贵阳东北绕城高速公路某岩质高边坡岩土勘察评价

2016-10-27曹欣宇

黑龙江交通科技 2016年9期

关键词：挖方坡体坡面

曹欣宇，祝塘，胡蝶

（贵州交通岩土工程有限责任公司，贵州贵阳 550081）

贵阳东北绕城高速公路某岩质高边坡岩土勘察评价

曹欣宇，祝塘，胡蝶

（贵州交通岩土工程有限责任公司，贵州贵阳 550081）

针对岩溶地区高速公路岩土勘察工作，结合贵阳东北绕城高速公路实例，提出地质调绘、钻探、钻孔电视、室内试验等勘察方法，通过对勘察与评价结果的分析，得出本工程岩土勘察方法科学、合理，可准确反映真实岩土情况的结论，具有一定借鉴与参考价值。

岩溶地区；高速公路；岩土勘察；勘察方法

1 工程概况

贵阳东北绕城高速公路尖坡至小碧段改建工程某挖方边坡段，长180 m，该路基段处于马鞍形地形一斜坡中上部，为挖方路基。轴线最大挖高50.4 m，左侧最大挖高59.2 m，为6级边坡；右侧最大挖高83.8 m，为7级边坡。设计标准：双向六车道高速公路，单幅路基宽15.75 m，设计速度100 km/h。

2 工程地质评价

2.1场地稳定性

路段第四系覆盖层厚薄不均，基岩为灰岩层间偶夹钙质泥岩条带，水文地质条件简单，场地无断层通过，场地稳定。

2.2路基挖方段评价

（1）自然坡体情况

该路段所处坡体长180 m，路段挖方处纵向坡度20°，再向上渐缓，坡面上灌木植被较发育。坡体现状稳定。

（2）各岩土情况

①覆盖层：为粉质黏土，厚度0～8.0m，呈硬至可塑状，稳定性差。

②强风化层：厚1.0～3.5m，土黄色，结构面结合程度差，呈裂块状结构、局部呈碎裂结构，岩体极破碎，稳定性差。

③中风化层：结构面结合程度较好，岩体较完整，岩体自稳能力较好。

（3）边坡稳定性评价——赤平投影图分析

①左侧边坡。边坡最大挖高约59.2 m。开挖坡向为280°，岩层产状（150°∠5°）与边坡坡向（280°∠63°呈130°相交，为切向坡。据赤平投影分析，L2为最不利结构面，其倾向与坡向相同，但倾角大于坡面角，滑动可能性小，岩体易发生小规模楔型块体滑塌或局部倾覆垮塌。

②右侧边坡。边坡开挖最高约83.8 m，开挖边坡方位100°，岩层产状（150°∠5°）与边坡坡向呈50°相交，为切向边坡。根据赤平投影分析，L2为最不利结构面，L2走向与坡面走向平行，且倾角较陡，滑动可能性小，岩体易发生小规模楔型块体滑塌或小规模局部倾覆垮塌。

③隧道仰坡。隧道仰坡开挖最高约67.6 m，开挖边坡方位190°，岩层产状（150°∠5°）与边坡坡向呈40°相交，为小交角切向边坡。根据赤平投影分析，L1、L3为最不利结构面，其交线倾向与开挖坡面相同，但倾角大于坡面角，滑动可能性小。边坡开挖后，由结构面切割产生的楔形体，可能产生小规模滑塌。

④总体分析。各边、仰坡通过赤平投影分析均为整体稳定，局部可能产生小规模滑塌，按破裂角进行分析，岩体φ=40°，则θ=45°+φ/2=65°，建议坡率最大1∶0.5（开挖坡角小于63°）。通过地质调查，场区构造节理在地表为张开状，向下逐渐闭合为隐节理，张开状一般向下延伸小于20m，故节理裂隙对边坡影响范围有限，坡体整体稳定。但施工过程中严禁大药量爆破，避免使构造节理张开贯通造成坡体失稳。

2.3不良地质评价

开挖后坡面若遇溶洞，应采用浆砌片石进行回填处理。

2.4推荐岩土体物理力学指标

综合地质调绘、试验资料及工程类比。经综合分析，挖方边坡段推荐物理力学指标如下：

粉质黏土（可塑状）：［fa0］=160 kPa，c= 35 kPa，φ=15°，γ=18 N/m3；

强风化灰岩（层间夹钙质泥岩条带）：［fa0］= 500 kPa，结构面c=30 kPa，φ=25o，γ=24 kN/m3；

中风化灰岩（层间夹钙质泥岩条带）：［fa0］= 2 400 kPa，frk=30 MPa；

岩体c=100 kPa，φ=40°，γ=26.5 kN/m3。

2.5建议处理措施

（1）左、右边坡：①左、右边坡中风化岩层均按1∶0.5放坡；强风化按1∶0.75～1∶1放坡。②对坡体部分采用锚杆、锚索等进行预防护，岩层薄层段及破碎段（BZK2钻孔21.7～27m、BZK3钻孔10～12 m），应进行防碎落处置，并加强坡面截排水及坡体泄水措施。③开挖后坡面若遇溶洞，应采用浆砌片石进行回填处理。④右边坡坡口处需设置拦截网等措施，对坡体上部零星落石进行拦截。⑤施工中严禁大药量爆破，必须采用预裂爆破或光面爆破。同时，施工阶段须随时对开挖出露的坡体进行观测监控。

（2）隧道仰坡：①边坡中风化岩层均按1∶0.5放坡；强风化按1∶0.75～1∶1放坡。②对坡体采用锚索、锚杆等进行防护，岩层薄层段及破碎段，应进行防碎落处置并加强坡面截排水及坡体泄水措施。③开挖后坡面若遇溶洞，应采用浆砌片石进行回填处理。④坡口处需设置拦截网等措施，对坡体上部零星落石进行拦截。⑤施工中严禁大药量爆破，必须采用预裂爆破或光面爆破。同时，施工阶段须随时对开挖出露的坡体进行观测监控。

3 结论与建议

（1）路段开挖后，左、右边坡及隧道仰坡均为切向岩质边坡，开挖后坡体整体自然稳定，在施工扰动、暴雨等状况下易发生楔型塌落，故边坡须进行工程处理。

（2）场地地表水、地下水对混凝土结构及钢筋混凝土中的钢筋具有微腐蚀性。

（3）边坡开挖后，易发生局部的楔形滑塌，须按建议处理措施进行防护。边坡的稳定性与开挖方式、支挡防护的及时性、地下水情况及雨季下雨等密切相关。

［1］钟彩萍.岩溶地区高速公路岩土勘察方法及工程处置［J］.西部探矿工程，2008，（4）：20-22.

［2］杨建锋，张天宝，陈侃福.物探方法在高速公路岩溶勘察中的综合应用［J］.工程勘察，2006，（S1）：310-315.

［3］邓有灿.福建地下岩溶地区高速公路工程地质勘察探讨［J］.路基工程，2011，（5）：163-165.

表1　滑坡推力计算表

4 滑坡处治措施

4.1处治方案选择

处治方案的选择主要在卸载方案和支挡方案两者间选择。如采用卸载方案，则会加大土方开挖量，而且会对顶部的高压铁塔产生较大的影响，并且破坏环境，因此卸载方案不宜采用。为了保证高压铁塔的安全，不破坏环境的条件下，本滑坡拟采用支挡方案，如采用抗滑桩处治，势必会增加工程造价，方案不经济。因此经综合考虑，对本滑坡采用浆砌片石抗滑挡墙处治措施，并设置地表截排水设施，消除降水对滑坡稳定性带来的影响。

4.2处治方案设计

（1）抗滑工程设计

为保证本滑坡的稳定，在滑坡前缘设浆砌片石抗滑挡墙，挡墙顶宽250 cm，底宽680 cm，墙高800 cm，基础埋深不小于200 cm。墙背连续排水层采用渗水材料（砂砾或碎石），泄水孔采用直径为10 cm的PVC管，孔眼交叉布置，间距上下左右均为2.5 m，且最低一排泄水孔必须高出地面0.5 m，泄水孔后背采用碎石作反虑层。体积为20 cm× 20 cm×15 cm，下设防渗土工布，最下面一排泄水孔处的防渗土工布为连续铺设。

为防止雨水下渗影响滑坡稳定，沿滑坡周界设置必要的截排水设施，滑坡坡面裂缝采用质量比为8％的灰土及时封闭。