浅谈公路边坡的病害及其处治

吴彦宁

(宁夏公路勘察设计院有限责任公司)

1 公路边破存在的病害

1.1 滑坡

滑坡是指斜坡上的土体或者岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。滑坡主滑段滑床坡度较缓,水平位移大于垂直位移;一般滑坡位移速度较缓慢,延续时间长;而且滑坡的依附面是多种多样的。滑坡的机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所致,一般按运动形式,滑坡可分为牵引式滑坡和推动式滑坡;按运动速度,滑坡可分为崩塌性滑坡、蠕动性滑坡、高速滑坡。牵引式滑坡认为滑坡源发生于滑坡前缘,即前缘土体首先产生滑坡变形,而后逐渐向上发展到整个滑坡。如开挖路堑所造成的滑坡,大多属于牵引式滑坡;一般牵引式滑坡大多属于浅层滑坡,滑层较薄,地表裂缝多,由前缘逐渐向上发展。推动式滑坡则反之,始滑点发生于滑坡的中上部,大多由于中上部超载引起,如弃土堆载等,一般滑动面较深,体积巨大,整体性较好,地表裂缝较少。崩塌性滑坡,即在滑动速度阶段快,时间短;蠕动性滑坡则相反,有时一处滑坡可以延续数十年,甚至数百年。

1.2 崩坍、错落

崩塌是坡体中被陡倾的张性破坏面分割的岩体,因根部折断或压碎而倾倒,突然脱离母体翻滚而下的过程。崩塌的依附面陡,运动形式是以跳跃翻滚为主,速度快,没有固定的滑床。坍塌错落多发生在断层褶皱破碎带、岩层不整合接触带、风化严重节理发育的陡坡地带和沿风化线地带,以及成份复杂的非均质松散土层。坡面开裂及错动均为产生坍塌或错落的初期变形,当开挖边坡过陡,不适应其稳定条件时,极易造成坍塌错落。错落以垂直位移为主,滑坡坡度陡,没有牵引段,滑后地面坡度亦较陡;位移速度快,能在很短的时间内达到新的平衡;滑坡的依附面是多种多样的。

1.3 剥落、溜坍、泥石流

剥落是边坡表层岩(土)体长期遭受风化,在冲刷和重力作用下岩(土)屑(块)不断地沿着边坡滚落、堆积在坡底的边坡不稳现象。溜坍一般滑层很薄,有时为水饱和,滑移后变形体大部分离开滑床,堆积于坡脚。另外,边坡的地质条件、水文条件、地形地貌和新构造运动等自然因素是对边坡稳定性起决定作用的关键因素,而地下采掘、开挖坡脚、人工削坡等人类的工程活动对边坡稳定性有重大影响。在边坡稳定性的病害中还要注意泥石流等因素的影响。泥石流是介于流水与滑坡之间的一种地质作用,泥石流的变形体全部为水饱和,形成固体径流而远离发生地等等。所以在路堤边坡稳定性的设计时就要考虑到这些自然灾害的影响。

2 边坡病害处治

2.1 根源处的边坡病害避免——边坡设计

在边坡设计时,就需要将所有的因素和病害可能考虑在其中,注重公路边坡稳定性。边坡病害有很多,如人工切割坡脚就会破坏斜坡前部支撑,致使抗滑力减小而导致边坡稳定性降低,甚至失稳;水文地质条件改善、恶化条件减缓或消除,边坡滑动后滑动面变缓、滑体重心降低或在边坡前部抗滑段加载,造成边坡下滑力减小、抗滑力增大而稳定性提高等。所以在边坡设计前要采用工程地质工作的各种手段,如调查、测绘、勘探和试验等找出引起滑动的主次要因素及其变化趋势,并对病害产生的原因和变化的因素等进行调查、访问、目测描述和动态观测等。设计时,要对边坡稳定性进行充分的分析,根据计算的稳定系数来评价边坡的稳定性。

2.2 工程建设时的自身防护——排水

整个公路工程的建设都应该注重排水,而边坡排水更是边坡稳定的保证。边坡排水分为地表排水和地下排水。地表排水,滑坡体以外的地表水应予拦截引离;滑坡体上的地表水要注重防渗,并尽快汇集引出;排除滑坡地下水的工程措施有渗沟、自洞及平孔等。渗沟是常见的一种地下排水措施,渗沟按其作用不同可分为支撑渗沟、边坡渗沟及截水沟3种。盲洞主要适用于截排或引排集中于滑面四周埋藏较深的地下水。对于地面上的其他含水层,可在渗水隧洞顶上设置若干渗井或渗管将水引入洞内;对于渗水隧洞以下的承压含水层,可在洞的底部设渗水孔将水引入洞内。

2.3 边坡后期防护——绿化

绿化防护可以种草及铺草皮、植树等。种草和铺草皮防护适用于边坡稳定,坡面冲刷轻微,且宜于草类生长的土质路堤和路堑边坡,用以防止表面水土流失、固结表土、增强路基的稳定性。铺草皮的方法常用的有平铺草皮、平铺叠置草皮、方格式草皮和卵(片)石方格草皮等四种形式。选用草籽应注意当地的土壤和气候条件,通常以容易生长、根部发达、叶茎低矮、枝叶茂密的多年生草种为宜,最好采用几种草籽混合种植,使之生成良好的覆盖层。在路基边坡上合理地植树,对于加固路基有良好的效果。也可和种草、铺草皮配合采用,使坡面形成良好的防护层。植树适用于土质边坡及严重风化的岩石边坡和裂隙粘土边坡,有利于及早成林,起到良好的防护作用。植树的形式可以是带状或条形,也可以栽成连续式。植树防护除选用适合当地土壤和气候的树种外,还应注意保持树间合适的距离。

3 结束语

路基边坡稳定性问题是高速公路建设中非常重要的环节,边坡不稳定易产生很多的病害,面对这一情况,所有的公路工程都应该要做好地质勘探、设计和施工等工作,将因边坡产生的事故降到最低。尤其是在路堑边坡防护加固工程中,更应做好坡体监测工作,结合现场实际开挖揭示地层信息及坡体结构条件进行必要的调整和完善,即进行动态设计和信息化施工,使其经济、安全可靠。

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