高速公路滑坡與高邊坡病害的防治
2015-05-22
滑坡和高邊坡病害的防治，實質(zhì)上是一個采用工程措施保持或恢復(fù)邊坡自身平衡的過程。在山區(qū)高速公路建設(shè)中，大量自然邊坡被人為改造后，部分會出現(xiàn)或可能出現(xiàn)整體或局部失穩(wěn)變形現(xiàn)象，危及路基構(gòu)筑物安全，此時就須對邊坡進(jìn)行治理。在高速公路病害防治中和在公路深挖方路段，根據(jù)病害的特點(diǎn)，需要從以下幾個方面著手：
一、高速公路滑坡與高邊坡病害的防治原則
在公路深挖方路段，病害的防治需要從以下環(huán)節(jié)著手。
1.1在公路立項階段，山嶺重丘區(qū)公路建設(shè)項目的深挖方路段高邊坡的加固和防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)相應(yīng)地提高，把公路邊坡的長期穩(wěn)定性和對山區(qū)生態(tài)環(huán)境的綜合治理有機(jī)結(jié)合起來；
1.2在公路設(shè)計階段，加強(qiáng)地質(zhì)調(diào)查，合理選線，盡量避開不良的地質(zhì)體，無法繞避的則對有可能出現(xiàn)的邊坡病害提前預(yù)防和治理；
1.3在公路施工階段，采取合理的施工方法和順序，及時對邊坡進(jìn)行加固和防護(hù)。
防治措施的選擇與技術(shù)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)、勘測工作深度、施工方法、施工順序等各方面因素和條件有關(guān)。一般應(yīng)遵守下列原則：①以防為主，盡量繞避；②對癥下藥，綜合治理；③早下決心，及時處理；④力求根治，杜絕后患；⑤經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠。
對于大型復(fù)雜的邊坡危害，選線時應(yīng)盡量繞避，確實無法繞避的，應(yīng)采取合理的綜合治理措施。對于每一個邊坡危害，應(yīng)詳細(xì)邊坡病害的類型及其工程水文地質(zhì)特征，控制主要破壞因素，綜合考慮，合理運(yùn)用各種治理措施。
二、設(shè)計參數(shù)的選取
在病害防治設(shè)計中，設(shè)計參數(shù)的選取時相當(dāng)重要的，它直接關(guān)系到治理工程的安全和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。一般來說，滑坡的滑帶一般依附于坡體內(nèi)的軟弱夾層、構(gòu)造面或軟、硬巖的接觸面生成。影響滑帶參數(shù)的因素有：
①邊坡病害的變形階段。②邊坡目前的穩(wěn)定性。③勘測季節(jié)。④試驗方法。⑤治理工程對病害的影響。⑥考慮在治理工程使用年限內(nèi)可能出現(xiàn)的最不利條件下設(shè)計參數(shù)變化。
由于滑坡較薄，取樣困難，重塑土與原狀土的剪切值差別較大，或因滑帶內(nèi)含有粗粒物質(zhì)，在進(jìn)行剪切試驗時因剔除而影響試驗結(jié)果等，在工程實踐中確定抗剪度指標(biāo)時，多采用反算法，剪切試驗的結(jié)果可作為參考值。當(dāng)以下幾種情況下進(jìn)行滑帶指標(biāo)反算時，應(yīng)結(jié)合滑坡的各種影響因素對反算結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
2.1在邊坡未開挖或未開挖完成之前，滑帶未完全形成，此時雖可以通過地質(zhì)勘察查清潛在滑動帶的位置，但無法確定坡體開挖完成后滑坡的穩(wěn)定度；
2.2旱季進(jìn)行滑坡勘察時，其穩(wěn)定性較高，反算時要充分考慮雨季穩(wěn)定系數(shù)的降低；
2.3考慮人類工程活動對滑坡的穩(wěn)定有影響。
三、治理工程措施
隨著大規(guī)模高速公路建設(shè)的開展，滑坡與邊坡病害的治理也形成了一套成熟的、以新型支擋結(jié)構(gòu)為主的成套治理工程技術(shù)，主要從三個方面考慮：①利用外力抵消平衡下滑力即增加滑體的抗滑力；②增加滑帶的抗剪強(qiáng)度；③減小下滑力。一般采用減、錨、擋、固、疏等手段，即刷方減載與錨固支擋的結(jié)合，輔以截排地表水、疏排地下水措施。在選用時應(yīng)根據(jù)具體情況綜合考慮，以求達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)技術(shù)成果。
3.1一般高陡坡的加固工程浩大，為減小加固工程，取得合理的經(jīng)濟(jì)效果，多考慮穩(wěn)固坡腳、減低分級平臺高度、加寬平臺寬度、放緩邊坡坡率等刷方減載措施。不穩(wěn)定邊坡受控于邊坡體內(nèi)的軟弱夾層，一般傾角較緩，通過刷方完全清除不穩(wěn)定體較為困難，但可減小下滑力，因此刷方減載與加固工程常常配合使用。
3.2預(yù)應(yīng)力錨索
預(yù)應(yīng)力錨索是一種承受拉力的桿狀構(gòu)件，通過鉆孔鋼絞線或高強(qiáng)度鋼絲錨固于深部的穩(wěn)定地層中，并在被加固邊坡表面通過張拉產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，從而達(dá)到使加固體穩(wěn)定和限制其變形的目的。
3.3抗滑樁
抗滑樁在滑坡體上挖孔設(shè)樁，避免大開挖而破壞其整體穩(wěn)定，樁身嵌固在滑動帶以下的穩(wěn)固地層內(nèi)，以抗衡滑坡體的下滑力。預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁由于改變了普通抗滑樁不合理的懸臂受力狀態(tài)，從而可大幅度地降低工程造價，節(jié)省鋼材和水泥等材料，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著?；略O(shè)置一般抗滑樁后，仍要產(chǎn)生一定的變形，當(dāng)滑坡體上或前緣處有重要建筑物時，不允許產(chǎn)生大的變形，這就限制了抗滑樁的使用范圍。而預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁則屬于主動式受力結(jié)構(gòu)，通過錨索在樁頭施加一預(yù)應(yīng)力，根據(jù)需要主動限制滑坡的變形量。
3.4錨桿
錨桿按錨固方式一般分為機(jī)械錨固、黏結(jié)錨固、摩擦式錨固等，但工程上常見的一般為全長錨固的水泥砂漿錨桿。錨桿主要用于穩(wěn)定巖質(zhì)邊坡的坡面防護(hù)，具有施工快捷、布置靈活、造價低廉等優(yōu)點(diǎn)。
3.5灌漿加固
邊坡開挖之前，預(yù)先在自然坡面上打孔注水泥漿，對坡體進(jìn)行加固。但因灌漿效果不易評價，應(yīng)用時一般只作為輔助工程。
3.6排水措施
排水措施分為地表水和地下水。地表水的目的是把滑坡區(qū)以上山坡來水截排不使其流入滑坡區(qū)，把滑坡區(qū)的降水及地下水出露部分通過人工溝槽盡快排出滑坡區(qū)；地下排水措施可以起到截斷補(bǔ)給滑帶的水源、降低地下水位，減小滑帶上的孔隙水壓力，提高其抗剪強(qiáng)度等作用。
四、工程措施的合理配置
在選用抗滑或預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁時，主要考慮兩種因素：一是抗滑樁的位置，一般情況下，抗滑樁應(yīng)成排地布置在滑坡體前緣抗滑段位置，以充分利用樁前巖土的抗力，在特殊情況下或因施工條件限制才考慮其他部位。在治理規(guī)模大的坡體病害時，很少使用單一的工程措施，往往是各種治理工程措施組合使用。目前，樁—錨組合結(jié)構(gòu)在邊坡加固中大量使用，實踐證明是經(jīng)濟(jì)合理的，種種組合充分發(fā)揮了兩種治理措施的優(yōu)點(diǎn)，同時又彌補(bǔ)了各自的不足。
五、坡面防護(hù)技術(shù)
5.1坡面防排水措施
防排水設(shè)計措施是保證邊坡穩(wěn)定的關(guān)鍵因素之一。邊坡巖石破碎、裂縫發(fā)育，地下水一般由地表補(bǔ)充，所以坡面防排水措施十分必要。為此考慮到兩個措施：一是在邊坡周界外圍根據(jù)邊坡坡形設(shè)置截水溝；二是在坡面平臺設(shè)置排水溝。
5.2噴射混凝土防護(hù)
坡面噴混凝土分為普通噴射、掛網(wǎng)噴射和鋼纖維噴射三種。噴射混凝土適用于風(fēng)化嚴(yán)重的巖質(zhì)邊坡；深路塹經(jīng)預(yù)裂光爆后，形成的多臺階高邊坡；成巖作用較好的黏土巖邊坡也可采用噴錨加固。
5.3邊坡格構(gòu)防護(hù)
格構(gòu)加固技術(shù)是利用漿砌片石、現(xiàn)澆鋼筋混凝土或預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土進(jìn)行邊坡坡面防護(hù)，并利用錨桿或錨索加以固定的一種邊坡加固技術(shù)。格構(gòu)的主要作用是將邊坡坡體的剩余下滑力或土壓力、巖石壓力分配給格構(gòu)結(jié)點(diǎn)處的錨桿或錨索，然后通過錨索傳遞給穩(wěn)定地層，從而使邊坡坡體在由錨桿或錨索提供的錨固力的作用下處于穩(wěn)定狀態(tài)。邊坡格構(gòu)加固技術(shù)具有布置靈活、格構(gòu)形式多樣、截面調(diào)整方便、與坡面密貼?？呻S坡就勢等顯著優(yōu)點(diǎn)，并且框格內(nèi)視情況可掛網(wǎng)、植草、噴射混凝土進(jìn)行防護(hù)，也可用現(xiàn)澆混凝土板進(jìn)行加固。
5.4坡面植被防護(hù)
坡面植被防護(hù)可分為植被坡面防護(hù)、土質(zhì)邊坡植被防護(hù)、巖石邊坡植被防護(hù)。其植被護(hù)坡功能主要通過植被的力學(xué)效應(yīng)和水文效應(yīng)來體現(xiàn)；目前用于土質(zhì)邊坡的植被防護(hù)技術(shù)主要有以下幾種：①階梯植被；②框格植被；③穴播或溝播；④液壓噴??；⑤植生帶；⑥綠化網(wǎng)；⑦土工網(wǎng)墊。巖石邊坡不同于土質(zhì)邊坡，目前常用的植被護(hù)坡方法無法應(yīng)用于巖石邊坡，厚層基材噴射植被護(hù)坡技術(shù)則通過在坡面噴附一層結(jié)構(gòu)類似于自然土壤且能夠貯存水分和養(yǎng)分的植物生長所需的基層材料，解決了巖石邊坡無法生長植物的難題。
六、結(jié)束語
由于復(fù)雜的地形地質(zhì)條件，滑坡與高邊坡工程始終是山區(qū)鐵路和公路建設(shè)中一個重大工程地質(zhì)問題，因此加強(qiáng)滑坡和高邊坡病害的防治研究，不僅將對高原山區(qū)公路交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展有重要意義，也將對我國地質(zhì)災(zāi)害防治理論以及防治技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生積極作用。
