宁杭某高速公路兰佑山段路堑边坡防护及排水设计

宁杭高速公路兰佑山段路堑边坡防护及排水设计摘要：本文通过对宁杭高速公路兰佑山段地质条件分析及路堑边坡稳定性研究，介绍了高速公路特殊地质条件下路堑边坡的防护及排水设计。主题词：高速公路路堑边坡稳定防护排水1工程概况宁杭高速公路（江苏段）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，同时也是江苏省“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50～60m，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坡整体稳定性分析的计算剖面。3.2计算工况由于宁杭高速公路兰佑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计算参数仿本次稳定界计算分析区所采用的喷系数是基插于野外调缸查基础上建进行的。领系数取值酬根据类似苹基岩及其滥风化、裂铸隙发育情建况综合确输定。考虑辅到泥岩遇法水后物理黑力学性质艇会急剧下续降，稳定幕计算应在具一定程度毫上反映泥示岩的这种欢特性，假鸽定泥岩在恒边坡有水震时的凝聚齐力只C水和内摩擦功角慢Φ击比无水状忆态下饶降菜7巴0虫％，以此核来考虑泥净岩遇水后棕软化对边踢坡整体稳见定性的影覆响。计算妻参数见歇表净1猛。惹表垫1外柳兰佑山段稼路堑边坡静岩体物理猎力学参数修表乎漆包指标架岩层旦凝聚力塞C(Mp径a)构摩擦角碍Φ普（沉º践）诚容重罗（寨KN/盆m准）道厚层石英案砂岩咬1.1惠61叔26抖粉砂质泥第岩板0.07兆17絮23.5失卸荷巨厚睬层石英砂千岩胆0.5阶52合25.5子西横山组的砂岩剖砾岩沫0.28鹿30害24魄3.光4帆稳定计算蓬及分析泛边坡稳定报分析方法雾很多，不览同边坡可楼采用不同疯的力学模钞型与分析凭方法，不南同的分析上目的与精摄度要求也复有不同的扩方法与之给适应。本炊次稳定计敢算采用简流化毕肖绘普斥bish利o劲p欧法以及三蓬段式块体摄极限平衡过法。所采搞用的软件振为加拿核大名GEO-膜SLOP趋Ein砌tern随atio易nal肌Ltd盗仁公司作的恋SLOP旁E/臂W浩软件进行事。稳定分斑析计算结座果见稳表蚊2陈。潮表抗2他兰佑山段纽路堑边坡据稳定性计粘算成果表醋计算工况纠计算方法弊I-I目II-I蝶I毁III-匹III弃无水工况吼简化进毕肖普法黄1.64测6博1.58权1均2.89忽7惭块体坟平衡法抛1.55鉴4浊1.50墙1耍2.92数3患饱水工况葵简化狸毕肖普法片1.10救2酬1.07倡4爱1.96染5寸块体蛾平衡法赖1.06图2脊1.01饰6荐1.99农3统根据摆表椅2免计算结果便，伞III-啊III揪剖面无论全是干燥状葡况还是饱熄和干燥状肝却能够满喘座规范规灰定的大寄于掀1.时2众～淡1.苦3辆的边坡稳孤定安全系食数要求。桑而触I-校I赖、雅II-I潮I惯干尤燥状态才柿能满市足功1.爽2往～装1.予3厨的边坡稳经定系数要战求，饱水葱状态则不匪能满足边顽坡稳定安丑全系数要桨求。从壁表害2蹦可以看出风干燥、饱鸟水状态的遗稳定安全冒系数相差绳很大。因敌此，路基你边坡稳定极处治的重特点在于防直、排水的间处理，只罢要隔断降右水及渗水昼，特别是康路堑坡脚欧处的下渗瓣水，即使谨采用简单棉的坡面防晶护也可以渔确保路堑廊边坡的稳枣定。插4尸家路堑边坡客防护设计需路堑边坡冷防护工程沿方案的确钟定首先在扣于隔断降鸡水及渗水饥对边坡的之影响，确锯保路堑边绵坡的稳定疤。其次，适由于宁杭善高速公路况穿越苏、于浙、皖交严界处的丘唐陵山区，茫沿线景色蛾秀美，风响景怡人，耍根据宁杭菊高速公艺路悠“娇生态、环首保、旅游炉、景观刺路陡”哭的设计要韵求，路堑盲边坡防护馆在满足基谈本功能及乓确保路堑禁边坡稳定酒的前提下痰，考虑采俯用与周围仗环境景观梦相协调的池生态防护阶方案。根桥据上述有吹关力学分闻析结果，曾设计考虑役一级边坡绝采用悬臂航式挡土墙尖加固方案储，二级边倚坡泥岩段掘及坡面较夹为破碎处帅采用挂网尘锚杆加固以方案，其金余段落直兽接采用普剂通挂最网妈+申客土喷播顷防护。恨4.蜘1孝一级边坡踢加固防护战方案语一级边坡戏加固防护盏采用悬臂畜式挡土墙服，挡土墙搭墙身航高爹4.0涉m跑，顶借宽辛0.4商m坦，墙面坡短比物1馅：拌0.0抱5湿，墙背直茫立，挡土三墙每肾隔呆15雨m貌设置一道腰沉降缝，梨缝内填塞责沥青麻絮砖。挡土墙号高程设置妥以挡墙基肉础底面距疼坡脚碎落孩台地面标接高悉1.0麻m筒为原则控抖制。墙后漠回填分煤为斑A辩、浓B街、悲C画三个区。第其颂中仆A视区回填采藏用杨5震％石灰土句，傻B穷区回填采质用透水性买材料（碎繁石粒径要姜求姜为宜5敬～舌10c主m炼，其含泥悦量不大送于耀5援％）混，纲C扔区回填采泄用耕植土匆，各区回旱填材料的浑压实度均偷要压求蜂≥来8富5置％。挡墙献在居B财区回填底杀部铺设防坛渗土工布扰，假B须区回填顶结部铺设透浇水土工布毅。具体参陈见蒸图坑4平。驴图耻4析.敏悬臂式挡号土墙加固环防护图灾4.界2槐二级边坡革稳定加固才方案络对于二级惭边坡泥岩握段及坡面莫较为破碎自处防护设烟计考虑采帆用挂网锚斜杆加固。掀挂网锚杆古施工工序肿为：测放丝孔隔位察→望钻当孔念→增清岗孔璃→紫锚杆制作券安挨装呀→跳注莫浆梢→跃布设镀锌专钢丝网费片冠→腹布组设乳φ熄6宣钢筋框架举条并与锚领杆焊当接装→残绑扎钢丝计网片于框疲架利条逆→叙防锈处颗理辽→坡客土喷播扒。锚杆设犬计拉力罗为丙50K迟N编，锚杆设保计长完度环1.5妨m驱，按趴照笑落“抵梅花拉型蔽”徐布提置六φ巧1技8泽砂浆锚杆纹，锚杆间抱距抚1.5剖m滥。镀锌钢雷丝网网眼骄孔闭为像20cm朵*20c势m赌。暖φ雹6销钢筋框架计条间网距糠1.5钱m惨，按轨照标“岂十字桑型副”恨布置并与扩锚杆焊接禾，采用铁掘丝将钢丝鹅网片绑扎间于涝φ龄6滚钢筋框架村条上。最跟后在挂网昌锚杆基础工上对路堑钩进行整体煤客土喷播打。参见挑图琴5爱。养具体加固刑的段落主为嫌K144过+583丙.什0幸～寒K144阔+624是.社0宗右侧二级介台坡柔、层K144碑+662冒.律0驴～浑K144爆+859幅.庙0枣右侧二级尽台坡损、架K144伴+680辰.绢0弃～胸K144刺+765宜.俱0仅左侧二级贵台坡以及储部分边坡产坡面较为雾破碎段落牵。要图挤5备.汉挂网锚杆卸加固防护叙图否5懂东路堑边坡烈排水设计卵由于降水锤产生的地乎表径流可引能沿地表拼横坡流入懂至高速公艘路方向，慨可能会对该高速公路号的边坡产育生危害。脾对于坡面屯降水，设削计考虑在推路堑坡顶补及各级台经坡设置截击水沟并排侵入路基两将侧的排水熄系统中排郊除；对于缎坡面渗水毯，设计考茄虑设置仰舞斜式打孔供波纹管排予除；对于淋坡脚渗水牺，考虑设奇置碎石透能水层贺及貌PV素C趟泄水管排欣除。棚5.庙1咳路堑坡面郊降水处理淋对于降水寇沿地表径榆流可能汇没至高速公遗路的路段聪设置截水探沟，截水斗沟平面基炒本沿等高燃线方向布赖设，一般逗截水沟内酿侧距路堑貌边坡坡顶窝边缘大茂于拼5.0篇m送，出水口雁应尽量远非离路基，栽减小对道朗路景观的峡影响。根牙据地形和弹工程所在霞地区的降序水量确定升截水沟的缩流量，由斩于本区域悬可能汇入王高速公路精的地表水口一般较小违，经水文栗计算，路焦堑坡顶截船水沟尺寸肌初步拟定示为挣40联×40c脊m虫和袜60×6徒0cm轻两种矩形从断面。底戴部采锻用换C2耽0置现浇水泥市混凝土，悼侧墙采用稼砖砌，并茫采写用闻1扛0惊号水泥砂俘浆砌筑并齐抹面，参倒见久图告6突。在截水夜沟内侧设舅置顶宽不责小侍于恰1.0宁m调向外倾茧斜担2般%漆横坡的横成向平台汇冷集地表水讨。同时为比增加路堑恼坡顶的防圾排水措施毅，考虑在笛路堑坡顶饮采用粘土蚁覆盖并整单平密实，句避免降水塞在坡顶的字滞留与下你渗。台坡系截水沟，毫基础底面慈采用砂浆用调平，截位水沟底面由及内侧采赌用誉C2捐0旧砼，壁阁厚月10c穿m评，外侧砖迁砌并用砂莫浆抹平，网参见引图明7诉。宵对于挡土桨墙顶处坡碎面降水，咽在挡土墙替顶内侧设撕置截水沟辩排除，参芬见愚图鹊1向。羞图迎6印.形坡顶截水醒沟帅图物7兵.侍台坡截水绩沟制5.富2织路堑渗水也处理纤为防止雨霉水进入和凤有效排除按路堑边坡卡内渗水，肺分别在距残路堑坡顶庸以涉下鲜10灯m猴、有泥岩摧夹层处距倍泥岩顶面添以踪上牛50c殊m擦处设置排宫水管。筐距路堑坡趣顶以自下书10尖m大处：钻孔谨直径不小孟于犬100m盟m倡，排水管律采用高密见度聚乙烯件（首HDP尸E馋）双壁打酷孔波纹管痕，外充径五90m妻m固，内准径虾72m膝m胶，波纹管牢外包二层睛透水土工福布，出口木末蹦端奇15c撇m爸采用直径劝为长7c腾m静的速排龙括填塞。管肌长稻5封～蒙6切m陕，斜因度读5贪～贼1榜0升度，水平阿设置间泽距嘱5迅m千。芹有泥岩夹各层处距泥唇岩顶面以泽上划50c耀m肉处：管评长暮10矩m精，水平向使下斜扭度贺5塌～耳1春0序度，水平筒设置间谨距居5皮m邀。其余要活求同上。治对于渗入是挡土墙内宗下渗水，番在挡墙底途部设置泄朋水孔，泄挤水孔采跟用岂PV例C富管，要求暖泄水孔纵抖坡活≥扎5打％，孔燥径累6糟～竭8c白m鬼，沿挡墙府纵向间撞距闯3.0日m仔，泄水孔痕进水口垂夕直向位于门墙趾顶部纷，出水口功接于暗埋仓式边沟。眯6泛存排水防护想施工注意漫事项吗（闷1乡）在对路乐堑段边坡外坡面进行淹加固防护呜前应进行叫坡面整平汽，对于凸跨出坡面岩踩体应采用怠人工凿平付处理；对赚于凹体应洒采用浆砌鸣块石补平油。赌（凳2于）坡面防范护及客土话喷播绿化谈施工过程苹中不得封盼堵排水孔影的出水口蜜，保证排董水畅通。乞（升3测）在施工征及运营过间程中应加层强对边坡艺位移的观种测，根据袋观测结果馅来确定是翻否对兰佑描山路堑边仇坡进行进炭一步的加舅固处理。夜7淘扑结语先该工程经秩过丘1础年多的施奶工和近半萌年的运营北，效果良材好，参见苗图论8央、殖图熊9丢防护前后科效果对比环。惕图赶8仅.喘路堑防护辫前缓图何9类.欣路堑防护制后台通过对宁播杭高速公羞路兰佑山争段现场勘元察、钻探寿等手段，丹基本摸清爬了该段落斑工程地质迅情况。在跃此基础上誓对路堑边帽坡进行了站稳定性分促析，根据宾理论分析