摘要:随着我国公路建设的飞速发展,高等级公路边坡综合防护系统研究日渐引起公路部门的重视。合理布局,因地制宜地选择实用、合理、经济、美观的工程措施,确保高等级公路的稳定和高速行车安全,同时达到与周围环境的协调,保持生态环境的相对平衡、美化公路的效果是边坡设计设计和施工的发展方向。因此边坡防护技术在近几年发展迅速,本文简要介绍和总结了,近几年边坡防护工程新技术的发展和应用。
关键词:公路边坡;防护技术;发展应用;生态技术
1预应力及錨杄技术的发展、应用
预应力锚固是近十多年发展起来的边坡加固的一种新型防护工程措施,在山区公路滑坡防治中也有许多成功的工程实例。它对岩质陡坡和危岩的加固,滑移面埋深浅的岩质滑坡加固效果很好,也可以用于强风化岩质陡边坡加固。
1)力锚索及锚杄框架梁
预应力锚索技术能够充分利用铺索加固软弱破碎岩石,提高岩体自稳能力和承载力,保证工程整体稳定性,改善工程环境,保证路堑高边坡的稳定性,因此,越来越广泛地应用于山区路堑高边坡的防护工程中。预应力锚素、锚杆框架梁应用比较广泛,可以根据地质情况单独应用或组合应用,可以配合锚喷混凝土防护、预应力锚素地梁间浆砌片石护面墙或结合框架植草防护。
青海省平阿高速公路第五合同段K27+200~K29+710属于高边坡地段,最高开挖高度达到107m,该区位于拉脊山北缘断裂带附近,该段边坡岩体中节理裂隙极为发育,岩体被切割成块状,使岩体边坡整体存在失稳,局部存在危石滚动坍塌的趋势。工程采用预应力锚索加节点锚杄框格梁设计,建成几年来的效果看,防护效果非常好。
2)铺杆挡土墙
锚杆挡土墙是利用锚杆技术形成的一种轻型挡土墙,它由钢筋混凝土墙面系和钢拉杆(即错杆)组成。杆挡土墙按墙面的结构形式可分为柱板式锚杆挡土墙和壁板式锚杆挡土墙,当前,我国多用拄板式锚杆挡土挡土板、肋柱、锚杆组成。
色威公路DK382+137.25~382+234.85段处文佃车站内,属于中低山斜坡沟谷地带,工程采用错杆挡土墙技术很好的解决了边坡失稳。
3)土钉墙技术
土钉墙是一种由新奥法发展而来的用于土体开挖和边坡稳定的支护结构。它是由被加固土、放置于原位土体中的细长金属杆件(土钉)及附着于坡面的混凝土面板组成。土钉沿通长与周围土体接触,依靠接触面上的粘结摩阻力,强化受力土体,加强和改善原状土的物理力学性质,使该部分土变成能够抵御其后土压力和变形破坏的“挡土墙”,确保边坡稳定。
河北省杨柏公路K2+800~K2+870段路线左位于沙河和矿坑之间,路基边缘距矿坑边缘最近处仅3m,必须进行边坡综合防治。上述边坡根据坡面土质和岩石构造特征、风化程度、地下水发育等因素结合分析,将防护方法方案确定为土钉支护防护取得良好效果。
4)预应力抗滑桩和预应力铺索(杆)抗滑桩
预应力抗滑桩的加固机理就是依靠桩本身的抗弯及抗剪强度抵抗滑坡推力,充分利用预应力混凝土抗拉能力较好的优点,以新提出的预应力柱体替代抗滑桩受拉一侧的钢筋,用于滑动面附近的重点加固,具有较强的加固功能。
预应力锚索(杆)抗滑桩是钢筋混凝土抗滑桩和预应力错索(杆)的有机结合,钢筋混凝土抗滑桩嵌入稳定基岩,通过在抗滑桩顶部施加预应力错索(杆),锚索(杆)穿过滑坡体铺固于滑动面下稳定的岩层内,使桩、预应力锚索(杆)、锚固段桩周岩土组成一个联合受力体系,用铺素杆)预加拉力和抗滑桩桩身共同平衡滑坡推力。
重庆市万州区关塘口滑坡区是全国四大滑坡区之一,属于坡残层堆积土体与岩体接触面滑坡,工程采用预应力锚杆抗滑桩治理滑坡工程按照合同工期于2003年7月31日顺利交工。经过一年多的检验,在防治区内没有出现滑坡体滑动、位移和异常变形,事实证明采用预应力锚杆抗滑桩治理滑坡是非常有效的。
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2生态技术
一直以来生态公路的研究都是热点问题。在20世纪50年代,发达国家就开始关注公路建设所造成的影响。到80年代后期,开始重视公路沿线自然资源的保护和生态系统的恢复,并建立了相应的公路环保法律体系和管理机制。综合来讲,生态防护有以下几种防护措施。
1)液压喷播植草护坡;2)土工网植草护坡;3)0液植草护坡;4)行香根草护坡;5)蜂巢式网格植草护坡;6)客土植生植物护坡;7)喷混生植物护坡。
90年代末期,交通部科学研究院从日本引进高速公路喷播防护技术,开始对岩石边坡开展绿化试验研究,于2000年在广东省河惠高速公路岩石边坡上修建国内首个高速公路喷播现场试验工程,随后湖南临长高速公路、云南大保高速公路、江苏宁杭高速公路进行了高速公路喷播防护技术的研究并做了试验工程。近几年来生态防护工程因其造价低、优化环境、施工方便快捷的特点,在边坡防护中得到大量应用。
3其它新材料、新技术的应用
近年来新材料新技术的引进极大地促进了公路防护建设的发展。
1)SNS柔性防护系统
SNS柔性防护系统1995年引人中国以来,在边坡崩塌岩石防护领域得到了广泛应用,该柔性防护系统可分为主动防护和被动防护系统两大类。
金丽温高速公路沿线不稳定斜坡及各类地质病害分布范围较广且情况复杂,在K107+750一K107+910段在应用SNS系统后,取得了非常良好的防护效果。
2)CFRP铺杆
CFRP锚杆,作为一种替代传统钢材错杆的新材料,具有轻质高强、抗腐蚀、低延伸率、轻质地、低成本的环保材料特征。将其替代钢材锚杆用于边坡工程加固将会很好的解决钢材锚杆耐腐蚀性能差,施工困难等很久以来困惑工程技术人员的难题。CFRP铺杆技术首次在广东省高速公路项目中得到应用,并取得巨大的成功。
3)土工合成材料的广泛应用
土工织物是由高分子合成纤维制成的一种新型建筑材料,近年来,随着我国经济建设的发展,土工织物的应用范周日益扩大。特别是在公路工程中的应用,也日趋广泛和成熟。
土工织物的产品类型繁多,根据制造方法的不同大致分为如下几种:
Ⅰ编型土工纤维Ⅱ织型土工纤维(即机织物)Ⅲ无纺型土工纤维Ⅳ组合型土工纤维由前三类组合组成的土工纤维。Ⅴ其它:如土工网、土工垫、土工格栅以及各种土工摸和复合组合材料等。
其中,土工合成材料中的土工格室(Geoceil)是由强化的PE宽带(条带聚合物)或其它合成材料,经过强力焊接或钉销连接而形成的一片格状三维结构,它具有很强侧向约東和很大刚度的结构体。在我国西部黄土地区修建公路曾得到很好的应用。经研究,对于黄土路堤边坡而言,有土工格室防护的坡面不会形成连续的冲沟,冲刷深度小于10cm,无土工格室防护的坡面,可形成连续的V型冲沟,冲刷深度可达20-30cm;采用土工格室防护时,可以减小40%的冲刷量,说明土工格室对黄土路堤边坡的冲刷防护效果明显,是一种有效的边坡防护方法。
4)柔性挡墙技术
近年来以自嵌式干垒重力式或干垒加筋土挡墙技术为代表的柔性挡墙技术发展迅猛,它是一门刚刚兴起并迅速发展的新技术,由于其具有抗震性能好、施工简单、环保、造价低廉、对基础的要求低、造型美观等特点,而被广泛应用于工程中。使用干垒加筋挡墙有利于节省资金,有利于资源的可持续发展;在我国具有广泛的应用前景。
参考文献
[1]黄超.公路边坡防护技术探究[J].黑龙江交通科技,2013,12:31.
[2]李德军.边坡防护技术在公路施工中的应用[J].河南科技,2013,(22).
论文作者:王宜周
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/9/17
标签:防护论文; 预应力论文; 土工论文; 挡土墙论文; 公路论文; 工程论文; 护坡论文; 《基层建设》2019年第16期论文;