周 娟

(海南省公路勘察設(shè)計(jì)院，海南?？?570206)

0 引言

海南中線高速(G9811)，起于?？?、經(jīng)澄邁、定安、屯昌、瓊中、終于樂(lè)東，全長(zhǎng)246 km，通過(guò)海南環(huán)島高速(G98)抵達(dá)三亞。其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為:雙向四車(chē)道高速公路，設(shè)計(jì)行車(chē)速度100 km/h，路基寬度26 m。

隨著路線進(jìn)入丘陵地帶及山區(qū)，橋梁構(gòu)造物及高邊坡逐漸增多，受到某些地形地物的限制，還設(shè)置了半路半橋路基。在邊坡上進(jìn)行橋梁下部施工時(shí)，若未做好路基支護(hù)，在遇降雨或施工干擾時(shí)，極易出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)而造成事故。同時(shí)，為保證路基及橋梁在運(yùn)營(yíng)期的安全，對(duì)半路半橋路基邊坡變形破壞機(jī)制進(jìn)行研究[1]，準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)其變形破壞模式[2]，進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性計(jì)算[3-5]，并設(shè)計(jì)出合理的支護(hù)方案，對(duì)降低工程造價(jià)、保證工程施工期及運(yùn)營(yíng)期安全具有重要意義。

1 工點(diǎn)概況

南呂三號(hào)大橋?yàn)橥筒硟?nèi)的控制性工點(diǎn)之一，路線翻越埡口后連續(xù)下坡，該橋?yàn)榭缭綔瞎人O(shè)，橋跨結(jié)構(gòu)為:右幅8×30 m，左幅11×30 m，其中左幅0號(hào)臺(tái)，1號(hào)，2號(hào)及3號(hào)墩位于半路半橋路段，橋梁墩柱樁基位于邊坡上，系梁頂距離坡底最大高度為16.1 m，左幅邊坡底部為現(xiàn)有農(nóng)村水泥路;右幅路基側(cè)位于挖方段，邊坡最大高度為21.5 m。該段總體布置如圖1所示。

右線路塹按照三級(jí)邊坡進(jìn)行設(shè)計(jì)，第一級(jí)邊坡坡率為1∶1.0，第二級(jí)、第三級(jí)邊坡坡率為1∶1.25。右線路基邊緣按照1∶0.25放坡至設(shè)計(jì)高程，形成橋梁下部結(jié)構(gòu)施工平臺(tái)。

計(jì)算采用最危險(xiǎn)斷面K89+840，其橫斷面布置如圖1所示。

圖1 K89+840處橫斷面布置圖（單位：cm）

2 工程地質(zhì)及水文概況

2.1 地形地貌

項(xiàng)目位于海南島中部山地丘陵區(qū)，山系呈近南北向展布，與路線方向基本平行，區(qū)內(nèi)有雨水嶺(海拔465.6 m)，嶺尾嶺(海拔462 m)及南呂嶺(海拔765 m)等山地，相對(duì)高差150 m～280 m之間。

按照成因可進(jìn)一步劃分為:構(gòu)造剝蝕低山丘陵地貌區(qū)(Ⅰ)、構(gòu)造剝蝕崗丘地貌區(qū)(Ⅱ)及河流沖洪積地貌區(qū)(Ⅲ)。該工點(diǎn)即位于構(gòu)造剝蝕低山丘陵地貌區(qū)，正翻越嶺尾嶺埡口。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造及地層巖性

項(xiàng)目位于屯昌樂(lè)東背斜帶，受多字形及華夏系構(gòu)造影響較大，但受印支期和燕山期巖漿巖侵入影響，工點(diǎn)所在區(qū)域被巨大的屯昌花崗巖侵入體所占據(jù)，原來(lái)的地層破壞無(wú)疑。該區(qū)覆蓋較厚的花崗巖殘積土，植被茂密，基巖只在河谷或陡坎處零星出露，調(diào)查中未發(fā)現(xiàn)褶皺和斷層等構(gòu)造運(yùn)動(dòng)跡象。

區(qū)內(nèi)僅發(fā)現(xiàn)第四系地層(包括第四系殘積層，第四系殘坡積層、第四系沖洪積層及第四系湖沼相沉積層)及印支期、燕山期侵入花崗巖(以花崗閃長(zhǎng)巖為主)，各期各種巖石互相侵入，構(gòu)造十分復(fù)雜。

2.3 氣象水文

項(xiàng)目區(qū)位于海南省中部低山丘陵區(qū)，屬熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，其特點(diǎn)是“春季干旱，夏季高溫高濕，夏秋多臺(tái)風(fēng)，冬涼有陰雨”。多年平均氣溫為23.4℃，1月份平均氣溫16℃，絕對(duì)最低氣溫6℃;7月份平均氣溫26℃，絕對(duì)最高氣溫38℃。年平均降水量1 960 mm～2 400 mm，年平均蒸發(fā)量1 700 mm～2 000 mm，降水主要集中在夏、秋季。

地下水主要分為:花崗巖殘積層孔隙潛水、花崗巖風(fēng)化裂隙潛水及花崗巖構(gòu)造裂隙潛水或承壓水，各層間沒(méi)有隔水層，組成統(tǒng)一的含水層系。

2.4 工點(diǎn)工程地質(zhì)概況

該工點(diǎn)在K89+400橫斷面布置路塹鉆孔兩處，橋梁樁基鉆孔一處，詳勘結(jié)果顯示，該邊坡基巖為花崗巖，覆蓋物為花崗巖殘坡積層——粘土質(zhì)砂，其物理力學(xué)指標(biāo)如表1所示。

表1 粘土質(zhì)砂物理力學(xué)參數(shù)

工點(diǎn)地下水位線位于邊坡開(kāi)挖線以下，埋藏較深，計(jì)算中不考慮其影響。但海南島降雨量大，計(jì)算中考慮土體浸水飽和。

3 穩(wěn)定性分析

由于本邊坡存在明顯的巖土分界面，且通過(guò)計(jì)算表明最危險(xiǎn)圓弧滑面安全系數(shù)大于1.25。因此，設(shè)計(jì)中以巖土分界面為潛在滑面進(jìn)行剩余滑坡推力計(jì)算。

3.1 穩(wěn)定性分析步驟

1)以原有穩(wěn)定邊坡為對(duì)象，反算基巖面抗剪強(qiáng)度參數(shù);

2)對(duì)施工期邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析;

3)對(duì)運(yùn)營(yíng)期邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析(不考慮橋梁樁基的荷載作用)。

3.2 滑面參數(shù)反算

地形限制，較難開(kāi)展滑面抗剪強(qiáng)度參數(shù)原位測(cè)試，因此，給定原有穩(wěn)定邊坡安全系數(shù)為1.25，剩余滑坡推力為0，反算滑面抗剪強(qiáng)度參數(shù)。結(jié)果如表2所示，將其作為隨后穩(wěn)定性分析滑面強(qiáng)度參數(shù)。

表2 滑面抗剪強(qiáng)度參數(shù)

3.3 施工期邊坡穩(wěn)定性分析

設(shè)定安全系數(shù)為1.25，考慮地震及暴雨工況，計(jì)算滑坡推力，得施工期剩余滑坡推力為－45.5 kN，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

3.4 運(yùn)營(yíng)期邊坡穩(wěn)定性分析

設(shè)定安全系數(shù)為1.25，考慮地震及暴雨工況及右幅路基側(cè)車(chē)輛荷載(公路Ⅰ級(jí))，計(jì)算滑坡推力，得運(yùn)營(yíng)期剩余滑坡推力為－10.2 N，邊坡基本處于極限狀態(tài)。

3.5 支護(hù)方案

根據(jù)以上分析結(jié)果，擬定了如下支護(hù)方案，如圖2所示。擋墻構(gòu)造及縱、橫斷面設(shè)置不再進(jìn)行詳細(xì)介紹。

圖2 K89+840處支護(hù)方案橫斷面布置圖（單位：cm）

1)右幅路基設(shè)置衡重式擋土墻。

2)邊坡底部設(shè)置折背式擋土墻。

4 工點(diǎn)施工

根據(jù)以上分析計(jì)算，擬定了如下施工方案。

4.1 邊坡開(kāi)挖

路塹邊坡按照設(shè)計(jì)坡率進(jìn)行開(kāi)挖并完成防護(hù)，隨后按照1∶0.25坡率開(kāi)挖并形成橋梁下部結(jié)構(gòu)施工作業(yè)面，作業(yè)面寬度不小于12 m，并對(duì)下部邊坡進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?/p>

4.2 擋墻施工

1)橋梁下部結(jié)構(gòu)施工作業(yè)面開(kāi)挖形成后，進(jìn)行衡重式路肩擋土墻施工，保證擋墻基礎(chǔ)位于中風(fēng)化花崗巖上。

2)樁基施工結(jié)束后，進(jìn)行邊坡底部折背式擋土墻施工，保證擋墻基礎(chǔ)位于中風(fēng)化花崗巖上。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)海南中線高速公路一段半路半橋路基進(jìn)行穩(wěn)定性分析基礎(chǔ)上，進(jìn)行了邊坡支護(hù)方案的設(shè)計(jì)，并對(duì)施工方案做出了相應(yīng)安排。

施工過(guò)程完全按照設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行，目前，橋梁下部結(jié)構(gòu)已施工完成，實(shí)踐證明，對(duì)該邊坡的穩(wěn)定性分析及處置方案合理有效。

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