关于某高速公路滑坡原因及防治措施分析|滑坡的防治措施

来源:自然科学 发布时间:2019-05-07 06:05:55 点击:

  摘要: 通过对某滑坡山段地形、地貌及地质条件的分析,论述了该路堑边坡产生滑坡的原因、滑坡的形成过程和滑坡的特征,并在此基础上,提出了从减重、支挡工程和排水三个方面来防治公路滑坡。
  关键词: 高速公路;滑坡;防治
  
  一、滑坡概况
  
  滑坡位于正在建设的高速公路右侧路堑位置。该场地原始地形为丘陵地貌,地面高程440.0m~520.0m,路基标高约450m。高速公路由东北至西南方向穿过滑坡区,并在山体南侧区域进行了部分切方,在高速公路右侧形成长约170m,最大高度约25m的路堑边坡。该边坡原设计方案为自路基右侧向上分别按1∶0.5,1∶0.5,1∶0.75分三级放坡,边坡开挖完后出现山体滑坡。滑坡位于右侧16m~80m范围内,山体坡度多在30°~45°之间。距路基最远处裂缝,距右侧80m,裂缝宽约10cm~15 cm。坡体上裂缝宽度最大处,位于右侧48m,裂缝宽约2.5m~3.0m,深约4m,裂缝倾角陡立。在这两裂缝之间大致等间距发育2条宽约10cm~15cm的裂缝。滑坡前缘剪出口距离中线约16m。滑坡后缘自然边坡较平缓,倾角约20°~30°。坡体上方有一灌溉水沟,水沟宽约20 cm。
  
  二、地质条件
  
  根据区域地质调查报告以及滑坡区的地质勘察结果可知,滑坡区路线左侧500 m左右发育大洪山断裂,属压扭性断裂,断裂带走向大致为240°,与路线走向大致平行,倾向东南,倾角约60°~70°。该滑坡工点离断裂带较远,受断层影响小。滑坡山体岩性为板溪群砂质板岩,砂质板岩一般倾向140°~150°,倾角30°~45°;主要发育有两组节理,节理面一般较平直,间距一般0.1 m~0.3 m。勘察区地下水类型主要为孔隙潜水和基岩裂隙潜水,主要补给来源为大气降水。
  (一)孔隙潜水主要赋存于第四系亚黏土中。亚黏土透水性弱,水量小,主要接受大气降水补给,以渗流形式向冲沟中排泄。
  (二)基岩裂隙潜水主要赋存于基岩裂隙中。砂质板岩由于节理裂隙发育,岩石较破碎,因而其透水性和富水性较好,且与上部孔隙水连通。
  
  三、滑坡机理分析
  
  (一)引起滑坡的主要原因
  1.在地质构造上,坡体表层为全、强风化岩层,岩性较软弱,岩石破碎,节理裂隙发育; 并且在该路段穿越山脊线,路基横断面为路堑断面,由于公路的开通,破坏了山体的自然平衡。
  2.路堑边坡开挖后,造成坡体岩层层面临空,使坡体上的岩土体失去平衡;
  3.路堑的开挖和削坡,破坏了坡体原有的平衡,同时坡体的卸荷,造成坡体节理裂隙张开,为坡体上水的入渗提供了通道,而灌溉水沟的存在又为坡体滑动提供了水源; 截水沟开挖之后,并没有采用浆砌片石进行铺砌,每当雨季时,雨水通过截水沟渗入土体中,人为地形成一破裂面。
  4.路堑边坡土质为粉质粘性土,渗水性较强,且原边坡采用1∶0.75,边坡并没有采用任何防护措施,致使大量雨水渗入滑坡体内,使土体潮湿软化及膨胀,降低了土的强度,土体重量的增加和抗剪强度降低使土体产生剪切破坏,为滑坡的最终形成提供了有利条件。
  (二)滑坡形成过程
  该滑坡边坡原设计为三级边坡,第一,第二,第三级边坡坡比分别为1∶0.5,1∶0.5和1∶0.75。边坡开挖完后,2005年9月份发现坡体上产生裂缝。现情况下滑坡后缘壁总体上呈抛物线形,距路基最远处裂缝,位于右侧80 m,裂缝宽约10 cm~15 cm。坡体上裂缝宽度最大处,位于右侧48 m,裂缝宽约2.5 m~3.0 m,深约4 m,裂缝倾角陡立。在这两裂缝之间大致等间距发育3条宽约10 cm~15 cm的裂缝。滑坡前缘剪出口距离中线约16 m。
  (三)滑坡特征
  滑坡位于路线右侧,从原开挖一级边坡临空面剪出,规模巨大,周界清晰,影响范围较大,前缘至路堑坡脚附近以上5 m左右,后缘至路堑坡顶以外50 m附近,整体上滑动面大致顺岩层产状滑动,滑动方向大致垂直于路线走向,滑向路基,滑体沿滑动方向长约76 m,垂直于滑动方向顺路线长度约210 m,前后缘高差达38 m,通过断面法计算,滑体体积约96 000 m3。
  1.滑动面(带)、滑床、滑体、滑坡后缘及滑坡剪出口滑坡位于路线右侧,滑动方向与路线大致垂直,滑向路基。滑床主要为强~弱风化砂质板岩,滑动面总体上大致呈直线形,后部较陡,前部较缓,前部产状主要由板岩强风化上带底界线控制。滑带土成分主要为强风化砂质板岩,含较多的泥质,见错动形成的孔隙,饱水,较松散,滑带土厚约1.5 m~2.0 m。滑体主要由全、强风化砂质板岩组成,滑体厚度一般10.0 m~15.8 m。在滑体中局部存在次一级滑动面,滑坡后缘主要为砂质板岩,地形相对较平缓,剪出口基本位于一级开挖边坡临空面上。
  2.滑坡体地下水位
  坡体的地下水位从目前情况看较低,滑坡体地下水位埋深一般为16.8m~21.2m,位于滑动面以下。
  
  四、滑坡的防治
  
  按照“安全、环保、舒适、美观”的原则,在满足安全和规范要求的前提下,考虑施工技术的可行性和经济上的合理性,同时根据场地地形、工程地质条件及本合同段现场实际情况,对滑坡体进行防治。对于该路段滑坡的防治,可从以下几方面结合进行:
  (一)减重
  减重就是在滑坡后缘挖除一定数量的滑体而使滑坡稳定下来。它适用于推动式滑坡,并且滑床上陡下缓,滑坡后缘及两侧的地层稳定的情况。滑坡减重只能减少滑体的下滑力,不能改变其下滑的趋势,因此,减重常与其他整治措施配合使用。该路段滑坡体的坡度大约为1∶1.26,现把该路段的路堑边坡1∶0.76改为1∶1和1∶1.25,除下边坡采用1∶1以外,其余均采用1∶1.25,并且每8 m设置2 m宽的平台。路堑边坡确定之后,可分别验算现滑动面的稳定性以及现路堑边坡土体的稳定性。求出最危险滑动圆弧的圆心和滑动面,采用极限强度t极相应的C极、∮极的取值,根据韶关地区粉质粘性土取其平均值为C=26.5 kPa,�∮=15.8,r=19.4 kN/m3,验算过程请参阅有关的书籍。
  (二)支挡工程
  该滑坡路段采用的支挡工程为抗滑挡土墙。挡土墙的基础须埋入完整岩层内不小于0.5 m,或者埋入稳定坚实的土层内不小于2m,并置于可能向下发展的滑面以下,即应考虑到设置抗滑挡墙后由于滑体受阻,滑面可能向下延伸,该抗滑挡土墙采用片石砼浇筑,墙背回填0.5 m宽的砂砾,使之形成一纵向渗沟,以减少墙背的土压力,并人为地使粗颗粒靠近墙背,并且对挡墙泄水孔的设置应引起足够的重视,防止堵塞泄水孔。另外,路基边沟应和挡墙一起浇筑,以防地表水下渗。抗滑挡土墙的优点是山体破坏少,稳定滑坡收效快。挡土墙的断面尺寸可分别根据现滑面从残存滑体的薄弱部分剪出时的推力以及现修改边坡在各种不利因素下的滑坡推力来确定(计算方法略)。
  (三)排水
  路基范围内的排水系统通过截水沟、平台水沟、边坡的排水,以及纵向边沟和路拱横坡收集路基范围内的雨水,再通过边沟或涵洞把水尽快引出路基以外,使路基范围内的土体保持相对的干燥状态。
  1.截水沟:应设在滑坡可能发展的边界5 m以外,收集滑坡体以外或路基以外的地表水,应予拦截引离,采用浆砌片石铺砌。
  2.坡面平台沟:采用浆砌片石加固,收集每层的坡面水,通过纵向排水,把水尽快汇集、引入到截水沟中,其作用是分层拦截地表水,避免由于汇水面积过大而引起的边坡冲刷破坏。
  3.坡面的防护:对路堑边坡的绿化工程是配合地表排水的一项有效措施,特别对渗水严重的粘性土滑坡和浅层滑坡效果显著。喷草子不受季节性的影响,边坡面草可滞缓坡面径流流速,防止冲刷,减少下渗,避免坡面泥土淤塞沟槽。
  4.对下边坡采用人字架型浆砌片石骨架加喷草子来稳定路堑边坡。
  挖方边坡稳定性问题非常复杂,影响因素包括地质和土质条件、地下水渗流、地应力变化等。许多边坡的破坏出现在竣工后的营运期内,破坏同时间有关。路堑边坡的设计现状是:基础研究工作薄弱,原始土性资料少,重经验设计,并且对土工物理力学试验所得的C、∮值相差较大,这就不可能为理论计算提供精确的数据。总之,对该滑坡路段整治的指导思想是:完善排水,放缓边坡,下挡上护,稳定坡脚,外封内排,对其整治的效果还有待于以后的观察。
  
  参考文献:
   [1]JTJ 018-97,公路排水设计规范[S].
   [2]尹传稳.某高等级公路滑坡分析与治理方案设计[J].山西建筑,2007,33(15):287-288.

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