高速公路岩质边坡稳定性及支护技术研究

摘要

高边坡稳定性问题是我国在进行基础建设过程中遇到的一项重大课题。在我国西部地区进行高速公路建设往往因为开挖路堑而形成高边坡。原本处于稳定状态的自然边坡受到人为削坡卸载、爆破震动等影响，临空面又受到地表水侵蚀、地下水浸润等影响后，在结合边坡自身特殊的地质条件，很可能导致边坡发生过大的变形、坡体表面出现裂缝、坡体内部逐渐形成滑裂面，进而导致边坡的稳定性不断降低，最终发生失稳破坏，形成滑坡、崩塌等地质灾害。基于以上认识，本文对岩质边坡稳定性及支护技术进行了研究，研究内容及研究结论如下:
　　(1)通过对国内外边坡稳定性研究方法的总结，极限平衡原理用于计算边坡稳定性具有简便快捷的特点，得到了广泛的使用。有限差分用于计算岩土体的大变形问题具有较大的优势，能够对岩体应力、变形特征做全面的分析，能够模拟边坡的开挖、支护过程，对极限平衡法分析边坡稳定性是很好的补充。
　　(2)通过对区域地质特征的研究分析，厦蓉高速湖南汝郴高速十三合同段K62+430-K62+610右边坡地形条件复杂，地质作用强烈，导致边坡岩体破碎、结构松散，在人类工程的扰动下，边坡的稳定性极易降低，逐渐形成滑坡，需进行合理的支护处理。
　　(3)利用极限平衡方法对边坡无支护条件下的的开挖稳定性进行了研究，研究表明边坡开挖后在自稳条件下不能满足规范的安全系数最低要求，需要采取相应的治理措施;对边坡支护措施进行了优化设计，研究结果表明:算例边坡采用锚索进行支护，锚索间距取3米、长度20米，倾角为45°。
　　(4)基于有限差分法对边坡开挖过程中的应力变形特征进行了分析，分析结果认为:随着开挖的进行，边坡水平位移与铅直位移都逐渐增大。铅直位移在边坡中部是剪切变形引起的，而在边坡坡脚位置是由于开挖卸荷回弹引起的。结合极限平衡分析所提出的支护措施优化方案与边坡塑性区分布情况，采用锚索与框格梁相结合的方式对边坡进行了支护处治，经计算，该计算方案满足其边坡稳定性要求，故最终采用该治理方案对边坡进行治理。
　　(5)由于算例边坡采用锚索与框格梁联合支护的方案，并考虑到施工过程中可能遇到的问题，对预应力锚索框格梁的施工工艺、施工方法以及最关键的预应力张拉施工做了详细的研究和论述。