高速公路高边坡工后评估报告.doc

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1、浙江杭（州）金（华）衢（州）高速公路高边坡工 后 评 估 报 告中铁西北科学研究院有限公司二一一年十月浙江杭（州）金（华）衢（州）高速公路高边坡工后评估报告项目负责： 晏露超参加人员： 林灿阳 熊 波 吴志刚 熊 晋杨俊伟 陈世铭 郭 松 马新凯技术审核： 高和斌分院院长： 王建松总工程师： 廖小平（副总工）院 长： 朱本珍技术顾问： 王恭先 朱本珍 宋学安 中铁西北科学研究院有限公司二一一年十月目 录第一部分 综 述1一、 项目概况1二、评估目的和意义1三、评估依据和原则1四、评估思路和工作程序2五、评估工作组织和开展2第二部分 高边坡工后评估内容和方法3一、边坡工程分类3二、边坡工程稳定性

2、影响因素3三、边坡稳定性评价与灾害风险评估5四、 常见边坡病害类型及整治工程对策7第三部分 浙江杭金衢高速公路高边坡工后评估9一、杭金衢高速公路高边坡工程概况9二、工程地质与水文地质条件10三、主要边坡病害问题与工程特点12四、边坡稳定状态评价14五、边坡灾害风险评估15第四部分 高边坡防控对策与整治措施建议17一、高边坡风险防控对策17二、高边坡病害工程治理原则17三、高边坡治理工程方案建议17四、几点必要的说明17附 件 一21附 件 二23第一部分 综 述一、 项目概况杭金衢高速公路是国家规划中的国道主干线五纵七横之一横上海至瑞丽高速公路的组成部分，也是浙江省跨世纪发展战略的重要组成部分

3、，全长290.5公里。北起杭州萧山红垦，与沪杭甬高速公路、杭宁高速公路、杭州机场路等相连，在金华境内又与金丽温高速公路、甬金高速公路相连，止于浙赣交界的常山县窑上村,与江西省犁园到温家圳高速公路相连。沿线经过萧山区、绍兴县、诸暨市、浦江县、义乌市、金华市金东区、金华市婺城区、兰溪市、龙游县、衢江区、衢州市柯城区及常山县等12个县（市、区），是浙江穿越县市最多的高速公路。该高速公路分二期工程建设，一期工程于2002年12月28日运营通车，二期工程于2003年9月22日投入运营。图1-1 杭金衢高速公路地理位置图随着杭金衢高速公路运营时间的推移和环境条件的变化，边坡岩土体逐渐松弛，在地表水和地下水

4、的不断作用下，地质条件有恶化的趋势，特别是遇到灾害性气象如台风暴雨的作用和影响，高边坡产生一些病害在所难免，轻者会影响公路正常运营、交通通畅和安全行车，重者可能会引发塌方断道、车毁人亡等重大事故，造成不良的政治、社会影响和较大的经济损失。因此，当前的高边坡防护加固工程能否维持其长期稳定与安全，是一个必需引起高度重视的问题。鉴于杭金衢高速公路高边坡稳定的重要性和交通安全要求，浙江交通投资集团有限公司杭金衢分公司有关领导和技术部门对该路段运营期高边坡工程问题非常重视。为了有效预防边坡病害，建设一条安全畅通的山区高速公路，2011年8月浙江交通投资集团有限公司杭金衢分公司特委托中铁西北科学研究院有限

5、公司对杭金衢高速公路高边坡的稳定性进行工后评估，现场调查各边坡的状态，分析已有病害原因，评价其稳定性，提出完善高边坡防护加固工程的处治措施和保证边坡稳定和安全运营监测的建议。中铁西北科学研究院有限公司基于浙江交通投资集团有限公司杭金衢分公司提供的有关路段或工点的工程地质勘察报告、施工图设计文件或变更设计文件，采用全线普查与重点复查相结合、定性分析与定量计算相结合、专人排查与专家会审相结合等方法，通过对杭金衢高速公路高边坡工点进行逐段逐点的现场踏勘与调查，认真排查边坡工程病害，补充收集工程地质与水文地质资料，掌握边坡工程工作现状，综合分析和评价高边坡工程的稳定现状和发展趋势，并提出具体的工程建议

6、，为下一步高边坡的病害整治及补强加固提供依据。二、评估目的和意义浙江杭金衢高速公路具有里程长、跨度大、车流量多等特点，经常出现车辆拥堵现象。公路两旁虽有预留拓宽带，但由于在正式通车前对边坡整治设计观念的差异，部分高边坡防护加固没有达到高速公路设计标准，采用的加固措施是以预防边坡表层冲刷或掉块落石为主，防护手段较为单一，加固措施薄弱，因此其高边坡稳定与安全问题较为突出。为确保高边坡的长期稳定，对杭金衢高速公路高边坡进行工后评估，及时准确地把握边坡的稳定性现状和发展趋势，必要时实施补强加固工程或工程检测与监控量测，对杭金衢高速公路的交通运营畅通和安全具有重要的指导意义和实用价值。三、评估依据和原则

7、1、评估依据（1）、公路工程地质勘察规范（JTJ06498）（2）、公路路基设计规范（JTG D30-2004）（3）、公路排水设计规范（JTJ018-1997）（4）、公路养护技术规范（JTJ073-1996）（5）、公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）（6）、建筑边坡工程技术规范（GB503302002）（8）、锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001）（9）、混凝土结构设计规范（GB500102002）（10）、建筑抗震设计规范（GB500112001）（11）、岩土工程勘察规范（GB500212001）（12）、岩土工程监测规范（YS5229-1996）

8、（13）、合同书杭金衢高速公路高边坡、高路堤安全风险评价及工后稳定性评估（14）、浙江交通投资集团有限公司杭金衢分公司提供的“有关路段或工点的工程地质勘察报告、施工图设计文件或变更设计文件”。（15）、杭金衢高速公路高边坡现场踏勘与调查补充完善的相关资料。2、评估原则（1）、基于保障高速公路行车安全的目的和要求，进行高边坡工后评估。（2）、以地质条件为基础，结合坡形坡率和防护加固状况，采用系统的评估方法。（3）、评价边坡的稳定性时，分析考虑边坡的发展趋势，即长期稳定性。（4）、针对运营高速公路的特点和潜在不稳定边坡变形的主要原因，提出补强加固措施及监测建议。四、评估思路和工作程序基于边坡工程稳

9、定性分析与评价的基本原则和传统方法，结合山区高速公路高边坡的工程特点，本次工后评估工作采用边坡稳定性量化评价法和数值分析计算法相结合的综合方法对高边坡的稳定状态进行评价，并根据边坡工程时空分布特征及其地质灾害特征，结合现场情况进行分析，对边坡灾害可能导致的人员伤亡、财产损失程度与危害范围等方面的综合风险进行边坡灾害风险评估，从而为边坡工程日常养护、边坡灾害防治措施的确定、边坡灾害事故应急方案等提出建设性意见。边坡稳定性量化评价法是将边坡稳定性评价分为三个部分的内容，即结构工程、坡面变形和坡体变形评价，然后基于层次分析法和专家咨询法建立边坡稳定性评估模型，进而量化得出边坡的稳定指数。数值分析计算

10、法是结合边坡坡形坡率及防护加固工程设计，必要时补充收集资料或补勘与试验工作，采用数值分析的方法，计算边坡的稳定程度或稳定系数，以定量计算结果辅助定性综合分析和评价。结合我公司在福建、广东、云南、贵州、四川和浙江等地区相关边坡工程调查与评估咨询工作经验，本次工后评估工作采用收集衢黄段高速公路资料与现场调查相结合，定性分析与数值计算相结合，边坡普查与重点复查相结合的系统工作程序，遵循由简到繁、由浅入深、全面排查、突出重点的工作原则，综合分析和评价高边坡当前稳定状态及其灾害风险，并提出相应的风险管理防控对策。五、评估工作组织和开展我公司在接受本次高速公路高边坡工后评估工作的委托任务之后，立即成立了“

11、杭金衢高速公路高边坡工后评估项目组”，组织有关专家和技术人员尽快开展工作。其中，正高级技术人员3人，副高级技术人员3人，中初级技术人员8人。针对杭金衢高速公路的运营现状，结合本项目工作计划，认真组织开展工作如下：1、2011年8月15日到8月31日，赴委托单位及有关部门收集资料，并认真阅读沿线边坡设计图纸文件和相应工程地质勘查资料，并在管理处有关人员的大力协助下，对杭金衢高速公路的路堑高边坡、存在病害隐患的路堑边坡以及存在潜在病害、相对危害程度和重要性较高的路堤边坡进行现场踏勘与调查工作，收集现场资料并拍摄照片，现场调查工作完成边坡80处。2、2011年9月1日到9月10日，整理杭金衢高速公路

12、现场调查所取得的文字及照片资料，结合已收集到的边坡工程地质勘查和设计资料，筛选出存在严重病害和较大风险的重点高边坡。3、2011年9月11日到9月30日，重点高边坡现场复查，核查所收集资料的准确性和可靠性，必要时进行现场增补完善，绘制边坡立面图。进一步查明工程地质条件、病害规模、安全隐患等。4、2011年10月1日到10月31日，总结归纳有关成果资料，编写杭金衢高速公路高边坡工后评估报告。第二部分 高边坡工后评估内容和方法根据杭金衢高速公路高边坡的工程特点，本次工后评估工作是采用边坡稳定性量化评价法、数值分析计算法和边坡灾害风险评估相结合的综合评估方法。主要工后评估工作内容包括：边坡工程分类、

13、边坡稳定性影响因素调查分析、边坡稳定性分析与评价、边坡灾害风险评估以及高边坡工程整治对策建议等。其基本原则和主要技术方法分述如下：一、边坡工程分类边坡工程的分类方法很多，从边坡工程工后评估的实用角度出发，边坡的分类应能体现各类型边坡的主要性质，便于在工程实践中通过分类快速把握边坡的基本特点，采用合理的分析方法进行边坡稳定性评估和防护加固工程处治。根据这一原则，在本次高边坡工程工后评估工作中采用如图2-1所示的分类方式。图2-1 路堑边坡工程实用分类图该分类系统主要将路堑边坡分为土质边坡、岩质边坡和二元结构边坡三个大类，而本次评估工作中的少数路堤边坡属于土质边坡中的均质土边坡亚类。土质边坡即边坡

14、主体由土类物质组成，如坡残积土层、全强风化土层、以及其它堆填土类物质，包含边坡土体基本均匀的均质土边坡或似均质土边坡和边坡土体结构面效应较为突出的类土质边坡等两个亚类。 岩质边坡即边坡主体为岩体组成，体现强烈的岩体结构特征，由于其稳定性与边坡物质组成、风化破碎程度、岩体结构特征等具有密切关系，体现为不同的失稳模式和变形机制，综合道路工程中岩质边坡的主要特点，可以将岩质路堑边坡分为节理岩石边坡、破碎岩石边坡和层状岩石边坡等三个亚类。节理岩石边坡是指风化破碎和节理发育不规则的岩体组成的路堑边坡。节理岩石边坡的边坡岩体通常呈块状结构、镶嵌结构或厚层状，岩体较完整，一般稳定性条件好，易形成高陡边坡，其

15、失稳形态多沿结构面产生崩塌、局部楔形体破坏或沿复合结构面的整体滑动，稳定性受结构面抗剪强度与岩石抗剪断强度控制，常体现为岩体综合抗剪强度。另外，差异风化界面是节理岩石边坡产生变形破坏的另一个重要依附面，尤其当风化界面过渡较为剧烈时，其物理力学性质差异较大，且产状一般呈顺倾向，易聚水软化发育成控制性滑移底界。破碎岩石边坡是指坡体岩石由构造挤压、风化破碎成碎块状的岩体或破碎岩块组成的路堑边坡。破碎岩石边坡的稳定性取决于岩块间的镶嵌情况和咬合力，一般发育为圆弧破坏模式或者圆弧与折线的组合模式。破碎岩石边坡的物质来源主要有构造破碎体和变形堆积体。构造破碎体一般发育于大断层破碎带或几条断层交汇处，岩体经

16、历了褶曲等构造挤压、风化和地下水等内外营力作用严重破碎，节理裂隙密集，岩块尺寸非常小，咬合程度很差，岩体结构面发育，多、短、小且分布不规则，密度大，平整度很差，充填物复杂，按其破碎程度也可细分为碎裂状和散体状两种，其岩体结构一般呈碎裂结构和散体结构。这种破碎岩石边坡在路堑边坡中虽然数量不是很多，但是一旦发生破坏威胁很大，往往成为极难处理的焦点工程；变形堆积体主要有崩塌或滑坡等形成的碎块石堆积物，经历翻滚、滑动、挤压等作用形成，或者是矿渣、洞渣等堆积体组成，其碎块间几乎没有粘聚力，产生破坏一般是整体性失稳。层状岩石边坡是指由层状或似层状结构的岩体组成的路堑边坡。层状岩石边坡因为特殊的层状岩体结构

17、和结构面、软弱夹层的存在而表现为强烈的各向异性特征。依据岩层产状与开挖面组合关系，可分为顺层边坡，逆层边坡，斜交边坡；常发生顺层滑坡，滑动崩塌，切层滑坡，倾倒及V形槽崩滑破坏。因此，对其边坡稳定性进行评估具有重要的工程意义。二元结构边坡即边坡主体同时包括土类物质和结构性岩体，并大体相当，常以上覆土层下伏岩石呈现，突出体现土岩二元接触特点。二、边坡工程稳定性影响因素高速公路的高边坡的变形破坏性质复杂，影响因素众多，同时因为在开挖等人为改造过程中外在因素的扰动作用而表现出不同于的特点。1）地形地貌条件地形地貌特征是地质体在内外营力长期共同作用下形成的地表景观，是地质环境中最明显最直接的外在表现。场

18、区总体地貌与地质灾害的发育程度具有统计上的关联，一般山地地貌场区均是路堑高边坡稳定性问题较为突出的地段，对崩塌、错落、滑坡及其堆积体形成的重力地貌应特别注意查明。在江河峡谷地段，由于断层影响，或由于岩性差异，可能形成周围高中间低的簸箕状缓坡地带，往往发育一定厚度的崩坡积物，易产生堆积层滑坡。在河曲凹岸冲刷部位和山区河谷的缓坡段均是容易产生滑坡的地区。路堑开挖面的陡缓坡形对高边坡的稳定性同样具有影响，坡顶地形是陡坡、缓坡、平坡还是反坡不仅是评估路堑开挖坡面稳定性的重要参考，同时也一定程度上决定了路堑边坡体积规模和防护加固工程量的大小。因此，在高边坡的踏勘调查中，应重视场区地貌特征的调查，尤其应尽

19、可能查明与路堑高边坡稳定性关联紧密的古老病害特征、江河库岸条件、地面建筑限界、斜坡自然坡率、开挖地形等，并结合已有工程的经验类比，对边坡工程的稳定现状作出定性评价。2）地质构造条件在漫长的地质历史中，边坡岩体往往经历了不止一次的构造作用，形成了规模不等、性质各异的褶皱和断裂，对边坡的稳定性具有显著影响。大中型断层是强烈构造作用的产物，往往伴生规模不等的断层破碎带，破碎带内岩层产状紊乱，节理发育，岩体破碎，形成的破碎岩石边坡破坏一般均具有比较大的体积规模，同时，由于岩体破碎造成治理工程施工相对困难，往往成为线路建设的控制性工程。中小型断层在出露于开挖面附近时，常形成岩质路堑边坡破坏的控制性界面，

20、断层内的泥化夹层等严重弱化岩体强度参数，是边坡稳定性分析中特别需要重视的问题。在褶曲轴部岩层变形极其剧烈，岩体破碎，容易产生边坡变形；大中型褶曲的一翼往往表现为单斜岩层，易产生顺层滑动。在地质构造发育地带，还有可能形成较高的地应力，地应力的主轴方向一般近平行，特别是对超高路堑边坡（百米以上），地应力对其稳定性的不利作用和影响不可忽视。因此，在高边坡工程地质调查分析工作中，应通过露头调查、坑槽探、地质钻探，工程物探等多种手段尽可能查明场区地质构造特征和展布规律；尤其应重视对路堑开挖揭示的地质条件进行工程地质复核。3）地层岩性条件地层岩性是影响边坡稳定程度的基本因素之一。总体来讲，火成岩一般岩性坚

21、硬，节理裂隙不甚发育，一般地质灾害发育程度较低，常表现为崩塌落石等破坏形式；沉积岩和变质岩岩性相对软弱，并常发育层面、片理面等优势性弱面，易形成边坡变形的依附面，发育成滑坡、倾倒等地质病害。岩体风化程度同样是影响边坡稳定性的基本因素之一。同样的岩性条件，由于风化破碎程度的差异，其物理力学特性也存在较大差异。岩体在自然地质环境中，因为物理、化学和生物作用等风化营力的驱动，产生原生裂隙的扩展或产生新的裂隙，并发生体积变化和化学成分的改变，将改变岩体的物理力学特性，弱化岩体的承载能力，易产生坡体变形破坏。因此，在高边坡的工程地质调查中应通过开挖露头的调查分析、工程勘探与岩体试验等手段确定边坡岩体的岩

22、性条件，并进行边坡岩体的风化分级，以利于对边坡稳定性进行评估。4）不利结构面发育状态路堑高边坡的变形破坏大都与边坡岩体的结构特征和空间组合关系密切相关，对岩体结构面具有很强的依附特性。岩体中的不连续面包括节理、断层、层理面、片理面、地层分界面、风化破碎差异界面等。虽然岩块的强度一般较高，但是由于不连续面的存在将严重弱化岩体的力学性能，特别当在路堑开挖的影响范围内，这些不连续面存在不利倾向或组合时，岩体的承载能力将主要体现为不利结构面的强度。研究表明一个或多个结构面组合边界的剪切滑移、张拉破坏和错动变形是引起路堑边坡失稳的主要原因之一。5）坡体结构特征坡体结构是坡体内岩体或土体的分布和排列顺序、

23、位置、产状及其与临空面的关系。众所周知，岩质边坡的破坏与土质边坡具有很大的不同，其破坏形态在很大程度上受控于坡体结构特征。从坡体结构入手，有利于建立边坡岩体结构与边坡变形破坏特征及其形成机制的对应关系。查明坡体结构是边坡稳定性分析和防护加固工程处治的重要环节。在高边坡踏勘调查与稳定性分析中，应强化坡体结构的认识，综合考虑各方面因素的影响，进行边坡坡体结构的分析与评价。6）地下水赋存与运移规律地下水活动状态对路堑高边坡稳定性的影响是非常活跃的。大气降雨引起的坡表径流与入渗以及地下水位升降常成为公路沿线地质灾害集中发生的诱导因素。地下水对边坡稳定性的影响主要体现在对潜在失稳面产生的静水压力、浮托力

24、（或孔隙水压力）和渗透力，总体上增加了边坡失稳的下滑驱动力；另外地下水位的急剧升高将严重损伤近滑面区岩土的强度特性，同时地下水的浸润对坡体岩土和结构面夹层有很强的软化效应，总体上减小了边坡的抗滑能力。在高边坡的踏勘调查中应注意开挖面露头的干湿状态，可以通过地质钻探、工程物探和地下水位监测等确定坡体地下水活动状态和规律，也可以通过地下水的渗流模拟来加深对边坡水力学特征的了解。7）边坡工程效应路堑开挖的扰动作用是边坡产生破坏的触发因素，同时也是路堑高边坡失稳的主要原因之一。在路堑高边坡人为改造过程中的扰动作用一般有开挖卸荷影响、施工工艺影响、施工工序影响、施工或运营期自然营力影响，可统称为边坡工程

25、效应。开挖卸荷效应主要体现为近开挖面岩土体因为应力卸荷而产生松弛区，或称为卸荷带。开挖松弛区内边坡岩土体因为应力状态产生急剧变化而产生节理裂隙的扩展和体变扩容，造成岩土体力学性质的弱化，从而诱发松弛区岩土体的变形破坏，这种破坏可以是局部的，也可以是整体性的。施工工艺对路堑高边坡稳定性的影响是多方面的，典型的如边坡开挖过程中的爆破。爆破形成龟裂带，或称为爆破直接损伤区，区内岩体强度可能降低3050之多，而实际施工中的确有不少边坡是由于不合理的爆破作业而炸塌的。施工工序对路堑高边坡稳定性的影响主要体现为施工过程中的开挖过度超前而支护严重滞后。虽然设计强调采用逐级开挖逐级支护的施工工序，但实际施工时

26、，超前开挖提前揭露顺倾向不利结构面引起边坡失稳或开挖面长期暴露而未能实施有效加固而引起边坡整体失稳的现象在有较多的案例。另外，由于不合理堆载，地表水引排不当等原因引发边坡开挖施工的次生病害也是屡见不鲜的。施工或运营期自然营力影响主要是指因为边坡施工周期过长，期间受持续暴雨冲击、坡面水土流失等因素影响引发边坡施工期次生病害，以及在边坡长期运营养护过程中路堑边坡历时环境背景变化的不利作用和影响。三、边坡稳定性评价与灾害风险评估1、边坡稳定性评价边坡稳定性分析与评价的传统方法有：工程地质类比法、地质数据图解分析法、数值分析计算法和工程检测监测法。本次高边坡工后评估工作主要采用层次分析与专家咨询综合评

27、价法，并对重点高边坡结合数值分析计算法进行稳定系数验算。（1）层次分析与专家咨询综合评价法该方法法将边坡稳定性评价分为三个部分的内容，即结构工程、坡面变形和坡体变形评价，然后基于层次分析法和专家咨询法建立边坡稳定性评估模型，如图2-2所示： 图2-2 边坡层次分析结构模型结构工程所包括的四个方面：排水工程、防护工程、支挡工程和锚固工程，当它们不存在时，对边坡的稳定是不利的；而坡面变形评价及坡体变形评价的六个方面，当它们不存在时，对边坡的稳定则是有利的，因此，这三部分的评价是分别评价，然后再综合评价。其中结构工程的评价，采用层次分析法，而坡面变形及坡体变形的评价，则按其组成要素的重要程度结合专家

28、意见定权评价。该方法最终得出稳定指数作为边坡稳定性评价的量化指标，稳定指数满分为100分。（2）数值分析计算法数值分析计算法即是通过建立边坡计算模式，确定岩土计算指标，选择特定计算方法，得出边坡稳定程度或安全程度的定量指标和结论，即稳定系数或安全系数。在公路路基设计规范中，边坡或滑坡稳定性检算是采用我国岩土工程界经常使用的传递系数法或推力传递法，国外多采用Morgenstern & Price及其它能同时满足力和力矩平衡的方法；但传递系数法具有简单易行的特点，而且，当采用以反算指标作为其计算基础时，上述各种极限平衡方法的结果相差不大，传递系数法基本能够满足边坡工程实践的需要。然而，近年来，随着

29、岩土工程试验与测试技术的进步和发展，应用于边坡稳定性分析计算的各种参数指标更为全面、准确和科学，以及边坡工程实践的客观需求，如边坡加固工程的分析计算，在边坡工程稳定性分析和加固工程检算实践中越来越多地运用Morgenstern & Price法。在本次工后评估报告中，对较为重要的高边坡，采用Slope/W软件，运用Morgenstern & Price方法进行边坡稳定性分析计算。（3）边坡稳定程度分级及评价标准综合运用上述边坡稳定性分析计算手段和评估方法，一般地，可以将边坡稳定程度划分为稳定、基本稳定、稳定性差和不稳定四个等级，如表2-1所示。根据公路路基设计规范（JTG D302004）表3

30、.7.4，对于高速公路等高等级道路工程，路堑边坡稳定系数在正常工况条件下为1.21.3。本报告简称“稳定安全系数”为“稳定系数”，并用“Fs”表示，其定量划分标准为：边坡稳定系数大于1.2为稳定的边坡；边坡稳定系数介于1.2和1.1之间为基本稳定的边坡；边坡稳定系数介于1.1和1.0之间的为稳定性差的边坡；边坡稳定系数小于1.0为不稳定边坡。其定性描述如下：当前边坡无变形迹象，无重要不利稳定因素的作用和影响，防护加固工程设计充分、质量良好、作用可靠，这类边坡划分为稳定的边坡；当前边坡基本无变形，无重要不利稳定因素，防护加固工程设计基本可行、质量可靠，这类边坡划分为基本稳定的边坡；当前边坡存在局

31、部坡面或防护结构变形但无严重变形和破坏，明确存在不利稳定因素的作用和影响，或者边坡高陡、结构复杂、工程安全特别重要，或者防护加固工程设计不足、质量一般、针对性不强。结合有关工程实践和设计经验，经过工程地质类比，如不增补一定的防护加固工程，将有可能存在边坡严重变形或破坏的危害和威胁，这类边坡划分为稳定性差的边坡。当前边坡已发现较为严重的变形和破坏，存在易滑地层或岩组、或不利稳定的坡体结构条件、或岩体不利结构面发育、或坡体地下水丰富等重要不利稳定因素的作用和影响，或者防护加固工程明显不足、质量粗劣、效果较差或已失效，结合有关工程经验，如不采取及时有效的防护加固工程措施，边坡将严重变形或破坏，危害和

32、威胁交通安全，这类边坡划分为不稳定的边坡。表2-1 边坡稳定性等级及划分标准稳定性等级划分标准定性描述定量指标稳定无变形，无不利稳定因素，防护加固工程设计充分、质量良好、稳固可靠。Fs1.2稳定指数90基本稳定基本无变形，无重要不利稳定因素，防护加固工程设计基本可行、质量可靠。1.1Fs1.280稳定指数90稳定性差存在局部坡面或防护结构变形但无严重变形和破坏，明确存在不利稳定因素的作用和影响，或者边坡高陡、结构复杂、工程安全特别重要，或者防护加固工程设计不足、质量一般、针对性不强。结合有关工程实践和设计经验，经过工程地质类比，如不增补一定的防护加固工程，将有可能存在边坡严重变形或破坏的危害和

33、威胁。1.0Fs1.160稳定指数80不稳定发现较为严重的变形和破坏，存在易滑地层或岩组、或不利稳定的坡体结构条件、或岩体不利结构面发育、或坡体地下水丰富等重要不利稳定因素的作用和影响，或者防护加固工程明显不足、质量粗劣、效果较差或已失效。Fs1.0稳定指数602、边坡灾害风险评估边坡灾害风险评估，是根据边坡工程时空分布特征及其地质灾害特征，结合现场情况进行分析，对边坡灾害可能导致的人员伤亡、财产损失程度与危害范围等方面的综合风险计算，从而为边坡工程日常养护、边坡灾害防治措施的确定、边坡灾害事故应急方案等提出建设性意见的一种评价方法。综合考虑易发指数、危险指数和易损指数，以风险指数作为边坡灾害

34、风险评估的量化指标。高边坡灾害风险评估是建立在全面的和系统的高边坡安全检查成果的基础上。高边坡安全检查包括高边坡基本信息调查和高边坡动态信息调查。高边坡基本信息是其边坡灾害易发性评价工作的基础，高边坡动态信息是其边坡灾害危险性评价工作的依据。并且，在其相关高速公路路段交通状况与设计要求的条件下，分析评价高速公路对特定边坡灾害的承灾能力，即边坡灾害易损性评价。最后，综合边坡灾害易发性评价、边坡灾害危险性评价和边坡灾害易损性评价结果，提出高速公路高边坡灾害风险指数。同时，根据其边坡灾害风险指数确定风险等级，进而依据边坡灾害风险管理准则提出相应的防控对策。高边坡灾害风险评估体系如下图2-4所示。 图

35、2-3 高边坡灾害风险评估体系示意图为了统一高边坡灾害风险评估标准，综合高边坡地质灾害易发度、危险度和易损度提出一种简易高速公路高边坡风险的计算方法，具体以风险指数表示，如下式所示：风险指数危险度易发度易损度易发度易发指数24危险度危险指数(100稳定指数)100易损度易损指数6易发指数：通过归纳高边坡失稳诱发地质灾害的主要影响因素，提出高边坡地质灾害的易发性分析方法，建立易发指数计算模式。危险指数：是基于高边坡防护加固工程结构的缺损状态和边坡地质病害的发育状态，提出高边坡稳定性分析和高边坡危险性分析与评价方法，建立危险指数计算模式。易损指数：结合高速公路的交通流量和设计时速等高边坡灾害风险控

36、制指标，提出高边坡灾害易损性分析方法，建立易损指数计算模式。在高边坡风险评估结论的基础上，根据其风险指数可以划分为五个不同的风险等级，并对应于可忽略、可容许、可接受、不可接受和拒绝接受五个接受准则。为了与浙江省交通投资集团高速公路高边坡安全风险检查评价指引（试行）中的分类标准相统一，将可忽略和可容许级别的边坡归为类，可接受级别的边坡归为类，不可接受和拒绝接受级别的边坡归为类，详见表2-2。表2-2 高边坡灾害风险管理决策浙江交投集团高边坡安全风险类别风险级别风险指数接受准则类一级0.05可忽略二级0.050.1可容许类三级0.10.15可接受类四级0.150.25不可接受五级0.25拒绝接受四

37、、 常见边坡病害类型及整治工程对策一般地，基于山区高速公路的调查研究和相关既有研究成果，结合路堑边坡工程病害的性质和规模，可总结归纳路堑高边坡常见病害包括坡面变形病害、坡体变形病害和防护加固工程结构变形病害等三个方面。如图2-5所示。图2-4 路堑边坡工程病害分类图坡面变形病害一般包括：风化剥落、流石流泥（坡面冲刷）、掉块落石、溜坍等；坡体变形病害一般包括：崩塌、滑坡、坍塌、坍滑、倾倒、溃屈、错落等；防护加固工程结构变形破坏一般包括：坡面或地下排水工程设施损毀、坡面普通防护工程结构变形或破坏（如骨架、护墙、植草等）、桩墙等支挡工程变形或破坏、锚固工程变形和破坏（如锚喷、锚索或锚杆、钢筋混凝土梁

38、或墩等）。风化剥落是指坡面裸露的岩体在岩石物理风化和水理作用下逐渐演变成碎屑物质剥离底层岩面而形成坠落的病害现象。风化剥落是较为常见的岩质路堑边坡病害类型，硬质岩剥落较缓慢，而软质岩则相对较严重。风化剥落对道路安全影响不大，但是由于长期风化剥落，将使边坡岩体形成巨大的凹崖腔，使上部硬质岩体形成危岩。流石流泥（坡面冲刷）是指坡面岩土在坡面泾流或暴流的冲刷下产生泥石流失的现象（规模较大时可产生坡面泥石流）。这种病害在施工期十分常见，在运营期也时有发生，对于普通防护的低等级山区公路则更为普遍。南方花岗岩地区常发育砂土状强风化层，颗粒较粗，粘粒含量很少，易崩解，抗冲刷能力很差，因此在雨季期间流石流泥现

39、象十分严重，大量坡面冲刷物流向碎落台或路面，堵塞排水沟，常在坡面形成密集的冲刷沟槽，并导致喷播草仔流失而影响坡面绿化效果。掉块落石一般指坡体上由于节理、风化等形成的小型土块或岩石等分离体在重力、冰劈、根劈、或其它外力的作用下从坡顶或坡面掉落的病害现象。落石的物质来源：一种是坡顶或坡面由于风化破碎、植物根劈形成的碎石或崩塌残留物；一种是由于结构面切割形成的小型楔体；土块的来源通常为坡顶覆盖层的解体物质。掉块落石的体积较小，其破坏力也不髙，但高边坡的掉块落石，其能量也不可低估，构成较大的安全威胁。溜坍是指坡面土体在强度软化和动静水压等作用下产生浅表层沿某些沟槽溜滑并坍移堆积于坡脚的病害现象，多发生

40、在降雨期，一般具塑流性质。根据非饱和土力学理论分析，坡面岩土体的强度是由粘聚力、摩擦角和基质吸力三者共同组成的。一旦降雨使坡面岩土饱和时，基质吸力急剧消失，岩土强度降低，并产生动静水压作用，容易形成溜坍病害。崩塌是坡体上部分岩土体在重力作用下突然脱离山体向下坠落、翻滚、甚或碰撞，并堆积于坡脚的坡体病害现象。崩塌一般具有突发性，破坏力强，常造成较大的危害。崩塌可以分为滑移型崩塌、倾倒型崩塌和错断式崩塌三种类型。滑坡是指斜坡上的部分岩土体由于各种原因在重力作用下沿一定的软弱面(或软弱带)整体地向下滑动并以水平运动为主的坡体地质病害现象。 滑坡是边坡工程常见的和重要的病害现象之一。滑坡一般性质复杂、

41、规模相对较大、灾害后果严重、治理工程投资和难度也相对较大。坍塌一般是指土质边坡或破碎岩石边坡，在降雨或地下水等触发因素的作用下，由于坡率过陡，坡脚软化失去支撑，致使其上覆相应部分岩土崩解、坍落，并堆于坡脚的坡体病害现象。具有富水性和突发性。在路堑边坡工程中常见。坍滑是指坡面岩土在饱水的状态下产生浅表层部分岩土整体坍移滑动的坡体病害现象。大多因暴雨触发，呈流塑状。倾倒变形是坡体上部岩体向外回弹松弛，并向临空方向作悬臂弯曲，逐渐向坡内发展，同时岩层之间发生错动并伴有拉裂，最后形成坡体突发失稳现象。常见于反倾或陡倾层状结构边坡岩体中。这种破坏模式在沉积岩地区的反倾地层中较为多见，似层状构造的火成岩也

42、有发现。溃屈破坏主要发育在等坡顺倾层状岩石边坡中，当岩层倾角与坡角大致相近时，坡脚岩层因剪切变形而呈鼓起状，同时产生层面拉裂、脱层等现象。错落是指被陡倾的构造结构面与后山完整岩体分开的风化破碎岩体，因坡脚受冲刷或人工开挖而被压缩，引起的坡体以垂直下错为主的变形现象。在一定的结构面组合下，如变形体的后缘是沿一组陡而深的结构面发育时，往往变形体比不动体破碎。由于变形体在压力增大的条件下，先自行下错压密，同时挤压中前部，直到形成向临空面倾斜的底部破碎带。为了防止或避免路堑边坡发生上述工程病害，必须对有关路堑高边坡进行防护加固工程设计。对于路堑边坡防护加固工程设计的一般性原则，主要是基于抑制路堑边坡各

43、种变形和破坏的可能性设计防护加固工程措施，包括坡面变形防护、浅表层变形防护、块体变形防护、深部变形防护、坡脚应力集中防护和地表地下水的引排处理等措施。其常见病害类型的防护加固工程对策可总结如表2-3所示。表2-3 路堑边坡常见病害类型的防护加固工程对策常见病害类型防护加固工程对策风化剥落、流石流泥、溜坍植被护坡、圬工防护、喷浆防护、截排水掉块落石锚喷防护、岩面植草、主被动网、明洞棚洞崩塌、倾倒刷坡放缓、锚固注浆、岩面植草、截排水滑坡减重刷方、抗滑支挡、锚固注浆、截排水、避让坍塌、坍滑刷坡放缓、坡脚支挡、锚固注浆、截排水溃屈坡脚支挡、锚固注浆、截排水错落减重刷方、坡脚支挡、锚固注浆、截排水防护加

44、固工程是依据路堑边坡稳定程度与等级标准设计，并经优化比选确定，总体防护加固工程设计原则如下：对于稳定的边坡，即边坡稳定系数大于1.2，一般无需增设额外支挡加固工程，原有防护及加固工程可维持坡体的总体稳定，日常养护即可。对于基本稳定的边坡，即边坡稳定系数介于1.2至1.1之间，原有防护及加固工程基本满足坡体稳定性需要，日常养护即可，必要时局部调整坡率设计或防护工程措施。对于稳定性差的边坡，即边坡稳定系数介于1.1至1.0之间，若不增设防护及加固工程，可以保持暂时稳定，但在考虑各种不利因素的作用下，将有边坡失稳的可能，建议增补一定的防护及加固工程，或经刷坡放缓级处理，使边坡稳定系数提高到1.2以上

45、。对于不稳定的边坡，即边坡稳定系数小于1.0，必须增加支挡加固工程，或放缓边坡坡率，以及采用刷坡放缓与支挡加固相结合处理，从而维持坡体稳定，确保边坡稳定系数达到1.2以上。第三部分 浙江杭金衢高速公路高边坡工后评估一、杭金衢高速公路高边坡工程概况杭金衢高速公路北起杭州萧山红垦，与沪杭甬高速公路、杭宁高速公路、杭州机场路等相连，在金华境内又与金丽温高速公路、甬金高速公路相连，止于浙赣交界的常山县窑上村,与江西省犁园到温家圳高速公路相连。沿线经过萧山区、绍兴县、诸暨市、浦江县、义乌市、金华市金东区、金华市婺城区、兰溪市、龙游县、衢江区、衢州市柯城区及常山县等12个县（市、区），全长290.5km。

46、按重丘高速公路标准修建，设计四车道，杭绍段与金华段设计时速120km/h，衢州段设计时速100km/h。本次工后评估总共评估了80处高边坡（包括74处路堑边坡与6处路堤边坡），杭金衢高速公路高边坡基本信息见表3-1。表3-1 杭金衢高速公路高边坡基本信息表序号边坡编号路段起讫桩号边坡位置最大坡高(m)边坡类型1G60HSBP001L杭绍段K37+181+241左24岩质边坡2G60HSBP002L杭绍段K38+540+610左24岩质边坡3G60HSBP003L杭绍段K38+632+750左24岩质边坡4G60HSBP004L杭绍段K38+774+839左21岩质边坡5G60HSBP005L杭绍段K38+864+958左23岩质边坡6G60HSBP006L杭绍段K39+041+171左24岩质边坡7G60HSBP007R杭绍段K39+756+864右35岩质边坡8G60HSBP009R杭绍段K40+158+400右28岩质边坡9G60HSBP008L杭绍段K40+178+368左38岩质边坡10G60HSBP010R杭绍段K40+678+824