研究山区公路滑坡形成原因及防治

时间:2013-11-29 分类:交通运输

[摘 要]:文中以41省道浙江省仙清线二级公路、浙江省仙居原始森林旅游山区旅游公路为例,从地质环境、自然环境和人类环境三个大的方面对滑坡的形成因素进行了分析,对滑坡的形成原因及防治对策进行了研究探讨。

[关键词]:公路滑坡, 滑坡环境, 滑坡治理 ,滑坡地质,滑坡预报

一、引言

作为山区公路的一种主要地质灾害,滑坡一直世界各国同仁研究的主要地质和工程问题之一。随着工程技术的不断发展,人们对滑坡的认识也更加全面深入,各种先进的滑坡监测仪器在实际工程中使用,对滑坡灾害也进行了一些有效预测预报,使得滑坡灾害在一定程度上得以防范和控制。

二、山区公路滑坡形成因素分析

2.1 公路滑坡与地形地貌及地质构造的关系。

滑坡系现代地貌发展过程的一种表现形式,故滑坡的分布与地貌发展过程及地表形态有直接的关系。如:长期上升剧烈的分水岭地区;凸形山坡凸形山嘴,当岩层倾向临空面时,可产生层面岩体滑坡;有断层通过时,则可产生构造面破碎岩石滑坡。

2.2 公路滑坡与地层岩性及地震活动的关系

根据滑坡的岩性,从广义的范围来讲,分为土层滑坡和基岩滑坡;从狭义上滑坡分为粘性土滑坡、黄土滑坡、堆积土滑坡、堆填土滑坡、岩石滑坡、破碎岩石滑坡。滑坡除与工程所在地地层岩性有很大关系外,与工程所在地的地震也有很大关系。正如工程建筑设施在强地震中失稳,形成灾害性滑坡。地震对边坡、滑坡稳定性的影响表现为累积和触发(诱发)等两方面效应。

2.3 公路滑坡与气象及水文地质条件的关系

从地层岩性分析,各种页岩、泥岩和地表覆盖层都是亲水的,由亲水性物质组成的斜坡在雨季或侵水后塑性增大,抗剪强度显著降低,极易产生滑坡。各种松散无联结的砂性土层容易被潜蚀,在地下动水压力的作用下,结构和强度不断变化,斜坡的稳定性逐渐降低。滑坡的产生与水的作用有密切关系。

2.4公路滑坡与植被及人类活动的关系

大量事实说明,自然灾害的产生并不完全出于自然因素的作用,而在相当程度上是人类的活动造成或诱发的。随着近十多年我国公路建设大规模的开展,公路边坡滑坡问题日趋严重,70%以上的滑坡病害都是因为修筑公路过程中对自然边坡的扰动所诱发的。

三、山区公路滑坡防治措施

整治已经发生的滑坡或防治潜在滑坡的发生,关键在于减小滑坡推力与增加滑坡抗滑力,从而提高滑坡的稳定性。目前滑坡治理的主要措施可以分为下面的五大类:

3.1几何的方法

主要是削减推动滑坡产生区的物质和增加阻止滑坡产生区的物质,即通常所谓的砍头压脚,或减缓边坡的的总坡度即通称的削方减载。

3.2水文地质的方法

水文地质的方法主要包括地表排水和地下排水。

地表排水的目的是拦截滑坡地段以外的地表水,不使水流入滑坡区内,并尽快排除滑坡范围内的雨水,引导地表水在滑坡体外的稳定山坡处排走;地下水是斜坡不稳定的主要原因之一,为减弱这种压力的作用,确保边坡稳定,可采用地下排水的方法,有截、排、疏和降低地下水位等办法。

3.3支挡结构物的方法

通常对于大、中型滑坡体,在单单依靠改变滑坡几何形态和排水措施不能保证坡体稳定的情况时,常采用支挡结构物如:挡墙、抗滑桩、沉井、拦石格栅或斜坡内部加强措施如锚杆、土锚钉、加筋土等来防止或控制滑坡岩土体的运动。

支挡工程通常作为滑坡治理工程的主体部分进行设计。1、挡土墙:在滑坡治理工程中,挡土墙由于受到自身结构稳定的限制,不大可能有效提高滑坡体的抗滑稳定安全系数,对于大型滑坡尤其如此;2、抗滑桩:该措施主要适用于滑坡体中有一个明显的滑动剪切面且滑动剪切面以下是较完整的基岩,或者是密实的稳定基础,能提供足够的锚固力。抗滑桩就桩的埋置情况和受力状态而言,分为悬臂式和全埋式两种。按桩身的变形情况,分为刚性桩和弹性桩两种;3、锚杆:该措施适用于地形较陡,横向基岩不深的中浅层滑坡;4、土锚钉:土锚钉是将拉筋(常用钢筋做拉筋)插入土体内部,使其全长度与土粘结,并在坡面上喷射混凝土,从而形成土体加固区带,其结构类似于重力式挡土墙,用以提高整个边坡的稳定性。土锚钉可分为钻孔注浆型土锚钉、打入型土锚钉和射入型土锚钉三类。

3.4 坡体内部加固

坡体内加固主要是改善滑带土、滑面力学性质,提高滑坡稳定性,增加滑坡自身的抗滑力,它可在全部或部分滑带土、滑面中进行。各种方法不同,作用的微观机理相同,目的都是加强滑带土的强度。

3.5坡面植物防护

坡面植物防护:是配合地表排水的一项有效措施,特别对渗水严重的粘性土滑坡和浅层滑坡效果显著。植物对边坡土体的防护主要是通过以下几个方面来实现:① 植物以自己的繁密枝叶来消弱雨滴动能达到对边坡土体的屏蔽。而且通过枝叶吸附降落到其上的降水,并以物理蒸发形式返回到大气中,从而消弱了边坡表面的径流生成量。② 植物的新陈代谢及更新换代为边坡土质提供大量的有机质,有机质一方面提高了边坡土体的渗透性能,另外也提高了土体的团粒性能,从而改善了边坡土体的侵蚀性。③植物根系的分布起到了对土体\"加筋\"作用,有效提高了土体抗剪切能力。④植物的枯枝落叶及茎干本身提高了边坡表面的粗造系数,因此,减缓了径流动能。#p#分页标题#e#

四、工程实例分析

4.1、浙江省41省道仙清线二级公路仙居段改建工程沿线滑坡处治

工程所在地仙居第二标地段,开挖施工诱发该上张段公路右侧山坡出现裂缝。随后受降雨等的影响,2003年8月期间,山坡上多处出现新的裂缝,规模明显变化;同时,前缘出现小规模崩塌及泉点等现象。后来采取了削坡卸载等处理办法,但山坡上仍有新的裂缝出现,原有裂缝继续张开,种种迹象表明,滑坡仍在进一步活动,所以必须进行进一步加固处理。

经实地勘察可以发现,工程所在地地形坡度陡峭,整体环境地质条件差。形状为第四系残坡积层,主要为碎石土、含碎石粉质粘土等,滑床为微风化岩层,厚度变化大。主滑线岩土界面坡度较陡峭,岩层产状与边坡倾向相近,为不利组合。其次,滑坡的形成与人类的活动有很大关系。由于修建公路,大量的开挖天然土体,形成了高边坡,而由于开挖、填筑等工程,使得天然稳定的土体变得不稳定,活动性增强。加之,地下水位高,含水量丰富,滑坡前开挖面多处可见山泉水流出。所以,在水及各种外力和作用下,便出现滑坡破坏。

针对该段滑坡的特点,施工方采取了削坡卸载、地表排水、地下排水和抗滑工程等措施对该滑坡进行加固处理。

通过以述各种治理以及多年的滑坡监测、预报,该滑坡段至目前还没有发现新裂缝等不稳定现象,说明这种滑坡治理设计是成功的、合理的。

4.2、土锚钉在浙江仙居原始森林山区公路滑坡处治中的应用

浙江仙居原始森林山区公路2004年底建成通车,2005年梅雨季节,由于雨水原因,造成K7+000~K11+120段左侧山坡多处滑坡。左侧山坡,边坡高35~50m,自然坡度57°。在修建公路时,由于深切路堑,沿线造成大范围原有地质地貌受到破坏。滑坡区为山前斜坡地貌,从上往下依次为坡积层、残积层,基岩为泥盆系灰黑色角砾状灰岩。滑坡区内断裂十分发育,滑坡体由松散的坡积层、残积层组成。滑坡体底部(基岩面)、坡积层与残积层分界面为两个含水层面,特别是基岩面上的含水层为整个滑坡体的滑动面。

根据地质勘察资料及地形水文情况,经施工、监理、设计、业主共同研究,决定采用减载、土锚钉、混凝土挡墙支挡、坡面拱圈植草防护、截、排水等综合治理措施。其中,土锚钉施工采用分段切坡,每段切坡垂直高度不超过2.0m,土锚钉孔采用100型回旋式钻孔机按设计角度成孔。成孔后放置土锚钉钢筋并进行常压注浆。注浆压力0.65MPa,浆液水灰比1:1。完成土锚钉后,外挂间距200×200mmф6钢筋网,并浇筑C20混凝土面层。土锚钉区按间距2m布置梅花型泄水孔,泄水孔直径ф100mm,下倾角10°,深入坡体2.0m。

通过上述土锚钉的治理以及几年来的滑坡监测、预报,该滑坡段至目前仍十分稳定,这说明土锚钉法是土与土锚钉共同工作的复合土体,它能充分利用土体的自稳能力,借助对土体的主动加固作用,能显著提高边坡的整体稳定性和承受坡顶超载的能力;所以,建议杂填土、普通粘性土和非松散的砂质土的边坡工程应积极采用土钉技术。

五、结论与展望

公路滑坡成因复杂,影响滑坡的因素众多,治理滑坡要因地制宜,要把\"方案优化、经济合理、技术可行、不留后患\"作为滑坡防治的总体方针,要做到具体问题具体分析。找出主要矛盾和问题的主要方面,按照\"安全、环保、舒适、美观\"的原则,在满足安全和规范要求的前提下,考虑施工技术的可行性和经济上的合理性,同时根据场地地形、工程地质条件及现场实际情况, 制定有针对性的预防和处理措施。真正做到技术上可行,经济上合理。

总之,对该滑坡整治的指导思想是:完善排水,放缓边坡,下挡上护,稳定坡脚,外封内排。同时,加强对滑坡体的监测,随时掌握滑坡体边坡动态变化,及时预报,变被动为主动。

参考文献

【1】金坚兵、李仕龙浅谈山区公路滑坡的影剧因素及防治措施——物流工程与管理,2009,(7);

【2】杨有辉、郑治公路滑坡预报研究现状及前景展望——公路交通技术,2006,(6)

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