淺談山區(qū)高速公路滑坡及防治措施

張 辰

山區(qū)高速公路不僅工程宏偉,技術(shù)密集,科技含量高,而且地形地質(zhì)條件復(fù)雜,山勢陡峭,峽谷崎嶇。有限的路基則要劈山削嶺,形成高邊坡,若遇地質(zhì)不穩(wěn)定,則會(huì)誘發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害,常常給公路建設(shè)、運(yùn)營帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失,因而正確防治滑坡變形破壞成為關(guān)系到山區(qū)高速公路工程造價(jià)、建設(shè)工期及運(yùn)營安全等的重要問題。

1 滑坡的定義和分類

滑坡是指斜坡上的巖土體在重力作用下,沿著一定的軟弱面或軟弱帶整體的或分散的順坡向下滑動(dòng)的地質(zhì)現(xiàn)象。滑坡多發(fā)生在坡度小于50°的斜坡上。按照構(gòu)成滑坡的地層巖性特征,滑坡分為土質(zhì)滑坡和巖質(zhì)滑坡兩大類。按照滑坡的構(gòu)造特征、滑動(dòng)面與巖(土)層面的相對位置,土質(zhì)滑坡可分為均質(zhì)滑坡、順層滑坡和切層滑坡。按照滑坡的構(gòu)造特征、滑動(dòng)面的出露位置,巖質(zhì)滑坡可分為坡上滑坡、坡腳滑坡和坡底滑坡。

2 公路滑坡的特征及機(jī)理

2.1 公路滑坡的特征

公路中滑坡的滑出方向絕大多數(shù)是垂直或近似于垂直路線的走向,極少部分是斜交于公路路線。在公路建設(shè)過程中,公路滑坡的規(guī)模有大有小,但是滑坡的發(fā)生概率較大。從公路沿線滑坡產(chǎn)生的誘發(fā)因素來看,地質(zhì)構(gòu)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(shè)活動(dòng)是主要的誘發(fā)因素。在各種滑坡中,約有50%是由于工程建設(shè)引發(fā)的新滑坡,約30%的滑坡是在工程建設(shè)中復(fù)活的古滑坡,約20%的滑坡是在勘察設(shè)計(jì)中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)而路線無法繞避的[1]。

2.2 公路滑坡形成機(jī)理

對公路滑坡而言,特定的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性以及充足的水補(bǔ)給是滑坡產(chǎn)生的內(nèi)在因素。

公路所經(jīng)過的巖土體,在形成過程中,本身就殘留著一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的殘余應(yīng)力,該應(yīng)力在不受外力的影響和破壞時(shí),維持著巖土體的自然平衡穩(wěn)定。修筑公路在開挖或填筑路基的過程中,不管采取什么樣的施工步驟和方式,都不同程度改變了斜坡巖土體的原有形狀和自然平衡,所以人工邊坡為達(dá)到地應(yīng)力的平衡,在新修公路時(shí)就可能發(fā)生滑坡。

3 公路滑坡治理的原則

1)對于性質(zhì)復(fù)雜的大型滑坡,可以繞避時(shí)應(yīng)盡量繞避。當(dāng)繞避有困難或在經(jīng)濟(jì)上顯著不合理時(shí),應(yīng)視滑坡規(guī)模、公路與滑坡的相互影響程度、防治費(fèi)用等條件設(shè)計(jì)幾種具體方案比選。2)對于可能突然發(fā)生急劇變形的滑坡,應(yīng)采取迅速有效的工程措施;對于滑動(dòng)緩慢的大型滑坡,宜全面規(guī)劃,分期整治,仔細(xì)觀察每期工程的效果,以采取相應(yīng)的治理措施;對于施工及運(yùn)營中產(chǎn)生的大型滑坡,應(yīng)慎重做出繞避方案或局部改移路線和防治措施相結(jié)合的方案等,在進(jìn)行全面綜合比較后決定取舍[2]。3)對于性質(zhì)簡單的中小型滑坡,一般情況下可進(jìn)行整治,路線不需繞避。但應(yīng)注意調(diào)整路線平、縱面位置,以求整治簡單、工程量小、施工方便、經(jīng)濟(jì)合理。4)路線通過滑坡位置,一般滑坡上緣或下緣比滑坡中部好。滑坡下緣的路基宜設(shè)成路堤形式以增加抗滑力;滑坡上緣的路基宜設(shè)成路塹形式,以減輕滑體重量;對于窄長而陡峭的滑坡,可采用旱橋通過。5)滑坡整治之前,一般應(yīng)先做好臨時(shí)排水系統(tǒng),以減緩滑坡的發(fā)展,然后針對引起滑坡滑動(dòng)的主要因素,采取相應(yīng)的措施。

4 滑坡的防治措施

4.1 排水[3]

1)地表排水工程:地表排水的目的是截排滑坡區(qū)以上山坡來水不使其流入滑坡區(qū),把滑坡內(nèi)區(qū)的降水及地下水露頭(泉水、濕地及其他水體)通過人工溝道盡快排出滑坡區(qū),減少其對滑坡穩(wěn)定的影響。地表排水系統(tǒng)包括滑坡區(qū)以外的山坡截水溝、滑坡區(qū)內(nèi)的樹枝狀排水溝及自然溝的疏通和鋪砌等(見圖1),是一個(gè)統(tǒng)一的排水網(wǎng)絡(luò)。

2)地下排水工程:地下排水工程是治理滑坡的主體工程之一,特別是地下水發(fā)育的大型滑坡,它發(fā)揮的作用是較大的,主要是截?cái)嗔搜a(bǔ)給滑帶的水源,降低了地下水位,提高抗剪強(qiáng)度,從而增大了滑坡的穩(wěn)定性。地下排水工程常用的措施有:截水盲溝、截水盲(隧)洞、仰斜(水平)孔群排水、垂直鉆孔群排水、井點(diǎn)抽水、虹吸排水、支撐盲溝等(見圖2)。

4.2 減重

減重就是在滑坡后面挖除一定數(shù)量的滑體而使滑坡穩(wěn)定下來。它適用于推動(dòng)式滑坡或由錯(cuò)落轉(zhuǎn)化的滑坡,并且滑床上陡下緩,滑坡后部及兩側(cè)的地層穩(wěn)定,不至因挖除而引起向后方及兩側(cè)土層發(fā)展。在一般情況下削坡減重只能減小滑體的下滑力,因此減重通常和其他的治理措施配合使用。

4.3 支擋工程

1)抗滑樁:該措施主要適用于滑坡體中有一個(gè)明顯的滑動(dòng)剪切面且滑動(dòng)剪切面以下是較完整的基巖,或者是密實(shí)的穩(wěn)定基礎(chǔ),能提供足夠的錨固力,主要為懸臂式和全埋式兩種。其主要優(yōu)點(diǎn)是可處治深層滑坡,尤其是地形較緩時(shí)較錨索更經(jīng)濟(jì)適用,主要缺點(diǎn)為費(fèi)用高,時(shí)間長,當(dāng)?shù)匦屋^陡時(shí)沒有錨索經(jīng)濟(jì)適用[5]。2)錨索:該措施適用于地形較陡,橫向基巖不深的中淺層滑坡。其優(yōu)點(diǎn)是施工較快,造價(jià)低,可處治中層滑坡,缺點(diǎn)是錨桿長度一般在20 m之內(nèi),不適用于深層滑坡。3)擋土墻:擋土墻是一種古老而常用的支撐建筑物。在滑坡治理工程中,擋土墻由于受到自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的限制,不大可能有效提高滑坡體的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù),對于大型滑坡尤其如此。其優(yōu)點(diǎn)為施工較快、造價(jià)低,缺點(diǎn)為擋土墻基礎(chǔ)埋深有限,不適用于深層滑坡。

5 結(jié)語

滑坡治理對于高速公路來說必須是一次根治,不留后患。應(yīng)根據(jù)滑坡的防治原則,能避開者盡量避開,能預(yù)防盡量預(yù)防,由于公路滑坡成因復(fù)雜、影響因素多,因此需要對滑坡體現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)的勘查,確定滑坡形成的主因,采取最合理的防治方案,綜合治理,方能確?；路乐芜_(dá)到目的。

[1] 方向池.山區(qū)公路滑坡災(zāi)害及防治研究[J].云南交通科技,2003(2):56-58.

[2] 張倬元.滑坡防治工程的現(xiàn)狀與發(fā)展展望[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù),2000(2):89-97.

[3] 鄭穎人,陳祖煜.邊坡與滑坡工程治理[M].北京:人民交通出版社,2007.

[4] 趙瑞峰,張五洲,曾 晉.貴遵高速公路某滑坡的成因機(jī)制與防治[J].山西建筑,2009,35(6):81-82.

[5] 余桂紅,趙尊亭.滑坡災(zāi)害防治措施[J].西部探礦工程,2004(10):197-198.