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路堑边坡滑坡成因及防治

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摘要:通过对山区高速公路路堑边坡滑坡成因的分析,提出防治滑坡的方法

关键词:山区高速公路路堑边坡滑坡成因防治

中图分类号:X734文献标识码: A

山区高速公路常会通过很多山体,除部分以隧道方式通过外,大多数以路堑开挖方式通过,这样必然会形成单侧或者双侧的路堑边坡。有些路堑边坡由于岩质较好,结构完整,因而岩体比较稳定;而有些路堑边坡存在软弱滑动面及岩体破碎的原因,易产生滑坡。笔者所从事过的高速公路工程就有部分路堑边坡出现了滑坡。

在谈滑坡成因之前,让我们先对滑坡的概念作一初步了解。

一、滑坡的概念及结构组成

组成斜坡的部分岩体,在一定地层结构、岩性、水文地质条件下,由于河流冲刷、地下水活动、气候变化、人工切坡、地震活动等因素的影响,在重力作用下或多或少地保持内部结构沿着边坡滑动面向下滑动,称为滑坡。一个完全发育完全的滑坡,由以下几个滑坡要素组成:

1、滑坡体:脱离斜坡岩石向下滑动的岩体,称为滑坡体(滑体)。滑坡体的前缘称滑坡舌。

2、滑坡面及滑坡床:滑体下滑时与母体之分界面称为滑动面,一个滑动体内可以有不止一个滑动面,滑动面的形状有着不同的形式,往往是不具规律的。滑动体沿滑面滑动时依附的下伏不动岩体,称为滑动床。

3、滑坡壁、滑坡圈谷,滑坡台阶:当滑体向下滑动后,露出地表的滑动面在斜坡上形成一个显著的立壁,既滑坡壁。由于滑坡体滑落使得斜坡上产生了半圆的凹地,称滑坡圈谷。在一些滑坡上由于各段岩体运动速度差异,在滑坡体上常形成台阶,称滑坡圈谷。

二、某高速公路沿线地形地貌

本段线路西高东低,向东倾斜,沿长乐江,东渠上溯至白峰岭为最高,白峰岭山脊为分水岭,向西进入金华段东阳江流域。本段线路通过地段分属堆积平原和侵蚀剥蚀丘陵区。其中侵蚀剥蚀上陵区又分为剥蚀丘陵亚区和侵蚀丘陵亚区。

其中一段路线处于剥蚀丘陵亚区,地基土以坡洪积、残积土为主,由含粘性土碎石和含碎石亚粘土组成,下伏基岩,坡度小于30°,土具较大孔隙。而另一段长乐到白峰段属侵蚀丘陵亚区,地势陡峻,基岩大部、冲沟、坳谷切割较深,该区地基以路堑和挖方为主。

自开工以来,沿线边坡已有多处地段发生开裂、崩塌或滑坡;K99+330段、K99+400段、K114+200段等段落先后发生由于岩体破碎及施工不当引起的滑坡。

三、形成滑坡的原因分析

总的来讲,影响边坡滑动的因素有两类:一类是自然因素,一类是工程因素,当然,滑坡一般都是在综合因素作用下产生的。

1、地貌因素

斜坡的高度、坡度和形态是影响斜坡稳定性的重要因素。在基本相同的地质条件下,高峻的斜坡失去稳定性比不高的斜坡快。从现场出现滑坡的几个路堑边坡看,五工区的滑坡段边坡较陡,且山体高,路堑开挖深度达40m以上。

2、地质结构及地质作用

斜坡的地层、岩性、地质构造特征成了斜坡的物质基础和地质环境,决定了斜坡的稳定性状。岩坡内不连续面,特别是对稳定性起控制作用的面――优势面是决定因素,当斜坡岩层顺坡,其倾角下部较陡时,不适当的切坡容易产生顺层滑坡:当岩层夹有软夹层时,滑坡就往往沿着软弱层――主要地质优势面发生。K99+400段的滑坡,其滑坡壁光滑完整,是一个典型优势面。

一系列地质作用如风化作用,地应力地震、地表水及地下水对斜坡岩石的浸润湿化作用、水流的冲刷及潜蚀作用等,这些地质作用往往沿着斜坡的软弱面表现的特别明显,从而破坏了斜坡的稳定性。一工区几个滑坡体岩体属于强风化,而该地区雨水较多,长期地浸润冲刷,使岩体充水饱和松软,也是照成滑坡的一个重要原因。

另外,岩体残余构造应力在边坡开挖后应力释放对边坡失稳的影响也不容忽视。

3、工程活动因素

由于考虑到征地的原因,设计时考虑的路堑边坡较陡,另外采用大爆破等不恰当手段,使岩体松动,导致应力失衡。施工队在爆破开挖时,未按设计要求逐级开挖逐级防护,而是一次性开挖到底,又未及时进行防护,破坏了岩体原有的应力平衡。因此,在陡坡、山体高、存在滑动面及破碎带及不合理的工程活动因素等多方面的综合因素影响下,造成了五工区滑坡的产生。

四、路堑滑坡的防治

从人类工程活动来看,如果设计时能够绕过易产生滑坡的地段,这是最佳选择。在无法绕避滑坡地段或斜坡不稳定地段进行工程建设时,必须采取保证其稳定的防治措施。首先,必须详细查明滑坡地区或地段的工程条件和边坡变形机制,只有摸清了影响滑动的主次要条件和因素,才能采取相应的有效防治措施。防治方案应满足安全和经济的原则,并照顾到施工的现实可能性。除可采取全部清除滑坡体外,滑坡防治大体可分为三类:

(一)排水

对滑体以外的地表水,以拦截和旁引为原则,如可采用截水沟排水。滑体中的地下水,以尽快汇集和疏导为原则,如采用盲沟(渗沟)排水。当地下水埋藏较深或水量较大时,可以利用竖井、钻孔群排水,或把地下水引向下伏的透水层或水平坑道中去。

(二)改变斜坡力学平衡条件

削坡以改变斜坡外形,使坡体后部减重,斜坡放缓即可解决一些简单的滑坡,抗滑挡土墙和抗滑桩则是经常采用的防止滑坡的一项有效措施。采用浆砌片石或混凝土抗滑挡土墙,破坏山体平衡少,稳定滑坡收效快,且可防止水流对坡脚的冲刷,但必须精心设计,应准确判定最低层的滑动的一部分;抗滑桩可采用钢管桩、钢板桩、混凝土管桩及挖孔桩、灌注桩等,桩的深埋应深入滑动面以下,长度为桩长的1/3或1/4。也可采用预应力锚索锚固。而锚杆可用于薄层岩石滑坡的锚固。以上几种方法可单独使用,也可结合使用,如工地K99+300-400段滑坡就是采用锚杆格梁加浆砌块石挡墙加抗滑挖孔桩的方式防治的。

(三)改变滑体土性质的方法

既然造成滑坡的其中一个原因是岩石风化严重,岩层破碎,那么我们可以采用使滑带内土的性质改变来加固岩体的方法来防止滑坡,加固方法有:1、灌浆法:既以水泥灌浆或化学灌浆稳定边坡;2、电渗排水及电化学加固法:电渗排水是利用灌注化学浆液使其加固,因耐久性差,只可做为临时加固措施。电化学加固法是利用离子交换使土体稳定。3、沙井沙桩加固法:适用于土坡。

结语:高速公路路堑边坡的稳定至关重要,它直接影响了高速公路行车的安全性,若处理不好,将是一颗随时可能引爆的定时炸弹,目前已建成的不少山区或丘陵地区高等级公路在施工阶段或建成后雨季继续发生路堑边坡滑坡事件就是例证。因此及时发现存在隐患的路堑边坡并采取适当的防治措施是非常有必要的。