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摘要：宜昌—萬州鐵路全長約380km，線位濱臨清江，地理位置屬云貴高原之東北緣的鄂西山地。該鐵路受區(qū)域構(gòu)造影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，形成較多的高陡岸坡。以分香溪右線中橋1號墩為例，其右側(cè)為高陡岸坡，整治難度較大，易造成坍塌、落石等嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，危及橋墩及施工人員的生命安全。介紹分香溪右線中橋1號橋墩基坑開挖、分析右側(cè)高陡岸坡對橋臺的影響；在現(xiàn)場調(diào)查、地質(zhì)勘察及研究既有資料的基礎(chǔ)上，對其產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，確定加固方法為：錨桿+掛網(wǎng)噴射混凝土措施。實踐證明，此方案可增強(qiáng)巖體圍巖整體性，加強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性，經(jīng)濟(jì)合理，可為類似加固設(shè)計施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：宜萬鐵路；分香溪中橋右線；高陡岸坡；原因分析；整治設(shè)計

1工程概況

宜萬鐵路分香溪右線中橋（簡稱本橋）所屬地區(qū)為中低山區(qū)，地形陡竣，河谷深切，中橋跨越分香溪河谷，河谷蜿蜒曲折，河岸沖刷光滑，為“V”形谷，河床中部分地段堆積塊石，部分基巖裸露，兩側(cè)岸坡陡峻，宜昌側(cè)邊坡相對較緩，坡角45°～55°。本橋1號墩中心里程為IIDK048+841，原設(shè)計為明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，橫向?qū)?.63m，縱向長3.94m。

2施工現(xiàn)場地質(zhì)情況

2008年7月13日會同橋梁專業(yè)現(xiàn)場對本橋1號墩擴(kuò)大基礎(chǔ)驗證，基坑開挖揭示為白云質(zhì)灰?guī)r，灰白色～青灰色，弱風(fēng)化，巖層產(chǎn)狀為185°～215°∠10°～25°，節(jié)理裂隙較發(fā)育，發(fā)育分為3組：（1）節(jié)理產(chǎn)狀為120°∠85°，為寬張節(jié)理，節(jié)理間距1～4m，延伸長2～5m，無充填，節(jié)理面粗糙，有滲水；（2）節(jié)理產(chǎn)狀為10°∠85°，為構(gòu)造節(jié)理，節(jié)理間距約為1m，延伸長2～5m，無充填，節(jié)理面粗糙，有滲水；（3）節(jié)理走向為235°，為寬張節(jié)理，間距1～10條/m，延伸長2～5m，無充填，節(jié)理面粗糙，有滲水，與線路平行。

3施工現(xiàn)場變更原因分析

原設(shè)計為明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，開挖后基礎(chǔ)左側(cè)襟邊寬度約6m（見圖1（a）），滿足設(shè)計要求。2008年8月14—15日由于宜昌地區(qū)連降暴雨，使溪內(nèi)水量猛漲，加之溝底地形坡度大，水流速度快，水流夾雜上游溝底堆積的碎、塊石等，對溝內(nèi)坡面產(chǎn)生極大沖擊力。根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，水流流速v為15m/s，水深H為6m，水流流向與坡面的夾角a約80°，K為繞流系數(shù)取1，水的容重γ為9.8kN/m3，重力加速度g為10m/s2。水流的沖擊力公式：P=K×γ×h×v×1-cosa。（1）gsina根據(jù)式（1）可計算水流的沖擊力P為1125kN/m。受溪水水流強(qiáng)力沖撞后，承臺基礎(chǔ)下部巖體順著節(jié)理面及水流的方向，逐步使巖體剝離山體，致使承臺左側(cè)無襟邊寬度且與溝谷近似垂直（見圖1（b）），影響基坑巖體的整體穩(wěn)定性，難以滿足設(shè)計要求；且承臺右側(cè)岸坡，坡面存在松動塊石，受走向235°節(jié)理切割巖體影響（見圖1（c）），并傾向線路，存在安全隱患，需對現(xiàn)場情況作出安全評估與評價，保證安全。

4橋臺岸坡穩(wěn)定性分析

岸坡穩(wěn)定性分析主要包括定性分析和定量分析2個部分。定性分析方法主要在對宏觀區(qū)域地質(zhì)條件分析的基礎(chǔ)上，通過詳細(xì)工程地質(zhì)勘察，分析影響邊坡穩(wěn)定的主要因素、失穩(wěn)力學(xué)機(jī)制及可能的破壞形式等，對邊坡的穩(wěn)定狀況及其可能發(fā)展的趨勢作出定性的說明和解釋。定量計算方法主要有極限平衡法、數(shù)值分析法和模型試驗法等[1-4]。采用赤平投影發(fā)進(jìn)行定性成果分析（見圖2、表1）：（1）2組節(jié)理產(chǎn)狀與坡面切割線位于坡面內(nèi)，但層面傾角小于10°，巖體基本穩(wěn)定；（2）2組節(jié)理交割線位于坡面外但切割線節(jié)理產(chǎn)狀傾角陡傾，受溪水沖刷影響，巖體受節(jié)理切割影響發(fā)生傾倒崩落破壞，致使坡面巖體較不穩(wěn)定；（3）右側(cè)山體邊坡受走向23°節(jié)理切割，切割后山體巖層傾向線路，切割體對橋墩穩(wěn)定產(chǎn)生影響。由于該橋墩右側(cè)岸坡巖體為灰?guī)r弱風(fēng)化層，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，且右側(cè)坡面受走向235°節(jié)理切割，邊坡垂直高達(dá)17m，并傾向線路方向，危及線路安全。采用極限平衡法進(jìn)行定量計算，依據(jù)TB10025—2006《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中10.2.4-1～2規(guī)定：反算計算內(nèi)摩擦角為φ=55.7°，其穩(wěn)定安全坡率m=tanφ/2≈0.75。由于岸坡已開挖，右側(cè)岸坡坡面近似垂直，達(dá)不到安全穩(wěn)定坡率，需對坡面進(jìn)行處理。結(jié)合相關(guān)規(guī)范及實踐經(jīng)驗，選取該坡面巖體參數(shù)值γ=24kN/m3，C=0kPa，安全穩(wěn)定系數(shù)K取1.25，計算該楔體剩余下滑力為560kN/m。通過定性分析及定量計算分析得出：該岸坡巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，右側(cè)山體邊坡受走向235°組節(jié)理切割后產(chǎn)生破壞，易發(fā)生災(zāi)害；另外2組節(jié)理（見表1），根據(jù)赤平投影交割線位于坡面外切割面傾角較陡，受溪水水流沖刷影響，易發(fā)生坍塌、落石，危及橋墩安全；為提高岸坡巖體的整體穩(wěn)定性，需對岸坡及坡面進(jìn)行加固與防護(hù)。

5整治加固方案比選

治理的基本原則：（1）削坡減載，穩(wěn)定坡率；（2）施加錨固力，消除剩余下滑力，保證右側(cè)岸坡穩(wěn)定。5.1消坡方案由于右側(cè)岸坡達(dá)不到穩(wěn)定安全坡率，需對其坡面進(jìn)行減載，坡腳設(shè)擋墻，墻頂以上邊坡采用坡率1∶0.5～1∶1.0放坡防護(hù)。雖然此方案對提高圍巖整體性和穩(wěn)定性效果更好，但由于基坑開挖已形成高陡邊坡，坡面近垂直，且臨近分香溪溪邊。減載后，土石方量較大，由于受地形地貌條件控制，施工運(yùn)輸難度大，影響施工工期，受施工條件限制，所以未采用該方案。5.2加固方案根據(jù)岸坡穩(wěn)定性檢算結(jié)果，楔體剩余下滑力為560kN/m，為提高圍巖的整體及穩(wěn)定性，初步擬定2種加固方案。5.2.1預(yù)應(yīng)力錨索加固設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索共21孔，錨固力440kN，每孔4根φ12.7mm，間距3m，正方形布置，錨固端長10m，錨索長度17m，傾角15°，孔徑130mm。5.2.2錨桿加固設(shè)錨桿共49孔，每孔設(shè)1根φ32mm螺紋鋼筋，間距2m，正方形布置，錨桿長度12m，傾角15°，孔徑73mm。對比2種方案得出：采用錨索加固，施工進(jìn)度慢、施工工藝復(fù)雜、造價較高，施工工期長；采用錨桿加固，施工進(jìn)度快，施工工藝較簡單，造價低，施工工期短。最終確定的錨桿坡面加固方案見圖3，加固運(yùn)營現(xiàn)狀見圖4。5.3方案確定由于鋪軌工期緊迫，該橋梁基坑工程被水流沖刷后，線路右側(cè)形成不穩(wěn)定的高陡岸坡，危及橋墩安全，如不及時處理或處理不到位，勢必影響鋪軌進(jìn)度。結(jié)合現(xiàn)場實際情況綜合分析考慮，最終采用錨桿加固+掛網(wǎng)噴射混防護(hù)方案措施進(jìn)行加固（見圖4）。

6結(jié)束語

該鐵路2010年底通車運(yùn)營至今6年多的時間，加固后該橋臺右側(cè)邊坡未出現(xiàn)明顯的裂縫以及次生災(zāi)害，邊坡穩(wěn)定。實踐證明：錨桿+掛網(wǎng)噴射混凝土措施可增強(qiáng)巖體圍巖整體性，加強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。驗證通過現(xiàn)場地質(zhì)勘察測繪及室內(nèi)綜合穩(wěn)定性分析得出的設(shè)計方案合理有效。橋墩承臺以下坡面基巖裸露部分，因工期原因未及時進(jìn)行處理，設(shè)計回訪后，已對該部分進(jìn)行加固處理，現(xiàn)狀良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司.分香溪右線中橋IIDK48+821.18～I(xiàn)IDK48+877.17段工程地質(zhì)勘察報告[R].武漢，2008.

[2]TB10012—2007鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].

[3]TB10025—2006鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[4]中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司.宜萬鐵路宜昌至萬州段新建工程施工圖——分香溪右線中橋1＃墩邊坡防護(hù)變更設(shè)計圖[R].武漢，2008.

作者：張燁 單位：海峽（福建）交通工程設(shè)計有限公司