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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。該鐵路受區域構造影響，節理裂隙發育，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，其右側為高陡岸坡，整治難度較大，易造成坍塌、落石等嚴重的地質災害，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、分析右側高陡岸坡對橋臺的影響；在現場調查、地質勘察及研究既有資料的基礎上，對其產生的原因進行分析，確定加固方法為：錨桿+掛網噴射混凝土措施。實踐證明，此方案可增強巖體圍巖整體性，加強邊坡的穩定性，經濟合理，可為類似加固設計施工提供借鑒。

關鍵詞：宜萬鐵路；分香溪中橋右線；高陡岸坡；原因分析；整治設計

1工程概況

宜萬鐵路分香溪右線中橋（簡稱本橋）所屬地區為中低山區，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，兩側岸坡陡峻，宜昌側邊坡相對較緩，坡角45°～55°。本橋1號墩中心里程為IIDK048+841，原設計為明挖擴大基礎，橫向寬5.63m，縱向長3.94m。

2施工現場地質情況

2008年7月13日會同橋梁專業現場對本橋1號墩擴大基礎驗證，基坑開挖揭示為白云質灰巖，灰白色～青灰色，弱風化，巖層產狀為185°～215°∠10°～25°，節理裂隙較發育，發育分為3組：（1）節理產狀為120°∠85°，為寬張節理，節理間距1～4m，延伸長2～5m，無充填，節理面粗糙，有滲水；（2）節理產狀為10°∠85°，為構造節理，節理間距約為1m，延伸長2～5m，無充填，節理面粗糙，有滲水；（3）節理走向為235°，為寬張節理，間距1～10條/m，延伸長2～5m，無充填，節理面粗糙，有滲水，與線路平行。

3施工現場變更原因分析

原設計為明挖擴大基礎，開挖后基礎左側襟邊寬度約6m（見圖1（a）），滿足設計要求。2008年8月14—15日由于宜昌地區連降暴雨，使溪內水量猛漲，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，對溝內坡面產生極大沖擊力。根據現場實測數據，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根據式（1）可計算水流的沖擊力P為1125kN/m。受溪水水流強力沖撞后，承臺基礎下部巖體順著節理面及水流的方向，逐步使巖體剝離山體，致使承臺左側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定性，難以滿足設計要求；且承臺右側岸坡，坡面存在松動塊石，受走向235°節理切割巖體影響（見圖1（c）），并傾向線路，存在安全隱患，需對現場情況作出安全評估與評價，保證安全。

4橋臺岸坡穩定性分析

岸坡穩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域地質條件分析的基礎上，通過詳細工程地質勘察，分析影響邊坡穩定的主要因素、失穩力學機制及可能的破壞形式等，對邊坡的穩定狀況及其可能發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、數值分析法和模型試驗法等[1-4]。采用赤平投影發進行定性成果分析（見圖2、表1）：（1）2組節理產狀與坡面切割線位于坡面內，但層面傾角小于10°，巖體基本穩定；（2）2組節理交割線位于坡面外但切割線節理產狀傾角陡傾，受溪水沖刷影響，巖體受節理切割影響發生傾倒崩落破壞，致使坡面巖體較不穩定；（3）右側山體邊坡受走向23°節理切割，切割后山體巖層傾向線路，切割體對橋墩穩定產生影響。由于該橋墩右側岸坡巖體為灰巖弱風化層，節理裂隙發育，巖體破碎，且右側坡面受走向235°節理切割，邊坡垂直高達17m，并傾向線路方向，危及線路安全。采用極限平衡法進行定量計算，依據TB10025—2006《鐵路路基支擋結構設計規范》中10.2.4-1～2規定：反算計算內摩擦角為φ=55.7°，其穩定安全坡率m=tanφ/2≈0.75。由于岸坡已開挖，右側岸坡坡面近似垂直，達不到安全穩定坡率，需對坡面進行處理。結合相關規范及實踐經驗，選取該坡面巖體參數值γ=24kN/m3，C=0kPa，安全穩定系數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：該岸坡巖體節理裂隙發育，巖體破碎，右側山體邊坡受走向235°組節理切割后產生破壞，易發生災害；另外2組節理（見表1），根據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，易發生坍塌、落石，危及橋墩安全；為提高岸坡巖體的整體穩定性，需對岸坡及坡面進行加固與防護。

5整治加固方案比選

治理的基本原則：（1）削坡減載，穩定坡率；（2）施加錨固力，消除剩余下滑力，保證右側岸坡穩定。5.1消坡方案由于右側岸坡達不到穩定安全坡率，需對其坡面進行減載，坡腳設擋墻，墻頂以上邊坡采用坡率1∶0.5～1∶1.0放坡防護。雖然此方案對提高圍巖整體性和穩定性效果更好，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加固方案根據岸坡穩定性檢算結果，楔體剩余下滑力為560kN/m，為提高圍巖的整體及穩定性，初步擬定2種加固方案。5.2.1預應力錨索加固設預應力錨索共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錨桿加固設錨桿共49孔，每孔設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，施工進度慢、施工工藝復雜、造價較高，施工工期長；采用錨桿加固，施工進度快，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，加固運營現狀見圖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，線路右側形成不穩定的高陡岸坡，危及橋墩安全，如不及時處理或處理不到位，勢必影響鋪軌進度。結合現場實際情況綜合分析考慮，最終采用錨桿加固+掛網噴射混防護方案措施進行加固（見圖4）。

6結束語

該鐵路2010年底通車運營至今6年多的時間，加固后該橋臺右側邊坡未出現明顯的裂縫以及次生災害，邊坡穩定。實踐證明：錨桿+掛網噴射混凝土措施可增強巖體圍巖整體性，加強邊坡的穩定性。驗證通過現場地質勘察測繪及室內綜合穩定性分析得出的設計方案合理有效。橋墩承臺以下坡面基巖裸露部分，因工期原因未及時進行處理，設計回訪后，已對該部分進行加固處理，現狀良好。

參考文獻：

[1]中鐵第四勘察設計院集團有限公司.分香溪右線中橋IIDK48+821.18～IIDK48+877.17段工程地質勘察報告[R].武漢，2008.

[2]TB10012—2007鐵路工程地質勘察規范[S].

[3]TB10025—2006鐵路路基支擋結構設計規范[S].

[4]中鐵第四勘察設計院集團有限公司.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＃墩邊坡防護變更設計圖[R].武漢，2008.

作者：張燁 單位：海峽（福建）交通工程設計有限公司