王燦 曹勁
(湖北省地質(zhì)局水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊 湖北荊州 434000)
芻議公路滑坡穩(wěn)定性分析及防治
王燦 曹勁
(湖北省地質(zhì)局水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊 湖北荊州 434000)
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,公路建設(shè)越來越多。不少公路倚山切坡而建,由于山區(qū)特殊的地理環(huán)境給公路帶來了安全隱患,尤其是在西南地區(qū),受限于地形地貌及地質(zhì)環(huán)境的因素經(jīng)常發(fā)生滑坡問題?;虏粌H給人類的生活帶來了不便,而且嚴重影響公路安全性。為了能夠減輕及避免滑坡給社會帶來的損失,滑坡穩(wěn)定性與防治措施的研究具有十分重要的意義。本文以某滑坡為研究對象,詳細分析了滑坡成因及其穩(wěn)定性,結(jié)合滑坡穩(wěn)定性定性定量分析指標提出防治措施建議,從而有效的避免了滑坡產(chǎn)生所造成的經(jīng)濟損失和社會影響.。希望本文能為從事相關(guān)工作的人員提供一定的指導(dǎo)和幫助。
公路建設(shè);穩(wěn)定性;滑坡成因;治理措施
滑坡危害是一種十分嚴重的自然災(zāi)害,其嚴重程度僅僅低于地震、海嘯和火山?,F(xiàn)階段,隨著公路的快速發(fā)展,線路經(jīng)常經(jīng)過山丘地段,滑坡問題的發(fā)生越來越普遍。目前國內(nèi)滑坡穩(wěn)定性定量評價土質(zhì)多采用傳遞系數(shù)法,巖質(zhì)采用極限平衡法,同時結(jié)合地面宏觀調(diào)查定性分析,以此為根據(jù)指導(dǎo)滑坡防治的開展。通?;路乐未胧┯械乇砼潘?、抗滑樁支擋、預(yù)應(yīng)力錨索、格構(gòu)錨固及重力式擋墻,其中抗滑樁工程因其防治效果較好、施工工藝成熟而廣為應(yīng)用。
1.1 工程概況
文中采用西南地區(qū)某公路工程,區(qū)域地貌多為峰叢溝谷地貌。公路依山而建,線路兩側(cè)的邊坡建設(shè)很多,施工過程中某段邊坡發(fā)生事故,通過對其原因的分析能夠加強對邊坡的防護工作。
1.2 滑坡的地質(zhì)勘察資料
滑坡平面形態(tài)呈近矩形,剖面形態(tài)呈直線型。主滑方向為60°、坡度35°、兩側(cè)的邊緣寬約500m、斜長400m?;驴傮w面積為20×104m2、厚度為10m,規(guī)模屬中型滑坡,從剖面分析其為典型的順層滑坡?;w的組成部分為粘土、風化的碎石,具有結(jié)構(gòu)松散,透水性強等特征,滑床則是由巖石構(gòu)成,這些巖石都經(jīng)受了不同程度的風化,節(jié)理裂隙發(fā)育,結(jié)構(gòu)強度收到了一定的破壞。從實際事故的地質(zhì)資料分析,可以得出之所以會發(fā)生滑坡,是因為當?shù)氐牡匦?、地質(zhì)條件不滿足一定穩(wěn)定性要求。在對滑體組成部分分析時發(fā)現(xiàn)粘土厚度比較大,在滑坡區(qū)地層中風化巖石居多,并且在兩者之間還存在10cm厚的軟土層,這樣一旦遭受強降雨就會順巖層面發(fā)生順向滑動,極易導(dǎo)致滑坡的發(fā)生。
2.1 滑坡災(zāi)害的形成機理
滑坡是指公路斜坡上的巖體或土層,由于受到雨水或河流沖刷、地震或人工原因,使其在重力影響下沿著軟弱面部分或整體的向下滑動的現(xiàn)象?;聻槿祟惖纳a(chǎn)和生活產(chǎn)生了嚴重災(zāi)害,而且破壞人類的生態(tài)平衡,降低了公路的使用壽命。下面主要從自然因素對其形成條件進行論述。
2.2 巖土類型
滑坡產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)是巖土體。在一般情況下,各種風化的巖石、土層都可能形成滑坡,針對那些結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、抗風化力低、硬度較弱的巖石或土層極容易發(fā)生滑坡如黃土、片巖、板巖、粘土等。
2.3 地質(zhì)構(gòu)造的條件
公路斜坡的組成包括巖石、土體,一旦這些構(gòu)造面的切割出現(xiàn)不連續(xù)的問題,就存在向下滑動的趨勢。與此同時,構(gòu)造面為降水或地表水流入斜坡提供了可能,各種裂縫、層面形成的斜坡,尤其是順坡傾斜形成的構(gòu)造面最容易出現(xiàn)滑坡問題。
2.4 地形地貌條件
滑坡形成的另一個必備條件是有一定坡度,通常情況下當前緣比較開闊、臨空面較高的公路的邊坡都是十分容易發(fā)生滑坡問題,且當坡度高于10°,而小于50°時,下坡和上坡陡而中部平緩的坡面是最容易發(fā)生斜坡的地形。
2.5 水文地質(zhì)條件
在分析滑坡發(fā)生的因素時,地下水的影響是不可以忽視的。眾所周知,水體可以軟化斜坡頂部的巖石和土層,使土體和巖層的結(jié)構(gòu)變化,進而影響其強度并產(chǎn)生額外的水壓力。另外,當水沁入到巖層體內(nèi)會增加巖體的重量產(chǎn)生浮力,軟化滑動面且減低其穩(wěn)定程度從而導(dǎo)致了滑坡的產(chǎn)生。當某一地區(qū)的降水量特別大時,對公路的滑坡影響很大,因為雨水可以從公路表面滲入土層石處,有的甚至積在隔水層處,這樣增加了滑體的整體重量,導(dǎo)致滑坡的發(fā)生。
依據(jù)滑坡體的具體特征,本文采用折線形方法計算滑坡體的穩(wěn)定性。當滑面是標準的折線形時,假設(shè)第一塊和第二塊的剩余推力平行于第一塊的滑面,根據(jù)相關(guān)規(guī)定求得滑面的穩(wěn)定性系數(shù),第一塊的推力即可以通過公式得出。針對滑動面的確定不僅需要依據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)材料,而且還需要勘測時的地質(zhì)探測資料。對于滑面各部分的確定的方法存在差異,如滑面的前緣可依據(jù)裂縫的位置進行確定,滑面前緣一般位于公路左側(cè)坡腳處,其余位置可依據(jù)鉆探資料與巖石面共同決定。采用折線系數(shù)法對滑坡的穩(wěn)定性進行分析,當其整體系數(shù)為0.9時表明此滑坡已經(jīng)是不穩(wěn)定的狀態(tài)需要給予及時處理。表1是滑坡穩(wěn)定計算需要的參數(shù)取值。
表1
4.1 應(yīng)該掌握災(zāi)害的規(guī)律,預(yù)防為主、防治結(jié)合
由于滑坡災(zāi)害的發(fā)生與當?shù)氐臍夂蚺c水文條件息息相關(guān),因此掌握滑坡發(fā)生的規(guī)律將對滑坡的治理產(chǎn)生一定積極作用。由于滑坡導(dǎo)致的危害極大,因此需要提前給予高度重視。通過對滑坡發(fā)生時間、地點和規(guī)模進行分析與預(yù)測將有助于找出合理的處理方法。根據(jù)歷史資料分析,該工程地區(qū)屬于第四系殘坡積物坍塌產(chǎn)生的滑坡,可預(yù)設(shè)基樁,對樁的受力方向進行充分分析,使其整體性較強。
4.2 建立健全滑坡災(zāi)害預(yù)警機制
國家有關(guān)部門應(yīng)該建立起有效的預(yù)警體系,及時預(yù)測滑坡可能發(fā)生的地段,采用先進的技術(shù)傳輸滑坡信息,并制定出合理的處理方案。當滑坡發(fā)生后,相關(guān)部門應(yīng)積極采取措施防止災(zāi)情的擴大化?;路N類的不同處理的方法也不同,當滑坡主要是因土體塌方造成時,可進行削坡處理。在支護結(jié)構(gòu)裝設(shè)完成后,依據(jù)具體的水位變化建立各項護坡工程項目。而當滑坡是由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定造成的,此時可以進行原料的填充,以增強其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
4.3 制定有效排水措施
滑坡災(zāi)難的發(fā)生與水的沖刷是分不開的,制定高效的排水工程對滑坡的治理會產(chǎn)生積極的作用。首先需要建立排水溝、截水溝完成對水流的初級處理。然后修建一批盲溝可防止地下水滲透到坡前沿,引發(fā)坍塌事故。當雨季強降雨時,地表水常常深入滑坡里,造成滑坡的整體穩(wěn)定性下降,為了應(yīng)對這種問題可以采用疏導(dǎo)雨水的方法使大量的雨水能及時排入到附近的河內(nèi)。另外,滑坡的高度與厚度也是防護需要考慮的因素,當滑坡厚度為10m左右時,可在擋護結(jié)構(gòu)中建立多條排水溝以便及時將雨水排除??稍诨绿幵O(shè)置各種石護結(jié)構(gòu),使地下水能及時從石縫中流出。
4.4 抗滑樁的應(yīng)用
抗滑樁是特別有力的工程方法措施,它具有治理效果明顯、結(jié)構(gòu)簡單、樁體的設(shè)置靈活等特點,并且在滑坡正在運動時此方法不會加劇這種移動。與此同時,抗滑樁的樁孔是一個十分好的探井,因此如果能夠?qū)⒎阑瑯杜c地面的各種排水工程結(jié)合對治理滑坡將是一個特別有效的方案。
總之,由于公路的建設(shè)穿越山區(qū),而滑坡是山區(qū)最常見的一種自然災(zāi)害,它的突發(fā)性與破壞性都十分大,為次對滑坡進行穩(wěn)定性分析,并依據(jù)分析結(jié)果積極探究滑坡的各類防范措施,將能夠減少滑坡發(fā)生的次數(shù),為公路的安全運行和人民的生命安全奠定良好的基礎(chǔ)?;路€(wěn)定性研究與滑坡的治理具有重要的意義。
[1]劉慧芝.地質(zhì)災(zāi)害常見類型與防治對策[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2012.
[2]廖琦.普樂地區(qū)特大滑坡群穩(wěn)定性分析及其防治工程研究[D].中南大學(xué),2013.
[3]魏麗敏,何群,林鎮(zhèn)洪.考慮地下水影響的滑坡穩(wěn)定性分析[J].巖土力學(xué),2014.
U418.5+5
A
1004-7344(2016)05-0176-02
2016-2-5