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【摘 要】在我国的铁路建设过程中经常会遇到复杂的环境地质问题。铁路高边坡,经常会由于施工使场地的岩土工程条件发生改变,进而使高边坡发生滑坡现象,不仅对生态破坏严重,而且使人们的生命财产安全受到严重威胁,本文就滑坡形成的条件和原因、滑坡的危害和特征及滑坡的处理措施进行分析。
【关键词】铁路工程;高边坡滑坡;勘察;处理措施
引言
滑坡是指斜坡岩土体由于边界条件的改变及地下水活动、河流冲刷、人工切坡、地震活动等因素的影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面(带),缓慢整体向下滑动的坡面变形现象。它的特点是滑体在向下滑动时始终与下伏滑床保持接触,其水平移动分量一般大于垂直运动分量。如果滑坡体没有勘察清楚,在铁路运营中造成基础的变形破坏甚至失稳,则会带来无法估量的损失。加强对滑坡的地质调查和勘探,采用多种手段进行综合分析研究是十分必要的。
一、滑坡形成的条件和原因
一般情况下可以将滑坡形成的因素分为两大类,其一就是地形地貌自身条件及地层岩性条件影响,其二就是人为因素对其的影响,这主要表现在高边坡滑坡高发地带往往是人类工程活动较为频繁的地区。
(一)自然地质条件的决定作用
1.边坡的物质基础是地层岩性;由于地层岩性的性质各不相同,因此它们所形成的边坡形态以及坡率也各不相同,而这其中最容易发生滑坡事故的岩石种类有许多,最为突出的是黄土、厚层风化壳、堆积土以及沉积岩的顺倾地层等。2.地下水;影响高边坡滑坡的重要因素之一的就是地下水,在施工地段,应该注意勘探地下水的分布情况和分布形状,因为它能够在很大程度上决定产生滑坡的层次状况。
(二)边坡施工的基础是自然斜坡
自然斜坡具有许多优势,它是由于自然原因,在各方面自然因素长期作用力条件下所产生的一种坡度倾斜现象。它的产生顺应了所在岩层性质(包括岩层的强度和形态)发展的需求,有很强的稳定性,但有时也会出现滑坡的现象。
(三)诱发滑坡的因素
导致滑坡的因素有很多,而上面所陈述的是由于滑坡地带地质结构,坡斜等自身因素所导致的。除了其自身因素之外,导致滑坡发生的另一因素同样不可忽视,那就是由于外界因素而诱发滑坡。
(四)自然因素
由于自然规律,不同地区往往会出现降雨、降雪,风力的侵蚀,地震,温差变化等,影响滑坡最为明显的自然因素就是暴雨以及长期不间断的降雨,水下渗到地表底从而使强风化板岩以及之中的泥质软化,这些都是促使滑坡极易形成的重要因素。
(五)人为因素
高边坡滑坡的发生日益频繁在很大程度上是由于人类对自然的破坏行为所导致。随着经济的不断发展,人类对于自然的破坏也日渐严重,如坡体堆载、爆破、大肆开采矿山、砍伐森林等,而这些被破坏的地区正是高边坡滑坡事故发生最为频繁的地带。
二、滑坡的危害和特征
(一)滑坡的危害
在地形构造的上升区容易产生滑坡,由于沟谷具有较强的侵蚀性,而且下切速度也比较快,再加上两侧较陡的坡面以及强烈的变质岩风化作用,极易形成具有软、硬等双重结构的二元结构地质剖面,这直接造就滑坡产生的环境。滑坡主要由滑坡体、滑坡壁和滑动面组成。由于滑坡的规模不同,其危害程度也存在较大差异,滑坡的规模越大,其危害也越严重,大规模的滑坡不仅可以造成铁路、村庄毁坏,而且会堵塞河道,引发次生灾害。
(二)滑坡的特征
该滑坡出现在路线的右侧部位,由原开挖的一级边坡临空面剪出,不仅界限十分明显,而且规模大,并且具有较广的影响范围。路堑坡脚周围距滑坡前缘大约5m左右,路堑坡顶距滑坡后缘大约50m。大体上来看,滑坡整体的滑动面顺着岩层的产状而滑动,并且滑动的方向与路线走向大致垂直,滑向路基。就目前的状况来看,滑坡体的地下水位埋深一般为17m~22m,处在滑动面下方。据现有状况显示,如果不采取有效措施对滑坡进行治理,滑坡体将会发生更进一步的活动,其范围将会得到更进一步的扩大。
三、滑坡的处理措施
(一)保持生态上的平衡
铁路沿线边坡的开挖,会使得大量自然植被遭到毁灭以及水土的流失,以上这些都会给自然生态环境产生很大的破坏。铁路的生态防护采用种植植物,这样可以人为的修复被毁坏的环境,通过它自己本身的自我调节功能,达到恢复原本的自然生态平衡,最终达到生态防护的目的。
(二)美化环境,减轻视觉疲劳
铁路的使用,应该采用各种形式植物的合理匹配,形成一种植物景观生态保护,营造良好的绿色的视觉空间,这样可以降低长时间驾驶而引起的视觉疲劳,可以减少交通事故的概率。
(三)铺草皮
在边坡防护施工技术中最常见的是铺草皮,是在土质边坡,全风化的岩质和强风化的软质岩边坡上,把培养的草坪按照指定的规格进行铺设,从而使坡面迅速形成草坪的护坡绿化技术。 施工操作简单,造价成本少,成坪时间短。护坪功能见效快是铺草皮防护独有的优点,同时该技术受到季节的限制也较少,除了较为寒冷的天气外,其他季节可以进行施工。
(四)三维植被网护坡
三维植被网是一种原料为热塑性树脂,经过寄出、拉伸等工序加工后相互缠绕,同时在接点上相互融合,以高模量基础层为底部的三维立体结构网垫。三维植被网护坡有以下几种特点:
1.固土,三维植被网的表面上覆盖着许多的网包,以此更好的固定覆盖覆盖于网上的客土、草籽。
2.消能作用,由于三维植被网上覆盖着许多的网包层,因此削弱了雨滴的冲击能量,将植被网受到雨滴侵蚀降到最低,同时通过“网包”的作用,也可以有效的防治地表水冲刷坡面。3.浅层加筋作用,三维植被网垫还能够减少防治表层的滑落情况的出现。4.网络作用,可以进一步加强草的根部系统,使其互相咬合,增加防冲刷能力。
(五)对高边坡地带进行详细勘察
在进行高边坡防护的时候,应对其地带进行详细的勘察,查清工程地质情况,给设计提供充分的设计依据。设计阶段,无论什么性质的滑坡,如果规模较大,滑动面较深,一般治理就比较困难,在勘察阶段如果发现或易发生较大滑坡的区域则主要应以绕避为主。要预先设计主动防护加固措施,边施工边防护加固,避免因设计加固措施不当,施工中或营运后发生滑坡,影响工程建设。3、滑坡整治在工程建设中如有出现滑坡可以说是一个灾难,因为滑坡整治的代价是比较高的。滑坡整治实际上也可以认为是一种特殊条件下的高边坡防护,常用方法如下:
1.抗滑桩主要治理滑动面较深,下滑力较大的滑坡,特别是当下部存在较好的基岩层时效果较好。当下滑力很大时也可以考虑设置多排抗滑桩;2.抗滑锚索一般用于治理存在明显滑动面的滑坡,如因地质上的软弱夹层产生的滑坡,顺层滑坡等等,则治理效果比较好;3.抗滑注浆当滑坡规模不大,且地层适宜注浆改良时可以考虑采用;4.在进行滑坡治理时,为了加强治理效果,可以将上述几种方法结合起来使用,如当下滑力较大,可以将抗滑桩与抗滑锚索结合使用,或将抗滑明洞与抗滑注浆等结合使用,在地形条件容许时还可以结合上部减载或下部加载等形式综合治理。
结束语
总而言之,边坡滑塌处理应“综合治理,一次根治”,采用支挡体系与锚式体系相结合的措施,并做好坡体表面及内部排水,保证边坡稳定。
参考文献:
[1]黄润秋.岩石高边坡发育的动力过程及其稳定性控制[J].岩石力学与工程学报,2008,08:1525-1544.
[2]王恭先.边坡滑坡原因分析及防治办法[J].重庆建筑,2005,06:18-21.
[3]王恭先.滑坡防治中的关键技术及其处理方法[J].岩石力学与工程学报,2005,21:20-29.
[4]宋胜武,冯学敏,向柏宇,邢万波,曾勇.西南水电高陡岩石边坡工程关键技术研究[J].岩石力学与工程学报,2011,01:1-22.
[5]周創兵.水电工程高陡边坡全生命周期安全控制研究综述[J].岩石力学与工程学报,2013,06:1081-1093.
【关键词】铁路工程;高边坡滑坡;勘察;处理措施
引言
滑坡是指斜坡岩土体由于边界条件的改变及地下水活动、河流冲刷、人工切坡、地震活动等因素的影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面(带),缓慢整体向下滑动的坡面变形现象。它的特点是滑体在向下滑动时始终与下伏滑床保持接触,其水平移动分量一般大于垂直运动分量。如果滑坡体没有勘察清楚,在铁路运营中造成基础的变形破坏甚至失稳,则会带来无法估量的损失。加强对滑坡的地质调查和勘探,采用多种手段进行综合分析研究是十分必要的。
一、滑坡形成的条件和原因
一般情况下可以将滑坡形成的因素分为两大类,其一就是地形地貌自身条件及地层岩性条件影响,其二就是人为因素对其的影响,这主要表现在高边坡滑坡高发地带往往是人类工程活动较为频繁的地区。
(一)自然地质条件的决定作用
1.边坡的物质基础是地层岩性;由于地层岩性的性质各不相同,因此它们所形成的边坡形态以及坡率也各不相同,而这其中最容易发生滑坡事故的岩石种类有许多,最为突出的是黄土、厚层风化壳、堆积土以及沉积岩的顺倾地层等。2.地下水;影响高边坡滑坡的重要因素之一的就是地下水,在施工地段,应该注意勘探地下水的分布情况和分布形状,因为它能够在很大程度上决定产生滑坡的层次状况。
(二)边坡施工的基础是自然斜坡
自然斜坡具有许多优势,它是由于自然原因,在各方面自然因素长期作用力条件下所产生的一种坡度倾斜现象。它的产生顺应了所在岩层性质(包括岩层的强度和形态)发展的需求,有很强的稳定性,但有时也会出现滑坡的现象。
(三)诱发滑坡的因素
导致滑坡的因素有很多,而上面所陈述的是由于滑坡地带地质结构,坡斜等自身因素所导致的。除了其自身因素之外,导致滑坡发生的另一因素同样不可忽视,那就是由于外界因素而诱发滑坡。
(四)自然因素
由于自然规律,不同地区往往会出现降雨、降雪,风力的侵蚀,地震,温差变化等,影响滑坡最为明显的自然因素就是暴雨以及长期不间断的降雨,水下渗到地表底从而使强风化板岩以及之中的泥质软化,这些都是促使滑坡极易形成的重要因素。
(五)人为因素
高边坡滑坡的发生日益频繁在很大程度上是由于人类对自然的破坏行为所导致。随着经济的不断发展,人类对于自然的破坏也日渐严重,如坡体堆载、爆破、大肆开采矿山、砍伐森林等,而这些被破坏的地区正是高边坡滑坡事故发生最为频繁的地带。
二、滑坡的危害和特征
(一)滑坡的危害
在地形构造的上升区容易产生滑坡,由于沟谷具有较强的侵蚀性,而且下切速度也比较快,再加上两侧较陡的坡面以及强烈的变质岩风化作用,极易形成具有软、硬等双重结构的二元结构地质剖面,这直接造就滑坡产生的环境。滑坡主要由滑坡体、滑坡壁和滑动面组成。由于滑坡的规模不同,其危害程度也存在较大差异,滑坡的规模越大,其危害也越严重,大规模的滑坡不仅可以造成铁路、村庄毁坏,而且会堵塞河道,引发次生灾害。
(二)滑坡的特征
该滑坡出现在路线的右侧部位,由原开挖的一级边坡临空面剪出,不仅界限十分明显,而且规模大,并且具有较广的影响范围。路堑坡脚周围距滑坡前缘大约5m左右,路堑坡顶距滑坡后缘大约50m。大体上来看,滑坡整体的滑动面顺着岩层的产状而滑动,并且滑动的方向与路线走向大致垂直,滑向路基。就目前的状况来看,滑坡体的地下水位埋深一般为17m~22m,处在滑动面下方。据现有状况显示,如果不采取有效措施对滑坡进行治理,滑坡体将会发生更进一步的活动,其范围将会得到更进一步的扩大。
三、滑坡的处理措施
(一)保持生态上的平衡
铁路沿线边坡的开挖,会使得大量自然植被遭到毁灭以及水土的流失,以上这些都会给自然生态环境产生很大的破坏。铁路的生态防护采用种植植物,这样可以人为的修复被毁坏的环境,通过它自己本身的自我调节功能,达到恢复原本的自然生态平衡,最终达到生态防护的目的。
(二)美化环境,减轻视觉疲劳
铁路的使用,应该采用各种形式植物的合理匹配,形成一种植物景观生态保护,营造良好的绿色的视觉空间,这样可以降低长时间驾驶而引起的视觉疲劳,可以减少交通事故的概率。
(三)铺草皮
在边坡防护施工技术中最常见的是铺草皮,是在土质边坡,全风化的岩质和强风化的软质岩边坡上,把培养的草坪按照指定的规格进行铺设,从而使坡面迅速形成草坪的护坡绿化技术。 施工操作简单,造价成本少,成坪时间短。护坪功能见效快是铺草皮防护独有的优点,同时该技术受到季节的限制也较少,除了较为寒冷的天气外,其他季节可以进行施工。
(四)三维植被网护坡
三维植被网是一种原料为热塑性树脂,经过寄出、拉伸等工序加工后相互缠绕,同时在接点上相互融合,以高模量基础层为底部的三维立体结构网垫。三维植被网护坡有以下几种特点:
1.固土,三维植被网的表面上覆盖着许多的网包,以此更好的固定覆盖覆盖于网上的客土、草籽。
2.消能作用,由于三维植被网上覆盖着许多的网包层,因此削弱了雨滴的冲击能量,将植被网受到雨滴侵蚀降到最低,同时通过“网包”的作用,也可以有效的防治地表水冲刷坡面。3.浅层加筋作用,三维植被网垫还能够减少防治表层的滑落情况的出现。4.网络作用,可以进一步加强草的根部系统,使其互相咬合,增加防冲刷能力。
(五)对高边坡地带进行详细勘察
在进行高边坡防护的时候,应对其地带进行详细的勘察,查清工程地质情况,给设计提供充分的设计依据。设计阶段,无论什么性质的滑坡,如果规模较大,滑动面较深,一般治理就比较困难,在勘察阶段如果发现或易发生较大滑坡的区域则主要应以绕避为主。要预先设计主动防护加固措施,边施工边防护加固,避免因设计加固措施不当,施工中或营运后发生滑坡,影响工程建设。3、滑坡整治在工程建设中如有出现滑坡可以说是一个灾难,因为滑坡整治的代价是比较高的。滑坡整治实际上也可以认为是一种特殊条件下的高边坡防护,常用方法如下:
1.抗滑桩主要治理滑动面较深,下滑力较大的滑坡,特别是当下部存在较好的基岩层时效果较好。当下滑力很大时也可以考虑设置多排抗滑桩;2.抗滑锚索一般用于治理存在明显滑动面的滑坡,如因地质上的软弱夹层产生的滑坡,顺层滑坡等等,则治理效果比较好;3.抗滑注浆当滑坡规模不大,且地层适宜注浆改良时可以考虑采用;4.在进行滑坡治理时,为了加强治理效果,可以将上述几种方法结合起来使用,如当下滑力较大,可以将抗滑桩与抗滑锚索结合使用,或将抗滑明洞与抗滑注浆等结合使用,在地形条件容许时还可以结合上部减载或下部加载等形式综合治理。
结束语
总而言之,边坡滑塌处理应“综合治理,一次根治”,采用支挡体系与锚式体系相结合的措施,并做好坡体表面及内部排水,保证边坡稳定。
参考文献:
[1]黄润秋.岩石高边坡发育的动力过程及其稳定性控制[J].岩石力学与工程学报,2008,08:1525-1544.
[2]王恭先.边坡滑坡原因分析及防治办法[J].重庆建筑,2005,06:18-21.
[3]王恭先.滑坡防治中的关键技术及其处理方法[J].岩石力学与工程学报,2005,21:20-29.
[4]宋胜武,冯学敏,向柏宇,邢万波,曾勇.西南水电高陡岩石边坡工程关键技术研究[J].岩石力学与工程学报,2011,01:1-22.
[5]周創兵.水电工程高陡边坡全生命周期安全控制研究综述[J].岩石力学与工程学报,2013,06:1081-1093.