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高速公路边坡防护与加固措施
浏览: 发布日期:2020-03-01
          高速公路边坡发生破坏失稳是一种复杂的地质灾害过程,由于边坡内部结构的复杂性和组成边坡岩石物质的不同,造成边坡破坏具有不同模式。在工程施工过程中,边坡稳定与加固一直是影响工程质量与进度的关键因素,因此,如何对开挖后的边坡进行合理的防护与加固成为高速公路建设中的一个难题。文章首先阐述了高速公路边坡的危害类型,其次分析了影响边坡稳定的因素,最后提出了边坡防护与加固措施。
 
         目前,我省高速公路正在快速建设中,其中有不少路段通过山岭重丘地带,地形、地质条件复杂且自然坡陡。高速公路因其线形、纵坡等方面的约束需要,高填深挖路基较多,由此产生的各类边坡,如加固和防护措施不得力,极易引发各种边坡病害。加之我国公路边坡防护与加固研究起步较晚,很多问题有待进一步研究和探索。



         一、高速公路边坡危害类型
 
        边坡可分为自然边坡和人工边坡,边坡工程一般指人工边坡,是一种把自然边坡经人工填筑或开挖形成的工程地质体。边坡工程涉及领域很宽,不同行业的边坡工程各具特色。公路边坡具有自身特点,线长点多,地质条件种类多,情况复杂,安全度要求高。边坡多由残坡积、全风化、强风化、中风化、微风化和未风化等不同岩层构成,工程性质相对复杂,值得重视。边坡病害的类型主要有滑坡、崩塌、泥石流、错落、流坍、冲刷、剥落等,其中滑坡、崩塌、泥石流被称为是山区公路的三大主要地质病害。
 
         1.滑坡
 
         滑坡一般指斜坡(小于30°)或边坡(人工斜坡)上的岩土体在重力作用下沿一定的软弱面向下前方整体滑动的现象。人工填筑物滑坡常常由于坡脚地基软弱,或在雨水长期冲刷下导致填土滑移,这在软基地区以及山区填方都有发生;而最为常见的还属山区的挖方滑坡。一般讲,滑坡按形成原因可分为自然滑坡和工程滑坡;对于地质勘察揭示的滑坡,公路选线一般考虑绕避的原则,受其它条件限制不得不通过时,往往会采取加固措施;而涉及公路的滑坡,可分为施工建设期发生的和公路建成运营后发生的滑坡,施工期滑坡往往是由于人为切割山体,导致山体边坡下部形成临空,在爆破、降雨、冻融等外力因素的不利影响下,边坡岩土属性趋向软化或坡体发生蠕变,从而产生滑坡。
 
          2.崩塌
 
         崩塌一般指陡坡(大于30°)或边坡(人工斜坡)上岩土沿残积层中的裂隙和下伏风化较浅的岩层或软弱面瞬间脆性破坏的现象。崩塌病害的发生更具突发性,在公路施工期和运营期均可能产生。一旦发生边坡崩塌事件,就会导致高速公路临时封闭,给相应路段的地方道路车辆增加负荷,从而发生交通拥挤堵塞现象,对地方经济、物流运输、人们出行造成很大影响。
 
          3.泥石流
 
         泥石流是指斜坡上或沟谷中含有大量泥、砂、石的固、液相颗粒流体奔腾冲泻的现象。泥石流是地质不良山区的一种介于洪水和滑坡间的地质灾害。泥石流的发生频度主要由于区域山体地貌植被的破坏以及恶劣气候条件的作用,以往在山区低等级公路上发生较多,高速公路往往采取绕避方案或针对性的重点措施,因此,对高速公路边坡的影响相对较少。



          二、影响边坡稳定的因素
 
          影响边坡稳定的因素很多,总的来说可分为自然因素和人为因素。
 
          1.自然因素
 
         公路是特殊的带状构造物,每条公路都要穿越很多地区,由于受地质构造和地形条件等因素的影响,每一个小区域都有不同的地质和气候条件,贵州更显得突出。所以,影响边坡稳定的自然因素包括:地质、地形、气候和水文条件等四个方面。
 
         2.人为因素
 
         一条公路的建设和使用管理,都是由人去实现的,边坡的不合理设计、爆破、开挖或加载,大量生产生活用水的渗入等都能造成边坡变形破坏,甚至整体失稳。因此,影响边坡稳定的人为因素可归集为以下三个方面: 设计因素、施工因素和养护管理因素。



         三、边坡防护与加固措施分析
 
         高速公路边坡的防护加固,应有足够的稳定性,对于不稳定的边坡则先支挡再防护。支挡结构的类型较多,如挡土墙、锚杆挡墙、抗滑桩等。这些支挡结构既有防护作用,又有加固坡体的作用。由于边坡的加固技术方法很多,本文仅从以下几个方面进行分析:
 
         1.边坡种草防护
 
         种草防护适用于边坡稳定,坡面冲刷轻微,且宜于草类生长的土质路提与路堑边坡,用以防止表面水土流失,固结表土,增强路基的稳定性。经常浸水或长期浸水的路堤边坡,种草不宜生长,不宜采用种防护。边坡上已扎根的种草防护,可容许缓流水短时冲刷。 选用草籽应注意当地的土壤和气候条件,通常应以容易生长、根部发达、叶茎低矮、枝叶茂密或有匍匐茎的多年生草种为宜。常用的月白茅草、毛鸭嘴、鱼肩草、果圆、雀稗、鼠尾草和小冠。最好采用几种草籽混合播种,使之生成一个良好的覆盖层。种植时草籽宜掺砂或与土粒拌和,使之播种均匀,播种时间以气候温暖、温度较大的季节为宜。
 
         2.混凝土抗滑桩
 
         抗滑桩是一种用于处理滑坡或防止边坡下滑的钢筋水泥混凝土结构,是一种较理想的抗滑设施,但投资较大。锚索抗滑桩具有抗滑桩的特点但比抗滑桩能承受更大的土体压力或滑坡推力;桩顶加了锚索后可使埋入土体的桩长大大简短;适用于边坡开挖后土体压力或滑坡推力很大的情况。
 
        3.混凝土挡墙
 
         混凝土挡墙是借助自身的重量以支挡滑体的下滑力的一种有效防止滑坡的常用方法,并可与排水等措施联合使用。它能有效地从局部改变滑坡体的受力平衡,阻止滑坡体变形的延展,具有结构简单,能快速起到稳定滑坡作用等优点。在设计混凝土挡墙时。应根据最低滑动面的形状和位置来设计挡墙基础的砌置深度,并在墙后设置泄水孔,使其不仅能削弱作用于挡墙上的静水压力,还能防止墙后积水浸泡基础而造成的挡墙滑移。
 
         4.喷浆或喷锚
 
         喷浆适用于易风化尚未严重风化的岩石边坡,施工简便,是防止坡面风化的有效措施。喷浆分重力式人工喷浆和机械喷浆。重力式喷浆是把浆桶置于坡顶,桶底接胶皮管,借助重力把浆均匀喷至坡面。机械喷浆是用喷浆机,通过喷嘴把浆喷至坡面,由于它有一定压力,浆与坡面黏着较好,质量明显优于重力式喷浆。喷浆前坡面应清理干净,喷浆厚度1~2cm。常用浆料为水泥砂浆、水泥石灰砂浆。若坡面岩石节理发育,风化严重时,宜采用锚杆钢丝网喷浆,或喷射钢纤维混凝土。
 
          5.锚固技术
 
          岩土锚固是把一种受拉杆件埋入地层中,以提高岩土自身的强度和自稳能力的一门工程技术由于这种技术大大减轻结构物的自重,节约了工程材料并确保工程的安全和稳定,具有显著的社会效益和经济效益,因而目前在工程中得到极其广泛的应用锚杆在边坡加固中通常与其他只当结构联合使用。
 
           6.预应力锚固
 
         预应力锚索加固是通过锚固在坡体深部稳定岩体上的锚索将力传给混凝土框架,由框架对不稳定坡体施加一个预应力,将不稳定松散岩体挤压,是岩体间的正压力和摩阻力大大提高,增大抗滑力,限制不稳定液体的发育,从而起到加固边坡、稳定坡体的作用。



            综上所述,高速公路的边坡防护加固是工程建设的重要环节,其关系着工程的建设与安全运行。是影响工程进度和投资的关键因素,因此,在选择边坡防治措施前,要详细调查地形、地质和水文条件,认真研究和确定滑坡的类型及其发展的阶段,分析形成滑坡的主、次因素及彼此的联系,结合工程的重要程度、施工条件、工程防治的难易、投资多少等情况综合考虑。对边坡的稳定性进行综合的分析与判断。边坡防护措施的选择还要兼顾改善生态环境、保持水土等。综合考虑施工方法和经济条件,选择便于实施的加固治理方案。

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