高陡巖質(zhì)邊坡防護(hù)技術(shù)及應(yīng)用

邸立建

摘 要:高陡巖質(zhì)邊坡容易引發(fā)各種地質(zhì)災(zāi)害,采用合理的防護(hù)技術(shù)減少和控制地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生是十分必要的。鑒于目前各種防護(hù)技術(shù)的局限性,本文提出高邊坡治理中運(yùn)用噴錨和立體柔性防護(hù)技術(shù),并以北京千靈山邊坡防護(hù)工程為例進(jìn)行了工程設(shè)計(jì)和防護(hù),觀測和效果表明治理良好效果明顯。

關(guān)鍵詞:高陡邊坡噴錨柔性防護(hù)技術(shù)

中圖分類號:TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0058-01

高陡巖質(zhì)邊坡容易引發(fā)各種地質(zhì)災(zāi)害,越來越多的高邊坡防護(hù)引起了人們的注意。目前,高陡巖質(zhì)邊坡采取的主要治理措施有放緩邊坡、支撐、加固和防護(hù),但隨著邊坡高度增高,地質(zhì)復(fù)雜性增大,對邊坡的處治技術(shù)要求也越來越高,以往的治理措施不能滿足工程的安全要求。

1高陡邊坡的地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)

高邊坡病害從病害體形成的時(shí)間以及與邊坡工程的關(guān)系等方面分兩種情況:第一類是在邊坡工程開挖之前,既己存在的老的斜坡病害,因邊坡工程活動(dòng)而復(fù)活。第二類是在邊坡工程活動(dòng)中,主要由于邊坡工程的開挖等原因引發(fā)的新的邊坡病害問題,包括邊坡開挖引起的坍塌、崩塌、滑坡等。

高邊坡在邊坡頂部常常產(chǎn)生平行于坡面的張性拉裂縫,表現(xiàn)為邊坡中上部極易失穩(wěn)破壞,一旦失穩(wěn),造成的后果是比較嚴(yán)重的。因此,在高邊坡治理時(shí),對于中上部應(yīng)加大削坡減載的力度,放緩邊坡,并采取必要的加固處理措施,確保一次根治,不留后患。在現(xiàn)在邊坡治理過程中,越來越多的人開始注意到,在邊坡治理過程中,不僅要滿足邊坡穩(wěn)定性的要求,還要使邊坡與周邊環(huán)境結(jié)合到一起,形成再造綠色人文景觀。

2高陡邊坡常用防護(hù)方法

2.1 整體噴護(hù)

對于穩(wěn)定性較好的巖質(zhì)邊坡,可在其表面噴射一層素混凝土,防止巖石繼續(xù)風(fēng)化、剝落,達(dá)到穩(wěn)定邊坡的目的。整體噴混適用于以下幾種情況。

(1)適用于巖性較差強(qiáng)度較底易風(fēng)化或堅(jiān)硬巖層風(fēng)化破碎節(jié)理發(fā)育其表層剝落的巖質(zhì)邊坡。

(2)當(dāng)巖質(zhì)邊坡因風(fēng)化剝落和節(jié)理切割而導(dǎo)致大面積碎落,以及局部小型坍塌、崩落可采用局部加固處理后,進(jìn)行大面積噴漿(噴射混凝土)。

(3)對于上部巖層風(fēng)化破碎下部巖層堅(jiān)硬完整的高大路塹邊坡。

2.2 支擋加固

對于不穩(wěn)定的邊坡巖土體,使用支擋結(jié)構(gòu)(擋墻、抗滑樁等)對其進(jìn)行支擋,是一種較為可靠的處治手段。它的優(yōu)點(diǎn)是可從根本上解決邊坡的穩(wěn)定性問題,達(dá)到根治的目的。

以上兩種治理措施過分的追求強(qiáng)度功效,破壞了多樣性自然生態(tài)的和諧,工程所到之處,綠色清溪一去不復(fù)返,取而代之的是堅(jiān)硬呆板的水泥和混凝土,而且隨著時(shí)間的推移,混凝土表面會(huì)風(fēng)化、老化,甚至造成破壞,后期整治費(fèi)用高,生態(tài)環(huán)境效果極差。

2.3 植物防護(hù)

植物防護(hù)是在坡面上栽種樹木、植被、草皮等植物,通過植物根系發(fā)育,起到固土,防止水土流失的一種防護(hù)措施。植被防護(hù)的局限性是一般只適用于邊坡不高、坡角不大的穩(wěn)定邊坡。

3噴錨和立體柔性防護(hù)技術(shù)

對于巖層風(fēng)化破碎嚴(yán)重、節(jié)理發(fā)育、破碎巖層較厚的情況可以采用噴錨的措施。它具有較高的強(qiáng)度,較好的抗裂性能,能使坡面內(nèi)一定深度內(nèi)的破碎巖層得以加強(qiáng),并能承受少量的破碎體所產(chǎn)生的側(cè)壓力。對于軟質(zhì)巖石邊坡或石質(zhì)堅(jiān)硬但穩(wěn)定性較差的巖質(zhì)邊坡,可采用掛網(wǎng)錨噴防護(hù)。掛網(wǎng)錨噴是在邊坡坡面上鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)或土工塑料網(wǎng)等,向坡體內(nèi)打入錨桿或錨釘將網(wǎng)鉤牢,向網(wǎng)上噴射一定厚度的素混凝土,對邊坡進(jìn)行封閉防護(hù)。

邊坡柔性防護(hù)系統(tǒng)是以鋼絲繩網(wǎng)為主要特征構(gòu)件,以覆蓋和攔截兩種基本形式來防治各類坡面地質(zhì)災(zāi)害和爆破飛石、墜物等危害的。土工格室植草護(hù)坡是指在展開并固定在坡面上的土工格室內(nèi)填充改良客土,然后在格室上掛三維植被網(wǎng)進(jìn)行噴灑施工的一種護(hù)坡技術(shù)。利用土工格室可以為草坪植物生長提供穩(wěn)定良好的生存環(huán)境。將掛網(wǎng)與土工格室防護(hù)結(jié)合在一起,可以避免巖石邊坡飛石帶來的危害,又增加邊坡的美觀性,是一種典型的立體柔性防護(hù)技術(shù)噴錨技術(shù)與立體柔性防護(hù)技術(shù)相結(jié)合,發(fā)揮二者各自的優(yōu)點(diǎn),可有效解決邊坡工程防護(hù)與生態(tài)環(huán)境的矛盾,既保證了邊坡的穩(wěn)定,又實(shí)現(xiàn)了坡面植被的快速恢復(fù),達(dá)到人類活動(dòng)與自然環(huán)境的和平共處,使邊坡不僅是一項(xiàng)工程項(xiàng)目,更形成與環(huán)境相結(jié)合的一個(gè)景觀。

4工程實(shí)例與效果評價(jià)

4.1 工程概況

千靈山邊坡工程位于北京千靈山景區(qū)入口處,山坡臨空面面積約18154m2,其中邊坡度較緩區(qū)面積約8510m2,邊坡陡直區(qū)面積9644m2。該工程由3段邊坡組成,邊坡高度均在30m以上,最大高度為63.5m,屬于巖質(zhì)高陡邊坡。

4.2 方案與措施

根據(jù)千靈山邊坡工程的實(shí)際情況,邊坡質(zhì)地主要是巖石,落石較少。設(shè)計(jì)主要包括步驟和設(shè)計(jì)內(nèi)容有以下幾點(diǎn)。

(1）根據(jù)工程需要,在小于70°的邊坡部分主要采用掛網(wǎng)攔截落石,同時(shí)運(yùn)用土工格室植被防護(hù)技術(shù)。對于>70°的邊坡部分采用打入錨桿及噴護(hù)混凝土的措施進(jìn)行防護(hù)。

(2）運(yùn)用FLAC軟件計(jì)算初始狀態(tài)下的地應(yīng)力及安全系數(shù),得出、邊坡穩(wěn)定所需要的錨固力。

(3）在邊坡表面加護(hù)網(wǎng),護(hù)網(wǎng)采用10×10,之后噴護(hù)采色混凝土8cm～10cm。

(4）在坡體內(nèi)施工預(yù)應(yīng)力錨桿和一定數(shù)量的系統(tǒng)錨桿。根據(jù)計(jì)算,選擇錨桿直徑為20mm～33mm,錨固長度5m,錨桿間距2m×2.5m梅花型布置。錨桿采用M30防水水泥砂漿灌漿固定。

(5）運(yùn)用FLAC計(jì)算加固狀態(tài)下的的地應(yīng)力及安全系數(shù),進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。

(6）對驗(yàn)算后不穩(wěn)定的地段進(jìn)行錨桿加固并根據(jù)滑動(dòng)面的埋深,確定所需錨固力。

4.3 施工效果

結(jié)合坡度、高度、水文地質(zhì)條件、邊坡危害程度合理選擇噴錨和立體柔性防護(hù)技術(shù)相結(jié)合,使其不僅提高了邊坡潛在滑移面的抗剪強(qiáng)度、加固了危巖同時(shí)與周圍環(huán)境相結(jié)合,形成了邊坡景觀。

5結(jié)語

噴錨和立體防護(hù)技術(shù)相結(jié)合在此高邊坡中的應(yīng)用,可以解決傳統(tǒng)邊坡防護(hù)措施難以解決的難題。在滿足穩(wěn)定性的同時(shí),使邊坡成為與周邊環(huán)境相結(jié)合的景觀。噴錨與立體柔性技術(shù)相結(jié)合可靠的安全保障性、施工的快速標(biāo)準(zhǔn)化和利于環(huán)保等綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢,及其新穎而巧妙的防護(hù)觀念和設(shè)計(jì)思想使邊坡柔性防護(hù)技術(shù)有著很好的推廣應(yīng)用前景。

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