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摘要：通过分析穿越石狗动力变质带高速公路边坡的设计、施工变形开裂及变更加固处治方案，分析了动力变质带岩体工程地质特性对边坡的影响及边坡失稳的特征，指出在高速公路设计前期选线时，应避让该类地质敏感点让，且可根据地形地质条件，选用抗滑桩及清方卸载方案进行处治。
关键词：动力变质带；边坡；软弱夹层；破坏机理；处治方案
1、引言
随着高速公路的建设的推进，随着脱贫攻坚战的打响，山区高速公路的建设已逐步铺开，公路建设周期愈发缩短，前期设计阶段对于复杂敏感地质条件的勘察深度往往不足，这就导致了后期在建、通车高速公路出现较多的滑坡等变更设计以及通行事故的发生。复杂地质条件下的高边坡设计往往是高速公路设计中的重难点之一，本文以粤西北地区某高速公路的边坡加固处治为例，对石狗动力变质带内的挖方高边坡的地层地质条件及边坡失稳机理进行分析，并提出了相应的处治方案，对于类似的敏感地质边坡的处治方法可供同行业人士参考。
2、工程概况
挖方高边坡位于石狗动力变质带影响范围内，石狗动力变质带为吴川－四会区域断裂的一个组成部分，带内岩石具碎裂结构、变晶结构、片状构造和糜棱构造[1]。
该路堑顶为陡坡地形，顶部为山脊，山脊线走向为0°坡脚为隧道进口，线路走向210°，坡向120°边坡场区地层为上覆第四系全新统残坡积层粉质粘土；下伏侏罗系下统炭质云母片岩、云母片岩，全风化岩呈灰褐、灰黑色、灰黄色，矿物成分主要为云母、石英及炭质，岩质染手，岩芯多为土柱状，岩质极软，浸水易软化崩解；强风化岩原岩结构构造已部分破坏，节理裂隙极发育，岩芯呈碎屑状、碎块状，岩质软，泡水易风化。受构造影响，岩层产状变化较大，坡体范围内小型褶皱发育、岩体破碎，局部发育顺倾结构面（层面90°∠20～35°）。
边坡区地下水由基岩裂隙水组成，主要接受大气降水下渗补给，岩石裂隙很发育-较发育，含有一定基岩裂隙水，水量受季节变化影响很大。在勘探期间测得钻孔内地下水埋深11.2～25.0m，地下水较为丰富。
3、施工情况及破坏机理分析
3.1边坡施工情况
边坡开挖至第三级坡中下部时，坡面已发现沿炭质云母片岩与云母片岩交界面的侧界裂缝，后缘距堑顶线最大水平距离约30m，缝宽5～20mm不等，坡面剪出口位于炭质云母片岩与云母片岩交界处，推测前缘剪出口位于一级坡坡脚，侧界裂缝从小里程往大里程有逐渐抬高的趋势，目前滑体在坡脚沿线路方向长约100m，滑体平均厚度约10m，滑动方量约8万m3。滑坡的各项要素见图1所示。
图1滑坡各项要素
3.2边坡监测及评价
根据边坡变形破坏情况，在坡面上布设了2个测斜孔以及11处地表位移监测点，深孔位移监测资料表明，测斜孔对应位置的滑裂面位置分别在孔口以下20m和14m的深度附近，根据钻孔地质资料比对，其位于炭质云母片岩与云母片岩交界面处，滑移方向约89°。边坡变形已从明显加速后，呈匀速变形状态，且向加速滑动状态过渡，整体处于极不稳定状态。
图2典型横断面图（CX1-4测斜孔位于BZK15处）
3.3边坡破坏机理分析
边坡地处动力变质带，构造作用强烈，小型褶皱等构造发育，岩层产状变化大，局部存在顺倾结构面，倾角20～35°；坡体岩性为云母片岩，夹炭质云母片岩软弱夹层，空间上呈交错分布，岩体破碎、节理裂隙发育；随着边坡开挖到坡脚，坡体松弛导致地表水下渗补给地下水，强风化岩（碎块状）透水，全、强风化岩（土柱状）隔水，坡脚揭露的炭质云母片岩不断软化崩解并降低其岩土体强度，因基底承载力不足导致边坡沿顺坡向软弱带（灰黑色炭质云母片岩与灰黄色云母片岩交界面）出现整体滑动。
4、稳定性分析及加固方案设计
4.1计算参数的确定
根据边坡当前情况，对滑动面的力学参数进行反演，反演结果见表2。
4.2边坡处治方案
根据边坡滑移情况，结合地形、地质条件，对抗滑桩加固方案以及清方荷载方案进行比选[2]。
（1）抗滑桩加固
根据工程的重要性，路基边坡坡脚有新建隧道，设计安全系数按Ks=1.25[3]采用传递系数法计算各典型断面的剩余下滑力。根据剩余下滑力计算结果，在第二级平台设2.0*3.0抗滑桩，露出平台2m，桩深35m，桩间距5.0m；桩上设1道冠梁相连，坡面采用小吨位预应力锚索进行加固。
根据剩余下滑力计算结果，在第二、三、五级边坡采用预应力锚索框架植草防护。
结合本工点实际地形地质条件，抗滑桩加固方案桩长较长、施工难度大、工期长，且由于软岩地层多层发育、分布不均，存在越顶失稳风险。而清方卸载方案可清至反坡，造价较低，风险较小，故采用清方方案更为安全、经济、可靠。
5、结论与建议
5.1动力变质带范围内往往构造作用较为强烈，岩体破碎，其地质条件极为敏感，力学参数较低，此范围内不宜进行高速公路建设，在前期选线时应引起重视，在条件允许的情况下，路线应予以绕避。无法绕避是应尽量降低边坡高度，以少开挖、强支护的原则进行设计。
5.2公路建设应适当对勘察设计工作预留足够的时间，避免因建设周期缩短大幅压缩勘察设计周期，这必然会导致建设条件调查深度不足，引起后期变更甚至是运营期内的交通事故。
5.3动力变质带内的岩体往往脆弱敏感，构造作用强烈，岩性、产状变化大，力学参数低，随着边坡开挖到坡脚，坡体松弛导致地表水下渗补给地下水，不断软化边坡岩体，有可能致使坡脚或坡面软弱带发生明显位移甚至剪出，拉动后缘，最终导致滑坡的发生。
5.4如走廊受限，此类复杂敏感地质条件下的高边坡不可避免，设计时可采取强加固或卸载思路进行处治，可根据实际地形地质条件进行选取，以安全、经济、可靠为原则进行设计。
参考文献：
[1]于红润.某动力变质带内M型路堑边坡稳定性分析与加固设计[J].养护工程，2015.
[2]蒋鹏飞.公路边坡防护技术[M].北京：人民交通出版社，2011.
[3]中交第二公路勘察设计研究院有限公司．公路路基设计规范:JTGD30—2015［S］．北京:人民交通出版社股份有限公司，2015．