劉吉梅 潘 鋒 李廣志
湖北省棗陽市公路段,湖北 襄陽 441000
淺議公路工程滑坡處置方法
劉吉梅 潘 鋒 李廣志
湖北省棗陽市公路段,湖北 襄陽 441000
要想富,先修路,隨著國家西部大開發戰略的實施,我國中西部地區公路建設日新月異,因地質、環境等因素,這些地區公路滑坡等地質災害時有發生。本文對公路工程滑坡的類型、特點、成因及其防治和防治技術進行了探討。
公路; 滑坡; 治理
目前我國經濟發達、地型地質較好的區域公路建設任務已趨于完成,在建、待建的公路項目大多地處經濟發展水平較低、地型地質條件復雜的地區?;卢F象在這些地區出現的頻率較高,作為一種主要地質災害,由于其產生的條件、作用因素、運動機理具有多樣性、復雜性和多變性,預測的困難,治理費用的昂貴,一直是世界各國研究的主要地質和工程問題之一。滑坡不僅影響公路的正常運輸及行車安全,甚至掩埋公路,中斷交通,迫使放棄已成公路的使用,造成不可估量的損失,因此對滑坡進行有效的治理是十分必要的。
根據地形地貌,并按巖性及組成物質,可將滑坡分為崩坡積層滑坡、膨脹土滑坡和基巖滑坡。
1.1 崩坡積層滑坡
崩坡積層滑坡,常具圈椅狀地貌?;屡_地臺坎、滑坡舌、滑坡壁、滑坡裂隙發育完全。坡面明顯滑移,滑體經滑移一定距離后,停留在下部坡面或低凹處,或于坡腳堆積。崩坡積層滑坡一般發生在山麓地帶,分布較為普遍,其表現為規模小、突發性強、滑動快、數量多等特點,有的外觀形似瀑布。此類滑坡,如果多處小滑坡體匯入低洼或溝壑,并有持續降雨摻入,可發展為泥石流災害。
1.2 膨脹土滑坡
膨脹土滑坡,具有成群成帶分布的特點。膨脹土滑坡具有一般黏性土滑坡的弧形外貌和滑坡裂隙,有明顯的滑床,滑動面(帶)還有明顯的滑帶及擦痕。膨脹土滑坡的斜坡較崩坡積層滑坡的斜坡緩許多,滑坡多為牽引式滑坡,滑坡厚度一般在6.0m以下,滑坡產生具有明顯的季節性,每年7~10月的連陰雨季也是膨脹土滑坡的多發季節,滑動邊坡具有明顯的蠕變特征。
1.3 基巖滑坡
基巖滑坡一般規模大,滑動緩慢,初期不易覺察,危害面大,造成損失也大?;轮饕亟Y構面或地質界面產生,滑坡面一般與邊坡走向一致,規模較大,沿斜坡橫向一般在數百米至數千米,縱向高差在數十米至百余米以上,滑動緩慢?;鶐r滑坡常滑滑停??裳永m幾十年甚至更長年代。由于滑坡體范圍較大,影響因素多,如果抗滑因素大時,滑坡可處于休眠狀態,一旦條件改變,滑動力大于抗滑力后,滑坡重又開始滑動,因此基巖滑坡多為老滑坡。
滑坡的特點是:滑坡在平面形態上,都有一定的幾何形狀,如橢圓形、三角形、簸箕形及其他幾何形態或不規則形態。其滑出方向大多數與路線方向垂直或近于垂直,少數滑體滑動方向與公路線路方向斜交,公路規模的大小也直接影響滑坡的規模。
滑坡的原因決定于內部因素和外部因素。內部因素即斜坡本身所具有的內部特征,它是滑坡產生的根本原因,主要是組成斜坡體的地層巖性、內部結構及有效臨空面等。外部因素則是滑坡產生的觸發因素,它通過內部因素起作用,主要有地下水、地表水、振動、加載、坡腳淘蝕或開挖等?;麦w在重力作用下沿滑動面產生滑動力,同時產生抗滑阻力,當抗滑阻力大于滑動力時,滑坡處于穩定狀態,不滑動,相反,當滑動力大于抗滑阻時,則滑坡處于不穩定狀態,滑坡失穩滑動。
對高速公路滑坡的防治,要從滑坡產生的條件進行分析,以現行經濟技術手段為依據,在公路設計中應以防為主,以治為輔的原則。要貫徹以防為主,整治為輔的原則。在選擇防治措施之前,要查清滑坡的地形、地質和水文地質條件,分析滑坡性質及其發展階段,了解滑坡產生的原因,以便“對癥下藥”,尤其是大型滑坡,整治工程量很大,技術上也很復雜,試圖通過“減、擋、固”等方法阻止其變形、運動和破壞往往是困難的,而通過對水的防治,改變滑坡內在的物理力學性質,順其自然,以柔克剛,反而能起到很好的作用。
目前,公路工程滑坡的治理工程主要有卸荷減載工程、排截水工程、坡面防護工程、支擋工程,現將各治理工程的特點以及設計和施工要點分別闡述如下。
3.1 卸荷減載工程
卸荷減載工程是一種簡便易行的滑坡防治方法,滑坡減重能減小滑體下滑力,增加滑坡體穩定性。在有條件的情況下,卸荷減載應是優先考慮的滑坡防治措施。
3.2 排截水工程
據統計,國內外有90%的滑坡與水有關,可見水對滑坡的影響是非常大的。水對滑坡的影響主要表現在水對滑坡坡腳的沖刷、滑坡體內滲透水壓力增大、水對滑面(帶)土的軟化和溶蝕等。常用的截排水工程有外圍截水溝、內部排水溝、排水盲溝、排水鉆孔、排水廊道、灌漿阻水等。對于滑坡防治通常采用地表截、防、排水與地下排水相結合的綜合排截水方案,以地下排水為主,地表截、防排水為輔,有機結合,通過截、防、導、排,盡可能降低滑坡巖體地下水位,減小滲水壓力,改善滑坡穩定條件,提高滑坡穩定性。
3.3 坡面防護工程
坡面防護工程主要目的是防止水對坡面和坡腳的沖刷,在坡面植草(灌木)防治坡面表層被水沖刷侵蝕、土層流失和風化作用,是最簡便、最經濟的護坡措施,適用于土質和風化基巖或失水易于干裂的半巖土邊坡。另外也可以采用構筑物護坡,對滑坡體表層坡體起保護作用并增強坡體的整體性,防止地表水滲入和坡體的風化。常用的構筑物護坡工程及其適用條件簡述如下:
(1)干砌石及混凝土砌塊護坡:適用于坡度緩于1:1,高度3米以下,有涌水情況的邊坡。涌水大的地方,應設置反濾層或暗溝。
(2)格狀框條護坡:這種護坡措施是將邊坡分割成格狀,以起防止表層滑動之用。框格內可用植被防護。
(3)錨噴護坡:在坡面上按一定間距、行距和一定的角度、深度,設置一定數量的錨桿,而后布上鋼筋網,噴射混凝土,形成錨桿與薄壁鋼筋混凝土聯合作用的護坡體系。
3.4 支擋工程
支擋工程是治理滑坡經常采用的有效措施之一。主要包括:重力式抗滑擋土墻、抗滑樁和預應力錨固(錨桿和錨索)等治理方法。
(1)重力式抗滑擋土墻以墻身自重來維持擋土墻在土壓力作用下的穩定,它能有效地從局部改變滑坡體的受力平衡,阻止滑坡體變形的延展。重力式抗滑擋土墻的墻背坡度一般采用1:0.25仰斜,墻后常設卸荷平臺,墻基一般做成倒坡或臺階形,墻高和基礎的埋深必須按地基的性質、承載力的要求、地形和水文地質等條件,通過檢算來確定。此外,為避免因地基不均勻沉陷而引起墻身開裂,應根據地質條件的變化和墻高、墻身斷面的變化而設置沉降縫和伸縮縫。
(2)抗滑樁是穿過滑體深入滑床以下穩定部分以固定滑體的一種樁柱??够瑯队捎谀苡行Ф洕刂卫砘拢绕涫腔瑒用鎯A角較緩時,其效果更好,因此在滑坡防治工程中得到了廣泛采用。多根抗滑樁組成的樁群,共同支撐滑體的下滑力,阻止其滑動,同抗滑擋墻相比,抗滑樁的抗滑能力大,施工較復雜,但效果顯著??够瑯对诨轮卫碇惺窃靸r最大的工程項目,因此優化設計顯得尤為重要,從理論上應該采用優化論數學模型??尚械淖龇ㄊ歉鶕涷灣醪綌M定樁結構尺寸,不斷試算、驗算最終通過。
(3)預應力錨固是近十多年發展起來的邊坡加固的一種新型防護工程措施,在高速公路滑坡防治中也有許多成功的工程實例。采用預應力錨固對滑坡進行加固,具有不破壞滑坡巖體, 施工靈活,速度快,干擾小,受力可靠,且為主動受力等優點。它對巖質陡坡和危巖的加固,滑移面埋深淺的巖質滑坡加固效果很好,也可以用于強風化巖質陡邊坡加固噴錨護壁。預應力錨固巖體邊坡的優越性在于能為節理巖體邊坡、斷層、軟弱帶等提供一種強有力的“主動”支護手段。預應力錨固常常與抗滑樁(也可以與抗滑擋墻)結合使用,形成預應力錨索(桿)抗滑樁。由于在樁上增加了預應力錨索,使樁的埋深變淺,斷面變小,可以節省材料和投資,經濟效益顯著。
公路工程滑坡的防治是一項復雜的系統工程,一般應對癥下藥,綜合治理。因不同類型的滑坡其成因、破壞方式、發展趨勢和地質特征等都不同,所以防治措施應采取對癥下藥方法。同時,引起滑坡的原因往往是多方面的,應采取綜合防治方法,效果更好。其次要本著“一次根治、不留后患”的原則,對于直接威脅工程安全的滑坡,應該盡量爭取一次徹底根治,避免反復施工處理,造成后患。
[1] DZ/T 0219-2006滑坡防治工程設計與施工技術規范 國土資源部
10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.047
劉吉梅(1982.04-),女,湖北棗陽市人,大學,長期從事路橋隧道建設管理工作;
潘鋒(1979.09-),男,湖北棗陽人,大學,長期從事路橋隧道建設管理工作;
李廣志(1975.12-),男,湖北棗陽市人,大學,長期從事路橋隧道建設管理工作。