《常吉高速公路k171+250～k172+100段边坡失稳分析及处置方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《常吉高速公路k171+250～k172+100段边坡失稳分析及处置方案（10页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、常吉高速公路k171+250 k172+10O段边坡失稳分析及处置方案罗恒;杨铠【摘要】The main reasons of roadbed destabilization and pavement cracking were analyzed from the phenomena of pavement cracking caused by slope instability at kl71 +250 kl72 + 100 of Changji Highway. The plans of rescue of slope landslide and reinforcement were in
2、troduced. The rescue experience of slop landslide this article put forward is worth reference for similar engineerings.%从常吉高速公路 k171+250 k172+100 段边坡失稳而引起路面开裂现象,分析了路基失稳、路面开裂的主要原因,介绍了边 坡滑坡抢险及加固方案.提出的边坡抢险经验值得同类工程借鉴.期刊名称】 公路工程年(卷),期】 2012(037)005【总页数】4页(P176-179)【关键词】 高速公路;边坡;失稳分析;处置方案【作 者】 罗恒;杨铠【作者单位】
3、 湖南省常吉高速公路管理处,湖南常德 410025;湖南省常吉高速公路 管理处,湖南 常德 410025【正文语种】 中 文【中图分类】 U416.1+41 项目概况 常德至吉首高速公路是国家重点建设的“五纵七横”国道主干线杭州至瑞丽高速公 路中心一段，也是湖南省“十五”期间公路建设重点工程之一，该高速公路于 2008年10月建成进入试运营阶段。由于路线地处我国红砂岩地区的重山岭区沅 麻盆地之东南面，边坡高，南方雨水充沛，容易在切方地段发生滑坡。作者以k171+250k172 + 100段边坡滑坡抢险施工为例，介绍滑坡抢险预案和经验。1.1 边坡地形地貌 该段地势东南高，西北低，其地貌形态以丘
4、陵地貌为主，处于沅陵、泸溪两县交界 段，五强溪库区沅水河畔右岸山坡。库区倾向河床的斜坡面地形坡度为15。35。左右，呈东西向，坡面较平直。坡面高程为103.0 - 240.0 m，相对高差为137.0 m;公路沿库区平行穿越整个山坡，路基修筑于斜坡上部，高程约130 140 m左 右位置。水库正常蓄水108.00 m，远景规划蓄水位114.0 m，勘测期库水位高程 101-103.00 m 左右。1.2 边坡地层岩性区内覆盖层较薄，k171+600k172 + 100段路基右侧填土厚度较大，其余地段基 岩大部分出露，岩性主要为白垩系上统中组v K2紫红色钙泥质砂岩，泥质砂岩， 浅灰白色钙质砂岩
5、。由上到下分述为:第四系(Qh): 填筑土:公路路基及填方边坡填土，较松散，主要由钙质砂岩块石，碎石和粘性土填筑而成，厚度为012 m,主要分布在k171+600 k172 + 100段路基右侧 边坡。 植土:褐色，松散，厚约0 - 0.4 m，分布在山坡表层。 粉质粘土:褐黄色，可-硬塑状，局部含碎石，厚约0-4.6 m,分布在山坡缓坡或低洼地带及坡脚等部位。白垩系上统(K2):钙泥质砂岩与钙质砂岩互层:中厚层状，局部夹薄层状，其中:钙泥质砂岩，紫红色， 中风化层，岩质较弱，岩体较破碎，陡倾角裂隙较发育，裂隙面及附近岩石具风化 变色，厚约0 4.3 m;微风化层，岩质较软弱，岩体较完整。发育
6、少量陡倾角裂隙， 裂隙面一般较新鲜，部分裂隙面上附铁锰质浸染物，局部夹少量的泥质砂岩，岩质 较弱，岩体破碎，厚约0.2 0.4 m,钙泥质砂岩和泥质砂岩抗风化能力差，具遇 水易软化，失水干裂崩解等特征。1.3 边坡地质构造本段为单斜构造，岩层产状为337。4。/19。29。，总体倾向河床，岩层走向与 坡面基本平行，发育的节理主要有三组，其产状为220 230z8085。，120 130z4050。，80 90z70 -85,均为剪节理，一般较平直、闭合。1.4 边坡水文地质条件该区内地下水类型主要有基岩裂隙水和第四系松散层中的孔隙水2种。基岩裂隙 水主要赋存于白垩系的钙泥质砂岩,泥质砂岩,钙质
7、砂岩等岩体裂隙中,受节理裂 隙及层间裂隙控制。深部岩体一般为不透水层,水量中等偏贫乏,接受大气降水及 地下水的补给,赋存运移于裂隙基岩中,排泄于沟谷或直接向五强溪水库区排泄。公路修建前，在公路上方有泉水出露，流量约1-2 L/s,出露高程在130 m以上。孔隙水主要赋存于第四系松散堆积物中,特别是路基填方中,水位随地形起伏而变 化,动态随季节性变化较大。来自山体上部的体表水经过已做好的过水通道时,绝 大部分从隧道左右或沉降缝中下渗到路基填方中,基本没有水从地表排水沟中流出。2 路基病害现象分析2.1 病害现象2010年入夏以来,在湘西出现了连续3个月的强降雨期,降水量和降水时间长,给常吉高速公
8、路的众多边坡稳定带来了诸多的安全隐患(见图1)。特别是k171+595 k171+675段右侧路面距中线58 m处出现了宽约3-5 cm裂缝。 k171+679路基右侧6 m附近通道底浇筑连接处出现的裂缝宽约8-10 cm,下 沉错位4-6 cm。k171+910k171+940段右侧路面8 m沿着行车道右边线开 裂，宽约3 cm。k171+940-k171+975段右侧同样的出现了裂纹，宽约1 cm。 图 1 裂缝现场照片 Figure 1 The scene cracks photos2.2 路基失稳病害机理分析 雨水入浸影响边坡的稳定性。每年由于边坡塌方或滑移引起的自然灾害有很多起， 给
9、人们群众的生命财产带来了很大的损失。在高速公路上，不同的降雨量和降雨历 时所造成的灾害和公路损失也不相同。据有关资料，自上世纪90年代以来，我国 每年的公路水毁直接经济损失达数10亿人民币，而且是每年上升的趋势。 湖南近几年快速发展的高速公路建设项目大部分在地形、地貌、地质条件非常复杂 的山区。尽管路基填料标准要求严格，施工规范，但都存在非饱和土边坡雨水入浸 影响高速公路的正常运营现象。强降雨水、历时持续较长的降雨给公路带来的破坏 主要表现在2个方面:冲刷缺口。暴雨冲刷路肩、边坡，使之形成冲沟、鸡爪沟， 破坏路面，并将路基冲成大小缺口或冲毁整段路基或产生滑坡。大量雨水通过渗 透进入路基边坡内，
10、使路基岩土体强度降低，同时会产生一定时期的渗流力，而强 度降低和渗流力两者的共同作用使路基边坡的稳定性降低，产生破坏和滑坡。 目前国内外对降雨条件下入浸影响边坡稳定性分析及评价已取得了一定的成果。如 J.M.Gasmo , H.Rahardj和E.C.Leong利用数值分析方法，针对非饱和土坡，研 究了降雨强度，基质吸力，渗透系数，孔隙水压力等因素之间的关系，并在此基础 上对安全系数的变化进行了研究；ng和shit(1998)针对香港地区的斜坡，用有限元 方法研究了各种降雨情况和初始条件对暂态渗流和斜坡稳定性的影响。研究结果表 明，雨水入渗引起基质吸力的减小和非饱和土渗透性的增大，并在地下水位
11、以上出 现上层滞水水位。安全系数不仅受降雨强度、初始地下水位和渗透系数的各向异性 等的控制，而且不取决于先期的降雨历时。Coleman与Bodman（1944年、1945年）最早研究了干土在积水条件下，垂直一维入渗问题得出了一些有价值的研究成果。结果表明:雨水渗入边坡到达潜水面经 过了一个饱和非饱和的渗流过程。雨水入渗过程中，典型含水率分布剖面可分 为四个区，即表层有一薄层为饱和带，以下是含水率变化加大的过渡带，其下是含 水率分布较均匀的传导层，以下是湿润程度随深度减小的湿润层，该层湿度梯度越 向下越陡，直至湿润峰（见图 2），随着入渗时间的延续，传导层会不断向深层发展， 湿润线和湿润峰下移，
12、含水率分布曲线逐渐变缓。图 2 雨水入渗过程 Figure 2 The infiltration process of rainwater 常吉高速公路k171+250k172 + 100段是典型的紫红色钙泥质砂岩，泥质砂岩， 浅灰白色钙质砂岩，我们称之为红砂岩。这种砂岩强度在15 kMP以下，遇水易 崩解，随含水量的增加形成泥浆，且具有膨胀性。作为路基填料，红砂岩填筑后的 路基整体强度差，孔隙率也很大，在较强降雨及历时较长时，在填筑薄弱层可能形 成一种软弱滑面影响整个的路基稳定直至滑坡、塌方等。所以，红砂岩作为路基填 料时，设计中应着重强调防排水的设计，特别是对其边坡应防止雨水入浸，影响路
13、基的稳定性。常吉高速公路k171+250 k172 + 100段路基位于五强溪库区沅水岸半山腰上， 路基大部分为半填半挖，地质条件较差，岩石产状较陡，岩石倾向与地形坡基本一 致，均倾向河床，为顺坡地段，节理裂隙发育。在强降雨和历时较长的入浸条件下， 发育的裂隙在路基切方出露，裂隙渗水可能在路基上边坡形成一软弱的滑坡面;发 育的裂隙在路基下边坡不出露，可能在路堤下方某一个层位导致路基稳定性受影响， 引起路面开裂。3 处置方案3.1 抢险方案 用水泥砂浆封闭路面和通道裂缝，疏通通道内排水沟，在通道基底进行压浆加固。 在k171+595 k171+960段路基布置人工挖孔抗滑桩340根，共6 677
14、 m。 在k171+195k171+692 , k171+910k172+940两段下边坡布置泄水孔4 278 m。3.2 加固处置方案在k171+250 k171+600段路基下边坡采用锚杆加固，采用32锚杆长15 20 m，与水平方向夹角30。40。，根据稳定计算k171+250 k171+400段锚杆 水平间距采用3 m，纵向间距采用垂直高差1.5 2.0 m,共布置12排。k171+400 k171+600段锚杆水平间距采用2 m，纵向间距采用垂直高差1.5 2.0 m，共布置12排。（见图3）。图 3 锚杆布置示意图 Figure 3 The schematic diagram of
15、 anchor arrangement在 k171+600 k172 + 100 段，采用 C-C,D -D,E -E,F - F,G - G断 面进行了滑坡推力的计算。安全系数采用K=1.25，岩土参数见表1。表 1 岩土物理力学参数值 Table 1 The physical and mechanical parameter values in ROCK&SOIL 岩土名称 13.8 中风化层 13 14.61 区层面 16.5 16.11 区常水位以下岩体21.5 16.8口区层面10.5 14.9口区常水位以下岩体抗剪强度 粘聚力/kPa内摩擦角/（。）填筑土 9 20 15.7根据计
16、算，该路段路基右侧下边坡均采用抗滑桩防护，抗滑桩尺寸采用2x3 m。 其中k171+600 k171+675段共布置16根桩，中心桩距为5 m , 1-11号桩中 心距离土路肩外边坡4.5 m , 12-16号桩中心距离土路肩外缘7.5 m（见图4）。 图 4 1-16 号抗滑桩布置图 Figure 4 The stabilizing piles arrangement drawings from 1to 16在k171+685 k172+022段共布置52根桩，其中17-41号桩间距为6 m ,43 69号桩间距为7 m。由于该段填方较高，兼顾填筑土的滑塌和潜在的岩体顺 层滑动，抗滑桩布置在
17、距离土路肩外边缘12 m的地方。k172+034 k172+087 布置9根桩，抗滑桩的距离土路肩外边缘9 m（见图5）。图 5 17-78 号抗滑桩布置图 Figure 5 The stabilizing piles arrangement drawings from 17 to 78对原有排水系统进行维护和完善。根据现场勘查情况，地表排水并没有完全沿已设 置的排水系统流走，而是渗透路基。由于该路段为红砂岩填筑的路基，雨水入浸后， 容易引起已填筑的红砂填料的崩解，造成路基沉陷，路基路面开裂等。所以，加固 工程完成后，应完善该路段的防、排水设施，采取重砌、加固、注浆，修补开裂和 漏水处，使路表
18、水沿着排水系统排至路基外。3.3 加强监测 根据有关规范，对变形边坡危害程度属于一级的边坡（本路基变形称为一级危害边 坡），应建立立体监测系统，监控变形边坡的整体变形。按此原则，本段监测的主 要内容有:地表大地变形监测（桩顶位移监测），边坡深部位移监测，地表裂缝位错监 测，地下水位监测，宏观地质调查等。在k171+250 k172 + 100段及两端非治 理区共设置地表位移监测38个点（其中地表监测点33个，基准点5个） ，深部位 移沉降监测点33个，桩顶位移沉降监测点3个，地下水位监测点33个（利用深部 位移监测孔），地面裂缝位错观测点6个。通过边坡加固施工期监测，整治效果监测及边坡长期动态
19、监测，并对监测数据分析 处理，到目前为止，地表、深部移位，裂缝及地下水监测及治理区和两端非治理区 边坡皆处于稳定状态。4 结论 本文从雨水入浸路基边坡，分析了影响路基或边坡的稳定性，引起路面开裂的病 害机理。 针对病害采取了相应的抢险方案和加固措施。 对加固方案进行了动态监测，通过对监测数据加以分析，k171+250k172+100 段的路基及边坡趋于稳定状态，抢险和加固方案行之有效。 建议在设计当中要针对不同的地质地貌类型，不同的地质水文条件及地质构造等 方面要采取相应的防止水入浸路基及边坡的措施设计。参考文献1吴 斌，王桂尧，黄 庆，等.强夯前后水对红砂岩路基影响机理的试验研究J.公路交通
20、科技，2007.(3):12 - 17 , 22.2 籍延青某岩质边坡失稳机理分析及处置措施研究J.山西交通科技，2011,(5) .3陈 宾，张可能，周 斌，等.道路改扩建膨胀土边坡工程过程稳定性分析及治理J.矿冶工程，2010, (03).4 葛永刚，陈兴长，方华，等汉源县大渡河“8.6”崩塌堵河灾害研究J. 山地学报,2010,(01).5 朱颖彦,崔 鹏,陈晓晴.泥石流堆积体边坡失稳机理的试验与稳定性分析J.岩石力学与工程学，2005 , 24(21).6 郑勇膨胀土边坡失稳成因机制及其演化过程分析J.中国水运(下期),2009 , (12).7 胡长明，李文广考虑降雨影响的非饱和土基坑边坡突变失稳分析J 工业 建筑，2005 , (S1).8 张我华，陈合龙，陈云敏降雨裂缝渗透影响下边坡失稳灾变分析J.浙江 大学学报(工学版),2007,(09).9马 莎，胡金虎，万腾飞暴雨诱发高填深挖路基边坡失稳分析J,水土保、黑SBHW-RW犯二KWOI(so)、OIOCN翟如0菸佟圏尼呃*密3匕旺ISK.、s、8、段 迎二1(90)、寸 OOCN
常吉高速公路k171+250～k172+100段边坡失稳分析及处置方案
