综合排水措施在高速公路滑坡治理中的运用研究

发表时间:2020/8/19   来源:《基层建设》2020年第12期   作者:于伟奇
[导读] 摘要:当前,高速公路的发展建设速度非常快,路网愈加发达。
        北京建达道桥咨询有限公司  北京市  100015
        摘要:当前,高速公路的发展建设速度非常快,路网愈加发达。在沿海区域,地处丘陵台地以及冲积平原相间的地貌情况,高速沿线深挖低填高边坡有着非常广泛的分布,雨季来临时,常会有滑坡变形的危害产生。因此,本文结合工程实例针对综合排水措施在高速公路滑坡治理中的运用做出了进一步探究,详细分析了滑坡性质以及变形特征、滑坡的产生原因、滑坡综合截排水系统。
        关键词:综合排水措施;高速公路;滑坡治理
        导致滑坡问题的关键性因素之一便是水,滑坡的构成以及之后的发展与水的关系极其密切。“治坡先治水”,对于富水的边坡或滑坡,如果不能有效对地表水或地下水进行有效的截、引、排,轻则可能造成支挡加固工程规模的大幅提高,造成工程造价过高。重则造成坡体治理“屡战屡败”。水在滑坡体中作用原理在化学作用、物理和力学作用等多个层面有所表现。其中针对滑坡治理工程的开展,应用截排水是非常有效的措施之一,在大量工程实践应用当中,也充分证明滑坡稳定性的提升,借助排水是十分关键的方案措施。
        1、工程概述
        1.1地形地貌分析
        该工程所属滑坡区域位于丘陵台地与冲积平原相间的地形,地势从总体上分析为北西倾斜于南东。滑坡最大相对高差为72m左右,地表有非常茂密的植被,自然山坡的坡率较缓,大概在20°左右。
        1.2气象以及水文条件分析
        该滑坡区域的气候属于南亚热带海洋性季风气候,十分温暖,但异常潮湿,有着充沛的雨量。每年降水量可达到2000毫米左右,特别是在3月之后的雨季,一直延续到9月份,降雨量可占据整年的70%左右。尤其在6、7、8、9月份,常有热带风暴伴随强降雨,因此每月基本都会有暴雨出现。气候条件更利于坡体形成富水滑坡。
        1.3地层岩性
        在对该滑坡进行地层岩性分析之后,发现从上到下的岩性具体为粉质黏土,砂质黏性土等。其中存在的土层和全~强风化岩层,在遇水之后极易出现软化。弱~微风化岩层,岩石的性质相对会硬一些。
        1.4地质构造分析
        该高速公路路线经过的区域。属于断裂构造发育,在交错纵横间产生了网格状,而断裂的挟持部位正是整条线路区域。滑体岩体结构面产生的倾角度范围在20°至50°之间,大部分都在40°上下。这一结构面属于本滑坡控制性结构面,对滑坡稳定产生的作用异常关键。
        2、滑坡性质以及变形特征分析
        首先,滑坡为非常典型的复合型滑坡,其特征便是多级以及多层,包括全风化层当中的浅层滑动、堆积层滑动等等;其二,滑坡为土质或者类土质滑坡,在其下层为岩质滑坡,一旦有滑坡产生,体积会非常大;其三,滑坡有着非常明显的平面分区,形状为M型。
        3、滑坡的产生原因分析
        滑坡的构成,尽管是综合因素共同作用下产生的,如地质条件、水文条件、工程活动等,但水对滑坡产生的作用非常大,并且有着很强的复杂性以及综合性,具体表现为:
        (1)如果高速公路区域当中有非常大的汇水面积,坡体径流不发育,便不能将地表水集中之后找到途径将其排泄,进而在有大量雨水汇集时,有漫流形成,在坡体渗入,形成地下水。
        (2)在上部滑坡体当中,存在的覆盖层十分松散,所以非常容易有渗水情况发生。下部滑床范围当中,由于微风化火山角砾岩有一定的隔水效果,其区域节理裂隙存在交错发育的情况,再遇雨水之后,借助裂隙很容易渗入内部,进而有软弱的滑动面产生。
        (3)在开挖人工边坡的过程中,使得之前自然坡体中的地表水流有所改变,也更改了之前的地下水渗流方向,以至于人工边坡属于排泄地表水和地下水的关键。降水很大一部分会在滑坡体内部渗入,使得滑体容重增大,进而使滑面强度有所降低,便构成了非常大的动水压力以及静水压力。
        4、滑坡综合截排水系统分析
        通过对极限平衡法的有效应用,针对不同区域代表性断面的剩余下滑开展有效计算,能够对滑坡推力获取,结合滑动面的具体情况和最终的计算结果,应用排水减重,强腰固脚的观念对方案加以编制,以便实现相应的治理工作。其中在工程当中,应用的治理方式为:锚索抗滑桩结合预应力锚索框架以及综合截排水的方法;支挡工程编制过程中,以桩作为主要中心,结合桩锚,并将桩作为铺的思想开展;治水工程的主要思路为,以线对点进行串联,并结合截排。本工程中,通过这样的方式,综合截排水系统进行了有效设置。
        4.1截水工程
        (1)坡顶截水沟
        在整个边坡堑顶开口线外,需要对截水沟进行设置。其中,滑坡体以外的5m到10m范围内对截水沟进行设置。具体的形状要对应滑坡平面,呈现出M型。最后,使水利用急流槽在边坡中排出。这样的方式,对于滑体外地表水的拦截十分有效,可以使滑坡范围内无水流入。
        (2)平台封闭
        因为坡体产生的滑动效果以及工程施工当中产生的各项影响,会将坡面平台截水沟进行不同程度的破坏。其中,针对边坡的各级平台,采用10cm现浇混凝土进行全封闭,修补或者新建平台截水沟的形式,并利用急流槽,将堑顶截水沟水流汇入。
        (3)坡面截面
        坡面整体对锚杆锚索框架梁的方法进行了使用,所以更加坚固。在竖向框架梁两端、横向框架梁的底部,对截水肋条进行了设置,以便将坡表径流进行分隔,使其不会对坡面造成冲刷。之后,沿肋条经平台水沟便会将水排出。
        4.2排水工程
        (1)布置集水井点
        如图一所示,在该工程当中滑坡1区、2区,对集水井进行了有效设置,共有四孔。井底深入,需要到达弱风化或者到达深层潜在滑动面以下,距离不能低于2.5m。井壁的设置对C25钢筋混凝土现浇制作进行应用,有0.4m的壁厚。
       
        图一:集水井布置断面示意图
        (2)放射状仰斜集水孔点的扩散
        为了使集水井对地下水进行疏排的能力以及范围有所加大,在井壁对放射状集水斜孔进行了设置,以便对滑体中存在的地下水进行疏排。在不同集水井当中的出水点、滑面或者风化界面之上,距离0.1m处,对孔位进行了设置。每井都有2~3层仰斜集水孔,设置长度范围为18.2m~44.5m,相同一层的集水孔,设置30°夹角,有130mm的钻孔直径,5°到13°范围内的仰角,针对集水井的开挖,多层都有渗水现象产生,所以对多层斜孔集水措施要有效设置。仰斜集水孔要有130mm的直径,将软式弹簧透水管内插其中;孔口的位置,大概在110mmm处,要将强度更高的PVC管插入,并在井壁0.2m处伸出。
        (3)井间导流管
        为了使地下水更加顺利的排出集水井,还需要借助井间导流管实现连通的效果,井间导流管有2孔,属于超高强度的PVC管。其参数为130mm的孔径、0.5m孔距、110m内插。进水口的位置,大概在井底以上的1.0m处,出水口的具体位置,大概在井底以上的0.5m处。对于方位角的设置和纵向坡度的设置,需要综合考虑两井的位置、地形情况和井底高程情况等等。集水井对于水井汇水工作的开展,最后都要利用JSJ1集水井当中,以近垂直边坡走向角度中的井中导流管,将水排除坡脚处,之后将其于坡外引出。在一级边坡处,会设置导流管出口,地下水在一级边坡排出,需要对PVC管进行应用,该管需要与路基侧沟连接,以便预防对坡面产生冲刷作用。
        经过以上工程排水措施处理,并结合工程防护措施,该处滑坡得到有效处治,截排水综合处理措施在此过程中起到相当关键的作用。
        5、结语
        总之,针对地表水采用的疏导形式要综合截、排的形式。针对滑坡水开展的治理效果,能够将滑坡体当中存在的水压力降低,进而使重量有所减轻,使滑面有更强的抗剪参数。所以,滑坡剩余的下滑力便会有极大的降低,使得支挡工程造价得到节约,产生的经济效果非常突出。但在不同工程当中,由于条件因素不同,遇到的复杂情况存在差异性,所以要结合综合情况,合理设计截水以及排水措施等,以便将排水效果有效提升。
        参考文献:
        [1]刘廷伟.综合排水措施在高速公路滑坡治理中的应用[J].北方交通,2020(03):88-91.
        [2]叶尚其,何云勇,蔡晓红,等.高速公路缓倾红层软岩滑坡形成机制及防治措施研究[J].地质灾害与环境保护,2019,30(01):44-48.
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