岩质路堑高边坡稳定性分析及设计方法

ｌｌＯ道路交通　城市道桥与防洪　２０１４年９月第９期　岩质路堑高边坡稳定性分析及设计方法　夏炎早　（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市２０００９２）　摘　要：由于周边用地和道路线形的限制，高等级公路的建设不可避免地需要穿越山区等地形复杂的地段，深路堑边坡的稳定性问　题日益突出。该文以宁波大谢对外第二通道岩质路堑高边坡的设计为实例，介绍了岩质路堑高边坡的稳定性分析及设计方法，并就　其施工过程及工后高边坡的防护、加固技术进行了分析。　关键词：岩质路堑；高边坡；稳定性；防护　中图分类号：Ｕ４１７　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００９—７７１６（２０１４）０９—０１１０—０２　Ｏ前言　岩质边坡的稳定性在很大程度上是由岩体中　的控制性结构面决定的。水利水电系统在执行国家　由于周边用地和道路线形的限制，高等级公路　“八五”攻关项目中提出将边坡岩体结构分为层状、　的建设不可避免地需要穿越山区等地形复杂的地　块状、碎裂和散体四大类。针对边坡的特点，对层状　段，深路堑边坡的稳定性问题日益突出。公路路基　岩体又可分为层状同向、层状反向和层状斜向三个　边坡常处于或接近于极限稳定状态，而施工过程中　亚类。　的爆破、开发等施工过程往往导致稳定状态的改　变，诱发边坡的失稳。高边坡地质条件的复杂性和　２岩质路堑边坡的破坏形式　多样性，决定了高边坡工程的复杂性。在目前的防　层状结构岩体是岩质边坡中比较多的一种结　护与加固技术方法研究中，水电、厂矿、铁路等行业　构形式，其所形成的边坡比较复杂。其破坏形式一　相对较多，而公路和城市道路行业则相对偏少，尤　般有顺层滑动、溃屈破坏合倾倒破坏。　其是基于信息化施工技术的动态设计更少。　块状结构岩质边坡的失稳形式取决于结构面　１岩质路堑高边坡分类及工程特点　的产状、组合及其与地形的关系，一般有三种破坏　形式：平面破坏、楔体破坏和倾倒破坏。　正确认识道路岩质路堑高边坡的工程特性，在　碎裂散体状岩体表现为结构松散破碎、完整性　进行地质条件调查、边坡结构特征分析的基础上，　很差，故一般此类边坡的稳定性较差。其破坏形式　开展边坡的稳定性的系统评价，提出边坡的合理支　主要有追踪破坏、局部滑移或掉块。对此类边坡尤　护形式，是保证工程顺利实施和长期安全运营的关　其要注意其长期蠕变的特性。　键。　《公路路基设计规范｝（ＪＴＧ　Ｄ３０－－２００４）没有对　３岩质路堑高边坡稳定性分析及设计方法ｒ　高边坡的划分给出明确的定义，但作了如下规定：　边坡稳定性分析的重点在于综合分析边坡的　“岩质挖方边坡高度超过３０　ｍ以及不良地质、特殊　内外部影响因素，对边坡的总体稳定性进行初步判　岩土地段的挖方边坡，应进行个别勘察设计”。《建　断，结合边坡的失稳模式选择适当的方法进行边坡　筑边坡工程技术规范》（ＧＢ５０３３０—２０１３）中根据破坏　稳定分析计算，制定边坡加固和监测方案。一般分　后果将边坡划分为一级、二级和三级边坡，同时规　为如下步骤：地质勘察获得地质基础资料一边坡总　定一级边坡工程应采用动态设计法，建议二级工程　体稳定性进行定性分析一确定边坡可能失稳模　宜采用动态设计法。边坡的高度与公路穿越区的　式　边坡稳定计算一边坡加固方案一边坡监测。　地质情况、公路的技术标准等密切相关，同时边坡　采用赤平投影原理进行分析来确定边坡失稳　高度对工程规模也有着直接的影响，其加固和防护　模式是一种快速、简便的方式。目前国内已有采用　的方法对工程造价的影响也相当显著。　赤平投影原理进行统计分析、优势产状确定以判断　失稳模式的专业计算机软件。　收稿日期：２０１４—０５—２２　作者简介：夏炎早（１９７６一），男，湖北仙桃人，高级工程师，从　边坡稳定性定量分析的方法则有极限平衡　事道路交通工程设计工作。　法、有限元法、破坏概率分析等方法。其中极限平　２０１４年９月第９期　城市道桥与防洪　道路交通１１１　衡法是应用最为广泛的方法，有限元分析法则随　着国内相关计算软件的丰富在最近得到了广泛的　应用，破坏概率分析方法则是国际上应用比较广　泛的方法。　倾角５Ｏ。，Ｌ６倾向４４。倾角７０。）等不利裂隙组合下　均会产生不稳定滑动面。　通过有限元法进一步分析后发现，右侧边坡　在各不利裂隙组合条件下均能够保持稳定，而左　侧边坡而左侧边坡在Ｌ６一Ｌ８（Ｌ６倾向４４。倾角　７０。，Ｌ８倾向３４０。倾角４８。）、Ｌ３一Ｌ８（Ｌ３倾向２５５。倾　角７３ｏ，Ｌ８倾向３４０。倾角４８。）、Ｌ３一Ｌ６（Ｌ３倾向　２５５ｏ倾角７３。，Ｌ６倾向４４。倾角７０。）、Ｌ５一Ｌ６（Ｌ５倾　４宁波大榭对外第二通道岩质路堑高边坡稳　定性分析及设计　宁波大榭对外第二通道工程是大榭岛对外的　重要交通通道，是为进一步优化大榭及北仑区域路　向２６２。倾角５Ｏ。，Ｌ６倾向４４。倾角７０。）等不利裂隙　网布局，完善宁波港集疏运网络，加快大榭岛开发　建设，促进区域经济和社会建设，提高应对岛内突　发事件和抢险能力而建设的重要交通工程项目。道　路等级为一级公路，设计速度８０　ｋｍ／ｈ，在穿越炮台　岗深路堑段为双向６车道规模，路基宽度３０．５　ｍ。　根据道路线形要求，该段路堑最高边坡为５６　ｍ左　右。　４．１地质情况　炮台岗深路堑段为通过地表山脊段，地形坡度　０。～２０。。表部草类植被茂盛，地貌最高处为９２　ｍ。　根据浅层物探成果及现场调绘，推测有三条　ｆ１、ｆ２、ｆ３断层通过。ｆ１断层位于Ｋ５＋１７５附近，根据　浅层物探，走向约ＮＥ８５。一９０。，倾向北，倾角约８０。　８５。。ｆ＝！断裂：主要产状１８４。Ｌ７４。、１８８。　～Ｉ、１８１。　Ｌ７２。、８０。　６０。、３４０。Ｌ７９。，基本呈闭合　扶，面平　直粗糙，延伸长，断裂面局部有摩擦的痕迹。ｆ３断　裂：主要产状为３９。　７ｌ。、４９。　７ｌｏ、７５ｏ　５７ｏ、１５８ｏ　８９。，断裂带宽５～８ｍ，裂隙发育密集，以灰绿色　凝灰岩碎石充填，主要产状为２６１。　５５　ｏ、１６８　ｏ　８６。、４１。Ｌ７０。、岩体的节理裂隙很发育。断裂带附　近的岩体较破碎，呈块（石）、碎（石）状镶嵌结构，且　局部出现崩塌、掉块。　该区岩体节理裂隙总体以走向１６６。　１８５ｏ，倾　向８４。，倾角４２。～５８。和走向７７。～９２。左：占，倾向　１７４。左右，倾角大于７３。两组最为发育。该区节　理裂隙发育～很发育，间距一般５～６０　ｅｍ为　主，节理面铁锰质渲染强烈，局部裂隙充填有方　解石，岩体较破碎。该区以含晶屑玻屑凝灰岩为　主。　４．２边坡稳定分析　采用赤平投影原理进行定性分析后发现，该工　程右侧边坡比左侧边坡稳定性好。右侧边坡采用　１：０．７５的坡率在各不利裂隙组合条件下均能保持　稳定。而左侧边坡在Ｌ６一Ｌ８（Ｌ６倾向４４。倾角７０。，　Ｌ８倾向３４０。倾角４８。）、Ｌ３一Ｌ８（Ｌ３倾向２５５ｏ倾角　７３。，Ｌ８倾向３４０。倾角４８。）、Ｌ３一Ｌ６（Ｌ３倾向２５５。倾　角７３。，Ｌ６倾向４４。倾角７０。）。Ｌ５一Ｌ６（Ｌ５倾向２６２。　组合下稳定安全系数不能满足要求，需要采取工　程措施。　４．３边坡坡率设计　鉴于右侧边坡在各种不利裂隙组合下采用１：　０．７５均能保持边坡稳定。边坡岩质为微风化凝灰岩　时，采用１：Ｏ．５；边坡岩质为中风化凝灰岩时，采用　１：０．５～１：０．７５；边坡岩质为强风化凝灰岩时，采用　１：０．７５　１：１；边坡为全风化凝灰岩和粉质粘土、含　粘土砾砂时，边坡坡率为１：ｌ～１：１．２５。　左侧边坡岩质为微风化凝灰岩时，采用１：　０．５　１：０．７５；边坡岩质为中风化凝灰岩时，采用１：　１；边坡岩质为强风化凝灰岩时，采用１：ｌ～１：　１．２５；边坡为全风化凝灰岩和粉质粘土、含粘土砾砂　时，边坡坡率为１：１．２５。　两侧最下面一级边坡高６．０　ｍ，其余边坡坡高　１０　ｍ，各级边坡之间设置２．５　ｍ的平台。　４．４边坡防护设计　对于右侧边坡和坡率较缓的边坡，边坡自身处　于稳定状态，但是坡面在外界因素的作用下，如剥　落、风化、雨水冲刷等会产生坡面变形，其破坏深度　一般为坡体表面ｌ～２　ｍ，同时，由于节理裂隙较为　发育，开挖后还会产生卸荷裂隙，受雨水冲刷易软　化，易发生崩塌、掉块等情况，故仍需要做浅层护　坡。对于右侧坡率较陡的边坡（坡率１：０．５～１：　０．７５）采用普通长短锚杆格构加挂网喷播植草护坡，　对于坡率较缓的边坡（坡率ｌ：１　１：１．２５）采用挂　网喷播植草护面。　对于左侧的欠稳定边坡（坡率为１：０．５～１：　０．７５），由于边坡自身稳定性较差，考虑到路堑开挖　的影响，开挖松弛、地下水向下渗透等，岩体中的滑　动面有向深处发展的可能，考虑采用预应力锚锚索　格构加挂网喷播植草支护，预应力锚索自由段长度　为５．０　ｍ，锚固段长度为８　ｍ。　在后续施工过程中，由于施工工期限制及边　坡景观的考虑，对最下面一级边坡采用护面墙防　护。　图１为通车后的实景。　１　１２道路交通　城市道桥与防洪　２０１４年９月第９期　水泥稳定碎石强度影响因素分析及控制措施研究　邢维亮　（吉林省交通规划设计院，吉林长春ｌ３００２Ｉ）　摘　要：就施丁建筑而言，水泥稳定碎石强度对整体的工程质量起到着重要的作用，通过对路面铺摊位置进行取样检测，来判断水泥稳定　碎石强度，实现对水泥抗压强度的测定，同时通过在在水泥的材料组成、性能的延迟时间、水泥剂量的鉴定等各项分析．来说明如何判断上　述因素对于水泥稳定碎石强度的影响，并简述其具体控制措施。　关键词：水泥稳定碎石；强度级配；影响因素　中图分类号：１１４１４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—７７１６（２０１４）０９—０ｌｌ２—０２　０引言　在施工建设中，由于水泥碎石具有强度极高、　具体控制措施，保证路面的安全与稳定，减轻国家　的经济损失。　稳定性较好、耐冲刷性、材料成本使用费用低等特　点，被广泛应用和推广，同时在高等级的公路施工　建设中被使用的频率较高。但水泥稳定碎石也存　在着一定的不稳定性，冈为对于水泥稳定碎石而　１原材料的相关说明　１．１水泥　对于水泥稳定碎石的水泥选取，要选择普通　的具有低标号的硅酸盐水泥，水泥大致的技术指　标为初凝时间应尽量控制在３　ｈ以上，终凝时间应　控制在６　ｈ以上，在第三天左右时，抗压强度应大于　言，在进行施工建设中．强度过高，就会导致公路　基层存在裂缝的现象，严重则会导致路面开裂，影　响正常的车辆通行，同时还会给施工建设方带来　严重的经济损失，本文就是从对水泥稳定碎石强　度进行测试进行详细的结果和实验分析，通过强　１　１．０　ＭＰａ，抗折强度大于２．５　ＭＰａ，而第２８天左右　时，抗压强度大于３２．５ＭＰａ，抗折强度大于５．５　ＭＰａ，　体积安定性基本处于合格状态，方为最佳的水泥　使用性能。　１．２集料　度实验结论，得出具体的水泥稳定碎石对路面的　影响，并根据实际的理论和实践出发，总结相关的　本次实验的碎石选自河北省廊坊市三河市的　石灰岩碎石，因为石灰岩碎石具有干燥、洁净的使　收稿日期：２０１４—０６一ｌ０　作者简介：邢维亮（１９８２一），男．吉林长春人，　程师，从事路　桥设计及相戈Ｔ　作。　用特性，在进行碎石压碎处理时，其含泥量、颗粒　含量和压碎值符合公路施丁要求，具体检测值为　图１通车后实景　５结语　目前该工程已竣工通车一年半左右，监测结果　显示边坡稳定性良好，景观效果也很好，达到了预期　的效果。　Ｉ参考文　￣１］Ｉ煜，等．岩质边坡稳定分析【Ｍ川￡京：中国水利水电Ｈ｛版社．　［２】上海市政＿ｒ　程设计研究总院（集团）有限公司．宁波大榭地二大　桥施Ｔ图没计文件【ｚ】．