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[中圖分類號] P694 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-3-244-1
1公路工程建設項目常見的地質災害類型
1.1崩塌、滑坡
崩塌是指陡峻斜坡上的塊狀巖土體高速傾倒、翻滾、墜落于坡腳現象,崩塌的特點是垂直位移分量大于水平位移分量?;率侵感逼律系膸r土體主要在重力和地下水作用下,沿著一定軟弱面或軟弱帶以水平位移為主的整體向下滑動的作用和現象。崩塌、滑坡地質災害是山區公路工程常見的地質災害之一,主要是由地質原因或人為開挖坡腳造成的。由于山坡或路基邊坡發生崩塌、滑坡,常使交通中斷,影響公路的正常運輸。大規模的滑坡可以堵塞河道,摧毀公路,砸壞路基及公路橋,中斷交通,破壞廠礦,淹沒村莊,造成行車事故,甚至引起人身傷亡。
1.2泥石流
泥石流是指發生在山區的一種含有大量泥砂、石塊的暫時性急水流。泥石流具有強大的破壞力,它往往在很短時間內摧毀一切工程設施和奪取千百人、甚至上萬人的生命財產,是嚴重威脅山區人民和工程建設的地質災害。泥石流是公路,尤其是山區公路建設過程中普遍存在且破壞作用及其強烈的公路水毀類型,是毀壞穿越泥石流溝的公路路基、路面及相應防治結構物的重要外在機制,危害方式只要是淤積、掩埋、堵塞、沖擊及沖刷公路,我國公路每年因泥石流造成的經濟損失數億至數十億。
1.3地面塌陷
地面塌陷是指地表巖、土體在自然或人為因素作用下,向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一種地質現象。有巖溶塌陷、礦山采空塌陷、黃土濕陷等類型,公路工程若在上述塌陷地區通過,經常會造成路面開裂、路基及路面變形、沉降甚至塌陷,影響公路正常通行,甚至威脅人身生命、財產安全。
1.4凍土凍融
凍土凍融是指在季節性凍土區,地基土冬季凍脹,夏季融化沉陷的一種現象。此種災害是東北地區等高緯度或高海拔地區特有的地質災害,常會造成道路翻漿、凍脹、融陷及路面凍裂,影響道路正常通行。
2地質災害的防治措施
(1)崩塌、滑坡具體措施主要包括①掌握崩塌活動分布規律,公路要盡可能避開崩塌、滑坡危險區及可能的危害區;②加強對危巖體監測、預測、預報工作,臨崩、滑前及時疏散人員和重要財產;③實施必要的工程措施,加固斜坡或防護受威脅的工程設施。主要工程措施有:護墻或護坡,防止斜坡巖土剝落;鑲補、填堵坡體巖石縫洞;削坡,人工消除小型危巖體或減緩陡峭高坡;錨固,加固危巖體,提高其穩定程度,防止崩落、滑坡;排水、疏通地表水和地下水,減緩對危巖陡坡的沖刷和潛蝕;攔截、修筑擋石墻、落石平臺、攔石柵欄等,阻止崩滑物對公路設施的破壞。
(2)泥石流。泥石流防治是一項由多種措施組成的系統工程。它主要由四方面措施組成:①防止和削弱泥石流活動的防治體系--通過生物措施和工程措施,保護和治理流域環境,消除或削弱泥石流發生條件;②控制泥石流運動的防治體系-采用攔擋壩、谷坊、排導溝、停淤場等工程措施,調整和疏導泥石流流通途徑和淤積場地,減少災害破壞損失;③預防泥石流危害的防護工程體系~一修建渡槽、涵洞、隧道、明硐、護坡、擋墻、順壩、丁壩等工程,對重要危害對象進行保護;④預測、預報及救災體系一一對于遭受泥石流嚴重威脅的居民、企業和重要工程設施,及時搬遷、疏散,受災時有效地搶險救災,減少災害破壞損失。
(3)地面塌陷。預防和治理地面塌陷的工作有多方面內容,首先,為避免或減少地面塌陷災害,必須十分重視公路場地的地質環境,查明建設區地面塌陷的危險程度和形成條件,對地面塌陷進行預測,盡可能布設在塌陷危險性小的安全地帶;對于無法避讓路段,則應根據具體情況,在設計和施工中采取鉆孔灌漿、旋噴加固等必要的防塌措施。除上述預防途徑外,在地面塌陷危險區進行抽水、排水、蓄水、爆破等活動時,要采用適當方法,防止誘發地面塌陷活動。為了減輕礦區采空塌陷災害,限制采空區范圍,或者增多、加大保安柱,減小塌陷規模。對于已經發生的塌陷災害,要在查明地面塌陷發育狀況和形成原因的基礎上,因地制宜地采取針對性措施加以治理。其方法除了消除促使地面塌陷發展的各種動力活動外,還可采用填堵法、跨越法、強夯法、灌注法、深基礎加固法、控制抽水(或排水)強度法、疏導水流法、地下水氣調壓法等充填加固地面塌陷坑和地下孔洞,堵截水流,強化土層及洞穴沉積物強度,削弱地面塌陷活動能力,保證工程設施安全。
(4)凍土凍融。①工程應根據巖土工程勘察報告所確定的地基土凍脹級別,采取相應的防凍脹融沉措施。②在擬建工程施工時,一是回填粗顆粒抗凍材料,并在地面做好防水工作,防治凍脹產生的凍切力破壞基礎;二是采取清基換填砂礫或粗砂等透水性好的填筑材料等措施處理基礎。
3防治地質災害的策略
地質災害不僅對公路工程施工造成了極大的影響,而且由于其成災的緩變性還將對公路造成持續的影響,需要公路工程施工中防治相結合,進行規劃治理。對防治地質災害的主要建議如下:(1)注重地質勘察,做好工程規劃。公路工程施工前要進行細致、全面的地質勘察工作,根據施工區域的具體地質情況敲定工程規劃,兼顧工程的經濟效益和環境效益。(2)環保工作與工程施工同時進行。公路環保工作包括設立各種防護林帶等針對地質災害易發區域的綠化防護工程,確保在公路工程施工的過程中同時完成相關的環境保護工作,從根本上防治地質災害。(3)建立公路地質災害的預測和保障體系。通過高科技技術手段健立健全防治公路地質災害的相關體系,提高公路系統預測、防護和控制地質災害的能力。(4)提高公路工程施工人員對地質災害防治工作的重視和工作能力。通過地質災害相關知識的培訓教育來提高相關人員對地質災害的重視,提高其防范地質災害工作的能力。建立責任制度并完善獎懲制度來保障公路工程施工中地質災害防治工作的執行力度。
4結束語
綜上所述,公路工程施工對地質災害的具體防治工作中深入研究災害產生的機理和有效防治措施,盡量減少公路工程施工期間造成的災害隱患,對突發災害情況先做好應急措施,并隨后做好防治災害的長久性工作。
參考文獻
[1]佘小年.公路滑坡崩塌地質災害預測。人民交通出版社,2010.
路基工程災害與道路工程的選線設計、施工方法、施工質量、治理措施等有密切關系。
(一)地質條件不良地段的路基選線
某些山區道路路基工程的設計坡度能達到70°以上,設計高度多在15-40m以上,最高可達60m,而且個別地段還有順層高陡路基工程,所以,不穩定的崩塌落石點特別多。山區道路周圍的傾倒崩塌,位于構造破碎的巖層地帶,設計路基工程高度較高,坡度較陡。在構造破碎基巖地段不適宜地設計高陡路基工程是崩塌落石嚴重的原因。所以在山區道路路基工程的設計選線中,這是必須注意的一點。
(二)切坡過多破壞了原有平衡使路基工程災害形成和發展
我國很多山區公路和鐵路沿線的巖石殘積物是以松散堆積物為主體,它們的水穩性差,遇水易崩解。公路切坡過多,破壞了原有的植被及其力學平衡,又設計成高陡路基工程,坡高多在15-30m以上,坡度多在40°以上,使水動力強度增大,是造成坡面沖刷侵蝕、水土流失、坍塌、滑坡的重要原因。
(三)施工方法不當、質量不高、留下后患
山區道路施工中深挖土石方往往很大,施工方法多采用大爆破,使原本存在裂隙發育的巖體發生松動、裂隙張開、寬度擴大。加上施工質量不高,巖質路基工程施工不規范,坡面不平,巖體參差不齊;施工后期對危巖、浮石未進行清理,使大多數高陡路基工程上都殘留大量危巖,給長期行車安全帶來后患。
二、山區道路路基的工程特點
山區由于山區地形、地質等特點和公路路基設計要求特別是高速公路路基設計的更高要求,山區公路路基具有以下幾個方面特點:變異性和不確定性大,道路沿線的地形、地質和水文等自然條件往往變化很大,即便在較短的路段內,路基的填挖情況、巖質和土質以及水文條件都可能有較大差別,從而使路基的物理和力學性能有很大的差異;由于自然地面的起伏不平,路基形式有填方路堤、挖方路塹、半填半挖路基等三種類型,在縱、橫向均存在填挖交界過渡區,容易造成路基不均勻沉降,山區公路路基的不均勻沉降造成路面局部裂紋、沉陷的現象,不但會導致路基本身損壞,還將導致路面結構損壞;由于地形變化復雜,路基邊坡高度和填挖高度相差較大,在路線跨越深溝時常常出現高路堤,且不可避免地存在陡坡、斜坡路基、路塹高邊坡;由于地形限制,山區路基工程往往需要通過設置支擋防護工程以確保路基穩定,同的由于路基寬度大、土石方數量相對較大,有時也需要采用支擋工程以減少土石方數量;路基工程由于填挖造成地表植被損害等,破壞了自然景觀,且容易造成大面積的水土流失,故山區高速公路路基工程設計應重視環境保護和水土保持。從地質構造上講,巖層的結構與構造,對山坡的穩定性、滑動面的形成以及滑坡的發展都有很大的影響,如堆積與巖層的接觸面愈陡,則堆積層土地體的重力作用就愈大,極易發生滑坡的危險。
三、山區道路路基災害防治措施
(一)山區道路路基常見災害
1、崩塌現象
崩塌是巨大的巖體與基層失去聯系后,在重力的作用下,瞬時突然從邊坡陡崖上倒塌下來,巖塊被撞碎的破壞形式。崩塌屬于坡體的破壞,其危害程度比較嚴重。對于山區的道路,由于山區地質環境的特殊性,路基橫斷面容易形成路堤路塹形式,加陡了開挖路塹邊坡的坡度,加之雨水天大量涌入路塹的雨水沖刷,使得土質較差、巖性松軟、風化嚴重的的路基段產生破壞,經常斷絕交通,給行人帶來不便。
2、翻漿的發生
潮濕地段的路基在冰凍過程中,土中的水分不斷地向上移動,使路基上部的含水量增大;再加上行車的作用,路面便會發生鼓包、冒泥等現象,人們稱之為翻漿。山區道路翻漿主要暴露在路基潮濕、冰凍作用嚴重、筑路材料缺乏等路段。山區道路翻漿也是山區路基破壞的主要形式之一。
3、水毀的出現
山區公路地形復雜,坡陡彎急,路面較窄,防護工程設置較少。而山溪河流變化幅度較大,洪水來勢兇猛,經常造成水淹路面,導致排水不暢,山洪直沖路面,形成路基缺口,加之雨水滲入,使覆蓋層與山體巖層的粘結面摩擦力減小,而部分覆蓋層失穩,致使深挖路段邊坡滑塌。水毀也是山區道路路基破壞的主要形式之一。
4、泥石流
地山嶺地區,由于瀑雨或大量的融雪水在溝浴中造成突然的短暫的間歇性水流,它挾帶著大量的固體物質(如風化后產物和山坡上的土體上的土粒、碎石、塊等,流動過程中還挾帶砂礫石)而形成泥石流。泥石流的造成,主要是在瀑雨地區很短的時間的大量降水產生集中水流而形成山洪,而當集水落石出區內巖層風化具有大量的松散堆積物,當山坡坡面受到集中水落石出流及溝谷下切產生坍塌、崩塌、滑坡現象以后,成為泥石流固體的來源。泥石流是山區公路常見的一種病害,泥石流發生時,常沖毀路基,破壞橋涵等建筑物,斷絕交通。
(二)高路堤災害防治設計
高路堤土石方工程量大、施工周期長、占地多、技術要求高、工后出現災害的風險較大。因此,山區高速公路高路堤應與高架橋在工期、水土保持、造價等方面綜合比較,在挖余土石方較少或較為合理(符合環保、水保要求)時,一般不要采用高填土方案。為減少工后剩余沉降和破壞,應適當提高路堤填土的壓實度。對于一般細粒土(含黃土)和粗粒土,當填土高度大于10m時,其下路堤(路床頂面以下150cm以下)的壓實度應控制在93%以上;當填土高度為20-30m時,其上路堤(路床頂面以下—150cm)的壓實度應控制在95%以上,下路堤的壓實度應控制在93%以上3而對于填土高度大于30m的超高路堤,其上、下路堤的壓實度均應控制在95%以上。高路堤土石方數量大,填筑用土料一般來源于多個取土場或多個路塹段的挖余土方、石渣,土性成分比一般路段復雜,最大干密度和最佳含水量變化較大,壓實指標不易控制,常導致路基壓實施工不勻,造成路基不均勻沉降及浸水附加沉陷。因此,路堤填筑必須嚴格按重型標準擊實試驗所得的最佳含水量來進行填筑,并改進檢測方法,加大檢測頻率,嚴格控制填土干密度。對有可能發生公路路基病害的地段,經常進行檢查和觀察,以便根據病害現象和原因,擬定防治措施,根據判斷可能發生的公路路基病害:新開挖的邊坡坡腳有水沖刷;有平行于斜坡的裂縫,斜坡上有不規則的鼓起;坡腳周圍有破裂和損壞現象,并有傾倒的樹木;在地面上有地下水流的地方,構成山坡巖石的層時甚薄并有裂縫或滑動或滑層的走向與路線垂直等;由于設計或施工不良,造成開劈石不徹底或坡度過陡,又受開山炸藥震動,石坡裂縫,故經過風化或雨水沖刷而出現大小不等的塌方。
在工后剩余沉降的處理上,建議在采取分層強夯、沖擊碾壓等各種技術措施盡可能減小工后剩余沉降量的前提下,根據工后沉降主要集中在路堤竣工后較短時間內的特點,利用預壓沉降期再使路堤完成絕大部分剩余沉降;通過沉降觀測,待路堤沉降接近穩定沉降量時再實施路面防護、排水及其它附屬工程。防止坍塌和崩塌的辦法,要根據坍塌的形成的原因,結合具體條件,因地制宜地進行,常用的辦法有:引起表面水流:該法主要有修建起圍護作用的截水溝,把塌方以上斜坡處流下的水落石出截斷,引導到別處去,在塌方體表面上修建排水系統,把水匯集到塌方體以外;調整或改變塌方地區以內人工灌溉設施。截斷地下水流:為了降低地下水位,減少塌方體的重量滲透壓力,采取設置支撐盲溝的辦法把水截斷,使塌方體干燥、聚集和排出斜縫中的地下水。用種植物和鋪砌塊石護坡等方法,增加邊坡防止上沖刷的能力進行加固。設置支撐構造物:設置擋土墻建筑物可增加邊坡的支撐力量,以維持土體的平衡,防止土體塌落下來,同時使路基內側(挖方)坡腳變陡,減少邊坡挖方數量,加強坡腳土體的穩定性。擋土墻結構的選擇,斷面設計按有關的規范進行驗算設計。刷方減載:刷方減載通常在防止塌方中采用,其數量需根據土石的物理力學性質進行驗算,并考慮邊坡的地質條件。改道繞線:當塌方規模較大時,難以根治而路線不可能繞避時,可考慮改線,但應作經濟技術方案的比較后才能確定。高路堤邊坡必須進行穩定性驗算。當穩定系數達不到要求時,需要進行加固處理。為提高高路堤的穩定性,應設置完善的防護和排水系統。地基和路堤可采用土工格柵、土工格室等土工合成材料加固處理;邊坡宜設置骨架(方格、拱形、菱形等)加生物防護;路肩應設攔水帶集中排水。對于壩式路基(高路堤跨越沖溝且溝底無涵),上游有積水可能時,洪水位以下尚應設防滲及護坡工程。
四、應用研究實例
G316線K1718-K1885段位于漢江階地,該段道路沿線地質條件差,道路技術等級低,經過多次改造、改善,目前基本達到三級標準,但沿線坡面巖石風化嚴重,地質災害時常發生,塌方、滑坡、泥石流遇雨經常發生,為提高道路通行能力,確保道路安全暢通,近年來對路實施了災害治理工程,在實際防治中,根據地質災害成災過程、災情構成及風險分析的基本理論體系,結合當地實際,建立了岸坡穩定性風險評價內容及其體系結構,確定了不同類型岸坡穩定性在不同精度條件下的危險性評價指標,如表1所示。對于各種不同類型岸坡的破壞方式,提出了危險性評價指標體系及其量化方法,并選用影響因素綜合評判法、模糊綜合評判法和拓撲學方法進行風險穩定性分析。并將該方法應用于示范路段,主要是對上坡面實施卸載、刷坡,坡面防護、坡腳支擋,土質坡面進行生物防護,風化破碎石質坡面采取掛網等措施,對滑坡根據不同情況分別采取抗滑樁加擋墻和坡腳抗滑擋墻加護坡加生物防護等措施,均取得了一定效果,對提高國道的抗災害能力和保暢通能力具有重要作用和意義。
關鍵詞:森林病蟲害;防治;存在問題與對策
我國是世界上林業有害生物發生危害較為嚴重的國家之一。森林是可持續發展的基礎,森林病蟲害防治對于加快造林綠化步伐,改善生態環境具有不可替代的作用,因此,實現林業跨越式發展、提高森林資源質量必須加強森林病蟲害防治工作。森林病蟲害的防治要貫徹執行“預防為主,綜合治理”的方針?!邦A防為主”就是防患于未然,把工作做到前頭,不能等到病蟲害已經大量發生和嚴重危害的時候才開始防治。否則,不僅會使林業生產受到損失,而且還浪費人力、物力、財力。
潞城市森林病蟲害防治工作在市委、市政府及有關部門的大力支持下,在林業局的正確領導下,經過森防站同志們的共同努力,森防基礎設施建設速度明顯加快,防治手段和防治成效不斷提高,整體抗災能力大大增強,但受諸多條件限制,目前森林防治工作仍存在一些問題,形勢不容樂觀。
1 潞城市森林防治工作存在的主要題
1.1 森林病蟲害發生面積不斷增大,防治難度大。由于近年年來林業生態建設力度不斷加大,潞城市人工造林面積增大,但是由于單一樹種純林比例較大,導致潞城市病蟲害頻發,發生面積增大,加上近幾年氣侯變化異常,“暖冬”現象出現,使蟲災面積比例加大,蟲害發生率攀升,目前防治手段已跟不上形勢要求。
1.2 成災病蟲種類增多,危害損失嚴重。近幾年人工栽植面積增大,潞城市種苗業發展滯后,大多苗木是從外地調運來的,直接導致病蟲源頭加大,發病率上升,以前潞城市出現過一些松毛蟲危害,如今楊樹天敵,白楊透翅蛾、尺蠖等蟲害危害連片發生,對潞城市林業造成嚴重損失,直接影響森林的生態效益和社會效益,影響了人工林的建設和成林的郁閉速度。
1.3 危險病蟲害潛在威脅增大,頑固難治,暴發現象增多。過去危害嚴重的松毛蟲經防治得以控制,但在近幾年呈現暴發趨勢,而且防治相當困難,白楊透翅蛾、尺蠖等表現頑固難治,局部暴發嚴重,給防治工作來巨大壓力。加上,潞城市周邊省份河北省及長治地區部分縣區已有美國白蛾、紅脂大小蠹等多種危險性害蟲發生,對潞城市森防工作也是巨大的挑戰,所以加強森林病蟲害防治工作刻不容緩。
2 制約潞城市森防工作的主要因素
2.1 森林病蟲害監測預報工作基礎薄弱,大部分林地面積還靠人工監測,已遠不適應現代林業的發展,導致蟲災信息滯后,制約防治工作。
2.2 科技力量不足,防治手段落后,新技術使用和推廣成果力度不夠,化學防治導致病蟲抗藥性增強,污染環境、殺傷天敵,容易形成惡性循環,生物防治明顯還沒有大面積推廣使用。
2.3 預防機制差,檢疫工作不到位,缺乏檢疫檢查站,調運苗木檢疫嚴重失控,控制危害性病蟲傳播成果不明顯。
2.4 防治經費短缺,基礎設施不足,缺乏必要的監測預報器械和交通、通迅設施,病蟲害的防治率偏低。
3 潞城市防治工作主要對策措施
3.1 加強領導、提高認識。一是森林病蟲害防治是制約我國森林資源永續利用,實現可持續發展的重點工作,加強防治工作,保護森林資源,促進生態環境的良性發展。二是從減輕社會經濟損失的角度來看,做好防治工作,能促進國民經濟健康穩定又快又好的發展。三是從跨越式林業發展的要求來看。森林病蟲害防治對加快經濟和社會協調發展,加快綠化步伐,改善生態環境,提高森林資源質量,促進林業化發展,起著保障作用。四是保障生態安全,減少病蟲害發生安全隱患。因此,我們必須要加強領導,提高認識。
3.2 加強預報監測工作,預報監測是病蟲害防治工作的基礎,我們要把調查監測放在首位,以便及時,準確全面地掌握病蟲發生的時間地點,做到及時防治、防患于未然。
3.3 加大森防科技含量,提高病蟲害防治手段。森防工作必須依靠科技進步,針對潞城市防治工作的新問題,我們應加大防治的科技含量,使用新技術、新方法,使用先進監測儀器,提高病蟲害的發生應變預防能力。
3.4 積極籌集資金、加大投入。積極爭取各級財政的資金投入,為徹底除治病蟲害奠定基礎。
3.5 大力開展生物防治?;瘜W防治由于藥物殘留,病蟲害有抗藥性等特點,不利于生態發展。生物防治采用病蟲天敵,和模擬生物變異等先進手段可以達到防治效果明顯、復發幾率小等特點,有廣泛的應用前景。
3.6 進行混交林建設。我們應從營造林規劃設計入手,營造復合林層,建設人工混交林,有利于保持林分、林相的穩定性,可預防大規模病蟲害發生,降低發病率,減少直接經濟損失。
3.7 加強檢疫檢查。由于潞城市近年來林業發展速度過快,苗木大量從外地調入,危險性病蟲害傳入的機率也越來越大。為了杜絕危險性病蟲害人為傳入,加強森林植物檢疫檢查工作,在全市范圍內對木材經營、加工單位或個人及廠礦,木材制品生產企業、建設工地、郵政、包裝箱、機械設備、襯托、木質托架、電纜線圓盤、花卉、苗木等按監測辦法(試行)進行嚴格的檢疫檢查,切實加大執法力度,發現問題或可疑問題及時處理和上報。
3.8 加強森防檢疫隊伍建設,切實提高檢疫防范能力
關鍵詞:路基,崩塌,滑坡,防治對策,系統
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
中圖分類號:U213.1文獻標識碼:A文章編號:
0 引言
公路交通是目前最重要的通行、運輸方式之一,在線路長度、客運量、貨運量、客運周轉量等方面均領先于其他運輸方式,對促進國民經濟和社會發展起著重要的作用。近年來,隨著我國公路建設的高速發展,公路里程快速增長,山區公路比例大大增加,路基災害也隨之增多。路基災害防治中單災種工程防治措施已相對比較完善,但綜合防治系統還未健全。本文通過對路基災害綜合防治的研究,提出路基災害防治對策系統。
1路基常見災害形成機理
1.1崩塌[1]
崩塌是公路邊坡土體或巖體在重力的作用下,突然崩落、傾倒或墜落的現象。根據崩塌的物質可將崩塌分為巖質崩塌與土質崩塌。
崩塌受地形地貌、地層巖性、地質構造、降雨和地下水、風化作用等幾個方面影響。
陡峻的斜坡地形是崩塌形成的必要條件。堅硬的巖石易形成高陡邊坡,相比較軟弱的巖石更易發生崩塌。
降雨和地下水對崩塌具有促進作用。崩塌落石多發生在雨季,特別是在雨中或雨后不久。降雨強度越大、歷時越長發生崩塌越多。
如果堅硬巖石與軟弱巖石互層,經過風化作用后,軟弱巖石被掏空,使堅硬巖石懸空則易發生崩塌。
由于山區公路建設中,挖方邊坡往往不可避免。而山區公路崩塌的發生也相對較多,崩塌易對公路造成損害,如毀壞路面,掩埋公路,砸壞車輛,中斷交通等。大型的山體崩塌會造成長時間交通中斷,每年需花費大量資金用來治理崩塌以及恢復由崩塌造成的損害。
1.2滑坡
滑坡是一定自然條件下的斜坡由于河流沖刷、人工切坡、地下水活動或地震等因素的影響,其部分土體或巖體在重力作用下,沿著一定的軟弱面或帶,整體、間歇或突發,以水平位移、剪切作用為主的破壞現象。
地層巖性、地質構造、地形地貌、降雨、坡腳的卸載和坡頂的加載等都是滑坡形成中的影響因素。貫通的滑動面,和滑動面上部坡體較好的滲透性是形成滑坡的必備條件。斷層破碎帶、走向同路線平行的單斜巖體、施工中坡腳的卸載及坡頂的加載、降雨都有可能成為滑坡的誘發因素。
2防治措施
2.1崩塌的工程防護措施[1]
對危巖體、不穩定孤石的清除,詳細合理的排水設計,對一些裂縫進行工程處理防止繼續發展,進行抹面、捶面的防護,進行錨固防護,采用防護網。
2.1.1清理坡面
對于規模不是很大的崩塌災害,清除是較好的選擇。為了避免進一步破壞坡體原本結構要選擇合適的清除方法,一般多采用機械或人工方法。如果采用爆破手段,則需詳細設計,采用控制爆破。清除不穩定巖體后最好結合其他防護措施,如防護網。
2.1.2排水設計
排水是為了避免水進入巖體,防止巖體向不穩定進一步發展。當存在裂縫或裂隙水壓力時更應該注意排水的設計。同時注意設計截水溝,把地表水阻止在危險巖體之外。
2.1.3勾縫與灌漿
對于巖石較堅硬且抗風化能力較強的路塹巖石邊坡,多采用勾縫與灌漿處理。勾縫適用于節理多而細的情況,灌漿適用于節理大而深的情況。
2.1.4護面墻
護面墻能保護軟質巖層和破碎巖石邊坡免受外界因素的影響,防止進一步風化,護面墻僅起防止風化,保護巖石與外界隔離的作用,不起支擋作用。
2.1.5錨桿
對于滑移式崩塌和不穩定的較大危巖體宜采用錨桿進行工程治理。
2.1.6防護網
防護網按防護的原理可分為主動防護網和被動防護網兩種。主動防護網是采用一定的措施將金屬柔性網覆蓋在坡面上,對坡面的巖石和坡體本身起到一定限制作用,阻止崩塌落石的發生。被動防護網主要是其攔石作用,作用類似于攔石墻。
2.2滑坡的治理工程[2] [3]
2.2.1地表排水工程
水的作用對滑坡的影響很大,極有可能給滑坡發展造成加速的作用。地表排水是滑坡應急工程之一,也是長期治理滑坡所必不可少的工程措施。
2.2.2截水盲溝和盲洞
當滑坡體有地下水補給,且補給源來自滑坡以上的山坡上時,可以設置截水盲溝或盲洞來阻擋地下水的補給。截水盲溝設置時溝底要設置在滑動面以下的隔水層中。
2.2.3仰斜排水孔
在滑坡的前緣做仰斜排水孔對于坡體含水量較大的情況和地下水豐富的情形能有效的排出地下水,降低滑坡的地下水位,降低滑帶空隙水壓力、有效地提高強度,增加滑坡穩定性。
2.2.4抗滑樁
抗滑樁是將樁的一部分設置在滑動層下部穩定層中,利用穩定端的錨固作用抵抗滑坡的推力??够瑯兑话阍O置在滑坡前端抗滑段且較薄處。一方面能充分利用抗滑段的抗滑力,抵抗滑坡推力,降低抗滑樁受力,同時由于滑坡前部較薄,能有效降低樁的埋深,降低工程造價。
2.2.5錨固工程
錨固工程是指以一定的方法把預應力鋼筋或預應力錨索固定在滑面以下的巖層中,在地表設置樁、框架、地梁或錨墩等,對滑坡體起到錨固作用。
2.2.6抗滑擋土墻
抗滑擋土墻是在滑坡治理中廣泛使用的工程措施。一般為重力式擋土墻,依靠重力和摩擦力抵抗滑坡推力??够瑩跬翂Φ脑O置位置一般為滑坡前緣處,設置在滑坡的阻滑段,利用滑坡自身阻滑力從而減少抗滑擋土墻受力。
2.2.7刷方減重和填土壓腳
刷方是指放緩邊坡的手段。減重是指在主滑段挖去部分巖土體減小滑坡推力。填土壓腳是指在滑坡阻滑段回填巖土增加滑坡抗滑力的方法。
3路基災害系統防治[4]
在完善工程防治措施的基礎上,健全綜合防治系統,按路基災害應急預案進行災害防治工作,能有效的減小路基災害的影響,提前快速做出反應,將路基災害的損害減到最低。
公路路基災害一般具有突發性、不易預測等特征,所以應制定快速有效的路基災害防災預案,將為路基災害防治工作提供便利。公路路基災害防災預案一般由公路管理部門編制。
3.1應急預案擬定程序及主要內容
公路管理部門應進行年度的預案擬定及調整,結合上年的災害情況與防治效果,擬定年度預案。主要內容及預案編制流程如下圖
公路路基災害防治預案編制工作程序
路基災害預案中,應對路基災害的防治工作進行整體部署,包括以下內容:
3.1.1總結上年度的路基災害防治情況
主要對上年度部門管轄區域范圍內的公路路基災害情況進行總結、對減災效果進行討論,總結經驗、提出更好的方案,對預案的實施情況、路基防災減災預案需要改進的地方提出建議。
3.1.2進行汛前檢查
因為雨季是災害防治工作的重要階段,根據所管轄區域隱患點情況開展全面檢查,組織各單位加入,對隱患點逐個排查,評價其危險性,按照評價結果進行分級。
3.1.3完善隱患點資料表
在原來隱患點的基礎上,進行完善,詳細記錄新增隱患點,對原有隱患點經過治理已經安全的進行降級處理。隱患點資料表應包括災害的類型、規模、所處路段里程樁號、引發的主要因素、應急措施,及主要責任人聯系方法。
3.1.4路基災害明白卡的發放
主要向管理人員與養護人員發放,使其明確防災工作任務。
路基防災明白卡
3.1.5路基災害預測
根據掌握的資料,及災害的活動情況,對災害進行預測預報,確定重點防災區域、重點防災路段,進行時間的預報,確定重點防災時間段。
3.1.6部署路基防災工作
根據災害資料表及防災預測,整體部署防災工作,針對重點路段、重點時段部署工作。全面安排隱患點巡查工作,建立健全管養部門的巡查監測防災體系。
3.1.7責任制度
防災工作要把責任具體化,明確防災責任人。對防災隊伍進行系統的防災知識教育。
3.1.8建立防災措施保障體系
3.1.8.1組織。成立專門的路基災害防治小組,對路基災害全年的防治工作進行負責,安排、處理路基災害具體工作。
3.1.8.2制度。建立健全工作制度,做到各項工作有人負責,各個環節落實到人,責任有人承擔。從宣傳到應急,從監測到工程措施都要有具體的制度,保障防災工作順利進行。
路基災害防治工作制度圖示
3.1.8.3防災技術保障。成立路基災害防治專家工作組,為路基災害防治工作提供技術支持。與公路施工部門形成聯動,在災害發生時,能在第一時間進行搶險施工指導。
3.1.8.4防災隊伍、設備。有固定的路基災害防治工作人員安排,在災害發生后能迅速組織治災,且有充分的設備保障。
公路災害防治預案和路基災害防治保障體系能有效的在災害發生早期發現災害并作出相應處置,貫徹“以防為主,防治結合”的理念,從而使治理災害的效果達到最好,治災費用最低,最大程度上保障了公路的運營效果。在災害發生早期進行災害治理,治理效果是最好的,此時尚未構成較大破壞,通常使用較簡單的防護措施就能達到較好的效果。避免了災害進一步發展,嚴重破壞公路,影響交通。
4結語
路基災害防治系統的建立及公路災害防治預案的健全,結合已經較成熟的工程防治措施,將有效的降低路基災害給公路運營造成的影響,保障公路的使用安全。同時能有效降低治災費用,提高治災效果。
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滑坡是地質災害中危害較大的一種,常給工農業生產以及人民生命財產造成巨大損失、有的甚至是毀滅性的災難。為了挽救人民的生命財產,無數的科研工作者投入到對滑坡的研究和防治之中,中國科學院成都山地災害與環境研究所王成華研究員就是其中著名的一位。
王成華,1942年生,重慶市沙坪壩人。1966年畢業于成都理工大學。1968年分配到中國科學院成都地理研究所(后更名為成都山地災害與環境研究所)工作。1988年晉升為副研究員,1994年晉升為研究員,2002年被聘為中國科學院研究生院教授。
在滑坡等災害防治技術和邊坡加固技術研究上,他先后總結提出了攔砂壩穩滑坡、滑動面灌漿改變滑動帶組成、結構新技術;較系統深入地研究了溜砂坡災害的形成特征、動力學機理和固砂防災技術,豐富和完善了邊坡巖土工程學基礎理論和加固防護技術。
實踐出真知滑坡防治新方法
王成華研究員長期從事滑坡、崩塌等山地災害的研究與防治工作。在崩塌、滑坡的形成、發生機理與防治;滑坡危險區劃、危險斜坡判別和滑坡預測預報;在大型水電工程庫岸再造、公路、鐵路和輸油氣管道等邊坡分析與加固以及高速滑坡發生過程等方面有較深的研究。
目前,滑坡的防治對策依然是“及早發現,預防為主;查明情況,綜合治理;力求根治,不留后患”。
由此可見,探查、發現潛在滑坡對治理其災害至為關鍵,王成華研究員對此有獨到的見解。其《高速滑坡發生的危險斜坡判別》一文被《中國水利水電發展文庫》收錄,文中他認為高速滑坡發生之前的危險斜坡判別是高速滑坡發生地方預報和減災防災的基礎工作,危險斜坡判別的主要內容則是危險斜坡的空間位置和危險程度。他從高速滑坡形成發生的因子分析入手,應用數理統計,模糊數學與專家經驗相結合的綜合分析方法;采用黃金分割的原理,建立了高速滑坡發生的危險斜坡判別的指標體系和危險度判別模型。
在滑坡的治理方面,他同樣擁有豐富的治理經驗。1998年初,王成華研究員承擔瀘州市世壽街滑坡的分析和防治設計項目。他認為要把滑坡防治看作醫生治病,針對主要病因制定防治措施,而他稱這種方法為主要因素控制法。
針對世壽街滑坡滑帶土的抗剪強度低、已滑動多年的特點,王成華研究員提出防治的三項工程,即滑坡前部設計兩排全埋式鋼筋混凝土抗滑樁,上、下相連組成W型;滑體中部滑帶土用高標號水泥沙漿高壓灌注,改變滑帶土結構,提高其抗滑’性能;滑體中前部建筑基礎按承重抗滑樁設計。同時,加護坡防洪措施,用鋼筋混凝土防洪堤,基礎為高壓水泥砂漿旋噴樁,樁下端置于基巖中風化層界面;條石漿砌格梁與干砌條石護坡,既要達到坡面防沖、穩定,又要滿足迅速排水之目的。另外,王成華研究員還認為要采取措施防滲排水,需要防治地表水八滲;在主滑斷面位置布置樹枝狀排水盲溝,以達到汛未能迅速排除地下水的目的。
1998年后,經過幾個雨季和汛期的檢驗,滑坡已經停止滑動,證明其對策的現實可行性。2000年,王成華研究員將其治理經驗整理發表,他認為出于綜合房地產開發的目的,滑坡防治不僅要考慮滑坡本身的穩定,而且還要考慮滑體上各種建筑物的安全運行。
溜砂坡是斜坡重力侵蝕的一種特殊類型,在特定的地形、地質和氣候條件下形成,常對公路、鐵路、渠道等線路工程構成嚴重危害,主要分布在我國西部較為干旱的山區,如、青海、新疆、四川西部等地。近20年來,國內對溜砂坡的研究雖然層出不窮,而王成華研究員則是獨樹一幟,他于2003年,向國家申請發明專利《溜砂坡深部固砂方法》。這是一種溜砂坡深部固砂技術,即在需要固砂的砂坡上垂直地面向砂坡深部鉆孔。再向孔中插入微型花管,向花管中注入高壓粘土、粉土或水泥細砂漿液,漿液通過花管四周小孔射出,形成樹根狀漿脈。最后,漿脈利用自身的粘結和吸附作用,將砂粒緊緊握住,達到固砂的目的。
2009年6月,這一發明專利獲得國家批準。它有效地解決了溜砂坡固定的難題,為防治溜砂坡帶來的危害探索出了一種良好的方法??蒲袆撔赂咝Мa能
王成華研究員十分注重科研成果的實際應用,這種科研轉化,往往會帶來極大的經濟效益和社會效益。他的“龍羊峽水電工程庫區滑坡及其預測”、
“暴雨泥石流滑坡區域預測預報”、
“山洪、泥石流、滑坡防治技術”和“忠(縣)一武(漢)輸氣管道工程、蘭(州)一成(都)一渝(重慶)成品油管道工程和西南成品油管道工程山地災害與水工保護”等研究成果,都在生產中得到應用,為減災防災部門產生了幾億元的直接經濟效益和重大社會效益。
2010年,王成華研究員參與完成《公路地質災害監測預警和減災技術》,他在文中重點分析了公路地質災害的主要類型、山區公路危險性區劃,以及建立山區公路地質災害安全檢測預警體系和山區公路地質災害防御體系的重要性。
他認為針對常見的公路地質災害,應該堅持科學性、針對性、簡單易操作性等原則,建設公路監測預警體系。在文中,他創新性地提出依據我國公路管理體制,應建立以縣公路局為中心的縣、養護工區、沿線村民參與的“三級公路安全監測網絡”。
王成華研究員建議建立我國的公路地質災害監測預警智能系統,這個系統能讓專家組隨時分析智能系統輸出的信息,一旦出現某隱患點加劇變形或臨發的前兆,縣監測預警中心應立即組織專家考察確認是否報請縣災害防御中心發出警報。
他還提出公路選線科研階段的防御對策,認為公路選線應遵循公路與山系正交的原則;以高橋、長隧道垂直爬上第三地勢階梯,分段展線的原則;盡早脫離沿河災害多發區,上行至高原(臺地)上原則;地質災害坡向分異規律,沿河線路多走陰坡,少經陽坡等原則。
王老的這研究成果,為我國山地公路建設、防災、災害預警等提出了新的理論,將為山地公路建設產生巨大的經濟和社會效應。
他還主持成都山地災害與環境研究所與地方合作項目多項,如《都江堰市寧馨苑山莊“5?12”地震后地面開裂及后山穩定性評估》。與都江堰市寧馨苑山莊合作,在汶川地震后,他深入寧馨苑山莊,探查山莊地面變形原因,對山莊后山斜坡穩定性進行評估,為山莊的恢復建設做出了重要貢獻。
退休后,王成華研究員繼續受聘為成都山地災害與環境研究所博士研究生授課,將自己的知識傳給年輕學者,繼續為我國地質災害的研究和防治貢獻綿薄之力,迄今,王成華研究員已先后培養碩士、博士研究生十余名。
關鍵詞:地質災害;危險性評估;高速公路;應用
中圖分類號:U238文獻標識碼: A
1、地質災害類型及分布特征
通過對某高速公路穩定性差的地質災害隱患點(規模在10000m3以上)及多段地質災害多發路段的詳查,地質災害類型主要表現為以滑坡、崩塌、不穩定斜坡、泥石流為代表的斜坡類地質災害和以巖溶地面塌陷為代表的巖溶類地質災害,且以斜坡類災害為主,超過災害總數的99%,故斜坡類地質災害為干線地質災害防治重點。
經調查,該高速公路均有災害分布,高速公路地質災害分布密度較大,一、二級公路最高。
2、地質災害危險性評估
2.1、評估準則
(1)通過現場調查,基本查明了國省干線公路地質災害隱患點及地質災害多發路段的災害類型、分布特征與形成機制等,并在此基礎上進行地質災害危險性現狀評估。
(2)在現狀評估的基礎上,對公路工程本身可能遭受的地質災害危險性進行預測評估,個體邊坡發生地質災害可能性評估準則見表1,危害程度評估準則見下頁表2,危險性分級見下頁表3。
注:1.挖方邊坡以巖組類型及坡高為主要參照因素,同時結合其它因素綜合考慮。2.土巖混合邊坡可參照土質邊坡標準等級劃分。
(3)對比野外定性分析結果與公路工程本身可能遭受地質災害的危險性預測評估結果,進行地質災害危險性綜合評估。
2.2、現狀評估
建設工程地質災害危險性評估主要涉及崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫和地面不均勻沉降等災種。根據現場實地踏勘結果,評估區范圍內沒有發生上述各類地質災害,也未造成人員傷亡和財產損失,上述各類地質災害現狀對人居環境影響程度小。
現狀評估結果可以通過地質災害分布圖進行說明,考慮線路工程較長,現狀調查沿線斜坡穩定,沒有發生任何地質災害,各類地質災害危險性小。
2.3、預測評估
a.工程建設加劇地質災害危險性
在現狀條件下擬建工程區沒有發生過崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫等各類地質災害,因而工程建設無地質災害可加劇,故預測評估工程建設加劇地質災害的可能性小,危險性小。
b.工程建設可能引發地質災害危險性
公路工程建設過程中邊坡開挖不可避免,新開挖邊坡是否穩定問題便是工程建設引發滑坡地質災害問題分析。
為了得出客觀合理的評估結果,在本次地質災害危險性評估預測過程中,根據“區內相似、區際相異”的原則,采用定性、半定量分析方法進行預測評估,其危險性劃分為大、中、小三級,當危險性指數N≤4.0時為危險性小;4<N≤7.0時為危險性中等;N>7.0時為危險性大。
公路工程在今后建設過程中,切坡后巖土體失去原有平衡,可能產生新的滑坡地質災害,產生滑坡的可能性主要與邊坡內在因素以及與降雨量、人為活動外在因素有關:滑坡危險性評價指標體系的構建在已有的滑坡危險性評價研究中已被廣泛應用,在野外調查及前人研究的基礎上,選取影響因素,以及各個影響因素的權重系數取值取決于影響因子致災的平均敏感性.危險性指數為各個影響因素權重系數與標度值相乘之和。
c.工程建設可能遭受地質災害危險性
根據區內地質環境條件分析及評估區內已有公路的工程條件類比,擬建公路切坡高度在10m以下時,切坡產生的滑坡規模一般較小,工程遭受的危險性小,對工程建設影響不大,一般不會造成較長時間的阻塞,直接傷害行駛中的車輛和嚴重損毀公路的可能性.據道路工程可行性報告資料及結合實地地形地貌,經綜合統計分析,需切方的主要路段在擬建道路全長占據著比例很大。
3、地質災害類型及危險性評價的問題
3.1、崩塌、滑坡地質災害
根據路段地形特點,公路建設挖、填方量較大,對沿線地質環境改變較大。高填方路段可能引起路基坍塌災害,挖方地段可能改變邊坡的自然狀態,會引發崩塌、滑坡災害,其危險性采用“網格數學統計”法進行評估。然后結合現狀評估,綜合確定崩塌、滑坡地質災害危險性為中等。
3.2、泥石流地質災害
據調查,對擬建公路有影響的泥石流溝好幾條,據調查,該地方的坡洪積物厚度大,植被覆蓋差,由泥石流易發程度積分值確定評估區內泥石流災害屬低易發泥石流,危險性小。
3.3、巖溶塌陷地質災害據
調查,在該高速公路上發現很多可溶巖表面有溶溝、溶槽。隨著公路修建,碳酸鹽巖地層上部靜、動荷載增加,會引發、加劇并遭受巖溶塌陷災害。危險性中等
4、地質災害防治對策
4.1、崩塌災害防治對策
對于高路基段采用設立臺階及放緩邊坡坡度方式,或采用下擋上護的措施,必要時可采用預應力錨索等加固手段;在低路基段可采用坡面防護措施,挖方地段禁止大爆破,以免造成塹坡坍塌;同時作好防、排水工程,避免地表水滲入邊坡巖體內。對斜坡上有危巖的地段應視情況采用清除、錨固、網固和修筑溝槽、攔石墻、金屬柵欄攔截等措施。對于開挖后的土坡邊坡,可采用砌石措施進行處理。巖石邊坡采用噴混凝土、掛網噴錨等措施進行處理。
4.2、滑坡災害防治對策
防治滑坡應當貫徹“早期發現,預防為主,防治結合”的原則。預防措施主要是:在斜坡地帶進行填、挖方時,必須先查明坡體巖土條件,地面水排泄和地下水情況??稍O截、排水措施,避免造成工程滑坡。制定挖方的施工順序,合理安排棄土的堆放場地,作好施工用水的拍學管理等。作好工程建設、使用中的危險邊坡監測工作。對于已經查明的滑坡,如果是大、中型滑坡,可以避讓;如果是小型滑坡,可以考慮將整個滑坡體挖除,或者是治理地表水、地下水,設截、排水溝,或者填塞裂縫、夯實松動地面,或者是在主滑地段減重,在滑坡的抗滑段和滑坡體前緣堆填土石加重,也可以兩者相結合,或者修建抗滑工程,如抗滑擋土墻、抗滑樁、錨桿擋墻。
4.3、泥石流災害防治對策
在施工過程中盡可能不破壞現有的山坡平衡。填方路段應采取必要的坡面防護,如植樹等防護措施。挖方路段,為防止水土流失,應根據地質情況采取漿砌片石等坡面防護措施,同時路基兩側作好防、排水工程,避免造成下淹上沖,破壞兩側地形地貌。橋涵布置應注意留足孔徑、孔高,同時,對開挖后廢棄的巖土體要選擇適宜的地方堆放,使其盡量不擠壓溝槽河道。不可避免時應修筑排水溝或泄水槽加以防護,在溝口堆積區疏排利導,以防止人為造成泥石流災害。同時上游做好水土保持,可植樹造林,種植草皮等。此外,還要注意:治理地表水及地下水;修筑防護工程、支擋工程,穩定邊坡;修筑攔截、滯流、導水和輸排建構筑物等。
4.4、巖溶塌陷災害防治對策
其主要是由地下水開采活動誘發,少量為自然作用形成。因此在巖溶區的交通干線兩側應禁止大規模抽水。該災害在整治中可采用填堵、夯實等方法綜合整治。建議在此災害分布區工程建設開始前做好工程地質勘察,當發現地面有下沉、圓形或弧形開裂時,應詳查,及早處理。
高速公路在建設過程中會有各種地質災害發生,從而影響著人們的安全,因此需要引起我們的重視,加強地質災害危害程度是評判是非常有必要的,本文主要分析了地質災害危險性評估在高速公路工程中的應用,以期提供一些借鑒。
參考文獻
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前言:地質災害是指由自然因素或人為活動引發的危害人民生命財產安全或者使人類賴以生存與發展的環境、資源發生嚴重破壞的地質現象。地質災害主要包括山體崩塌、泥石流、滑坡、地裂縫、地面塌陷以及地面沉降等災害。其中由軟弱巖土引發的地質災害有山體崩塌、滑坡與泥石流。
1.我國地質災害的表現特征
我國所處的地理位置較為獨特,地質構造也很復雜,生態環境的多變,再加上人口眾多,經濟不是很發達,所以承災能力比較弱,所有的這些因素加在一起,就形成了災害頻度高、類型多、影響面寬、分布廣、強度大以及損失嚴重的局面。據有關資料統計顯示,崩塌、滑坡、泥石流以及地面塌陷等地質災害在我國非常容易發育。而崩塌、滑坡以及泥石流的分布面積就占到國土總面積的50%左右,其中尤其以西南和西北地區最嚴重。地質災害的兩大類型:第一類是由自然條件引發的地質問題,屬自然地質災害,這些災害并不以人類歷史的發展為轉移;第二類主要是由人為活動而引發的地質災害,屬人為地質災害。這些災害常常隨社會經濟的發展而日益增加,據有關資料分析,全國一半以上的地質災害發生的主要原因都是人類的行為,尤其是人類不合理地大量挖掘能源破壞環境所造成的。而人為的地質災害對人們的影響又是極其重大的,人為活動所導致的地質災害的發生所帶來的危害性大大超過正常狀態自然條件下產生的地質災害所帶來的損失。例如:鐵道、公路等各種工程建設的開挖及礦產資源的開發,經常會加劇地質災害的發生,比如:地面塌陷與沉降、土壤侵蝕、巖爆、滑坡、荒漠化、泥石流及瓦斯爆炸、坑道涌水等諸多的災害。人類濫砍濫伐森林,造成土壤侵蝕、滑坡及泥石流等地質災害的發生,并導致加劇洪災的發生。一些工程上用的爆破技術也會誘發巖溶的塌陷與滑坡等地質災害的發生,并且還有可能導致連鎖性的巖溶塌陷的出現。人為誘發的地質災害具有誘發速度快、災害面廣、損失巨大等特點,往往會給人類帶來巨大的經濟損失和人員的傷亡。
2.我國的地質災害的大概分布
我國是一個幅員遼闊、地形地貌復雜、地質種類繁多的國家,同時我國也是世界上地質災害最嚴重的國家之一,我國的地質災害的大概分布(見圖1)。主要有:地殼活動的災害,例如地震與斷層等;斜坡軟弱巖土體運動的災害,例如泥石流、滑坡與崩塌等;地面變形的災害,例如地面沉降與地面塌陷等;礦山與地下工程的災害,例如洞井塌方與巖爆等;城市地質災害,例如建筑地基與垃圾堆積等;河、湖、水庫的災害,例如淤積、榻岸等;海岸帶災害,例如海平面升降、暴風雨及海水入侵等;海洋地質災害,例如潮流沙壩、水下滑坡、淺層氣害等;特殊巖土的災害,例如凍土凍融、膨脹土漲縮及沙土液化等;土地退化的災害,例如水土流失、土地鹽堿化、沙漠化、潛育化及沼澤化等;水土污染和化學異常災害,例如地下水質的污染、農田土地的污染及地方病等;水源枯竭的災害,例如河水漏失、泉水干涸以及地下含水層疏干等。
地質災害的發育、分布以及危害程度與地質環境背景條件、植被條件、氣象水文、人類經濟活動及其強度等都有著極為密切關系。其中崩塌、滑坡及泥石流災害的分布范圍就占國土面積的1/5左右,具有極其明顯的區域性分布規律。滑坡主要分布在桂西、桂北、桂東南的層狀碎屑巖出露地區 。崩塌在全區均有分布,山區公路邊坡上比較常見。其中規模較大的主要分布于桂西、桂東、桂東北、桂東南。 地面塌陷主要分布在巖溶地區與礦山采空區。而這一切都是地質巖土的本質特性決定的,其中崩塌、滑坡、泥石流就是由軟弱巖土而引發的地質災害。
3.軟弱巖土的基本特征
這種巖土是在相對緩慢的流水中沉積,經過生物作用、化學作用形成的,其具有壓縮性較高,而承載力較低及靈敏性高的特點,富含大量有機質,天然的含水量比較豐富,天然孔隙比大于1.0。例如淤泥、淤泥土質及其它高壓縮飽粘性土等。故軟弱巖土有流變的特點,在靜載作用下流變的行為比較緩慢,短時間內不會產生地質災害,然而如果在外部動態載荷發生作用的前提下,例如人類的濫砍濫伐,不注意植被的保護以及洪水沖刷等原因,軟弱巖土就會快速發生流變導致滑坡、泥石流及地面塌陷等嚴重的地質災害發生;它同時也具有觸變性,原狀土壤受到振動以后,就會在一定程度上破壞結構的連接,從而降低土壤的強度,并很快地使土變成稀釋的狀態;具有較低的強度、較低透水及不均勻性,因沉積環境的變化,通常會帶有薄厚不均勻的粘土層。且夾粉細砂透鏡體,使地層在水平與垂直分布上不均勻。動態荷載的強烈作用是引發巖土地質災害主要的而且是最直接的外部因素,軟弱巖土自原來的緩慢流變變化為快速流變是巖土突發地質災害的外在表現方式。而在傳統的地質災害研究中卻忽略了自然現象中存在的動態載荷促進流變的作用與軟弱巖土動態流變的行為,故難以準確發現其突發的機理與大位移流動變形的規律,使得研究的結果和實際情況產生一定的偏差。
4、軟弱巖土引發的地質災害及地質災害產生的影響以及防治措施
我國的建筑、土木建設、水利設施以及巖土與地下工程等很多的工程都建在軟弱巖土的地基上。這種情況下,因軟弱巖土本身的特性再加上特殊的外力作用例如暴風雨、洪水及人類的活動等強烈作用下,它就會加速流變,引發巖土松動失穩,從而導致建筑物地基傾斜及沉降,更有甚者就是建筑物與橋梁等工程發生開裂及倒塌現象引發重大安全事故。所以,外在的作用力更容易加速軟弱巖土的流變,從而導致泥石流、滑坡及崩塌等地質災害的發生。
4.1泥石流地質災害
泥石流是因為降水產生在谷地、山溝或者山坡上的一種挾帶大量的泥砂、石塊與巨礫等固體物質的特殊洪流,是高濃度的固體與液體的混合顆粒流。
4.1.1泥石流產生的原因有: 不合理的開挖;不合理棄土、棄石及棄渣等;濫砍濫伐濫墾等。
4.1.2泥石流地質災害產生的后果(見圖2):泥石流往往具有突然暴發及來勢兇猛的特點。并且兼有滑坡、崩塌及洪水破壞的雙重作用,危害程度比單一的滑坡、崩塌及洪水的危害更加的廣泛與嚴重。對人類的危害主要有:一、對人類居住的危害,泥石流最常見的危害之一就是沖進鄉村與城鎮,摧毀房屋、工廠及其他場所設施。淹沒人畜及毀壞土地,甚至造成村毀人亡的重大災難。二、對鐵路及公路的危害,泥石流可以直接埋沒或摧毀鐵路與公路,沖塌路基及橋涵等大型工程設施,導致交通中斷,還有可能引起正在運行的火車與汽車發生顛覆事故,造成重大的人員傷亡事故。有的時候泥石流會沖入河道,從而引起河道的大幅度變遷,間接的毀壞公路、鐵路與其它的構筑物,有時可能會迫使道路改變線路,以于造成巨大的經濟財產損失。例如甘川公路394公里處對岸的石門溝,在1978年7月暴發以此嚴重的泥石流,堵塞了自龍江,公路也被淹l公里,由于白龍江的改道使得長約2公里的路基變成了主河道,公路、護岸以及渡槽全部被催毀。該線路從1962年以來,因受到對岸泥石流的影響己被迫改線3次。泥石流給我國的鐵路與公路造成了無法估計的巨大的經濟損失;三是對水利水電工程的危害:主要危害是沖毀水電站、過溝建筑物與引水渠道、淤埋水電站尾水渠并淤積水庫、磨蝕壩面等災害。四是對礦山的危害:主要是摧毀礦山及其設施,淤泥埋藏礦山坑道、傷害礦山人員及造成停工停產等災害,有時甚至使礦山報廢不能再次使用。
圖2 泥石流災害
4.1.3對泥石流的防治措施
原則上,工程在選址時應該避開泥石流的多發區,但是實在無法避開,就必須使用相應的防治措施,將泥石流產生的危害降到最小,最常用的防護措施有:建場儲淤,在泥石流流經的下游地方進行建場儲淤,用來減少泥石流中的顆粒含量,從而達到降低泥石流沖擊力的作用,降低對下游建筑的傷害;改道排導,在泥石流比較多的區域的下游修建改道排導溝,避免因泥石流出現改道情況及漫流的現象導致影響范圍擴大;攔擋較大顆粒固體物質,泥石流中除泥沙等小顆粒固體物質外還含有砂石等大顆粒固體物質,所以在泥石流流經的下游修筑攔砂壩,可有效的攔截泥石流中包括砂石等的大顆粒固體物質,從而達到降低泥石流的沖擊力,減輕泥石流危害的作用。
4.2滑坡地質災害:
滑坡是指山體斜坡上某一部分巖土在重力的作用下,沿著一定的軟弱結構面產生剪切位移而整體地向斜坡下方移動的作用與現象。
4.2.1滑坡形成的原因:
4.2.1.1地質原因:巖土的類型,通常各類巖土都有可能形成滑坡體,但其中結構比較松散,抗剪的強度與抗風化的能力較低,在水的作用下其性質比較容易發生變化的巖土,例如松散覆蓋層、紅粘土、黃土、泥巖、頁巖等軟硬相間的巖層構成的斜坡就比較容易發生滑坡;地質構造,構成斜坡的巖土體只有被各種構造面切割分離并呈現不連續的狀態時,才會形成向下滑動的條件;地形地貌,處于一定的地貌部位,具備一定坡度的斜坡,才有可能發生滑坡;水文地質,地下水的活動,在滑坡形成中起著主要作用。
4.2.1.2內外應力的原因及人為原因:在地殼運動活躍的地方與人類活動多的地方都是滑坡的多發區,外界因素的作用影響著滑坡發生的基本條件,從而導致滑坡的方式。其中主要誘發因素有:降雨、地震、融雪、地表水的沖刷及浸泡等地表水對斜坡坡腳的不停沖刷;不合理的人類活動;還有比如風暴潮、凍融、海嘯等原因也可能會誘發滑坡。
4.2.2滑坡地質災害產生的后果(見圖3):滑坡地質災害發生以后,首先是對坡下的人類生活、建筑及人員生命造成嚴重損害,自然力量的不可抗拒性必然會使處在滑坡威脅區域內的人類活動遭到嚴重破壞,其次是破壞了生態環境,巖體裸露,植被無法生長。
圖3 滑坡地址災害
4.2.3對滑坡地質災害的防治措施
滑坡的防治措施應當以預防為主。因為引起滑坡的原因有很多,在進行滑坡防治時就要認真分析原因,針對具體情況使用不同的應對措施。目前最經濟有效的防護措施有:增加斜坡巖土的力學強度,通過提高斜坡巖土的力學強度,提高坡體的承受能力,從而降低其滑動力,以達到防治滑坡的目的。在多種提高斜坡巖土力學強度的方法中,削坡減載和邊坡加固是最為有效而且最為實用的;合理控制地下水,控制地下水的目的主要是解決水對坡體的威脅。在滑坡的自然成因中,其中水就是最大的影響因素,許多滑坡的形成都與水有關。所以,合理的控制地下水能夠有效的從根源上預防滑坡的發生。
4.3崩塌地質災害
陡坡上被直立裂縫分開的巖土體,因為根部空虛,折斷壓碎或者局部的移滑,導致失去穩定,突然脫離母體而向下翻滾與傾倒并堆積在坡腳的現象叫做崩塌。
4.3.1崩塌地質災害形成的原因:不合理的開采礦產資源;路橋工程開挖邊坡;水庫蓄水及渠道滲漏;堆、棄渣填土;強烈的振動。
4 .3.2崩塌地質災害產生的后果(見圖4):對災害發生區域人們的生命安全及財產造成重大威脅,破壞交通設施及基礎設施。
圖4山體崩塌災害
4.3.3崩塌地質災害的防治措施
在采取崩塌防治措施前,要仔細分析崩塌的形成原因,并制定相應的解決方案。傳統的防治技術有很多,比較常見的有:攔截、排水、護墻、護坡及支擋等。隨著科技的發展,一些新型的防治技術逐漸應用到崩塌的防治中,如SNS柔性攔石網技術,該技術能夠有效防治坡度較陡的崩塌,對落石強度較大的崩塌也能夠取得較好的防治效果。
5地質災害防治的主要施工技術標準及防治措施
5.1 施工技術標準總結: 地質災害防治工程的最大特點就是隱蔽性、復雜性與多樣性。涉及地質災害防治工程的施工技術規范和標準有: 地質災害防治工程現行施工技術標準與規范,例如《滑坡防治工程設計與施工技術規范》;各種民用、工業及市政工程項目的地基、地基處理、高切坡、深基坑以及基礎病害工程防治等所需要的技術規范與標準,例如《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》; 各種水電水利工程的土石方、地基與基礎及巖土工程所涉及的技術規范與標準,例如《水電水利工程預應力錨索施工規范》; 各種交通建設中涉及到的滑坡、邊坡、塌陷、危巖與沉降等工程防治的技術標準與規范,例如《公路隧道施工技術規范》)。
5.2 地質災害工程的主要防治措施
5.2.1 防治工程設計措施
地質災害防治工程的設計,必須依據滑坡、崩塌、不穩定斜坡的成因機制、易發性、運動模式及防治目標予以制定,依據災害發生的主要原因確定相應防治措施; 依據災害的容易發生的頻率,來確定防治工程的強度以及工程量。
5.2.2地質災害防治的主要措施
5.2.2.1工程防治措施 :工程防治措施是防治地質災害的重要組成部分,工程防治措施的適用條件與方式:大多數房后切坡造成的小型土質滑坡,選用滑坡后緣地表排水方法、前緣支擋方法或者削方減載護坡方法等工程措施較為適應;對于中型以上的滑坡事故,要依據工程地質勘察資料來選擇合適的工程防治措施。
5.2.2.2生物防治的措施 :是指進行植樹造林,護坡種草與合理的耕牧。它具有應用范圍廣與投資省的優點,能很好的促進生態環境的平衡,對改善自然環境有著十分有利的作用,其還具有防治效果持續時間長的特點,但是需要比較長的時間才能充分發揮其良好的效益。 依據調查區地質災害的特點與自然、經濟等條件,地面塌陷區、泥石流區以及水土流失區域要實行退耕還林及封山育林等更為有效的防治措施,以更好的減少地質災害的發生頻率。
關鍵詞:公路滑坡;防治措施;評價分析
1前言
近年來,我國的公路建設發展迅猛。公路對國民經濟發展的作用越來越顯著。但另一方面,我國山區地域遼闊,山川縱橫,氣候多變,自然地質條件復雜,導致公路地質災害頻發。公路地質災害不僅會對交通基礎設施造成嚴重破壞,而且直接影響到交通運輸的安全與暢通。如果考慮交通中斷造成的運輸經濟損失和間接社會經濟影響,那么,公路地質災害對國民經濟發展的負面效應是不可估量的。因此,積極、科學、有效、全面地防治公路地質災害對于充分保障公路基礎設施的完好和公路交通運輸的暢通,減小經濟損失和社會影響具有極其重要的意義,本文主要介紹了公路常見地質災害滑坡形成原因及防治措施。
2、滑坡及其防治
滑坡是指斜坡上的土體或者巖體,受河流沖刷、地下水活動、地震及人工切坡等因素影響,在重力作用下,沿著一定的軟弱面或者軟弱帶,整體地或者分散地順坡向下滑動的自然現象。俗稱“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。
2.1滑坡對公路的危害。山區公路遭受滑坡危害非常頻繁,主要危害是:掩埋公路、砸壞路基及公路橋、中斷交通;造成行車事故、引起人身傷亡。
2.2滑坡產生的原因。從公路沿線滑坡產生的誘發因素角度來看,地質構造、地層巖性及地下水是主控因素,地形、氣候等是次要因素,公路工程建設活動是主要的誘發因素。從相關文獻可知,約有50%是由于工程建設引發的新滑坡,約30%的滑坡是在工程建設中復活的古滑坡,約20%的滑坡是在勘察設計中已經發現而路線無法繞避的。
2.3滑坡的防治措施。滑坡的防治要貫徹“及早發現,預防為主;查明情況,綜合治理;力求根治,不留后患”的原則。我國防治滑坡的工程措施很多,主要有兩類:一是消除或減輕水的危害;二是改變滑坡體的外形,設置抗滑建筑物。其主要工程措施簡要分述如下:
2.3.1消除或減輕水的危害
2.3.2排除地表水:排除地表水是整治滑坡不可缺少的輔助措施,而且應是首先采取并長期運用的措施。其目的在于攔截、旁引滑坡區外的地表水,避免地表水流入滑坡區內;或將滑坡區內的雨水及泉水盡快排除,阻止雨水、泉水進入滑坡體內。主要工程措施有:設置滑坡體外截水溝;滑坡體上地表水排水溝;做好滑坡區的綠化工作等。
2.3.3排除地下水:對于地下水,可疏而不可堵。其主要工程措施有:截水盲溝―――用于攔截和旁引滑坡區的地下水;支撐盲溝―――兼具排水和支撐作用;仰斜孔群―――用近于水平的鉆孔把地下水引出。此外、還有盲洞、滲管、垂直鉆孔等排除滑坡體內地下水的工程措施。
2.3.4防止河水對滑坡體坡腳的沖刷,主要工程措施有:在滑坡體上游嚴重沖刷地段修筑促使主流偏向對岸的“丁壩”;在滑坡體前緣拋石、鋪設石籠、修筑鋼筋混凝土塊排管,以使坡腳的土體免受河水沖刷。
2.3.5改變滑坡體外形,設置抗滑建筑物
2.3.6削坡減重:常用于治理處于“頭重腳輕”狀態而在前方又沒有可靠的抗滑地段的滑體,使滑體外形改善、重心降低,從而提高滑體穩定性。
2.3.7修筑支擋工程:因失去支撐而滑動的滑坡或滑坡床陡,滑動可能較快的滑坡,采用修筑支擋工程的辦法,可增加滑坡的重力平衡條件,使滑體迅速恢復穩定。支擋建筑物種類有:抗滑片石垛、抗滑樁、抗滑擋墻等。
2.3.8改善滑動帶的土石性質:一般采用焙燒法、爆破灌漿法等物理化學方法對滑坡進行整治。由于滑坡成因復雜,影響因素多,因此需要上述幾種方法同時使用
3國內關于滑坡的研究本文主要
由于公路滑坡災害的頻繁發生,目前國內對常見的公路滑坡災害進行了分類研究,如各種滑坡災害產生的機理,同時也對公路滑坡災害進行合理的評估,提出了各種評估方法,并針對具體公路滑坡災害的特點提出了相應的處治措施。
國內對公路滑坡災害已有較多的研究。例如廣州地理研究所的劉瑞華等人指出了廣東省近年公分析了各種類型的成因機制和觸發因素,提出在道路選線和施工時,應重視地質環境調查,必須對路線的工程地質條件和場地的穩定性進行綜合評價,提高防災意識。長安大學公路學院張長安等人對公路滑坡機理及穩定性進行了分析,指出山區高等級公路不可避免地會頻繁出現高填、深挖方路段,相伴而來地出現了較多的高填方路堤邊坡滑坡及路塹邊坡坍塌等地質災害現象,并給出了公路滑坡穩定性計算和評價方法。東華理工大學周龍茂、合肥工業大學的施小平等人對武寧至吉安高速公路主要工程地質問題進行了調查研究,指出導致公路滑坡的因素很多,其中邊坡巖土類型和性質、構造特征、風化作用、地貌特征以及水的作用是主要因素。
以上從公路滑坡的產生條件、滑坡的評價分析方法等方面介紹了目前國內外針對滑坡的相關研究及顯著的研究成果,為公路滑坡處治技術的發展奠定了良好的理論基礎,并為滑坡治理提供了寶貴的工程經驗。本人在前人研究成果的基礎上,提出在工程實踐過程中關于滑坡預防和處治的常規評價分析方法的技術流程,以便更好地指導工程實踐,有利于工程技術人員的實際操作。
4工程中邊坡(滑坡)評價分析的技術流程
4.1外業調查
滑坡的發育是受地形的起伏高度和地形起伏的變化控制的,一般地形起伏大、變化頻率高的地段易發生滑坡災害,因此調查時應對滑坡的邊坡坡度、邊坡高度等情況進行調查。外業調查主要包括:滑坡的分布區域和范圍、滑坡造成的危害性、滑坡的產生條件。其中滑坡產生條件的調查也是調查環節中最為關鍵和重要的,主要包括以下幾個方面:滑坡發生地段的地形地貌、滑坡前緣臨空高度、滑坡體巖性、滑坡體結構類型、河流地質作用、地下水變化、滑坡發生地段周邊土質情況、滑坡地段降雨量影響等。只有通過合理詳盡的外業調查,才能對公路滑坡有充分而準確的認識,并對公路滑坡災害進行合理的評估分析,從而為制定良好的滑坡處治方案奠定基礎。
4.2滑坡(邊坡)現場勘探試驗
4.2.1滑坡勘測點的布置
通常每一滑塊主軸線斷面上的勘測點不得少于3個,間距不宜大于15m,如果滑坡體有明顯的分級分塊、滑動面形態變化較大、地質復雜的地段,勘測點應該適當加密;如果存在大型的或復雜地質的滑坡,應該在滑坡主軸斷面兩側的軸向斷面上和垂直于滑坡主軸線的橫斷面上布置一定數量的勘測點。
4.2.2鉆探深度的確定
滑坡體的鉆探深度應該穿過滑動面至穩定層3m~5m,若滑坡體為堆積土,鉆孔深度應為穩定基巖不少于當地同類巖石最大孤石直徑的1.5倍,而且在實際鉆探過程中應該根據具體的地質結構和地下水等情況加深。
4.2.3鉆探方法的確定
滑坡鉆探宜采用反循環鉆、干鉆、雙層巖芯管等方法鉆進,保證巖芯采取率達到85%以上。
4.2.4邊坡(滑坡)穩定性分析評價試驗參數的確定
通過現場調查和勘探試驗,取樣后進行相關物理力學試驗,測試邊坡土樣和巖體的物理力學參數。具體包括:邊坡土層或巖層的判別、現狀滑坡的滑動面和地下水位的確定、土樣的常規物理力學指標的測定。在滑坡分析過程中,由于大部分邊坡是在降雨后發生的,因此試驗時需要測定試樣在飽和狀態下的有效應力c′和有效內摩擦角φ′等參數。測試試樣在飽水狀況下的試驗參數將會提高滑坡穩定性分析的準確性,因此得到準確有效的試驗參數是確保滑坡穩定性分析的重要依據,在實際試驗操作過程中須嚴格按照相關試驗規程的要求進行。
4.3滑坡(邊坡)的穩定性分析評價方法、加固和動態監測
通過外業調查和室內的土工試驗,對公路現狀滑坡(邊坡)進行安全分析時應采用合理的分析方法,具體歸納如表1所示。
對于路堤邊坡,根據新建路堤和已建路堤進行安全性能分析,分析方法按照《公路路基設計規范》(JTGD30-2004)的要求進行。目前國內外關于邊坡(滑坡)防護和加固的方案較多,通常對于小型滑坡,滑動面較淺的可以采用錨桿加固;對于大型滑坡,往往采用抗滑樁和錨索相結合的方法進行加固,同時在邊坡加固過程中,需要處理好邊坡防護和邊坡排水問題。同時應加強對滑坡的現場監測,及時觀測滑坡的位移變形情況,只有這樣,才能提前預測滑坡的產生,減少因滑坡帶來的損失。
關鍵詞:公路地質災害評價、環境地質、巖土工程
中圖分類號:F540.3 文獻標識碼:A 文章編號:
Abstract: geological disasters is often meet engineering construction problems, linear highway built across different geomorphic unit, often will encounter all sorts of complicated geological problems, such as collapse, landslide, debris flow, karst ground collapse, such as special geological disasters. Along with our country economy fast development, to meet the requirements of economic construction, will be timely for geological disaster prevention and control and prevention.
Key words:Highway geological disaster evaluation, environment geology and geotechnical engineering
今年來中央為進一步擴大內需、促進經濟增長的投資中,加快鐵路、公路和機場等重大基礎設施建設的投資約占整體投資的45%,隨著國家對基礎建設投入的不斷加大,我國鐵路和高速公路建設必將迎來一個新的黃金期。這些交通基礎設施的建設,為地域經濟社會發展起到了積極推動作用,然而由于這些工程具有“一重二大一多”的特點,如不加強對日常施工過程中的地質環境監管,有可能會引發一些新的地質災害隱患,如果把地質問題處理的妥當,不僅可以提高公路測設質量、減少道路病害,而且可以有效的避免事故的發生。相反,如果地質問題處理得不好,不僅會增加工程費用、延長工期,而且會增加公路病害,甚至會造成不必要的人員傷亡。因此,我們應該以嚴謹的態度對待工程地質學這門學科,掌握常見的地質問題和處理方法。
1 公路工程中常見地質災害概述
無論是公路工程、橋梁工程、鐵路工程還是地下工程、隧道工程、水利工程,在建設初期都要重點考慮地質問題,比如常見的崩塌、滑坡、泥石流、地基塌陷等。
1.1滑坡。斜坡上的巖體由于某種原因在重力的作用下沿著一定的軟弱面或軟弱帶整體向下滑動的現象。
1.2崩塌。發生在較陡的斜坡上的巖土體在重力的作用下突然脫離母體崩落、滾動堆積在坡腳的地質現象。
1.3地面塌陷。地表巖、土體在自然或人為因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑的自然現象。
1.4泥石流。在山區由于降水而形成的一種帶大量泥沙、石塊等固體物質條件的特殊洪流。主要在中游溝身長不對稱,參差不齊;溝槽中構成跌水;形成多級階地等。
2地質災害現狀評估
誘發地質災害的因素主要是由于采掘礦產資源不規范,預留礦柱少,造成采空坍塌,山體開裂,繼而發生滑坡?,F狀地質災害點主要通過在國土、勘察設計、水利水電、氣象等相關部門資料的收集,初步了解當地的地質環境條件,掌握評估區范圍內地質災害類型特征,然后逐一調查,分析其形成機理及危害程度。
1.1主要從地質環境條件進行分析。地形地貌先劃分區域地貌類型,然后確定微地貌形態,通過訪問原地貌形態,查明不同地質災害類型與地形坡度、溝谷形態、坡降及植被發育程度之間關系。地層巖性重點應調查第四系松散層成因類型,土質滑坡、厚度等,基巖巖性、產狀、結構面特征,特別是軟弱夾層、軟弱面和順坡向結構面的分布特征,地層巖性是引發地質災害內在因素?;鶐r裂隙水出露部位往往是斷裂構造帶或是裂隙密集帶,地下水的流動降低了巖土體的粘聚力,形成薄弱面或軟弱帶。平原區或軟土地區地面沉降與地下水集中開采密切相關,既要了解區域地面沉降量,又要調查沉降速率與地下水開采量之關系。
1.2現狀地質災害危險性評估是根據地質災害點的規模和對公路工程可能遭受危害程度的評價。人類工程活動是引發地質災害最主要原因,隨著人類工程活動日益加劇,破壞了邊坡體的自然平衡,特別是在坡腳形成許多陡立邊坡,呈臨空狀,從而引發崩塌、滑坡等地質災害。據現場分析,由構造帶和基巖風化引發的崩塌時間久遠,穩定性較好,公路邊坡或平基建房等人類工程活動引發的崩塌,穩定性差,但規模小,地質災害危害性小。廢土、棄渣無序堆放,成為引發泥石流的物質來源,滑坡主要從滑坡體規模大小、穩定性及滑坡前緣與擬建公路之間的距離確定遭受地質災害危險性大小。
3地質災害的預測勘查
3.1 工程建設可能誘發的地質災害危險性評估根據建設項目的特點、不同地貌部位、不同路基形式及構筑物,確定地質災害危險性預測評估體系和方法,公路工程常用的評估方法有:地質條件分析法、工程地質類比法和半定量估算法。
3.2 工程建設可能遭受地質災害危險性評估。根據已發生的地質災害現狀和工程建設可能引發地質災害的危險隱患進行預測,概述地質災害危險性中等(大)區段的地質環境條件,根據不同地質災害的類型、特征、規模,對工程建設可能遭受的危害程度作出綜合評估。
3.3公路的地質災害有很多,影響也較大,在公路工程中長借助簡單的測量工具、儀器裝置和量測方法,監測災害體、房屋或構筑物裂縫位移變化的監測方法。一般常用監測方法主要有埋樁法、埋釘法、貼片法。
3.4充分認識災害體的地質結構,從其結構出發研究其穩定性,重視變形原因的分析,并把它與外界誘發因素相聯系,研究主要誘發因素的作用特點與強度(靈敏度)。
3.5勘查階段結束不等于勘查工作結束,后續的工作如監測或施工開挖常常能補充、修改勘查階段的認識,甚至完全改變以前的結論。
3.6地質災害勘查方法選擇是強讕應用經驗與技巧,尋求以最少的工作量和最低的投資,獲得最佳的勘查效果,勘查工作量確定的最基本原則是能夠查明地質體的形態結構特征和變形破壞的作用,滿足穩定性評價對有關參數的需求。
4 公路地質災害防治方法及特點
4.1崩塌災害防治的措施主要有削坡、清除危石、排水、控制爆破、擋土墻支擋、支頂、嵌補等。
4.1.1削坡。在較穩定的巖體斜坡上,將危險斜坡巖體按照一定的設計坡度進行爆破開挖,目的是為了減小斜坡體的重量,同時也是為了清除表面較松散的巖體,使斜坡坡度達到理想的穩定坡度。但削坡不宜在巖體破碎強烈,開挖影響較大的巖體上進行,開挖工程量也較大。
4.1.2清除危石。與爆破方法結合,采用人工或機械清除。該方法主要適合于近于完全脫離基巖的危石和孤石、浮石。在一定條件下,危石清除方法是最為經濟的措施,但是它通常是難以實現徹底清除的,且隨著風化或侵蝕過程的繼續,必將產生新的危石,必須根據情況進行周期性清除。
4.1.3排水。排水的主要目的在于提高邊坡的穩定性,特別是對侵蝕作用比較敏感的邊坡,其效果尤為明顯。因此,通常作為一種輔助措施予以考慮。
4.1.4控制爆破。通過控制來最大限度地實現巖體原有平衡結構及其整體強度的保護或最低程度的破壞,一般在較陡的邊坡采用,減少了開挖量,弱化了對邊坡防護的要求,減少了長期維護工作量。但對爆破的質量要求較高。
5.1.5擋土墻支擋。擋土墻是治理坡腳應力集中、低矮邊坡或較高邊坡坡腳溜坍、塌落甚至小規模滑坡等極為有效的常見措施,包括混凝土、加筋土、漿砌石、石籠等擋土墻形式,其主要目的是提高抵抗邊坡運動的阻力。但是,擋土墻的修建需要具備良好的承力基礎,較大的橫向空間需要也將增大開挖量,在邊坡較高時,對上部坡面上可能發生的變形破壞不起作用。
4.1.6支頂。該方法技術簡單適用,其主要作用在于利用支頂結構的支撐作用來平衡危巖的墜落、錯落或傾倒趨勢,提高危巖的穩定性。支頂結構自身體積和重量一般較大,需要有很好的基礎,否則其自身穩定性將存在問題,施工難度和風險等較大。
4.1.7嵌補。對外懸或坡面凹腔形成的危石采用漿砌片石、混凝土或水泥砂漿填筑,以提高危石穩定性的一種方法。嵌補結構也必須要有穩定的基礎,且必須與坡面緊密結合。
4.1.8漿砌片石護面。用以封閉邊坡,防止坡面風化剝落和水土流失等各種坡面地質災害。該方法技術簡單,經濟實用,較為美觀,將繼續作為低矮邊坡和第一級邊坡的一種重要護坡手段。但該方法對坡面條件要求高,因結構抗力低,存在自身穩定性問題。為此要求邊坡不能太陡,單級高度不能過高,對高度較大的邊坡,需分級開挖后分級砌筑, 開挖量較大。
4.1.9噴射混凝土。該方法技術成熟,機械化程度高,施工速度快,對地形適應能力強,也比較經濟。同時該方法本身能通過添加纖維來提高強度和韌性,并常與錨桿、鋼筋網或鋼絲格柵結合使用,從力學性能上人們通常把它當作鋼筋混凝土結構,具有很高的承載能力。此外,噴射混凝土對坡面的封閉作用,非常好地隔絕了地表水下滲,提高了邊坡的穩定性。
4.1.10落石槽。公路修建于坡腳附近時,應在坡腳留置或設置具有一定寬度和深度的溝槽來承接落石,落石槽的設置要保證落石不致直接落到需要保護的區域,但是當場地條件受限,需要通過增加開挖來提供滿足寬度要求的落石槽區域時,則會增大開挖量,由此帶來的投資增加可能超過采用其他工程措施的費用,且會帶來較大的環境破壞。
4.2滑坡災害防治措施。根據公路沿線滑坡地質災害的類型及特點,防治措施的選用一定要結合滑坡的類型、規模、地形地貌等具體工程條件,有針對性地實施。
4.2.1清除或減少滑坡形成的因素。對小型淺層滑坡可全部或部分挖除;修建導滑工程,改變滑坡滑動方向;修建截水溝、排水溝、疏通自然溝以排出地表水;修建盲溝、盲硐、滲溝、垂直鉆孔群、水平鉆孔群等以排除地下水;修建防沖擋水墻、砌石護坡、拋石護坡等工程防止水的沖刷;削坡、護坡、整平、修梯級臺階、填實裂縫等進行邊坡面的整理。
4.2.2修建排水設施及鋪設防滲層。治理初期,地面起伏變化時,可采用造價較低的臨時排水設施,并對滑體后緣裂縫進行防滲處理,一般用粘土或水泥漿充填裂隙,并用聚乙烯布覆蓋;當修建永久排水設施時,根據滑坡的形狀特點,若在滑體上設置縱橫交錯的排水溝是比較困難的,一般只需布設在滑坡周界,防止區域外的地表水流入滑坡區既可,斷面尺寸要按最大降雨量設計,溝內結合土質、流速鋪設防滲層,同時要整平地表,盡量減少植被壞。
4.2.3攔石墻。一種修建于落石路徑上(坡腳或坡面上)的攔擋結構,通常由漿砌片石或澆筑混凝土構成。結構的剛性特征決定了它的抗沖擊效果較差,因此,受經濟、場地條件和結構自身穩定性等因素限制,其修建尺寸通常是有限的,抗沖擊能力也是有限的,故需要有穩定而龐大的基礎。
4.2.4避讓。對于潛在規模和頻率極大,特別是可能伴有其他邊坡地質災害發生的現場,避讓可能是一種有效而最為安全可靠的措施,其根本目的是將建筑物修建在潛在災害所威脅的范圍以外,做到一勞永逸,但其缺陷通常也是明顯的,首先是必然會需要更大的投資,其次是可能會喪失部分使用功能或提高其功能使用的成本。
4.3修建導流堤和設置截擋建筑物。泥石流是山區的主要地質災害,泥石流多分布在斷裂或褶皺發育、新構造運動強烈,地震頻率高、烈度強,巖體風化破碎,植被不良、水土流失嚴重的山區。在干旱多年的暴雨季節,或高山冰川與積雪強烈消融時期最易發生?,F在,泥石流防治主要采取封山育林,以保護匯水區和可能形成泥石流的地帶;調節地表徑流,沿坡修建導流堤;設置截擋建筑物,如堤、壩等,也可設置排洪道等。
4.4巖溶防治措施。巖溶與工程建設的關系密切,在建設中巖溶造成的庫水滲漏是建設中主要的工程地質問題。在巖溶地區修建公路,應該深刻了解巖溶發育的程度和巖溶形態的空間分布規律,以便充分利用某些可以利用的巖溶形態,避免或防治巖溶病害對路線布局和路基穩定造成的不良影響。對基礎下有溶溝、溶槽、漏斗等溶洞現象時,首先在建(構)基礎施工時,應挖去其中的充填物,回填碎石或毛石混凝土;若出現溶層頂板不穩定時,可炸開頂板,挖除充填物,回填碎石的方法;對基礎下的溶洞埋藏較深的情況,可通過鉆孔向溶洞內灌注水泥砂漿、混凝土、瀝清等填充物,以堵填溶洞。同時并加固坍塌體,防止坍方擴大,然后施做套拱和超前大管棚,保證正洞開挖施工安全;管棚施做完成后挖除坍塌體,進入隧道正常開挖、支護工序,并對隧道基底進行注漿加固處理,增強隧底承載力;溶洞段通過后,進行拱部坍腔回填處理。
5結束語
在公路建設中,應堅持在查明評估區地質環境條件的基礎上,通過對已有地質災害和對工程建設可能遭受或加劇地質災害危險性評估,劃分地質災害危險性區段,及時提出災害防治措施,避免地質災害隱患。
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