【摘 要】隨著我國公路網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展,公路建設(shè)不斷的向山區(qū)延伸。以浙江省溫州地區(qū)為例,其山區(qū)地形陡峻、地質(zhì)情況復(fù)雜,山區(qū)公路高填深挖路段多,其高邊坡病害問題給公路建設(shè)、交通運輸?shù)仍斐闪司薮蠼?jīng)濟損失和災(zāi)害,引起人們的極大關(guān)注。高邊坡病害具有極其復(fù)雜性和多樣性,且高邊坡的質(zhì)量控制對于山區(qū)公路建設(shè)具有非常重要的影響。這就使得我們在山區(qū)公路建設(shè)過程中對高邊坡的病害治理和防護加固顯得十分重要。
【關(guān)鍵詞】山區(qū)公路;高邊坡;病害防治
1 山區(qū)公路高邊坡病害機理
1.1 高邊坡一般指土質(zhì)邊坡高度大于20m、小于100m或巖質(zhì)邊坡高度大于30m、小于100m的邊坡,是將地質(zhì)體的一部分改造成人為工程,其穩(wěn)定性受控于地質(zhì)條件和人為改造的程度。設(shè)計的邊坡只有在符合巖土體的地層巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及強度特征時才能保持穩(wěn)定,否則就會發(fā)生變形,變形過大時則會產(chǎn)生病害。
1.2 研究邊坡病害防治問題首先要知道它的病害機理。邊坡的變形與破壞是邊坡發(fā)展演化過程中兩個不同的階段,變形屬量變階段,而破壞則屬質(zhì)變階段,它們形成了一個累進性的變形破壞過程。
2 山區(qū)公路高邊坡病害類型
高邊坡病害依據(jù)其變形破壞運動特征和規(guī)模,總結(jié)歸納路塹高邊坡常見病害類型有風(fēng)化剝落、流石流泥、掉塊落石、傾倒、坍塌、崩塌、潰屈、錯落和滑坡等;按變形范圍和規(guī)模分有:坡體變形、坡面變形和邊坡變形。筆者將著重介紹這三類變形病害。
2.1 坡體變形
邊坡所在山體或斜坡體工程地質(zhì)條件較差,有不良坡體或巖體結(jié)構(gòu),還有貫通且延伸度長的傾向臨空的不利結(jié)構(gòu)面或軟弱夾層,地下水發(fā)育,影響范圍深。邊坡高度較高時,會產(chǎn)生規(guī)模較大的滑坡、崩塌、錯落和坍塌等坡體整體失穩(wěn)變形,其范圍常超出邊坡范圍。其性質(zhì)復(fù)雜、規(guī)模相對較大、災(zāi)害后果嚴(yán)重、治理工程投資和難度也相對較大。
2.2 邊坡變形
在邊坡范圍內(nèi),工程地質(zhì)條件較差或含水量高,或有傾向臨空的不利結(jié)構(gòu)面,變形破壞可以是一級或數(shù)級邊坡的變形,但破壞深度一般≤6m~7m,在邊坡內(nèi)會發(fā)生如坍塌、淺層滑坡、局部楔形體滑動等病害。
2.3 坡面變形
坡體邊坡自身是穩(wěn)定的,但坡面在外界因素作用下,會因風(fēng)化剝蝕、水流沖刷等產(chǎn)生坡面變形,如碎落、剝落、落石、溜坍、沖溝等,破壞深度一般為坡體表層1m~2m的范圍內(nèi)。
對于坡體的變形,結(jié)合坡形、坡度設(shè)計,必須采取工程支擋措施; 對于邊坡變形,采用改變坡形、坡度或做一些加錨桿框架、培植植被、加設(shè)排水孔等加固及排水措施,即可防止病害的發(fā)生及變形規(guī)模的進一步擴大;對于坡面變形,只需采取防護措施即可防止。
3 山區(qū)公路高邊坡病害防治對策
高邊坡開挖對坡體應(yīng)力狀態(tài)帶來巨大改變,必然造成坡體應(yīng)力的調(diào)整和坡體的松弛。在地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上,基于現(xiàn)階段國內(nèi)學(xué)者的新理論、計算方法和大型模型試驗,對高邊坡變形失穩(wěn)機理的認識不斷深入,對坡體開挖與松弛變形關(guān)系的研究逐漸趨于量化,其具體的形式與具體病害特點的具體情況有關(guān)。根據(jù)溫州地區(qū)的地質(zhì)條件及邊坡高度情況,筆者提出以下幾種施工方法及工藝:
3.1 動態(tài)設(shè)計、信息化施工
由于高邊坡災(zāi)害的多樣性、復(fù)雜性以及地質(zhì)鉆探的局限性,初始設(shè)計方案往往不能很好的切合實際,所以越來越向動態(tài)設(shè)計趨勢發(fā)展。高邊坡動態(tài)設(shè)計方法能充分考慮、把握邊坡災(zāi)害類型及成因的時間效應(yīng), 根據(jù)施工過程中監(jiān)測數(shù)據(jù)、邊坡實際揭露的地質(zhì)情況,對高邊坡進行系統(tǒng)的、定性或(和)定量的穩(wěn)定性分析。必要時及時調(diào)整設(shè)計方案,對高邊坡災(zāi)害應(yīng)進行一次根治,確保施工運營安全。
為指導(dǎo)高邊坡治理工程實施,保證施工安全,驗證治理效果等,高邊坡信息化施工中監(jiān)測工作十分重要。邊坡監(jiān)測工程主要針對地質(zhì)條件復(fù)雜、加固工程量大、高度較高的邊坡重點進行,在施工圖設(shè)計階段進行統(tǒng)一規(guī)劃布置,主要內(nèi)容包括地表變形監(jiān)測和深孔位移監(jiān)測等。
3.2 邊坡綠化
具備條件的邊坡可培植植被,促進坡面生態(tài)修復(fù),可采用拱形窗孔式綠化防護;也可在框架中用植生袋方法綠化,亦可直接覆土撒草籽綠化。植物品種以原山坡上的草、灌木搭配方式為主,平臺、坡頂、坡腳點綴以當(dāng)?shù)貑棠?。這種綠化方式后期維護管理成本低,生態(tài)效果好。由于溫州地區(qū)降雨量豐富,邊坡綠化可以實現(xiàn),并有效改善公路景觀。邊坡綠化后,其景觀效果較好。
3.3 預(yù)應(yīng)力錨索加固法
預(yù)應(yīng)力錨索加固是通過錨固在坡體深部穩(wěn)定巖體上的錨索將力傳給混凝土框架,由框架對不穩(wěn)定坡體施加一個預(yù)應(yīng)力,將不穩(wěn)定松散巖體擠壓,使巖體間的正壓力和摩阻力大大提高,增大抗滑力,限制不穩(wěn)定坡體的發(fā)育,從而起到加固邊坡、穩(wěn)定坡體的作用。在錨索孔內(nèi)進行高壓注漿,使?jié){液填充錨孔周圍坡體內(nèi)的裂隙,提高坡體的整體穩(wěn)定性。預(yù)應(yīng)力錨索加固高邊坡的本質(zhì)是充分利用具有較大剛度和強度材料的力學(xué)特性來加強、加固軟弱破碎的巖體和土體,充分發(fā)揮巖土體的自穩(wěn)能力,達到穩(wěn)定邊坡的目的。該技術(shù)與傳統(tǒng)的抗滑樁、擋土墻等支擋結(jié)構(gòu)相比,是通過加固巖土體自身,改善巖土體的力學(xué)性能, 變被動支擋為主動加固,且具有施工速度快、防護效果好等優(yōu)點。
邊坡采用上述施工工藝和施工方法,能適應(yīng)目前機械化施工要求,提高施工工效;減小開挖影響區(qū)范圍,能有效控制邊坡開挖大變形,確保路塹邊坡在施工過程的安全和邊坡的長期穩(wěn)定。
4 結(jié)語
溫州地區(qū)山區(qū)公路邊坡災(zāi)害分布廣,數(shù)量多,往往具有多種潛在的邊坡病害類型,在選擇防治方案時應(yīng)全面分析邊坡失穩(wěn)機理,建立基于邊坡病害類型的防治對策。邊坡工程地質(zhì)信息和病害類型是在勘察、設(shè)計、施工和養(yǎng)護各個階段逐步揭露和完善的,因此,應(yīng)強調(diào)對“動態(tài)設(shè)計、信息化施工”的運用,建立勘察階段、設(shè)計階段和施工階段的“三階段”動態(tài)設(shè)計模式和方法,結(jié)合工程特點,提出相應(yīng)的防治方案,最后綜合考慮施工方法和經(jīng)濟條件選擇最佳的實施方案。
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