■繆建軍 劉傳鋼
(四川省川核鑫達地質工程有限公司四川達州635000)
對某高速公路段滑坡成因分析及防治措施探討
■繆建軍 劉傳鋼
(四川省川核鑫達地質工程有限公司四川達州635000)
在復雜的地質環境條件下,公路在建設過程中面臨越來越多的工程地質問題,其中尤以滑坡災害最為突出。文章以某滑坡為工程背景,主要對公路滑坡成因分析及治理措施進行了分析,以供參考。
公路滑坡治理
滑坡治理是巖土邊坡的一個重要研究內容,它涉及諸多工程領域。邊坡在自身重力及外力作用下,都有從高處向低處滑動的趨勢。當巖土體的下滑力超過抵抗滑動的抗滑力,會發生滑動。因此,深入了解和掌握公路滑坡成因和變形破壞機制,對滑坡進行分析評價,提出合理的防治措施有重要的意義。
某公路段通過地段為潛在滑坡,路基以半填半挖的形式通過,路線中線的最大挖深為16m,右側最大邊坡高近30m。路線設計按普通邊坡進行坡面防護,邊坡開挖后,由于施工恰逢雨季,遇強降雨引起邊坡失穩,誘發潛在滑坡滑動變形。滑坡的特點主要表現在:滑坡體具兩層滑帶,淺層滑帶最大埋深18m,深層滑帶最大埋深24m;淺層滑坡體已復活變形,深層處于穩定狀態;下滑體寬140m,長80m,上窄下寬,滑體下滑后在后緣形成高8m的后壁,前緣向外推移擠出近20m。
2.1 地形地貌
該段邊坡地處山脈南坡緩坡帶,和主峰之間的高差大概有千余米。公路穿越一個小山包,地處剝蝕中低山地貌區域,坡面總體走向NW30°,地表自然坡度為25°~35°,坡面上植被較發育,主要為灌木及雜草。
2.2 地層巖性
根據地質調查及室內土工試驗結果,滑坡區出露的地層主要為上第三系砂礫巖夾泥巖和砂巖。成巖程度較差,呈半膠結狀,巖體風化強烈,礫巖風化呈礫石土狀。巖層走向與路線斜交,并內傾向山內,巖層中結構面發育。邊坡開挖后,巖體卸載裂隙發育,巖體破碎。表層為第四系殘坡積砂質粘土,厚度0.5~1.0m。
2.3 地層構造
據地質調查和區域資料,滑坡區受斷裂構造影響,巖體裂隙發育,巖體破碎,局部見褶皺,巖層產狀變化較大,基巖裂隙水發育。
2.4 水文地質條件
工程區坡體地下水豐富,且區域為高山小氣候,具有較多的大氣降水。路基開挖前山坡前部有大片濕地分布,并有泉水出露。此外,滑坡后部西側緩坡匯水面積較大,大氣降水易匯集補給滑坡地下水。
綜合滑坡的工程地質特征及形成條件,該滑坡的影響因素包括:(1)松散堆積體。滑坡體主要組成物質為砂巖夾泥巖、砂巖,滲透性差異較大,為滑坡的形成提供了大量的物質基礎。泥巖與砂巖接觸面傾向路線,從而形成了順傾易滑地層產狀。(2)臨空面條件。道路開挖邊坡為滑坡的形成創造臨空面條件,破壞了坡體的原有應力平衡條件,解除了邊坡前緣的支撐力,致使坡體應力松弛,坡頂卸荷裂縫張開,雨水滲入,降低了邊坡的整體穩定性,為滑坡災害的發生提供了必要條件。(3)降雨作用。在雨季持續降雨地表水入滲坡體,加重了滑體自重,破壞了土巖接觸帶力學性質,致使滑坡產生滑移破壞。松散堆積體為滑坡的形成提供了大量的物質基礎,臨空面為滑坡的形成提供了勢能條件,道路大面積開挖,且未及時支護及大量的降水為滑坡產生的主要誘因。
變形破壞機制表現為:滑坡是由于道路修建大面積開挖,且未及時支護從而產生變形,由滑坡滑動的軌跡來看,坡體前部變形大,后部變形相對較小,該滑坡為前部先滑動進而帶動后部變形。在連續降雨作用下,隨著地表水下滲,加速頂部基巖風化及軟化,抗剪強度降低,在坡體內形成較為軟弱滑動帶,從以上條件看,滑坡為牽引式滑坡。滑坡會威脅道路建設,危及施工機械及人員的安全,直接經濟損失較大,一旦發生大規模滑動將嚴重威脅下部道路施工機械、人員和頂部住戶的生命財產安全,造成巨大的經濟損失。
4.1 支擋措施
在坡面開挖工作中可以使用抗滑樁、錨索抗滑樁及錨索框架這三種方法來預防滑坡,對局部做好加固工作,降低滑坡的發生率。在該段公路滑坡前部布置一排錨索抗滑樁,樁身位置根據滑坡前后緣高差及地形特征區別布置,抗滑樁長軸方向與滑坡滑動方向一致,采用C25鋼筋混凝土澆筑。在坡面上設預應力錨索框架,單片框架由兩根豎梁和兩根橫梁組成,錨索錨固段深入穩定地層中。截面均為0.6m×0.8m,采用C25鋼筋混凝土澆筑,框架橫豎梁間采用M10漿砌片石砌筑
4.2 護面墻
當坡面加固工作順利完成之后,接下來要相關標準進行防護工作。由于該段邊坡地層主要為風化砂巖地層,膠結性差、強度低,局部存在砂泥巖互層,對坡體的長期整體穩定極為不利,故對一、二、三級框架以外坡面采用用M7.5漿砌片石護面墻進行防護。
4.3 做好防水工作
若是由于地水、坡面地表水排水系統的原因造成局部滑坡,需要合理設置排水溝,滑坡的頂端、底部均設置排水溝,若是實際需要,在滑坡坡面除開一個急流槽,對于極易滑塌的部位,需要設置一個排水孔,并把地表排水系統與地下排水系統結合起來,將坡體中的水全部排盡。施工過程若是遇到雨季,要注意坡面防水工作,在滑坡邊緣部位設置一個排水溝或截水溝都可以達到防水效果。
4.4 做好變形監測工作
深層滑坡具有變形復雜的特點,外界因素對其影響比較大,治理人員要全面了解滑坡變形的整個過程,才可確定有效的治理方案,保證治理工程在安全的環境下開展,為此,做好監測工作是關鍵,通過監測系統掌握滑坡信息。常用的監測系統有裂縫監測、地標位移監測以及深部位移監測等,系統監測人員第一時間掌握系統反饋的信息,為深層滑坡治理工作的開展做好鋪墊。
滑坡是由其內外因素綜合作用的結果,邊坡自身的結構特性和水的作用是導致其發生變形失穩的根本因素,而人類開挖造成臨空面是促使邊坡發生變形失穩的輔助因素。滑坡綜合治理方案主體工程包括抗滑樁、錨桿、擋土墻漿砌石格構工程,附屬工程包括坡面排水,植草(綠化)等。通過對滑坡的治理,可保護公路的安全,也可保護地質環境和土地資源。過對本公路段滑坡進行工程地質分析,采取支擋、護面墻、排水及監測等綜合治理方案,邊坡治理后未出現滑移跡象,處治效果良好。
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P642.22[文獻碼]B
1000-405X(2016)-6-447-1
繆建軍(),男,本科,助理工程師,研究方向為地質災害及礦山服務方面。