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[摘要]加强对高速公路滑坡成因及治理措施的研究,有利于提高高速公路安全性,给人们的生命和财产安全提供保障,本文笔者对高速公路滑坡成因及治理措施进行了探讨,希望对相关从业人员具有借鉴意义。
[关键词]高速公路 滑坡成因 治理措施
[中图分类号] P642.22 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-3-338-1
0前言
我国高速公路的迅速发展导致边坡开挖的数量大幅增长。但是边坡开挖常常会使原有的植被覆盖层遭到破坏,致使边坡的稳定性难以达到要求,导致滑坡现象的出现,给高速公路的正常使用带来一系列难题。因此在进行高度公路设计时,必须重视对边坡综合防护的设计,避免出现滑坡灾害。
1工程概况
某高速公路,受暴雨和洪水的影响,该滑坡开始滑动,后缘出现拉张裂缝,前缘则造成左幅 24# 墩桩基础破坏。本滑坡平面上分布面积约为 8200㎡,另根据钻探成果,本滑坡滑体平均厚度30m 左右,因此滑坡体积约为 24.6万 m3,属于大型滑坡。
2滑坡特征
2.1地形地貌
滑坡区地形总体下陡上缓,上部自然坡度 20~30°,下部为一陡坎,高 10~20m,雾渡河河谷平均宽度 40m 左右,河床标高300~305m,谷底总体较为平缓。
2.2地层岩性
根据地表调查及钻探勘探成果,滑坡区地层由上到下可分为四层。(1)块石层:该层分布广泛且厚度较大,最大揭露厚度达32m,其块石多为灰岩或白云岩,块径极不均匀,小至数十厘米,大至数米,块石间多由碎石和粘性土填充。(2)碎石土层:揭露最大厚度30.5m,灰黄色或灰褐色,中密,碎石成分以灰岩、白云岩为主,粒径1~3cm,含量 60%~80%,呈棱角~次棱角状,夹杂黄褐色粘土。(3)粘土层:该层在滑坡范围内分布较为连续,揭露最大厚度 17.5m,总体呈黑色、黑褐色,软塑状,局部为黄褐色,含少量碎石。该层直接产出于基岩上,从分布高程、产出厚度来看均较稳定。(4)炭质灰岩层:灰黑色,中风化,隐晶质结构,层状构造,裂隙未见溶蚀现象,岩芯多呈柱状,局部呈碎块状。该层属震旦系陡山沱地层,在区域上广为分布。
2.3滑面特征
在本次对滑坡的钻探勘探过程中,ZK2 和 ZK3 两钻孔揭露的滑带土擦痕十分明显,均产出于黑褐色粘土层中。其中ZK3 所揭露的滑面擦痕显示倾角为 20~30°,由于该钻孔已接近滑坡前缘部位,我们推测其产状应为反倾产状。通过钻孔揭露的滑面位置,结合滑坡后缘拉张裂缝的产出状态,基本可以确定滑面的空间分布。根据地表裂缝的张开方向以及滑坡边界的产出状态,可以确定本滑坡主滑方向近南北向。
3滑坡产生的原因及诱发因素分析
滑坡的形成是多种因素互相作用的结果,自然因素和人为因素都可能造成滑坡。比如在发生地震时,可能造成地质岩层和地质构造出现变形,从而导致滑坡的发生;人为对土体进行挖掘时,地表水会渗入深处,从而导致土体滑向空穴地。诱发土体滑坡的最主要因素是工程的质量不合格,在建设和改扩建工程的过程中,经过调整,边坡应力的平衡性会被打破,就会导致坍塌或者滑坡的出现。此外,在对边坡进行施工的过程中,土质的选择没有达到相关的技术施工标准,其透水性差,在风化和雨水冲刷的长期作用下,坡面会形成软弱面或者出裂缝现象,这会大幅度加剧滑坡的形成。在某高速中,根据滑坡区地形地貌和地层特征,结合其变形迹象,综合分析认为,滑坡区上硬下软的地层结构是本滑坡产生的内在因素,而其南高北低的极不对称地形为滑坡形成提供了条件,暴雨和洪水则成为本滑坡的诱发因素。由于粘土层分布高程较低,总体位于地下水位以下,长期处于饱水状态,导致其力学强度低下。而其上覆的岩堆块石层在长期重力作用下得到一定程度的压实,局部甚至因为碳酸盐岩的存在,在雨水的作用下产生一定的化学胶结,使得其力学强度相对较高,自稳能力相对较强。这样的地层结构在暴雨及洪水的作用下,一方面上部岩堆块石由于空隙充水,重度增加,对下伏粘土层的压力增大。另一方面,由于水位增高,导致坡体受水浸泡的范围加大,坡体下部的部分岩土体力学强度必将减弱,特别是对于粘土层,由于所受水压力加大,饱和度增加,其力学强度也将进一步减弱。在这种此消彼长的双重因素作用下,粘土层内部由于承受不了上覆岩堆体的压力逐渐形成类似地基失稳的弧形破坏面,此时粘土层上部的岩堆体“下挫”,滑坡后缘逐渐形成,滑坡向相对薄弱的河床一侧推移,当河床底部的土层重力不足以平衡该弧形滑面传递过来的推力时,剪切破坏继续向上覆土层延伸,直至剪出地面,整个滑动面由此贯通,滑坡形成。本次滑坡勘察过程中,在初步确认粘土层的存在是滑坡产生的主要因素以后,我们对粘土层的分布范围进行了重点勘察,结果表明其空间分布状态与滑坡地表变形迹象对应关系明显,进一步佐证了我们关于粘土层控制本滑坡的推测。
4防治措施
4.1排水防护
排水防护的内容包括地表排水和地下排水,地表排水的目的是进行防渗处理,对滑体以外的地表水进行拦截,并及时进行旁引;地下排水的原则是尽快汇集和及时疏导。坡面排水网系的第一道防线就是截水沟,因此其设置必须保证有效和可靠。排水沟应设置在坡脚的外侧,为了防止坡脚冲蚀和浸水膨胀变形,在排水沟和坡脚之间必须设置一定宽度的水沟平台。支撑渗沟是一种效果显著的排水方式,其不仅可以疏导地下水,还能够对边坡土体起到支撑作用,提高边坡的稳定性。地下水排水网系由主沟和支沟布置而成,通过支沟将滑体内的地下水引入主沟后,就可以将其排出滑坡体外。
4.2坡面防护
坡面表土呈现自然裸露状态,统一被风化和水浸,因此必须采取相应的措施对其进行防护,坡面防护一般分为生物防护、水泥土护坡防护和骨架护坡防护。生物防护具有成本低、环保性强的特点,不仅可以绿化地表还有利于保持生态平衡,是路基边坡综合防治中的最重要一环。水泥土护坡防护的主要材料是水泥土,其具有耐久性、抗干湿循环、抗渗性、抗冲耐磨性等特点,在路基边坡综合防治中得到广泛应用。骨架护坡防护通过设置在骨架上的有凹槽形的流水功能设施,可以避免在路面和坡面上出现水汇集的现象。
5结语
滑坡会使人民的生命财产安全受到严重的威胁,因此对滑坡进行综合治理具有非常重要的意义。对高速公路产生的滑坡进行治理时应一次性治理完毕,避免留下隐患。当前,一些高速公路时常会出现滑坡事故,使交通通行受到严重阻碍,因此高速公路滑坡治理刻不容缓,相关人员必须应加大研究和治理的力度,尽量避免发生滑坡事故。
参考文献
[1] 王彪 .某高速公路特大滑坡成因及治理分析[J].交通标准化,2011(18).
[关键词]高速公路 滑坡成因 治理措施
[中图分类号] P642.22 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-3-338-1
0前言
我国高速公路的迅速发展导致边坡开挖的数量大幅增长。但是边坡开挖常常会使原有的植被覆盖层遭到破坏,致使边坡的稳定性难以达到要求,导致滑坡现象的出现,给高速公路的正常使用带来一系列难题。因此在进行高度公路设计时,必须重视对边坡综合防护的设计,避免出现滑坡灾害。
1工程概况
某高速公路,受暴雨和洪水的影响,该滑坡开始滑动,后缘出现拉张裂缝,前缘则造成左幅 24# 墩桩基础破坏。本滑坡平面上分布面积约为 8200㎡,另根据钻探成果,本滑坡滑体平均厚度30m 左右,因此滑坡体积约为 24.6万 m3,属于大型滑坡。
2滑坡特征
2.1地形地貌
滑坡区地形总体下陡上缓,上部自然坡度 20~30°,下部为一陡坎,高 10~20m,雾渡河河谷平均宽度 40m 左右,河床标高300~305m,谷底总体较为平缓。
2.2地层岩性
根据地表调查及钻探勘探成果,滑坡区地层由上到下可分为四层。(1)块石层:该层分布广泛且厚度较大,最大揭露厚度达32m,其块石多为灰岩或白云岩,块径极不均匀,小至数十厘米,大至数米,块石间多由碎石和粘性土填充。(2)碎石土层:揭露最大厚度30.5m,灰黄色或灰褐色,中密,碎石成分以灰岩、白云岩为主,粒径1~3cm,含量 60%~80%,呈棱角~次棱角状,夹杂黄褐色粘土。(3)粘土层:该层在滑坡范围内分布较为连续,揭露最大厚度 17.5m,总体呈黑色、黑褐色,软塑状,局部为黄褐色,含少量碎石。该层直接产出于基岩上,从分布高程、产出厚度来看均较稳定。(4)炭质灰岩层:灰黑色,中风化,隐晶质结构,层状构造,裂隙未见溶蚀现象,岩芯多呈柱状,局部呈碎块状。该层属震旦系陡山沱地层,在区域上广为分布。
2.3滑面特征
在本次对滑坡的钻探勘探过程中,ZK2 和 ZK3 两钻孔揭露的滑带土擦痕十分明显,均产出于黑褐色粘土层中。其中ZK3 所揭露的滑面擦痕显示倾角为 20~30°,由于该钻孔已接近滑坡前缘部位,我们推测其产状应为反倾产状。通过钻孔揭露的滑面位置,结合滑坡后缘拉张裂缝的产出状态,基本可以确定滑面的空间分布。根据地表裂缝的张开方向以及滑坡边界的产出状态,可以确定本滑坡主滑方向近南北向。
3滑坡产生的原因及诱发因素分析
滑坡的形成是多种因素互相作用的结果,自然因素和人为因素都可能造成滑坡。比如在发生地震时,可能造成地质岩层和地质构造出现变形,从而导致滑坡的发生;人为对土体进行挖掘时,地表水会渗入深处,从而导致土体滑向空穴地。诱发土体滑坡的最主要因素是工程的质量不合格,在建设和改扩建工程的过程中,经过调整,边坡应力的平衡性会被打破,就会导致坍塌或者滑坡的出现。此外,在对边坡进行施工的过程中,土质的选择没有达到相关的技术施工标准,其透水性差,在风化和雨水冲刷的长期作用下,坡面会形成软弱面或者出裂缝现象,这会大幅度加剧滑坡的形成。在某高速中,根据滑坡区地形地貌和地层特征,结合其变形迹象,综合分析认为,滑坡区上硬下软的地层结构是本滑坡产生的内在因素,而其南高北低的极不对称地形为滑坡形成提供了条件,暴雨和洪水则成为本滑坡的诱发因素。由于粘土层分布高程较低,总体位于地下水位以下,长期处于饱水状态,导致其力学强度低下。而其上覆的岩堆块石层在长期重力作用下得到一定程度的压实,局部甚至因为碳酸盐岩的存在,在雨水的作用下产生一定的化学胶结,使得其力学强度相对较高,自稳能力相对较强。这样的地层结构在暴雨及洪水的作用下,一方面上部岩堆块石由于空隙充水,重度增加,对下伏粘土层的压力增大。另一方面,由于水位增高,导致坡体受水浸泡的范围加大,坡体下部的部分岩土体力学强度必将减弱,特别是对于粘土层,由于所受水压力加大,饱和度增加,其力学强度也将进一步减弱。在这种此消彼长的双重因素作用下,粘土层内部由于承受不了上覆岩堆体的压力逐渐形成类似地基失稳的弧形破坏面,此时粘土层上部的岩堆体“下挫”,滑坡后缘逐渐形成,滑坡向相对薄弱的河床一侧推移,当河床底部的土层重力不足以平衡该弧形滑面传递过来的推力时,剪切破坏继续向上覆土层延伸,直至剪出地面,整个滑动面由此贯通,滑坡形成。本次滑坡勘察过程中,在初步确认粘土层的存在是滑坡产生的主要因素以后,我们对粘土层的分布范围进行了重点勘察,结果表明其空间分布状态与滑坡地表变形迹象对应关系明显,进一步佐证了我们关于粘土层控制本滑坡的推测。
4防治措施
4.1排水防护
排水防护的内容包括地表排水和地下排水,地表排水的目的是进行防渗处理,对滑体以外的地表水进行拦截,并及时进行旁引;地下排水的原则是尽快汇集和及时疏导。坡面排水网系的第一道防线就是截水沟,因此其设置必须保证有效和可靠。排水沟应设置在坡脚的外侧,为了防止坡脚冲蚀和浸水膨胀变形,在排水沟和坡脚之间必须设置一定宽度的水沟平台。支撑渗沟是一种效果显著的排水方式,其不仅可以疏导地下水,还能够对边坡土体起到支撑作用,提高边坡的稳定性。地下水排水网系由主沟和支沟布置而成,通过支沟将滑体内的地下水引入主沟后,就可以将其排出滑坡体外。
4.2坡面防护
坡面表土呈现自然裸露状态,统一被风化和水浸,因此必须采取相应的措施对其进行防护,坡面防护一般分为生物防护、水泥土护坡防护和骨架护坡防护。生物防护具有成本低、环保性强的特点,不仅可以绿化地表还有利于保持生态平衡,是路基边坡综合防治中的最重要一环。水泥土护坡防护的主要材料是水泥土,其具有耐久性、抗干湿循环、抗渗性、抗冲耐磨性等特点,在路基边坡综合防治中得到广泛应用。骨架护坡防护通过设置在骨架上的有凹槽形的流水功能设施,可以避免在路面和坡面上出现水汇集的现象。
5结语
滑坡会使人民的生命财产安全受到严重的威胁,因此对滑坡进行综合治理具有非常重要的意义。对高速公路产生的滑坡进行治理时应一次性治理完毕,避免留下隐患。当前,一些高速公路时常会出现滑坡事故,使交通通行受到严重阻碍,因此高速公路滑坡治理刻不容缓,相关人员必须应加大研究和治理的力度,尽量避免发生滑坡事故。
参考文献
[1] 王彪 .某高速公路特大滑坡成因及治理分析[J].交通标准化,2011(18).