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摘要:通过对公路路基常见的崩塌、滑坡灾害的形成条件及机理分析,提出了一系列工程防治措施,并提出了路基灾害防治系统,使公路路基灾害防治达到综合治理的效果。
关键词:路基,崩塌,滑坡,防治对策,系统
Abstract: Based on the highway subgrade common collapse, the formation of landslide disaster condition and mechanism are analyzed, and the series of engineering prevention and control measures, and puts forward the roadbed disaster prevention system, making highway subgrade disaster prevention and control to achieve comprehensive treatment effect.
Key Words: roadbed, collapse, landslide, countermeasure of prevention, system
中图分类号:U213.1文献标识码:A文章编号:
0 引言
公路交通是目前最重要的通行、运输方式之一,在线路长度、客运量、货运量、客运周转量等方面均领先于其他运输方式,对促进国民经济和社会发展起着重要的作用。近年来,随着我国公路建设的高速发展,公路里程快速增长,山区公路比例大大增加,路基灾害也随之增多。路基灾害防治中单灾种工程防治措施已相对比较完善,但综合防治系统还未健全。本文通过对路基灾害综合防治的研究,提出路基灾害防治对策系统。
1路基常见灾害形成机理
1.1崩塌[1]
崩塌是公路边坡土体或岩体在重力的作用下,突然崩落、倾倒或坠落的现象。根据崩塌的物质可将崩塌分为岩质崩塌与土质崩塌。
崩塌受地形地貌、地层岩性、地质构造、降雨和地下水、风化作用等几个方面影响。
陡峻的斜坡地形是崩塌形成的必要条件。坚硬的岩石易形成高陡边坡,相比较软弱的岩石更易发生崩塌。
降雨和地下水对崩塌具有促进作用。崩塌落石多发生在雨季,特别是在雨中或雨后不久。降雨强度越大、历时越长发生崩塌越多。
如果坚硬岩石与软弱岩石互层,经过风化作用后,软弱岩石被掏空,使坚硬岩石悬空则易发生崩塌。
由于山区公路建设中,挖方边坡往往不可避免。而山区公路崩塌的发生也相对较多,崩塌易对公路造成损害,如毁坏路面,掩埋公路,砸坏车辆,中断交通等。大型的山体崩塌会造成长时间交通中断,每年需花费大量资金用来治理崩塌以及恢复由崩塌造成的损害。
1.2滑坡
滑坡是一定自然条件下的斜坡由于河流冲刷、人工切坡、地下水活动或地震等因素的影响,其部分土体或岩体在重力作用下,沿着一定的软弱面或带,整体、间歇或突发,以水平位移、剪切作用为主的破坏现象。
地层岩性、地质构造、地形地貌、降雨、坡脚的卸载和坡顶的加载等都是滑坡形成中的影响因素。贯通的滑动面,和滑动面上部坡体较好的渗透性是形成滑坡的必备条件。断层破碎带、走向同路线平行的单斜岩体、施工中坡脚的卸载及坡顶的加载、降雨都有可能成为滑坡的诱发因素。
2防治措施
2.1崩塌的工程防护措施[1]
对危岩体、不稳定孤石的清除,详细合理的排水设计,对一些裂缝进行工程处理防止继续发展,进行抹面、捶面的防护,进行锚固防护,采用防护网。
2.1.1清理坡面
对于规模不是很大的崩塌灾害,清除是较好的选择。为了避免进一步破坏坡体原本结构要选择合适的清除方法,一般多采用机械或人工方法。如果采用爆破手段,则需详细设计,采用控制爆破。清除不稳定岩体后最好结合其他防护措施,如防护网。
2.1.2排水设计
排水是为了避免水进入岩体,防止岩体向不稳定进一步发展。当存在裂缝或裂隙水压力时更应该注意排水的设计。同时注意设计截水沟,把地表水阻止在危险岩体之外。
2.1.3勾缝与灌浆
对于岩石较坚硬且抗风化能力较强的路堑岩石边坡,多采用勾缝与灌浆处理。勾缝适用于节理多而细的情况,灌浆适用于节理大而深的情况。
2.1.4护面墙
护面墙能保护软质岩层和破碎岩石边坡免受外界因素的影响,防止进一步风化,护面墙仅起防止风化,保护岩石与外界隔离的作用,不起支挡作用。
2.1.5锚杆
对于滑移式崩塌和不稳定的较大危岩体宜采用锚杆进行工程治理。
2.1.6防护网
防护网按防护的原理可分为主动防护网和被动防护网两种。主动防护网是采用一定的措施将金属柔性网覆盖在坡面上,对坡面的岩石和坡体本身起到一定限制作用,阻止崩塌落石的发生。被动防护网主要是其拦石作用,作用类似于拦石墙。
2.2滑坡的治理工程[2] [3]
2.2.1地表排水工程
水的作用对滑坡的影响很大,极有可能给滑坡发展造成加速的作用。地表排水是滑坡应急工程之一,也是长期治理滑坡所必不可少的工程措施。
2.2.2截水盲沟和盲洞
当滑坡体有地下水补给,且补给源来自滑坡以上的山坡上时,可以设置截水盲沟或盲洞来阻挡地下水的补给。截水盲沟设置时沟底要设置在滑动面以下的隔水层中。
2.2.3仰斜排水孔
在滑坡的前缘做仰斜排水孔对于坡体含水量较大的情况和地下水丰富的情形能有效的排出地下水,降低滑坡的地下水位,降低滑带空隙水压力、有效地提高强度,增加滑坡稳定性。
2.2.4抗滑桩
抗滑桩是将桩的一部分设置在滑动层下部稳定层中,利用稳定端的锚固作用抵抗滑坡的推力。抗滑桩一般设置在滑坡前端抗滑段且较薄处。一方面能充分利用抗滑段的抗滑力,抵抗滑坡推力,降低抗滑桩受力,同时由于滑坡前部较薄,能有效降低桩的埋深,降低工程造价。
2.2.5锚固工程
锚固工程是指以一定的方法把预应力钢筋或预应力锚索固定在滑面以下的岩层中,在地表设置桩、框架、地梁或锚墩等,对滑坡体起到锚固作用。
2.2.6抗滑挡土墙
抗滑挡土墙是在滑坡治理中广泛使用的工程措施。一般为重力式挡土墙,依靠重力和摩擦力抵抗滑坡推力。抗滑挡土墙的设置位置一般为滑坡前缘处,设置在滑坡的阻滑段,利用滑坡自身阻滑力从而减少抗滑挡土墙受力。
2.2.7刷方减重和填土压脚
刷方是指放缓边坡的手段。减重是指在主滑段挖去部分岩土体减小滑坡推力。填土压脚是指在滑坡阻滑段回填岩土增加滑坡抗滑力的方法。
3路基災害系统防治[4]
在完善工程防治措施的基础上,健全综合防治系统,按路基灾害应急预案进行灾害防治工作,能有效的减小路基灾害的影响,提前快速做出反应,将路基灾害的损害减到最低。
公路路基灾害一般具有突发性、不易预测等特征,所以应制定快速有效的路基灾害防灾预案,将为路基灾害防治工作提供便利。公路路基灾害防灾预案一般由公路管理部门编制。
3.1应急预案拟定程序及主要内容
公路管理部门应进行年度的预案拟定及调整,结合上年的灾害情况与防治效果,拟定年度预案。主要内容及预案编制流程如下图
公路路基灾害防治预案编制工作程序
路基灾害预案中,应对路基灾害的防治工作进行整体部署,包括以下内容:
3.1.1总结上年度的路基灾害防治情况
主要对上年度部门管辖区域范围内的公路路基灾害情况进行总结、对减灾效果进行讨论,总结经验、提出更好的方案,对预案的实施情况、路基防灾减灾预案需要改进的地方提出建议。
3.1.2进行汛前检查
因为雨季是灾害防治工作的重要阶段,根据所管辖区域隐患点情况开展全面检查,组织各单位加入,对隐患点逐个排查,评价其危险性,按照评价结果进行分级。
3.1.3完善隐患点资料表
在原来隐患点的基础上,进行完善,详细记录新增隐患点,对原有隐患点经过治理已经安全的进行降级处理。隐患点资料表应包括灾害的类型、规模、所处路段里程桩号、引发的主要因素、应急措施,及主要责任人联系方法。
3.1.4路基灾害明白卡的发放
主要向管理人员与养护人员发放,使其明确防灾工作任务。
路基防灾明白卡
3.1.5路基灾害预测
根据掌握的资料,及灾害的活动情况,对灾害进行预测预報,确定重点防灾区域、重点防灾路段,进行时间的预报,确定重点防灾时间段。
3.1.6部署路基防灾工作
根据灾害资料表及防灾预测,整体部署防灾工作,针对重点路段、重点时段部署工作。全面安排隐患点巡查工作,建立健全管养部门的巡查监测防灾体系。
3.1.7责任制度
防灾工作要把责任具体化,明确防灾责任人。对防灾队伍进行系统的防灾知识教育。
3.1.8建立防灾措施保障体系
3.1.8.1组织。成立专门的路基灾害防治小组,对路基灾害全年的防治工作进行负责,安排、处理路基灾害具体工作。
3.1.8.2制度。建立健全工作制度,做到各项工作有人负责,各个环节落实到人,责任有人承担。从宣传到应急,从监测到工程措施都要有具体的制度,保障防灾工作顺利进行。
路基灾害防治工作制度图示
3.1.8.3防灾技术保障。成立路基灾害防治专家工作组,为路基灾害防治工作提供技术支持。与公路施工部门形成联动,在灾害发生时,能在第一时间进行抢险施工指导。
3.1.8.4防灾队伍、设备。有固定的路基灾害防治工作人员安排,在灾害发生后能迅速组织治灾,且有充分的设备保障。
公路灾害防治预案和路基灾害防治保障体系能有效的在灾害发生早期发现灾害并作出相应处置,贯彻“以防为主,防治结合”的理念,从而使治理灾害的效果达到最好,治灾费用最低,最大程度上保障了公路的运营效果。在灾害发生早期进行灾害治理,治理效果是最好的,此时尚未构成较大破坏,通常使用较简单的防护措施就能达到较好的效果。避免了灾害进一步发展,严重破坏公路,影响交通。
4结语
路基灾害防治系统的建立及公路灾害防治预案的健全,结合已经较成熟的工程防治措施,将有效的降低路基灾害给公路运营造成的影响,保障公路的使用安全。同时能有效降低治灾费用,提高治灾效果。
参考文献:
[1] 胡厚田.崩塌与落石[M].北京:中国铁道出版社,1989
[2] 肖和平.地质灾害与防御[M].北京:地震出版社,2000
[3] 舒森,李家春,田伟平等.陕西省公路灾害防治技术指南[M].北京:人民交通出版社,2009
[4] 张治国.公路路基灾害防治对策研究[D].西安:长安大学,2010
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:路基,崩塌,滑坡,防治对策,系统
Abstract: Based on the highway subgrade common collapse, the formation of landslide disaster condition and mechanism are analyzed, and the series of engineering prevention and control measures, and puts forward the roadbed disaster prevention system, making highway subgrade disaster prevention and control to achieve comprehensive treatment effect.
Key Words: roadbed, collapse, landslide, countermeasure of prevention, system
中图分类号:U213.1文献标识码:A文章编号:
0 引言
公路交通是目前最重要的通行、运输方式之一,在线路长度、客运量、货运量、客运周转量等方面均领先于其他运输方式,对促进国民经济和社会发展起着重要的作用。近年来,随着我国公路建设的高速发展,公路里程快速增长,山区公路比例大大增加,路基灾害也随之增多。路基灾害防治中单灾种工程防治措施已相对比较完善,但综合防治系统还未健全。本文通过对路基灾害综合防治的研究,提出路基灾害防治对策系统。
1路基常见灾害形成机理
1.1崩塌[1]
崩塌是公路边坡土体或岩体在重力的作用下,突然崩落、倾倒或坠落的现象。根据崩塌的物质可将崩塌分为岩质崩塌与土质崩塌。
崩塌受地形地貌、地层岩性、地质构造、降雨和地下水、风化作用等几个方面影响。
陡峻的斜坡地形是崩塌形成的必要条件。坚硬的岩石易形成高陡边坡,相比较软弱的岩石更易发生崩塌。
降雨和地下水对崩塌具有促进作用。崩塌落石多发生在雨季,特别是在雨中或雨后不久。降雨强度越大、历时越长发生崩塌越多。
如果坚硬岩石与软弱岩石互层,经过风化作用后,软弱岩石被掏空,使坚硬岩石悬空则易发生崩塌。
由于山区公路建设中,挖方边坡往往不可避免。而山区公路崩塌的发生也相对较多,崩塌易对公路造成损害,如毁坏路面,掩埋公路,砸坏车辆,中断交通等。大型的山体崩塌会造成长时间交通中断,每年需花费大量资金用来治理崩塌以及恢复由崩塌造成的损害。
1.2滑坡
滑坡是一定自然条件下的斜坡由于河流冲刷、人工切坡、地下水活动或地震等因素的影响,其部分土体或岩体在重力作用下,沿着一定的软弱面或带,整体、间歇或突发,以水平位移、剪切作用为主的破坏现象。
地层岩性、地质构造、地形地貌、降雨、坡脚的卸载和坡顶的加载等都是滑坡形成中的影响因素。贯通的滑动面,和滑动面上部坡体较好的渗透性是形成滑坡的必备条件。断层破碎带、走向同路线平行的单斜岩体、施工中坡脚的卸载及坡顶的加载、降雨都有可能成为滑坡的诱发因素。
2防治措施
2.1崩塌的工程防护措施[1]
对危岩体、不稳定孤石的清除,详细合理的排水设计,对一些裂缝进行工程处理防止继续发展,进行抹面、捶面的防护,进行锚固防护,采用防护网。
2.1.1清理坡面
对于规模不是很大的崩塌灾害,清除是较好的选择。为了避免进一步破坏坡体原本结构要选择合适的清除方法,一般多采用机械或人工方法。如果采用爆破手段,则需详细设计,采用控制爆破。清除不稳定岩体后最好结合其他防护措施,如防护网。
2.1.2排水设计
排水是为了避免水进入岩体,防止岩体向不稳定进一步发展。当存在裂缝或裂隙水压力时更应该注意排水的设计。同时注意设计截水沟,把地表水阻止在危险岩体之外。
2.1.3勾缝与灌浆
对于岩石较坚硬且抗风化能力较强的路堑岩石边坡,多采用勾缝与灌浆处理。勾缝适用于节理多而细的情况,灌浆适用于节理大而深的情况。
2.1.4护面墙
护面墙能保护软质岩层和破碎岩石边坡免受外界因素的影响,防止进一步风化,护面墙仅起防止风化,保护岩石与外界隔离的作用,不起支挡作用。
2.1.5锚杆
对于滑移式崩塌和不稳定的较大危岩体宜采用锚杆进行工程治理。
2.1.6防护网
防护网按防护的原理可分为主动防护网和被动防护网两种。主动防护网是采用一定的措施将金属柔性网覆盖在坡面上,对坡面的岩石和坡体本身起到一定限制作用,阻止崩塌落石的发生。被动防护网主要是其拦石作用,作用类似于拦石墙。
2.2滑坡的治理工程[2] [3]
2.2.1地表排水工程
水的作用对滑坡的影响很大,极有可能给滑坡发展造成加速的作用。地表排水是滑坡应急工程之一,也是长期治理滑坡所必不可少的工程措施。
2.2.2截水盲沟和盲洞
当滑坡体有地下水补给,且补给源来自滑坡以上的山坡上时,可以设置截水盲沟或盲洞来阻挡地下水的补给。截水盲沟设置时沟底要设置在滑动面以下的隔水层中。
2.2.3仰斜排水孔
在滑坡的前缘做仰斜排水孔对于坡体含水量较大的情况和地下水丰富的情形能有效的排出地下水,降低滑坡的地下水位,降低滑带空隙水压力、有效地提高强度,增加滑坡稳定性。
2.2.4抗滑桩
抗滑桩是将桩的一部分设置在滑动层下部稳定层中,利用稳定端的锚固作用抵抗滑坡的推力。抗滑桩一般设置在滑坡前端抗滑段且较薄处。一方面能充分利用抗滑段的抗滑力,抵抗滑坡推力,降低抗滑桩受力,同时由于滑坡前部较薄,能有效降低桩的埋深,降低工程造价。
2.2.5锚固工程
锚固工程是指以一定的方法把预应力钢筋或预应力锚索固定在滑面以下的岩层中,在地表设置桩、框架、地梁或锚墩等,对滑坡体起到锚固作用。
2.2.6抗滑挡土墙
抗滑挡土墙是在滑坡治理中广泛使用的工程措施。一般为重力式挡土墙,依靠重力和摩擦力抵抗滑坡推力。抗滑挡土墙的设置位置一般为滑坡前缘处,设置在滑坡的阻滑段,利用滑坡自身阻滑力从而减少抗滑挡土墙受力。
2.2.7刷方减重和填土压脚
刷方是指放缓边坡的手段。减重是指在主滑段挖去部分岩土体减小滑坡推力。填土压脚是指在滑坡阻滑段回填岩土增加滑坡抗滑力的方法。
3路基災害系统防治[4]
在完善工程防治措施的基础上,健全综合防治系统,按路基灾害应急预案进行灾害防治工作,能有效的减小路基灾害的影响,提前快速做出反应,将路基灾害的损害减到最低。
公路路基灾害一般具有突发性、不易预测等特征,所以应制定快速有效的路基灾害防灾预案,将为路基灾害防治工作提供便利。公路路基灾害防灾预案一般由公路管理部门编制。
3.1应急预案拟定程序及主要内容
公路管理部门应进行年度的预案拟定及调整,结合上年的灾害情况与防治效果,拟定年度预案。主要内容及预案编制流程如下图
公路路基灾害防治预案编制工作程序
路基灾害预案中,应对路基灾害的防治工作进行整体部署,包括以下内容:
3.1.1总结上年度的路基灾害防治情况
主要对上年度部门管辖区域范围内的公路路基灾害情况进行总结、对减灾效果进行讨论,总结经验、提出更好的方案,对预案的实施情况、路基防灾减灾预案需要改进的地方提出建议。
3.1.2进行汛前检查
因为雨季是灾害防治工作的重要阶段,根据所管辖区域隐患点情况开展全面检查,组织各单位加入,对隐患点逐个排查,评价其危险性,按照评价结果进行分级。
3.1.3完善隐患点资料表
在原来隐患点的基础上,进行完善,详细记录新增隐患点,对原有隐患点经过治理已经安全的进行降级处理。隐患点资料表应包括灾害的类型、规模、所处路段里程桩号、引发的主要因素、应急措施,及主要责任人联系方法。
3.1.4路基灾害明白卡的发放
主要向管理人员与养护人员发放,使其明确防灾工作任务。
路基防灾明白卡
3.1.5路基灾害预测
根据掌握的资料,及灾害的活动情况,对灾害进行预测预報,确定重点防灾区域、重点防灾路段,进行时间的预报,确定重点防灾时间段。
3.1.6部署路基防灾工作
根据灾害资料表及防灾预测,整体部署防灾工作,针对重点路段、重点时段部署工作。全面安排隐患点巡查工作,建立健全管养部门的巡查监测防灾体系。
3.1.7责任制度
防灾工作要把责任具体化,明确防灾责任人。对防灾队伍进行系统的防灾知识教育。
3.1.8建立防灾措施保障体系
3.1.8.1组织。成立专门的路基灾害防治小组,对路基灾害全年的防治工作进行负责,安排、处理路基灾害具体工作。
3.1.8.2制度。建立健全工作制度,做到各项工作有人负责,各个环节落实到人,责任有人承担。从宣传到应急,从监测到工程措施都要有具体的制度,保障防灾工作顺利进行。
路基灾害防治工作制度图示
3.1.8.3防灾技术保障。成立路基灾害防治专家工作组,为路基灾害防治工作提供技术支持。与公路施工部门形成联动,在灾害发生时,能在第一时间进行抢险施工指导。
3.1.8.4防灾队伍、设备。有固定的路基灾害防治工作人员安排,在灾害发生后能迅速组织治灾,且有充分的设备保障。
公路灾害防治预案和路基灾害防治保障体系能有效的在灾害发生早期发现灾害并作出相应处置,贯彻“以防为主,防治结合”的理念,从而使治理灾害的效果达到最好,治灾费用最低,最大程度上保障了公路的运营效果。在灾害发生早期进行灾害治理,治理效果是最好的,此时尚未构成较大破坏,通常使用较简单的防护措施就能达到较好的效果。避免了灾害进一步发展,严重破坏公路,影响交通。
4结语
路基灾害防治系统的建立及公路灾害防治预案的健全,结合已经较成熟的工程防治措施,将有效的降低路基灾害给公路运营造成的影响,保障公路的使用安全。同时能有效降低治灾费用,提高治灾效果。
参考文献:
[1] 胡厚田.崩塌与落石[M].北京:中国铁道出版社,1989
[2] 肖和平.地质灾害与防御[M].北京:地震出版社,2000
[3] 舒森,李家春,田伟平等.陕西省公路灾害防治技术指南[M].北京:人民交通出版社,2009
[4] 张治国.公路路基灾害防治对策研究[D].西安:长安大学,2010
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。