低山丘陵峽谷地區(qū)邊坡穩(wěn)定性分析

低山丘陵峽谷地區(qū)邊坡穩(wěn)定性分析

1順層巖質(zhì)高邊坡廣東省珠潭路北端的f標(biāo)昌溪大橋位于廣東省東灘市東田村北部的山谷區(qū)。由于河床被切割，山高谷深，河床寬僅20.30米。兩岸都是陡峭的山墻，其前方被長(zhǎng)溪的侵蝕和侵蝕所隔開(kāi)，形成陡峭的海拔高度。受地形、地質(zhì)條件及路線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)控制,位于K71+483～+543范圍內(nèi)的33號(hào)、34號(hào)、35號(hào)橋墩左側(cè)為一順層巖質(zhì)高邊坡,且坡面上廣泛分布有危巖、孤石。如果不加強(qiáng)整治,就可能會(huì)在開(kāi)挖橋墩基坑的施工期間或交付使用的運(yùn)行期間引起邊坡失穩(wěn)滑出或危巖、落石造成嚴(yán)重安全事故。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)查詢,在開(kāi)挖33號(hào)橋墩孔位爆破時(shí),因震動(dòng)造成左側(cè)邊坡沿層面坍塌,體積達(dá)一百多立方米,故施工存在嚴(yán)重的安全隱患。2邊坡技術(shù)的地質(zhì)量2.1散射覆蓋層和倒石堆巖塊該邊坡地處低山丘陵峽谷地帶,地形相對(duì)高差160m左右,山坡自然坡度50°～70°,邊坡高50～54m,坡面不平整,堆積有1.0～3.0m厚松散覆蓋層和倒石堆,松散覆蓋層主要由松散土層和雜亂分布的塊石組成,塊石體積大多在0.4～3.0m3,呈棱角狀。倒石堆巖塊體積0.8～12.0m3,結(jié)構(gòu)松散,巖塊間縫隙大,寬達(dá)10～25cm。邊坡下部高出河床約11m處為1947省道公路,原修建公路時(shí)左側(cè)切割山體下部,已形成陡壁,基巖裸露。路線走向189°～194°,長(zhǎng)溪河平行路線走向,河底沖積相卵石、塊石外露,河水流量受季節(jié)影響較大。2.2強(qiáng)風(fēng)化砂巖巖石該邊坡分布地層為泥盆系中統(tǒng)東崗嶺階上組石英砂巖夾泥質(zhì)砂巖,灰白、灰紫色,中一厚層夾薄層狀。強(qiáng)風(fēng)化巖層呈碎塊狀、鑲嵌結(jié)構(gòu),泥質(zhì)砂巖呈泥質(zhì)結(jié)構(gòu),遇水易軟化形成軟弱結(jié)構(gòu)面;弱風(fēng)化巖層呈厚層狀、塊狀砌體結(jié)構(gòu),巖石致密堅(jiān)硬。2.3省道公路內(nèi)側(cè)邊坡節(jié)埋節(jié)理該邊坡位于區(qū)域性瑤山南北向構(gòu)造帶附近南北向湖洞斷裂帶東盤(pán)泥盆系中統(tǒng)東崗嶺階上組地層,巖層產(chǎn)狀255°～275°∠40°～65°,上陡下緩,巖層傾向線路方向,致使省道公路內(nèi)側(cè)邊坡形成臨空層面,層面裂隙中充填較多的泥質(zhì),巖體易形成順層面滑移;節(jié)埋非常發(fā)育,主要有三組:180°～220°∠70～85、45°～70°∠50°、325°～330°∠87°～90°,節(jié)理間距0.3～1.2m,裂隙寬1～50mm,節(jié)理裂隙中充填物較少,有利于降雨滲入;節(jié)理與層面相互切割,巖體較破碎,穩(wěn)定性差。2.4條件水條件邊坡范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)地表水及地下水出露,地表水以坡面徑流為主,部分向下滲透,形成地下徑流,部分地段泥質(zhì)砂巖遇水軟化易形成軟弱滑動(dòng)面。3切割面為紅巖構(gòu)造布的傾角巖石邊坡的變形破壞,受控于巖體的結(jié)構(gòu)面,如層面、節(jié)理面,其破壞模式為順向坡的順層面滑移,本工點(diǎn)具備形成順層面滑移的一般條件:(1)順層體的高度控制變形;(2)層間軟弱夾層條件,即使很薄,只要連通成面,就會(huì)控制邊坡的穩(wěn)定;(3)地層的傾角,一般情況軟巖偏低,約在10°～30°之間,硬巖偏高約在20°～50°之間;(4)與切割面的夾角有關(guān),切割面與巖層傾向的夾角越小,越易產(chǎn)生滑動(dòng),一般當(dāng)夾角小于45°時(shí),可能產(chǎn)生變形。該邊坡地層傾角大,節(jié)理裂隙發(fā)育,相互切割致使巖體較破碎,易形成危巖落石,修建1947公路時(shí)挖斷山體坡腳巖層,使上部巖體處于臨空狀態(tài),經(jīng)常年日曬雨淋,加深了巖體的風(fēng)化,巖塊間聯(lián)結(jié)較弱,遇到爆破振動(dòng)很容易發(fā)生垮塌,局部地段泥質(zhì)砂巖遇水易軟化,形成軟弱滑動(dòng)面易產(chǎn)生順層滑動(dòng)。加之該邊坡坡面上堆積有浮石、孤石及1.0～3.0m厚碎塊石土,分布在20m高以上的斜坡,發(fā)生垮塌時(shí)具有較高的動(dòng)能和勢(shì)能,經(jīng)分析計(jì)算如表1,所造成的危害更大。這些隱患都將威協(xié)長(zhǎng)溪河特大橋33號(hào)～35號(hào)橋墩及1947公路的行車(chē)安全。4邊坡加固防護(hù)設(shè)計(jì)原則4.1邊坡危巖落石影響主要是保障現(xiàn)有公路施工作業(yè)面不受山體順層滑移或危巖、落石的影響,提供安全的施工環(huán)境。主要是防護(hù)高速公路路面以上邊坡危巖、落石不致于在高速公路建成后影響其正常運(yùn)營(yíng)。主要是保護(hù)特大橋中如橋墩等不受邊坡上危巖、落石的沖擊而毀壞。4.2邊坡的穩(wěn)定性調(diào)查在邊坡加固防護(hù)工程中,各種類型的擋墻、抗滑樁是比較普遍的,但這些方法不適宜該工點(diǎn)的具體情況:(1)施工周期長(zhǎng),在施工期間邊坡就可能破壞,特別是在降雨季節(jié);(2)對(duì)地形適應(yīng)性差,施工場(chǎng)地狹小,1947省道公路運(yùn)輸繁忙,不可長(zhǎng)時(shí)間中斷行車(chē);(3)需在坡腳開(kāi)挖較大的基礎(chǔ),更不利于邊坡的穩(wěn)定;(4)擋土墻、抗滑樁為剛性結(jié)構(gòu),其防護(hù)沖擊能量有限。4.2.1預(yù)應(yīng)力錨索防護(hù)巖土預(yù)應(yīng)力錨索,具主動(dòng)受力的作用,通過(guò)類似后張拉法的原理,將邊坡穩(wěn)定。預(yù)應(yīng)力通過(guò)設(shè)置于完整、穩(wěn)定的地層中的錨固段提供錨拉力,通過(guò)自由段實(shí)現(xiàn)預(yù)加應(yīng)力。在地表或坡面設(shè)置順邊坡的鋼筋混凝土梁作為抑制件,通過(guò)錨夾具對(duì)錨索施加預(yù)應(yīng)力后,鎖定在地梁上,從而將邊坡表部不穩(wěn)定層,通過(guò)錨索緊緊的將地表地層與地下穩(wěn)定地層連在一起。對(duì)預(yù)加應(yīng)力損失及防護(hù)問(wèn)題,可采用高強(qiáng)度低松弛的鋼絞線及超張拉力、地層的重力變形維持;防護(hù)可采用隔離、裹護(hù)及pH值的強(qiáng)堿性環(huán)境實(shí)現(xiàn)。在地質(zhì)條件較差,巖層強(qiáng)風(fēng)化較厚的邊坡斷面上設(shè)置11根16～26m長(zhǎng)的4Φ15.2mm預(yù)應(yīng)力錨索,設(shè)計(jì)張拉力為500kN/根,水平間距和垂直間距均為4.0m,錨固段長(zhǎng)10m,設(shè)在弱風(fēng)化層以下(圖1)。4.2.2基面鋼繩-鋼繩網(wǎng)防護(hù)系統(tǒng)ss防護(hù)工程是設(shè)立在穩(wěn)定的邊坡上,防護(hù)工程的功能主要是防止自然營(yíng)力作用,防風(fēng)化,防雨水,防風(fēng)沙,防沖刷,防落石掉塊。本段防護(hù)措施,視地層條件采用SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)(見(jiàn)圖2),為半封閉式護(hù)坡類型。SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)防治危巖落石的主要優(yōu)點(diǎn)是:(1)由于系統(tǒng)的主要構(gòu)件是在廠里加工成型,現(xiàn)場(chǎng)僅需少量的工作,因而施工安裝快,干擾少;(2)該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式靈活,對(duì)地形的適應(yīng)能力很強(qiáng),且不會(huì)破壞坡面植被生長(zhǎng)條件;(3)該系統(tǒng)屬柔性輕型防護(hù)系統(tǒng),整體荷載較小,不會(huì)增大坡面荷載,所需土建工程量很少,因而對(duì)自然邊坡的破壞較輕,有利于原邊坡的穩(wěn)定;(4)該系統(tǒng)為柔性結(jié)構(gòu),防護(hù)能量高。SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)說(shuō)明:縱橫交錯(cuò)的Φ16縱橫向支撐繩與4.5m×4.5m正方形模式布置的錨桿相聯(lián)結(jié),支撐繩構(gòu)成的每個(gè)4.5m×4.5m網(wǎng)格內(nèi)鋪設(shè)一張4m×4m的鋼繩網(wǎng),每張鋼繩網(wǎng)與四周支撐繩間用縫合繩聯(lián)結(jié)并進(jìn)行預(yù)張拉,該預(yù)張拉工藝能使系統(tǒng)對(duì)坡面施以一定的法向