朱展海
(廣西壯族自治區昭平公路管理局 廣西昭平縣 546800)
淺談二級公路高邊坡防護管理
朱展海
(廣西壯族自治區昭平公路管理局 廣西昭平縣 546800)
現階段,公路邊坡災害越來越常見,在一定程度上影響了工程安全質量。對此,本文首先介紹了公路邊坡工程的常見破壞形式以及常見病害類型,然后據此介紹了公路邊坡災害的具體防治對策。
公路邊坡;破壞形式;病害類型;防護;治理
公路工程和鐵路工程都屬于線狀工程,與常見的城市建設、水利建設不同,公路工程需要穿過不同地貌以及巖層分布不同的地區,而且高邊坡使用年限較長,為永久邊坡工程。公路工程的特點是點多、線長,而且類型較多。目前,山體開挖、路基開挖項目較多,地質構造復雜程度也越來越高,公路邊坡的穩定性有所下降,滑坡、崩塌等地質災害較為常見,因此公路邊坡穩定性防治至關重要。基于此,對于公路高邊坡防護管理,應該綜合考慮公路等級、水文地質條件等情況,并且因地制宜的選擇具體的防治對策,盡量提升公路邊坡工程的穩定性,提高行車安全,并且堅持與環境協調發展。
1.1 公路邊坡的破壞形式
公路邊坡的破壞形式是由很多因素所決定的,包括邊坡的巖土類型和特征等等。通常情況下,可以將公路邊坡分為土質邊坡以及巖質邊坡兩部分。其中,土層結構可以決定土質邊坡的穩定性,一般可以分為圓弧形滑動以及直線形滑動兩部分;而對于巖質邊坡,由于其破壞形式容易受到巖體結構類型、巖石類別、坡面走向等因素的影響,因此可以分為楔形破壞、平面破壞、圓弧破壞等多種類型。
1.2 公路邊坡的病害類型
(1)滑坡。滑坡病害的形成原因為:斜坡上的巖土體在較長時間內受到地下水、地表水以及人類活動等因素的影響,在重力作用下逐漸發生水平方向的位移。滑坡病害較為常見,一般可以分為三個發展階段,分為是蠕動變形、滑動破壞以及漸趨穩定。根據引發滑動病害的力學性質,可以將滑坡分為牽引式滑坡和推移式滑坡兩種。
(2)崩塌。崩塌病害的形成原因為:陡坡上的巨大巖體受到重力的影響,從母體上崩落,在崩塌過程中,巖體順著斜坡快速翻滾、撞擊,然后堆積在坡腳。崩塌病害具有運動學特征,常見類型有滑移型崩塌、錯斷式崩塌以及傾倒型崩塌三種。
(3)剝落。剝落病害的形成原因為:公路邊坡坡面裸露的巖體受到物理風化以及水理作用的影響,逐漸演變為碎屑物質,并且沿著邊坡發生墜落。在此過程中,物理風化作用較為常見,硬質巖的剝落速度較為緩慢,而軟質巖的剝落速度較快。通常情況下,公路邊坡坡面剝落對于道路安全的影響較小,而物理風化的影響較大,很容易使得上部硬質巖體形成危巖。
2.1 清除滑坡體
有些小型滑坡沒有向上以及向兩側發展的趨勢,對于此類邊坡,可以直接將滑坡挖除。另外,還可以使用某些導滑工程,改變滑坡的滑動方向,避免其危害其他工程。
2.2 治理地表水
對于地表水,可以在滑坡體周圍作截水溝,避免地表水進入滑坡。另外,還可以在滑坡范圍內修筑排水設施,有效排除地下水,并且加強排水設施防滲處理。
2.3 治理地下水
對于地下水,可以加強滑坡范圍以外的截水溝施工;對于出露泉水、濕地等,可以做排水溝,將水引出滑坡;滑坡體前緣地下水活動劇烈,松軟潮濕,因此很容易引起坡體坍塌,對此,可以做小盲溝加強疏導。
2.4 上部減重和下部反壓
(1)上部減重:對于推移式滑坡,可以在上部主滑地段進行減重處理,增強滑坡治理效果。對于其他滑坡形式,可以在主滑地段進行減重處理,盡量減少下滑力。
(2)下部反壓:對于滑坡的抗滑段和滑坡體,可以在外前緣堆填土石加重,以此增加抗滑力,從而達到穩定滑坡的目的。在此過程中,還應該注意只可以在抗滑段加重反壓,避免在主滑地段堆填,而且在具體的填方過程中,還應該加強地下排水。
(3)減重與反壓相結合:通過計算的方式,能夠較為準確的獲得滑坡的分析結果,從而確定下滑力的減小量,在上部減重的同時還需要在下部反壓。
2.5 抗滑工程
(1)抗滑擋土墻:在公路工程建設中,擋土墻的形式有很多種,包括重力擋土墻、錨定板擋土墻、樁板墻、錨桿擋土墻等等,其中,重力式擋土墻較為常見。通常情況下,擋土墻設置在滑體前緣,但是,如果滑坡屬于多級滑動,而且總推力較大,支擋工作量較大,則可以分級進行支擋。
(2)抗滑樁:抗滑樁的主要作用是承受側向荷載,是滑坡的重要支撐結構,將抗滑樁穿過滑體,并且在滑床的一定深度位置進行錨固,可以有效抵抗滑坡的推力作用,目前已經被廣泛應用于滑坡治理工程中。通過應用實踐分析,抗滑樁安全性較高、經濟性較好,能夠解決一系列較為困難的邊坡防護問題,對于缺乏石料的地區具有明顯的應用優勢。根據抗滑樁的應用位置以及滑坡體的穩定性,可以將抗滑樁分為懸臂式和全埋式兩類。
(3)土釘支護技術:現階段,一般認為土釘支護的機理基礎是新奧法理論,在土釘體的作用下,可以將潛在滑裂面之前主動區的復合土體作為穩定土體,避免土體發生側向位移,從而保證土體的穩定性。
(4)預應力錨固結構:巖體和土層的錨固是一種把受力拉桿埋入地層的技術。通過巖土錨固技術,有利于充分發揮巖土能量,提升巖土自身強度以及自穩能力,減少邊坡結構自身重量,節約工程材料,提高邊坡工程穩定性,因此經濟效益較高,而且社會效益較好。
2.6 坡面圬工防護
(1)護面墻:護面墻的主要作用是覆蓋各種軟質巖層以及較破碎巖層的坡面,避免受到大氣降水以及風化作用的影響。
(2)漿砌片石護坡:漿砌片石護坡一般適用于坡度緩于1:1的坡面,在實際應用過程中,可以將其與擋土墻和護面墻相結合。
(3)噴射混凝土防護:表層弱風化的巖質坡面穩定性較好,對此此類邊坡,可以使用噴射混凝土的方式進行坡面防護,從而有效避免坡面受到沖刷作用的影響,提高邊坡穩定性。
(4)掛網錨噴防護:對于危險邊坡,可以使用錨桿掛網噴射混凝土的方式進行加固。在掛網前,首先需要對坡面凹凸不平的巖面進行砌石和找平處理,然后再噴射一層厚度為10cm的C20混凝土。在噴射過程中,應該嚴格控制混凝土噴射厚度,并且使用錨桿做好標記,協調好錨桿外露長度與即將噴射的厚度,除此以外,還應該嚴格控制保護層厚度。
(5)混凝土預制板:對于缺少石料的地區,可以使用混凝土預制板進行邊坡防護。對于混凝土預制板,可以使用C15混凝土預制成邊長不小于1m,而且厚度不同的6cm的不同大小的方塊,同時還應該在板內配置一定的構造鋼筋。
6月9日晚,省道327線公路K76+700M處左側上邊坡發生塌方,據技術人員測算,塌方體多達23000多立方米,中斷交通(圖1)。昭平公路局領導高度重視,立即向上級公路主管部門匯報,爭取上級部門技術與資金支持。根據上級制定的搶通方案,組織人員、機械對塌方的土石進行清理,經過7d日夜奮戰,將公路路面上的土石方全部清理干凈,并對滑坡路段的路面進行了清洗。據統計,共投入挖掘機四臺60臺班,裝載機一臺60臺班,大運輸車三輛50臺班,清理了土石方22105.3m3,清通排水溝538m,設置截水涵洞一座9m,硬化排水溝30m,在新開挖的東潭嶺公路修筑攔水帶30m。臨時恢復了交通。

圖1 公路上邊坡塌方情景
為了確保行車安全,臨時開放交通期間,在塌方路段兩端設置了限速、邊坡落石、彎窄、導向、路錐等警示等標志。并在發生了邊坡塌方的路面上,設置注水桶隔離墻,防止落石威脅行車安全。同時加強日常監測,發現險情即采取相應措施處置。
經過兩個多月的觀察與監測,邊坡沒有發生新的變化,已趨于穩定。為了恢復公路雙向通行,依照現行《公路養護技術規范》(下稱規范)再次進行了有效處治:①將邊坡上方的東譚嶺公路往山根平移一個車道(3m),清理了土石方950m3;②將東譚嶺公路排水溝(40m)用水泥砂漿進行了硬化處理,防止地表水滲入邊坡體內;③在將東譚嶺公路外邊緣修筑了攔水帶,防止雨水沖刷;④在攔水帶上設置10根警示樁和在兩端設置警示標志牌;⑤對整個對塌方體表面進行一次全面排險,將松土、浮石全部清理干凈;⑥清理、修復塌方路段排水溝112.3m,確保公路排水暢通;⑦在塌方路段兩端設置落石警示標志牌2塊,警示行車注意安全;⑧及時清理了路面,確保安全暢通。
9月24日,縣安委會組織國土、公路、交通等有關部門到現場再次勘察,對上述所做的處治工作予以肯定,對邊坡塌方體的穩定性作出評價,一致認為塌方體已徹底消除,防護設施完善,警示標志齊全,適宜恢復雙向交通(如圖2~5)。

圖2 恢復并硬化東潭嶺公路水溝,防地表水滲透進塌方體

圖3 排險中

圖4 排險后,邊坡的松土、浮石全部清理,邊溝恢復原狀

圖5 在塌方前路段增設落石警示標志
公路邊坡工程的穩定性會直接影響公路建設的安全,對于公路工程的經濟性、可行性能夠起到十分重要的制約作用。綜上所述,本文主要對公路建設的相關問題進行了詳細分析,并且對公路邊坡的病害形式進行了分析,然后對具體的防治技術進行了詳細介紹,以期推動公路邊坡防護管理的發展。
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U416.1+4
A
1004-7344(2016)05-0151-02
2016-1-19
朱展海(1962-),男,中級工程師,本科,主要從事隧道防滲漏、二級公路邊坡管理工作。