1、1004 9665/ 2002/ 10(04) 0089 04 Journal of Engineering Geology工程地質學報耒宜高速公路路塹邊坡變形破壞特征及其綜合治理肖劍秋卿篤干趙海斌鐘輝亞（醐南省耒宜高速公路建設開發有限公司郴州 423000）（胭家電力公司中南勘測設計研究院 長沙410014）摘要耒宜高速公路修建于山嶺重丘區，沿線地形、地質條件差異較大，路塹開挖邊坡類型較多，特征不一。本文介紹了路塹邊坡的主要特征、邊坡失穩的主要原因及治理對策 。關鍵詞路塹邊坡變形破壞綜合治理中圖分類號：文獻標識碼：AD EFO RMATIO N A ND FAIL URE C HA RACT

2、ERISTIC OF ROADCUTSLOPESO N L 曰Y I EXP RESSWAY A ND THEIR COMP RE HESIVE TREATM ENTXIAO J ianqiu Q IN G Dugan ZHAO Haibin ZHON G Huiya (IX eiyi Ex pressw ay Constr ucti on an d Ex ploitation L t d of Hu nan Province , Chenz hou 423000) (M i d - South Desgn an d Research I nstitute f or Hy droelectri

3、ci ty , S PCC , Changsha410014)Abstract L eiyi Exp ressway was co nst ructed in t he mo untains and hills area . Wit h larger difference of it s topog rap hy and geology co nditio n alo ng t he line , t here are many t ypes of roadcut slopes and different slope character istic . This paper int ro du

4、ces t he main characteristic of roadcut slopes , t he principal causatio ns of slope failure and comp rehensive t reatment measures.Key words Roadcut slope , Defo r matio n and f ailure , Co mp rehensive t reat ment .路塹邊坡的主要特征分為：順向坡、斜向傾外邊坡和斜向傾內邊坡、橫向結構邊坡、反向結構邊坡，水平結構邊坡一般較少。土質邊坡按物質組成可劃分為沖洪積物1.1工程地質條件邊坡

5、、崩坡物和殘坡物邊坡、古滑坡堆積物邊坡、耒宜高速公路區域地貌以山間盆地、丘陵和低 為主，其中北段以山間盆地和丘陵為主，南段以丘陵和低山為主。沿線分布的地層主要有：泥盆 系、石炭系、二疊系和白堊系灰巖、頁巖、砂巖、 頁巖、泥巖，及第四系沖洪積物、殘坡積物、崩 坡積物、滑坡堆積物（個別路段）。沿線開挖邊坡按物質組成可劃分為巖質邊坡和土質邊坡2種類型。其中巖質邊坡按邊坡結構又可巖質邊坡中橫向結構邊坡、厚層狀反向結構邊坡和斜向傾內邊坡整體穩定性一般較好 ；斜向傾 外邊坡和順向坡易于順層滑動，穩定性一般較差 薄層狀反向結構邊坡易于產生傾倒破壞 。土質邊坡 中灰巖風化粘性土邊坡穩定性較差 ，易沿基巖面 產

6、生滑動破壞；古滑坡堆積物邊坡穩定性亦較 差，且破壞規模較大。風化土邊坡。收稿日期：2001 - 12 - 07 .第一作者簡介：肖劍秋（1976 -）,女，碩士，工程師，主要從事路橋工程建設管理.h. b. zhao 63 . net22 1994-2006 ChtM. Acsdemk Jcumal rJeeuonk Pubhslung A riglils reserved. Imp:/Jour nal of Engi neering Geology 工程地質學報 200210（4）1.2邊坡主要變形破壞形式在路基施工過程中，沿線邊坡主要出現了 6 種變形破壞形式：塌滑、散落、傾倒、弧形滑動、

7、平平面滑動主要發生在順向巖質邊坡和流塑、軟 塑狀土構成的緩傾角土質邊坡、以及古滑坡中。坡 腳開挖后，邊坡巖土體沿一軟弱面滑動。沿線雖未 見大規模的巖坡順層滑動，但淺表層巖體的順層 （或節理面）滑動出現較多；沿線土質坡的平面動一般規模較大，大的滑體可達1萬多方，是路 塹邊坡中危害最大的一種破壞形式。土體流動主要發生在風化土邊坡中，特別是灰 巖與上覆土體構成的邊坡中，沿線多處可見土體流 動現象。由于雨水入滲或基巖裂隙水滲出，土體飽和后極易產生流動。邊坡上的流動土體在路面上形 成泥灘，即使規模較小，也將嚴重影響公路的正運營。2路塹邊坡失穩的主要原因體失穩。圖1邊坡變形破壞類型Fig. 1 Type

8、of slope deformatio n and failurea. 塌滑；b.散落；c.傾倒；d.弧形滑動.e.平面?#動；f .土體流動塌滑破壞主要出現在土質邊坡和碎裂結構的巖 質邊坡中，一般在亞粘土、全強風化的砂巖、頁 巖構成的高陡邊坡上淺表部巖土體會迅速變形而解 體破壞，沿線多出可見。塌滑是沿線邊坡局部破壞 的主要形式，約占35 %。散落主要發生在極為破碎的巖質邊坡中，風化破碎的巖石受雨水沖刷時巖石碎塊順坡落下。沿線的紅砂巖邊坡中散落普遍存在，紅砂巖遇水膨脹后 變成大小不一的塊體和顆粒，極易發生散落現象。傾倒變形一般發生在反傾向巖質邊坡和巖層近 乎直立的順向坡中。路基開挖后，巖層發生

9、明顯的 彎曲和拉裂變形，坡面出現多道反坎。沿線有3處 典型的傾倒變形邊坡，其巖層為強風化和弱風化的 砂巖、頁巖。弧形滑動主要發生在粘土邊坡中。邊坡中部和后緣可見多道拉裂縫和錯動面，前緣剪出口土體上翹水的整開始滑動速度較慢，但坡面拉裂后，隨著雨一，加劇了邊坡的變形破壞，最終導致邊坡路塹開挖邊坡的穩定性受多種因素影響，其內在因素包括地層巖性、地質構造、巖土結構和坡形 等，外部因素包括水的作用，工程活動、氣候條 件、風化作用和植物生長等。顯然，耒宜高速公路 沿線復雜多變的地質條件是造成邊坡失穩的主要原 因之一，但就路塹開挖邊坡而言，坡形和水的作用 是施工期邊坡發生失穩的兩個重要因素。修筑路基的需要，

10、在山體中或山坡上開挖形成人工邊坡。開挖過程中，巖土體將向開挖面（新的 臨空面）產生應力釋放，原有的平衡狀態被打破 ， 由于應力調整而使邊坡巖土體發生變形 。如果開挖坡 形設計恰當，開挖邊坡的應力達到新的平衡 ，變形 逐漸減小，邊坡可以維持施工期臨時穩定 ；如坡形 選擇不適當，開挖邊坡在應力調整過程中將會由 于 變形過大而導致破壞失穩。耒宜高速公路施工過程 中，許多路塹邊坡是由于坡形選擇不當而出現破 壞，造成邊挖邊塌。因此，要保證路塹開挖邊坡 施 工期的穩定，首要的是根據地質條件確定合理 的坡形。路塹開挖區，自然坡的植被環境遭受破壞，這就加速了雨水的入滲，加大水對邊坡作用。水 對邊坡影響具有雙種

11、物理效應：水壓力和水的軟 化作用。水的入滲，邊坡巖土體將承受孔隙水壓 力、裂 隙水壓力和動水壓力作用，對于路塹開挖邊坡，水 壓力主要增加了邊坡的下滑力，使邊坡的穩定度降低。水的軟化作用主要是巖土體雨水后強度降低，從而減小了邊坡的抗滑力。當巖體 或軟弱結構面親水性強時，易發生崩解或泥化 ， 對于土質邊坡邊China Academic Joumal Electronic Publishing A】 rights rcricrvcd. tnLp：/.- HYPERLINK 1994-200691肖劍秋等：耒宜高速公路路塹邊坡變形破壞特征及其綜合治理坡，浸水后軟化現象更明顯，土體飽和強度急劇下降。水對

12、開挖邊坡除上述作用外，在施工期，水對 坡面的沖刷作用不容忽視，邊坡開挖后，由于防護 措施不及時，坡面裸露巖土將受到雨水沖刷而產生 局部破壞，特別是易風化的破碎巖坡和松散的土 坡，水的沖刷作用最明顯。鑒于上述原因，施工期及時調整坡形是保證邊 坡自穩的主要手段，而截排水是邊坡治理的重要措 施之一。3邊坡穩定性評價if Trjl開挖邊坡的穩定性受邊坡的巖土結構、性質、開挖坡形和邊坡排水等因素的控制，而邊坡的巖土結構和力學性質主要受邊坡地質條件控制，因此，要判斷邊坡的穩定性首先要查明邊坡的地質條件、劃分邊坡的結構類型、判斷邊坡是否屬于易滑地層 邊坡，在此基礎上結合開挖邊坡的變形破壞特征綜 合判斷邊坡的

13、穩定性及可能的失穩形式，分析其可能對高速公路產生的危害。邊坡穩定性評價可分為 定性評價和力學計算。定性評價主要在現場調查的 基礎上全面分析影響邊坡穩定的自然因素，定性判斷邊坡穩定性；對于規模較大的邊坡，應結合加固 設計需要，進行穩定計算。通過對沿線76處已出現變形破壞邊坡的調查 分析，路塹邊坡的失穩可按規模分為：整體不穩定 和局部不穩定邊坡。其中屬于整體不穩定的邊坡有 35處，這些邊坡在施工期均已有明顯的變形和破壞前兆。根據耒宜高速公路路塹邊坡開挖后巖土體的變 形破壞情況，全線可以總結出以下幾類易破壞邊 坡崩坡堆積物、風化碎石土構成的邊坡易產生整體滑動破壞和局部變形破壞；灰巖殘積土坡易產生滑動

14、、流動變形破壞，尤 其是土石界面附近強度更低，常沿這一界面形成滑倒變形，這類邊坡巖層傾角 50。80。,邊坡 開挖后巖體彳倒，形成反坎，頂部產生拉裂縫；節理切割巖體、風化巖體構成的邊坡易局部崩石和散落。4邊坡綜合治理措施、H 11_,:i_ i* .14 .1邊坡治理措施沿線路基開挖邊坡治理措施按作用和目的可分 為支擋加固、排水和一般防護。支擋加固的主要手段為：擋土墻、護面墻、抗 滑樁、樹根樁、砂漿錨桿、預應力錨索等。排水措施為：坡頂截水溝、坡面排水溝、坡內 排水孔。一般防護手段為：嵌入式襯砌拱和網格梁、掛 鋼筋網噴射混凝土、植草、植樹等。邊坡治理措施根據邊坡的規模、地質條件和變 形破壞類型確

15、定。對于低矮的不穩定邊坡一般采用 擋墻、護面墻和砌石襯砌拱、植草進行支擋和防 護；對于規模較大的邊坡，必須通過穩定驗算來 確 TOC o 1-5 h z 定邊坡的加固方案和加固度 ，同時經過技術經濟 比 較選定加固措施。有些邊坡采用單一方法加固，有 些邊坡根據需要同時采用了幾種方法綜合加 固。從沿線邊坡已實施的治理措施看，對不同變形破壞類型的邊坡采用的加固處理措施見表1。表1邊坡治理措施Table 1 Harnesing measures of slope邊坡變形破壞形式:力坡裝型治理措施備注塌滑k嵌入式襯砌拱、網格梁，短錨桿加 固鋼管樹樹漉槳錨固桂網植草邊坡上巖坡短錨桿加固，掛網噴射混凝土一

16、般都 設置了饕%坡掛網噴射混凝土、掛網植草截、排水溝和排 水孔。 TOC o 1-5 h z 滑動變形，該類邊坡開挖后易沿層面（傾角3045。）產生滑動，后緣形成高45m的滑坡壁；坡，這一類型在灰巖分布區具有典型性JI ；.且ih喧公：薄層泥巖、頁巖和砂巖構成的反向坡易產生古滑坡位置易出現滑動破壞 ，路基開挖后，傾 坡上產生多道裂縫，其周邊裂縫一般呈圈椅狀 緣錯距可達13. 0m ;砂巖、泥巖、頁巖構成的順向坡切腳后易產生傾倒巖坡錨桿加固、重力擋墻弧形滑動土坡錨桿、樹根樁、抗滑樁、重力擋墻平面滑動土坡樹根樁、抗滑樁、重力擋墻、錨桿擋墻巖坡錨桿、重力 擋 墻、抗滑樁土體流動土坡鋪網植草 、規模較

17、大的 緩坡 上采用樹根樁加聯梁或錨桿擋墻4 .2邊坡加固實例k180 + 800左邊坡 該邊坡為典型的傾倒變形邊坡，坡高約35 m ,長度70米，由風化砂巖、頁巖組成，巖層傾 角AH rights reserved, http;Jour nal of Engi neering Geology 工程地質學報 200210（4）80o87o。邊坡開挖后巖層出現傾倒變形，后緣拉 裂寬度0. 5m ,且裂縫較深。開挖面上巖石遇水極 易軟化崩解，邊坡上部不斷發生塌滑。該段邊坡原設計采用了3 .5m高的擋土墻進行支擋，但由于邊坡傾倒變形和局部塌滑的發生 ， 經設計研究改為擋墻、錨桿和混凝土網格梁聯合支 護

18、。采用擋墻防止傾倒變形體的進一步倒塌，利用錨桿和網格梁對上部進行加固，提高其整體剛度。 典型支護斷面見圖 2a 。圖2邊坡加固典型斷面示意圖Fig. 2 typical section sketch of slope reinforcing a. k180 + 800 左邊坡；b. J K2 + 800 邊坡 J K2 + 800左邊坡該邊坡滑坡堆積物構成，長度120 m ,自然 坡高約60 m ,坡比小于1 : 2 。在坡高10 m處開挖 路基，路基開寸寬度23 m ,填方10 m ,邊坡切方高 度11m ,坡比1 :1.75。邊坡開挖后，坡面出現開裂和淺表部滑塌，原設計采用片石擋墻進行支擋

19、。在擋墻基礎開挖后，恰遇雨天，地基出現 隆起，邊坡下滑，中后部出現多道裂縫。經現場分析研究，該邊坡為典型的圓弧形滑動，已形成的 壁混凝土拱圈錯位，施工再度停止。針對邊坡變形 情況，決定在施工期先采用“樹根樁” 加固 然后再進行抗滑樁和擋墻施工。該段邊坡的加固措施通過幾次調整，最終形成樹根樁、混凝土抗滑樁和擋墻綜合加固方案（見圖2b）,并采用了滲溝、坡面排水溝和坡內排水孔等 措施。5 結語在山嶺重丘區修建高速公路 ，由于地形、地 質條件變化較大，路塹開挖邊坡的穩定性是工程 建設遇到的主要問題之一。耒宜高速公路在 3年的施工 中，針對路塹開挖邊坡出現的問題 ，進行了大量 I分析研究工作，應用了多種

20、手段對邊坡進行綜合治 理，從階段情況看，已取得初步成效。高速公路建設中，由于施工時間短、施工場地 窄的特點，某一單項工程出現問題就會影響整體 工程進度，路塹開挖邊坡的處理作為首要環節，尤為重要。通過耒宜高速公路路基邊坡治理實踐，對于路塹開挖邊坡的治理，在決策上，應早下決心、 及時處理；在方案上，應對癥下藥、綜合治理；參考文獻滑弧深度在路面設計標高以下 2 m左右。為此，在 變形基本穩定后，改為抗滑樁加固，樁徑 120,長9 m ,采用人工成孔灌注樁，施工期用木樁作時支護。先期開挖3孔后，由于水的作用和施序原因，邊坡變形進一步發展，已成孔被擠 扁，護Wang changeup , etal ,The differentiatingdanger slope1中南勘測設計研究院.耒宜高速公路路基邊坡調查及穩定性occur ring high -speedlandslide , Jou rnalof評價 R . 2001 .Engineering Geology ,Mid - so u