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随着人类经济的不断发展,人类对地壳表面的改造日益剧烈,由此产生了一系列的工程地质问题,而这些问题如果不引起足够的重视,必然会引发对人类生命安全、财产安全有严重威胁的地质灾害。这其中,在工程建设中遇到越来越多的人工边坡问题导致的灾害不断出现,并造成了很严重的灾害。人类对边坡的改造所引起的灾害是多方面的,不仅仅是影响人类自身的生命财产安全,还会引起工程建设的延误、工程或基础设施的正常运营以及一系列的社会问题。
因此不管是人工边坡还是自然边坡,都有必要对不稳定的边坡进行及时有效的治理,边坡的治理随着在人类发展中不断遇到新的课题而研究出新的治理方法。随着其他科学的渗入,边坡的治理由被动的单项治理,发展到主动防治。在我国经济开发迅速发展的背景下,工程建设日益频繁,现阶段边坡的工程技术治理引起了很多的环境问题,并且在外观上枯燥、单调,与其地方上的发展缺少联系,没有明显的地方特色。
因为以上认识,本文以湖北秭归县郭家坝镇郭家坝村赵家坡高切坡(ZG0054)为研究主体,对该边坡进行基于人文、环境等因素的综合治理研究。边坡的综合治理,不仅是从其安全稳定的角度去治理,还要考虑边坡所在地的生态环境、人文、发展规划、旅游等方面的因素。不仅是单纯的治理,还应有开发的眼光,视其为发展的一部分。
本文重点做了以下几个方面内容的研究:
(1)边坡的基本理论;
(2)赵家坡高切坡的工程情况;
(3)秭归的发展规划、人文状况以及自然资源的条件;
(4)赵家坡高切坡的变形破坏机理和稳定性分析;
(5)赵家坡高切坡基于人文、环境等因素的综合治理方案;
(6)赵家坡高切坡综合治理方案的评价。
本文首先对边坡的治理技术研究现状进行深入分析,研究当前边坡治理技术中存在的问题和不足,从而引出本文的边坡综合治理的观点。本文阐述了边坡的基本概念,稳定性理论以及常用技术等内容。分析了边坡多种分类以及影响边坡稳定的因素,并按照定性、定量和不确定性三大类分析了边坡的稳定性评价方法。分析比较了边坡当前常用治理技术的原理、适用条件以及优缺点,从而分析综合治理方法的必要性和主体内容。通过现场调查、勘测以及资料搜集,对赵家坡高切坡的总体情况、地形地貌、地层分布、构造和岩土体结构、水文条件、岩土体物理力学性质以及人类工程活动对该边坡的影响做了详细了解。对秭归的环境分析主要有生态环境、发展环境和人文环境等三个方面的内容。
其次,有了对该高切坡的认识,在分析其失稳机理的基础上,对其采用两种评价方法进行稳定性分析,得出赵家坡高切坡的稳定性情况。在对该高切坡提出喷锚结构和挡土墙共同作用的主动防治措施基础上,结合秭归的人文特点、生态状况,对其进行适合秭归的人文治理和生态治理。人文治理,本文在与上部喷锚结构连成一体的钢板浮雕中展现秭归的荆楚文化特色,该高切坡的四个段分别体现的是:屈原的楚地情怀、王昭君的塞外思乡、大坝美景以及移民搬迁文化,均以具有荆楚文化特点的青、灰、白为主色。在3m高的仰斜式挡土墙临空面上浅刻上部浮雕的文字内容。使上下两个部分融为一个整体。生态治理,主要是在人文治理的区域之外,利用混喷植生技术,种植黑麦早和白三叶,对坡面局部绿化。对于与公路垂直的第一段尾部种植具有攀爬效应的爬山虎绿化。并就人文治理的浮雕自重对锚杆的受力和形变进行了数值模拟,以分析浮雕安装对锚杆的影响。
最后是对所选用的综合治理方案的评价,包括安全评价、经济评价和环境评价。安全性评价主要是考虑上部浮雕的自重影响;经济评价在于该方案与单纯的工程防治相比增加了附加设计的成本投入;环境评价包含生态评价和人文评价的含义,考虑到这二者的滞后性和抽象性,生态评价主要体现在外观的美化,与周边景物的协调性。人文评价主要考虑该方案对秭归文化和旅游的贡献期望。
综合本文理论和对赵家坡高切坡的稳定性分析和综合治理方案及其评价,本文得到以下结论:
(1)生态治理作为边坡治理的辅助手段已经成为一种趋势,因为植被良好的水土保持功能和外表美化功能,在很多工程中得到极大推广;
(2)该防护工程的结构是稳定的,对于边坡的治理,具有足够的安全储备;在生态上有改善生态面貌的功效;在人文和旅游方面,具有浓厚的当地风格,对当地的文化和旅游有积极的宣传和推广作用;
(3)在治理成本方面,虽然有所提高,但是考虑到灾害本身带来的损失和该方案产生的间接社会效益及开发价值,该方案在经济上是可行且具有足够的开发空间;
(4)综合治理方案的选取需要一个很重要的前提,边坡所在地区具有开发计划与开发环境,即指在建设规划上能与地方的整体建设的大环境融合,并有足够的具有地方特色文化积淀和旅游资源基础。