国省干线公路边坡地质灾害隐患识别技术研究论文_袁新鹏

国省干线公路边坡地质灾害隐患识别技术研究论文_袁新鹏

摘要:在改革开放的新时期,我国的经济在快速的发展,社会在不断的进步,我国的国省干线公路也迎来了井喷式的发展,截止十三五初期,公路总里程达446.39万公里,其中国道达17.92万公里,省道达32.28万公里。在公路项目中,边坡一般是自然或人工形成的一种常见项目形式,因地形地质条件复杂,国省干线公路在日常养护工作中,滑坡与边坡地质灾害是一项重要的地质问题。自然或人为作用下,边坡破坏形式主要包含滑坡、滑塌、崩塌就剥落。基于此,本文主要论述了国省干线公路边坡灾害防治工程相关知识。

关键词:国省干线公路;边坡;地质灾害;隐患识别

引言

安全施工是工程项目的基本要求,各种安全控制技术和施工方法在以往的施工中不断完善,为之后的安全生产积累了丰富的经验。在边坡支护项目建设过程中,边坡自身的不稳定性和大量的高空作业给安全施工带来巨大的考验。本文对国省干线公路边坡地质灾害治理和防护工程的安全施工技术流程进行归整以供借鉴。

1边坡工程特点

国省干线公路建成通车以来,随着运营时间的推移,在各种自然营力的作用下,边坡防护结构物出现老化,此外,边坡开挖后,破坏了原坡体的自然平衡,如开挖卸荷造成岩土体中出现裂隙,地下水逐渐随着裂隙发育而贯通,最终形成地质灾害。通过现场调查分析,该国省干线公路沿线边坡存在以下特点。1)土质、二元结构边坡绿化较好,坡面植被发育,多以灌木刺槐为主,具有很强的季节性,岩质边坡坡面绿化较差,多裸露。2)边坡排水系统不够完善。大部分边坡坡顶及平台未设截水沟,坡面冲刷较严重,坡体排水系统(挡土墙泄水孔等)大多堵塞失效,局部结构物(锚头)出现渗水等。3)在营运过程中,部分防护结构物出现不同程度的变形及损毁迹象。

2国省干线公路边坡地质灾害类型

2.1崩塌

国省干线公路陡坡岩块体积大,长期风化影响下,遭受雨水侵蚀,出现纵横交错的裂缝,重力与其它因素影响下,与岩体脱离,出现向下的倾倒、脱落与滑移。或国省干线公路修建过中,开挖施工作业中,人工坡比较多,其出现使得山体原有岩石结构与形状发生改变,雨水与振动作用下,斜坡极易出现落石与流动,坡脚出现堆积。

2.2滚石

滚石危害主要发生于高陡边坡,坡表孤石在地震、风荷载及降雨冲刷等不良作用下,容易从坡表滚落,尤其是位于坡体中上部的孤石,由于具有较大势能,滚落过程中势能转化为强大的动能,可能滚落至路面,危险过往车辆的安全。

2.3块体崩落

此类变形破坏一般发生于具有不少于3组结构面且临空条件较好的边坡,岩体受多组结构面的强烈切割作用,呈块体状,这些块状岩体在自身重力作用下,易向临空条件较好的一侧(一般为开挖面)产生崩落破坏,最终在坡表形成大小不一、形状不规则的空腔。

2.4泥石流

山区沟谷中,大量急促性地表径流冲击下,形成大量泥沙与石块物,冲击力强,这种特殊洪流就是泥石流,形成过程复杂,爆发具有突然性,且凶猛、流动速度快,达到每秒数米与数十米,有较大的惯性,爬坡能力强,其造成的破坏是毁灭性的。

2.5浅表层滑塌

此类变形破坏模式主要发生在土质边坡和浅表层为松散堆积的残坡积土的岩质边坡中,坡体浅表部土体或松散覆盖层受强降雨影响,在土体或者覆盖层内部发生圆弧状滑塌破坏,或沿基岩和覆盖层的交界面发生滑塌破坏。

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3典型识别方法的应用

3.1无人机航拍

对某些高位地质灾害隐患,人员难以到达,就可考虑使用无人机航拍辅助调查,充分发挥无人机高分辨率、高时效性、高移动性等优势。以依托线路某工点为例,该边坡沿线路走向长160m,最大坡高50m,边坡近垂直开挖后基岩裸露,坡面受风化剥蚀及原施工爆破震动影响,裂隙发育。为获取边坡裂隙、危岩发育情况,查清边坡基本特征,采用无人机由远而近航拍,以获取边坡的基础信息。

3.2物料运输

坡面施工所需的材料和机械设备的上下运输,一般使用卷扬机。卷扬机的安设应有相应的设计方案,其安设位置和吊装荷载等,必须严格按设计方案来执行。施工时,吊装索道下方不得站人,卷扬机司机和物料接收人员应各配对讲机进行沟通。同时,必须安排人员定期对绳索和上固定端、地锚进行检查,发现绳索断股、卡扣松动、地锚失稳等现象时立即停止吊装并采取措施。恢复作业前必须经过重新验收合格。

3.3水平排水孔施工

(1)施工初期,使用潜孔锤预先钻出两个钻孔。由于边坡的地层含有大量的水,水平孔中容易积水,使得在排粉过程中形成结块,对空气清孔造成一定影响。因此,在此过程中,应选用水泵供水钻孔法,这样不仅可以极大的缩减使用空压机的费用,还能有效避免发生以上实际问题。(2)试验证明,MD-50钻机由于动力不足,最大钻孔深度仅为30m。所以,在本次施工中选用MK-5钻机。分析得知,由于钻机的自重较大且地层的软硬程度不一,所以钻机扭矩会因此受到一定影响,使得实际的钻进孔深能力比预期要低。(3)水平排水孔施工产生的大部分岩粉会积攒于钻孔下方,在运用外平钻杆进行施工的过程中,循环水很难完全清除掉附着的岩粉。此时,应改用螺旋钻杆,依靠翼片提供的旋转推理可以对附着的岩粉进行完全的清除。(4)任何一种水平排水孔都会对定向防斜提出一定的要求。为确保塑料花管流畅下孔,钻进过程中应对进压压力进行相应的控制,始终保证进尺速度均匀,以此避免由于钻进速度较快而出现的偏斜现象。另外,在钻杆和钻头之间还需配置扶正器,以此更好的防止倾斜。

3.4三维激光扫描

对一些高陡、基岩裸露具有地质灾害隐患风险的岩质边坡,可采用三维激光扫描对边坡特征段、重点部位进行扫描,获取边坡点云数据。以依托线路某工点为例,该边坡沿线路走向长100m,最大坡高35m,边坡近垂直开挖后基岩裸露,坡面不规整,为获取边坡特征位移情况、潜在隐患部分的体积及裂隙情况,采用三维激光扫描技术进行相关参数获取。

3.5抗滑桩

其主要指在稳定性边坡土体中将某桩体埋入其中,桩与土共同影响下,承担土体下滑力,对滑动的土体进行稳定,该支挡结构即为抗滑桩,其是被动受力的,是防治滑坡问题的一种有效工程结构物,对滑动面突出的非软塑性滑坡体有较好的作用。其位置设置灵活,即可集中设置为整个滑体提供重要的支撑力,利用分级阶梯状布置使滑体获得支撑力。

结语

1)国省干线公路建设工程将陆续进入养护阶段,养护压力大,其中边坡养护问题突出,目前虽然有一些规范、标准、指南及办法等成果为边坡养护指明了方向,但针对具体的实施过程,仍有一些难点、痛点,需进一步研究。2)根据营运国省干线公路边坡特点,在边坡地质灾害隐患识别过程中可将边坡划分为自身构造、排水系统、支护结构3大要素分别识别,初步建立了3大要素的具体识别指标,使隐患识别工作更具有实施性、操作性及针对性。3)分析了目前地质灾害隐患识别工作通常采用的“群专结合”方法的优缺点,并结合营运公路边坡特点,探讨了以拉网式专业排查为主、无人机航拍及三维激光扫描等手段为辅的隐患信息识别方法,最后结合实际工点,开展了以上识别手段的相关应用示范。

参考文献

[1] 翟文光.运营高速公路边坡养护管理系统开发[D].重庆:重庆交通大学,2017.

[2] 公路养护技术规范:JTG H10-2009[S].北京:人民交通出版社,2009.

[3] 公路路基养护技术规范:DB34/T 2688-2016[S].合肥:安徽省质量技术监督局,2016.

[4] 公路边坡养护技术规程:DB33/T 2099-2018[S].杭州:浙江省质量技术监督局,2018

论文作者:袁新鹏

论文发表刊物:《城镇建设》2019年22期

论文发表时间:2019/12/12

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