【摘要】分析山区公路边坡病害产生的原因,地质条件、水文状况等因素对公路边坡的影响。介绍了公路边坡病害的不同防治方法,主要是滑坡的成因及防治方法。
【关键词】山区公路;边坡病害;产生原因;防治措施
1. 公路边坡病害
公路边坡病害分为坍塌、滑波、泥石流等几种类型。
1.1坍塌:山坡堆积物在自重作用,沿边坡产生不同规模的坍塌现象。主要是由于开挖路堑边坡较陡,使边坡的支持力量减弱,或堆积物受到地表水的及地下水的影响,使土壤的抗剪强度降低,此外土壤受到冻结融化的反复作用,使边坡土体的稳定性降低或受到风化作用、地震作用、气温的变化等,使边坡的稳定性受到影响。
1.2滑坡:滑坡是堆积层或岩层在重力作用下整体地沿线着滑动面向下滑动的地质现象。这种滑动一般与地下水或地表水的活动有关,滑动速度较缓慢。一个发育完全的滑坡,通常由于坡体、滑动面、滑坡裂缝、滑坡壁、滑坡附地、滑波盆地、滑坡膨丘等组成。(见图2)
1.3泥石流:地山岭地区,由于瀑雨或大量的融雪水在沟浴中造成突然的短暂的间歇性水流,它挟带着大量的固体物质(如风化后产物和山坡上的土体上的土粒、碎石、块等,流动过程中还挟带砂砾石)而形成泥石流。(见图3)
2. 公路边坡病害产生的原因及防治措施
2.1边坡病害产生的原因。
造成公路边坡病害的原因是多方面的,各种病害既有各自的特点,又往往具有共同的原因,大致可以归纳为以下几个方面:
图3
(1)不利的水文与气候因素,如降雨量大、洪水猛烈、冰冻或温差大等。是造成边坡病害的原因之一。
(2)不良的工程地质和水文地质条件,如地质构造复杂,岩层走向与倾角不利,岩性松软、风化严重、土质较差、地下水位较高,以及其他不良地质等。
(3)地表曾受到了强烈的“湿热化”的作用,土呈红黏土状。该类土被水浸湿变软,裂缝发育,极易形成冲沟。
(4)设计不合理,如断面不符合要求,其中包括边坡取值不当,以及排水、防护与加固不妥等,或没有认真勘察地质、水文情况,边坡设计不符合地质结构情况。
(5)在公路工程施工中,特别是国、省道实施高等级公路改造时,途径山岭重丘区,设置了深挖路堑边坡,自然山体受到破坏。
(6)土在自然因素作用下,形成自上而下逐渐密实的几个层次状,渗透愈向下层愈小,下属较上一层为弱透水层或相对不透水层。当降雨落在地面(山坡)上时,一部分雨水沿坡面产生地表径流向边坡以外;另一部分则深入土中,随着这一过程的继续,表层土不断吸附水分,加大重量,则有可能沿不透水或弱透水的下承层滑坍。
(7)土体含水量增大,体积膨胀,产生膨胀力。在膨胀力的不均匀作用下,表层土体遭到不同程度的扭曲变形,因而使路基支挡构造物产生位移、被剪切、倾覆及坡面防护被摧毁。
(8)施工不合规定,如盲目采用大型爆破,以及不按设计要求和操作规程进行施工,工程质量不合标准等。
2.2公路边坡病害的防治措施。
2.2.1坍塌的防治:
防止坍塌和崩塌的办法,要根据坍塌的形成的原因,结合具体条件,因地制宜地进行,常用的办法有:
(1)引起表面水流:该法主要有修建起围护作用的截水沟,把塌方以上斜坡处流下的水落石出截断,引导到别处去,在塌方体表面上修建排水系统,把水汇集到塌方体以外;调整或改变塌方地区以内人工灌溉设施。
(2)截断地下水流:为了降低地下水位,减少塌方体的重量渗透压力,采取设置支撑盲沟的办法把水截断,使塌方体干燥、聚集和排出斜缝中的地下水。
(3)用种植物和铺砌块石护坡等方法,增加边坡防止上冲刷的能力进行加固。
(4)设置支撑构造物:设置挡土墙建筑物可增加边坡的支撑力量,以维持土体的平衡,防止土体塌落下来,同时使路基内侧(挖方)坡脚变陡,减少边坡挖方数量,加强坡脚土体的稳定性。挡土墙结构的选择,断面设计按有关的规范进行验算设计。
(5)刷方减载:刷方减载通常在防止塌方中采用,其数量需根据土石的物理力学性质进行验算,并考虑边坡的地质条件。
(6)改道绕线:当塌方规模较大时,难以根治而路线不可能绕避时,可考虑改线,但应作经济技术方案的比较后才能确定。
2.2.2泥石流的防治:
2.2.2.1水土保持是根治泥石流的一种有效办法,它可使地表草层不被破坏,可以防止山坡水流的冲刷,缓减岩层的风化,植物根系还可以吸收水分,使土层干燥。另一方面是整理地表水流或在山坡上修建各种挡墙,阻拦泥石流,使陡坡成阶梯状,坡度变缓。
2.2.2.2各种路基病害的防治方法是多种多样的,大体可归纳为以下几种:
(1)设置支撑建筑物,如修建各式各样的挡土墙、石砌支柱、拦挡建筑等。
(2)减少坡面荷重,如刷坡、减重、清方等。
(3)设置排水系统,如修建天沟、排水沟、支撑盲沟、截水盲沟、泄水洞等。
(4)坡面防护与加固,如采用草皮、面料等加固边坡。
2.2.2.3以上办法常综合利用,以取得最大的效果和效益。
2.2.3滑坡的防治:
(1)消除和减轻地表水和地下水的危害。
滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水往往是引起滑坡的主要因素。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。常用的方法有:水平钻孔疏干;垂直孔排水;竖井抽水;隧洞疏干;支撑盲沟。(2)改善边坡岩土体的力学强度。
通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。常用的措施有:削坡减载;边坡人工加固:修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度; SNS边坡柔性防护技术等。