周艷紅，徐晨鳴

（1.南京交通建設(shè)項(xiàng)目管理有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210008；2.中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 武漢 430056）

0 引言

國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推進(jìn)了大量公路、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。特別是在丘陵和山區(qū)，工程活動中開挖和堆填的邊坡數(shù)量急劇增加，邊坡規(guī)模越來越大。邊坡的二次破壞，造成的影響和經(jīng)濟(jì)損失是不可估量的。本文結(jié)合寧淮高速公路老山隧道出口邊坡的整治實(shí)例，簡要介紹邊坡整治綜合處治的設(shè)計(jì)、施工技術(shù)要點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用效果。

1 工程地質(zhì)概況

1.1 地形地貌

老山隧道場地地貌單元屬構(gòu)造剝蝕低山區(qū)，山體走向南西—北東，西高東低。隧道路線通過地區(qū)地形起伏，坡度總體陡，最大坡度可達(dá)70°，局部呈現(xiàn)陡坎，地面最大高程約為380.3m，隧道進(jìn)口地面高程115.07～116.06m，出口地面高程96.01～100.73m。

1.2 地層巖性

巖層為0.50～2.80m不等的碎石層，中密結(jié)構(gòu)。其下為強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r，層厚0.50～2.50m不等，風(fēng)化強(qiáng)烈，結(jié)構(gòu)基本破壞，巖質(zhì)變軟。其下為弱風(fēng)化灰?guī)r，裂隙發(fā)育一般，裂隙寬1～2mm，呈緊閉～微張狀，充填有鈣質(zhì)物。出口部分位于第四系松散層。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

隧道區(qū)大地構(gòu)造屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺下?lián)P子臺褶帶南京坳陷，次構(gòu)造單元為老山凸起，主要褶皺構(gòu)造為鷹咀山倒轉(zhuǎn)復(fù)背斜，呈北東50°展布，軸面傾向北西，全長為15m，寬為1 500m。核部為震旦系燈影組下段，翼部地層為燈影組上段，北西翼傾向北西，傾向25°，南東翼倒轉(zhuǎn)向北西傾，傾角55°。除進(jìn)口段為白堊系浦口組（K2p）泥巖外，隧道處地層主要為震旦系上統(tǒng)燈影組碳酸鹽巖，巖層走向與隧道走向呈斜交關(guān)系，夾角約50°～65°。

場區(qū)基巖普遍發(fā)育兩對平面呈“X”形節(jié)理。一對節(jié)理分別為北西西、北北西走向，另一對節(jié)理分別為北北西，北東走向。其中第一對節(jié)理相對發(fā)育，相互交切，共軛發(fā)育。兩組節(jié)理裂隙為2°∠85°和80°∠30°。節(jié)理間距一般為10～20cm，5～6條／m。

1.4 水文地質(zhì)條件

含水層為夾有硅質(zhì)巖和燧石條帶的白云巖、泥質(zhì)白云巖和白云巖夾灰?guī)r，褶皺、斷裂發(fā)育，屬裂隙巖溶含水層，富水性受巖性及構(gòu)造條件控制。裂隙巖溶水富水性不均，水位季節(jié)變化大，裂隙巖溶含水層常被一些自然的地質(zhì)界面分割成各自具有獨(dú)立補(bǔ)給、徑流和排泄的富水塊段。

2 既有邊坡病害成因分析

老山隧道出口邊坡坡高為14～27m，原設(shè)計(jì)坡率從下往上依次采用1∶0.75、1∶1、1∶1，并按9m分級，中間設(shè)置2m平臺。防護(hù)形式采用掛網(wǎng)植草防護(hù)。由于邊坡局部崩塌，施工完后又采用單錨桿加固。

2008年南京地區(qū)雨季降雨量大且集中，隧道出口山體坡度大、匯水區(qū)域大，地表徑流水流量大、流速急，造成表層覆土沖刷嚴(yán)重，局部土體掏空。從現(xiàn)場踏勘情況看，原有防護(hù)已被破壞，錨桿錨頭已外露，鐵絲掛網(wǎng)已生銹并有破損。

2.1 巖土體特征

地質(zhì)巖土參數(shù)表如表1所示。

表1 地質(zhì)巖土參數(shù)表

表層土碎石由硅化、褐鐵礦化灰?guī)r碎塊夾亞粘土組成，碎石褐鐵礦化較強(qiáng)，呈蜂窩狀，磨圓差含量70%，粒徑2～3cm不等，亞粘土呈褐色，硬塑狀；下伏強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r，灰－黃褐色，致密結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，局部具褐鐵礦化呈蜂窩狀，裂隙不發(fā)育；弱風(fēng)化灰?guī)r，灰－淺紅色、致密結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，巖芯完整局部硅化，裂隙不發(fā)育，可數(shù)裂隙被石英方解石細(xì)脈充填。

本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，構(gòu)造破碎帶和節(jié)理裂隙發(fā)育區(qū)，巖體破碎，巖石呈碎裂狀，松散結(jié)構(gòu)。邊坡存在較軟弱的碎塊夾亞粘土的巖土體，在地表徑流作用下，造成淺層巖土體在重力作用下沿其下一定的軟弱面向下滑動。從現(xiàn)場邊坡破壞情況看，只有表層土體滑落，中風(fēng)化的巖體并無破壞現(xiàn)象，此邊坡破壞為淺層破壞，如圖1所示。

圖1 邊坡破壞形式

2.2 排、防水計(jì)算

2008年7月南京地區(qū)12h降雨量為260mm和36h降雨量為452.7mm，屬于大暴雨。雨量集中，對地表沖刷較大。根據(jù)《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 018—97）的排水計(jì)算公式，分別對5、10、15年降雨重現(xiàn)期徑流量計(jì)算（其中此路段截水溝匯水面積為0.26km2）：

經(jīng)計(jì)算，不同降雨重現(xiàn)期5、10、15年，得到徑流量分別為4.5m3/s、5.2m3/s、5.6m3／s。

現(xiàn)有截水溝尺寸寬為0.8m，深為0.8m矩形漿砌片石，計(jì)算其容許流量最大為：

根據(jù)上述分析，實(shí)際坡面匯水流量比截水溝泄水流量大，因此截水溝泄水能力不夠，需增大截水溝尺寸或者在坡面另增設(shè)一道截水溝。經(jīng)計(jì)算確定現(xiàn)有截水溝外側(cè)加高50cm，或在山坡中部增設(shè)一道50cm×50cm截水溝。

2.3 坡面防護(hù)抗沖刷能力

各種路基防護(hù)的容許流速均不同，一般無圬工類防護(hù)容許流速小于1.2m／s；圬工類防護(hù)容許流速一般在3～5m／s。從現(xiàn)場情況看，由于水流沖刷速度較大，原有防護(hù)已被破壞，錨桿錨頭已外露。說明現(xiàn)有防護(hù)形式抗沖刷能力不滿足要求。

2.4 穩(wěn)定性評價

滑塌面呈上陡下緩，基本沿上覆蓋層與基巖的接觸帶有斷層帶發(fā)育。因此可以假定該邊坡的滑塌是由多個軟弱結(jié)構(gòu)面控制的，滑塌面可以近似按折線進(jìn)行穩(wěn)定性分析和剩余下滑力計(jì)算。

3 整治措施

3.1 整治原則

整治原則主要包括：

a）充分結(jié)合已有地質(zhì)勘察資料，根據(jù)邊坡巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水的作用，確保高邊坡安全可靠，防護(hù)加固工程應(yīng)做到一次根治、不留后患；

b）本著及早治理、主動防護(hù)的原則，避免因邊坡開挖后長期裸露在外、邊坡受雨水沖刷變形而造成施工安全事故和增加工程投資；

c）遵循環(huán)境保護(hù)和美觀實(shí)用相結(jié)合的原則，一般情況下采取邊坡植草皮、噴草子、三維土工網(wǎng)植草等形式進(jìn)行坡面綠化防護(hù)，這在雨水充沛的地區(qū)非常適用，并可節(jié)省大量工程投資；

d）路塹邊坡整治應(yīng)是一個長期的動態(tài)過程，邊坡的設(shè)計(jì)方案應(yīng)根據(jù)邊坡施工時監(jiān)測的變形情況及時進(jìn)行動態(tài)修改，以保證萬無一失。

3.2 整治對策

據(jù)上述分析，造成邊坡土體變形的直接原因是截水溝泄水能力不足。遵循邊坡整治原則和景觀協(xié)調(diào)原則，邊坡整治首先從解決排水問題，再著手邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)。

3.2.1 排水整治

截水溝襯砌損壞處，此次邊坡整治一同修復(fù)；由于受現(xiàn)有環(huán)境限制，截水溝只能在原有基礎(chǔ)上外側(cè)加高50cm擋住水外溢。同時在坡面最低點(diǎn)處開槽將坡面水引入截水溝中。

3.2.2 邊坡整治方案

該段邊坡破壞嚴(yán)重，表層浮土滑落面積大，目前已有錨桿防護(hù)。經(jīng)現(xiàn)場勘察后，詳細(xì)分析了原因，并結(jié)合該段景觀對整治方案進(jìn)行了認(rèn)真論證。經(jīng)論證認(rèn)為：漿砌片石滿鋪防護(hù)、空心六角塊防護(hù)等方案雖然可徹底解決邊坡土體抗沖刷所造成的土體滑落問題，但圬工體積大、施工后不易綠化，與周圍景觀不協(xié)調(diào)，因此推薦采用支擋墻結(jié)合坡面綠化的整治方案。

3.3 整治效果

從2008年底施工完后至今，經(jīng)歷了將近四年的時間，坡面整體防護(hù)效果很好，徹底解決了坡面穩(wěn)定、沖刷以及截水溝泄水不足的問題；同時由于植被茂盛遮住了人工修復(fù)的痕跡。

4 結(jié)論

4.1 邊坡設(shè)計(jì)與整治中最基本最主要的工作是邊坡勘察，它將宏觀上、整體上掌握邊坡所在地段的地層巖性、坡體結(jié)構(gòu)和構(gòu)造格局；判斷邊坡是否可能發(fā)生整體失穩(wěn)還是局部變形，以及變形類型、機(jī)制和規(guī)模大小。

4.2 既有邊坡整治原則主要搞清破壞邊坡失穩(wěn)的成因以及邊坡匯水面積大小。

4.3 防排水是既有邊坡整治的重要組成部分。山區(qū)或丘陵地帶路塹邊坡設(shè)計(jì)要著重考慮地面排水系統(tǒng)包括坡頂截水溝、急流槽、平臺排水溝和路基邊溝協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

4.4 既有邊坡整治防護(hù)設(shè)計(jì)要與既有邊坡周邊景觀協(xié)調(diào)一致，盡量減少人工痕跡。

[1]JTJ 018—97，公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

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