论文部分内容阅读
【摘 要】 我国经济技术的快速发展带动了矿业开采市场的发展并使其达到空前的繁荣,但在开采矿的过程中,由于没有节制的开采,一方面对生态环境造成了严重的破坏,另一方面在山体上留下了高陡边坡,容易发生地质灾害,进而对人类正常的生活环境和人身安全造成了很大的影响,这就需要研究边坡地质灾害的防治技术。本文开始先介绍了边坡地质灾害治理技术的现状,接着讲述了几种地质灾害的治理技术,最后从环境保护的方面讲述了一些预防边坡地质灾害的措施。
【关键词】 边坡;地质灾害;治理技术;环境措施
一、边坡地质灾害治理技术的现状
20世纪90年代,在边坡地质灾害整治中贯彻的原则是一次根治、不留后患,各个部门都要充分意识到是多个因素的作用造成了边坡地质灾害。因此在边坡地质灾害治理时应采用的是综合治理的办法,尽量不要从单一因素方面入手去防治。从部分地区边坡地质灾害治理的形成情况看,采用抗滑桩并结合地面的情况,进行排水整治的滑坡居多,且效果比较显著。与此同时,由于在理论研究预应力锚索技术和凿岩机械方面我国有了突破性的发展,工程方面的设计师们开始从预应力锚索方面入手,在整治边坡是应用了预应力锚索,在引进国外先进技术方面,铁二院首先从国外引进了相关的成套设备,并结合实际的工程开展了关于预应力锚索应用技术的理论研究,而后其研究出了成果并获得了相应的奖项。在排水方面,人们的知识也在不断更新,在综合整治边坡地质灾害时,采用了以排水为主、结合抗滑桩、预应力锚索支挡的方法。以南昆铁路八渡车站巨型滑坡为例,采用地面、地下两方面的立体排水方法,地面是按八条横向、四条竖向,总共十二条截排水沟设置的,地下设置了两条泄水洞,同时设置了132孔坡面锚索和113根锚索桩锚索和锚索桩支挡、在边坡地方种植绿色植被,以达到综合治理边坡地质灾害,保护环境,这一在20世纪90年代的成功案例为后续的边坡地质灾害防治打下了一个很好的基础。
此外,还出现了一个新概念,突破性的,那就是在工程滑坡容易产生的地段或地质不良的地段,为防止工程滑坡的产生,设置预加固工程,采取的工法是先加固再开挖、边加固边开挖,这样就可以尽可能地避免滑坡发生,或在发生过程中就进行了整治。在治理技术上,取得成功的有:小锚孔注浆——达成铁路,金堂滑坡采用高压旋喷注浆加固滑坡滑动带,内昆铁路冷家坡隧道进口岩石滑坡采用了钢花管注浆。这个技术具有很多优点,如:施工比较便捷、机械化程度比较高、施工人员劳动强度比较低,节约成本等。它属于对滑坡主动加固,同时强调以排水为主、结合支挡、综合治理的原则,强调了预加固以防止滑坡产生的新概念,与抗滑桩、墙被动支挡大不相同,在技术方面也比较先进。而且预应力锚索等内容,也被纳入了正在修订的铁路特殊路基设计规范中。
二、几种边坡地质灾害工程治理技术
边坡地质灾害,在人类改造自然的过程中不可避免的会出现,是遇到的许多地质灾害中最常见的一类。常见的地质灾害有:各种类型的工程滑坡、崩坍与落石、各种岩土条件下人工边坡的开挖支护等,我国个别地区的土建工程建设,如:铁路、公路、矿山、市政等项目工程的边坡地质灾害特别严重,这就需要因地制宜地采取各种防灾、减灾措施,以便取得好的防护效果。
边坡在即将出现破坏或其处于临界状态时,要及时采取有效的措施进行治理,此时治理工程在施工方面比较容易,同时成本也比较低,但若在后期发展成整体滑动或破坏时,在经济方面肯定会造成很大的损失,因此根据边坡地形地貌和地质环境条件,分析边坡破坏的形成机制,并结合威胁对象和危害程度大小,进行稳定性分析,按照防治结合一次根治不留后患的原则,采用技术可行、经济合理、安全可靠的工程措施,对边坡进行综合治理是地质灾害防治工作的重点。下面就介绍几种常用的地质灾害的治理技术。
1、挡土墙加固法
挡土墙是一种人工构筑物,能够阻止松散岩土体,挡土墙结构型式主要有重力式、悬臂式、扶壁式、桩锚式、喷锚式和加筋土式等。它有两方面的应用,一方面可以单一的用作小型滑坡的阻挡物,另一方面可作为治理大型滑坡的综合措施之一。挡土墙的作用原理是:为有效地抵抗坡体的下滑力和倾倒,就需要通过依靠挡土墙本身的重量及其结构的强度,这就要求挡土墙的重量和结构的强度要设计的合适。应特别注意挡土墙的位置,这样可以最小的影响或者不影响挡土墙的抗滑效果。一般情况下,在设计与施工中,必须将墙的基础深入到稳固的基岩内,这是因为挡土墙在设置时,多设在不稳定边坡的前缘或坡脚部位,要使其深度保持有足够的抗滑力,这样可以在滑体移动时,保证挡土墙不致产生侧向移动和倾斜。
2、喷射混凝土加固法
喷射混凝土可以作为边坡的表面处理,它不仅可以加固岩土体进而提高岩土体的强度,同时又可以对边坡表层的岩土体进行及时的封闭,使其免受风化、潮解和剥落。喷射混凝土不仅可在加固边时坡单独使用,也可以与锚杆等配合使用,对边坡进行喷射混凝土时,喷射手的技术和是否加速凝剂面层厚度在很大程度上决定了混凝土回弹量的大小,一般为了提高喷射混凝土的强度,一是加设钢筋网,这样做可以提高抗拉强度和可塑性,二是加入钢丝或玻璃纤维,在制作喷射混凝土的干料中。其主要适用范围:岩性较差、强度较低、易于风化的岩石边坡,还有一些风化严重、易受自然应力影响,导致大面积碎落以及局部小型崩塌的坚硬岩层,因爆破施工造成大量超爆的落石的岩质边坡,及破坏范围深入边坡内部的岩质边坡。
该方法因表层喷射混凝土也有缺点,那就是其外观不佳,一般不适用要求景观优美的边坡,但是现在新技术的发展,出现了绿色混凝土,当然也可以使用这种混凝土,可以吸收一定的水分和养分,使预先喷入的草籽成活,形成绿色植被。
3、锚杆/索加固法
锚杆/索加固边坡是把结构或不稳定的岩土体锚固在稳定的岩土层上,使其互相连接以传递拉力和剪力的技术方法,工作原理是在稳固的岩体中,使锚杆周围岩石互相挤压,锚杆与岩石联成一个整体,形成一个挤压带,阻止岩体的变形和破坏,改变边坡内部岩体的应力状态,从而提高邊坡不稳定部分岩体的整体性和稳固性。用金属材料锚固边坡主要有锚杆和锚索两种。锚杆类型有:坑弯、预拉、剪切和抗拉四种。常用的为剪切锚杆。 该方法适用范围较广,适用于各种岩石及岩土边坡。连接体锚杆或锚索的结构工艺与施工质量直接决定了其相应的加固效果,通常有锚杆或锚索两种锚固的连接体,锚固结构主要包含:锚具承压板、台座、支挡结构、拉筋和注浆体等,同时又可分为为预应力和非预应力锚杆索,这个是根据是否预先施加应力分类的。预应力锚固结构是通过预留的自由段实施张拉,给锚固体施加一定的预应力,非预应力锚固一般采用全长锚固,杆体没有自由段非预应力,锚固是基于围岩的不均匀变形,使杆体产生约束力,起到加固作用,锚杆的长度应穿过潜在滑动面锚固于稳定岩土层中。普通锚杆长度较短,而预应力锚索因其长度较长,因而适用于加固大型边坡,通常的做法是:在布设钢筋混凝土横梁时要放到每两根锚杆索之间,并在锚头和横梁上挂设钢筋网,同时为防止边坡碎石滚落可以在钢筋网上喷射混凝土,并构成一个完整的系统,这样就可保证锚杆/索加固边坡的效果,加强边坡的稳定性,而这个系统是其由边坡岩石与锚杆索加固形成的。锚杆/索加固边坡的方法在实际的工程中较为经济和安全,施工方法比较简单便捷,技术也相对较为成熟,可用于具有明显软弱结构面的加固,该方法通常的应用方法是:结合坡面格构梁,在格构梁内进行绿化从而达到边坡与自然景觀相结合,坡面美观。
三、边坡绿色防护与水土保持措施
近几年,国民经济实力在不断的增强,人们所关心和重视的问题也开始转向保护环境,协调人类与环境的关系,进而让我国实现可持续发展,因此人们在实际的土建工程中,越来越重视边坡绿色防护和水土保持。与此同时,人们不断地引进,并且也自行开发和研究了很多种边坡绿色防护技术,例如:种草工艺,如液压喷播植草,改变了传统撒播、穴播工艺;又如植生带,采用工厂化生产,现场铺设,方便快捷;软质岩边坡植由风化砂、有机肥、黏合剂和草种制成的植草混凝土,喷射施工,养护至草成活。草种一般选择几种不同季节泛青的草籽混播,并且选择在当地气候下较为容易生长的,且根系发达、叶茎低矮、具有葡萄茎的草本植物,从而更有利的保持水土流失。
四、结束语
实践证明,边坡地质灾害治理工程较为系统也较为复杂,具体施工中应根据实际的工程性质条件、地质环境条件、使用要求、劳动力强度要求、原材料的供应以及施工技术条件等因素,再决定采取何种治理技术措施,在边坡地质灾害的治理工作中一定要做到人员设备的安全、可靠性高、技术方面要可行、经济成本要合理、环境也要尽可能美观。
参考文献:
1、魏永幸《工程滑坡防治实践》
2、李安洪,李海光《岩土锚固技术在铁路路基工程中的应用》
3、《建筑边坡工程技术规范》
4、周德培,张俊云《植被护坡工程技术》
5、《滑坡防治工程设计与施工技术规范》
【关键词】 边坡;地质灾害;治理技术;环境措施
一、边坡地质灾害治理技术的现状
20世纪90年代,在边坡地质灾害整治中贯彻的原则是一次根治、不留后患,各个部门都要充分意识到是多个因素的作用造成了边坡地质灾害。因此在边坡地质灾害治理时应采用的是综合治理的办法,尽量不要从单一因素方面入手去防治。从部分地区边坡地质灾害治理的形成情况看,采用抗滑桩并结合地面的情况,进行排水整治的滑坡居多,且效果比较显著。与此同时,由于在理论研究预应力锚索技术和凿岩机械方面我国有了突破性的发展,工程方面的设计师们开始从预应力锚索方面入手,在整治边坡是应用了预应力锚索,在引进国外先进技术方面,铁二院首先从国外引进了相关的成套设备,并结合实际的工程开展了关于预应力锚索应用技术的理论研究,而后其研究出了成果并获得了相应的奖项。在排水方面,人们的知识也在不断更新,在综合整治边坡地质灾害时,采用了以排水为主、结合抗滑桩、预应力锚索支挡的方法。以南昆铁路八渡车站巨型滑坡为例,采用地面、地下两方面的立体排水方法,地面是按八条横向、四条竖向,总共十二条截排水沟设置的,地下设置了两条泄水洞,同时设置了132孔坡面锚索和113根锚索桩锚索和锚索桩支挡、在边坡地方种植绿色植被,以达到综合治理边坡地质灾害,保护环境,这一在20世纪90年代的成功案例为后续的边坡地质灾害防治打下了一个很好的基础。
此外,还出现了一个新概念,突破性的,那就是在工程滑坡容易产生的地段或地质不良的地段,为防止工程滑坡的产生,设置预加固工程,采取的工法是先加固再开挖、边加固边开挖,这样就可以尽可能地避免滑坡发生,或在发生过程中就进行了整治。在治理技术上,取得成功的有:小锚孔注浆——达成铁路,金堂滑坡采用高压旋喷注浆加固滑坡滑动带,内昆铁路冷家坡隧道进口岩石滑坡采用了钢花管注浆。这个技术具有很多优点,如:施工比较便捷、机械化程度比较高、施工人员劳动强度比较低,节约成本等。它属于对滑坡主动加固,同时强调以排水为主、结合支挡、综合治理的原则,强调了预加固以防止滑坡产生的新概念,与抗滑桩、墙被动支挡大不相同,在技术方面也比较先进。而且预应力锚索等内容,也被纳入了正在修订的铁路特殊路基设计规范中。
二、几种边坡地质灾害工程治理技术
边坡地质灾害,在人类改造自然的过程中不可避免的会出现,是遇到的许多地质灾害中最常见的一类。常见的地质灾害有:各种类型的工程滑坡、崩坍与落石、各种岩土条件下人工边坡的开挖支护等,我国个别地区的土建工程建设,如:铁路、公路、矿山、市政等项目工程的边坡地质灾害特别严重,这就需要因地制宜地采取各种防灾、减灾措施,以便取得好的防护效果。
边坡在即将出现破坏或其处于临界状态时,要及时采取有效的措施进行治理,此时治理工程在施工方面比较容易,同时成本也比较低,但若在后期发展成整体滑动或破坏时,在经济方面肯定会造成很大的损失,因此根据边坡地形地貌和地质环境条件,分析边坡破坏的形成机制,并结合威胁对象和危害程度大小,进行稳定性分析,按照防治结合一次根治不留后患的原则,采用技术可行、经济合理、安全可靠的工程措施,对边坡进行综合治理是地质灾害防治工作的重点。下面就介绍几种常用的地质灾害的治理技术。
1、挡土墙加固法
挡土墙是一种人工构筑物,能够阻止松散岩土体,挡土墙结构型式主要有重力式、悬臂式、扶壁式、桩锚式、喷锚式和加筋土式等。它有两方面的应用,一方面可以单一的用作小型滑坡的阻挡物,另一方面可作为治理大型滑坡的综合措施之一。挡土墙的作用原理是:为有效地抵抗坡体的下滑力和倾倒,就需要通过依靠挡土墙本身的重量及其结构的强度,这就要求挡土墙的重量和结构的强度要设计的合适。应特别注意挡土墙的位置,这样可以最小的影响或者不影响挡土墙的抗滑效果。一般情况下,在设计与施工中,必须将墙的基础深入到稳固的基岩内,这是因为挡土墙在设置时,多设在不稳定边坡的前缘或坡脚部位,要使其深度保持有足够的抗滑力,这样可以在滑体移动时,保证挡土墙不致产生侧向移动和倾斜。
2、喷射混凝土加固法
喷射混凝土可以作为边坡的表面处理,它不仅可以加固岩土体进而提高岩土体的强度,同时又可以对边坡表层的岩土体进行及时的封闭,使其免受风化、潮解和剥落。喷射混凝土不仅可在加固边时坡单独使用,也可以与锚杆等配合使用,对边坡进行喷射混凝土时,喷射手的技术和是否加速凝剂面层厚度在很大程度上决定了混凝土回弹量的大小,一般为了提高喷射混凝土的强度,一是加设钢筋网,这样做可以提高抗拉强度和可塑性,二是加入钢丝或玻璃纤维,在制作喷射混凝土的干料中。其主要适用范围:岩性较差、强度较低、易于风化的岩石边坡,还有一些风化严重、易受自然应力影响,导致大面积碎落以及局部小型崩塌的坚硬岩层,因爆破施工造成大量超爆的落石的岩质边坡,及破坏范围深入边坡内部的岩质边坡。
该方法因表层喷射混凝土也有缺点,那就是其外观不佳,一般不适用要求景观优美的边坡,但是现在新技术的发展,出现了绿色混凝土,当然也可以使用这种混凝土,可以吸收一定的水分和养分,使预先喷入的草籽成活,形成绿色植被。
3、锚杆/索加固法
锚杆/索加固边坡是把结构或不稳定的岩土体锚固在稳定的岩土层上,使其互相连接以传递拉力和剪力的技术方法,工作原理是在稳固的岩体中,使锚杆周围岩石互相挤压,锚杆与岩石联成一个整体,形成一个挤压带,阻止岩体的变形和破坏,改变边坡内部岩体的应力状态,从而提高邊坡不稳定部分岩体的整体性和稳固性。用金属材料锚固边坡主要有锚杆和锚索两种。锚杆类型有:坑弯、预拉、剪切和抗拉四种。常用的为剪切锚杆。 该方法适用范围较广,适用于各种岩石及岩土边坡。连接体锚杆或锚索的结构工艺与施工质量直接决定了其相应的加固效果,通常有锚杆或锚索两种锚固的连接体,锚固结构主要包含:锚具承压板、台座、支挡结构、拉筋和注浆体等,同时又可分为为预应力和非预应力锚杆索,这个是根据是否预先施加应力分类的。预应力锚固结构是通过预留的自由段实施张拉,给锚固体施加一定的预应力,非预应力锚固一般采用全长锚固,杆体没有自由段非预应力,锚固是基于围岩的不均匀变形,使杆体产生约束力,起到加固作用,锚杆的长度应穿过潜在滑动面锚固于稳定岩土层中。普通锚杆长度较短,而预应力锚索因其长度较长,因而适用于加固大型边坡,通常的做法是:在布设钢筋混凝土横梁时要放到每两根锚杆索之间,并在锚头和横梁上挂设钢筋网,同时为防止边坡碎石滚落可以在钢筋网上喷射混凝土,并构成一个完整的系统,这样就可保证锚杆/索加固边坡的效果,加强边坡的稳定性,而这个系统是其由边坡岩石与锚杆索加固形成的。锚杆/索加固边坡的方法在实际的工程中较为经济和安全,施工方法比较简单便捷,技术也相对较为成熟,可用于具有明显软弱结构面的加固,该方法通常的应用方法是:结合坡面格构梁,在格构梁内进行绿化从而达到边坡与自然景觀相结合,坡面美观。
三、边坡绿色防护与水土保持措施
近几年,国民经济实力在不断的增强,人们所关心和重视的问题也开始转向保护环境,协调人类与环境的关系,进而让我国实现可持续发展,因此人们在实际的土建工程中,越来越重视边坡绿色防护和水土保持。与此同时,人们不断地引进,并且也自行开发和研究了很多种边坡绿色防护技术,例如:种草工艺,如液压喷播植草,改变了传统撒播、穴播工艺;又如植生带,采用工厂化生产,现场铺设,方便快捷;软质岩边坡植由风化砂、有机肥、黏合剂和草种制成的植草混凝土,喷射施工,养护至草成活。草种一般选择几种不同季节泛青的草籽混播,并且选择在当地气候下较为容易生长的,且根系发达、叶茎低矮、具有葡萄茎的草本植物,从而更有利的保持水土流失。
四、结束语
实践证明,边坡地质灾害治理工程较为系统也较为复杂,具体施工中应根据实际的工程性质条件、地质环境条件、使用要求、劳动力强度要求、原材料的供应以及施工技术条件等因素,再决定采取何种治理技术措施,在边坡地质灾害的治理工作中一定要做到人员设备的安全、可靠性高、技术方面要可行、经济成本要合理、环境也要尽可能美观。
参考文献:
1、魏永幸《工程滑坡防治实践》
2、李安洪,李海光《岩土锚固技术在铁路路基工程中的应用》
3、《建筑边坡工程技术规范》
4、周德培,张俊云《植被护坡工程技术》
5、《滑坡防治工程设计与施工技术规范》