路基边坡病因分析及其防护措施研究

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hondaboy
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  摘要:铁路路基边坡防护直接影响列车运行安全。土质路基边坡如不防护,在雨季很容易产生坍塌和冲刷。本文首先分析了路基边坡的病因,然后详细谈谈路基边坡的植物防护和工程防护的具体措施。
  Abstract: the protection of railway subgrade slope directly influences the safety of train operation. Soil subgrade slope without protection, are prone to collapse and erosion in the rainy season. This paper first analyzes the cause of subgrade slope, then the slope in detail specific measures of plant protection and engineering protection.
  关键词:路基边坡;病因;防护措施
  Keywords: subgrade slope; etiology; prevention measures
  中图分类号:U213.1文献标识码:A 文章编号:
  易风化的岩石和土质路堑边坡、软硬岩层相间的路堑边坡、由于爆破施工岩土松动的路堑边坡、在多雨地区用粉土类土填筑的路堤边坡等均属于应重点防护的边坡。地表水沿坡面流动的速度取决于坡度的陡缓和粗糙状态,缓坡、坡面粗糙并有草本植物生长则流速小;反之,流速大。地表水对坡面的破坏,起初是冲走细小颗粒,日积月累,坡面出现鸡爪状深浅不一的冲沟,进而掉块、坍落,甚至连成一片引起边坡整体滑动,失去稳定。所以,必须根据具体情况采取防护措施。
  一、路基边坡病因分析
  目前,路基边坡的质量通病,大多是边坡破坏和坍塌。
  1、路基边坡破坏
   主要表现为边坡坡面及坡脚的冲刷。坡面冲刷主要来自大气降水对边坡的直接冲刷和坡面径流的冲刷,使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟,冲沟不断发展最终导致边坡破坏,进一步造成路面塌陷,直接影响了行车的安全。沿河路堤及修筑在河滩上滞洪区内的路堤,还要受到洪水的威胁,这种威胁表现为直接冲毁路堤坡脚,导致边坡破坏。边坡破坏还与路基填料的性质,路基高度,路基压实度有关。一般来说,砂性土路基边坡较黏性土边坡易于遭受冲刷而破坏;较高的路基边坡比较低的路基边坡更容易遭受坡面流水冲刷;压实度较好的边坡比压实度差的边坡更耐冲刷。冲刷破坏一般发生在较缓的土质边坡上,如砂型土边坡,亚黏性土边坡,黄土边坡等。在日常大气降水和风化作用下,沿坡面径流方向形成许多水冲沟,如平常不注意养护或养护不到位,日积月累,逐年扩大。加上冬季积雪,造成坡脚湿软,路基强度降低,上部土体失去支撑,最终发生破坏。对土质路基来说,边坡坡脚是边坡的最薄弱环节,应加强养护。
  2、路基边坡坍塌
  铁路路基边坡坍塌一般分为三类;滑动型、落石型、流动型坍塌。这三类情况可单独存在,也可同时在一种情况中出现。(1)滑动型坍塌,在路基挖方段,尤其在深挖石质地段,由于岩层在外力的作用下剪断,沿层间软石发生顺层滑动,造成坍塌。施工爆破开挖破坏了原来岩体的稳定性,当基岩上有岩屑层、岩堆等松散堆积物时,堆积物也易沿岩层的层理面、节理面或断面层发生坍塌。(2)落石型坍塌,一般指较陡的岩石边坡,易产生落石的岩石必然是节理、层里、断层影响下裂隙发育,被大小不一的裂面分割成软弱的短块。裂隙张开的程度,肉眼看不出来,在平常的养护中,也很难发现。由于渗水,反复冻融,造成长时间的微小移动,裂缝逐渐扩大。在夏季,雨水会经常充满裂缝,产生侧向静水压力作用。最终造成坍塌。一般裂隙发育岩体、硬岩下卧软弱层,更易发生落石现象,此类破坏形式,必须严格控制。在日常养护中,应加强巡视,尽早发现,提前处置。(3)流动型坍塌,为砂、岩屑、页岩风化土等松散沉积土,由于大雨冲刷,产生流动,造成坍塌。下雨造成的坍塌,多为这类坍塌,在日常养护中很容易发现,应及时处置。由上分析,在边坡防护设计中,既要做好坡面防护设计、排水防水设计、控制好水的问题,又要根据地质条件、岩体性质、岩层状况,边坡高度,做好边坡坡面设计。
  二、植物防护
  铁路路基防护采用浆砌片石护坡、拱形护坡、混凝土方格植草、坡面植草等形式。凡适宜生长植物且坡度不大于1:1的边坡,应优先采用植物防护;如植物不易生长,则须根据其土石性质和边坡的高度、陡度选择合适的防护措施,如嵌补、护坡、护墙等。坡面防护结构一般不考虑边坡地层或人工填土的側压力,其所防护的边坡应有足够的稳定性,但护墙可用于极限稳定边坡的情况。
  植物防护是指人工培植边坡植被覆盖表土以防止雨水冲刷,并调节土壤湿度以防止表土干裂及剥落的措施,所以要选择根系发达、枝叶茂盛、能迅速生长的矮灌木和根茎茂密、繁殖快、覆盖面宽、不畏干旱冰冻、耐践踏的草籽。选择优良植物还能起到保护环境、美化路容的作用。
  植物防护应根据当地气候、土质、含水量等因素,选用易于成活,便于养护,经济的植物类种。常用的有鼠尾草、两耳草、无芒荞麦、早熟禾、小糠草等;铺草皮常用的有白茅草、假俭草、绊根草等。最主要的是加强养护管理,保证成活率。植物覆盖对地表径流和水土冲刷有极大减缓作用。植被根系能与土层密切结合,根与根相连,盘根错节,使地表层土壤形成不同深度牢固的稳定层,从而有效的稳定土层,阻挡冲刷和坍塌。另外,植物防护还能美化环境,增加较好的视觉效果。铺草皮防护,适用于各种土质边坡。种草适用于边坡坡度缓于1:1.25的土质或严重风化的岩质边坡,容许地表水流速0.4~0.6m/s;铺草皮适用于不陡于1:1的边坡,容许流速小于1.8 m/s,两者都需注意设法使草籽、草皮成活和生长。草籽应均匀撒布在清理好的土质坡面上,同时做好浇水、养护管理。路堑较陡或较高时可通过实验,将草籽与含肥料的有机质泥浆喷射到坡面上。
  灌木(树木)防护,适用土边坡栽植。方法按设计要求,施工时应注意季节。树种应采用耐寒、耐旱,容易成活的树种。种草植树对减小地表水对坡面的破坏是有效的,在岩石和不透水地面的径流系数为0.80~1.00;有轻度渗透及有一定植被的地面,径流系数为0.40~0.60;而在森林茂密地区,径流系数可降低到0.10~0.20。
  三、工程防护
  对于不宜采用植物防护的岩质边坡,如岩质边坡中的页岩等易风化岩边坡可采用抹面、喷浆、勾缝、灌浆等方法防护,同时防止坡面水洗蚀和风化剥落。工程防护适用于不易于草木生长的岩石面上。一般防护用混凝土、浆砌片(块)石等材料,在边坡上形成骨架,提高边坡表面粗糙度系数,减缓了水流速度。根据美观需要,框格可做成各种造型:六角形混凝土块、浆砌片石拱形、浆砌片石或预制块做成的麦穗形等。除对路基边坡有一定的防护作用外,还对路容有一定的美化效果。由于在边坡中镶槽镶进,有一定的施工难度。注意,在施工前,将坡面上的杂质、浮土、松动石块及表层风化岩体等清除干净。抹面、捶面防护,由于使用年限短,现在的铁路很少使用。
  当路基较低时,采用抹面防护合理掺加草籽,既能起到防护作用又能起到绿化效果,可适当尝试喷射防护和喷射混凝土防护,适用于边坡易风化,裂隙和节理发育,坡面不完整的岩石边坡。对于岩性不均质的边坡采用锚杆铁丝网喷射混凝土防护,喷射混凝土厚6~10cm,混凝土粗骨料粒径小于2.0cm。水泥:砂:石子比例1:2:2~1:2.5:2.5,水灰比0.4~0.5,喷射护面设伸缩缝和泄水孔。喷射混凝土护面适用于堑坡稳定、地下水不发育、较干燥但陡峻的边坡。其主要作用是封闭边坡岩石裂隙,阻止大气降水和坡面流水侵入,从而阻止裂隙中侧向水压,防止边坡继续风化,保护边坡不发生坍塌。
  参考文献
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