高海拔富水煤系地层边坡处治
原创
成永刚
悠游2019
悠游2019
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博士，教高，注册岩土工程师，中国岩石力学与工程学会滑坡与工程边坡分会理事，中国土木工程学会非饱和土与特殊土专业委员会常务委员和交通岩土工程专业委员会委员，国际工程地质协会会员，中国国家公路建设项目评标专家，四川省交通运输专业人才教育专家
发表于
煤系地层工程地质条件恶劣，是工程斜坡病害中的典型癌症，以其为载体形成的边坡稳定性往往稳定性欠佳，尤其是当坡体中地下水丰富时，更加恶化了坡体的工程地质条件，一旦处理不到位，极易造成边坡的病害的发生，甚至是屡战屡败。而位于高海拔地区的富水、煤系地层，由于工程材料运输困难，盲目地采用支挡加固为主的工程措施，不但由于地质条件较差而收效甚微，甚至造成工程造价的急剧攀升。因此，因地制宜地结合当地工程地质环境、坡体的地质条件，合理设置工程处治措施是有效治理高海拔、富水、煤系地层的关键。
位于海拔约3500m的藏区草原区，地形地貌宽缓，
坡体主要由地表厚约5~10m含砾粉质粘土和块、碎石土组成，下伏灰黑色、泥质结构、薄层状相当破碎的三叠系炭质绢云母板岩。
线路以挖方路堑的形式通过，
左、右两侧均为三级边坡。原设计采用1:1.0、1:1.25、1:1.5坡率设置，边坡没有设置相应的加固防护工程。
图2 原设计边坡工程地质断面图
边坡基本开挖到位后，由于设置坡率偏陡不能满足相应岩土体的稳定休止角要求，以及草原强大的蓄水能力和后期降雨作用，以及边坡平台采用下挖式容易积水，导致边坡坡口线以外约18m左右的位置出现多条长大贯通性裂缝，边坡出现整体下错迹象，且各级边坡也出现局部失稳，
坡脚渗水严重
。
图5 边坡局部发生下错
现场调查时，笔者认为区内海拔较高，采用以支挡为主的工程措施不但
材料运输困难，
费用高昂，且施工质量难以保证。故结合边坡区所在的宽缓地形地貌，以及区内丰富的石料来源，决定采用
与煤系地层力学性质相适应的放缓坡率+截排水工程为主的变更方案。
即：
1、坡形坡率设置：结合富水煤系地层的稳定休止角，在滑移裂缝后部约2m左右的位置开始刷方。坡率从下至上采用1:1.75、1:2.00、1:2.00，平台宽4m对变形体进行刷方，
2、排水工程设置：
坡脚采用格宾石笼在对边坡进行反压固脚的同时，起到良好的疏水作用
；在
各级边坡平台及坡顶置耐变形、抗冻性能良好的钢波纹管截排水沟；坡脚在格宾挡墙预留带部位设置长度不小于20m的仰斜排水孔对地下水进行疏排。
3、坡面防护：由于刷方坡率较缓而汇水面积较大，加之煤系地层耐冲刷性较差，故在坡面设置骨架护坡进行
坡面分割，然后采用适应当地气候的绿化形式进行坡面防护。
该边坡病害处治方案实施后，5年来工程效果良好，且工程费用低廉，施工速度快，是一个符合高海拔、富水、煤系地层病害处治方案。
图7 工后全景图
该工程的经验教训是：在地形地貌有利的条件下，性质软弱地的煤系地层应设置与其力学性质相适应的缓坡，并将地表水与地下水的截、引、排放在工程处治的首位。否则，即使采用缓坡率开挖，仍会由于水的软化作用而造成坡体的进一步变形。
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