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交通科技与管理
工程技术1 工程概况
哈达铺停车区BK0+400~K271+650段右侧边坡位于停 车区加速车道与主线的过渡段，最高边坡为6级，最大边坡
高度43 m。边坡高度采用8 m 分级，平台宽度2 m，平台设
排水沟，第一，第二级坡率均为1:0.75，第三，第四级坡率
取1:1.00，第五级坡率取1:1 25，第六级放缓边坡坡率1:5.00，
坡脚设置2 m 宽碎落台。第一，第四级边坡采用锚杆框架梁
防护；第二，第三级边坡采用预应力锚索框架梁防护，锚索
长度28 m，锚固段长度10 m，单孔设计拉力600 kN；第五
级边坡采用拱形骨架防护，第六级采用植草防护，框架内采
用植生袋护面。
2 边坡变形过程及特征
该段边坡自2019 年 9 月开始施工，至 2020 年5 月路中线及左半幅开挖至第 1 级平台标高处，第 2~ 第 4 级预留了部分边坡土体，未一次性开挖至设计坡面，第 5 和第 6 级边坡已开挖成型，并施工完骨架防护。边坡开挖后总体基本稳定，至 2020年5 月底，该地区进入雨季，第 5 级和第 6 级边坡出现第
一次滑塌，K271+500 ~+535 段坡面出现局部失稳、拱形骨架垮塌现象，至 6 月 29 日，出现第二次滑塌，并发展为较大范围的工程滑坡。该滑坡周界清晰，总体平面形态呈 “马蹄”状，现场调查，可见明显后壁，后壁最大高差约 1 m，中上部见大量张拉裂缝断续分布，裂缝一般宽约 3 cm~10 cm，局部裂缝较宽，已施工的边坡防护工程垮塌严重，两侧侧缘见明显剪切缝，工程滑坡于第 1 级坡顶部平台附近剪出，剪出后越过第1 级边坡的滑塌体呈散体状覆盖于前缘[1]。
3.1 边坡岩体结构
边坡岩性主要为粉质黏土、成岩程度低－较低的泥质粉砂岩、砂岩。均为半成岩，泥质胶结，胶结程度差，岩体及结构面抗剪强度低。 边坡区局部分布灰白砂岩，成岩程度非常低，手易捏散，遇水易崩解。该层呈透镜体状分布，透水性好，相对富水，且局部存在贯通可能性。雨季砂岩层为含水层，砂岩层界面处泥质粉砂岩受水浸润软化，易形成泥化软弱面，在边坡开挖形成临空面后易形成坡面垮塌[2]。
边坡区发育的三组节理裂隙，J1: 345°∠80°，J2: 25°∠65°，J3: 160°∠80°。结构面组合沿岩层层面切割岩体形成的楔形体倾向路基，边坡开挖后形成临空面，楔形体在重力作用下易贯通形成滑裂面。根据已发生边坡变形发
展特征及勘察成果分析，本段边坡潜在滑动面主要为泥质含量高、成岩程度低、富水的软弱夹层、砂岩与泥质粉砂岩界
面、贯通性较好的节理面等，坡体开挖卸荷后在重力作用及
动水压力作用下，不同物理界面可能贯通形成滑动面。
3.2 人为诱发因素
该坡体系因路基开挖切削坡脚，在斜坡体中下部形成一
定的临空面，改变了原有的坡体应力平衡，遇雨季后，大气
该边降水下渗转化为地下水，软化下部易风化的岩土体，使岩土
层抗剪强度指标降低，并增加其重度而导致的失稳； 同时
施工过程中由于临时排水措施不到位，导致局部坡脚积水进
而降低了边坡稳定性。
4 边坡稳定性分析与治理
4.1 边坡稳定性分析
4.1.1 计算剖面及模型的建立
计算剖面按最不利情况控制，以过钻孔 BKHZK11，BKHZK12 的主滑剖 面 A －A' 及 过 钻 孔 BKHZK13， BKHZK14，BKHZK15，BKHZK16 的主滑剖面 B － B' 进行计算。根据已发生滑塌的滑面形态分析，后缘拉裂面较陡立，前缘面较平缓，近似于圆弧面，以此建立计算模型[3]
。
图 1 A － A'计算剖面示意 ( 单位
: cm)
图 2 B － B'计算剖面示意
4.1.2 计算参数的确定
（下转第45页）
半成岩地层高边坡失稳成因分析与治理
崔跃飞
（新疆交通规划勘察设计研究院，乌鲁木齐 830006）
摘 要：为研究半成岩类型高边坡的失稳机理和破坏模式，选取某高速某半成岩地层高边坡失稳工点，从工程地质、气象条件、变形特征等多方面对失稳成因进行分析，并根据潜在滑面进行了边坡稳定性计算，据此提出了该高边坡加固治理措施。 关键词：高速公路；软岩高边坡；失稳；半成岩地层；软弱面；治理措施中图分类号：U416.14 文献
标识码：A
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45工程技术
不良结构对施工过程中造成危害，若岩溶是非填充型且表征为形态各异、复杂的自然环境，危害程度将被降低，其电磁波反射信号规律性强、频率变化速率快，大多数为中低频信号，且不均匀；当岩溶不大于掌子面，连续、反射信号呈孤立体是其同相轴特征；同时反射信号也会出现在非填充型岩溶的前后端面，不规则的岩溶导致信号反射不规则；而岩溶大于掌子面，反射信号呈层面状，裂隙的现象易发生，判断依据主要是前后纵深以及反射信号。通常，信号远，为岩溶；信号近，为裂隙。
（7）岩溶（填充型）。低频、均匀的电磁波反射信号表征在填充型岩溶中，频率变化剧烈且有规律，均一的波形、规则、连续表现在同相轴中，同时具有强振幅信号，信号震荡次数较多，其中也包含大于和小于掌子面的情况。
据以上论证得知，在地质环境复杂多变的情况下，不同的代表性特征体现在电磁波反射信号中。
4 情况验证
根据具体的施工现场的应用结果，采集试验数据与上述理论相结合，同时其他测量手段提供辅助，借助试验的具体数据，同时收集后续施工验证结果，因此得出，自稳性差的岩层以及破碎围岩出现在掌子面前方，渗水、掉块的现象极其明显，同时又有软弱夹层间隔在层间不断出现，小股层间隙水的现象也有发生，具体位置位于中部偏右，与掌子面的距离约为4 m，但是岩溶发育段和溶腔并未在整段隧道中出现。结果准确性较高，当探测距离较短时，可以优先选用地质雷达探测法。在开挖隧道过程中，为保证测量数据具有实际指导意义，探测距离不宜过长，尽可能的通过地质预测避免发生对峙灾害的情况。
5 结语
（1）通常情况下，10 m~20 m的距离是超前地质预报采用地质雷达法所测得的有效距离，误差随着距离的增加而增大。当超过40 m以上的测量距离，理论研究应该继续加强，进一步细化地质雷达探测方法，不断进行工程实践，在实践中总结规律，为后续工作提供有力的保障，预报精度也被不断提高。
（2）水层、溶洞、破碎带以及软弱夹层的具体特性在隧道掌子面中的表征可由地质雷达探测法测得，同时也可以探测到实际准确的规模和位置，为避免测量预报误差，在其他预防方法结果的修正结合下，以此将误差降到最低。
（3）地质情况在掌子面前方的表征，可以通过超前地质预报得知，提供了具体支护调整参数，提前隧
道施工的具体方案，这样便可以有效的避免和控制地质灾害的发生。
参考文献：
[1]曹旭华.地质雷达法在岩溶隧道超前地质预报中的应用[J].中国公路,2020(22):102-103.
[2]刘东坤，魏昶帆，吴勇，等.地质雷达法在桩底岩溶探测中的频谱差异分析[J].地下空间与工程学报,2020(S2): 971-975.
[3]郜君伟.地质雷达法在工程质量检测中缺陷探测应用与分析[J].建筑技术开发,2020(07):135-137.
（上接第50页）
边坡土体抗剪强度指标滑体土的饱和重度取 γsat= 20.0 kN/m3； 潜在滑面滑带土抗剪强度指标：半成岩性质的泥质粉砂岩综合黏聚力平均值 A－A' 剖面 c=30.0 kPa、内摩擦角 φ=16.4°，B－B'剖面c=28.0 kPa、φ = 15.8°。
4.1.3 计算工况的选定
根据《公路路基设计规范》规定，边坡稳定性计算分为以下三种工况： ①正常工况： 边坡处于天然
状态下； ②非正常工况：边坡处于暴雨或连续降雨状态下； ③非正常工况Ⅱ：边坡处于地震等荷载作用状态下。
4.1.4 稳定性分析
该边坡稳定性分析结合定性分析和定量分析，定性分析是综合坡体岩性组成、风化程度、岩土体强度、主要结构面与路线走向的空间关系等对稳定性进行初步分析，预测边坡可能发生破坏形式、破坏强度，目前发生浅层的坡面滑塌变形，但随着时间的推移，在暴雨等不利工况下，将会发生大规模整体的边坡滑塌情况。
4.2 治理措施
结合现场地形，边坡顶附近有高压线塔，不宜采用设置宽平台卸载方案，经综合比选后采用行强支挡的设计思路，结合小里程侧滑坡治理方案，将滑坡治理的抗滑桩往大里程侧方向顺延，在第三级平台处设置抗滑桩以保证边坡整体稳定，同时加强坡面防护防止局部失稳，再完善坡面及坡体排水措施进行综合处治。
5 结语
本文对半成岩高边坡的失稳成因、破坏模式分析和治理措施进行了研究。以成岩程度低的泥质粉砂岩
为主的地层，当存在松散状砂岩且呈多层透镜体分布时，在砂岩层界面处泥质粉砂岩受水浸润软化，易形成泥化软弱面，随着边坡的开挖将可能出现多层、多级局部失稳，甚至整体失稳。 应加强对半成岩砂泥岩地层的认识，施工过程中应严格按照 “逐级开挖、逐级防护” 的原则，严禁边坡开挖后长时间暴露，加强现场临时排水措施，严禁坡脚积水浸泡，以免降低边坡的稳定性而引发边坡垮塌、滑动等人为不良地质灾害。现行规范对于半成岩尚无明确的定义和勘察技术要求，如何评价和分析其对工程的不利影响，并提出合理、安全的工程措施是亟待解决的问题。
参考文献：
[1]吴其伟，李天池.半成岩大型滑坡机制和滑速分析[J].山地研究,1986(01)47-53.
[1]严松，王运生，罗永红，等.云南陇川半成岩地层滑坡的成因机制及稳定性评价[J]长江大学学报(自科版),2017, 14(21):61-68+5.
[3]陈志敏，朱烜.砂泥岩互层边坡膨胀性泥岩力学性能试验研究[J].路基工程,2017(03):97-102.
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