两处高边坡处治方案优化
一、某顺层边坡主要由中风化的薄层状长石砂岩构成，岩层产状63°∠59°，边坡的坡向为60°，为典型顺层边坡。技术人员设置1：1.5、1：1.75的坡率，第三级设置20m宽的平台后，对第一、第二、第三、第四级边坡设置锚杆框架进行防护。工程造价约B万元。
图1 拟采用的工程地质断面图
从地质条件分析，拟采用的顺层边坡处治方案存在如下不足：作为边坡处治的坡体地质模型失真，导致边坡处治方案欠合理。即主要没有有效利用坡体63°∠59°的产状和强度较高的中风化长石砂岩合理设置边坡坡率和加固工程。依据坡体地形地貌较为有利，且岩层产状大于30° 时，对顺层边坡最有效的处治措施为顺层清方。故利用坡体59°的层面倾角采用顺层清方的边坡处治方案。顺层清方时，需考虑：1、“一坡到顶”时过大的汇水面积容易形成坡面径流而不利于坡面防护，也可能会造成边坡坡脚应力过于集中而不利于坡体的稳定。2、边坡高度较大和层面倾角较陡，需防止边坡在过大应力作用下出现“溃曲”现象，尤其是对于薄层状岩体，更应防止出现高应力作用下的层面“溃曲”现象，故需对边坡进行适当的锚固。由此，依据高边坡“固脚强腰，分级加固”的原则，结合防止边坡薄层状岩体层面的“溃曲”现象，顺层面清方后在第一级边坡设置锚杆进行“固脚”，在第二级边坡设置锚索工程进行“固腰”，在第三级边坡设置锚杆确保第三、四级边坡稳定的工程布置。
图4 优化后的工程地质断面图
该优化方案边坡高度由68m大幅降低为47m，土石方规模为原设计的30%，且锚固规模大幅降低，工程造价约0.25B万元，是一个相对较优的方案。二、某逆向边坡主要由中风化的厚层状砂岩构成和薄层状富水炭质页岩构成，岩层产状126°∠27°，边坡的坡向为312°，为典型逆向边坡。技术人员设置1：1的坡率后，第一级边坡设置的2.5×3.5m@5m，长25m的锚索抗滑桩（其中桩头设置三排三孔长28～32m锚索）进行支挡，对第二、第三、第六级边坡设置锚杆框架进行防护，对第四、第五级边坡设置锚索长39～43m的框架进行加固。工程造价约C万元。
图3 拟采用的工程地质断面图
1、坡体开挖后的坡口线紧邻后部山体，一旦开挖稍有不慎就可能诱发后部高陡山体的失稳。2、坡体开挖后，在上部砂岩的重力作用下，下伏富水炭质页岩易出现挤压变形而存在“错落”的可能。但由于炭质页岩所在坡面仅采用锚杆框架防护，很难限制富水炭质页岩在上部砂岩的重力挤压作用下发生变形。3、上部长石砂岩为中风化，稳定性良好，设置过多的锚固工程是欠合理的。同样，边坡下部的中风化砂岩段设置锚索抗滑桩“固脚”效应也不能体现，也是欠合理的。1、该边坡处治的关键是在上部砂岩的重力挤压作用下的富水炭质页岩的稳定。故结合构成坡体的砂岩与炭质页岩构成的坡体结构和坡体的地形地貌，采用1：0.75～1：1的坡率进行边坡设置，并将锚索抗滑桩设置在炭质页岩段对其进行侧向约束。2、为保证“半坡桩”的锚固力，对由砂岩和炭质页构成的第二级边坡设置锚索进行加固，且锚索桩的锚固段从第二级平台以下5m范围外进行起算，从而避免非“半无限体”状态下造成抗滑桩锚固力不足。此外，为有效提高桩体锚固效果，在桩顶设置2排4孔预应力锚索，从而进一步减小抗滑桩对锚固段的岩体承载力要求。3、边坡坡率的设置应考虑开挖坡口线距离坡后陡崖的安全距离不小于10m，防止工程开挖扰动造成后部山体出现安全隐患。该优化方案边坡工程针对性强，依据坡体结构合理设置了有效的工程措施，使边坡的安全性大幅提高，工程造价约0.6C万元，是一个相对较优的方案。
图4优化后的工程地质断面图
