淺談公路邊坡的病害及其處治

吳彥寧

(寧夏公路勘察設計院有限責任公司)

1 公路邊破存在的病害

1.1 滑坡

滑坡是指斜坡上的土體或者巖體,受河流沖刷、地下水活動、地震及人工切坡等因素影響,在重力作用下,沿著一定的軟弱面或者軟弱帶,整體地或者分散地順坡向下滑動的自然現象。滑坡主滑段滑床坡度較緩,水平位移大于垂直位移;一般滑坡位移速度較緩慢,延續時間長;而且滑坡的依附面是多種多樣的。滑坡的機制是某一滑移面上剪應力超過了該面的抗剪強度所致,一般按運動形式,滑坡可分為牽引式滑坡和推動式滑坡;按運動速度,滑坡可分為崩塌性滑坡、蠕動性滑坡、高速滑坡。牽引式滑坡認為滑坡源發生于滑坡前緣,即前緣土體首先產生滑坡變形,而后逐漸向上發展到整個滑坡。如開挖路塹所造成的滑坡,大多屬于牽引式滑坡;一般牽引式滑坡大多屬于淺層滑坡,滑層較薄,地表裂縫多,由前緣逐漸向上發展。推動式滑坡則反之,始滑點發生于滑坡的中上部,大多由于中上部超載引起,如棄土堆載等,一般滑動面較深,體積巨大,整體性較好,地表裂縫較少。崩塌性滑坡,即在滑動速度階段快,時間短;蠕動性滑坡則相反,有時一處滑坡可以延續數十年,甚至數百年。

1.2 崩坍、錯落

崩塌是坡體中被陡傾的張性破壞面分割的巖體,因根部折斷或壓碎而傾倒,突然脫離母體翻滾而下的過程。崩塌的依附面陡,運動形式是以跳躍翻滾為主,速度快,沒有固定的滑床。坍塌錯落多發生在斷層褶皺破碎帶、巖層不整合接觸帶、風化嚴重節理發育的陡坡地帶和沿風化線地帶,以及成份復雜的非均質松散土層。坡面開裂及錯動均為產生坍塌或錯落的初期變形,當開挖邊坡過陡,不適應其穩定條件時,極易造成坍塌錯落。錯落以垂直位移為主,滑坡坡度陡,沒有牽引段,滑后地面坡度亦較陡;位移速度快,能在很短的時間內達到新的平衡;滑坡的依附面是多種多樣的。

1.3 剝落、溜坍、泥石流

剝落是邊坡表層巖(土)體長期遭受風化,在沖刷和重力作用下巖(土)屑(塊)不斷地沿著邊坡滾落、堆積在坡底的邊坡不穩現象。溜坍一般滑層很薄,有時為水飽和,滑移后變形體大部分離開滑床,堆積于坡腳。另外,邊坡的地質條件、水文條件、地形地貌和新構造運動等自然因素是對邊坡穩定性起決定作用的關鍵因素,而地下采掘、開挖坡腳、人工削坡等人類的工程活動對邊坡穩定性有重大影響。在邊坡穩定性的病害中還要注意泥石流等因素的影響。泥石流是介于流水與滑坡之間的一種地質作用,泥石流的變形體全部為水飽和,形成固體徑流而遠離發生地等等。所以在路堤邊坡穩定性的設計時就要考慮到這些自然災害的影響。

2 邊坡病害處治

2.1 根源處的邊坡病害避免——邊坡設計

在邊坡設計時,就需要將所有的因素和病害可能考慮在其中,注重公路邊坡穩定性。邊坡病害有很多,如人工切割坡腳就會破壞斜坡前部支撐,致使抗滑力減小而導致邊坡穩定性降低,甚至失穩;水文地質條件改善、惡化條件減緩或消除,邊坡滑動后滑動面變緩、滑體重心降低或在邊坡前部抗滑段加載,造成邊坡下滑力減小、抗滑力增大而穩定性提高等。所以在邊坡設計前要采用工程地質工作的各種手段,如調查、測繪、勘探和試驗等找出引起滑動的主次要因素及其變化趨勢,并對病害產生的原因和變化的因素等進行調查、訪問、目測描述和動態觀測等。設計時,要對邊坡穩定性進行充分的分析,根據計算的穩定系數來評價邊坡的穩定性。

2.2 工程建設時的自身防護——排水

整個公路工程的建設都應該注重排水,而邊坡排水更是邊坡穩定的保證。邊坡排水分為地表排水和地下排水。地表排水,滑坡體以外的地表水應予攔截引離;滑坡體上的地表水要注重防滲,并盡快匯集引出;排除滑坡地下水的工程措施有滲溝、自洞及平孔等。滲溝是常見的一種地下排水措施,滲溝按其作用不同可分為支撐滲溝、邊坡滲溝及截水溝3種。盲洞主要適用于截排或引排集中于滑面四周埋藏較深的地下水。對于地面上的其他含水層,可在滲水隧洞頂上設置若干滲井或滲管將水引入洞內;對于滲水隧洞以下的承壓含水層,可在洞的底部設滲水孔將水引入洞內。

2.3 邊坡后期防護——綠化

綠化防護可以種草及鋪草皮、植樹等。種草和鋪草皮防護適用于邊坡穩定,坡面沖刷輕微,且宜于草類生長的土質路堤和路塹邊坡,用以防止表面水土流失、固結表土、增強路基的穩定性。鋪草皮的方法常用的有平鋪草皮、平鋪疊置草皮、方格式草皮和卵(片)石方格草皮等四種形式。選用草籽應注意當地的土壤和氣候條件,通常以容易生長、根部發達、葉莖低矮、枝葉茂密的多年生草種為宜,最好采用幾種草籽混合種植,使之生成良好的覆蓋層。在路基邊坡上合理地植樹,對于加固路基有良好的效果。也可和種草、鋪草皮配合采用,使坡面形成良好的防護層。植樹適用于土質邊坡及嚴重風化的巖石邊坡和裂隙粘土邊坡,有利于及早成林,起到良好的防護作用。植樹的形式可以是帶狀或條形,也可以栽成連續式。植樹防護除選用適合當地土壤和氣候的樹種外,還應注意保持樹間合適的距離。

3 結束語

路基邊坡穩定性問題是高速公路建設中非常重要的環節,邊坡不穩定易產生很多的病害,面對這一情況,所有的公路工程都應該要做好地質勘探、設計和施工等工作,將因邊坡產生的事故降到最低。尤其是在路塹邊坡防護加固工程中,更應做好坡體監測工作,結合現場實際開挖揭示地層信息及坡體結構條件進行必要的調整和完善,即進行動態設計和信息化施工,使其經濟、安全可靠。

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