摘要:通過某滑坡工程實際案例,判斷各滑坡現象產生的原理,分析各種措施的利弊,總結滑坡防治的經驗,為有效治理山區二級公路滑坡創造條件。
關鍵詞:公路;滑坡;水;防護
引言
在公路、鐵路等基礎設施建設中,常會遇見滑坡、剝落、崩塌等地質災害,會對人民生命財產安全造成影響。在建設時需從勘察、設計、施工等方面做完善的處理,使其在保證安全、經濟的前提下,達到滿足各方要求的結果。
1、滑坡段介紹
項目位于廣西西北部山區,滑坡段共長1.54公里,為半山腰改擴建二級公路,土體為粘性土及泥質粉砂巖。其位于一個鎮的進出口,山上人為活動較多,建有田地、房屋、大型蓄水池、變電站和電塔。
項目未動工之前,此路段基本處于穩定狀態。施工單位根據設計圖紙進行改擴建后,多處出現較大滑動,并伴有大量地下水涌現。滑動體都為山谷位置處,山脊位置基本無滑動現象。
2、問題分析
根據對滑坡段的勘察,認為改擴建二級公路作業時使土體重量增加,切坡不當造成應力施放,導致山體原有的平衡被打破,產生蠕動變形。
由于山體地下水豐富,大量存于松散軟弱的滑坡體重力堆積層中,增大土體重量;且土層透水性差,抗剪強度低,滲流對巖土的水壓力侵蝕了土體間的顆粒,降低其抗剪強度;又由于施工導致水的下滲增大,加大了動水壓力和下滑力。
地表水順山勢排泄對山坡進行沖刷和侵蝕,磨平巖石表面,使巖石內部聯結變弱,也降低了巖土的抗滑力,并使坡腳形成臨空面,降低邊坡穩定性。在上述綜合影響下,最后造成了滑坡現象。
3、采取的措施
由于公路與城鎮進出口相連,無法進行改線,只能加固處理。通過對滑坡體的測量得到滑坡壁的確切位置,并以此確定滑舌,之后根據滑動面對其進行處理。
3.1優化線路
對原設計進行橫、縱坡調整,充分利用舊路,減少土石方的填、挖工程;刪除一些不必的附屬、安防工程,減少對原地貌的擾動。
3.2設置觀測點
按橫、縱向每隔10米設置觀測點,形成控制網對整個滑坡段進行沉降和位移監控,每3天采集一次數據,以分析滑坡走勢及程度。并對地表裂縫、地下水位進行觀測和記錄。
3.3防、排水措施
3.3.1防水:根據匯水面積、地下水量等,在坡頂垂直地表水流動方向設置防止滲漏和溢流的截水溝;在地下水豐富的位置設截水盲溝,盲溝基底埋入含水層下的隔水層,并在其底部設置砂墊層,以提高盲溝的承載力,減少不均勻沉降量,并加速軟弱土層的排水固結,消除滑坡土的脹縮作用。溝壁迎水面設置反濾層,背水面及溝頂設隔滲層。
對滑坡面上的裂縫、裂隙、洞井等,先沿縫隙進行挑溝修整,然后使用水泥砂漿永久封閉,并夯實、整平坡面,以防水的入滲及有利于地表水的快速流散。
3.3.2山體排水:山體內部排水能排除上層潛水和疏干滑坡體,降低孔隙水壓力,增加有效正應力從而提高抗滑力,尤其是地下水位高于滑動面的滑坡體,加固效果極佳,且造價較低,所以往往是首選措施。
使用斜孔排水來排除潛水,排水孔在坡面上按間距布置;巖質部位在裂隙發育、滲水嚴重處布置排水孔。鉆孔深入滑坡面以下,集水部位設計濾層。
在地下水露頭處和坍塌的位置布置支撐盲溝,不僅疏干滑坡體內的水,且能起到支撐山體的作用。
3.3.3坡面排水:在坡面設置排水溝、邊溝、急流槽等排水設施,排盡地表匯水。主排水溝順滑動方向設置,支排水溝與滑坡方向成45度左右的斜交,以防沖刷坡腳。在坡腳設置滲溝、盲溝,以便排除滑坡體前緣的滲水。
上述所有的防排水結構盡量不破壞天然水系,不輕易改變水流性質及合并原有溝溪,充分利用自然溝谷設置溝渠,保護山坡的水土不流失。
3.4卸載
某處滑坡體由于頂部坡度大于整體坡度,使其頂部滑移大于坡腳,極其不穩定,且其滑動量不是很大,滑坡后緣及兩側的地層相對穩定,決定通過削坡減載進行處理,以減小滑坡體積、降低下部應力及剪切力,達到改善滑坡體外形、降低重心,提高滑坡體穩定性的作用。
開挖時,由上而下削坡,并視土質情況開挖成2至3個不同的平緩坡度,逐漸挖至要求的坡腳深度,避免隨意切割坡腳和深挖方。在有棄土條件的坡腳下緣,將開挖的土石方棄于此處,起到反壓的作用。
由于此方法只能減少滑體的重量和下滑力,無法改變下滑趨勢,因此需與其他整治措施配合使用,比如防排水工程、擋墻工程、防護工程等。
3.5擋墻工程
由于擋墻施工簡單、造價低廉、材料就地取材,且對山體破壞少,穩定滑坡體收效快,大量用于防治地質災害。
在較大滑坡體坡腳設置抗滑擋土墻,并對坡腳進行反壓,并在擋土墻后側設置盲溝進行排水,提高滑坡體下部的抗滑力和穩定性。
在坡高較小的土質、強風化巖質滑坡體,且變形剪出口較淺的坡腳設置仰斜式擋土墻,因為其所承受的主動土壓力較小,且其可以順勢依坡面而建。但應特別注意擋墻臺背的施工,不能留存空隙。
防排水的邊溝、排水溝應早于擋墻修筑,防止地表水下滲軟化基礎。擋土墻的尺寸可以根據滑體薄弱部分剪出時的推力以及各不利因素下滑坡的力來綜合確定。設置于滑動面以下時,應考慮由于滑坡體受阻而造成滑動面向下延伸的可能。
3.6坡面防護工程
配合排水、擋墻等措施對坡面進行格構防護和綠化工程,對如本項目滲水嚴重的粘性土和淺層滑坡有顯著效果。
待邊坡的擋墻、排水工程施工完畢后,先對坡面進行治理。對裸露、突出的孤巖、土堆進行整治和護面,防止其失水干裂剝落;對低凹位置進行覆土處理;并調整坡面、坡頂的棱角。
對整理過的坡面使用漿砌片石骨架進行防護。在格構支護框架內,種植適于當地生長的草木,以達到穩固坡面、美化環境、減少水對坡面的沖刷和滲入的作用。對于坡度小于30度的土坡,直接播種與山體草區植物一樣的根系發達植物;對于坡度大于30度的邊坡,則采用客土噴播的技術進行處理。
3.7合理優化設計
在滑坡、沉陷嚴重的部位,重新進行翻挖并回填片石,做包芯石路基處理,以利于排水;鋪設雙向鋼塑土工格柵,提高土體的抗剪強度,減少沉降;路面由水泥碎石基層+封油層+水泥混凝土下面層+瀝青上面層的剛性半剛性路面結構改為級配碎石基層+封油層+瀝青面層的柔性路面結構,以減小路基不均勻沉降造成的開裂等情況。
通過合理的設計優化,精密的施工組織和現場管理,使本滑坡段的地質災害得到了很好的治理,收到了良好的效果,得到了社會各界的一致好評。