高速公路路堑边坡防护加固技术论文_杨秀鹏 张渊

高速公路路堑边坡防护加固技术论文_杨秀鹏 张渊

(中国建筑土木建设有限公司)

摘要:本文从高速公路边坡加固技术的现状开始,谈到了高速公路边坡面临的现实条件和边坡病害的原理。在此基础上介绍了几种边坡加固的类型以及其优缺点和适用情况。最后总结加固方法的选取要根据工程特点、施工条件、经济水平来衡量选用。

关键词:边坡加固;高速公路;防护措施

一、前言

目前,高速公路以其特有的优势成为我国重要的交通手段。高速公路因其线形、纵坡等方面的约束需要,高填深挖路基较多,由此产生的各类边坡,如加固和防护措施不得力,极易引发各种边坡病害。如何对开挖后的边坡进行合理的稳定性评价和加固成为高速公路建设中的一个难题。

二、高速公路边坡加固技术现状

边坡可分为自然边坡和人工边坡,边坡工程一般指人工边坡,是一种把自然边坡经人工填筑或开挖形成的工程地质体。边坡工程涉及领域很宽,不同行业的边坡工程各具特色。对单个边坡而言,矿山工程边坡高陡,水利工程边坡需要考虑水位升降、洄水影响以及流水侵蚀等诸多复杂的因素。公路边坡具有自身特点,线长点多,地质条件种类多,情况复杂,安全度要求高。坡高相对较矮,坡度略缓,一般直接开挖于地表,其坡高通常为几米至几十米,百米以上高边坡并不多见。边坡多由残坡积、全风化、强风化、中风化、微风化和未风化等不同岩层构成,工程性质相对复杂,值得重视。

边坡病害的类型主要有滑坡、崩塌、泥石流、错落、流坍、冲刷、剥落等,其中滑坡、崩塌、泥石流被称为是山区公路的三大主要地质病害。

三、边坡稳定的因素及措施

(一)边坡稳定的因素。影响边坡稳定的因素很多,总的归纳起来可分为两大类:即自然因素和人为因素。

1、自然因素:公路是特殊的带状构造物,每条公路都要穿越很多地区,由于受地质构造和地形条件等因素的影响,每一个小区域都有不同的地质和气候条件。

2、人为因素:一条公路的建设和使用管理,都是由人去实现的,根据建设程序和内容,并结合已建公路的情况看,影响边坡稳定的人为因素可归集为三个方面:即设计因素,施工因素和养护管理因素。

(二)稳定边坡的措施。坡比与台高:首先值得注意的是:公路边坡不能太陡,但也不是越缓越好,对于填方边坡采和1:1.5=1:2基本适合,而挖方边坡特别是高边坡却值得认真研究。土质或强化石尽边坡。第一台高6M,坡比取1:0.75——1:1以后各台高不大于8M,坡比取1:1-1:2.25

石质边坡。第一台高8M,坡比1:0.5—1:0.75,以后各台高不大于12M.边坡的防护与加固:

1、加固措施。防护是在边坡自身稳定的基础上进行的,首先应当考虑边坡的加固,加固的方法很多,较有效的方法有:抗滑墙、抗滑桩、预应力锚索、压浆锚柱等。这里值得一提的是:“边防排水”也应作为间接加固边坡的一种方法给予重视,边坡坍塌几乎都是在雨季出现,所以,其作用是显而易见的。对防排水系统的设置为坡顶截水沟按常规方式设置,而坡面碎落台水沟不必每台都设置,在第一台上设备一道水泥混凝土截水沟即可。以上各台浇筑坡度1.5%,厚度20CM的水泥混凝土封闭,在边缘设置拦水带,每25M左右设一道排水沟,将水排入第一台截水沟就能达到理想的排水效果,此外所设竖向排水沟还可以起到对边坡加肋的作用,取消高边坡碎落台上的截水沟可以避免由于施工质量不佳而造成的渗漏水现象[3]。另一非常值得重视的问题是,在土质或强风化岩石上边坡的坡角也就是路基侧沟边缘,应设置抗滑墙或抗滑桩,以避免牵引式滑坍的产生。

2、防护措施。以往的边坡的防护主要考虑防冲刷,防风化即可,现在的边坡防护还要考虑美观利用环保问题。为减少水对边坡的危害,就加上防渗水问题,根据以上几方面的要求,对边坡防护问题提出如下建议:

下边坡。下边坡采用菱形网格加植草防护并加密排水沟。

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上边坡。上边坡第一台,根据不同地质情况采用护面墙,浆砌片石护坡,窗孔肋式护坡,六角空心砖护坡等防护形式。

以上根据不同地质情况,采用菱菜风格,窗孔肋式护坡,喷射混凝土等防护形式。上述防护形式除护面墙,浆砌片石护坡和喷射混凝土外,其他都可以在其上加植草防护,以恢复自然环境和美化公路,另外,稳定性较好的岩石边坡不必再进行污工防护,只需在一些低凹处放置一点耕植土,种植耐旱性较好的抓藤植物起到美化作用。

四、边坡柔性防护系统

是以钢丝绳网为主要特征构件,以覆盖(主动防护系统)和拦截(被动防护系统)两种基本形式来防治各类坡面地质灾害和爆破飞石、坠物等危害的柔性安全防护系统。

边坡柔性防护系统从防护原理和目的上可以分为主动防护系统和被动防护系统两类。

1、主动防护系统:采用锚杆和支撑绳固定方式将钢丝绳网和钢丝网覆盖在具有潜在地质灾害的坡面上,从而实现坡面加固或限制落石运动范围的一种边坡柔性防护系统。

2、被动防护系统:采用锚杆、钢柱、支撑绳和拉锚绳等固定方式将钢丝绳网在坡面上形成栅栏形式的拦石网,从而实现拦截落石的一种边坡柔性防护系统。其功能是拦截和堆存坡面落石。

五、边坡柔性防护系统的适用范围:

以钢丝绳网为主要构成特征的柔性防护系统,可以用于高速公路边坡的崩坍、坍塌、落石、坍滑、风化剥落、碎落和泥石流等坡面以坡面或浅层破坏为特征的坡面地质灾害以及雪崩、岸坡冲刷、爆破飞石、坠物等危害防护中。

六、高速公路边坡防护系统的研究成果

(一)剖析了路基边坡的病害类型和原因,提出了在边坡防护方面理论上的欠缺和在工程中缺乏综合设计的观点;

(二)通过对边坡水力学特性和锓蚀机理的研究,指出了公路边坡侵蚀的影响因素和侵蚀机理;

(三)通过对各种边坡防护类型的分析及其特点研究,提出了防护类型选择的原则;

(四)通过对公路植物的特性研究及适应分析,推荐了公路常用植物的外观特征、气候、土壤适应性及建植、管理特点,使植物防护的选择有据可循;

(五)根据公路自然区划和地质特点,首次提出了公路防护区划的思想;

(六)提出了高等级公路边坡防护的设计原则;

七、结语

边坡稳定性分析及加固理论技术研究由来已久。国内外学者曾从静力学观点和理论出发,对边坡失稳滑动形成的条件、作用力因素、滑体结构、滑体尺寸方面进行考虑,对边坡进行勘测,运用极限平衡法分析计算来评价边坡的稳定性,并采用适当的加固技术防护边坡,实践证明是成功的。目前,边坡稳定性分析无论从理论上还是方法上都日趋成熟,提出了多种评价边坡稳定性的方法,这些理论技术均不同程度地推进了对边坡稳定性的研究。

在进行加固方法的选择时,需要正确分析边坡失稳机理,准确评价其稳定性,合理地进行下滑力的计算,这是选择加固设计方法的关键。因此,在进行加固设计时,首先要结合工程所处的地质环境,分析边坡可能出现的破坏情况,然后结合工程特点,提出相应的加固方案,最后综合考虑施工方法和经济条件选择便于实施的加固方案。

参考文献

[1]刘卫东.浅析高速公路高边坡加固方法.交通标准化,2015年第1期.

[2]陈增新.高速公路高边坡加固的设计方法.中国科技信息,2013年第13期.

[3]何福道.高速公路边坡防护与加固初探.公路.2011年2月第2期.

论文作者:杨秀鹏 张渊

论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年3月上

论文发表时间:2018/9/11

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