公路路塹邊坡常見破壞形式與機(jī)理分析

公路路塹邊坡常見破壞形式與機(jī)理分析2024年10月12日目錄CONTENTS我國及貴州省公路建設(shè)現(xiàn)狀1公路邊坡概述2路塹邊坡常見破壞形式與機(jī)理分析3一點感想4PART1我國及貴州省公路建設(shè)現(xiàn)狀我國公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀截止2018年底，我國公路總里程484.65萬公里、高速公路達(dá)14.26萬公里，公路養(yǎng)護(hù)里程475.78萬公里，居世界第一。公路總里程及公路密度統(tǒng)計高速公路總里程統(tǒng)計公路養(yǎng)護(hù)里程及養(yǎng)護(hù)比例統(tǒng)計貴州省公路建設(shè)現(xiàn)狀截止2019年底，貴州省高速公路里程已突破7000公里，總里程躍升至全國第四位、西部第二位，綜合密度保持全國第一。2015年已在西部地區(qū)率先實現(xiàn)縣縣通高速公路，實現(xiàn)了一個又一個“不可能”，創(chuàng)造了一個又一個“貴州交通奇跡”?！?橫7縱8聯(lián)4環(huán)線”高速規(guī)劃網(wǎng)《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》發(fā)展目標(biāo)到2035年，基本建成交通強(qiáng)國，擁有發(fā)達(dá)的快速網(wǎng)、完善的干線網(wǎng)、廣泛的基礎(chǔ)網(wǎng)；到本世紀(jì)中葉，全面建成人民滿意、保障有力、世界前列的交通強(qiáng)國。布局建設(shè)現(xiàn)代化高質(zhì)量綜合立體交通網(wǎng)絡(luò)：強(qiáng)化西部地區(qū)補(bǔ)短板，推進(jìn)東北地區(qū)提質(zhì)改造，推動中部地區(qū)大通道大樞紐建設(shè)，加速東部地區(qū)優(yōu)化升級，形成區(qū)域交通協(xié)調(diào)發(fā)展新格局。建設(shè)公路交通強(qiáng)國是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的先行領(lǐng)域之一，是全面建成社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國的重要支撐。預(yù)計未來國內(nèi)公路建設(shè)行業(yè)發(fā)展穩(wěn)定，公路建設(shè)市場也將保持良好的發(fā)展態(tài)勢，我國公路交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正酣。PART2公路邊坡概述公路邊坡類型公路作為一種線狀工程，穿越了各種各樣的地形地貌和地質(zhì)單元，出現(xiàn)了多種多樣的邊坡，包括路塹邊坡、路堤邊坡、隧道洞口仰坡與橋址區(qū)域邊坡，此外還有征地紅線范圍之外可能會影響到公路安全運營的的自然邊坡。路塹邊坡、路堤邊坡隧道洞口仰坡、橋址區(qū)邊坡征地紅線之外的自然邊坡路塹邊坡特點公路路塹邊坡是將地質(zhì)體的一部分改造成為人為工程，其穩(wěn)定性在很大程度上取決于地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件的優(yōu)劣，屬于工程地質(zhì)、巖土工程的范疇。路塹邊坡的長期與短期穩(wěn)定、整體與局部穩(wěn)定是公路建設(shè)及養(yǎng)護(hù)中需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。尤其是高速公路因交通量大、行車速度高，要求運行質(zhì)量高，建成后如發(fā)生病害，將危及行車安全，影響高速公路運營，而且養(yǎng)護(hù)維修困難很大。掌握路塹邊坡的變形破壞形式及原因機(jī)理是進(jìn)行正確的路塹穩(wěn)定性評價、有效的邊坡防護(hù)設(shè)計的基礎(chǔ)。路塹邊坡的設(shè)計屬于“邊坡預(yù)加固”，路線、路基設(shè)計專業(yè)人員必須也要懂地質(zhì)、懂巖土。PART3路塹邊坡常見破壞形式與機(jī)理分析路塹邊坡穩(wěn)定性影響因素公路路塹邊坡所處地質(zhì)環(huán)境條件千差萬別，促使、誘發(fā)邊坡變形破壞因素多種多樣，主要分為內(nèi)在因素和外部因素。內(nèi)在因素包括組成邊坡的巖土力學(xué)性質(zhì)、巖土體結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、地應(yīng)力、水的作用等。外部因素包括邊坡設(shè)計開挖形態(tài)、工程爆破振動、暴雨久雨、植物作用等。在路塹施工開挖期，切坡和暴雨久雨是誘發(fā)邊坡變形破壞的主要因素；而在公路運營期，暴雨久雨則是誘發(fā)邊坡變形破壞的主要因素。從影響邊坡穩(wěn)定性的控制性因素來看，巖土體結(jié)構(gòu)控制著邊坡的破壞形態(tài)。路塹邊坡按巖土體結(jié)構(gòu)的分類均質(zhì)或類均質(zhì)結(jié)構(gòu)邊坡二元結(jié)構(gòu)邊坡層狀結(jié)構(gòu)邊坡塊狀結(jié)構(gòu)邊坡層狀同向結(jié)構(gòu)邊坡層狀反向結(jié)構(gòu)邊坡層狀斜向結(jié)構(gòu)邊坡均質(zhì)或類均質(zhì)結(jié)構(gòu)邊坡常見巖土體類型厚層松散堆積土、厚層火山灰沉積層、斷層破碎帶、全風(fēng)化層、碎裂狀或散體狀巖體巖土體特征斷裂結(jié)構(gòu)面或原生節(jié)理、風(fēng)化裂隙發(fā)育，不存在或分不出優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面，可近似視為連續(xù)介質(zhì)常見破壞形式易發(fā)生崩塌、剝落、圓弧形滑動或沿其底面滑動。均質(zhì)或類均質(zhì)結(jié)構(gòu)邊坡破壞案例路塹邊坡設(shè)計情況：長62m，高40m，分四級邊坡，每級坡高10m，坡率1:1.5；一級坡采用錨桿框架梁；二、三、四級坡采用漿砌石拱形骨架。巖土體結(jié)構(gòu)：第四系坡殘積粉質(zhì)粘土夾少量碎石堆積而成。破壞機(jī)理：2012年7月一場暴雨后，降雨入滲使滑體增重，力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)降低，發(fā)生圓弧形滑動。滑坡發(fā)生后主滑斷面河北110國道某段路塹均質(zhì)結(jié)構(gòu)邊坡破壞及機(jī)理分析二元結(jié)構(gòu)邊坡常見巖土體類型上覆第四系松散堆積土或破碎巖體、下伏較完整巖層巖土體特征上下兩層巖土體在力學(xué)性質(zhì)上有明顯差異，巖土界面地下水含量大、粘土物質(zhì)淋濾富集，常常是邊坡的潛在破壞面常見破壞形式邊坡常發(fā)生沿下伏較完整巖層面（基覆界面）的折線型滑動或塑流破壞，破壞范圍常常超出征地紅線二元結(jié)構(gòu)邊坡破壞案例湖南某高速公路路塹二元結(jié)構(gòu)邊坡破壞及機(jī)理分析路塹邊坡設(shè)計情況：長306m，高30.5m，分四級邊坡，第一、二級坡率1:0.75，采用錨桿框架梁；三、四級坡率1:1，采用拱形骨架。巖土體結(jié)構(gòu)：上部粉粘夾碎塊石，下部礫巖夾砂巖、泥巖，基覆界面為一層0.3~2.6m厚的全風(fēng)化泥巖層等?；掳l(fā)生前滑坡發(fā)生后二元結(jié)構(gòu)邊坡破壞案例變形特征：滑坡縱向長約400m，寬330m，滑體厚達(dá)18~20m，體積約136.6萬方。后緣錯臺達(dá)2~20m，中部村民地面、房屋嚴(yán)重變形，路槽整體往前方平移40m，前部發(fā)生隆起、鼓脹與錯位。破壞機(jī)理：2019年6~9月持續(xù)降雨達(dá)42天，月均降雨146mm，降雨入滲使滑體增重，泥巖層遇水軟化、泥化形成滑帶，力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)降低，滑坡體中后部先發(fā)生滑移變形，擠壓中前部巖土體，由于抗滑段路塹開挖減重，最終導(dǎo)致抗滑段被剪動，滑坡屬于推移式滑坡。主滑斷面圖湖南某高速公路路塹二元結(jié)構(gòu)邊坡破壞及機(jī)理分析二元結(jié)構(gòu)邊坡破壞案例巴新欽布省Gewa-Gembogl道路改造項目路塹二元結(jié)構(gòu)邊坡破壞及機(jī)理分析路塹邊坡設(shè)計情況：路線全長20.4km，全線均按1:0.3~1:0.5削坡開挖，一坡到底不放臺階、也不支護(hù)，僅在坡腳視情況堆砌1~3m高的格賓石籠護(hù)腳。巖土體結(jié)構(gòu)：出露地層上部為第四系殘坡積碎石土、全~強(qiáng)風(fēng)化破碎泥質(zhì)砂巖，厚約1~5m，下部為較完整的砂巖、礫巖等，屬于典型的二元結(jié)構(gòu)。二元結(jié)構(gòu)邊坡破壞案例巴新欽布省Gewa-Gembogl道路改造項目路塹二元結(jié)構(gòu)邊坡破壞及機(jī)理分析災(zāi)害發(fā)育情況：沿線滑坡工點多發(fā)群發(fā)，沿線存在邊坡災(zāi)害問題的路線長度約4km。破壞機(jī)理：項目所在地區(qū)11月-4月為雨季，降雨量豐沛。暴雨久雨，降雨入滲使巖土體含水量大增并趨于飽和，力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)降低，在路塹開挖形成新的臨空面條件下，從而發(fā)生滑坡。層狀結(jié)構(gòu)邊坡常見巖土體類型各種厚層的沉積巖、層狀變質(zhì)巖、多次噴發(fā)的火山巖巖土體特征層狀同向結(jié)構(gòu)邊坡：層面與邊坡同向，走向夾角＜30°，層面裂隙或?qū)娱g錯動帶發(fā)育，層面、軟弱夾層或順向結(jié)構(gòu)面常形成滑動面。層狀反向結(jié)構(gòu)邊坡：層面與邊坡反向，走向夾角＜30°，層面裂隙或?qū)娱g錯動帶發(fā)育層狀斜向結(jié)構(gòu)邊坡：30°＜層面與邊坡走向夾角＜60°，層面裂隙或?qū)娱g錯動帶發(fā)育常見破壞形式易發(fā)生滑動破壞，在巖層較薄傾角較陡時易發(fā)生潰屈或傾倒破壞，穩(wěn)定性受巖層傾角、巖層厚度、層間結(jié)合能力及順傾結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況控制。層狀結(jié)構(gòu)邊坡破壞案例湖南某高速公路路塹層狀同向結(jié)構(gòu)邊坡破壞及機(jī)理分析2019年4月第一次滑動今年5月第二次滑動今年6月第三次滑動路塹邊坡設(shè)計情況：長180m，原設(shè)計坡率1:1~1:1.25，人字形骨架護(hù)坡。第一次滑坡后坡率變更為1:2，人字形骨架+錨桿框架梁護(hù)坡?！熬弥尾挥?、多次復(fù)發(fā)，讓技術(shù)人員深感無力！”巖土體結(jié)構(gòu)：上部為第四系坡殘積粉質(zhì)粘土、粘土層，下伏二疊系下統(tǒng)茅口（P1m）組中厚層狀灰?guī)r，局部夾薄層泥質(zhì)灰?guī)r，巖層傾向坡外，傾角23°；灰?guī)r節(jié)理裂隙發(fā)育，較破碎，溶蝕強(qiáng)烈，裂隙面、溶槽內(nèi)見粘土充填。層狀結(jié)構(gòu)邊坡破壞案例湖南某高速公路路塹層狀同向結(jié)構(gòu)邊坡破壞及機(jī)理分析前緣揭露的灰白色風(fēng)化泥灰?guī)r破壞機(jī)理分析：“層狀同向結(jié)構(gòu)+易滑地層+工程切坡+降雨入滲”---路塹滑坡的一組“黃金搭檔、超級組合”。薄層泥灰?guī)r夾層滑坡后緣拉裂層狀結(jié)構(gòu)邊坡破壞案例山西某公路路塹層狀反向結(jié)構(gòu)邊坡破壞及機(jī)理分析高邊坡錨桿+噴砼防護(hù)路塹邊坡設(shè)計情況：坡高60m，坡寬110m，分7級坡，坡率1:0.5，每級坡高8m。設(shè)計采用錨桿+噴砼面層護(hù)坡，錨桿長6m、間距2m。巖土體結(jié)構(gòu)：巖性為角閃斜長片麻巖，片麻理發(fā)育并傾向坡內(nèi)，屬于層狀反向結(jié)構(gòu)。斷層面陡傾向坡外，傾角55°，斷層破碎帶厚3~8m，可見斷層泥。破壞機(jī)理分析：外傾斷層破碎帶追蹤外傾節(jié)理面形成滑移面，開挖卸荷、應(yīng)力重分布、破碎帶內(nèi)地下水。順坡向斷層追蹤外傾節(jié)理面F1J1工程地質(zhì)模型塊狀結(jié)構(gòu)邊坡常見巖土體類型巖漿巖、厚層火山巖、厚層沉積巖和中深變質(zhì)巖巖土體特征巖體呈塊狀或厚層狀，結(jié)構(gòu)面多為硬性結(jié)構(gòu)面，但亦存在軟弱結(jié)構(gòu)面常見破壞形式邊坡破壞以崩塌、塊體滑動為主，穩(wěn)定性受結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度與巖石抗剪斷強(qiáng)度控制塊狀結(jié)構(gòu)邊坡破壞案例滑坡全貌軟弱夾層路塹邊坡設(shè)計情況：長240m，高47m，分五級邊坡，每級10m高，坡率1:0.5，采用掛網(wǎng)噴播植草護(hù)坡。巖土體結(jié)構(gòu)：巖性為灰?guī)r，中~微風(fēng)化，巨厚層，受節(jié)理切割，巖體呈塊狀。發(fā)育順坡向軟弱夾層，傾角26°，厚約12~20cm，為粘土層，可塑狀。破壞機(jī)理：降雨沿后緣陡立裂隙面入滲，使軟弱夾層軟化，力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)降低，在路塹開挖形成新的臨空面條件下，從而發(fā)生滑坡。貴州某高速公路路塹塊狀結(jié)構(gòu)邊坡破壞及機(jī)理分析滑動面PART4一點感想一點感想以前由于公路等級低、線形差、路基不寬、開挖不深，邊坡穩(wěn)定對公路的影響不顯著，對邊坡穩(wěn)定性沒有引起足夠