高速公路高边坡滑坡勘察及处理分析论文_胡焌

高速公路高边坡滑坡勘察及处理分析论文_胡焌

武汉综合交通研究院有限公司 湖北武汉 430015

摘要:随着我国公路建设事业的快速发展,人们对于道路的安全性提出了更高的要求,道路高边坡滑坡是当前公路建设项目开展过程中时常遭遇的问题之一;而道路高边坡滑坡治理工作既是道路建设工程中最迫切需要、最为核心的环节,而且也是整个道路工程施工过程中的难点工作以及重点工作。

关键词:高速公路;高边坡;滑坡勘察;处理

1滑坡影响因素分析

滑坡体的形成包含内因和外因两个方面,相互联系,相互补充。滑坡体的破坏机理是由多种因素叠加而成的,其中内因包括:地形地貌、岩层性质、地质构造、气象水文等地质因素,外因包括:持续强降雨、地表水流作用、人类活动等,造成大量水深入边坡,边坡下滑力大于抗滑力时边坡才会失稳。

1.1人为因素

滑坡体总体变形主要表现为前缘边坡首先变形、滑动为滑坡体的形成提供了高陡的临空面,斜坡前缘岩土体失去支撑产生滑坡变形而又未处理,坡体后部因滑体前部滑动失去支撑推移变形而随之滑移,切坡导致原有的地应力释放,改变原有地下水的流通通道,导致大量的雨水渗入不断往下渗透,降低了岩土体的抗剪强度和增强了岩土体的容重,特别施工放炮的震动影响下更为不利,从而导致滑面(带)不断加深,下滑推力不断增大。

1.2水文因素

降雨对边坡的影响,主要表现为雨水的入渗。强降雨的大量雨水渗入边坡,导致边坡岩土层吸水饱和,进而软化,地下水位上升,边坡土体的抗剪强度降低,静水压力增大,不利于滑坡的稳定。

降雨形成的地表径流通过裂缝、裂隙、孔隙大量入渗,并沿松散层孔隙及风化带裂隙向风化岩体和边坡下方缓慢渗流,孔隙水、裂隙水长期在土体及风化层赋存渗流,并使岩石力学性质急剧降低。在地下水的长期作用下,在岩石内部形成了贯通的软弱夹层,形成软弱滑面,这就为斜坡的失稳提供了内在条件,在强降雨作用下易沿软弱面发生整体滑动。

1.3地形地貌

边坡总体地形南东高北西低,坡面坡度陡-缓-陡,呈倾斜状,后缘地形坡度在15~35°、滑坡体中部地形较平坦,呈阶梯状,前缘为7~25m高的临空面,地形坡度45~55°,且该滑坡体位于两山脊之间,易于地表水汇集,整个地形又不利于地表水的排泄,而有利于地表水由后缘裂缝渗入坡体,在强风化与中风化接触带长期赋存运移,软化了岩体而形成泥化软弱滑动带,为滑坡体滑移失稳创造了有利条件。残坡积岩土体由山脉向下运移而堆积在中下部斜坡上,形成的松散堆积体;经过长期的地质作用,进而演化形成了现有的空间形态。

2公路滑坡灾害的防治措施

2.1设计绕避线路

在公路设计初期采取措施,使线路绕避滑坡体,以避免遭到滑坡危害。绕避滑坡的措施除了改变线路之外,还可以用隧道避开滑坡或者用桥梁跨越滑坡,如果滑坡体不大,甚至可以完全把坡体清除。

2.2提早预防

在工程开展前期,应多向政府汇报、协调,将实地调查中发现的滑坡隐患及时向有关部门汇报,争取得到林农部门配合,在滑坡易发区临公路面山坡进行封山育林、撒播草种,严格禁止乱砍滥伐现象,以增加降水涵养量,防治水土流失,确保公路上侧山体稳定,以期达到消除滑坡隐患的目的。

2.3排水

通过设置地上和地下的排水系统,把水排除到滑坡体以外,阻止水对滑坡体的破坏作用。水对滑坡的作用至关重要,它极有可能给滑坡发展造成加速的作用。排水工程分为地表排水和地下排水。地表排水是滑坡应急工程之一,也是长期治理滑坡所必不可少的工程措施。无论是地表排水还是地下排水,设置原理不外乎“截排护填”四个字。

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2.4力学平衡法

力学平衡是使受力不平衡的滑坡体达到受力平衡状态,以此阻止滑坡的产生。具体方法有减重工程、反压工程和支挡工程。其中减重工程是为了减小下滑力,反压工程和支挡工程是为了增加抗滑力。一般来说,在滑坡上部减重、前部反压是较为经济有效的措施,条件允许时应优先采用。当无减重、反压条件时,只能采用支挡工程。支挡工程包括抗滑挡土墙、抗滑桩、锚索、抗滑键等等,是通过设置支挡结构以支挡滑体,把滑体稳固在地层上。抗滑挡土墙是在滑坡治理中广泛使用的支挡工程措施。一般为重力式挡土墙,依靠重力和摩擦力抵抗下滑力。

2.5施工治理

对工程施工阶段中遇到的滑坡隐患,应该分析滑坡灾害可能发生的位置及原因,有针对性的进行治理。根据滑坡体的类型不同,在充分考虑造价问题的基础上,可采用强化排水、圬工防护、综合防护及改变滑坡面岩土状况等四种治理措施。在治理过程中要把排水设施的建设与滑坡灾害的防治结合起来,重点隐患部位的公路上侧山体及临河路段的护坡,一定要站在预防滑坡的高度进行综合考虑,根据实际情况,可以对易滑坡山体修建排水设施,防治降水对山体的直接冲刷。圬工防护多采用护面墙、浆砌片石、块石、混凝土预制块、喷浆、抹面、锤面等方式,适用于多数情况。对于建设中易发滑坡的滑坡体,高边坡山坡顶部有悬空孤石等情况,可以采取措施进行预滑坡处理,使之发生可控的小范围滑坡,进而消除其岩石临界应力,消除滑坡产生的条件。

3工程案例分析

3.1滑坡概况

某地的高速公路采用高填土路基,其中的K11+280、K15+800两段路基位于复杂的丘陵地形中的山前冲沟地带,由于特殊的地形和地质构造,使得该高速公路的两段路面在建成两年之后出现了较多的裂缝。其中,K11+280路段的裂缝范围在一级路堤和二级路堤中最高值分别有10.0m和19.0m;K15+800出现的裂缝范围最高达15.0m。这两段路段分别为二级深填方路段和一级高填方路段。

3.2实地勘测

通过工程建设人员的实地观测和勘察,K11+280路段已经发生了一定程度的变形滑动,其中一级边坡部分形成了较为明显的滑动体,此外由于雨水冲刷和土体发生错动,进一步导致了滑坡体的位移。二级边坡的破坏体尚不明显,需要进一步的详勘以确定其稳定性和安全性。对于K15+800公路段,其破坏特征同样尚不明显,与K11+280路段的二级边坡情况类似,因此需要进一步确定是否会发展为滑坡。由于该时期正值当地雨季,降雨对边坡的稳定性会造成影响,发生滑坡的隐患,因此需要进一步对边坡土体的土层性质和参数进行试验分析,从而更加准确的确定这两段路堤的实际状态。

3.3勘察结果

通过对K15+800路段的勘察,发现该路段的土层特性与K11+280基本一致,均为上部沥青碎石,同时也有一定程度的相对厚度变化。在该路段中,局部设置了土工格栅,土层的性质为压实的素填土,呈软塑状态。

勘察结果显示,K11+280路段中的一级边坡与K15+800路段中的均有一条较为明显的土层软弱带出现。通过观察其状态,可以大致确定不是施工造成的结果。软弱带通常与滑动面呈现相同的滑动方向和位置,造成滑坡体之间的相互错动。此外由于当地的雨水冲刷和土体中的排水路径被堵塞,均导致软弱带的土体含水量增加,土体的有效抗剪强度进一步下降。另外,K11+280路段的二级边坡则不存在明显的软弱带。

在K15+800路段的一处挖填土交接处,发现了路基以下的8m处存在一定范围的杂填土,这表明了在路面施工时,没有及时清理好原位置处的不良土层,这是导致滑坡和路面出现裂缝的主要原因。

总之,道路高边坡滑坡不仅会影响到道路工程的整体质量,而且会威胁人们的生命安全。因此,在初期的勘察设计阶段应尽量识别潜在滑坡区域,并采取相应的处理措施,当因无法识别而产生滑坡时,我们可以采取抗滑桩等方案进行处理,并能产生很好的效果。

参考文献:

[1]李鹏.高边坡滑坡机理分析及处治[J].四川水泥,2018(05):315.

[2]王永亮.高速公路路基高边坡滑坡机理及防治措施分析[J].交通世界,2018(14):27-28.

[3]毛盾.高边坡滑坡原因分析与处理方式探究[J].中国高新区,2018(05):203.

论文作者:胡焌

论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期

论文发表时间:2019/8/27

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