摘要:高速公路路基高边坡所形成的防护体系可为高速公路安全通行提供可靠的保障。但与此同时,高速公路路基高边坡滑坡现象也较为常见。受施工环境、地质等诸多因素的影响,路基高边坡的状态也在不断发生变化,从稳定向不稳定转变,所以开展对高速公路路基边坡滑坡现象的研究尤为重要。在分析滑坡成因的基础上,提出针对性的解决措施,以保证高速公路的安全通行。
关键词:公路;高边坡;滑坡灾害;防治措施
1高速公路高边坡滑坡体所处地形、水文、地质情况
某高速公路标段左侧高边坡出现一系列的张拉、剪切裂缝,裂缝延伸长度较长,从方坑左端墙处—施工便道工棚处已形成连续的裂缝,滑坡体区域土方量约8.6万m3,滑坡体已经向下滑动了一定的距离,且滑坡体随时存在继续发生的可能。
高速公路高边坡滑坡体所处区域属低山~丘陵地貌,自然地形坡度整体在40°以上,其前缘为V形深沟谷,滑坡边坡上下陡立,相对高差近170m,坡度40~60°。区域内地下水有两种:松散岩类孔隙潜水与基岩裂隙水,水量较贫乏,滑坡前缘为溪流,由北向南西径流,溪流宽10~20m,河床窄,水位浅,属山涧型河流,洪水期间水位暴涨,流量大,流速快,具有较强的冲刷力。据相关统计结果显示,4~9月份降雨量约占全年降水量的55.74%~72.97%,易出现暴雨等灾害性天气,是地质灾害的高发期。滑坡体处在厚层残坡积与不利坡体稳定的地层结构上,平面形态呈“半椭圆形状”。根据勘察与分析,该滑坡属于推移式中型中层~厚层残坡堆积层滑坡,滑坡体大,滑面较陡。
2地质灾害形成条件
2.1地形条件
地形地貌是影响该公路高边坡滑坡发育的主要因素之一。在降水及冰雪融水的作用下,地表水入渗坡体转化为地下水,并以泉的形式出露。在大的纵坡比及狭长的沟谷中,流水携带的物质立即由势能转化为动能。滑体极易以近似泥石流的特征快速运移,沟道被进一步切割,坡体变形破坏的速度会加快,为高速远程滑坡提供了动力条件。
2.2地层岩性
岩(土)体是滑坡发育的物质基础,坡体地质结构是滑坡最重要的控制条件。根据本次现场调查,滑体为第四系残坡积碎石土(Q4del),结构松散,利于地表水的入渗和流通。滑床为白垩系比马组(K1b)安山岩、凝灰岩、凝灰质砂岩与薄层大理岩,滑动面为基岩与第四系接触面,同时也是隔水面,地下水由该隔水面向滑坡前缘渗流。因此,上述地层岩性的隔水性能为滑坡发育、发展提供了物质基础。
2.3冰雪融水
该公路高边坡滑坡区分布有积雪,地形平面上近似一漏斗状,有利于冰雪融水汇集,冰雪融水极易入渗坡体。入渗水在滑动带附近提供浮托力,在滑坡后缘裂隙中提供静水压力。且滑坡体位于高寒地区,地表水入渗坡体使表层土体形成冻土层,冻土层裸露于表层,不断融化,极易发生滑动。
2.4地质构造与地震
调查区岩石节理裂隙极为发育,为斜坡体内地下水赋存及运移提供了有利空间。
3公路高边坡滑坡地质灾害的防治措施与建议
3.1封闭滑动面、清除堆积体及加固抗滑
将路段上由于滑坡所形成的堆积体清除。用浆砌片石将其滑动面封闭,注意浆砌片石的厚度须控制在0.3m。在高边坡的坡脚设置护脚矮墙,以减少由于水渗透造成的岩土溃屈变形、软化等现象。与此同时,需对抗滑桩与碎落台间的位置进行封闭加固处理。在第二级边坡的原抗滑桩外侧增设钢筋混凝土,但要注意,混凝土板之上必须设置预应力锚索以增强其防护性,主要设置在抗滑桩中间部位的岩土体上。为了提高混凝土板的施工安全性,需设置长锚杆,长度控制在6m左右。
3.2加固路堑墙外侧锚索框架梁
在第一级边坡既有路堑墙外设置预应力锚索框架梁,以提高其防护性。
3.3对人行天桥段的桩板墙进行防护处理
对人行天桥段加设3根抗滑桩,并压实原墩台、抗滑桩之间回填的渣石,必须严格控制其压实度(要求高于93%),并在其两端位置设置相应的侧墙。在天桥墩台与抗滑桩之间应设置混凝土支撑,宽度控制在1.8m,长度控制在2.1m,与抗滑桩平齐。
3.4锚索框架锚固措施
对削坡减载区的坡面采用锚索框架进行锚固,预计单束锚索长度约30m。锚索的孔径为ф130。扩大头Φ600,锚索采用6×7Φ5钢绞线制作,锚头钢板200mm×200mm×20mm,中心开孔70mm。定位偏差不大于20mm,钻孔偏斜度不大于5%,测量定位应采用经纬仪或全站仪,确保每一排锚杆处在同一标高或每一列处于同一垂直线上。本工程锚杆(锚索)为永久性锚杆,应进行双层防护:其锚固段内杆体可采用水泥浆或水泥砂浆封闭防护;其自由段内杆体表面宜涂润滑油或防腐漆,然后包裹塑料布,在塑料布上再涂润滑油或防腐漆,最后装入塑料套管中。锚杆的外露锚头先涂防腐材料,再用混凝土封闭。注浆体为M30纯水泥浆,水泥采用42.5R普通硅酸盐水泥。预应力锚索应在锚固体强度大于20MPa,并达到设计强度的80%后方可进行张拉。
3.5排除地表水、地下水
高速公路路基排水方式有以下两种。
(1)地表截排水。地表截排水是在路堑边坡土石方开挖前施作截排水沟。这样做不仅可避免地表水对坡面的冲刷,而且还能有效防止地表水深入到坡体滑带内。值得注意的是,平台排水沟两侧的出口需与截排水天沟保持通畅连接。
(2)地下水排水。地下水通过排水孔排出,排水孔为仰斜式,这样可防止静水压力对排水孔的影响,提高滑坡体的稳定性。仰斜式排水孔的仰角设置为8°,直径为100mm,长度应根据滑动带的距离设置,以深入滑动带为宜。选择带槽孔的直径为75mm的UPVC管作为渗水管,管外还应使用渗水土工织布包裹,以免泥土等杂物堵塞渗水管。
3.6挡土墙防护措施
挡土墙的设置要遵守一定的操作规范,首先科学选择挡土墙的材料,要根据高边坡的地理条件和周边环境,结合公路高边坡滑坡现象的特点和性质做出全面分析和综合评价,选择合适的施工材料和科学的施工方法,将挡土墙的防御功能充分体现出来。该项目在公路内侧修建M10浆砌块石挡土墙用于防护滑动堆积后的松散土体,预计挡土墙长约40m,高约8m。当挡土墙局部地基承载力与设计不符时,需进行换填施工,选取的材料一般为碎石等,可提高挡土墙的基础承载力。回填施工需一层一层地进行夯实、整平,确保其宽度符合施工要求。在相同段落内,如地基条件差需做好补强工作,避免不均匀沉降出现。挡土墙基础选取的材料为C20片石混凝土,相隔15m进行伸缩缝、沉降缝设置。
结论
公路高边坡滑坡灾害的防治措施需要根据现场的实际情况,采取科学合理的处治措施,才能有效降低处治所投入的资金,提高处治的效果。该项目中,对滑坡采取锚索框架锚固和坡面截排水治理措施,并在公路内侧修筑了挡土墙,以减少公路高边坡滑坡地质灾害所造成的损失,及时做好预防工作,尽快恢复公路的正常通行。
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