低山丘陵峡谷地区边坡稳定性分析

低山丘陵峡谷地区边坡稳定性分析

1顺层岩质高边坡广东省珠潭路北端的f标昌溪大桥位于广东省东滩市东田村北部的山谷区。由于河床被切割，山高谷深，河床宽仅20.30米。两岸都是陡峭的山墙，其前方被长溪的侵蚀和侵蚀所隔开，形成陡峭的海拔高度。受地形、地质条件及路线技术标准控制,位于K71+483～+543范围内的33号、34号、35号桥墩左侧为一顺层岩质高边坡,且坡面上广泛分布有危岩、孤石。如果不加强整治,就可能会在开挖桥墩基坑的施工期间或交付使用的运行期间引起边坡失稳滑出或危岩、落石造成严重安全事故。据现场查询,在开挖33号桥墩孔位爆破时,因震动造成左侧边坡沿层面坍塌,体积达一百多立方米,故施工存在严重的安全隐患。2边坡技术的地质量2.1散射覆盖层和倒石堆岩块该边坡地处低山丘陵峡谷地带,地形相对高差160m左右,山坡自然坡度50°～70°,边坡高50～54m,坡面不平整,堆积有1.0～3.0m厚松散覆盖层和倒石堆,松散覆盖层主要由松散土层和杂乱分布的块石组成,块石体积大多在0.4～3.0m3,呈棱角状。倒石堆岩块体积0.8～12.0m3,结构松散,岩块间缝隙大,宽达10～25cm。边坡下部高出河床约11m处为1947省道公路,原修建公路时左侧切割山体下部,已形成陡壁,基岩裸露。路线走向189°～194°,长溪河平行路线走向,河底冲积相卵石、块石外露,河水流量受季节影响较大。2.2强风化砂岩岩石该边坡分布地层为泥盆系中统东岗岭阶上组石英砂岩夹泥质砂岩,灰白、灰紫色,中一厚层夹薄层状。强风化岩层呈碎块状、镶嵌结构,泥质砂岩呈泥质结构,遇水易软化形成软弱结构面;弱风化岩层呈厚层状、块状砌体结构,岩石致密坚硬。2.3省道公路内侧边坡节埋节理该边坡位于区域性瑶山南北向构造带附近南北向湖洞断裂带东盘泥盆系中统东岗岭阶上组地层,岩层产状255°～275°∠40°～65°,上陡下缓,岩层倾向线路方向,致使省道公路内侧边坡形成临空层面,层面裂隙中充填较多的泥质,岩体易形成顺层面滑移;节埋非常发育,主要有三组:180°～220°∠70～85、45°～70°∠50°、325°～330°∠87°～90°,节理间距0.3～1.2m,裂隙宽1～50mm,节理裂隙中充填物较少,有利于降雨渗入;节理与层面相互切割,岩体较破碎,稳定性差。2.4条件水条件边坡范围内未发现地表水及地下水出露,地表水以坡面径流为主,部分向下渗透,形成地下径流,部分地段泥质砂岩遇水软化易形成软弱滑动面。3切割面为红岩构造布的倾角岩石边坡的变形破坏,受控于岩体的结构面,如层面、节理面,其破坏模式为顺向坡的顺层面滑移,本工点具备形成顺层面滑移的一般条件:(1)顺层体的高度控制变形;(2)层间软弱夹层条件,即使很薄,只要连通成面,就会控制边坡的稳定;(3)地层的倾角,一般情况软岩偏低,约在10°～30°之间,硬岩偏高约在20°～50°之间;(4)与切割面的夹角有关,切割面与岩层倾向的夹角越小,越易产生滑动,一般当夹角小于45°时,可能产生变形。该边坡地层倾角大,节理裂隙发育,相互切割致使岩体较破碎,易形成危岩落石,修建1947公路时挖断山体坡脚岩层,使上部岩体处于临空状态,经常年日晒雨淋,加深了岩体的风化,岩块间联结较弱,遇到爆破振动很容易发生垮塌,局部地段泥质砂岩遇水易软化,形成软弱滑动面易产生顺层滑动。加之该边坡坡面上堆积有浮石、孤石及1.0～3.0m厚碎块石土,分布在20m高以上的斜坡,发生垮塌时具有较高的动能和势能,经分析计算如表1,所造成的危害更大。这些隐患都将威协长溪河特大桥33号～35号桥墩及1947公路的行车安全。4边坡加固防护设计原则4.1边坡危岩落石影响主要是保障现有公路施工作业面不受山体顺层滑移或危岩、落石的影响,提供安全的施工环境。主要是防护高速公路路面以上边坡危岩、落石不致于在高速公路建成后影响其正常运营。主要是保护特大桥中如桥墩等不受边坡上危岩、落石的冲击而毁坏。4.2边坡的稳定性调查在边坡加固防护工程中,各种类型的挡墙、抗滑桩是比较普遍的,但这些方法不适宜该工点的具体情况:(1)施工周期长,在施工期间边坡就可能破坏,特别是在降雨季节;(2)对地形适应性差,施工场地狭小,1947省道公路运输繁忙,不可长时间中断行车;(3)需在坡脚开挖较大的基础,更不利于边坡的稳定;(4)挡土墙、抗滑桩为刚性结构,其防护冲击能量有限。4.2.1预应力锚索防护岩土预应力锚索,具主动受力的作用,通过类似后张拉法的原理,将边坡稳定。预应力通过设置于完整、稳定的地层中的锚固段提供锚拉力,通过自由段实现预加应力。在地表或坡面设置顺边坡的钢筋混凝土梁作为抑制件,通过锚夹具对锚索施加预应力后,锁定在地梁上,从而将边坡表部不稳定层,通过锚索紧紧的将地表地层与地下稳定地层连在一起。对预加应力损失及防护问题,可采用高强度低松弛的钢绞线及超张拉力、地层的重力变形维持;防护可采用隔离、裹护及pH值的强碱性环境实现。在地质条件较差,岩层强风化较厚的边坡断面上设置11根16～26m长的4Φ15.2mm预应力锚索,设计张拉力为500kN/根,水平间距和垂直间距均为4.0m,锚固段长10m,设在弱风化层以下(图1)。4.2.2基面钢绳-钢绳网防护系统ss防护工程是设立在稳定的边坡上,防护工程的功能主要是防止自然营力作用,防风化,防雨水,防风沙,防冲刷,防落石掉块。本段防护措施,视地层条件采用SNS柔性防护系统(见图2),为半封闭式护坡类型。SNS柔性防护系统防治危岩落石的主要优点是:(1)由于系统的主要构件是在厂里加工成型,现场仅需少量的工作,因而施工安装快,干扰少;(2)该系统结构形式灵活,对地形的适应能力很强,且不会破坏坡面植被生长条件;(3)该系统属柔性轻型防护系统,整体荷载较小,不会增大坡面荷载,所需土建工程量很少,因而对自然边坡的破坏较轻,有利于原边坡的稳定;(4)该系统为柔性结构,防护能量高。SNS柔性防护系统说明:纵横交错的Φ16纵横向支撑绳与4.5m×4.5m正方形模式布置的锚杆相联结,支撑绳构成的每个4.5m×4.5m网格内铺设一张4m×4m的钢绳网,每张钢绳网与四周支撑绳间用缝合绳联结并进行预张拉,该预张拉工艺能使系统对坡面施以一定的法向