程施
摘 要:結合臨金高速公路臨安至建德段工程第6標段安仁樞紐互通區(qū)工程實例,提出公路邊坡綜合防護措施 ,重點論述植草防護、錨桿噴射砼防護等新型防護形式 ,為公路建設提供參考和借鑒。
關鍵詞:公路建設;邊坡;綜合處治
中圖分類號:U416.1+4 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼:A ? ? ? ? ? ?文章編號:1006—7973(2020)07-0141-03
1工程概況
安仁樞紐是杭新景高速公路交叉設置的樞紐互通,連接道路為現(xiàn)有的杭新景高速,互通區(qū)內清渚港縱向貫穿互通區(qū),地形處于山地與平原之間的過渡地形,西北和東南象限房屋分布廣泛,東北象限為山體,西南象限分布了較多農田。
通過對安仁互通區(qū)內挖方邊坡規(guī)模、巖土性質綜合分析,確定對杭金衢高速拼寬段的兩處高邊坡或地質條件不良邊坡進行詳細工程設計。主要問題是確定邊坡形式(坡率),穩(wěn)定性驗算,防護加固工程,排水工程及景觀的綠化、美化設計。
2工程地質分析
路塹區(qū)地貌為丘陵斜坡,線路橫穿山體坡腳,植被發(fā)育,自然坡度25°~30°,強風化基巖直接出露,巖性為奧陶系下統(tǒng)印渚埠組(O1y)泥巖。
勘探深度內巖土工程地質層組如下:
①/0:填土,灰色,松散,主要以粘性土及中風化狀碎石、塊石組成,為普通土(Ⅱ);
⑨/1:含碎石粉質黏土,褐黃色,硬塑~可塑,含少量碎石,粒徑10~20cm,巖性為泥巖,巖質軟,其余為黏性土充填,局部夾有塊石,為普通土(Ⅱ);
⑩12/11:強風化泥巖,灰黃,風化強烈,巖心破碎多呈碎塊狀、塊狀,為軟石類(Ⅳ);
⑩13/11;中風化泥巖,灰色,節(jié)理發(fā)育,泥質膠結,巖芯較破碎多以塊狀為主,少量呈10~40cm不等柱狀,為次堅石(Ⅴ)。
邊坡巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,層理①產狀335°∠30°;節(jié)理②產狀38°∠58°,7-8條/m;節(jié)理③產狀170°∠85°,7-8條/m。
路塹區(qū)水文地質條件簡單,主要為基巖裂隙水,水量貧乏。
根據(jù)赤平投影圖分析,左側邊坡存在順坡層理,對邊坡穩(wěn)定性不利,可能發(fā)生順層滑移。
3 路塹邊坡防護設計原則
(1)路塹邊坡形式及坡率應根據(jù)工程地質與水文地質條件、邊坡高度、排水措施、施工方法、取棄土情況,并結合自然穩(wěn)定山坡和人工邊坡的調查及力學分析綜合確定。巖質邊坡必要時可采用穩(wěn)定性分析方法予以檢算。
(2)路基邊坡盡量以曲線柔美、自然流暢的曲面為主,一般路段路塹,縱向兩端坡率宜緩,中間坡率宜陡,宜下陡上緩、高陡低緩,端部采取弧形過渡。盡量與周圍山體融為一體,消除一刀切、單調乏味視覺疲勞。
(3)路塹高邊坡加固設計遵循“一次根治、不留后患”的原則,采用穩(wěn)定為本,加固為主,防護、排水并重的綜合處理措施,確保邊坡的穩(wěn)定和安全。
(4)邊坡防護,盡量采用生態(tài)防護,減少圬工體積。一般以選擇剛性結構與柔性結構相結合,多層防護與生態(tài)植被防護相結合的方法進行邊坡治理。防護方案需要考慮到邊坡巖土性質、環(huán)境氣候條件、排水條件等多種因素的影響,選擇合適的防護措施。
4邊坡綜合防護處治
4.1一般邊坡設計
根據(jù)現(xiàn)場調查及各工點地質勘察資料,綜合分析各路塹高邊坡的工程地質條件,根據(jù)相關技術規(guī)范、工程地質類比法、工程經(jīng)驗確定邊坡合適坡率,采用地質力學分析法對邊坡進行分析計算,以便得到合理的邊坡坡率,并對各種坡率下的支擋防護措施的方案進行比較、優(yōu)化,最終得到合理的坡率,從而選擇合理的防護措施。
4.2路塹邊坡坡率的確定
主要依據(jù)工程地質、水文地質和邊坡高度而定。K76+553斷面左側最大開挖高度為16m,可按兩級開挖,第一級邊坡高度為8m,采用樁板墻防護(樁板墻樁長18m,埋深10m);第二級邊坡開挖至坡頂,采用方形錨桿框格防護,邊坡坡率為1:1。
工點樁號:杭金衢高速K77+170~K77+395右側拼寬,長度為225m,最大挖方邊坡高度為45.86m。
(1)左側路基未拓寬,建議保持路塹左側現(xiàn)狀邊坡;
(2)右側路基拓寬,右側路塹開挖高度約45.86m??紤]到現(xiàn)狀邊坡保持穩(wěn)定,建議按原始坡率放坡:一級邊坡設置2m高擋墻,擋墻坡率1:0.25;二級邊坡高度8m,坡率1:0.75;三、四級邊坡高度8m,坡率1:1.00;五級邊坡高度8m,坡率1:1.25;六級邊坡高度為8m,坡率1:1.5;第七級邊坡到頂,坡率為1:1.75。
(3)該段邊坡強~中風化基巖出露,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體較破碎,邊坡開挖后應及時加固,做好截排水措施。
4.3 坡面加強防護
根據(jù)邊坡的工程地質條件等具體情況,邊坡開挖應盡量放緩坡率,坡面加強防護,邊坡開挖高度總體較大,根據(jù)開挖情況建議采取必要加固措施。邊坡采用方格植草防護、“TBS”生態(tài)植被護坡、錨桿框格植被防護、樁板墻等工程進行邊坡防護,防止坡面風化、剝蝕,并與綠化工程有機結合起來。
4.4 高邊坡個性化設計
工程地質勘查表明,邊坡巖體較完整,巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,邊坡面存在局部小規(guī)模巖體坍塌或碎落。施工時應采取監(jiān)控措施,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場變化和檢測數(shù)據(jù)異常及時反饋設計單位處理。
邊坡設計:按照兩級邊坡開挖,第一級邊坡高度為8m,采用樁板墻防護(樁板墻樁長18m,埋深10m);第二級邊坡開挖至坡頂,采用方形錨桿框格防護,邊坡坡率為1:1。邊坡穩(wěn)定性分析:設計采用理正邊坡軟件計算,計算結果顯示按設計放坡,邊坡穩(wěn)定性較好,開挖自然邊坡整體穩(wěn)定性均>1.2。
4.5 邊坡圓弧過渡設計
主要分為兩端部的圓弧過渡和坡頂?shù)膱A弧過渡。鑒于此邊坡坡頂原山體開挖面較大,為了減少對生態(tài)自然的破壞,取消頂部的圓弧過渡。結合實際地形,在確保無不利于主體防護工程的前提下,可適當調整過渡段的位置,若與實際地形出入較大時,應以實際為準。
5邊坡防護中注意的事項
針對開挖邊坡的主要工程問題,邊坡工程重點是做好坡體排水;施工要求嚴格控制爆破工程,不得松動設計坡面巖層并保證坡面平整。邊坡采用錨桿框格防護。相應的排水措施有:設置截水溝、平臺截水溝、急流槽排除地表及坡面水。
針對以上原因,擬采取防排水+擋墻支擋+挖除+片石回填等處治措施。
5.1漿砌片石護坡
漿砌片石回填前設置防滑臺階,每級臺階寬度不小于1.25m,臺階數(shù)量根據(jù)實際地形條件設置;A-B段漿砌片石護坡防滑臺階不小于3級。用混凝土、漿砌塊(片)石等材料,在邊坡上做成骨架,形成框格防護,采用框格防護與種草防護結合起來的方法,提高了邊坡表面地表粗度系數(shù),減緩了水流速度,能有效地防止邊坡在坡面水沖刷下形成沖溝,提高了防護效果,同時美化了環(huán)境。
5.2植草防護
(1)植被防護技術采用草灌結合原則。草本與灌木均應能適應當?shù)貧夂?、地質條件;草本與灌木的結合應選擇符合生態(tài)疊加原理,有較好的共生性;灌木應選擇植物株矮小但根系發(fā)達的品種,以鄉(xiāng)土抗逆性品種為首選攀緣,藤本類植物可選地錦(爬山虎)、迎春、紫藤、金絲桃等;小灌木可選擇胡枝子、剌槐、馬尾松等;草種應選擇耐熱耐旱、耐貧瘠、耐寒、耐粗放管理,易成活、生長快、根系發(fā)達、葉莖矮固土效果好的常綠草種,如冷季型有高羊茅、黑麥草、早熟禾等;暖季型有狗牙根、百喜草等。
(2)播種準備。 按設計斷面的坡率把挖方邊坡坡面大致整平,自上而下每20cm順路線縱坡挖一條寬5cm~8cm的臺階。它有四個作用:一是施工方便,二是減少逕流形成,三是草籽不易跌落,四是草皮錯落有致外形美觀。
(3)催芽。為了使草種在邊坡上快速生長,草種須浸種催芽。百喜草用30℃左右溫水浸24h;狗牙根用30℃左右溫水浸10h~12h即可開始播種。
(4)播種。公路挖方邊坡較高,一般采用機械噴播。其方法是把催芽的種子混入裝水、纖維覆蓋物、粘合劑、肥料的容器里按有設計比例混拌,通過軟管把混合液輸送噴播到待播的土壤上,水分滲入土表,纖維和膠體技術性強,形成半滲透的保濕表層和均勻的覆蓋層,大大減少了水分蒸發(fā),給種子發(fā)芽提供水分、養(yǎng)分和遮陽條件。
5.3 掛網(wǎng)錨噴防護
(1)C25噴砼原材料由實驗室進行配合比設計,掛網(wǎng)采用的φ6.5鋼筋(間距20×20cm)、錨桿用的φ25螺紋鋼(錨桿長度為1.0m;間距1.5×1.5m),其與邊坡土的間隙按設計圖紙規(guī)定施工。
(2)排水孔設置。按間距2m菱形設置泄水管,用鐵絲綁扎牢固。
(3)邊坡保護及加固。在護坡外側緊貼護坡上部做排水明溝,以使邊坡不受雨水滲透,并且能夠及時排出。錨桿間距基本不變,在現(xiàn)場可適當?shù)卣{整,盡量布置在大的石頭或硬土上。噴射混凝土混合料宜隨拌隨用。
5.4 邊坡監(jiān)測
高路塹邊坡及不良地質路段應采用施工監(jiān)測、信息化動態(tài)設計方法,若現(xiàn)場開挖后和實際情況不符者,應與設計方取得聯(lián)系,及時對原設計進行校核、修改和補充。根據(jù)實際情況作動態(tài)變更設計。
邊坡施工期監(jiān)測主要采取地表位移監(jiān)測,地表位移點每級平臺上,間隔20m設置一個監(jiān)測點,各級平臺呈梅花形布置。采用高精度測量儀器觀測。并加強工期巡視,發(fā)現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)變位異常時,及時采取應急措施,保證施工人員安全。
6結語
公路的邊坡防護建設隨著科學技術發(fā)展而突飛猛進,現(xiàn)在已成為多學科交叉應用、多門類綜合應用技術廣泛領域。所以,工程設計人員應集思廣益,吸收各學科發(fā)展而產生的高新技術,并使之有機結合。在公路路塹邊坡防護中,結合環(huán)保、綠化、景觀、人文等進行設計,路塹邊坡采用信息化動態(tài)設計方法,按“精、細、美”的設計理念,結合地形、地貌、地質和周邊自然環(huán)境,對每個路基橫斷面進行創(chuàng)作化設計。
參考文獻:
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