坡形、坡率、邊坡高度和防護結(jié)構(gòu)的類型等?；蘸几咚俟肥俏沂〉谝粭l山區(qū)高速公路，由于缺乏經(jīng)驗，原設(shè)計方案主要考慮少占地、少開挖，因此坡率設(shè)計較陡。在施工中發(fā)現(xiàn)不少邊坡由于地質(zhì)和施工原因，后期增加了不少特

16、殊防護工程，增加了投資。 </p><p><b>　　6、結(jié)論 </b></p><p>　　(1)通過高邊坡普查確定鎮(zhèn)勝高速公路高邊坡及滑坡共126處，126處高邊坡按變形規(guī)模和范圍分為坡體變形、邊坡變形和坡而變形，分別闡述了每一類變形模式的特點。 </p><p>　　(2)鎮(zhèn)勝高速公路高邊坡按坡體結(jié)構(gòu)可分為土質(zhì)邊坡和類土質(zhì)邊坡、巖質(zhì)邊坡

17、、二元結(jié)構(gòu)邊坡3類，對巖質(zhì)邊坡，又可進一步劃分為近水平層狀結(jié)構(gòu)、順傾層狀結(jié)構(gòu)、反傾層狀結(jié)構(gòu)、碎裂狀結(jié)構(gòu)和塊狀結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　(3)按高邊坡的變形破壞模式可分為危巖及崩塌地段邊坡破壞模式、土質(zhì)和類土質(zhì)邊坡的破壞模式、順傾巖質(zhì)邊坡的破壞模式、破碎巖石邊坡的破壞模式和不利結(jié)構(gòu)而組合的楔體破壞模式。 </p><p>　　(4)針對鎮(zhèn)勝高速公路高邊坡的復(fù)雜性及防治難度大的特點，建立與

18、之對應(yīng)的高邊坡優(yōu)化設(shè)計模式，確定了“全而普查，重點研究”的思路，篩選了其中10處高邊坡為重點研究對象。 </p><p>　　(5)對確定的重點高邊坡宜采用“變破壞機理研究一穩(wěn)定性評價一邊坡安全監(jiān)測一邊坡支護”的思路進行優(yōu)化設(shè)計，并對每項內(nèi)容做了簡要的介紹和說明。 </p><p><b>　　參考文獻: </b></p><p>　　[1]習(xí)

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