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[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-3-244-1
1公路工程建设项目常见的地质灾害类型
1.1崩塌、滑坡
崩塌是指陡峻斜坡上的块状岩土体高速倾倒、翻滚、坠落于坡脚现象,崩塌的特点是垂直位移分量大于水平位移分量。滑坡是指斜坡上的岩土体主要在重力和地下水作用下,沿着一定软弱面或软弱带以水平位移为主的整体向下滑动的作用和现象。崩塌、滑坡地质灾害是山区公路工程常见的地质灾害之一,主要是由地质原因或人为开挖坡脚造成的。由于山坡或路基边坡发生崩塌、滑坡,常使交通中断,影响公路的正常运输。大规模的滑坡可以堵塞河道,摧毁公路,砸坏路基及公路桥,中断交通,破坏厂矿,淹没村庄,造成行车事故,甚至引起人身伤亡。
1.2泥石流
泥石流是指发生在山区的一种含有大量泥砂、石块的暂时性急水流。泥石流具有强大的破坏力,它往往在很短时间内摧毁一切工程设施和夺取千百人、甚至上万人的生命财产,是严重威胁山区人民和工程建设的地质灾害。泥石流是公路,尤其是山区公路建设过程中普遍存在且破坏作用及其强烈的公路水毁类型,是毁坏穿越泥石流沟的公路路基、路面及相应防治结构物的重要外在机制,危害方式只要是淤积、掩埋、堵塞、冲击及冲刷公路,我国公路每年因泥石流造成的经济损失数亿至数十亿。
1.3地面塌陷
地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下,向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种地质现象。有岩溶塌陷、矿山采空塌陷、黄土湿陷等类型,公路工程若在上述塌陷地区通过,经常会造成路面开裂、路基及路面变形、沉降甚至塌陷,影响公路正常通行,甚至威胁人身生命、财产安全。
1.4冻土冻融
冻土冻融是指在季节性冻土区,地基土冬季冻胀,夏季融化沉陷的一种现象。此种灾害是东北地区等高纬度或高海拔地区特有的地质灾害,常会造成道路翻浆、冻胀、融陷及路面冻裂,影响道路正常通行。
2地质灾害的防治措施
(1)崩塌、滑坡具体措施主要包括①掌握崩塌活动分布规律,公路要尽可能避开崩塌、滑坡危险区及可能的危害区;②加强对危岩体监测、预测、预报工作,临崩、滑前及时疏散人员和重要财产;③实施必要的工程措施,加固斜坡或防护受威胁的工程设施。主要工程措施有:护墙或护坡,防止斜坡岩土剥落;镶补、填堵坡体岩石缝洞;削坡,人工消除小型危岩体或减缓陡峭高坡;锚固,加固危岩体,提高其稳定程度,防止崩落、滑坡;排水、疏通地表水和地下水,减缓对危岩陡坡的冲刷和潜蚀;拦截、修筑挡石墙、落石平台、拦石栅栏等,阻止崩滑物对公路设施的破坏。
(2)泥石流。泥石流防治是一项由多种措施组成的系统工程。它主要由四方面措施组成:①防止和削弱泥石流活动的防治体系--通过生物措施和工程措施,保护和治理流域环境,消除或削弱泥石流发生条件;②控制泥石流运动的防治体系-采用拦挡坝、谷坊、排导沟、停淤场等工程措施,调整和疏导泥石流流通途径和淤积场地,减少灾害破坏损失;③预防泥石流危害的防护工程体系~一修建渡槽、涵洞、隧道、明硐、护坡、挡墙、顺坝、丁坝等工程,对重要危害对象进行保护;④预测、预报及救灾体系一一对于遭受泥石流严重威胁的居民、企业和重要工程设施,及时搬迁、疏散,受灾时有效地抢险救灾,减少灾害破坏损失。
(3)地面塌陷。预防和治理地面塌陷的工作有多方面内容,首先,为避免或减少地面塌陷灾害,必须十分重视公路场地的地质环境,查明建设区地面塌陷的危险程度和形成条件,对地面塌陷进行预测,尽可能布设在塌陷危险性小的安全地带;对于无法避让路段,则应根据具体情况,在设计和施工中采取钻孔灌浆、旋喷加固等必要的防塌措施。除上述预防途径外,在地面塌陷危险区进行抽水、排水、蓄水、爆破等活动时,要采用适当方法,防止诱发地面塌陷活动。为了减轻矿区采空塌陷灾害,限制采空区范围,或者增多、加大保安柱,减小塌陷规模。对于已经发生的塌陷灾害,要在查明地面塌陷发育状况和形成原因的基础上,因地制宜地采取针对性措施加以治理。其方法除了消除促使地面塌陷发展的各种动力活动外,还可采用填堵法、跨越法、强夯法、灌注法、深基础加固法、控制抽水(或排水)强度法、疏导水流法、地下水气调压法等充填加固地面塌陷坑和地下孔洞,堵截水流,强化土层及洞穴沉积物强度,削弱地面塌陷活动能力,保证工程设施安全。
(4)冻土冻融。①工程应根据岩土工程勘察报告所确定的地基土冻胀级别,采取相应的防冻胀融沉措施。②在拟建工程施工时,一是回填粗颗粒抗冻材料,并在地面做好防水工作,防治冻胀产生的冻切力破坏基础;二是采取清基换填砂砾或粗砂等透水性好的填筑材料等措施处理基础。
3防治地质灾害的策略
地质灾害不仅对公路工程施工造成了极大的影响,而且由于其成灾的缓变性还将对公路造成持续的影响,需要公路工程施工中防治相结合,进行规划治理。对防治地质灾害的主要建议如下:(1)注重地质勘察,做好工程规划。公路工程施工前要进行细致、全面的地质勘察工作,根据施工区域的具体地质情况敲定工程规划,兼顾工程的经济效益和环境效益。(2)环保工作与工程施工同时进行。公路环保工作包括设立各种防护林带等针对地质灾害易发区域的绿化防护工程,确保在公路工程施工的过程中同时完成相关的环境保护工作,从根本上防治地质灾害。(3)建立公路地质灾害的预测和保障体系。通过高科技技术手段健立健全防治公路地质灾害的相关体系,提高公路系统预测、防护和控制地质灾害的能力。(4)提高公路工程施工人员对地质灾害防治工作的重视和工作能力。通过地质灾害相关知识的培训教育来提高相关人员对地质灾害的重视,提高其防范地质灾害工作的能力。建立责任制度并完善奖惩制度来保障公路工程施工中地质灾害防治工作的执行力度。
4结束语
综上所述,公路工程施工对地质灾害的具体防治工作中深入研究灾害产生的机理和有效防治措施,尽量减少公路工程施工期间造成的灾害隐患,对突发灾害情况先做好应急措施,并随后做好防治灾害的长久性工作。
参考文献
[1]佘小年.公路滑坡崩塌地质灾害预测。人民交通出版社,2010.
路基工程灾害与道路工程的选线设计、施工方法、施工质量、治理措施等有密切关系。
(一)地质条件不良地段的路基选线
某些山区道路路基工程的设计坡度能达到70°以上,设计高度多在15-40m以上,最高可达60m,而且个别地段还有顺层高陡路基工程,所以,不稳定的崩塌落石点特别多。山区道路周围的倾倒崩塌,位于构造破碎的岩层地带,设计路基工程高度较高,坡度较陡。在构造破碎基岩地段不适宜地设计高陡路基工程是崩塌落石严重的原因。所以在山区道路路基工程的设计选线中,这是必须注意的一点。
(二)切坡过多破坏了原有平衡使路基工程灾害形成和发展
我国很多山区公路和铁路沿线的岩石残积物是以松散堆积物为主体,它们的水稳性差,遇水易崩解。公路切坡过多,破坏了原有的植被及其力学平衡,又设计成高陡路基工程,坡高多在15-30m以上,坡度多在40°以上,使水动力强度增大,是造成坡面冲刷侵蚀、水土流失、坍塌、滑坡的重要原因。
(三)施工方法不当、质量不高、留下后患
山区道路施工中深挖土石方往往很大,施工方法多采用大爆破,使原本存在裂隙发育的岩体发生松动、裂隙张开、宽度扩大。加上施工质量不高,岩质路基工程施工不规范,坡面不平,岩体参差不齐;施工后期对危岩、浮石未进行清理,使大多数高陡路基工程上都残留大量危岩,给长期行车安全带来后患。
二、山区道路路基的工程特点
山区由于山区地形、地质等特点和公路路基设计要求特别是高速公路路基设计的更高要求,山区公路路基具有以下几个方面特点:变异性和不确定性大,道路沿线的地形、地质和水文等自然条件往往变化很大,即便在较短的路段内,路基的填挖情况、岩质和土质以及水文条件都可能有较大差别,从而使路基的物理和力学性能有很大的差异;由于自然地面的起伏不平,路基形式有填方路堤、挖方路堑、半填半挖路基等三种类型,在纵、横向均存在填挖交界过渡区,容易造成路基不均匀沉降,山区公路路基的不均匀沉降造成路面局部裂纹、沉陷的现象,不但会导致路基本身损坏,还将导致路面结构损坏;由于地形变化复杂,路基边坡高度和填挖高度相差较大,在路线跨越深沟时常常出现高路堤,且不可避免地存在陡坡、斜坡路基、路堑高边坡;由于地形限制,山区路基工程往往需要通过设置支挡防护工程以确保路基稳定,同的由于路基宽度大、土石方数量相对较大,有时也需要采用支挡工程以减少土石方数量;路基工程由于填挖造成地表植被损害等,破坏了自然景观,且容易造成大面积的水土流失,故山区高速公路路基工程设计应重视环境保护和水土保持。从地质构造上讲,岩层的结构与构造,对山坡的稳定性、滑动面的形成以及滑坡的发展都有很大的影响,如堆积与岩层的接触面愈陡,则堆积层土地体的重力作用就愈大,极易发生滑坡的危险。
三、山区道路路基灾害防治措施
(一)山区道路路基常见灾害
1、崩塌现象
崩塌是巨大的岩体与基层失去联系后,在重力的作用下,瞬时突然从边坡陡崖上倒塌下来,岩块被撞碎的破坏形式。崩塌属于坡体的破坏,其危害程度比较严重。对于山区的道路,由于山区地质环境的特殊性,路基横断面容易形成路堤路堑形式,加陡了开挖路堑边坡的坡度,加之雨水天大量涌入路堑的雨水冲刷,使得土质较差、岩性松软、风化严重的的路基段产生破坏,经常断绝交通,给行人带来不便。
2、翻浆的发生
潮湿地段的路基在冰冻过程中,土中的水分不断地向上移动,使路基上部的含水量增大;再加上行车的作用,路面便会发生鼓包、冒泥等现象,人们称之为翻浆。山区道路翻浆主要暴露在路基潮湿、冰冻作用严重、筑路材料缺乏等路段。山区道路翻浆也是山区路基破坏的主要形式之一。
3、水毁的出现
山区公路地形复杂,坡陡弯急,路面较窄,防护工程设置较少。而山溪河流变化幅度较大,洪水来势凶猛,经常造成水淹路面,导致排水不畅,山洪直冲路面,形成路基缺口,加之雨水渗入,使覆盖层与山体岩层的粘结面摩擦力减小,而部分覆盖层失稳,致使深挖路段边坡滑塌。水毁也是山区道路路基破坏的主要形式之一。
4、泥石流
地山岭地区,由于瀑雨或大量的融雪水在沟浴中造成突然的短暂的间歇性水流,它挟带着大量的固体物质(如风化后产物和山坡上的土体上的土粒、碎石、块等,流动过程中还挟带砂砾石)而形成泥石流。泥石流的造成,主要是在瀑雨地区很短的时间的大量降水产生集中水流而形成山洪,而当集水落石出区内岩层风化具有大量的松散堆积物,当山坡坡面受到集中水落石出流及沟谷下切产生坍塌、崩塌、滑坡现象以后,成为泥石流固体的来源。泥石流是山区公路常见的一种病害,泥石流发生时,常冲毁路基,破坏桥涵等建筑物,断绝交通。
(二)高路堤灾害防治设计
高路堤土石方工程量大、施工周期长、占地多、技术要求高、工后出现灾害的风险较大。因此,山区高速公路高路堤应与高架桥在工期、水土保持、造价等方面综合比较,在挖余土石方较少或较为合理(符合环保、水保要求)时,一般不要采用高填土方案。为减少工后剩余沉降和破坏,应适当提高路堤填土的压实度。对于一般细粒土(含黄土)和粗粒土,当填土高度大于10m时,其下路堤(路床顶面以下150cm以下)的压实度应控制在93%以上;当填土高度为20-30m时,其上路堤(路床顶面以下—150cm)的压实度应控制在95%以上,下路堤的压实度应控制在93%以上3而对于填土高度大于30m的超高路堤,其上、下路堤的压实度均应控制在95%以上。高路堤土石方数量大,填筑用土料一般来源于多个取土场或多个路堑段的挖余土方、石渣,土性成分比一般路段复杂,最大干密度和最佳含水量变化较大,压实指标不易控制,常导致路基压实施工不匀,造成路基不均匀沉降及浸水附加沉陷。因此,路堤填筑必须严格按重型标准击实试验所得的最佳含水量来进行填筑,并改进检测方法,加大检测频率,严格控制填土干密度。对有可能发生公路路基病害的地段,经常进行检查和观察,以便根据病害现象和原因,拟定防治措施,根据判断可能发生的公路路基病害:新开挖的边坡坡脚有水冲刷;有平行于斜坡的裂缝,斜坡上有不规则的鼓起;坡脚周围有破裂和损坏现象,并有倾倒的树木;在地面上有地下水流的地方,构成山坡岩石的层时甚薄并有裂缝或滑动或滑层的走向与路线垂直等;由于设计或施工不良,造成开劈石不彻底或坡度过陡,又受开山炸药震动,石坡裂缝,故经过风化或雨水冲刷而出现大小不等的塌方。
在工后剩余沉降的处理上,建议在采取分层强夯、冲击碾压等各种技术措施尽可能减小工后剩余沉降量的前提下,根据工后沉降主要集中在路堤竣工后较短时间内的特点,利用预压沉降期再使路堤完成绝大部分剩余沉降;通过沉降观测,待路堤沉降接近稳定沉降量时再实施路面防护、排水及其它附属工程。防止坍塌和崩塌的办法,要根据坍塌的形成的原因,结合具体条件,因地制宜地进行,常用的办法有:引起表面水流:该法主要有修建起围护作用的截水沟,把塌方以上斜坡处流下的水落石出截断,引导到别处去,在塌方体表面上修建排水系统,把水汇集到塌方体以外;调整或改变塌方地区以内人工灌溉设施。截断地下水流:为了降低地下水位,减少塌方体的重量渗透压力,采取设置支撑盲沟的办法把水截断,使塌方体干燥、聚集和排出斜缝中的地下水。用种植物和铺砌块石护坡等方法,增加边坡防止上冲刷的能力进行加固。设置支撑构造物:设置挡土墙建筑物可增加边坡的支撑力量,以维持土体的平衡,防止土体塌落下来,同时使路基内侧(挖方)坡脚变陡,减少边坡挖方数量,加强坡脚土体的稳定性。挡土墙结构的选择,断面设计按有关的规范进行验算设计。刷方减载:刷方减载通常在防止塌方中采用,其数量需根据土石的物理力学性质进行验算,并考虑边坡的地质条件。改道绕线:当塌方规模较大时,难以根治而路线不可能绕避时,可考虑改线,但应作经济技术方案的比较后才能确定。高路堤边坡必须进行稳定性验算。当稳定系数达不到要求时,需要进行加固处理。为提高高路堤的稳定性,应设置完善的防护和排水系统。地基和路堤可采用土工格栅、土工格室等土工合成材料加固处理;边坡宜设置骨架(方格、拱形、菱形等)加生物防护;路肩应设拦水带集中排水。对于坝式路基(高路堤跨越冲沟且沟底无涵),上游有积水可能时,洪水位以下尚应设防渗及护坡工程。
四、应用研究实例
G316线K1718-K1885段位于汉江阶地,该段道路沿线地质条件差,道路技术等级低,经过多次改造、改善,目前基本达到三级标准,但沿线坡面岩石风化严重,地质灾害时常发生,塌方、滑坡、泥石流遇雨经常发生,为提高道路通行能力,确保道路安全畅通,近年来对路实施了灾害治理工程,在实际防治中,根据地质灾害成灾过程、灾情构成及风险分析的基本理论体系,结合当地实际,建立了岸坡稳定性风险评价内容及其体系结构,确定了不同类型岸坡稳定性在不同精度条件下的危险性评价指标,如表1所示。对于各种不同类型岸坡的破坏方式,提出了危险性评价指标体系及其量化方法,并选用影响因素综合评判法、模糊综合评判法和拓扑学方法进行风险稳定性分析。并将该方法应用于示范路段,主要是对上坡面实施卸载、刷坡,坡面防护、坡脚支挡,土质坡面进行生物防护,风化破碎石质坡面采取挂网等措施,对滑坡根据不同情况分别采取抗滑桩加挡墙和坡脚抗滑挡墙加护坡加生物防护等措施,均取得了一定效果,对提高国道的抗灾害能力和保畅通能力具有重要作用和意义。
关键词:森林病虫害;防治;存在问题与对策
我国是世界上林业有害生物发生危害较为严重的国家之一。森林是可持续发展的基础,森林病虫害防治对于加快造林绿化步伐,改善生态环境具有不可替代的作用,因此,实现林业跨越式发展、提高森林资源质量必须加强森林病虫害防治工作。森林病虫害的防治要贯彻执行“预防为主,综合治理”的方针。“预防为主”就是防患于未然,把工作做到前头,不能等到病虫害已经大量发生和严重危害的时候才开始防治。否则,不仅会使林业生产受到损失,而且还浪费人力、物力、财力。
潞城市森林病虫害防治工作在市委、市政府及有关部门的大力支持下,在林业局的正确领导下,经过森防站同志们的共同努力,森防基础设施建设速度明显加快,防治手段和防治成效不断提高,整体抗灾能力大大增强,但受诸多条件限制,目前森林防治工作仍存在一些问题,形势不容乐观。
1 潞城市森林防治工作存在的主要题
1.1 森林病虫害发生面积不断增大,防治难度大。由于近年年来林业生态建设力度不断加大,潞城市人工造林面积增大,但是由于单一树种纯林比例较大,导致潞城市病虫害频发,发生面积增大,加上近几年气侯变化异常,“暖冬”现象出现,使虫灾面积比例加大,虫害发生率攀升,目前防治手段已跟不上形势要求。
1.2 成灾病虫种类增多,危害损失严重。近几年人工栽植面积增大,潞城市种苗业发展滞后,大多苗木是从外地调运来的,直接导致病虫源头加大,发病率上升,以前潞城市出现过一些松毛虫危害,如今杨树天敌,白杨透翅蛾、尺蠖等虫害危害连片发生,对潞城市林业造成严重损失,直接影响森林的生态效益和社会效益,影响了人工林的建设和成林的郁闭速度。
1.3 危险病虫害潜在威胁增大,顽固难治,暴发现象增多。过去危害严重的松毛虫经防治得以控制,但在近几年呈现暴发趋势,而且防治相当困难,白杨透翅蛾、尺蠖等表现顽固难治,局部暴发严重,给防治工作来巨大压力。加上,潞城市周边省份河北省及长治地区部分县区已有美国白蛾、红脂大小蠹等多种危险性害虫发生,对潞城市森防工作也是巨大的挑战,所以加强森林病虫害防治工作刻不容缓。
2 制约潞城市森防工作的主要因素
2.1 森林病虫害监测预报工作基础薄弱,大部分林地面积还靠人工监测,已远不适应现代林业的发展,导致虫灾信息滞后,制约防治工作。
2.2 科技力量不足,防治手段落后,新技术使用和推广成果力度不够,化学防治导致病虫抗药性增强,污染环境、杀伤天敌,容易形成恶性循环,生物防治明显还没有大面积推广使用。
2.3 预防机制差,检疫工作不到位,缺乏检疫检查站,调运苗木检疫严重失控,控制危害性病虫传播成果不明显。
2.4 防治经费短缺,基础设施不足,缺乏必要的监测预报器械和交通、通迅设施,病虫害的防治率偏低。
3 潞城市防治工作主要对策措施
3.1 加强领导、提高认识。一是森林病虫害防治是制约我国森林资源永续利用,实现可持续发展的重点工作,加强防治工作,保护森林资源,促进生态环境的良性发展。二是从减轻社会经济损失的角度来看,做好防治工作,能促进国民经济健康稳定又快又好的发展。三是从跨越式林业发展的要求来看。森林病虫害防治对加快经济和社会协调发展,加快绿化步伐,改善生态环境,提高森林资源质量,促进林业化发展,起着保障作用。四是保障生态安全,减少病虫害发生安全隐患。因此,我们必须要加强领导,提高认识。
3.2 加强预报监测工作,预报监测是病虫害防治工作的基础,我们要把调查监测放在首位,以便及时,准确全面地掌握病虫发生的时间地点,做到及时防治、防患于未然。
3.3 加大森防科技含量,提高病虫害防治手段。森防工作必须依靠科技进步,针对潞城市防治工作的新问题,我们应加大防治的科技含量,使用新技术、新方法,使用先进监测仪器,提高病虫害的发生应变预防能力。
3.4 积极筹集资金、加大投入。积极争取各级财政的资金投入,为彻底除治病虫害奠定基础。
3.5 大力开展生物防治。化学防治由于药物残留,病虫害有抗药性等特点,不利于生态发展。生物防治采用病虫天敌,和模拟生物变异等先进手段可以达到防治效果明显、复发几率小等特点,有广泛的应用前景。
3.6 进行混交林建设。我们应从营造林规划设计入手,营造复合林层,建设人工混交林,有利于保持林分、林相的稳定性,可预防大规模病虫害发生,降低发病率,减少直接经济损失。
3.7 加强检疫检查。由于潞城市近年来林业发展速度过快,苗木大量从外地调入,危险性病虫害传入的机率也越来越大。为了杜绝危险性病虫害人为传入,加强森林植物检疫检查工作,在全市范围内对木材经营、加工单位或个人及厂矿,木材制品生产企业、建设工地、邮政、包装箱、机械设备、衬托、木质托架、电缆线圆盘、花卉、苗木等按监测办法(试行)进行严格的检疫检查,切实加大执法力度,发现问题或可疑问题及时处理和上报。
3.8 加强森防检疫队伍建设,切实提高检疫防范能力
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路基灾害系统防治[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,对灾害进行预测预报,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
滑坡是地质灾害中危害较大的一种,常给工农业生产以及人民生命财产造成巨大损失、有的甚至是毁灭性的灾难。为了挽救人民的生命财产,无数的科研工作者投入到对滑坡的研究和防治之中,中国科学院成都山地灾害与环境研究所王成华研究员就是其中著名的一位。
王成华,1942年生,重庆市沙坪坝人。1966年毕业于成都理工大学。1968年分配到中国科学院成都地理研究所(后更名为成都山地灾害与环境研究所)工作。1988年晋升为副研究员,1994年晋升为研究员,2002年被聘为中国科学院研究生院教授。
在滑坡等灾害防治技术和边坡加固技术研究上,他先后总结提出了拦砂坝稳滑坡、滑动面灌浆改变滑动带组成、结构新技术;较系统深入地研究了溜砂坡灾害的形成特征、动力学机理和固砂防灾技术,丰富和完善了边坡岩土工程学基础理论和加固防护技术。
实践出真知滑坡防治新方法
王成华研究员长期从事滑坡、崩塌等山地灾害的研究与防治工作。在崩塌、滑坡的形成、发生机理与防治;滑坡危险区划、危险斜坡判别和滑坡预测预报;在大型水电工程库岸再造、公路、铁路和输油气管道等边坡分析与加固以及高速滑坡发生过程等方面有较深的研究。
目前,滑坡的防治对策依然是“及早发现,预防为主;查明情况,综合治理;力求根治,不留后患”。
由此可见,探查、发现潜在滑坡对治理其灾害至为关键,王成华研究员对此有独到的见解。其《高速滑坡发生的危险斜坡判别》一文被《中国水利水电发展文库》收录,文中他认为高速滑坡发生之前的危险斜坡判别是高速滑坡发生地方预报和减灾防灾的基础工作,危险斜坡判别的主要内容则是危险斜坡的空间位置和危险程度。他从高速滑坡形成发生的因子分析入手,应用数理统计,模糊数学与专家经验相结合的综合分析方法;采用黄金分割的原理,建立了高速滑坡发生的危险斜坡判别的指标体系和危险度判别模型。
在滑坡的治理方面,他同样拥有丰富的治理经验。1998年初,王成华研究员承担泸州市世寿街滑坡的分析和防治设计项目。他认为要把滑坡防治看作医生治病,针对主要病因制定防治措施,而他称这种方法为主要因素控制法。
针对世寿街滑坡滑带土的抗剪强度低、已滑动多年的特点,王成华研究员提出防治的三项工程,即滑坡前部设计两排全埋式钢筋混凝土抗滑桩,上、下相连组成W型;滑体中部滑带土用高标号水泥沙浆高压灌注,改变滑带土结构,提高其抗滑’性能;滑体中前部建筑基础按承重抗滑桩设计。同时,加护坡防洪措施,用钢筋混凝土防洪堤,基础为高压水泥砂浆旋喷桩,桩下端置于基岩中风化层界面;条石浆砌格梁与干砌条石护坡,既要达到坡面防冲、稳定,又要满足迅速排水之目的。另外,王成华研究员还认为要采取措施防渗排水,需要防治地表水八渗;在主滑断面位置布置树枝状排水盲沟,以达到汛未能迅速排除地下水的目的。
1998年后,经过几个雨季和汛期的检验,滑坡已经停止滑动,证明其对策的现实可行性。2000年,王成华研究员将其治理经验整理发表,他认为出于综合房地产开发的目的,滑坡防治不仅要考虑滑坡本身的稳定,而且还要考虑滑体上各种建筑物的安全运行。
溜砂坡是斜坡重力侵蚀的一种特殊类型,在特定的地形、地质和气候条件下形成,常对公路、铁路、渠道等线路工程构成严重危害,主要分布在我国西部较为干旱的山区,如、青海、新疆、四川西部等地。近20年来,国内对溜砂坡的研究虽然层出不穷,而王成华研究员则是独树一帜,他于2003年,向国家申请发明专利《溜砂坡深部固砂方法》。这是一种溜砂坡深部固砂技术,即在需要固砂的砂坡上垂直地面向砂坡深部钻孔。再向孔中插入微型花管,向花管中注入高压粘土、粉土或水泥细砂浆液,浆液通过花管四周小孔射出,形成树根状浆脉。最后,浆脉利用自身的粘结和吸附作用,将砂粒紧紧握住,达到固砂的目的。
2009年6月,这一发明专利获得国家批准。它有效地解决了溜砂坡固定的难题,为防治溜砂坡带来的危害探索出了一种良好的方法。科研创新高效产能
王成华研究员十分注重科研成果的实际应用,这种科研转化,往往会带来极大的经济效益和社会效益。他的“龙羊峡水电工程库区滑坡及其预测”、
“暴雨泥石流滑坡区域预测预报”、
“山洪、泥石流、滑坡防治技术”和“忠(县)一武(汉)输气管道工程、兰(州)一成(都)一渝(重庆)成品油管道工程和西南成品油管道工程山地灾害与水工保护”等研究成果,都在生产中得到应用,为减灾防灾部门产生了几亿元的直接经济效益和重大社会效益。
2010年,王成华研究员参与完成《公路地质灾害监测预警和减灾技术》,他在文中重点分析了公路地质灾害的主要类型、山区公路危险性区划,以及建立山区公路地质灾害安全检测预警体系和山区公路地质灾害防御体系的重要性。
他认为针对常见的公路地质灾害,应该坚持科学性、针对性、简单易操作性等原则,建设公路监测预警体系。在文中,他创新性地提出依据我国公路管理体制,应建立以县公路局为中心的县、养护工区、沿线村民参与的“三级公路安全监测网络”。
王成华研究员建议建立我国的公路地质灾害监测预警智能系统,这个系统能让专家组随时分析智能系统输出的信息,一旦出现某隐患点加剧变形或临发的前兆,县监测预警中心应立即组织专家考察确认是否报请县灾害防御中心发出警报。
他还提出公路选线科研阶段的防御对策,认为公路选线应遵循公路与山系正交的原则;以高桥、长隧道垂直爬上第三地势阶梯,分段展线的原则;尽早脱离沿河灾害多发区,上行至高原(台地)上原则;地质灾害坡向分异规律,沿河线路多走阴坡,少经阳坡等原则。
王老的这研究成果,为我国山地公路建设、防灾、灾害预警等提出了新的理论,将为山地公路建设产生巨大的经济和社会效应。
他还主持成都山地灾害与环境研究所与地方合作项目多项,如《都江堰市宁馨苑山庄“5・12”地震后地面开裂及后山稳定性评估》。与都江堰市宁馨苑山庄合作,在汶川地震后,他深入宁馨苑山庄,探查山庄地面变形原因,对山庄后山斜坡稳定性进行评估,为山庄的恢复建设做出了重要贡献。
退休后,王成华研究员继续受聘为成都山地灾害与环境研究所博士研究生授课,将自己的知识传给年轻学者,继续为我国地质灾害的研究和防治贡献绵薄之力,迄今,王成华研究员已先后培养硕士、博士研究生十余名。
关键词:地质灾害;危险性评估;高速公路;应用
中图分类号:U238文献标识码: A
1、地质灾害类型及分布特征
通过对某高速公路稳定性差的地质灾害隐患点(规模在10000m3以上)及多段地质灾害多发路段的详查,地质灾害类型主要表现为以滑坡、崩塌、不稳定斜坡、泥石流为代表的斜坡类地质灾害和以岩溶地面塌陷为代表的岩溶类地质灾害,且以斜坡类灾害为主,超过灾害总数的99%,故斜坡类地质灾害为干线地质灾害防治重点。
经调查,该高速公路均有灾害分布,高速公路地质灾害分布密度较大,一、二级公路最高。
2、地质灾害危险性评估
2.1、评估准则
(1)通过现场调查,基本查明了国省干线公路地质灾害隐患点及地质灾害多发路段的灾害类型、分布特征与形成机制等,并在此基础上进行地质灾害危险性现状评估。
(2)在现状评估的基础上,对公路工程本身可能遭受的地质灾害危险性进行预测评估,个体边坡发生地质灾害可能性评估准则见表1,危害程度评估准则见下页表2,危险性分级见下页表3。
注:1.挖方边坡以岩组类型及坡高为主要参照因素,同时结合其它因素综合考虑。2.土岩混合边坡可参照土质边坡标准等级划分。
(3)对比野外定性分析结果与公路工程本身可能遭受地质灾害的危险性预测评估结果,进行地质灾害危险性综合评估。
2.2、现状评估
建设工程地质灾害危险性评估主要涉及崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝和地面不均匀沉降等灾种。根据现场实地踏勘结果,评估区范围内没有发生上述各类地质灾害,也未造成人员伤亡和财产损失,上述各类地质灾害现状对人居环境影响程度小。
现状评估结果可以通过地质灾害分布图进行说明,考虑线路工程较长,现状调查沿线斜坡稳定,没有发生任何地质灾害,各类地质灾害危险性小。
2.3、预测评估
a.工程建设加剧地质灾害危险性
在现状条件下拟建工程区没有发生过崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等各类地质灾害,因而工程建设无地质灾害可加剧,故预测评估工程建设加剧地质灾害的可能性小,危险性小。
b.工程建设可能引发地质灾害危险性
公路工程建设过程中边坡开挖不可避免,新开挖边坡是否稳定问题便是工程建设引发滑坡地质灾害问题分析。
为了得出客观合理的评估结果,在本次地质灾害危险性评估预测过程中,根据“区内相似、区际相异”的原则,采用定性、半定量分析方法进行预测评估,其危险性划分为大、中、小三级,当危险性指数N≤4.0时为危险性小;4<N≤7.0时为危险性中等;N>7.0时为危险性大。
公路工程在今后建设过程中,切坡后岩土体失去原有平衡,可能产生新的滑坡地质灾害,产生滑坡的可能性主要与边坡内在因素以及与降雨量、人为活动外在因素有关:滑坡危险性评价指标体系的构建在已有的滑坡危险性评价研究中已被广泛应用,在野外调查及前人研究的基础上,选取影响因素,以及各个影响因素的权重系数取值取决于影响因子致灾的平均敏感性.危险性指数为各个影响因素权重系数与标度值相乘之和。
c.工程建设可能遭受地质灾害危险性
根据区内地质环境条件分析及评估区内已有公路的工程条件类比,拟建公路切坡高度在10m以下时,切坡产生的滑坡规模一般较小,工程遭受的危险性小,对工程建设影响不大,一般不会造成较长时间的阻塞,直接伤害行驶中的车辆和严重损毁公路的可能性.据道路工程可行性报告资料及结合实地地形地貌,经综合统计分析,需切方的主要路段在拟建道路全长占据着比例很大。
3、地质灾害类型及危险性评价的问题
3.1、崩塌、滑坡地质灾害
根据路段地形特点,公路建设挖、填方量较大,对沿线地质环境改变较大。高填方路段可能引起路基坍塌灾害,挖方地段可能改变边坡的自然状态,会引发崩塌、滑坡灾害,其危险性采用“网格数学统计”法进行评估。然后结合现状评估,综合确定崩塌、滑坡地质灾害危险性为中等。
3.2、泥石流地质灾害
据调查,对拟建公路有影响的泥石流沟好几条,据调查,该地方的坡洪积物厚度大,植被覆盖差,由泥石流易发程度积分值确定评估区内泥石流灾害属低易发泥石流,危险性小。
3.3、岩溶塌陷地质灾害据
调查,在该高速公路上发现很多可溶岩表面有溶沟、溶槽。随着公路修建,碳酸盐岩地层上部静、动荷载增加,会引发、加剧并遭受岩溶塌陷灾害。危险性中等
4、地质灾害防治对策
4.1、崩塌灾害防治对策
对于高路基段采用设立台阶及放缓边坡坡度方式,或采用下挡上护的措施,必要时可采用预应力锚索等加固手段;在低路基段可采用坡面防护措施,挖方地段禁止大爆破,以免造成堑坡坍塌;同时作好防、排水工程,避免地表水渗入边坡岩体内。对斜坡上有危岩的地段应视情况采用清除、锚固、网固和修筑沟槽、拦石墙、金属栅栏拦截等措施。对于开挖后的土坡边坡,可采用砌石措施进行处理。岩石边坡采用喷混凝土、挂网喷锚等措施进行处理。
4.2、滑坡灾害防治对策
防治滑坡应当贯彻“早期发现,预防为主,防治结合”的原则。预防措施主要是:在斜坡地带进行填、挖方时,必须先查明坡体岩土条件,地面水排泄和地下水情况。可设截、排水措施,避免造成工程滑坡。制定挖方的施工顺序,合理安排弃土的堆放场地,作好施工用水的拍学管理等。作好工程建设、使用中的危险边坡监测工作。对于已经查明的滑坡,如果是大、中型滑坡,可以避让;如果是小型滑坡,可以考虑将整个滑坡体挖除,或者是治理地表水、地下水,设截、排水沟,或者填塞裂缝、夯实松动地面,或者是在主滑地段减重,在滑坡的抗滑段和滑坡体前缘堆填土石加重,也可以两者相结合,或者修建抗滑工程,如抗滑挡土墙、抗滑桩、锚杆挡墙。
4.3、泥石流灾害防治对策
在施工过程中尽可能不破坏现有的山坡平衡。填方路段应采取必要的坡面防护,如植树等防护措施。挖方路段,为防止水土流失,应根据地质情况采取浆砌片石等坡面防护措施,同时路基两侧作好防、排水工程,避免造成下淹上冲,破坏两侧地形地貌。桥涵布置应注意留足孔径、孔高,同时,对开挖后废弃的岩土体要选择适宜的地方堆放,使其尽量不挤压沟槽河道。不可避免时应修筑排水沟或泄水槽加以防护,在沟口堆积区疏排利导,以防止人为造成泥石流灾害。同时上游做好水土保持,可植树造林,种植草皮等。此外,还要注意:治理地表水及地下水;修筑防护工程、支挡工程,稳定边坡;修筑拦截、滞流、导水和输排建构筑物等。
4.4、岩溶塌陷灾害防治对策
其主要是由地下水开采活动诱发,少量为自然作用形成。因此在岩溶区的交通干线两侧应禁止大规模抽水。该灾害在整治中可采用填堵、夯实等方法综合整治。建议在此灾害分布区工程建设开始前做好工程地质勘察,当发现地面有下沉、圆形或弧形开裂时,应详查,及早处理。
高速公路在建设过程中会有各种地质灾害发生,从而影响着人们的安全,因此需要引起我们的重视,加强地质灾害危害程度是评判是非常有必要的,本文主要分析了地质灾害危险性评估在高速公路工程中的应用,以期提供一些借鉴。
参考文献
[1]邱英,朱郴平,易新民.地质灾害危险性评估在高速公路工程中的应用[J].武汉工程大学学报,2014,08:38-45.
[2]李勇峰,杨志波,刘玉山,易哲.高速公路建设用地地质灾害危险性评估的理论与实践初探[J].湖北地矿,2002,04:186-190.
前言:地质灾害是指由自然因素或人为活动引发的危害人民生命财产安全或者使人类赖以生存与发展的环境、资源发生严重破坏的地质现象。地质灾害主要包括山体崩塌、泥石流、滑坡、地裂缝、地面塌陷以及地面沉降等灾害。其中由软弱岩土引发的地质灾害有山体崩塌、滑坡与泥石流。
1.我国地质灾害的表现特征
我国所处的地理位置较为独特,地质构造也很复杂,生态环境的多变,再加上人口众多,经济不是很发达,所以承灾能力比较弱,所有的这些因素加在一起,就形成了灾害频度高、类型多、影响面宽、分布广、强度大以及损失严重的局面。据有关资料统计显示,崩塌、滑坡、泥石流以及地面塌陷等地质灾害在我国非常容易发育。而崩塌、滑坡以及泥石流的分布面积就占到国土总面积的50%左右,其中尤其以西南和西北地区最严重。地质灾害的两大类型:第一类是由自然条件引发的地质问题,属自然地质灾害,这些灾害并不以人类历史的发展为转移;第二类主要是由人为活动而引发的地质灾害,属人为地质灾害。这些灾害常常随社会经济的发展而日益增加,据有关资料分析,全国一半以上的地质灾害发生的主要原因都是人类的行为,尤其是人类不合理地大量挖掘能源破坏环境所造成的。而人为的地质灾害对人们的影响又是极其重大的,人为活动所导致的地质灾害的发生所带来的危害性大大超过正常状态自然条件下产生的地质灾害所带来的损失。例如:铁道、公路等各种工程建设的开挖及矿产资源的开发,经常会加剧地质灾害的发生,比如:地面塌陷与沉降、土壤侵蚀、岩爆、滑坡、荒漠化、泥石流及瓦斯爆炸、坑道涌水等诸多的灾害。人类滥砍滥伐森林,造成土壤侵蚀、滑坡及泥石流等地质灾害的发生,并导致加剧洪灾的发生。一些工程上用的爆破技术也会诱发岩溶的塌陷与滑坡等地质灾害的发生,并且还有可能导致连锁性的岩溶塌陷的出现。人为诱发的地质灾害具有诱发速度快、灾害面广、损失巨大等特点,往往会给人类带来巨大的经济损失和人员的伤亡。
2.我国的地质灾害的大概分布
我国是一个幅员辽阔、地形地貌复杂、地质种类繁多的国家,同时我国也是世界上地质灾害最严重的国家之一,我国的地质灾害的大概分布(见图1)。主要有:地壳活动的灾害,例如地震与断层等;斜坡软弱岩土体运动的灾害,例如泥石流、滑坡与崩塌等;地面变形的灾害,例如地面沉降与地面塌陷等;矿山与地下工程的灾害,例如洞井塌方与岩爆等;城市地质灾害,例如建筑地基与垃圾堆积等;河、湖、水库的灾害,例如淤积、榻岸等;海岸带灾害,例如海平面升降、暴风雨及海水入侵等;海洋地质灾害,例如潮流沙坝、水下滑坡、浅层气害等;特殊岩土的灾害,例如冻土冻融、膨胀土涨缩及沙土液化等;土地退化的灾害,例如水土流失、土地盐碱化、沙漠化、潜育化及沼泽化等;水土污染和化学异常灾害,例如地下水质的污染、农田土地的污染及地方病等;水源枯竭的灾害,例如河水漏失、泉水干涸以及地下含水层疏干等。
地质灾害的发育、分布以及危害程度与地质环境背景条件、植被条件、气象水文、人类经济活动及其强度等都有着极为密切关系。其中崩塌、滑坡及泥石流灾害的分布范围就占国土面积的1/5左右,具有极其明显的区域性分布规律。滑坡主要分布在桂西、桂北、桂东南的层状碎屑岩出露地区 。崩塌在全区均有分布,山区公路边坡上比较常见。其中规模较大的主要分布于桂西、桂东、桂东北、桂东南。 地面塌陷主要分布在岩溶地区与矿山采空区。而这一切都是地质岩土的本质特性决定的,其中崩塌、滑坡、泥石流就是由软弱岩土而引发的地质灾害。
3.软弱岩土的基本特征
这种岩土是在相对缓慢的流水中沉积,经过生物作用、化学作用形成的,其具有压缩性较高,而承载力较低及灵敏性高的特点,富含大量有机质,天然的含水量比较丰富,天然孔隙比大于1.0。例如淤泥、淤泥土质及其它高压缩饱粘性土等。故软弱岩土有流变的特点,在静载作用下流变的行为比较缓慢,短时间内不会产生地质灾害,然而如果在外部动态载荷发生作用的前提下,例如人类的滥砍滥伐,不注意植被的保护以及洪水冲刷等原因,软弱岩土就会快速发生流变导致滑坡、泥石流及地面塌陷等严重的地质灾害发生;它同时也具有触变性,原状土壤受到振动以后,就会在一定程度上破坏结构的连接,从而降低土壤的强度,并很快地使土变成稀释的状态;具有较低的强度、较低透水及不均匀性,因沉积环境的变化,通常会带有薄厚不均匀的粘土层。且夹粉细砂透镜体,使地层在水平与垂直分布上不均匀。动态荷载的强烈作用是引发岩土地质灾害主要的而且是最直接的外部因素,软弱岩土自原来的缓慢流变变化为快速流变是岩土突发地质灾害的外在表现方式。而在传统的地质灾害研究中却忽略了自然现象中存在的动态载荷促进流变的作用与软弱岩土动态流变的行为,故难以准确发现其突发的机理与大位移流动变形的规律,使得研究的结果和实际情况产生一定的偏差。
4、软弱岩土引发的地质灾害及地质灾害产生的影响以及防治措施
我国的建筑、土木建设、水利设施以及岩土与地下工程等很多的工程都建在软弱岩土的地基上。这种情况下,因软弱岩土本身的特性再加上特殊的外力作用例如暴风雨、洪水及人类的活动等强烈作用下,它就会加速流变,引发岩土松动失稳,从而导致建筑物地基倾斜及沉降,更有甚者就是建筑物与桥梁等工程发生开裂及倒塌现象引发重大安全事故。所以,外在的作用力更容易加速软弱岩土的流变,从而导致泥石流、滑坡及崩塌等地质灾害的发生。
4.1泥石流地质灾害
泥石流是因为降水产生在谷地、山沟或者山坡上的一种挟带大量的泥砂、石块与巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体与液体的混合颗粒流。
4.1.1泥石流产生的原因有: 不合理的开挖;不合理弃土、弃石及弃渣等;滥砍滥伐滥垦等。
4.1.2泥石流地质灾害产生的后果(见图2):泥石流往往具有突然暴发及来势凶猛的特点。并且兼有滑坡、崩塌及洪水破坏的双重作用,危害程度比单一的滑坡、崩塌及洪水的危害更加的广泛与严重。对人类的危害主要有:一、对人类居住的危害,泥石流最常见的危害之一就是冲进乡村与城镇,摧毁房屋、工厂及其他场所设施。淹没人畜及毁坏土地,甚至造成村毁人亡的重大灾难。二、对铁路及公路的危害,泥石流可以直接埋没或摧毁铁路与公路,冲塌路基及桥涵等大型工程设施,导致交通中断,还有可能引起正在运行的火车与汽车发生颠覆事故,造成重大的人员伤亡事故。有的时候泥石流会冲入河道,从而引起河道的大幅度变迁,间接的毁坏公路、铁路与其它的构筑物,有时可能会迫使道路改变线路,以于造成巨大的经济财产损失。例如甘川公路394公里处对岸的石门沟,在1978年7月暴发以此严重的泥石流,堵塞了自龙江,公路也被淹l公里,由于白龙江的改道使得长约2公里的路基变成了主河道,公路、护岸以及渡槽全部被催毁。该线路从1962年以来,因受到对岸泥石流的影响己被迫改线3次。泥石流给我国的铁路与公路造成了无法估计的巨大的经济损失;三是对水利水电工程的危害:主要危害是冲毁水电站、过沟建筑物与引水渠道、淤埋水电站尾水渠并淤积水库、磨蚀坝面等灾害。四是对矿山的危害:主要是摧毁矿山及其设施,淤泥埋藏矿山坑道、伤害矿山人员及造成停工停产等灾害,有时甚至使矿山报废不能再次使用。
图2 泥石流灾害
4.1.3对泥石流的防治措施
原则上,工程在选址时应该避开泥石流的多发区,但是实在无法避开,就必须使用相应的防治措施,将泥石流产生的危害降到最小,最常用的防护措施有:建场储淤,在泥石流流经的下游地方进行建场储淤,用来减少泥石流中的颗粒含量,从而达到降低泥石流冲击力的作用,降低对下游建筑的伤害;改道排导,在泥石流比较多的区域的下游修建改道排导沟,避免因泥石流出现改道情况及漫流的现象导致影响范围扩大;拦挡较大颗粒固体物质,泥石流中除泥沙等小颗粒固体物质外还含有砂石等大颗粒固体物质,所以在泥石流流经的下游修筑拦砂坝,可有效的拦截泥石流中包括砂石等的大颗粒固体物质,从而达到降低泥石流的冲击力,减轻泥石流危害的作用。
4.2滑坡地质灾害:
滑坡是指山体斜坡上某一部分岩土在重力的作用下,沿着一定的软弱结构面产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动的作用与现象。
4.2.1滑坡形成的原因:
4.2.1.1地质原因:岩土的类型,通常各类岩土都有可能形成滑坡体,但其中结构比较松散,抗剪的强度与抗风化的能力较低,在水的作用下其性质比较容易发生变化的岩土,例如松散覆盖层、红粘土、黄土、泥岩、页岩等软硬相间的岩层构成的斜坡就比较容易发生滑坡;地质构造,构成斜坡的岩土体只有被各种构造面切割分离并呈现不连续的状态时,才会形成向下滑动的条件;地形地貌,处于一定的地貌部位,具备一定坡度的斜坡,才有可能发生滑坡;水文地质,地下水的活动,在滑坡形成中起着主要作用。
4.2.1.2内外应力的原因及人为原因:在地壳运动活跃的地方与人类活动多的地方都是滑坡的多发区,外界因素的作用影响着滑坡发生的基本条件,从而导致滑坡的方式。其中主要诱发因素有:降雨、地震、融雪、地表水的冲刷及浸泡等地表水对斜坡坡脚的不停冲刷;不合理的人类活动;还有比如风暴潮、冻融、海啸等原因也可能会诱发滑坡。
4.2.2滑坡地质灾害产生的后果(见图3):滑坡地质灾害发生以后,首先是对坡下的人类生活、建筑及人员生命造成严重损害,自然力量的不可抗拒性必然会使处在滑坡威胁区域内的人类活动遭到严重破坏,其次是破坏了生态环境,岩体裸露,植被无法生长。
图3 滑坡地址灾害
4.2.3对滑坡地质灾害的防治措施
滑坡的防治措施应当以预防为主。因为引起滑坡的原因有很多,在进行滑坡防治时就要认真分析原因,针对具体情况使用不同的应对措施。目前最经济有效的防护措施有:增加斜坡岩土的力学强度,通过提高斜坡岩土的力学强度,提高坡体的承受能力,从而降低其滑动力,以达到防治滑坡的目的。在多种提高斜坡岩土力学强度的方法中,削坡减载和边坡加固是最为有效而且最为实用的;合理控制地下水,控制地下水的目的主要是解决水对坡体的威胁。在滑坡的自然成因中,其中水就是最大的影响因素,许多滑坡的形成都与水有关。所以,合理的控制地下水能够有效的从根源上预防滑坡的发生。
4.3崩塌地质灾害
陡坡上被直立裂缝分开的岩土体,因为根部空虚,折断压碎或者局部的移滑,导致失去稳定,突然脱离母体而向下翻滚与倾倒并堆积在坡脚的现象叫做崩塌。
4.3.1崩塌地质灾害形成的原因:不合理的开采矿产资源;路桥工程开挖边坡;水库蓄水及渠道渗漏;堆、弃渣填土;强烈的振动。
4 .3.2崩塌地质灾害产生的后果(见图4):对灾害发生区域人们的生命安全及财产造成重大威胁,破坏交通设施及基础设施。
图4山体崩塌灾害
4.3.3崩塌地质灾害的防治措施
在采取崩塌防治措施前,要仔细分析崩塌的形成原因,并制定相应的解决方案。传统的防治技术有很多,比较常见的有:拦截、排水、护墙、护坡及支挡等。随着科技的发展,一些新型的防治技术逐渐应用到崩塌的防治中,如SNS柔性拦石网技术,该技术能够有效防治坡度较陡的崩塌,对落石强度较大的崩塌也能够取得较好的防治效果。
5地质灾害防治的主要施工技术标准及防治措施
5.1 施工技术标准总结: 地质灾害防治工程的最大特点就是隐蔽性、复杂性与多样性。涉及地质灾害防治工程的施工技术规范和标准有: 地质灾害防治工程现行施工技术标准与规范,例如《滑坡防治工程设计与施工技术规范》;各种民用、工业及市政工程项目的地基、地基处理、高切坡、深基坑以及基础病害工程防治等所需要的技术规范与标准,例如《建筑地基基础工程施工质量验收规范》; 各种水电水利工程的土石方、地基与基础及岩土工程所涉及的技术规范与标准,例如《水电水利工程预应力锚索施工规范》; 各种交通建设中涉及到的滑坡、边坡、塌陷、危岩与沉降等工程防治的技术标准与规范,例如《公路隧道施工技术规范》)。
5.2 地质灾害工程的主要防治措施
5.2.1 防治工程设计措施
地质灾害防治工程的设计,必须依据滑坡、崩塌、不稳定斜坡的成因机制、易发性、运动模式及防治目标予以制定,依据灾害发生的主要原因确定相应防治措施; 依据灾害的容易发生的频率,来确定防治工程的强度以及工程量。
5.2.2地质灾害防治的主要措施
5.2.2.1工程防治措施 :工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分,工程防治措施的适用条件与方式:大多数房后切坡造成的小型土质滑坡,选用滑坡后缘地表排水方法、前缘支挡方法或者削方减载护坡方法等工程措施较为适应;对于中型以上的滑坡事故,要依据工程地质勘察资料来选择合适的工程防治措施。
5.2.2.2生物防治的措施 :是指进行植树造林,护坡种草与合理的耕牧。它具有应用范围广与投资省的优点,能很好的促进生态环境的平衡,对改善自然环境有着十分有利的作用,其还具有防治效果持续时间长的特点,但是需要比较长的时间才能充分发挥其良好的效益。 依据调查区地质灾害的特点与自然、经济等条件,地面塌陷区、泥石流区以及水土流失区域要实行退耕还林及封山育林等更为有效的防治措施,以更好的减少地质灾害的发生频率。
关键词:公路滑坡;防治措施;评价分析
1前言
近年来,我国的公路建设发展迅猛。公路对国民经济发展的作用越来越显著。但另一方面,我国山区地域辽阔,山川纵横,气候多变,自然地质条件复杂,导致公路地质灾害频发。公路地质灾害不仅会对交通基础设施造成严重破坏,而且直接影响到交通运输的安全与畅通。如果考虑交通中断造成的运输经济损失和间接社会经济影响,那么,公路地质灾害对国民经济发展的负面效应是不可估量的。因此,积极、科学、有效、全面地防治公路地质灾害对于充分保障公路基础设施的完好和公路交通运输的畅通,减小经济损失和社会影响具有极其重要的意义,本文主要介绍了公路常见地质灾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体或者岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。俗称“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。
2.1滑坡对公路的危害。山区公路遭受滑坡危害非常频繁,主要危害是:掩埋公路、砸坏路基及公路桥、中断交通;造成行车事故、引起人身伤亡。
2.2滑坡产生的原因。从公路沿线滑坡产生的诱发因素角度来看,地质构造、地层岩性及地下水是主控因素,地形、气候等是次要因素,公路工程建设活动是主要的诱发因素。从相关文献可知,约有50%是由于工程建设引发的新滑坡,约30%的滑坡是在工程建设中复活的古滑坡,约20%的滑坡是在勘察设计中已经发现而路线无法绕避的。
2.3滑坡的防治措施。滑坡的防治要贯彻“及早发现,预防为主;查明情况,综合治理;力求根治,不留后患”的原则。我国防治滑坡的工程措施很多,主要有两类:一是消除或减轻水的危害;二是改变滑坡体的外形,设置抗滑建筑物。其主要工程措施简要分述如下:
2.3.1消除或减轻水的危害
2.3.2排除地表水:排除地表水是整治滑坡不可缺少的辅助措施,而且应是首先采取并长期运用的措施。其目的在于拦截、旁引滑坡区外的地表水,避免地表水流入滑坡区内;或将滑坡区内的雨水及泉水尽快排除,阻止雨水、泉水进入滑坡体内。主要工程措施有:设置滑坡体外截水沟;滑坡体上地表水排水沟;做好滑坡区的绿化工作等。
2.3.3排除地下水:对于地下水,可疏而不可堵。其主要工程措施有:截水盲沟―――用于拦截和旁引滑坡区的地下水;支撑盲沟―――兼具排水和支撑作用;仰斜孔群―――用近于水平的钻孔把地下水引出。此外、还有盲洞、渗管、垂直钻孔等排除滑坡体内地下水的工程措施。
2.3.4防止河水对滑坡体坡脚的冲刷,主要工程措施有:在滑坡体上游严重冲刷地段修筑促使主流偏向对岸的“丁坝”;在滑坡体前缘抛石、铺设石笼、修筑钢筋混凝土块排管,以使坡脚的土体免受河水冲刷。
2.3.5改变滑坡体外形,设置抗滑建筑物
2.3.6削坡减重:常用于治理处于“头重脚轻”状态而在前方又没有可靠的抗滑地段的滑体,使滑体外形改善、重心降低,从而提高滑体稳定性。
2.3.7修筑支挡工程:因失去支撑而滑动的滑坡或滑坡床陡,滑动可能较快的滑坡,采用修筑支挡工程的办法,可增加滑坡的重力平衡条件,使滑体迅速恢复稳定。支挡建筑物种类有:抗滑片石垛、抗滑桩、抗滑挡墙等。
2.3.8改善滑动带的土石性质:一般采用焙烧法、爆破灌浆法等物理化学方法对滑坡进行整治。由于滑坡成因复杂,影响因素多,因此需要上述几种方法同时使用
3国内关于滑坡的研究本文主要
由于公路滑坡灾害的频繁发生,目前国内对常见的公路滑坡灾害进行了分类研究,如各种滑坡灾害产生的机理,同时也对公路滑坡灾害进行合理的评估,提出了各种评估方法,并针对具体公路滑坡灾害的特点提出了相应的处治措施。
国内对公路滑坡灾害已有较多的研究。例如广州地理研究所的刘瑞华等人指出了广东省近年公分析了各种类型的成因机制和触发因素,提出在道路选线和施工时,应重视地质环境调查,必须对路线的工程地质条件和场地的稳定性进行综合评价,提高防灾意识。长安大学公路学院张长安等人对公路滑坡机理及稳定性进行了分析,指出山区高等级公路不可避免地会频繁出现高填、深挖方路段,相伴而来地出现了较多的高填方路堤边坡滑坡及路堑边坡坍塌等地质灾害现象,并给出了公路滑坡稳定性计算和评价方法。东华理工大学周龙茂、合肥工业大学的施小平等人对武宁至吉安高速公路主要工程地质问题进行了调查研究,指出导致公路滑坡的因素很多,其中边坡岩土类型和性质、构造特征、风化作用、地貌特征以及水的作用是主要因素。
以上从公路滑坡的产生条件、滑坡的评价分析方法等方面介绍了目前国内外针对滑坡的相关研究及显著的研究成果,为公路滑坡处治技术的发展奠定了良好的理论基础,并为滑坡治理提供了宝贵的工程经验。本人在前人研究成果的基础上,提出在工程实践过程中关于滑坡预防和处治的常规评价分析方法的技术流程,以便更好地指导工程实践,有利于工程技术人员的实际操作。
4工程中边坡(滑坡)评价分析的技术流程
4.1外业调查
滑坡的发育是受地形的起伏高度和地形起伏的变化控制的,一般地形起伏大、变化频率高的地段易发生滑坡灾害,因此调查时应对滑坡的边坡坡度、边坡高度等情况进行调查。外业调查主要包括:滑坡的分布区域和范围、滑坡造成的危害性、滑坡的产生条件。其中滑坡产生条件的调查也是调查环节中最为关键和重要的,主要包括以下几个方面:滑坡发生地段的地形地貌、滑坡前缘临空高度、滑坡体岩性、滑坡体结构类型、河流地质作用、地下水变化、滑坡发生地段周边土质情况、滑坡地段降雨量影响等。只有通过合理详尽的外业调查,才能对公路滑坡有充分而准确的认识,并对公路滑坡灾害进行合理的评估分析,从而为制定良好的滑坡处治方案奠定基础。
4.2滑坡(边坡)现场勘探试验
4.2.1滑坡勘测点的布置
通常每一滑块主轴线断面上的勘测点不得少于3个,间距不宜大于15m,如果滑坡体有明显的分级分块、滑动面形态变化较大、地质复杂的地段,勘测点应该适当加密;如果存在大型的或复杂地质的滑坡,应该在滑坡主轴断面两侧的轴向断面上和垂直于滑坡主轴线的横断面上布置一定数量的勘测点。
4.2.2钻探深度的确定
滑坡体的钻探深度应该穿过滑动面至稳定层3m~5m,若滑坡体为堆积土,钻孔深度应为稳定基岩不少于当地同类岩石最大孤石直径的1.5倍,而且在实际钻探过程中应该根据具体的地质结构和地下水等情况加深。
4.2.3钻探方法的确定
滑坡钻探宜采用反循环钻、干钻、双层岩芯管等方法钻进,保证岩芯采取率达到85%以上。
4.2.4边坡(滑坡)稳定性分析评价试验参数的确定
通过现场调查和勘探试验,取样后进行相关物理力学试验,测试边坡土样和岩体的物理力学参数。具体包括:边坡土层或岩层的判别、现状滑坡的滑动面和地下水位的确定、土样的常规物理力学指标的测定。在滑坡分析过程中,由于大部分边坡是在降雨后发生的,因此试验时需要测定试样在饱和状态下的有效应力c′和有效内摩擦角φ′等参数。测试试样在饱水状况下的试验参数将会提高滑坡稳定性分析的准确性,因此得到准确有效的试验参数是确保滑坡稳定性分析的重要依据,在实际试验操作过程中须严格按照相关试验规程的要求进行。
4.3滑坡(边坡)的稳定性分析评价方法、加固和动态监测
通过外业调查和室内的土工试验,对公路现状滑坡(边坡)进行安全分析时应采用合理的分析方法,具体归纳如表1所示。
对于路堤边坡,根据新建路堤和已建路堤进行安全性能分析,分析方法按照《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)的要求进行。目前国内外关于边坡(滑坡)防护和加固的方案较多,通常对于小型滑坡,滑动面较浅的可以采用锚杆加固;对于大型滑坡,往往采用抗滑桩和锚索相结合的方法进行加固,同时在边坡加固过程中,需要处理好边坡防护和边坡排水问题。同时应加强对滑坡的现场监测,及时观测滑坡的位移变形情况,只有这样,才能提前预测滑坡的产生,减少因滑坡带来的损失。
关键词:公路地质灾害评价、环境地质、岩土工程
中图分类号:F540.3 文献标识码:A 文章编号:
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
今年来中央为进一步扩大内需、促进经济增长的投资中,加快铁路、公路和机场等重大基础设施建设的投资约占整体投资的45%,随着国家对基础建设投入的不断加大,我国铁路和高速公路建设必将迎来一个新的黄金期。这些交通基础设施的建设,为地域经济社会发展起到了积极推动作用,然而由于这些工程具有“一重二大一多”的特点,如不加强对日常施工过程中的地质环境监管,有可能会引发一些新的地质灾害隐患,如果把地质问题处理的妥当,不仅可以提高公路测设质量、减少道路病害,而且可以有效的避免事故的发生。相反,如果地质问题处理得不好,不仅会增加工程费用、延长工期,而且会增加公路病害,甚至会造成不必要的人员伤亡。因此,我们应该以严谨的态度对待工程地质学这门学科,掌握常见的地质问题和处理方法。
1 公路工程中常见地质灾害概述
无论是公路工程、桥梁工程、铁路工程还是地下工程、隧道工程、水利工程,在建设初期都要重点考虑地质问题,比如常见的崩塌、滑坡、泥石流、地基塌陷等。
1.1滑坡。斜坡上的岩体由于某种原因在重力的作用下沿着一定的软弱面或软弱带整体向下滑动的现象。
1.2崩塌。发生在较陡的斜坡上的岩土体在重力的作用下突然脱离母体崩落、滚动堆积在坡脚的地质现象。
1.3地面塌陷。地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑的自然现象。
1.4泥石流。在山区由于降水而形成的一种带大量泥沙、石块等固体物质条件的特殊洪流。主要在中游沟身长不对称,参差不齐;沟槽中构成跌水;形成多级阶地等。
2地质灾害现状评估
诱发地质灾害的因素主要是由于采掘矿产资源不规范,预留矿柱少,造成采空坍塌,山体开裂,继而发生滑坡。现状地质灾害点主要通过在国土、勘察设计、水利水电、气象等相关部门资料的收集,初步了解当地的地质环境条件,掌握评估区范围内地质灾害类型特征,然后逐一调查,分析其形成机理及危害程度。
1.1主要从地质环境条件进行分析。地形地貌先划分区域地貌类型,然后确定微地貌形态,通过访问原地貌形态,查明不同地质灾害类型与地形坡度、沟谷形态、坡降及植被发育程度之间关系。地层岩性重点应调查第四系松散层成因类型,土质滑坡、厚度等,基岩岩性、产状、结构面特征,特别是软弱夹层、软弱面和顺坡向结构面的分布特征,地层岩性是引发地质灾害内在因素。基岩裂隙水出露部位往往是断裂构造带或是裂隙密集带,地下水的流动降低了岩土体的粘聚力,形成薄弱面或软弱带。平原区或软土地区地面沉降与地下水集中开采密切相关,既要了解区域地面沉降量,又要调查沉降速率与地下水开采量之关系。
1.2现状地质灾害危险性评估是根据地质灾害点的规模和对公路工程可能遭受危害程度的评价。人类工程活动是引发地质灾害最主要原因,随着人类工程活动日益加剧,破坏了边坡体的自然平衡,特别是在坡脚形成许多陡立边坡,呈临空状,从而引发崩塌、滑坡等地质灾害。据现场分析,由构造带和基岩风化引发的崩塌时间久远,稳定性较好,公路边坡或平基建房等人类工程活动引发的崩塌,稳定性差,但规模小,地质灾害危害性小。废土、弃渣无序堆放,成为引发泥石流的物质来源,滑坡主要从滑坡体规模大小、稳定性及滑坡前缘与拟建公路之间的距离确定遭受地质灾害危险性大小。
3地质灾害的预测勘查
3.1 工程建设可能诱发的地质灾害危险性评估根据建设项目的特点、不同地貌部位、不同路基形式及构筑物,确定地质灾害危险性预测评估体系和方法,公路工程常用的评估方法有:地质条件分析法、工程地质类比法和半定量估算法。
3.2 工程建设可能遭受地质灾害危险性评估。根据已发生的地质灾害现状和工程建设可能引发地质灾害的危险隐患进行预测,概述地质灾害危险性中等(大)区段的地质环境条件,根据不同地质灾害的类型、特征、规模,对工程建设可能遭受的危害程度作出综合评估。
3.3公路的地质灾害有很多,影响也较大,在公路工程中长借助简单的测量工具、仪器装置和量测方法,监测灾害体、房屋或构筑物裂缝位移变化的监测方法。一般常用监测方法主要有埋桩法、埋钉法、贴片法。
3.4充分认识灾害体的地质结构,从其结构出发研究其稳定性,重视变形原因的分析,并把它与外界诱发因素相联系,研究主要诱发因素的作用特点与强度(灵敏度)。
3.5勘查阶段结束不等于勘查工作结束,后续的工作如监测或施工开挖常常能补充、修改勘查阶段的认识,甚至完全改变以前的结论。
3.6地质灾害勘查方法选择是强谰应用经验与技巧,寻求以最少的工作量和最低的投资,获得最佳的勘查效果,勘查工作量确定的最基本原则是能够查明地质体的形态结构特征和变形破坏的作用,满足稳定性评价对有关参数的需求。
4 公路地质灾害防治方法及特点
4.1崩塌灾害防治的措施主要有削坡、清除危石、排水、控制爆破、挡土墙支挡、支顶、嵌补等。
4.1.1削坡。在较稳定的岩体斜坡上,将危险斜坡岩体按照一定的设计坡度进行爆破开挖,目的是为了减小斜坡体的重量,同时也是为了清除表面较松散的岩体,使斜坡坡度达到理想的稳定坡度。但削坡不宜在岩体破碎强烈,开挖影响较大的岩体上进行,开挖工程量也较大。
4.1.2清除危石。与爆破方法结合,采用人工或机械清除。该方法主要适合于近于完全脱离基岩的危石和孤石、浮石。在一定条件下,危石清除方法是最为经济的措施,但是它通常是难以实现彻底清除的,且随着风化或侵蚀过程的继续,必将产生新的危石,必须根据情况进行周期性清除。
4.1.3排水。排水的主要目的在于提高边坡的稳定性,特别是对侵蚀作用比较敏感的边坡,其效果尤为明显。因此,通常作为一种辅助措施予以考虑。
4.1.4控制爆破。通过控制来最大限度地实现岩体原有平衡结构及其整体强度的保护或最低程度的破坏,一般在较陡的边坡采用,减少了开挖量,弱化了对边坡防护的要求,减少了长期维护工作量。但对爆破的质量要求较高。
5.1.5挡土墙支挡。挡土墙是治理坡脚应力集中、低矮边坡或较高边坡坡脚溜坍、塌落甚至小规模滑坡等极为有效的常见措施,包括混凝土、加筋土、浆砌石、石笼等挡土墙形式,其主要目的是提高抵抗边坡运动的阻力。但是,挡土墙的修建需要具备良好的承力基础,较大的横向空间需要也将增大开挖量,在边坡较高时,对上部坡面上可能发生的变形破坏不起作用。
4.1.6支顶。该方法技术简单适用,其主要作用在于利用支顶结构的支撑作用来平衡危岩的坠落、错落或倾倒趋势,提高危岩的稳定性。支顶结构自身体积和重量一般较大,需要有很好的基础,否则其自身稳定性将存在问题,施工难度和风险等较大。
4.1.7嵌补。对外悬或坡面凹腔形成的危石采用浆砌片石、混凝土或水泥砂浆填筑,以提高危石稳定性的一种方法。嵌补结构也必须要有稳定的基础,且必须与坡面紧密结合。
4.1.8浆砌片石护面。用以封闭边坡,防止坡面风化剥落和水土流失等各种坡面地质灾害。该方法技术简单,经济实用,较为美观,将继续作为低矮边坡和第一级边坡的一种重要护坡手段。但该方法对坡面条件要求高,因结构抗力低,存在自身稳定性问题。为此要求边坡不能太陡,单级高度不能过高,对高度较大的边坡,需分级开挖后分级砌筑, 开挖量较大。
4.1.9喷射混凝土。该方法技术成熟,机械化程度高,施工速度快,对地形适应能力强,也比较经济。同时该方法本身能通过添加纤维来提高强度和韧性,并常与锚杆、钢筋网或钢丝格栅结合使用,从力学性能上人们通常把它当作钢筋混凝土结构,具有很高的承载能力。此外,喷射混凝土对坡面的封闭作用,非常好地隔绝了地表水下渗,提高了边坡的稳定性。
4.1.10落石槽。公路修建于坡脚附近时,应在坡脚留置或设置具有一定宽度和深度的沟槽来承接落石,落石槽的设置要保证落石不致直接落到需要保护的区域,但是当场地条件受限,需要通过增加开挖来提供满足宽度要求的落石槽区域时,则会增大开挖量,由此带来的投资增加可能超过采用其他工程措施的费用,且会带来较大的环境破坏。
4.2滑坡灾害防治措施。根据公路沿线滑坡地质灾害的类型及特点,防治措施的选用一定要结合滑坡的类型、规模、地形地貌等具体工程条件,有针对性地实施。
4.2.1清除或减少滑坡形成的因素。对小型浅层滑坡可全部或部分挖除;修建导滑工程,改变滑坡滑动方向;修建截水沟、排水沟、疏通自然沟以排出地表水;修建盲沟、盲硐、渗沟、垂直钻孔群、水平钻孔群等以排除地下水;修建防冲挡水墙、砌石护坡、抛石护坡等工程防止水的冲刷;削坡、护坡、整平、修梯级台阶、填实裂缝等进行边坡面的整理。
4.2.2修建排水设施及铺设防渗层。治理初期,地面起伏变化时,可采用造价较低的临时排水设施,并对滑体后缘裂缝进行防渗处理,一般用粘土或水泥浆充填裂隙,并用聚乙烯布覆盖;当修建永久排水设施时,根据滑坡的形状特点,若在滑体上设置纵横交错的排水沟是比较困难的,一般只需布设在滑坡周界,防止区域外的地表水流入滑坡区既可,断面尺寸要按最大降雨量设计,沟内结合土质、流速铺设防渗层,同时要整平地表,尽量减少植被坏。
4.2.3拦石墙。一种修建于落石路径上(坡脚或坡面上)的拦挡结构,通常由浆砌片石或浇筑混凝土构成。结构的刚性特征决定了它的抗冲击效果较差,因此,受经济、场地条件和结构自身稳定性等因素限制,其修建尺寸通常是有限的,抗冲击能力也是有限的,故需要有稳定而庞大的基础。
4.2.4避让。对于潜在规模和频率极大,特别是可能伴有其他边坡地质灾害发生的现场,避让可能是一种有效而最为安全可靠的措施,其根本目的是将建筑物修建在潜在灾害所威胁的范围以外,做到一劳永逸,但其缺陷通常也是明显的,首先是必然会需要更大的投资,其次是可能会丧失部分使用功能或提高其功能使用的成本。
4.3修建导流堤和设置截挡建筑物。泥石流是山区的主要地质灾害,泥石流多分布在断裂或褶皱发育、新构造运动强烈,地震频率高、烈度强,岩体风化破碎,植被不良、水土流失严重的山区。在干旱多年的暴雨季节,或高山冰川与积雪强烈消融时期最易发生。现在,泥石流防治主要采取封山育林,以保护汇水区和可能形成泥石流的地带;调节地表径流,沿坡修建导流堤;设置截挡建筑物,如堤、坝等,也可设置排洪道等。
4.4岩溶防治措施。岩溶与工程建设的关系密切,在建设中岩溶造成的库水渗漏是建设中主要的工程地质问题。在岩溶地区修建公路,应该深刻了解岩溶发育的程度和岩溶形态的空间分布规律,以便充分利用某些可以利用的岩溶形态,避免或防治岩溶病害对路线布局和路基稳定造成的不良影响。对基础下有溶沟、溶槽、漏斗等溶洞现象时,首先在建(构)基础施工时,应挖去其中的充填物,回填碎石或毛石混凝土;若出现溶层顶板不稳定时,可炸开顶板,挖除充填物,回填碎石的方法;对基础下的溶洞埋藏较深的情况,可通过钻孔向溶洞内灌注水泥砂浆、混凝土、沥清等填充物,以堵填溶洞。同时并加固坍塌体,防止坍方扩大,然后施做套拱和超前大管棚,保证正洞开挖施工安全;管棚施做完成后挖除坍塌体,进入隧道正常开挖、支护工序,并对隧道基底进行注浆加固处理,增强隧底承载力;溶洞段通过后,进行拱部坍腔回填处理。
5结束语
在公路建设中,应坚持在查明评估区地质环境条件的基础上,通过对已有地质灾害和对工程建设可能遭受或加剧地质灾害危险性评估,划分地质灾害危险性区段,及时提出灾害防治措施,避免地质灾害隐患。
参考文献:
[1] 中华人民共和国国务院令第394号.地质灾害防治条例[s].2003·12.
[2]李凤明 地质灾害及工程治理实践[J] 科学技术,2001
[3]张东.公路工程常见地质灾害分析[J].交通建设与管理,2008(6).
[4]罗元华,张业成.地质灾害风险评估方法[M].北京:地质出版社,1998.