雅泸高速公路陡坡桥梁斜坡稳定性评价和处治思路

雅泸高速公路陡坡桥梁斜坡稳定性评价和处治思路第一页，共48页。四川雅安至泸沽高速公路陡坡桥梁的斜坡稳定性评价和处治思路

1边坡类型及演化过程分析

2处治思路

3参数选取及方案设计

第二页，共48页。雅泸高速主要边坡类型楔形体变形破坏构造带斜坡堆积物陡立的半胶结的漂卵石层失稳平面破坏堆积体滑坡昔格达地层滑坡节理裂隙1.1边坡类型第三页，共48页。1.2成因分析地质构造发育：一方面因场地新构造运动发育，断层及节理发育或极发育；二是因地形切割强度，卸荷裂隙带发育。坡高而陡：由于沿线地面横坡一般坡度陡达45度以上，坡面长大且相对高差多数达200米以上。地震频繁，岩体普遍较破碎：据该区域内的电站勘察资料反映，强卸荷裂隙带下限的水平深度达65～75m，部分还具有一定的张开度。第四页，共48页。1.2边坡演化过程分析

楔形体变形破坏第五页，共48页。地形地貌龙江电站引水渠（1060）楔形体滑移空腔F1断层桥中轴线（1120）山顶：1410m边坡（高350m）南垭河河床1.2.1南瓜1号桥K127＋060楔形体变形破坏第六页，共48页。

楔形体失稳的控制因素主要有三：一是结构面的组合，能切割成楔形体；二是临空面，能为楔形体滑出提供空间；三是结构面的抗剪强度，能提供的抗滑力小于下滑力。根据调查，沿线普遍存在能切割出楔形体的节理面组合。楔形体变形第七页，共48页。楔形体变形本段岩质边坡在1070m以下边坡较陡，以上坡度略缓。边坡岩体中主要发育长大中缓倾坡外和陡倾角裂隙：①倾坡外偏上游缓倾结构面，产状为110°～135°∠30°～45°，延伸大于10m；②陡倾角结构面，产状为225°～50°∠60°～75°，延伸大于10m，间距大于5m；③陡倾坡外结构面，产状为145°～175°∠50°～80°，延伸长度大于5m。④55°～70°∠55°～82°。赤平投影分析（图1）表明，边坡岩体易发生以①组裂隙为底滑面，以③组裂隙为滑移拉裂面，以②组及④组裂隙为侧向控制面的滑移拉裂破坏。图1优势裂隙赤平投影图第八页，共48页。1.3平面变形破坏破坏类型A整体滑移B台阶式滑移第九页，共48页。1.3平面变形破坏变形体结构面1.3.1南瓜沟大桥K128＋540平面变形破坏150°～155°∠35°～40°第十页，共48页。规模：沿线宽：60m；坡面倾角45～60度；滑体厚度：18～20m；顺坡向长约100m；体积12万m3。现场初步表明，岩体的破坏模式主要以平面滑移破坏为主，局部有滑移压致拉裂破坏。以顺坡程度裂隙为底滑面，陡倾裂隙构成后缘拉裂面。类似工点：C19中卡2号桥桥基边坡、C23铁寨子2号桥边坡1.3.1南瓜沟大桥K128＋540平面变形破坏第十一页，共48页。卸荷裂隙成因分析

河流的侧蚀作用使得坡脚形成陡崖，边坡高度达400m，坡面及坡脚应力集中，产生基本顺坡倾向偏上游的卸荷裂隙，在长期应力释放和重力作用下，改造原有结构面或产生新的裂隙，形成卸荷裂隙。实际情况根据钻孔资料判断，在桥位附近的坡面，强卸荷裂隙带发育深度不大，一般小于15m。强卸荷带中的裂隙延伸不长，有起伏，部分张开。第十二页，共48页。工程措施1.3.1南瓜沟大桥K128＋540平面变形破坏第十三页，共48页。1.4堆积体边坡A、崩坡积堆积体：自然坡面约40°～55°，堆积物主要由桥梁上边坡的危岩体或陡崖处的岩体崩塌或滑移物组成，充填碎石土，呈松散～中密状，坡面多见滚石分布，粒径10cm～400cm不等。桥桩大都位于堆积体的中上部。B、半胶结的漂卵石层

：河流向，位于河道两侧，自然坡度可达90度，厚度多大于20m，顶部多平坦，下伏地层主要为昔格达。第十四页，共48页。堆积体龙江电站引水渠危岩危岩1.4.1C15南瓜一号桥崩塌堆积体第十五页，共48页。1.4.2C15南瓜一号桥K126+885.7堆积体断面图第十六页，共48页。1.4.3C18马罗隧道出口岩堆岩堆体处于南桠河右岸，岩堆中部横向宽约185.0m，顺山坡纵向长约135m，岩堆体厚度一般为15-20m，体积约30×10e4m3。一级扇体相对高差约110m左右，岩堆体斜坡整体坡角约39°左右。二级扇相对高差约85m左右，岩堆体斜坡整体坡角约38°左右。第十七页，共48页。岩堆的开挖影响结构物的稳定马罗隧道出口第十八页，共48页。1.4.5C22铁寨子1号大桥边坡第十九页，共48页。

滑体长170～280m，宽90～120m，高差130～230m，滑体厚度5～20m，潜在滑体体积80万m3；滑体主要由崩坡积物组成，浅层松散，有架空现象。1.4.5C22铁寨子1号大桥边坡第二十页，共48页。1.4.5C22铁寨子1号大桥斜坡植被对岩堆的稳固作用第二十一页，共48页。1.4.5C22铁寨子1号大桥边坡岩土界面起伏不平直第二十二页，共48页。1.4.6C22铁寨子1号桥自然斜坡的坍塌已危及桥墩的安全，在桥墩施工前设置了挡土墙第二十三页，共48页。为半成岩，下段主要为深灰、褐灰色，以中厚层状粉砂质泥岩夹薄层状泥质粉砂岩为主。该岩石为泥质半胶结状，半成岩，具细粒结构，巨厚层状构造，岩体较完整，结构较致密，质地软弱，地表露头易风化成砂土状。主要分布于擦罗至栗子坪K132+100~K156+800）段南桠河及孟获河两岸地形相对开阔平坦地段或冲沟中局部分布。该组地层为河、湖相静水沉积，由粉砂质泥岩、粉砂岩互层，半成岩，性质介于岩、土之间。具有遇水软化、崩解、工程性质差等特点，属易滑地层。1.5昔格达（N2X）地层边坡第二十四页，共48页。1.5.1筲箕湾古滑坡与干海子大桥的关系古滑坡周界干海子大桥坡度约30～45度，高差约180m，国道G108沿坡脚而过。两侧均为花岗岩出露。该处地形呈典型的圈椅状，坡面上可见多级平台及陡坎，滑坡舌已侵入孟获河河床中。滑体厚度一般为14~36.4m，属一特大型古滑坡。

第二十五页，共48页。该滑坡是施工便道开挖引起的浅层滑坡1.5.1筲箕湾古滑坡后缘的新滑坡第二十六页，共48页。滑移压致拉裂变形形成的危岩体1.6危岩体、滚石(南瓜一号桥）自然堆积于边坡的滚石

第二十七页，共48页。滑移压致拉裂变形形成的危岩体1.6危岩体、滚石（南瓜一号桥）堆积于斜坡上的滚石

第二十八页，共48页。滑移压致拉裂变形形成的危岩体1.6危岩体、滚石（南瓜一号桥）第二十九页，共48页。滑移压致拉裂变形形成的危岩体1.6危岩体、滚石（南瓜三号桥）第三十页，共48页。滑移压致拉裂变形形成的危岩体1.6南瓜三号桥危岩体、滚石与桥梁的关系第三十一页，共48页。四川雅安至泸沽高速公路陡坡桥梁的斜坡稳定性评价和处治思路

1边坡类型及演化过程分析

2处治思路

3参数选取及方案设计第三十二页，共48页。

根据坡面特征、岩体中结构面特征及岩体失稳模式分析，推测桥位所在自然边坡的演化过程如下：先是南桠河河床急剧下切，岸坡坡脚形成陡崖；随着自重应力场的调整，坡脚出现应力集中带，产生新的卸荷裂隙，岩体中老结构面的力学强度也因风化等原因而恶化；在地震、强降雨等不利工况下，先在坡脚一定范围内产生岩体失稳，在坡面形成沟槽，沟槽的后缘形成陡坎（崖）；陡坎（崖）的形成，对其上部的岩体而言，构成新的临空面，上述岩体中应力场调整、结构面改变、岩体失稳的过程再一次循环产生。上述过程也就是桥位边坡在自然情况下的演化过程。边坡演化过程分析第三十三页，共48页。

处治设计的前提条件：一是对现有边坡不产生大的填切，切方使埋藏于坡面以下的顺坡向结构面在人工边坡上临空出露，形成新的或者更大的不稳定坡体结构，并因松动而弱化结构面的力学性能；二是对坡面植被尽可能少破坏，因为植被对坡面松散的岩土体具有加固及防冲刷的作用，对滚石具有阻挡作用等。预加固设计思路第三十四页，共48页。

对楔形体预加固的思路

预加固设计思路

基于对桥位边坡自然演化过程的认识，对边坡中顺坡向结构面的延伸性和应力应变场特征的分析，认为：楔型体的变形失稳的范围是渐进式的，当楔形体下部岩体未变形失稳时，以上一定范围的岩体稳定性较好。对桥基处的岩体预加固，确保其在工程使用期限内不产生变形时，桥基以上的岩体基本上能保持现状，不会对桥基岩体产生推力。楔形体沿桥轴线的分布范围由构成楔形体底滑面的两条节理决定，在此范围内的岩体均进行预加固，不仅限于桥墩附近。第三十五页，共48页。

对平面滑移拉裂岩体预加固的思路

预加固设计思路平面滑移拉裂岩体失稳的控制因素主要有三：一是存在平行坡面的结构面，能形成滑面；二是临空面，能为岩体滑出提供空间；三是结构面的抗剪强度，能提供的抗滑力小于下滑力。第三十六页，共48页。平面滑移拉裂示意图第三十七页，共48页。第三十八页，共48页。

对松散堆积体的处治思路

预加固设计思路

在桥梁设计时，调整桥墩位置，尽量跨越堆积体，或者置于堆积体两侧较薄位置；预加固设计时主要考虑桥墩以上堆积体变形对桥墩的影响，预加固的思路是在桥墩上坡一侧布置抗滑桩，使桥墩以上堆积体的安全系数达到规范要求，从而消除上坡侧堆积体对桥桩的水平推力。当堆积体厚度大，加固设计还应将加固与坡体深部排水相结合，并选择性的设置变形监测系统，根据监测结果评价、调整设计方案。第三十九页，共48页。

对桥位上边坡危岩体及滚石的处治思路

预加固设计思路①清除：对规模小，易清除的危岩滚石采取此方法。②锚固：对规模大，难清除的危岩滚石采取锚杆、主动柔性防护网等方法原地锚固。③拦截：对推测上边坡可能产生滚石的墩位，在桥墩上边坡布一道被动柔性防护网拦截滚石。第四十页，共48页。四川雅安至泸沽高速公路陡坡桥梁的斜坡稳定性评价和处治思路

1边坡类型及演化过程分析

2加固设计思路

3参数选取及方案设计第四十一页，共48页。3.1参数选取方法

1.工程地质类比

2.参数反算反算条件：地震烈度按照Ⅶ选取，分别对暴雨工况和地震工况进行参数反算；设计时地震烈度按照Ⅷ度考虑。第四十二页，共48页。工程地质类比姚河坝厂房边坡相关物理力学参数类型重度力学参数粘聚力内摩擦角kN/m3C’(KPa)φ’(°)覆盖层/基岩接触面1525中粗粒花岗岩、弱偏强风化、强卸荷带26.550～10027～28.6中粗粒花岗岩、弱风化、弱卸荷带26.8400～60035～37岩屑夹泥的结构面20～3022～24断层及岩脉破碎带20～3017～20第四十三页，共48页。大渡河龙头石水电站边坡相关物理力学参数

类别岩体质量特征岩体结构岩体完整性力学参数（边坡岩体）C’f’Vp（m/s）Kv间距(m)组数张开度充填物(kPa)Ⅳ弱卸荷、弱风化上段细粒、弱卸荷、弱风化上段粗粒花岗岩块裂～破裂结构2000～35000.12～0.360.1～0.33～4普遍张开1～5mm泥、岩屑300～5000.6～0.8Ⅴ强风化下段粗粒花岗岩、强风化细粒花岗岩碎裂～散体结构1000～2000<0.12泥、岩屑50～3000.35～0.5强卸荷强风化上段粗粒花岗岩及断层破碎带等<1000工程地质类比第四十四页，共48页。典型断面编号类型重度起始安全系数结构面（底滑面）力学参数粘聚力内摩擦角kN/m3(KPa)(°)K126+885堆积体241～1.051530K127+490楔形体271.033033K127＋70