浅析破碎岩石边坡防护

摘要：破碎岩石边坡防护是山区公路建设所面对的主要问题之一，其坡体较差的稳定性给公路交通安全带来重大威胁。对破碎岩石边坡做出简要的工程评价和分析，介绍现行主要的支护形式。结合现存的破碎岩石边坡防护的主要问题，提出相关建议和改进措施。

关键词：破碎岩石边坡；支护形式

1 绪论

破碎岩石边坡，是由风化较为严重的破碎岩石组成的公路边坡，最直观的特点便是破碎、颗粒、松散状。在我国大兴土木的初期，这种类型的边坡较为少见，多为稳定性较好的一般边坡。而随着近年来，我国公路建设的步伐逐渐迈进工程地质较差的西南山区时，这类边坡便出现在设计和施工人员面前。破碎岩石边坡由于其岩块尺寸小、咬合程度差，结构面较发育，多、短、小且分布不规则，平整度较差，一般呈碎裂结构和散体结构等特点。而正是以上特点使其坡体稳定性极差，特别在持续降雨等恶劣天气下，极易发生工程事故，破坏威胁大。综上，对破碎岩石边坡的支护和加固是一个亟待解决的重要工程问题。

2 要点提要

（1）对于破碎岩石结构，其力学作用主要控制因素。结构体数量、块度及产状。

（2）工程地质评价。岩体完整性较差，强度受断层及软弱结构面控制，并易受地下水影响，稳定性差，边坡易坍塌和形成小型楔形滑坡。

（3）滑动破坏机理。采用极限平衡理论，边坡滑动破坏的根本原因是边坡体内部某个面上的剪应力达到抗剪强度，使稳定平衡遭到破坏。

（4）破坏类型。研究结果表明，破碎岩石边坡破坏模式往往呈近圆弧形滑动破坏。

（5）主要破坏形式。根据工程经验，破碎岩石边坡主要破坏形式为落石、堆塌、表面滑塌等。

（6）加固原则。根据破碎岩石边坡的特点，加固措施应按照“强腰固脚、坡面封闭”的原则。

（7）锚杆和锚索作为边坡防护中应用最为广泛的两种技术，其应用方面存在以下不同：①锚杆材料通常由螺纹钢等杆状硬性材料组成，是一种主动硬性支护方式。锚索由钢绞线等素状柔性材料组成，是种主动柔性支护方式。锚索允许被加固体有较大变形和位移，而锚杆则在较大变形和位移情况下发生破坏。②锚杆加固深度多在数米到十余米，而锚索加固深度多为锚杆的数十倍。③锚杆提供加固力通常为数十吨，而锚索所能提供则是其数十倍。④对于风化严重，岩体较破碎边坡，锚杆护坡的最大优点是锚杆主要起支撑混凝土骨架作用，用锚杆加固后可使锚杆骨架梁与边坡岩体成为一整体。而锚索则以较深的加固深度和允许较大的变形使得边坡岩体更加牢固。

3 防护原理分析

目前对破碎岩质边坡行之有效的支护方法及技术主要包括挂锚喷网、预应力锚索格（框）梁体系、喷锚网+长锚索支护、挡土墙、抗滑桩等。以下对前两种支护技术作简要介绍。

（1）预应力锚索格（框）梁体系。预应力锚索框格梁体系是一种主动式加固方法，通过锚索的预应力将滑动坡体与稳定基岩连接为一体，增加抗滑力同时又通过坡面上的框格梁将各个锚索有效地连成一个整体。[1]

（2）复合喷锚网技术。复合喷锚网支护技术是通过预应力锚索将内部稳定岩体拉住外部不稳定岩体，为外部不稳定岩体提供了抗剪力，使外部破碎岩体与内部岩体形成一个整体。[2]

4 总结

由于破碎岩石边坡的不稳定性和复杂性，给现行的主要加固处治措施带来严峻考验。对于破碎岩石边坡进行加固处治时应注意以下几点。

1）尽可能进行保守设计，提高边坡的安全储备；2）紧紧围绕“强腰固脚、坡面封闭”的加固原则，“对症下药”；3）水是影响边坡稳定性的重要因素，包括雨水、地表水及地下水，良好的防排水设施对提高边坡稳定性至关重要；4）对于高陡破碎岩体边坡，开挖卸荷后，变形破坏易于发生在坡体中下部位置，因此边坡的治理应加强控制坡体中部的变形。

5 存在问题及改进措施

目前，工程中关于破碎岩石边坡的防护形式多种多样，而对于各种支护形式并没有对应具体完整的理论体系，且大多数的支护形式没有做到“对症下药”，即没有针对破碎岩石边坡做出对应的支护形式。现行的大多数的支护形式均来自于一般边坡的支护加固，对于破碎岩石边坡这一特殊边坡形式，需要有更为严格的支护形式。以下是个人根据破碎岩石边坡的特殊性对现有支护形式的初步改进或改进思路，具体的改进方案和细节需借助相对应的工程软件进行后续的验证和修正，来提高其的实用性。

1）对内部加固挤压，等同于对破碎松散的岩石块产生较大的压力，进而增加岩石块之间咬合力，增大岩体的抗剪强度。2）使用轻型高强度、高预、防腐的高性能材料来作为锚杆（索）以及柔性防护网。3）在锚固端采用特殊构造，如利用某种特殊材料作为锚杆端头，将锚杆深入孔洞后，通过高压注浆技术，将锚杆端头特殊材料挤压至预设体积。这种特殊构造，使得锚固端对周围岩体形成挤压，增加岩体的强度。另外，特殊的楔形结构会使得锚固端锚固强度得到大幅增加。4）使用特殊转换结构，将锚杆承受的较大的拉压力转换成一部分对地面的压力。同时使用较粗的钢筋作为锚杆，使该整体结构作用于边坡的靠下位置处，增加该结构对整个上部边坡的效果，起到推力作用。

参考文献：

[1]吕庆，孙红月，尚岳全，朱晗迓.预应力锚索框格梁体系加固破碎岩质边坡合理间距研究[J].岩石力学与工程报，2006（01）：136140.

[2]白雪峰，范景伦，韦宏鹄.软质破碎岩体高边坡复合喷锚支护设计及施工[J].施工技术，2009，38（S1）：213215.

References：

[1]Lv Qing Sun Gongyue，ShangYue，Zhu Han Ya.Prestressed anchor cable sash and broken rock slope reinforcement beam system reasonable spacing study[J].Journal of rock mechanics and engineering，2006（01）：136140.

[2]Bai xuefeng，fan jinglun，weihongghi.The design and construction of composite jet anchor support for soft crushed rock mass in high slope[J].Construction technology，2009，38（S1）：213215.

作者簡介：王博（1995），重庆交通大学，硕士。