某公路崩塌地质灾害的特征与治理措施

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  摘 要:以某公路地质灾害特征为例,从结构面、基座和崩塌体的堆积特征几个方面对该危岩体的发育特征进行了调查研究,在此基础上阐述了地质灾害特征的成因,并提出了相应防治措施,为类似崩塌地质灾害防治工程提供参考。
  关键词:地质灾害特征;公路;防治措施
  中图分类号:P642.21 文献标识码:A
  0 引言
   随着我国经济不断发展,交通基础设施的建设也快速发展。路基边坡作为公路的重要组成部分,在施工过程中易发生崩塌等地质灾害。[1]本文结合工程实例,对边坡崩塌特点和产生原因进行调查研究,提出了有针对性、有效的处置方案,最后对方案进行稳定性分析,提出相应的处置措施,从而显著提高了公路边坡的稳定性,确保建设和运营期间通行安全。
  1 工程概况
   某公路位于景区内观光车道,有道路直达隐患点,交通位置较便利。工作区地势东高西低,属低中山侵蚀剥蚀地貌,植被发育。危岩体所在斜坡坡向255°,斜坡坡度35°~70°,整体较陡。崩塌发育于斜坡中下部观光车道内侧转角处,道路内侧边坡近似直立,高度约20 m,崩塌宽度约10 m,崩塌方量约200 m3。斜坡坡脚为河流,河流流向160°。勘查区内第四系分布范围小、覆盖厚度薄,难以形成稳定地下水,根据区域水文地质资料、地下水赋存状态、含水介质及其组合特征、水动力条件,勘查区内主要地下水为:基岩裂隙水。
  2 地质灾害特征
  2.1 崩塌规模
   崩塌地质灾害原危岩宽约12 m、高约7 m、厚约4 m,总方量约320 m3,位于观光车道内侧上方,为单体小型岩质崩塌,根据周边岩体情况,推测为错段式崩塌。本次崩塌失稳方量约200 m3,并在下方观光车道上形成块石堆积体,块石粒径最大达3.4×2.0×0.6 m3。崩塌發生后,母岩上残留的零星不稳定块体方量约120 m3。
  2.2 变形特征
   某公路崩塌发生于2020年2月6日夜间,崩落的块石粒径最大达3.4×2.0×0.6 m3,堆积体方量约200 m3,目前全部堆积于观光车道上,造成了约20 m长的观光车道路损坏,同时导致进山道路中断。崩塌发生后,母岩上仍旧残留有小范围的危岩,有脱落的潜在危险。经现场初步调查,在本次崩塌北侧道路内侧斜坡新发现大量危岩单体,受节理裂隙切割,后缘裂隙面趋于贯通,危岩体稳定性较差,危险性较大[2]。
  3 成因分析
   经现场初步调查分析,该崩塌是由多种因素综合作用引起的,成因如下:
  3.1 风化作用
   岩体悬臂临空,暴露在空气中,经过长期的自然风化及植物的根劈作用,其节理裂隙卸荷加深,加之危岩体所在地层岩性多样,软硬相间,自身稳定性较差,差异自然风化下导致危岩“基础”失稳。
  3.2 地质因素
   调查区岩体多节理裂隙发育,岩体较破碎,表层岩体多切割形成块体,块体规模约7.2×7×3.8 m3,加之区域内差异风化多形成软弱基座、岩腔,易导致上部岩体失稳形成崩塌。该片区域内历史上发生过多次零星崩塌。
  3.3 地形条件
   崩塌区地形较陡,大量岩体裸露在外,斜坡坡度为35°~70°,陡坡地形对崩塌的形成提供了空间。崩塌区块体高度约7 m,临空面高度约16 m。
  3.4 降雨作用
   区域小气候明显,时有降雨,地表水渗入斜坡岩土体,沿岩体中张性节理裂隙下渗至软弱基座,从而软化原危岩基座软弱岩体物理力学性质,且渗入后缘裂缝产生水压力,使得危岩体稳定性降低,促使崩塌发生。
  3.5 人类工程作用
   切坡开挖修建公路后,未对公路边坡采取长期有效的工程防护措施,岩体长期裸露,利于风化节理裂隙的发育,长期形变最终造成累积性破坏。
   综上,风化作用导致危岩体的形成,降雨则诱发了该崩塌的发生。
  4 治理措施
   综合考虑危岩体的形态特征、规模大小、破坏形式等多方面因素,采取相应防护措施:危岩清方+锚杆+主动防护网+局部喷砼。
  4.1 危岩清理
   (1)崩塌区残留岩体清理方案:对崩塌后的坡面残留的小块体危岩进行人工清方除危。
   (2)堆积体处理方案:由于堆积体存在大量块石,采取静态爆破破解后进行外运,加上清危,本次外运方量总计约320 m3。
   清坡主要是针对如下两方面:
   (1)坡面上施工人员的活动范围内存在浮土或浮石时,可能因施工活动引起崩塌、滚落而威胁施工安全的,宜予清除或就地临时处理。
   (2)对坡面上存在的将来发生崩塌可能性很大的个别块孤危石,这些孤石崩落对防护系统带来极大破坏,甚至超过系统的防护能力,则宜对其进行适当的加固处理或予以事先清除。
  4.2 锚杆
   为了增加清方后母岩的稳定性,在崩塌母岩区域设置锚杆进行锚固。
   锚杆采用全粘结锚杆,纵横间距3.5 m,底排锚杆高出软弱基座2 m,呈方形布置。锚杆共分为2种型号,Ⅰ类锚杆长度12 m,采用钢筋套筒机械连接。Ⅱ类锚杆长度9 m,锚杆入射角为30°,锚杆材料为HRB400级螺纹钢筋,主筋直径为φ25,锚杆孔径为φ100,采用M30水泥砂浆灌浆。
   施工技术要求:施工工序包括:定位、成孔、置筋、注浆。
   (1)锚杆成孔:成孔工业和方法主要取决于地质条件、设备能力及施工单位的经验。主要有地质钻、螺旋钻等干法成孔设备,锚杆成孔时预留0.5 m孔深。
   (2)置筋:首先清除孔内杂物和泥浆,置入钢筋,在钢筋上每隔2.0 m设置一个定位架。
   (3)注浆:注浆时宜在孔口设置止浆塞,并与孔壁紧密贴合。注浆宜采用从孔底开始注浆的方法。注浆液中可适当添加减水剂、早强剂、缓凝剂及膨胀剂。   4.3 主动防护网
   由于母岩节理裂隙发育,抗风化能力弱,长时间下易形成掉块,因此清方工作完成后,在坡面挂设主动防护网。锚杆安装完毕后铺设GPS2Q型主动防护网,挂网总面积为440 m?。防护网安装详见附图主动网大样图及主动网网片结构图。
   钢丝网铺挂与缝合,从上向下铺设钢绳网并缝合,缝合绳为φ8钢绳,每张钢绳网均用一根缝合绳与四周支撑绳进行缝合并预张拉,缝合绳两端用两个绳卡与网绳进行固定联结。从上向下铺设钢绳网并缝合,缝合绳为φ8钢绳,每根钢绳网均用一根长约31 m(或27)的缝合绳与四周支撑绳进行缝合并预张拉,缝合绳两端各用两个绳卡与网绳进行固定联结。
  4.4 局部喷砼封面
   为防止差异风化导致的基础失稳,挂网后对危岩的长条形基座软弱带进行喷砼封面。喷砼面积42 m?,砼选用C25,喷射砼厚度不小于100 mm。为了有效排除砼喷护层内侧积水而影响已喷砼的永久稳定性,特在软弱带中部按照水平线布置一排φ50 mm泄水孔,外倾坡度不小于5°,孔深500 mm,横向间距4.5 m。
  4.5 施工安全监测
   (1)监测目的是了解工程施工时对斜坡体的扰动情况,以便及时指导施工、调整工程部署及安排施工进度,保障施工安全,同时公路保畅、保通,保证游客安全。
   1)监测点布置。在崩塌范围南侧设置一个监测点,道路北侧设置一个监测点,危岩后缘设置一个监测点,共三个。
   2)监测周期。防护工程施工之前应对每个监测点做好监测记录,施工过程中对各监测点进行监测记录并与监测点原始记录资料比较,分析工程施工对崩塌的扰动情况,若发现扰动过大,应及时反馈施工方,对施工方案进行调整[3]。
   (2)人工清方时,应有专人对危岩体进行监测、巡查以保障施工人员安全。
   (3)在实际操作过程中,宜根据业主的要求、气象水文条件等具体确定,工程施工前及施工中均须加强监测,施工结束验收通过后,需再监测一个水文年。
  5 结语
   通过调查场区地质灾害的发育特征,从内在因素和外动力作用两个方面阐述了地质灾害的成因,风化作用导致危岩体的形成,降雨则诱发了该崩塌的發生。通过对地质灾害代表性剖面进行稳定性分析,在暴雨工况下,危岩处于不稳定状态,在突遇特大暴雨或地震作用时,可能加速崩塌,威胁公路过往车辆及行人的生命财产安全,鉴于此,笔者提出了相应防治措施,对类似地质灾害防治工程具有一定参考意义。
  参考文献:
  [1]李德强.地质灾害危险性评估在福建某高速公路工程中的应用[J].福建建材,2018(7):10-11.
  [2]叶四桥,陈洪凯,唐红梅.重庆市万州区太自岩危岩综合治理[J].重庆交通学院学报,2004(1):85-89.
  [3]胡以德.重庆市巫山县望霞危岩变形破坏机制及防治措施研究[D].成都:成都理工大学,2011.
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