山区高速公路边坡勘察设计常见问题论文_陶春梅

山区高速公路边坡勘察设计常见问题论文_陶春梅

引言

我国西部山区是基础设施和经济相对落后地区,在大力发展交通建设的今天,西部山区高速公路建设是其重点,而我国人口众多,耕地较少,高速公路选线时既要考虑沿线经济和发展,同时还要尽量少占用耕地,因此,山区高速公路的桥梁,隧道较多,高切边坡也众多,山区本身就是地壳运动的结果,其地质结构、地层、地形地貌复杂多变,线路的地质勘察由于受专业、认识等的影响,对线路边坡中某些地质现象认识不全而未加重视,其边坡施工设计措施在某些重要地段或工点针对性不强,主要根据公路路基设计规范考虑岩石种类、风化程度、边坡高度等设计边坡,造成加固防护措施不力,在施工中出现一系列的边坡稳定性问题,有的造成已施工的加固措施损毁和经济损失;相反,对于较稳定边坡,加固过于强大,则造成浪费。而在施工前,请边坡专家对沿线进行调查分析,结合现场的地质现象、工程对象边坡的工程地质特征、所切边坡的实际状况和设计措施,利用边坡专家的知识经验,可以发现边坡在现有设计措施条件下可能出现的工程问题,及时反馈给工程管理和设计人员,调整相应设计方案,减少工程损失和工期浪费,达到事半功倍的效果,本文将通过几个实例说明请有经验的边坡专家在施工前调查的重要性。

1 山区高速公路边坡设计的特点

1.1 应急设计

山区高速公路边坡的形成有一个很长的孕育过程,但是山区高速公路边坡发生的灾害也往往会具有突发性特点。为了减轻或者防止山区高速公路边坡地质灾害的发生以及危害程度,应当开展相应的防治工程设计,要具有应急设计的特点,因此在这种情况下,应当是边设计边施工。

1.2 非标准设计

众所周知,不同类型的边坡具有不同的特性,即使是同类型的灾害和边坡也会因为成因机制、形成条件以及稳定状态的不同而具备不同的特点。所以山区高速公路的边坡治理工程设计是非标准设计,必须要对每个边坡进行针对性的具体性的设计。

1.3 综合防治性

应当针对山区高速公路的每一个边坡所具有的特点,在每一个不同的部分具体采取相应不同的措施,进行综合防治就会显得尤为重要,就算是工程投资不能一次性到位,那也应该在智力方案的基础上进行进一步分解,并且采取分步、分期实施的方法进行综合性的防治。

2 山区高速公路边坡设计问题分析

2.1 边坡形状的选择问题

边坡的形状主要有三种类型,如折线形、台阶性以及直线型。所谓折线形是指从上到下按照岩土的性质区别采取相应的不同坡度,但是当挖方高度范围内岩土的密实程度以及破碎程度特别显著时,应当采取适应各自稳定性的下缓上陡的折线形边坡。同时变坡点的设置却也不应该设置过于多,一般应当在3次左右较为适宜,以免让施工超出掌控范围或者是变坡点的附近遭到坡面水的侵蚀。其次,在台阶性边坡形状选择时,应当在岩土层分解处或者是边坡中部设置2cm左右的平台,值得注意的一个问题是,平台设置3%左右的向外横坡从而进行排水,这样做的一个好处就是可以进一步提高边坡的稳定性,继而阻挡上方坠下来的碎屑,从而有利于施工的进行。另外直线型主要是指从坡顶到坡底采用单一的坡度,只有当沿途的性质较为一致、岩坡高度不大的时候才可采用。综上这些边坡形状,在进行选择是应该具体问题具体分析,选择最适宜的边坡形状进行施工设计。

2.2 边坡坡度的确定问题

这里主要是说岩石边坡和土质边坡的选择问题。对于土质边坡来说,应当按照土的密实程度、地表水的情况以及边坡高度和图的成因类型及时代而定。高速公路以及一级公路由于车流量比较大,如果发生问题,维护和养护问题将会变得很困难。所以,边坡的坡度应当在1:1到1:1.75之间进行取值,这样做既能够做到边坡绿化,又能够进一步增强边坡的稳定性。至于岩石边坡,应当依据岩石的风化程度、边坡的高度、地质构造、岩性以及施工方法、地震作用等综合因素进行分析,对于容易风化的岩石以及泥灰岩、千枚岩等等,坡度就应当比规定的取值范围适当增大一些,同时要充分的考虑爆破过程中岩石坡面松动所带来的碎石滑落问题等等。对于那些遭受岩层构造面的控制同时处于严重风化破碎带或者构造破碎带的岩石边坡,其坡度就应当依据具体的情况加强防护措施,并适当放缓一些。

3 山区高速公路边坡勘察设计要点

3.1 重视地质选线

在进行山区高速公路边坡勘察工作中,不仅需要采用先进的勘察技术和设备,而且还应该坚持安全性和经济型原则,这样才能有效提升地质勘察质量,保证勘察结果精度,从而为工程设计提供可靠的参考依据。另外,在山区高速公路勘察设计中,地质选线以及线路方案优化至关重要。在进行地质选线过程中,应该尽量选择地质条件比较好、地质灾害比较少的区域,尽量避免地质环境对于勘察结果的影响,同时,在进行高速公路选线过程中,还应该对地质环境因素进行综合分析,秉持协调性原则。除此以外,还需要注意的是,对于不可避免的恶劣地质条件以及特殊地段,应该兼顾适时性,优化设计方案,而这就要求地质勘察技术人员能够与路线设计人员加强沟通和交流,对于拟定的工程线路进行全面勘察,对于重点区域,还应该进行实地调查测绘,这样才能够充分掌握实际地质信息,并结合实际情况对设计方案进行调节。

3.2 采用先进的RS与GPS技术

山区地质条件比较复杂,而且地形地貌多变,在进行边坡勘察时,如果采用传统的外业勘察技术,则勘察效率比较低,而且勘察成本比较高,容易受到自然环境因素的影响,勘察质量无法得到保障。对此,可以采用先进的RS技术以及GPS技术,这样不仅能够有效提高地质勘察工作效率,而且还能够保证勘察精度,从而为工程设计提供可靠的参考依据。其中RS技术图像真实度比较高,而且覆盖面比较广,能够有效消除地形条件的不良影响,在获得地质图象的基础上,采用读图软件对图象进行分析处理,能够有效避免不良地质对于勘察精度的影响。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除此以外,在进行综合工程地质调绘过程中,还可以采用GPS技术对施工现场进行全天候精确定位,在最大程度上减少工作量,提高地质勘察工作效率。

3.3 合理选择边坡形状

在高速公路边坡设计中,常用的边坡形式有三种,即折线形、直线形以及台阶形。其中,折线形指的是根据从上至下的顺序,依据岩土性质实际情况采用相应的坡度设计形式,在此过程中需要注意的是,如果在挖方高度范围内,岩土密实度以及破碎程度比较明显,则应该采用稳定性较高的下缓上陡折线形边坡。在边坡点设置时,不应设置过多边坡点,一般为3个边坡点,这样能够有效避免边坡施工超过掌控范围,同时还能够有效避免边坡点坡面受到水侵蚀。其次,直线形边坡设计形式指的是在岩土性质一致,并且岩坡高度比较小时,从坡顶到坡底统一采用的一种坡度形式。最后,台阶形边坡设计形式指的是在岩土层分解位置或者边坡的中部位置设置平台的边坡形式,在设置平台时,一般还需要设置3%左右的向外横坡,保证排水,提高边坡稳定性。在具体的边坡设计过程中,必须根据边坡勘察结果进行选择,这样才能保证边坡设计形式的适应性,提高边坡稳定性。

3.4 合理确定边坡坡度确定

在山区高速公路边坡设计中,还应该合理选择岩石边坡以及土质边坡。在进行土质边坡设计时,应该结合实际情况选择岩土体密度、地表水实际情况、边坡高度的成因类型。山区高速公路的车流量比较大,在实际运营过程中容易受到各类因素的影响,而山区高速公路的维护和养护难度比较大。因此,在山区高速公路边坡设计时,边坡坡度的取值一般选择在1∶1~1∶1.75之间,这样不仅能够有效提升边坡稳定性,而且还有利于种植边坡绿化。在进行岩石边坡设计时,应该综合考虑岩石的风化程度、边坡实际高度、边坡地质构造形式、岩土性质以及施工技术水平等因素,比如,如果岩石容易风化,或者为泥灰岩、千枚岩等,则在进行坡度选择适,坡度取值应该适当大于规定取值,同时,还应该综合考虑在爆破施工过程中可能会造成的岩石坡面松动问题;另外,如果岩石边坡已经受到岩层构造面控制,并且处于严重的风化带,则在进行坡度设计时,并结合实际情况采用一定的防护措施。

3.5 优化边坡坡率及防护形式设计

山区石多土少,而且土质一般为粘土,因此山区边坡稳定性比较差。对此,在进行高速公路边坡设计过程中,如果设计人员如果依然硬套规范指标,则会影响高速公路边坡稳定性。如果高速公路施工地区雨水比较少,则可以采用拱形骨架的坡面设计形式,方案实用性比较强。

3.6 优化软基处理方式应结合施工场地设计

对于高速公路边坡软土地基,一般可以采用冲击碾压、碎石桩、强夯以及换填处理技术,其中,冲击碾压技术以及强夯法都需要应用大型机械设备。但是,山区高速公路的交通条件比较差,施工便道线形指标一般比较低,因此大型机械设备很难进场,与此同时,山区高速公路的填方路段长度比较短,因此冲击碾压形成施工时间不足。新时期,高速液压夯实机等小型夯实设备技术发展迅速,应用灵活性比较强,而且施工效率比较高,现如今已经被广泛应用于山区高速公路边坡施工中。

3.7 定量分析与定性分析相结合

定量分析和定性分析应当在丰富的资料上,应用行之有效的新方法和新技术以及成熟的理论,进行多方论证,并对方案进行比对。此外,在野外和室内实验的基础上进行统计分析,算出各项参数的标准差、变异系数,从而进一步确定其标准值。另外要结合类似工程的经验参数与反算参数进行分析比对,从而选出其合理的设计值,反算参数时,蠕动的灾害体稳定性系数应该在0.95到1.0之间,当前再是稳定的灾害体稳定系数是1.0到1.05之间。

4 结语

综上所述,目前,山区地层、结构以及地形地貌多变复杂,山区高速路边坡的勘察设计由于受到认知以及专业方面的影响,对于山路高速路边坡的某些地质现象认识不到位,针对性不强,因此会造成加固防护方面不力,以及施工中的一系列边坡稳定性问题。山区高速公路边坡设计的特点有应急设计、非标准设计和综合防治性等特点。另外,山区高速公路边坡设计时要遵循一定的基本准则,如充分收集资料,作为工程设计依据;以少投资、短工期,达到预定功能;定量分析与定性分析相结合。同时,也应当注意山区高速公路边坡设计问题分,比如边坡形状的选择问题边坡坡度的选择问题等。在山区高速公路上经常会碰到陡反倾坡、顺向坡以及滑坡蠕变体的状况。在大力发展交通建设的现今社会,我国耕地较少、人口众多,高速公路的建设既要考虑公路设计沿线的经济发展状况以及要尽量少占用沿线耕地。有的由于加固过于强大,反而会造成浪费,同时,在设计中可能还会忽略环境以及生态问题,很容易破坏那里的动物或者是植被的生存环境,因此,在对山区高速公路边坡设计时,不能仅仅局限于工程的防护还应当尽可能地将经济以及生态环境等问题考虑在内,进行全面、科学以及合理的综合性考虑。

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论文作者:陶春梅

论文发表刊物:《红地产》2017年2月

论文发表时间:2018/12/13

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