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梅龙高速路基边坡塌方分析 (5)---路基和边坡模型校准

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摘要

梅龙高速路基边坡塌方事件分析显示,塌方区域为回填土,最大厚度7.5米,边坡由全风化粗粒花岗岩和残积土构成。业内专家讨论认为,挖填交界处处理、施工质量、排水问题、地下水渗流等可能是关键原因。地下水渗流和动水压力被强调为主要因素,需全面分析路段并采取有效加固和排水措施,避免类似事故再次发生。塌方原因涉及地质、设计、施工、排水和维护等多个方面。



正文


1. 引言

在【梅龙高速路基边坡塌方分析 (2)---降雨对路基边坡可能的影响】中,根据破坏范围的中心剖面线建立了一个初始的路基稳定性分析模型,如下图所示。
这个模型有两个缺陷:(1) 路基标高与实际不符。由于受地图精度的限制,假设的路基标高为124m;(2) 基于这个假设的标高,采用了开挖与回填完全平衡的准则设计路面,而真实的路面设计需要考虑线路坡度的连贯性,因此这个假设也是不真实的。

本文根据实际测量的标高校准了路基模型,同时根据破坏前的边坡剖面校准了边坡模型

2. 路基模型

为了获得真实的路面标高,在现场测量了两个点P1和P2,均位于塌方区的西侧,P1与P2之间的直线距离大约为287m,P2距塌方区中心线大约为58m,测量的P1点标高为129.3m,P2点的标高为128.5m,由于P2点距离塌方区较近,因此假定塌方区路面的标高也为128.5m。按照这个标高估算,该区域的整个路基都是回填起来的。

下图所示的校准后的边坡模型,路基外侧的最大回填厚度为7.5m。

3. 边坡模型

路堤边坡采用全风化粗粒花岗岩和残积土填充,破坏区域最后一次边坡处理应该在2022年8月后或2023年的某个时间段,边坡水平总长度为51m,边坡总高度28m,分三个台阶,第一台阶高度8m, 坡度1:1.5;第二台阶高度10m,坡度1:1.5,第三台阶高度10m,坡度1:1.75,其中第二台阶的坡面使用C20混凝土作了护坡,也就是百度地图中呈灰色的这一部分。
在最后的这次维修过程中,也对急流槽和排水沟进行了修复。

4. 集思广益的讨论

下面是对【梅龙高速路基边坡塌方分析 (4)---边坡支护的演化以及残积土的工程特性】留言的归纳和总结,继续欢迎各位岩土工程师和土木工程师提出自己宝贵的见解。

(1) 如果是挖填交界处,则不好去扯地质原因引起滑坡。挖填界面的处理措施、施工质量管控是否到位才是关键。
(2) 路基怕什么,最怕水,只要把水解决好,路基就稳定。

(3) 高速隔离带一定要注意防护渗水。斜坡地基一定要稳固!

(4) 事故客观的直接原因一定是降雨影响,截水沟末端直接对准滑坡处估计是主要原因;主观原因是夜间行车,能见度差,车速快,加之路滑制动能力差,导致不该有的“前仆后继”,管理手段需要加强,可以从人工智能物联网着手预警。路基塌方导致特大事故,实属罕见。

(5) 这高速路段在山坳底部通过,在历史上塌方出的一大片土地上的路基本来就疏松,加上山坳积聚的水要从路基下的土层中渗透流出,可能早就有过路基险情,可以看到汽车先开过的一段路基下面已经过加固,筑了二道支撑墙,后面沒有支撑墙的,在这次雨量太大时承受不了,就开始塌方的,如当初加固墙能延伸得更长些就好了,缺了这一段延伸修筑防护墙的加固材料和工费,就有了现在的大遗憾。能在路基下方开个排水涵洞,将山坳底部土层积聚的水能通过增加的滤水石块层,水就能在涵洞中泄出,才是从根本上解决问题的办法。

(6) 个人偏向于该处应该存在地下水泉眼的可能更大。由于降水的补给,地下水渗流形成较大的动水压力,加之路基为半填半挖,地下水渗流带走了填方侧路基下方土体或者强风化层岩体颗粒,大大降低路基下方土体的抗剪强度形成了贯通滑面,所以路基的失稳破坏发生得比较突然,从照片上也可看出路基范围垮塌的物质流动性较大,已经形成了一个小型泥石流沟。如果说是由于路面上的地表水下渗路基可能性不大,水从路面渗流是很缓慢的,而且不容易形成贯通滑面,主要是使路基土饱水后增大了土体的重度,这种情况造成的路基失稳进展是比较缓慢,路基变形也是逐渐发展,征兆比较明显,不会来得那么陡。

(7) 塌方这个位置没修路之前应该是个天然山沟吧?如果上面的水流下来没办法及排走,如果水沟有裂缝就会渗透到土里。

(8) 设计,施工问题,技术问题可能会有,但毕竟不是刚交工工程,是竣工验收备案的,也就是政府监督就是合格工程,所以不会再往前追责任。

(9) 上次处理留下的隐患!

(10) 照片6,如,真如作者所叙,是2022年发现问题后做了喷射混凝土处理,那真是导致滑坡加速的因素了。出现渗水局部垮塌,是上引流下疏导,不能在下游堵塞。坡中混凝土封面,那水只能继续往下渗透。长久积累,迟早要大垮。公路养护单位或者后期维护设计单位也要熟悉存档图纸,熟悉原地形,起码最基本的岩土知识要懂的。

(11) 早期影像看,塌方位置与西侧位置的高边坡应是同样的工艺方案的,西侧位置却未出现险情。从12年影像正下方有鱼塘看,此位置在雨季可能有裂隙水甚至泉涌,机理是裂隙水作用下近水平边坡渗流滑动?边坡方案选定,可能因地勘未反映地质裂隙,未揭示裂隙水。如钻孔密度、深度符合规范要求,责任如何认定?

(12) 看二次处理方案和施工质量符不符合规定,遇上暴雨和深夜假期。小隐患成大灾难。

(13) 关键是用了何种加固方式?

(14) 倒数第二张截图之前在百度地图上看到过,当时怀疑是采用混凝土挡土墙,但是现场照片中没有看到被冲垮的挡土墙残迹。现在看来2022年的加固很可能只是表面处理。问题大概率是这边坡加固措施失效。没有有效的排水和支护措施。

(15) 有些深层的地下水,泄水孔解决起来效果也不佳,需要打深层的排水孔。当然,个人认为填方做喷混不合适。

(16) 应该是负责方发现了问题,未有效的处理解决问题,以为是小问题或者成本考量为解决到位。当初为什么不考虑护坡桩和预应力锚杆修复,路段地勘的情况不明,好多疑惑都是不清楚

(17) 公路永久支护用喷射混凝土处理是不是太随意了点,已经发现问题就要永久的处理,喷射混凝土只是临时处理的做法。而且具体没看到工作面上的图片,截水,泄水措施有无完善?这也是重要原因。

(18) 原地貌若为冲沟地带,设计当初为什么不设计过水涵洞及排水设施?

(19) 照片上看边坡支护结构太弱了,混凝土框架只有横向的,没有竖向的,没有形成框架,这也意味着打入土体起到抗剪抗滑作用的锚杆不会太长,没有超过土体的滑移面。甚至没有使用锚杆,而是用的土钉。合理的支护设计应该至少使用预应力锚索并锚入岩层,边坡表面的混凝土形成框架,锚索把框架紧紧的按在边坡上。

(20) 坍塌是在设计建造之初就埋下的隐患!我曾经参加过广东高速建设,三十几米高的填方,清淤换填后从沟底一层层土方填上来,含水率高,超填,压实度不够,工期紧,地质不好,降雨量大,我很担心哪天也塌了。设计从简,全土方三十几米厚回填啊!投资方成本控制就没什么抗滑桩重力坝挡土墙的,施工方也在偷工减料…

(21) 不喷混凝土应该可以多撑一段时间

(22) 不用计算那么多,就是路两侧排水沟横穿马路那段,断裂渗水冲走和稀释了泥土基础。

(23) 非常趋向有有泉水水源的观点和客观推测,施工处理只是对泉眼简单封堵未采取渗 盲沟等疏引导措施而导致。

(24) 泉眼具体 位置不好说,由于采取不当的堵塞。加上连续下雨,深层的地下水饱和山泉水量明显增加诱导 最终从最薄弱处垮塌。

(25) 个人偏向于该处应该存在地下水泉眼的可能更大。由于降水的补给,地下水渗流形成较大的动水压力,加之路基为半填半挖,地下水渗流带走了填方侧路基下方土体或者强风化层岩体颗粒,大大降低路基下方土体的抗剪强度形成了贯通滑面,所以路基的失稳破坏发生得比较突然,从照片上也可看出路基范围垮塌的物质流动性较大,已经形成了一个小型泥石流沟。如果说是由于路面上的地表水下渗路基可能性不大,水从路面渗流是很缓慢的,而且不容易形成贯通滑面,主要是使路基土饱水后增大了土体的重度,这种情况造成的路基失稳进展是比较缓慢,路基变形也是逐渐发展,征兆比较明显,不会来得那么陡。

(26) 为什么没有打桩丶没有斜拉筋?松软土层施工应以桩柱丶斜拉筋防滑坡处理更安全!

(27) 发现一个地方坍塌 应该全面分析该路段 不是补一个地方是一个地方.

(28) 现塌方那一段与后面一段,最好是架桥为好。要是砌护坡再填回去还是不可靠。

(29) 垮塌部分难道不是填土路基?

(30) 没其他资料,历史影像对比还是能反映一些问题的。除专业的土体特性外,有三个点供参考: (1)塌方位置不在主沟位置,集水范围较小,其西侧高边坡处才是主沟。(2)2012年影像,正下方30m左右有两个小鱼塘,南方的山区特点,不在主沟位有鱼塘,多半有山泉水溢出,雨季山泉水量明显增加;山泉水为岩石裂隙水。(3)2022年8月至2024年间,该处做过进一步的整治(有另一个来源的影像图,确定时间是2022年8月,显示整治还没做;百度影像时间未知,但有村里建筑对比,确认整治在2022年8月之后)。


来源:计算岩土力学
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首次发布时间:2024-05-22
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