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高速公路滑坡治理問題的研究
摘要:山區(qū)高速公路邊坡的穩(wěn)定關(guān)系到公路暢通,關(guān)系到人車安全,同時,滑坡問題也是山區(qū)高速公路的主要病害之一。筆者針對高速公路邊坡滑坡存在的問題,提出具體防治措施,以期為類似地質(zhì)自然災(zāi)害處治及預(yù)防提供參考。
關(guān)鍵詞:滑坡 防治 加固
0 引言
滑坡是山區(qū)高速公路建設(shè)中最常見也是危害最大的地質(zhì)災(zāi)害,因滑坡的產(chǎn)生條件、影響因素、破壞機(jī)理的復(fù)雜性和多變性,一直是世界各國研究的主要地質(zhì)和工程問題之一。邊坡如果失穩(wěn),就形成滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害,輕則增加投資、延長工期,重則導(dǎo)致建筑物倒塌、甚至造成人員傷亡。目前,滑坡仍然是危害人們生命財產(chǎn)安全的主要災(zāi)害之一。
1 地質(zhì)構(gòu)造
該邊坡工點(diǎn)位于阿蓬江岸邊斜坡中部,坡腳是阿蓬江典型的凹岸沖刷地段。場地在地質(zhì)構(gòu)造上位于濯河壩~大集場緊束向斜的核部,黔江正斷層的下盤,八面山隆起與阿蓬江凹陷的邊緣地帶。巖體中裂隙很發(fā)育,現(xiàn)場調(diào)查主要發(fā)育有3組構(gòu)造裂隙:①產(chǎn)狀為295~341°∠68~85°,延伸3~5m,間距0.15~0.30m,張開寬1~3mm,裂面平整,局部具少許泥質(zhì)充填。②58~88°∠68~79°,裂面平整,微張,延伸2~4m,局部具少許泥質(zhì)充填。結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度差。③產(chǎn)狀為17°∠84°,延伸1.2~1.8m,間距0.35~0.70m,微張,較粗糙,少許泥質(zhì)充填。
裂隙面上的擦痕說明,裂隙錯動很強(qiáng)烈。根據(jù)在收費(fèi)站住宅活動區(qū)開挖的高邊坡(高20m以上)調(diào)查,場地基巖極破碎,局部夾灰綠色頁巖薄層。因此,場地巖體整體上屬破碎類型。
2 邊坡失穩(wěn)狀況
Ⅳ#滑坡平面形態(tài)呈圈椅狀。該滑坡的周界后緣和東側(cè)清晰,根據(jù)地質(zhì)測繪出現(xiàn)的地表裂縫確定,西側(cè)以基巖出露等作為滑坡周界,前緣位于開挖的陡坡上,后緣位于裂縫處。Ⅳ#滑坡地表變形主要表現(xiàn)在2007年12月對收費(fèi)站生活區(qū)場地平整開挖后,形成高邊坡臨空面后,滑坡出現(xiàn)變形開裂,出現(xiàn)較多裂縫,前緣明顯剪出,后緣滑體下滑產(chǎn)生錯位。下移改變地表原來的排水系統(tǒng),使雨水沿裂縫下滲至巖土界面。
3 成因分析
滑坡的形成,是由其地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水及人類工程活動的共同作用的結(jié)果。Ⅳ#滑坡形成的主要原因:人類前緣開挖,使土體形成臨空面,后緣地表水滲入,降低了土體的抗剪強(qiáng)度,增加土體的重度,造成整個土體向臨空面滑移。屬工程誘發(fā)的牽引式滑坡。邊坡在改建過程中,土壤內(nèi)部原有的應(yīng)力狀態(tài)隨著改造過程的進(jìn)行漸漸地發(fā)生了變化,有的邊坡經(jīng)過自身調(diào)整變得越來越穩(wěn)定,最終形成穩(wěn)定邊坡;有的經(jīng)過應(yīng)力調(diào)整,失去平衡,最終發(fā)生崩塌、滑坡、剝落現(xiàn)象。其次,滑坡土體的透水性總體較差,地下水多沿泥巖頂面和強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化的界面地表徑流,連日暴雨使本已豐富的地下水更加充盈,軟弱面的滲水量驟增,加速了滑坡體的運(yùn)動速度。再次,斜坡中部的裂縫為地表水的滲入提供了方便;w中含水量大增,最終達(dá)到飽和狀態(tài),巖體被軟化,邊坡變形失穩(wěn),滑體順坡向路塹滑移。
4 公路滑坡的識別
第一,通過觀察地形地貌來識別:當(dāng)斜坡上有圈椅狀、馬蹄狀地形或多級不正常的臺坎發(fā)育,其形狀與周圍斜坡差別很大;有時斜坡上面有洼地,下部坡腳較兩側(cè)更多地伸入河床;兩條溝谷的源頭在斜坡上部轉(zhuǎn)向并匯合;這些地貌現(xiàn)象告訴我們,這一地段有曾經(jīng)發(fā)生過滑坡的歷史。第二,通過研究地層來識別:發(fā)生過滑坡了的地段,其巖層或土體的類型、產(chǎn)狀與周圍未出現(xiàn)滑動的斜坡有著明顯的區(qū)別。巖層或土體層序較凌亂、結(jié)構(gòu)較疏松的證明滑動過。第三,通過研究地下水來識別。如果地下水含水層的統(tǒng)一性遭到破壞,地下水流動的路徑、排泄地點(diǎn)發(fā)生改變,如果發(fā)現(xiàn)局部斜坡與整段斜坡上的泉水點(diǎn)、滲水帶分布狀況不同,短時間內(nèi)出現(xiàn)原有泉水突然干涸等現(xiàn)象,可以結(jié)合其它證據(jù)判斷可能有滑坡正在形成。第四,通過觀察植被的外形來識別:斜坡表面樹木出現(xiàn)東倒西歪,一般判定是斜坡曾經(jīng)發(fā)生過劇烈滑動的;如果斜坡表面樹木主干朝坡下彎曲、主干上部保持垂直生長,一般認(rèn)為是斜坡長時間緩慢滑動的。
5 公路滑坡的具體防治措施
滑坡是在重力作用下,物質(zhì)由高處向低處的一種運(yùn)動形式。因此,“滑動”的速度受地形坡度的制約,即地形坡度較緩時,滑坡速度較慢;地形坡度較陡時,滑坡速度較快。滑坡的速度快時,人們猝不及防,定會造成巨大生命、財產(chǎn)的損失。在山區(qū),滑坡現(xiàn)象雖然不可避免;但通過采取積極防御措施是可以把危害降到最低點(diǎn)的。
第一,增設(shè)排水口,增加地表排水量。由于本區(qū)滑坡現(xiàn)象主要因暴雨所致。在雨季臨時封閉高速公路易滑坡的一幅路段;臨時在坡體增設(shè)排水孔,排出的地表水盡量減少滲到地下的可能,增設(shè)坡體排水溝,同時要和地下排水措施緊密配合,在滑坡后部修建截水盲洞,以降低樁后地下水。第二,植樹種草,控制水土流失。植物主要是通過以下幾個方面來實現(xiàn)對邊坡土體的防護(hù)功能:①植物以自己的繁密枝葉來消弱雨滴動能達(dá)到對邊坡土體的保護(hù),枝葉吸附了降落到其上的降水,通過物理蒸發(fā)形式返回到大氣中,這樣消弱了邊坡表面的徑流量。②植物腐爛在邊坡表面形成大量的腐殖質(zhì),一方面提高了邊坡土體的滲透性能,改善了土壤的結(jié)構(gòu)。另一方面是邊坡表面變得粗糙,減緩徑流動能。③植物根系起到了對土體“加筋”作用,有效提高土體抗剪切的能力,有效的防止水土流失。第三,用粘土夯實或者水泥槳封堵地表裂縫等應(yīng)急措施,填堵法是一種最常見的治理方法。一般用于裂縫較淺地方的處理。當(dāng)裂縫內(nèi)有基巖出露時,首先把塊石、碎石填入做成反濾層,或采用地下巖石爆破回填,然后上覆粘土夯實。第四,發(fā)揮抗滑樁的作用。加固邊坡抗滑樁具有適應(yīng)性強(qiáng),對滑坡穩(wěn)定性和地質(zhì)環(huán)境干擾小,可多樁同時施工,工期短,見效快的優(yōu)點(diǎn)。目前抗滑樁在只要求不發(fā)生大滑動的情況,還是較好的加固措施?够瑯斗艠佣ㄎ粦(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計文件所提供坐標(biāo)要求,準(zhǔn)確定位。施工前應(yīng)先清除樁位附近表層易滑塌部分,同時做好樁位附近地表水?dāng)r截工作。然后開挖抗滑樁基坑,用鋼筋混凝土澆筑抗滑樁;待澆筑好的抗滑樁達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后才可進(jìn)行相鄰隔樁基坑的開挖。在開挖樁孔過程中,地質(zhì)人員需詳細(xì)記錄地層巖性、含水量、接觸面等情況,若發(fā)現(xiàn)與設(shè)計情況不符時,要及時與有關(guān)部門溝通,以便及時作出設(shè)計變更。第五,改善邊坡巖土體的力學(xué)強(qiáng)度。通過一定的工程技術(shù)措施,改善邊坡巖土體的力學(xué)強(qiáng)度,提高其抗滑力,減小滑動力。修筑擋土墻、護(hù)墻等支擋不穩(wěn)定巖體;鋼筋混凝土抗滑樁或鋼筋樁作為阻滑支撐工程等;有裂隙或軟弱結(jié)構(gòu)面的巖質(zhì)邊坡適用預(yù)應(yīng)力錨桿或錨索加固。
綜上所述,本區(qū)水是引起滑坡失穩(wěn)下滑的主要原因,為此,在滑坡治理工程設(shè)計計算和工程布設(shè)中要充分考慮到這一因素,并以疏排地表及地下水作為治理工程設(shè)計的前提與重點(diǎn)。滑坡治理是一項復(fù)雜的工程,常常不是某一種措施能夠解決得了的,因此,滑坡治理中經(jīng)常使用多種措施相結(jié)合來實現(xiàn)對滑坡的整治,這樣才能取得較好的治理效果。
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