某高烈度地震区高山峡谷河流下切快速,坡体卸荷严重,危岩崩塌发育,高速公路在河流阶地的坡脚通过。
某段高陡斜坡自然坡度约40~50度,地表多有崩坡积体发育。后部陡崖高约40m,斜坡下部设置高速公路收费站和管理区,其上方约200m的陡崖部位发育一处体积约6700方的砂质千枚岩大型危岩。危岩高约40m,宽约21m,平均厚度约8m,总的来说危岩体完整性相对较好。由于卸荷等作用,危岩与母岩在后部已脱离,卸荷裂隙宽约2.5m,但其“根部”与下伏母岩相连。
从危岩体地质条件来看,危岩体系坡体在垂直节理、长期卸荷、后部山体汇水潜蚀等众多作用下共同因素形成,后部与母岩脱离,“根部”与基岩相连,岩块完整性较好。从地质历史上看,危岩体区内破坏性地震频发,经历了在多次地震洗礼,以及最近的距震源直线距离约85km的“5.12”汶川地震洗礼,危岩体在天然工况下危岩体处于稳定状态,且由于后部卸荷裂隙宽大和危岩完整性较好,故暴雨工况对危岩的稳定性影响较小。但由于危岩除“根部”外已完全与母岩脱离,故不排在高烈度地震下存在发生倾倒式崩塌而危及下部高速公路的可能,故需进行必要的处治。该段危岩体病害的处治所采用爆破清除为主的方案,即采用爆破对6700方的危岩体进行解体清除,爆破前需在前部自然斜坡分别设置一道被动拦石网、一道圬工拦石墙和钢格栅,防止落石冲击下部高速公路收费部和管理区,工程造价约0.7A万元。从工程处治效果来看,采用爆破清除理论上可以有效解决危岩体的直接威胁,但考虑到爆破施工难度偏大,虽然下部设置了被动网和拦石墙,但作为大体积危岩爆破稍有不慎可能会造成爆破后的岩块沿高陡斜坡冲击下部高速公路收费部和管理区,且作为正在通车运营的高速公路是相对不利的。
图4 危岩下部的高陡斜坡
基于此,依据危岩体的地质环境、岩体特征、工程的可实施性、工程造价等因素综合考虑,宜对危岩体采用原位加固的处治方案。1、依据倾倒性崩塌的弯矩进行核算后,对危岩体上设置主动网包裹后,在危岩体两侧的稳定坡面上为锚固点,设置三排预应力锚索对完整性较好的危岩进行“拦捆”加固。2、对危岩体后部的汇水沟进行有效的引排,防止进一步汇入卸荷裂隙而不利于危岩体的长期稳定。3、在危岩体下部的高速公路收费部和管理区后部坡脚设置一排高约4m的圬工拦石墙,墙上设置高约4m的钢格栅对可能的小型危岩落石进行拦挡。该方案工程施工相对简单方便,工程造价约为0.4A万元,是一个相对较优的方案。