某高速公路路堑边坡防护及排水设计

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1、ＸＸ高速公路ＸＸ山段路堑边坡防护及排水设计-6-1工程概况ＸＸ高速公路（ＸＸ段）为国道主干线上海至瑞丽公路南京至杭州连接线的重要组成部分，同时也是ＸＸ省“四纵、四横、四联”高速公路网的“纵四”和重要的南部出省通道。兰佑山段为双向六车道高速公路，路基宽度34.5m，设计行车速度120Km/h。2地质概况兰佑山段位于低缓剥蚀丘陵区，区内山脊海拔高程50～60m，该段高速公路采用路堑通过，全段开挖长度约为500m，最大开挖高度约30余米。兰佑山为宜兴市南山、白泥山向东延伸的余脉，东临太湖，山体走向近东西向，山脊海拔高度约为50～

2、60m，由西向东逐渐降低，山体北坡较陡，南坡平缓，主要为泥盆纪砂岩构成的剥蚀丘陵区，该段地表植被较发育，以低矮灌木为主，近地表岩层风化强烈。兰佑山段遍布露天采石（陶土）场及废料堆，采掘工作面长达数百米，由于开采泥岩层，山后的坡面被削成直面，且部分岩层有一定面积的岩体剥落、崩塌，原始地形、地貌有较大改变。从原地表及开挖后地质勘查发现，该路堑段断裂构造较发育，主要有四处，分别为F1、F2-1、F2-2、F5。其中F1断层横贯兰佑山北坡，该断层规模大，延展性好，走向近东西向（NE85度）。断层面倾向北，倾角70～80度。断层上盘

3、为侏罗系火山凝灰岩、凝灰质砂岩；下盘为泥盆系五通组石英砂岩夹泥岩。上盘相对下降，兼有水平位移分量，其性质属于“平移－正断层”。F2-1、F2-2断层结构面较平直，结合程度较好（钙质胶结）。F5断层规模较小。具体断裂构造分布见图1.兰佑山路堑工程地质平面图、图2.兰佑山右幅边坡工程地质立视图及图3.兰佑山左幅边坡工程地质立视图-6-图1.兰佑山路堑工程地质平面图图2.兰佑山右幅边坡工程地质立视图图3.兰佑山左幅边坡工程地质立视图-6-3边坡整体稳定性分析3.1计算剖面的确定针对兰佑山段路堑边坡的工程地质情况及野外地质调查，考

4、虑到泥岩分布和断层产状，选定兰佑山段右K144+760(I-I)、右K144+820(II-II)及左K144+700(III-III)三个工程地质剖面作为基于极限平衡理论的边-6-坡整体稳定性分析的计算剖面。3.2计算工况由于ＸＸ高速公路ＸＸ山段边坡内泥岩的分布较广泛，考虑到泥岩遇水后物理力学性质急剧降低的特性，从而对整个边坡整体稳定性造成威胁，计算中需考虑地下水的作用。由于缺乏该区详细的水文地质资料，仅凭采石场处出现地下水渗出现象不足以确定边坡内的地下水位高程，故分析边坡内水的作用时不妨假定为整个边坡全部充有水作为饱水

5、工况。兰佑山地震基本烈度为 VI度，小于地震设防标准，计算中不考虑地震对路堑边坡的整体稳定性的影响。综上分析，兰佑山岩石边坡的稳定性分析分为两种工况：干燥工况和饱水工况。3.3计算参数本次稳定计算分析所采用的系数是基于野外调查基础上进行的。系数取值根据类似基岩及其风化、裂隙发育情况综合确定。考虑到泥岩遇水后物理力学性质会急剧下降，稳定计算应在一定程度上反映泥岩的这种特性，假定泥岩在边坡有水时的凝聚力C和内摩擦角Φ比无水状态下降70％，以此来考虑泥岩遇水后软化对边坡整体稳定性的影响。计算参数见表1。表1兰佑山段路堑边坡岩体物

6、理力学参数表指标岩层凝聚力C(Mpa)摩擦角Φ（º）容重（KN/m）厚层石英砂岩1.16126粉砂质泥岩0.071723.5卸荷巨厚层石英砂岩0.55225.5西横山组砂岩砾岩0.2830243.4稳定计算及分析边坡稳定分析方法很多，不同边坡可采用不同的力学模型与分析方法，不同的分析目的与精度要求也有不同的方法与之适应。本次稳定计算采用简化毕肖普bishop法以及三段式块体极限平衡法。所采用的软件为加拿大GEO-SLOPEinternationalLtd公司的SLOPE/W软件进行。稳定分析计算结果见表2。表2兰佑山段路堑

7、边坡稳定性计算成果表计算工况计算方法I-III-IIIII-III无水工况简化毕肖普法1.6461.5812.897块体平衡法1.5541.5012.923饱水工况简化毕肖普法1.1021.0741.965块体平衡法1.0621.0161.993根据表2计算结果，III-III剖面无论是干燥状况还是饱和干燥状却能够满座规范规定的大于1.2～1.3的边坡稳定安全系数要求。而I-I、II-II干燥状态才能满足1.2～1.3的边坡稳定系数要求，饱水状态则不能满足边坡稳定安全系数要求。从表2可以看出干燥、饱水状态的稳定安全系数相差

8、很大。因此，路基边坡稳定处治的重点在于防、排水的处理，只要隔断降水及渗水，特别是路堑坡脚处的下渗水，即使采用简单的坡面防护也可以确保路堑边坡的稳定。-6-4路堑边坡防护设计路堑边坡防护工程方案的确定首先在于隔断降水及渗水对边坡的影响，确保路堑边坡的稳定。其次，由于ＸＸ高速公路穿越苏、浙、皖交界处的丘陵山