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福建山区铁路水害概述

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摘要:概述福建山区铁路水害类型,勘察方法及整治措施,细致的分析各种水害产生的原因。

关键词 路基水害桥涵水害坡面冲刷破坏 滑坡 崩塌 泥石流

中图分类号: TU997 文献标识码: A 文章编号:

福建地区雨季降雨量大,山区铁路众多,每年各种类型水害严重影响列车行车安全,而其主要类型为路基水害和桥涵水害,路基水害主要为坡面冲刷破坏、滑坡、崩塌和泥石流等。因此对山区铁路水害的研究是十分必要的,使勘察方法更具有针对性,对水害的整治工作更为有效。

一、路基水害工点类型(含隧道边仰坡)

路基水害工点类型大致可分为下列四类:

(一)坡面冲刷破坏,一般称为坍塌,也称溜塌、坡面型泥石流,是最常见的水害类型。未采取坡面防护措施或防护不足的土质、类土质的堤坡或堑坡在暴雨或库区水位上涨作用下,坡面浅部土体饱水而呈流塑状,强度降低,沿坡体浅部饱和带与非饱和带界面或当堑坡坡度及覆盖层与基岩接触面均较陡、覆盖层厚度较小时易沿岩土界面向下坍塌,一般规模较小,破坏深度小于2m。覆盖层厚度大者,当坍塌继续发展、破坏厚度加大时常引起浅层堆积层滑坡。其与滑坡主要区别在于被破坏的土体完全丧失原有整体性、无固定滑面、稳定后的坍塌面直。

勘察以现场测绘和搜集既有资料为主。对该类工点一般采取加强坡面防护(片石护坡、骨架护坡、锚杆或锚索框架等)和排水、放缓坡率等措施,土质边坡坡脚宜设置小脚墙。对于库区水位引起的坡面坍塌,一般在坡脚设置浸水挡墙、抛石反压,坡面水位以下高度采取浆砌片石防护。

(二)滑坡

1、小型滑坡

小型滑坡滑面一般较浅,滑体厚度较小。

(1)堑坡型:多由于地形(坡体上部汇水面积较大)、地质条件(覆盖层及全风化岩厚度较大,基岩为云母片岩、千枚岩、页岩、泥岩等软质岩,主控结构面产状外倾)不良、原堑坡支挡不足而造成,多以推移式为主,少数为牵引式,以浅层堆积体滑坡最为常见,滑坡规模较小,滑面深度一般4~8m,前缘剪出口多位于路堑坡脚位置。滑坡通常伴随暴雨发生且过程迅速。一般采用桩板墙、抗滑挡墙、锚索框架加固并加强排水系统,当坡体地下水发育时可采用支撑渗沟、仰斜排水孔加强排水。

(2)路堤型:多发生于原地面坡度大于20°的陡坡路堤、半路堤地段,尤其是沟槽填土路堤地段。当线路靠山侧存在较大汇水平台而路堤基底未设置横向排水盲沟、涵洞过水断面不足时,易造成地下水下渗汇聚于填土与地面或覆盖层与基岩面间,造成路堤基底强度不足而整体沿倾斜老地面或沿下伏基岩顶面向下滑移,特别是某些路堤基底常分布有内薄外厚的软土、松软土,更易发生此类滑坡。路堤滑坡中也有少数是因路堤本身填料不良或路堤边坡过陡发生的边坡滑坡,一般呈圆弧形滑动,规模小,滑面位于填土中,多沿路堤坡脚剪出。对于路堤滑坡一般在下方坡脚设置反压平台、路堤墙进行支挡,为增强路堤排水能力可在其靠山侧设置排水沟或盲沟、路堤本体设置支撑渗沟及仰斜排水孔,必要时扩大涵洞孔径或增设涵洞。

小型滑坡勘察手段以现场测绘结合挖探为主,规模较大需要设置支挡结构时采取钻探手段。

2、大型滑坡

大型滑坡滑面较深而常自路基下方穿过,整体滑动前一般有较长的变形发展过程。其主要类型有:

(1)河(库)岸型:线路下边坡位于河岸或库岸,多属牵引式滑坡。由于河岸冲刷或库区水位升降导致的塌岸,使得山体坡脚抗滑力不足,雨季降雨入渗导致土体容重增大、强度降低,以及地表水位下降等因素,使路基本体沿岩土界面或基岩软弱夹层发生(有些系古滑坡复活)滑移,滑坡前缘剪出口多位于水下岸坡坡脚。坡体下部变形速率快、变形迹象较明显,滑坡规模一般较大,滑面深。

(2)工程型:一般由于铁路下边坡坡脚的人工开挖放坡造成的,例如在铁路下方新建公路、建筑物而开挖铁路下边坡坡脚,多属牵引式滑坡,滑坡前缘剪出口多位于工程开挖处。

大型滑坡处理措施较复杂,一般以强支挡(抗滑桩、微型桩、预应力锚索框架)结合坡体上方减重,坡脚反压(库岸坡脚一般采取片石笼反压)及强排水(盲沟、盲洞、仰斜排水孔)进行处理。

需安排专项地质勘察(钻探、挖探、物探)和长期变形监测,布置观测网进行地表变形观测,钻孔内布置测斜仪进行深部位移观测。

(三)崩塌:

多发生于峡谷山区坡体高度较大、坡度较陡(一般大于50度)的路堑段。当坡面基岩,坡面不平整,岩体裂隙发育(特别常见的是铁路修建时坡体开挖卸荷作用产生的竖向张开裂隙和因工程爆破而导致岩体破碎松动等造成)、结构面组合不利时易发生崩塌落石。

边坡高度不大、坡形较陡或以小型风化剥落为主时可采取护墙、锚喷、锚索框架、主动网加固;高度大、坡形上陡下缓坡脚具缓冲带者可设置落石平台、落石槽、钢栅栏、被动网或拦石墙进行拦截;个别外突大危岩体时可采取爆破清除,清除困难时可采取下方支撑或锚杆锚索加固。

另外土质、类土质边坡整体稳定但坡面上零星分布的滚石(坡积成因)或孤石块体(差异风化残留体,多发生于花岗岩类地区),当块体埋藏差、坡面较陡时也可能发生落石,通常采用爆破清除、人工支撑嵌补,体积较大者可采取锚杆(索)进行加固。

崩塌落石勘察一般采取现场地质测绘,必要时要求测绘1:500工点地形图,具体定位危岩、危石位置范围、大小并描述其特征。

(四)泥石流:多发生于坡面植被覆盖较差、上游汇水面积较大的沟谷位置,福建山区泥石流流域分区一般不典型,按固体物质分类以泥流为主,固体物质成份由黏粉粒和少量砂砾、碎石组成,当涵洞过水断面不足或集中降雨严重时,易淤塞涵洞、掩埋线路,一般在线路靠山侧冲沟上游位置设置拦泥墙,必要时可扩大涵洞孔径。

泥石流勘察一般采取现场地质测绘。

二、桥涵水害

常见的涵洞水害类型有涵洞淤塞及涵洞进出口铺砌或八字墙损坏,病害规模一般较小。涵洞淤塞多由于涵洞孔径不足、暴雨产生的泥流量较大而导致,一般采取清除淤积泥沙、在沟谷上游设置拦泥墙、增大涵洞孔径或新增涵洞等措施。涵洞进出口铺砌或八字墙损坏一般采取恢复铺砌或墙体即可。

桥梁水害工程以基础下沉、锥体及铺砌损坏为主,基础下沉可采取注浆或旋喷桩加固、静压桩或灌注桩托换,锥体及铺砌损坏通常采取恢复既有圬工的措施。勘察手段一般为搜集既有竣工资料和现场测绘,基础下沉工点在既有资料无法满足加固设计要求时需进行钻探。

三、特殊工程措施:明洞

路基边坡或隧道进出口边仰坡高陡、崩塌体或坍塌体分布位置较高,其他处理方式施工困难时可采用明洞、棚式明洞进行防护,此时一般需要对外侧支承结构位置布置勘探孔。

对于地处非地震区的崩塌病害工点,当线路外侧为陡坡,无法设置基础且靠山侧基岩时,或当工点交通困难导致外侧支承位置不具备钻探条件时,宜向设计人员建议采用悬臂棚式明洞,此时勘察手段主要为地质测绘,但需要事先与设计人员沟通确认。

四、挡墙自身强度不足工点

部分挡墙因施工质量差、墙体老化导致自身强度不足从而出现开裂、外鼓等现象,通常是砌体砂浆标号不足或随使用时间老化、墙背回填不密实、反滤层和泄水孔失效所致。一般采取锚杆、锚索+锚墩、地梁、框架或传力板进行加固处理。勘察手段以现场测绘和既有资料搜集为主。

结束语:水害整治是一件持久而细致的工作,其重要性不言而喻,在开展工作中应明确思想,对水害的类型、勘察方法和采取的措施要研究透彻,在整治的同时亦应重视对生态环境的保护。

参考文献:铁路工程地质手册 (99版)

铁路路基设计规范

铁路路基支挡结构设计规范