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浅议公路工程滑坡处置方法

2012-01-27刘吉梅李广志

中国科技信息 2012年8期
关键词:滑坡体抗滑桩护坡

刘吉梅 潘 锋 李广志

湖北省枣阳市公路段,湖北 襄阳 441000

浅议公路工程滑坡处置方法

刘吉梅 潘 锋 李广志

湖北省枣阳市公路段,湖北 襄阳 441000

要想富,先修路,随着国家西部大开发战略的实施,我国中西部地区公路建设日新月异,因地质、环境等因素,这些地区公路滑坡等地质灾害时有发生。本文对公路工程滑坡的类型、特点、成因及其防治和防治技术进行了探讨。

公路; 滑坡; 治理

前 言

目前我国经济发达、地型地质较好的区域公路建设任务已趋于完成,在建、待建的公路项目大多地处经济发展水平较低、地型地质条件复杂的地区。滑坡现象在这些地区出现的频率较高,作为一种主要地质灾害,由于其产生的条件、作用因素、运动机理具有多样性、复杂性和多变性,预测的困难,治理费用的昂贵,一直是世界各国研究的主要地质和工程问题之一。滑坡不仅影响公路的正常运输及行车安全,甚至掩埋公路,中断交通,迫使放弃已成公路的使用,造成不可估量的损失,因此对滑坡进行有效的治理是十分必要的。

1 滑坡的类型

根据地形地貌,并按岩性及组成物质,可将滑坡分为崩坡积层滑坡、膨胀土滑坡和基岩滑坡。

1.1 崩坡积层滑坡

崩坡积层滑坡,常具圈椅状地貌。滑坡台地台坎、滑坡舌、滑坡壁、滑坡裂隙发育完全。坡面明显滑移,滑体经滑移一定距离后,停留在下部坡面或低凹处,或于坡脚堆积。崩坡积层滑坡一般发生在山麓地带,分布较为普遍,其表现为规模小、突发性强、滑动快、数量多等特点,有的外观形似瀑布。此类滑坡,如果多处小滑坡体汇入低洼或沟壑,并有持续降雨掺入,可发展为泥石流灾害。

1.2 膨胀土滑坡

膨胀土滑坡,具有成群成带分布的特点。膨胀土滑坡具有一般黏性土滑坡的弧形外貌和滑坡裂隙,有明显的滑床,滑动面(带)还有明显的滑带及擦痕。膨胀土滑坡的斜坡较崩坡积层滑坡的斜坡缓许多,滑坡多为牵引式滑坡,滑坡厚度一般在6.0m以下,滑坡产生具有明显的季节性,每年7~10月的连阴雨季也是膨胀土滑坡的多发季节,滑动边坡具有明显的蠕变特征。

1.3 基岩滑坡

基岩滑坡一般规模大,滑动缓慢,初期不易觉察,危害面大,造成损失也大。滑坡主要沿结构面或地质界面产生,滑坡面一般与边坡走向一致,规模较大,沿斜坡横向一般在数百米至数千米,纵向高差在数十米至百余米以上,滑动缓慢。基岩滑坡常滑滑停停可延续几十年甚至更长年代。由于滑坡体范围较大,影响因素多,如果抗滑因素大时,滑坡可处于休眠状态,一旦条件改变,滑动力大于抗滑力后,滑坡重又开始滑动,因此基岩滑坡多为老滑坡。

2 滑坡的特点、成因及其防治

滑坡的特点是:滑坡在平面形态上,都有一定的几何形状,如椭圆形、三角形、簸箕形及其他几何形态或不规则形态。其滑出方向大多数与路线方向垂直或近于垂直,少数滑体滑动方向与公路线路方向斜交,公路规模的大小也直接影响滑坡的规模。

滑坡的原因决定于内部因素和外部因素。内部因素即斜坡本身所具有的内部特征,它是滑坡产生的根本原因,主要是组成斜坡体的地层岩性、内部结构及有效临空面等。外部因素则是滑坡产生的触发因素,它通过内部因素起作用,主要有地下水、地表水、振动、加载、坡脚淘蚀或开挖等。滑坡体在重力作用下沿滑动面产生滑动力,同时产生抗滑阻力,当抗滑阻力大于滑动力时,滑坡处于稳定状态,不滑动,相反,当滑动力大于抗滑阻时,则滑坡处于不稳定状态,滑坡失稳滑动。

对高速公路滑坡的防治,要从滑坡产生的条件进行分析,以现行经济技术手段为依据,在公路设计中应以防为主,以治为辅的原则。要贯彻以防为主,整治为辅的原则。在选择防治措施之前,要查清滑坡的地形、地质和水文地质条件,分析滑坡性质及其发展阶段,了解滑坡产生的原因,以便“对症下药”,尤其是大型滑坡,整治工程量很大,技术上也很复杂,试图通过“减、挡、固”等方法阻止其变形、运动和破坏往往是困难的,而通过对水的防治,改变滑坡内在的物理力学性质,顺其自然,以柔克刚,反而能起到很好的作用。

3 公路工程滑坡的防治技术

目前,公路工程滑坡的治理工程主要有卸荷减载工程、排截水工程、坡面防护工程、支挡工程,现将各治理工程的特点以及设计和施工要点分别阐述如下。

3.1 卸荷减载工程

卸荷减载工程是一种简便易行的滑坡防治方法,滑坡减重能减小滑体下滑力,增加滑坡体稳定性。在有条件的情况下,卸荷减载应是优先考虑的滑坡防治措施。

3.2 排截水工程

据统计,国内外有90%的滑坡与水有关,可见水对滑坡的影响是非常大的。水对滑坡的影响主要表现在水对滑坡坡脚的冲刷、滑坡体内渗透水压力增大、水对滑面(带)土的软化和溶蚀等。常用的截排水工程有外围截水沟、内部排水沟、排水盲沟、排水钻孔、排水廊道、灌浆阻水等。对于滑坡防治通常采用地表截、防、排水与地下排水相结合的综合排截水方案,以地下排水为主,地表截、防排水为辅,有机结合,通过截、防、导、排,尽可能降低滑坡岩体地下水位,减小渗水压力,改善滑坡稳定条件,提高滑坡稳定性。

3.3 坡面防护工程

坡面防护工程主要目的是防止水对坡面和坡脚的冲刷,在坡面植草(灌木)防治坡面表层被水冲刷侵蚀、土层流失和风化作用,是最简便、最经济的护坡措施,适用于土质和风化基岩或失水易于干裂的半岩土边坡。另外也可以采用构筑物护坡,对滑坡体表层坡体起保护作用并增强坡体的整体性,防止地表水渗入和坡体的风化。常用的构筑物护坡工程及其适用条件简述如下:

(1)干砌石及混凝土砌块护坡:适用于坡度缓于1:1,高度3米以下,有涌水情况的边坡。涌水大的地方,应设置反滤层或暗沟。

(2)格状框条护坡:这种护坡措施是将边坡分割成格状,以起防止表层滑动之用。框格内可用植被防护。

(3)锚喷护坡:在坡面上按一定间距、行距和一定的角度、深度,设置一定数量的锚杆,而后布上钢筋网,喷射混凝土,形成锚杆与薄壁钢筋混凝土联合作用的护坡体系。

3.4 支挡工程

支挡工程是治理滑坡经常采用的有效措施之一。主要包括:重力式抗滑挡土墙、抗滑桩和预应力锚固(锚杆和锚索)等治理方法。

(1)重力式抗滑挡土墙以墙身自重来维持挡土墙在土压力作用下的稳定,它能有效地从局部改变滑坡体的受力平衡,阻止滑坡体变形的延展。重力式抗滑挡土墙的墙背坡度一般采用1:0.25仰斜,墙后常设卸荷平台,墙基一般做成倒坡或台阶形,墙高和基础的埋深必须按地基的性质、承载力的要求、地形和水文地质等条件,通过检算来确定。此外,为避免因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂,应根据地质条件的变化和墙高、墙身断面的变化而设置沉降缝和伸缩缝。

(2)抗滑桩是穿过滑体深入滑床以下稳定部分以固定滑体的一种桩柱。抗滑桩由于能有效而经济地治理滑坡,尤其是滑动面倾角较缓时,其效果更好,因此在滑坡防治工程中得到了广泛采用。多根抗滑桩组成的桩群,共同支撑滑体的下滑力,阻止其滑动,同抗滑挡墙相比,抗滑桩的抗滑能力大,施工较复杂,但效果显著。抗滑桩在滑坡治理中是造价最大的工程项目,因此优化设计显得尤为重要,从理论上应该采用优化论数学模型。可行的做法是根据经验初步拟定桩结构尺寸,不断试算、验算最终通过。

(3)预应力锚固是近十多年发展起来的边坡加固的一种新型防护工程措施,在高速公路滑坡防治中也有许多成功的工程实例。采用预应力锚固对滑坡进行加固,具有不破坏滑坡岩体, 施工灵活,速度快,干扰小,受力可靠,且为主动受力等优点。它对岩质陡坡和危岩的加固,滑移面埋深浅的岩质滑坡加固效果很好,也可以用于强风化岩质陡边坡加固喷锚护壁。预应力锚固岩体边坡的优越性在于能为节理岩体边坡、断层、软弱带等提供一种强有力的“主动”支护手段。预应力锚固常常与抗滑桩(也可以与抗滑挡墙)结合使用,形成预应力锚索(杆)抗滑桩。由于在桩上增加了预应力锚索,使桩的埋深变浅,断面变小,可以节省材料和投资,经济效益显著。

4 结语

公路工程滑坡的防治是一项复杂的系统工程,一般应对症下药,综合治理。因不同类型的滑坡其成因、破坏方式、发展趋势和地质特征等都不同,所以防治措施应采取对症下药方法。同时,引起滑坡的原因往往是多方面的,应采取综合防治方法,效果更好。其次要本着“一次根治、不留后患”的原则,对于直接威胁工程安全的滑坡,应该尽量争取一次彻底根治,避免反复施工处理,造成后患。

[1] DZ/T 0219-2006滑坡防治工程设计与施工技术规范 国土资源部

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.047

刘吉梅(1982.04-),女,湖北枣阳市人,大学,长期从事路桥隧道建设管理工作;

潘锋(1979.09-),男,湖北枣阳人,大学,长期从事路桥隧道建设管理工作;

李广志(1975.12-),男,湖北枣阳市人,大学,长期从事路桥隧道建设管理工作。

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