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浅谈道路工程边坡设计实践 徐正武 ( 汕头市粤东工程勘察院，广东汕头5 1 5 0 0 0 ) 摘要：边坡失稳引起的崩塌滑坡为全球性三大地质 灾害之一，严重危及到国家财产和人们的生命安全。正确 认识、合理设计、适当治理边坡，把边坡失稳造成的灾害 降到最低限度，是岩土工程设计人员丛须考虑的问题。 关键词：边坡失稳；边坡设计；道理工程 中图分类号：U 4 1 6 。0 2文献标识码：B 文章编号：1 6 7 2 4 0 1 1 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 1 2 1 0 2 0 前言 边坡是工程中最常见的工程形式，边坡工程中遇到的 滑坡问题是全球性三大地质灾害之一。边坡处治，在公路、 铁道、水利、市政、土建、水运、矿山等工程中占有重要 的地位，特别在公路、铁路工程建设中，边坡处治问题十 分突出，也是工程建设中比较棘手的问题。如已建道路边 坡未及时进行治理，大气降雨将可能造成道路边坡破坏， 造成道路无法通行。为此，应对道路已发崩塌、滑坡和水 土流失地质灾害进行治理，并应及时对潜在不稳定边坡及 时进行锚固和护坡处理。 1 工程概况 广东省危险废物综合处理示范中心建设项目位于惠州 市惠东县梁化镇石屋寮林场。进场道路是该中心的专用公 路，南接惠东到梁化公路，北至示范中心场区大门，道路 全长20 2 6m 。道路按四级山岭重丘标准设计，设计行车速 度2 0k m h ，路面宽度6m ，路基宽度7 5m ，最大纵向坡 度9 。道路通车以后，道路挖方边坡出现多处崩塌、滑 坡、坡面冲蚀形成冲沟等地质灾害。最近在填方路基的路 肩附近发现多处路基下沉现象等问题。鉴于道路出现的种 种病害，本文提出了本项目的道路边坡综合处置工程初步 设计方案和施工图设计。 2 边坡失稳引起的灾害 2 1 滑坡 ( 1 ) K 1 + 1 3 5 K 1 + 3 1 0 段滑坡。整个滑坡体已被破坏 散体，上部滑动面位于残坡积土体与下伏强风化岩界面之 间，滑坡体宽度1 5 6m ，长度1 3 9 4I n ，厚度0 8 2 4m ， 平均厚度1 6m ，滑坡体积约3 4 81 1 1 3 ，属小型浅层滑坡。该 滑坡稳定较差，遇降雨和雨水冲刷，仍有进一步向上和向 两侧继续产生崩塌和滑坡边界向外扩展的趋势，且现有滑 坡体也存在向下继续滑移的可能性。 ( 2 ) K o + 3 1 0 K 0 + 3 6 5 段滑坡。整个滑坡体已被破坏 解体，滑坡体内岩土体呈松散状，滑坡后缘发育有多条张 拉裂缝，裂缝宽5 1 0c m ，长2 5m ，最大深度达1 0m ， 滑坡前缘见少量地下水渗出，渗水量小于0 1L s 。该滑坡 上部滑动面位于残坡积土体与下伏强风化岩界面之间，下 部滑动面位于强风化岩之中。滑坡体宽度约4 2 0I n ，长度 约2 3 8m ，厚度1 8 3 2m ，平均厚度2 5m ，滑坡体积 约25 0 0i n 3 ，属小型浅层滑坡。该滑坡稳定较差，遇降雨 和雨水冲刷，仍有进一步向上和向两侧继续产生崩塌或滑 动的趋势。 2 2 崩塌 在道路挖方侧有5 个小型中等规模的崩塌，崩塌体 2 5 6 5 3m 3 。崩塌体分别是位于K o + 3 1 0 一K 0 + 3 8 6 段崩 塌，崩塌体体积2 8 5m 3 ；K 0 + 5 9 0 一K o + 6 8 0 段崩塌，崩塌 体体积6 5 3m 3 ；K 1 + 6 0 5 K 1 + 6 6 0 段崩塌，崩塌体体积2 5 m 3 ；K 1 + 6 7 5 一K 1 + 8 4 0 段两处崩塌，崩塌体体积8 1m 3 、 2 4 6m 3 。 2 3 水土流失 在挖方地段，岩土体裸露，受雨水的冲刷，土体表面 产生冲沟而形成水土流失，造成排水沟淤积，排水不畅， 同时冲沟的发展扩大又会引起崩塌。填方区因有土体是直 接抛填，坡面未进行植草等防护，雨水冲刷后，土体下沉 和流失。 2 4 可能进一步发生的地质灾害 根据评估报告，预测工程建设可能遭受的地质灾害有 边坡失稳、路基不均匀沉降和水土流失三种类型，边坡失 稳地质灾害的危害性和危险性中等，其余两种地质灾害的 危害性小，潜在危险性小。 3 边坡支护设计 3 1 边坡安全设计 本线路边坡挖方区根据其规模特点，可划分为1 2 个边 坡单元；填方区划分为4 个边坡单元。最大边坡高度大于 3 0m ，且有崩塌和滑坡，按规范规定，部分边坡安全等级 可划分为一级。 3 2 边坡防护方案 挖方区( 右坡) ：K o + 1 9 0 一K o4 - 2 9 5 段。土质边坡， 边坡最大高度6 7n l ，设计坡率1 ：1 1 2 ，属三级边坡，采用 三维网植草护坡；K 04 - 3 1 0 K 0 + 3 6 0 段。土质边坡，边 坡高度1 0m ，设计坡率1 ：1 0 ，属三级边坡，采用拱架三维 网植草护坡；K 0 + 3 6 5 一K 0 + 4 8 0 段。边坡最大高度2 8 4 m ，坡率1 ：1 6 1 已发生两次滑动，属一级边坡，本次设计 将该段道路改线，绕开滑动段，对此滑坡只进行排水和休 整坡面处理，坡面用三维网植草护坡，以防止地表水大量 流入滑动面使滑坡进一步的向不利方向发展；K 0 + 5 9 0 K o4 - 6 8 0 段。土质边坡，边坡最大高度2 6m ，一级坡坡率1 万方数据 ：O 7 5 ，二级坡坡率1 ：1 ，属一级边坡，设计采用锚杆框架 梁支护，坡面喷混植生；K o + 6 8 0 K 0 + 7 7 0 段。土质边 坡，边坡最大高度2 0m ，设计坡率1 ：1 2 5 ，属二级边坡， 设计采用拱架和三维网植草防护；K 0 + 8 8 0 一K 1 + 0 4 0 段。岩石坡边坡，最大高度1 1 2m ，坡率l ：0 1 4 ，主要是 中风化粉砂岩，属三级边坡，采用喷混植生；K 1 + 1 2 0 一 K 1 + 3 0 0 段。土质边坡，边坡最大高度2 0m ，一级坡率1 ： 1 2 5 ，二级坡率1 ：1 1 ，属一级边坡，设计采用锚杆框架梁 和拱形骨架支护，坡面喷混植生；K 1 + 3 0 0 一K 1 + 4 3 6 段。土质边坡，边坡最大高度2 0m ，一级坡率1 ：1 ，二级坡 率l ：1 2 5 ，三级坡坡率1 ：1 2 5 ，属一级边坡，设计采用锚 杆框架梁和拱形骨架支护，坡面喷混植生和挂三维网植草 防护；K 1 + 4 8 0 一K 1 + 6 6 0 段，边坡最大高度1 2m ，坡率 1 ：1 0 ，属三级边坡，设计采用三维网植草护坡；K 1 + 6 6 0 一K 1 + 8 4 0 右K 1 + 7 3 0 一K 1 + 8 6 0 左段，是左右挖方坡， 其中右侧边坡最大高度3 4r f l ，坡率1 ：1 2 5 ，已发生多次崩 塌，地层为砂岩页岩互层，层面与坡面小角度相交，属顺 层边坡，治理难度较大，属一级边坡，本次设计采用锚杆 ( 索) 支护，坡面采用喷t 昆植生防护；K 1 + 8 4 0 一l ( 2 + 0 2 0 段，边坡最大高度1 1m ，坡率I ：0 7 5 1 ：2 8 ，属三级坡， 设计采用拱架和三维网植草防护。 填方区( 左坡) ：K 0 + 5 5 0 一K 0 + 6 0 0 段，边坡最大 高度1 4m ，坡率1 ：1 6 2 ，属二级坡，是人工填土边坡。采 用锚杆支护方案，坡面采用喷混植生防护；K 0 + 7 6 0 一K o + 9 5 0 段，边坡最大高度2 1m ，坡率l ：1 6 6 ，属二级坡， 是人工填土边坡，采用锚杆1 支护方案，坡面采用喷混植生 防护；K 1 + 1 0 0 K 1 + 1 6 0 段，边坡最大高度2 5r f l ，坡率 1 ：1 6 ，属一级坡，是人工填土边坡。采用锚杆格梁，坡底 填土进行反压。坡面采用植草防护；K I + 4 0 0 K 1 + 5 2 0 段，边坡最大高度4 6m ，坡率1 i l 8 ，属一级坡，是人工填 土边坡。采用排桩支护方案，坡面种树植草防护。 4 支护结构设计及有关施工要求 4 1 拱形骨架护坡 ( 1 ) 拱形骨架采用M 7 5 浆砌片石砌筑，片石强度不 低于3 0M P a ，厚3 0c m 。 ( 2 ) 浆砌片石应错缝砌筑，片石间的缝隙要用砂浆和 碎石填塞密实，圬工表面作沟缝处理，砂浆强度不得低于 设计要求。 ( 3 ) 骨架内采用三维网时，应三维网与骨架贴密，防 止地表水沿接缝处渗入。 4 2 锚杆( 索) 框架梁护坡 锚杆采用钢筋制作，钢筋型号H R B 3 3 5 ，规格为 怛5 、犯8 、+ 3 2 ，成孔直径1 1 0m n ，注M 3 0 的纯水泥浆， 要求全部采用二次压浆；锚索采用强度18 6 0M P a 钢绞 线，规格为4 + 1 5 2 ，成孔直径为1 3 0m m ，除排桩支护外， 其它设计抗拔力6 0 0k N ，锁定值4 0 0k N ；挖方坡锚索区 部分采用5 0 4 0 ( c m ) 的混凝土梁，混凝土标号C 2 5 ，锚杆 区部分采用4 0 3 0 ( c m ) 的混凝土梁；填方区采用人字形混 凝土格梁，规格3 0 3 5 ( c m ) ，梁上带水槽，混凝土标号 C 2 5 ，梁内钢筋主筋采用H R B 3 3 5 ，其它采用H P B 2 3 5 ；水 泥使用普通硅酸盐水泥，其强度等级不低于4 2 5 M P a ； 预应力筋用锚具、夹具及连接器必须符合现行行业标准预 应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程( J G J 8 5 ) 的规 定；预应力锚索自由段的防腐处理：将锚索除锈，刷沥 青船底漆，沥青玻纤布缠裹不少于两层，然后将锚索装入 套管中，自由段套管两端2 0 0m i l l 长度范围内用黄油充填， 外绕工程胶布固定；对预应力锚索，其锚头的锚具经过 除锈、涂防腐漆三度后应采用钢筋网罩、现浇混凝土封闭， 混凝土强度不低于1 2 3 0 ，厚度不小于1 0 0m m ，混凝土保护 层厚度不小于5 0m m ；锚杆锚索与框架梁的连接处要保 证结合严密，在挖地梁槽时，要保证锚杆锚索的注浆体高 出地面1 5c m 以上，凿除上部浮浆部分；如锚杆孔口不 规则，可采用外加一根短套管后再注浆，以保证孔E l 部分 注浆体严密包裹锚杆( 索) ；锚杆( 索) 要求采用二次压浆， 预埋二次压浆高压管，待第一次注浆初凝后立即进行第二 次注浆，第二次注浆压力不小于1 0M P a ；填土部分锚杆 的注浆同时具有对土体进行注浆加固目的，通过注浆使土 体密实，当单孔注浆量太大时，可加入适当速凝剂和采用 间歇注浆，要保证锚杆影响范围内的土体通过注浆达到密 实的目的；锚杆( 索) 孔位偏差不大于2 0m m ，钻孔深度 要超过设计长度0 5n l 以上； 预应力锚索张拉要在锚固 体强度大于2 0M P a 以上或大于设计强度的8 0 以上方可进 行张拉；锚索( 杆) 采用高压风成孔，严禁使用水钻； 锚索张拉分两次逐级进行，第一次拉至锁定值的7 0 ，五 天后拉至锁定值的1 0 5 ，每次张拉要保持稳定荷载时间不 少于5m i n 。同一梁上锚索要先中间，后两边；详细做好 记录，发现问题及时采取措施解决。 4 3 排桩加预应力锚索支护 ( 1 ) 排桩设计直径0 8 0m ，水平间距1 5I n ，长度1 0 1 5n l ，混凝土标号C 2 5 。 ( 2 ) 桩顶设置贯梁，规格O 8 0x 0 8 0 ( n 1 ) ，混凝土标号 C 2 5 。 ( 3 ) 桩内及梁内梁内钢筋主筋采用H R B 3 3 5 ，其它采 用H P B 2 3 5 。 ( 4 ) 在贯梁上设置一排预应力锚索，长度2 2m ，水平 间距3m ，其有关要求同上。 ( 5 ) 在每两根桩之间设置两根叫8 3 2 钢花管注浆， 要求进入老土层深度0 5n l 以上。 5 结语 边坡处治是一项技术复杂