劉建民
(甘南縣公路事業發展中心,黑龍江 甘南 162100)
巖溶對公路施工會帶來較大的施工難度和很多的危害。巖溶對于路基的影響主要有:溶洞頂板坍塌引起的路基下沉與破壞,巖溶地面的坍塌對路基穩定性的破壞,反復泉及間歇泉浸泡路基基底引起路基沉陷、坍塌、翻漿,突然性的地下涌水沖壞路基等。巖溶對于橋梁工程的危害主要有:影響墩柱穩定性,在柱基混凝土灌注的時候引起跑漿、漏漿,頂板斷裂造成橋梁失穩等。
山體巖層較破碎,局部地區植被不良,對水土保持的力度不夠,公路施工時對路基邊坡會產生較大的擾動,加之每年的雨季較長、雨量集中,長時間的浸泡使得路基邊坡山體土石層吸水后粘結力降低,嚴重者則會喪失穩定性,形成塌落、滑坡或者泥石流,沖毀路基或堵塞公路。
(1)沿河公路易遭洪水侵蝕沖毀。山區公路由于受地形限制,不少公路尤其是低等級公路沿河而行,雨季來臨河水暴漲、山洪暴發等,路基常因洪水的沖刷而遭破壞。
(2)橋涵過水位置變遷或孔徑設計不當引起水毀。原橋涵過水位置發生位移,或原橋涵設計孔徑不適應現水位水量,致使河水沖毀路基或使涵洞堵塞、淤死涵洞,造成洪水漫溢路面等。
(3)路基設計標高不足。山區溪流由于坡陡彎急,河水下泄時挾帶泥沙情況嚴重,造成下游河床逐年抬高,如果沿河路基設計標高考慮不充分,就容易使河流沖蝕路基,浸溢路面。
(4)公路緊靠山邊,暴雨從山坡匯流直接沖毀公路。山區公路路基大多緊靠山邊,邊坡防護處理不當,防護設施不完善,一遭暴雨,雨水從山坡匯流挾帶泥沙直接沖到路面,造成路面被毀。
土質多位粘土,含水量過高形成的軟土路基也比較多,軟土路基包括飽水的軟弱粘土和淤泥,在軟土地基上進行公路建設時如果路基處理不好,容易產生路堤失穩及沉降過大等問題。
山區公路路基施工時,破壞了山體原來的整體穩定性,因此公路建成后,不穩定的碎石經常滑落下來,尤其雨后、春融期更甚,造成公路邊溝淤塞,路面破損,甚至對行人和車輛構成威脅
(1)加強疏導排水:在公路建設中,雨水疏導的處理方法包括設計專門水渠直接排到地下,在底基層加設排水系統等。設置專門的引水渠道,將暴雨形成的地表徑流引到落(消)水洞中。
(2)特殊基礎:對于橋梁工程采取樁基處理直達基巖層等是最為常用的處理巖溶病害的方法。
(3)土工格柵及土工合成材料:在公路建設中,用土工合成材料防治沉陷或塌陷比混凝土蓋板有顯著的優勢,土工合成材料能增加土體的抗拉強度,提高土體的整體穩定性,緩解因路基施工對溶洞的干擾,從而能有效減少巖溶病害的發生。
滑坡產生的防治三要素排水、減載(力學平衡)、改變滑帶土性質。
排水:地表水或地下水滲入滑體并濕潤滑面,會促使滑坡的產生。一般土體中的滑坡及巖石中的順層滑坡,往往都是由于水的潤滑作用而產生的,因此路線通過滑坡地段時,應對地表水、地下水的情況做好充分調查,并及時處理。對于滑坡體以外的地表水,應予以攔截或引離,滑坡體以上的地表水要設置截水溝并采取防滲措施,盡快疏導匯集引出,以防止滲入滑坡體內。對于滑坡體以內的地下水,多采用滲溝、盲洞、平孔以排除滑坡體內部滯留、存積的地下水。
減載(力學平衡):為了增強滑坡的穩定性,可在滑體的上部采取減輕壓重的方法,以達到力學平衡,避免滑體出現滑動。一般情況下,減重只能減小滑體的下滑力,而不能從根本上解決滑體下滑和位移問題,所以這種方法應當與其他整治措施配合使用。對于尚未下滑的滑體,可根據情況采用抗滑土剁、抗滑片石剁、抗滑擋土墻、抗滑樁、錨桿等支擋工程。對于比較穩定的滑體,可采用漿砌片石防護、種植草皮護面、鋼筋網防護、三維土工網墊草皮防護、預應力錨索框架等坡面防護措施。
改變滑帶土性質:對于軟硬巖石互層所組成的高邊坡路段,對邊坡面上容易分化崩塌的軟弱巖層,可采用噴射混凝土、瀝青涂層、水泥砂漿或漿砌片石等加以護面;對高邊坡上的巖層裂隙應用水泥砂漿填實,以防止裂縫機械擴大和張開。
公路水毀應以預防為主,防患于未然,主要從設計及施工兩個方面入手。
設計上:在勘測設計工作中,把水力問題處治好,公路建筑物的大部分水毀問題就可以得到解決。山區公路水毀型病害一般是沿河公路產生的居多。一般處理方法是:修筑丁字壩、挑壩,將洪水挑離公路,改變洪水前進方向;或修筑漿砌護坡、鉛絲籠護坡腳等構造物,加強路基本身的防御能力;在橋涵易淤位置,加設過水路面,防止路面浸水影響路基穩定,同時利于人工及時清理淤砂,保證公路暢通。
施工上:加強施工質量控制,確保放水毀設施發揮作用。
軟土地基具有地基承載力低、路基的沉降和差異沉降較大路基沉降歷時長特點。
針對這種特點我們對軟土地基處理的目的主要是改善地基的工程性質,包括改善地基土的變形特性和滲透性,提高其抗剪強度。
軟土地基處理有許多方法,如換土法、擠壓法、排水固結法、膠結硬化法、調整路基結構法。對于每一個工程都必須進行綜合考慮,通過幾種可能采用的地基處理方案的比較,選擇一種技術可靠、經濟合理、施工可行的方案,既可以用一種地基處理方法,也可以多種地基處理方法的綜合應用。
碎落石的防止必須根據具體情況進行綜合治理,歸納起來主要為“清、攔、固、遮、”。
清:清除危石,這是防治碎落石最直接也是最有效的方法,但是隨著時間的推移可能會產生新的危石,所以進行危石清理必須經常進行以確保不發生危險。
攔:清理危石是否徹底,直接關系著公路交通的安全,為了防治清除不徹底或者沒能及時清除在路塹頂設置攔石柵或者攔石墻也是一項非常實用的防治措施。
固:對于確定為危石,但是清除有困難的,可以采取水泥漿嵌縫加固。
遮:對于經常性產生落石的地方且落石不是很大的情況下,清、攔都起不到很好的作用,我們可以考慮遮蓋處理,即采用GPRS柔性防護、藤蔓植物護坡等方式對其進行防護也能祈禱很好的效果。
喀斯特山區公路施工歷來是公路施工的難點,防治山區公路病害要依靠科學技術進步,要不斷以新的科學技術成果、新的科學技術知識進行工程實踐,并不斷進行總結提高,有的還要進行必要的模型試驗研究,再繼續進行工程實踐。雖然造成山區公路病害的原因是多方面的,但只要我們能從公路的設計、施工和養護等方面進行預防和處治,山區公路病害將會得到有效控制。