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摘要:山区高速公路的建设为人们的出行提供了方便,推动了我国山区人民的经济发展。然而在山区高速公路容易发生一些边坡病害问题,本文主要分析了山区高速公路的边坡病害治理,从而促进高速公路的健康发展。
关键词:高速公路;山区;边坡病害
中图分类号:U412文献标识码: A
引言
近年来,随着山区高速公路建设的迅速发展,通车里程的增加,以及路网的完善,高速公路养护工作更加重要。特别是山区高速公路路面宽,开挖量大,出现了大量路堑高边坡,并发生了众多高边坡的破坏,严重危及到国家财产和人民生命安全,对边坡病害的正确认识,合理设计,适当治理,把边坡病害治理作为高速公路通车初期的主要养护工作,重视水毁、理顺排水系统、选择适当的处治措施对于确保边坡稳定和道路运营安全显得至关重要。
1、对高速公路养护与管理的认识
高速公路养护与管理是指通过管理有效的道路桥梁预测评价体系和数据库,建立科学安全的现代化养护系统,同时,不断采用新工艺、新技术,以最实惠的方式保证路面安全畅通,相关设施安全无损,提高高速公路的使用性和抗灾能力,使高速公路养护维修达到高标准、高要求、高效率的要求,使得高速公路不仅能时常保证安全无损,而且保证期其质量不下降,还可以向使用高速公路的人员提供良好的服务所进行的作业,其主要目的是采取正确有效的技术措施,保证公路的使用质量,延长公路的使用期限,保持高速公路及其相关设施时刻保持完好无损。及时维修损坏的路产,不仅能达到行车快捷、畅通、安全的目的,而且可以达到实现公路的经济效益和社会效益双赢的效果。
2、我国山区高速公路边坡病害分析
工程概况
G5京昆高速四川境内雅安经石棉-泸沽段全长240km,国高网桩号为K1946~K2186,于2012年4年28日全线建成通车,其中雅安-荥经段、彝海-泸沽段共90km,于2010年12月底先期建成通车。沿线地形、地质、气候条件十分复杂,部分路段存在冰雪、浓雾、强降雨等不良气候,路线地处四川盆地西南边缘向高原的过渡带,地形起伏、山峦重叠。山地高程多在800~3500m,大相岭泥巴山横亘路线中部,地貌为侵蚀堆积地貌和侵蚀构造地貌。沿线分布滑坡、泥石流、煤矿采空区、崩塌落石及危岩、花岗岩开采区、石棉尾矿堆积区、昔格达半成岩、库岸等不良地质。
2.1边坡滑动
边坡滑坡通常发生在路堑或半填半挖路段,且大部分集中在斜坡地带或沿河填方路段。对于堆积层与岩面的接触面较陡,地下水或地表水活动较为平凡的路段也极易发生滑坡。通常情况下滑坡位于路基两侧,其危害程度根据规模及活动情况而定,严重情况下可能埋没道路,阻断交通,而对于较小规模的滑坡则可采取临时措施,尽量维持交通的正常运行,再逐步整治。
2.2边坡崩塌
路基边坡崩塌是较为常见的山区公路病害,岩体(或土体)在崩塌过程中会猛烈翻滚,相互碰撞,最终大量岩体堆积于坡脚,给原岩体(或土体)的结构造成巨大的破坏,给边坡稳定带来严重的安全隐患;由于崩塌现象规模大、突发性强、冲击力大,常常给路基造成严重破坏,阻断交通,威胁行人、行车安全。
泥石流泥石流指的是在山区或其它沟谷,地形陡峭地区,因为暴雨、暴雪等自然灾害引起的大规模山体滑坡而携带大量泥沙与石块的特殊洪流。山区高速公路路基边坡还可能出现不均匀沉降,岩层拉裂,岩块流动等病害
2.3弯曲倾倒、溃屈
弯曲倾倒破坏多发生在层状反向结构的边坡,由于岩层本身密度大,强度低,在风化、裂隙水的结冰及重力作用下使岩层产生弯矩出现曲折现象,从而导致岩层破坏,岩块沿坡面向下崩落或者出现倒塌现象。溃屈指在具有与坡角大致相似的层状结构顺层边坡,坡体的上部分在重力或外力作用下沿软弱面滑动,由于坡体下部受阻而使岩层鼓起、拉裂的现象。主要机理是坡体顺坡向的剪应力比层面间的结合力大,导致上坡体的下滑。这种破坏常常伴随着层面拉裂与局部滑移的产生。
3、高速公路边坡治理方案
3.1为确保行车安全,首先封闭该段高速公路左幅货车道及应急车道,压缩成单车道交通临时管制,实测断面,由业主、设计、施工和监理到现场共同确定卸荷减载的范围、弃土运距,立即开始框架梁段边坡的减载,并实施变形观测,在设置的观测点绘制监测布置图和监测数据变化曲线图,随时掌握监测情况。
3.2通过对高速公路滑坡治理的有限元分析,據此来进行完整的动态监测,从而分析滑坡的变形状况,判断其稳定性和治理方案的效果。根据计算得出:天然状态的稳定系数为1.36,三级边坡开挖状态的稳定系数为1.09,抗滑桩施工状态的稳定系数为1.32,二级边坡开挖状态的稳定系数为1.30,一级边坡开挖状态的稳定系数为1.29。由此可知,三级开挖状态的稳定性最差,抗滑桩的施工极大地改善了高速公路边坡的稳定性。采用抗滑桩后可以得到很好的治理效果。高速公路运营过程中对滑坡稳定性影响的主要因素为降水和地震,通过对两种情况的有限元分析得出,水对滑坡有着显著影响,可导致土地容重增加,土体抗剪能力下降,孔隙水压力增加。在分析过程中得出,采用锚索抗滑桩对滑坡治理有显著效果
3.3建设高速公路养护管理法律法规体系
①在设计和施工新建高速公路的时候,清楚相关养护管理的实际需要。在高速公路施工缺陷维修阶段施工企业的义务和职责是制定公路养护策略、注重设计时的养护管理技术储备,以及实施实施经济和法律实施有效地制约。②根据《公路法》的有关内容,对有关的配套法律法规体系进行制定,且将法律法规的细则说明的完善。对外国高速公路特许经营立法的一系列成功案例进行借鉴,从而使得跟我国高速公路养护管理相适应的管理条例制定出来,有效地保障高速公路的公益性属性。
3.4山区高速公路的经济效益
3.4.1积极发挥城市中间轴作用,加快城市化发展进程
目前,我国的城市化水平不断提高,各城市的功能也越来越完善,完整与和谐越来越成为城市发展的目标和主题。市政府积极发挥职能作用,从自身发展实际出发,大力调整产业结构,完善城市服务功能,有效地推动了其经济的可持续发展。根据我国的经济发展经验来看,高速公路的发展必然会带动沿线地区经济的稳步增长,推动沿线优势产业集群形成和发展。通过研究和分析国外高速公路建设发展经验,我们可以得出,一条高速公路建成之后,必然会极大地缩短其两端城市的空间距离,密切两地往来,逐步形成城市联系带,极大地促进了以高速公路为轴线的城市经济区的形成。因此,在建设高速公路时,必须充分发挥其城市中间轴作用,利用高速公路沿线的有利区位条件,积极发展现代化产业,如旅游业、物流业、商业等,合理调整沿线城镇化布局结构,大力推动地区城市化发展进程
3.4.2坚持可持续发展战略,积极推动山区高速公路建设与当地自然环境的和谐发展
随着我国外部经济发展形势的不断变化,可持续发展战略逐步成为推动我国经济增长的必然选择。人们在考虑发展时,不能片面强调经济增长,而忽略环境的承受能力。同时,人们也越来越清楚地认识到,以牺牲环境来换取经济繁荣是一种很不明智的做法。因此,在进行高速公路项目建设时,运营企业必须在考虑当地环境承受能力的基础上,合理开发,并制定科学的建设方案,并逐步实现经济效益、环境效益、社会效益的和谐统一,转变原来的经济发展方式,提高资源利用率,积极推动高速公路建设的可持续发展。由于我国西南山区的地形结构较为复杂,地形切割问题较为严重,落差大,路面坡度大,因此,在进行高速公路建设时,要考虑其自然环境,坚持可持续性发展的理念,充分考虑建设时的的成本问题以及运营问题。同时,在进行施工的过程中,可以增加一些桥梁、隧道的建设,从而能够减少切坡和对植被的破坏。
结束语
治理高速公路边坡病害是山区高速公路运营后养护管理的重要工作之一,在已通车的高速公路上施工边坡处治工程,要综合考虑行车安全、行车干扰、弃土场地、线外征地拆迁等诸多因素的影响,合理选择施工方案及做好施工组织安排。
参考文献
[1]马惠民,吴红刚.山区高速公路高边坡病害防治实践[J].铁道工程学报,2011,07:34-41.
[2]王路.山区公路边坡病害处治技术及方案决策研究[D].重庆交通大学,2012.
[3]傅宗华.高速公路边坡病害治理的几种方案[J].公路与汽运,2003,04:45-46.
关键词:高速公路;山区;边坡病害
中图分类号:U412文献标识码: A
引言
近年来,随着山区高速公路建设的迅速发展,通车里程的增加,以及路网的完善,高速公路养护工作更加重要。特别是山区高速公路路面宽,开挖量大,出现了大量路堑高边坡,并发生了众多高边坡的破坏,严重危及到国家财产和人民生命安全,对边坡病害的正确认识,合理设计,适当治理,把边坡病害治理作为高速公路通车初期的主要养护工作,重视水毁、理顺排水系统、选择适当的处治措施对于确保边坡稳定和道路运营安全显得至关重要。
1、对高速公路养护与管理的认识
高速公路养护与管理是指通过管理有效的道路桥梁预测评价体系和数据库,建立科学安全的现代化养护系统,同时,不断采用新工艺、新技术,以最实惠的方式保证路面安全畅通,相关设施安全无损,提高高速公路的使用性和抗灾能力,使高速公路养护维修达到高标准、高要求、高效率的要求,使得高速公路不仅能时常保证安全无损,而且保证期其质量不下降,还可以向使用高速公路的人员提供良好的服务所进行的作业,其主要目的是采取正确有效的技术措施,保证公路的使用质量,延长公路的使用期限,保持高速公路及其相关设施时刻保持完好无损。及时维修损坏的路产,不仅能达到行车快捷、畅通、安全的目的,而且可以达到实现公路的经济效益和社会效益双赢的效果。
2、我国山区高速公路边坡病害分析
工程概况
G5京昆高速四川境内雅安经石棉-泸沽段全长240km,国高网桩号为K1946~K2186,于2012年4年28日全线建成通车,其中雅安-荥经段、彝海-泸沽段共90km,于2010年12月底先期建成通车。沿线地形、地质、气候条件十分复杂,部分路段存在冰雪、浓雾、强降雨等不良气候,路线地处四川盆地西南边缘向高原的过渡带,地形起伏、山峦重叠。山地高程多在800~3500m,大相岭泥巴山横亘路线中部,地貌为侵蚀堆积地貌和侵蚀构造地貌。沿线分布滑坡、泥石流、煤矿采空区、崩塌落石及危岩、花岗岩开采区、石棉尾矿堆积区、昔格达半成岩、库岸等不良地质。
2.1边坡滑动
边坡滑坡通常发生在路堑或半填半挖路段,且大部分集中在斜坡地带或沿河填方路段。对于堆积层与岩面的接触面较陡,地下水或地表水活动较为平凡的路段也极易发生滑坡。通常情况下滑坡位于路基两侧,其危害程度根据规模及活动情况而定,严重情况下可能埋没道路,阻断交通,而对于较小规模的滑坡则可采取临时措施,尽量维持交通的正常运行,再逐步整治。
2.2边坡崩塌
路基边坡崩塌是较为常见的山区公路病害,岩体(或土体)在崩塌过程中会猛烈翻滚,相互碰撞,最终大量岩体堆积于坡脚,给原岩体(或土体)的结构造成巨大的破坏,给边坡稳定带来严重的安全隐患;由于崩塌现象规模大、突发性强、冲击力大,常常给路基造成严重破坏,阻断交通,威胁行人、行车安全。
泥石流泥石流指的是在山区或其它沟谷,地形陡峭地区,因为暴雨、暴雪等自然灾害引起的大规模山体滑坡而携带大量泥沙与石块的特殊洪流。山区高速公路路基边坡还可能出现不均匀沉降,岩层拉裂,岩块流动等病害
2.3弯曲倾倒、溃屈
弯曲倾倒破坏多发生在层状反向结构的边坡,由于岩层本身密度大,强度低,在风化、裂隙水的结冰及重力作用下使岩层产生弯矩出现曲折现象,从而导致岩层破坏,岩块沿坡面向下崩落或者出现倒塌现象。溃屈指在具有与坡角大致相似的层状结构顺层边坡,坡体的上部分在重力或外力作用下沿软弱面滑动,由于坡体下部受阻而使岩层鼓起、拉裂的现象。主要机理是坡体顺坡向的剪应力比层面间的结合力大,导致上坡体的下滑。这种破坏常常伴随着层面拉裂与局部滑移的产生。
3、高速公路边坡治理方案
3.1为确保行车安全,首先封闭该段高速公路左幅货车道及应急车道,压缩成单车道交通临时管制,实测断面,由业主、设计、施工和监理到现场共同确定卸荷减载的范围、弃土运距,立即开始框架梁段边坡的减载,并实施变形观测,在设置的观测点绘制监测布置图和监测数据变化曲线图,随时掌握监测情况。
3.2通过对高速公路滑坡治理的有限元分析,據此来进行完整的动态监测,从而分析滑坡的变形状况,判断其稳定性和治理方案的效果。根据计算得出:天然状态的稳定系数为1.36,三级边坡开挖状态的稳定系数为1.09,抗滑桩施工状态的稳定系数为1.32,二级边坡开挖状态的稳定系数为1.30,一级边坡开挖状态的稳定系数为1.29。由此可知,三级开挖状态的稳定性最差,抗滑桩的施工极大地改善了高速公路边坡的稳定性。采用抗滑桩后可以得到很好的治理效果。高速公路运营过程中对滑坡稳定性影响的主要因素为降水和地震,通过对两种情况的有限元分析得出,水对滑坡有着显著影响,可导致土地容重增加,土体抗剪能力下降,孔隙水压力增加。在分析过程中得出,采用锚索抗滑桩对滑坡治理有显著效果
3.3建设高速公路养护管理法律法规体系
①在设计和施工新建高速公路的时候,清楚相关养护管理的实际需要。在高速公路施工缺陷维修阶段施工企业的义务和职责是制定公路养护策略、注重设计时的养护管理技术储备,以及实施实施经济和法律实施有效地制约。②根据《公路法》的有关内容,对有关的配套法律法规体系进行制定,且将法律法规的细则说明的完善。对外国高速公路特许经营立法的一系列成功案例进行借鉴,从而使得跟我国高速公路养护管理相适应的管理条例制定出来,有效地保障高速公路的公益性属性。
3.4山区高速公路的经济效益
3.4.1积极发挥城市中间轴作用,加快城市化发展进程
目前,我国的城市化水平不断提高,各城市的功能也越来越完善,完整与和谐越来越成为城市发展的目标和主题。市政府积极发挥职能作用,从自身发展实际出发,大力调整产业结构,完善城市服务功能,有效地推动了其经济的可持续发展。根据我国的经济发展经验来看,高速公路的发展必然会带动沿线地区经济的稳步增长,推动沿线优势产业集群形成和发展。通过研究和分析国外高速公路建设发展经验,我们可以得出,一条高速公路建成之后,必然会极大地缩短其两端城市的空间距离,密切两地往来,逐步形成城市联系带,极大地促进了以高速公路为轴线的城市经济区的形成。因此,在建设高速公路时,必须充分发挥其城市中间轴作用,利用高速公路沿线的有利区位条件,积极发展现代化产业,如旅游业、物流业、商业等,合理调整沿线城镇化布局结构,大力推动地区城市化发展进程
3.4.2坚持可持续发展战略,积极推动山区高速公路建设与当地自然环境的和谐发展
随着我国外部经济发展形势的不断变化,可持续发展战略逐步成为推动我国经济增长的必然选择。人们在考虑发展时,不能片面强调经济增长,而忽略环境的承受能力。同时,人们也越来越清楚地认识到,以牺牲环境来换取经济繁荣是一种很不明智的做法。因此,在进行高速公路项目建设时,运营企业必须在考虑当地环境承受能力的基础上,合理开发,并制定科学的建设方案,并逐步实现经济效益、环境效益、社会效益的和谐统一,转变原来的经济发展方式,提高资源利用率,积极推动高速公路建设的可持续发展。由于我国西南山区的地形结构较为复杂,地形切割问题较为严重,落差大,路面坡度大,因此,在进行高速公路建设时,要考虑其自然环境,坚持可持续性发展的理念,充分考虑建设时的的成本问题以及运营问题。同时,在进行施工的过程中,可以增加一些桥梁、隧道的建设,从而能够减少切坡和对植被的破坏。
结束语
治理高速公路边坡病害是山区高速公路运营后养护管理的重要工作之一,在已通车的高速公路上施工边坡处治工程,要综合考虑行车安全、行车干扰、弃土场地、线外征地拆迁等诸多因素的影响,合理选择施工方案及做好施工组织安排。
参考文献
[1]马惠民,吴红刚.山区高速公路高边坡病害防治实践[J].铁道工程学报,2011,07:34-41.
[2]王路.山区公路边坡病害处治技术及方案决策研究[D].重庆交通大学,2012.
[3]傅宗华.高速公路边坡病害治理的几种方案[J].公路与汽运,2003,04:45-46.