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      高速公路路基邊坡的滑塌防護(hù)施工技術(shù)

      2021-01-09 03:16:36孫慧文
      黑龍江交通科技 2021年6期
      關(guān)鍵詞:外力錨索巖石

      孫慧文

      (山西路橋第二工程有限公司,山西 臨汾 041000)

      1 課題研究的意義

      從高速公路運(yùn)行角度分析,若路基邊坡存在滑塌風(fēng)險(xiǎn),受到降雨或者其他因素的影響,極易引發(fā)安全事故。例如,2020年7月某高速路段發(fā)生1起高邊坡滑塌險(xiǎn)情,塌方的土石塊達(dá)到1 000 m3,高度為15 m,事故現(xiàn)場(chǎng)右側(cè)車(chē)道與應(yīng)急車(chē)道被占據(jù),給現(xiàn)場(chǎng)交通造成很大影響。險(xiǎn)情發(fā)生之后,相關(guān)部門(mén)快速調(diào)度人力資源處置,投入應(yīng)急人員40多人,挖掘機(jī)2臺(tái),裝載機(jī)2臺(tái),以及15輛自卸車(chē)貨車(chē)。通過(guò)緊急處理,保障交通暢通。部分滑塌事故的發(fā)生,除了造成交通影響外,還引發(fā)人員傷亡,造成重大損失。

      2 高速公路路基邊坡的滑塌形式與原因

      2.1 滑塌形式

      (1)滑動(dòng)型滑塌。邊坡巖石受到外力影響,從破壞層慢慢向縫隙發(fā)展方向滑動(dòng),最終產(chǎn)生滑塌事故。常見(jiàn)的外力因素,包括施工爆破和巖石松動(dòng)等。當(dāng)外層受到外力影響,帶動(dòng)多層巖石滑動(dòng),造成邊坡滑塌事故。若為土質(zhì)邊坡,同樣也會(huì)受到外力因素影響引發(fā)滑塌事故。(2)落石型滑塌。邊坡位置產(chǎn)生大塊落石的坍塌情況,為落石型滑坡。事故常發(fā)生在堅(jiān)硬巖石層下方位置,以軟弱巖層為主,同時(shí)坡面陡峭。軟弱巖石層內(nèi)部的巖石,受到裂隙作用和其他作用的影響,逐漸被分割,成為形狀差異的塊石,借助外力的驅(qū)動(dòng),從邊坡上滾落,產(chǎn)生坍塌事故。(3)流動(dòng)型滑塌。此類滑塌指的是細(xì)小碎巖石與砂石等的滑落現(xiàn)象,多為土質(zhì)邊坡或者風(fēng)化嚴(yán)重程度較大的巖石邊坡。邊坡表面存在的松散碎石,受到大雨或者其他外力影響,產(chǎn)生滑塌事故。

      2.2 邊坡滑塌的原因

      (1)內(nèi)部因素。首先,巖石自身特性因素。一般來(lái)說(shuō),土質(zhì)邊坡有著很多的沙土,由于表面與內(nèi)部沙土具有脆弱性,高速公路施工期間對(duì)其造成影響,極易引發(fā)滑動(dòng)性滑動(dòng)。部分巖石邊坡在形成或者長(zhǎng)期風(fēng)化的影響下,產(chǎn)生大量的裂隙,使得巖石分裂,受到施工外力的影響,逐漸演化為滑塌事故。其次,邊坡地質(zhì)構(gòu)造問(wèn)題。對(duì)地質(zhì)脆弱的邊坡,或者地下水豐富區(qū)域,極易受到施工因素或者自然因素,比如地震等,使得地質(zhì)受到慣性影響造成失穩(wěn)與滑塌事故等。最后,地下水過(guò)高。邊坡失穩(wěn)的原因中,地下水為主要因素。部分地區(qū)的地下水位比較高,開(kāi)展高速公路路基施工作業(yè),若降水排水工作做的不好,地下水會(huì)給巖石縫隙造成很大沖刷,對(duì)巖石的剪切力也不斷增加。地下水的不斷作用下,巖石縫隙極易產(chǎn)生擴(kuò)張或者加深等問(wèn)題,最終造成滑塌事故。

      (2)外部因素。路基邊坡外部若存在著隨意堆載的情況,受到物質(zhì)整體質(zhì)量的影響,給邊坡外部造成極大的影響,當(dāng)外力高于邊坡坡面整體荷載力與摩擦力后,則會(huì)造成堆載物品滑動(dòng)或者落下,引發(fā)滑塌事故。當(dāng)邊坡進(jìn)行爆破操作時(shí)產(chǎn)生的沖擊力,極易使得巖石碎裂,并且給邊坡上的松動(dòng)巖石造成外力影響。若爆破時(shí)選擇的爆破點(diǎn)不當(dāng),也容易造成巖石松動(dòng)與碎裂,最終引發(fā)滑塌事故,影響邊坡的穩(wěn)定性。除此之外,車(chē)輛壓力與降雨等因素也會(huì)給邊坡穩(wěn)定性帶來(lái)影響極易造成滑塌事故。

      3 高速公路路基邊坡滑塌防護(hù)策略總結(jié)

      3.1 案例概述

      以某高速公路項(xiàng)目為例,由于開(kāi)挖方量很大,形成長(zhǎng)度為115 m、最大坡高為40.4 m的高路塹邊坡。邊坡體積開(kāi)挖后地應(yīng)力調(diào)整很大,產(chǎn)生的松弛區(qū),加之基巖裂隙水存在以及風(fēng)化程度高等的影響,使得邊坡潛在滑塌的風(fēng)險(xiǎn)。除此之外,受到強(qiáng)降雨的影響,雨水沿著陡傾的節(jié)理或者層面下滲,很容易產(chǎn)生滲透壓力與靜水壓力,引發(fā)邊坡失穩(wěn)事故,因此要做好邊坡穩(wěn)定性防護(hù)工作。

      3.2 邊坡穩(wěn)定設(shè)計(jì)方案

      高速公路路基邊坡的滑塌防護(hù),要站在整體角度分析,提出有效的防范措施。此路基施工現(xiàn)場(chǎng)局部地形陡峭,邊坡由粉粘土和強(qiáng)中風(fēng)化花崗巖構(gòu)成,很容易造成局部崩塌或者其他不良地質(zhì),長(zhǎng)期處于暴露狀態(tài)極易受到?jīng)_刷,最終影響整體穩(wěn)定性。通過(guò)綜合分析,選擇錨桿與錨索加固處理方案,結(jié)合表面正方形框架梁進(jìn)行加固。邊坡所在的位置,地下水比較豐富,為防范其對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響,必須采取排水和降水措施,增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。按照預(yù)應(yīng)力錨索的加固機(jī)理,通過(guò)使得軟弱邊坡在錨索的固定作用下,穩(wěn)定到巖層內(nèi),達(dá)到約束變形的效果,促使整體穩(wěn)定性得到保障。依據(jù)設(shè)計(jì)檢算,使用錨索框架,將錨索設(shè)置為三排,長(zhǎng)度為20 m;選擇普通拉力型預(yù)應(yīng)力錨索,錨索體的直徑大小為1.5 m;注漿作業(yè)選擇是M30水泥砂漿;防護(hù)中錨索主筋選擇的是Ω15.24 mm、強(qiáng)度參數(shù)為1 860 MPa的6束高預(yù)應(yīng)力鋼絞線,設(shè)計(jì)噸位為600 kN。使用的錨索框梁截面尺寸大小為0.5 m×0.5 m,嵌入深度為0.40 m,整體為正方形,使用C30混凝土進(jìn)行灌注,形成整體防護(hù),增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。

      3.3 邊坡防護(hù)施工管理策略

      高速公路路基邊坡的滑塌防護(hù)效果的實(shí)現(xiàn),要圍繞防護(hù)施工作業(yè)做好嚴(yán)格把控。首先,要根據(jù)防護(hù)方案與任務(wù)制定管理計(jì)劃,應(yīng)用到邊坡防護(hù)實(shí)踐。明確工程管理人員的職責(zé)與任務(wù),配置充足的管理人員,負(fù)責(zé)邊坡防護(hù)作業(yè),實(shí)現(xiàn)防護(hù)的價(jià)值。其次,做好滑塌防護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的控制。圍繞材料與工藝運(yùn)用等方面,采取強(qiáng)有力的防護(hù)措施,通過(guò)檢驗(yàn)檢測(cè)與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查,嚴(yán)格把控路基邊坡防護(hù)的質(zhì)量與效益。最后,落實(shí)防護(hù)施工問(wèn)題的整改措施。對(duì)施工管理發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,要組織整改,保證邊坡防護(hù)工作落實(shí)到位。

      3.4 邊坡防護(hù)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)

      (1)工程防護(hù)。對(duì)巖石坡面上產(chǎn)生小縫隙的邊坡,考慮到不適合植物生長(zhǎng),多運(yùn)用工程防護(hù)措施。一般來(lái)說(shuō),使用框架梁與防護(hù)槽等工程材料,采用噴漿和漿砌塊石等,開(kāi)展邊坡表面的加固處理,借助混合料的力量,增強(qiáng)演示整體承重力和剛度以及穩(wěn)固性。根據(jù)邊坡的情況,將框架設(shè)計(jì)為六邊形或者石拱型,達(dá)到增強(qiáng)邊坡穩(wěn)固性以及邊坡美化的效果。(2)植物防護(hù)。對(duì)土質(zhì)邊坡采取植物防護(hù)方法,達(dá)到增強(qiáng)邊坡穩(wěn)固性的效果。一般來(lái)說(shuō),此類邊坡多為松動(dòng)土層,采取植物防護(hù)的措施,發(fā)揮植物的加固作用,實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)穩(wěn)固性的目的,同時(shí)美化邊坡。采取水土加固的方法,增強(qiáng)土質(zhì)邊坡整體穩(wěn)固性。除此之外,植物可以起到綠化空氣的效果,獲得不錯(cuò)的環(huán)保效果。(3)深層加固與排水措施。一般來(lái)說(shuō),深層加固多使用土釘加固法、錨桿加固法、注漿加固法等,運(yùn)用預(yù)應(yīng)力方法,實(shí)現(xiàn)整體錨固加固。若遇到地下水豐富的情況,則要根據(jù)降水量以及地下水分布量等,設(shè)計(jì)排水方案,布置排水孔,開(kāi)展排水處理,保障邊坡整體的穩(wěn)固性,防范滑塌事故的發(fā)生。

      4 結(jié) 語(yǔ)

      綜上所述,高速公路路基邊坡的滑塌防護(hù),要結(jié)合邊坡的情況,選擇適宜有效的方法,落實(shí)到防護(hù)實(shí)踐,達(dá)到防護(hù)的目的。文中結(jié)合實(shí)踐,總結(jié)常用的路基邊坡防護(hù)措施與方法,提出做好施工過(guò)程的質(zhì)量把控,把關(guān)邊坡防護(hù)的效果。

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