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公路边坡地质灾害的治理方案

2015/11/05 阅读:

318国道恩施市境K1578+190~K1578+390(肖家坳)段为高边坡路段,由于边坡上方肖家坳至铜盆水林场道路的修建和降雨等影响,产生了滑坡(见图1)。为保护318国道的正常通行和附近人民的生命财产安全,同时保证肖家坳至铜盆水林场道路的顺利实施,通过对滑坡的勘察,确定了滑坡的范围和规模,对边坡地质灾害的治理提出了经济技术合理方案。

1勘察方法

通过地表工程地质调查、测绘、勘探(钻探、坑槽探)、试验(岩土体物理力学试验、水质分析)、室内计算分析等手段。查明工程地质条件,具体包括地形地貌、地层岩性、地质构造、岩土体结构特征、岩土体物理力学性质、水文地质条件等。查明工点地质灾害体可能的失稳破坏模式及规模、影响范围及危害程度。根据失稳破坏模式建立稳定性计算模型,选取合理的计算参数,评价预测各种工况下地质灾害体的稳定现状及发展趋势。完成的实物工作量见表1。

2滑坡工程地质和水文地质条件

2.1地层岩性根据地面工程地质测绘及钻探揭露,边坡区主要出露地层为寒武系中上统碎屑岩,边坡地表广泛分布为第四系崩坡积覆盖层。⑴人工填筑土(Qml):黄褐色,稍湿-湿,松散,夹约5%碎块石,碎块石主要成分为中风化灰岩,钻探揭露块径2~8cm不等,大者0.5cm。该层在填方路基均有分布,为路基施工填料,厚度差异较大,一般为1.5~2.6m不等。⑵第四系粉质粘土夹碎石土层(Q4c+dl):黄褐色,稍湿-湿,可塑状,夹约10%碎块石,碎块石主要成分为中风化灰岩,钻探揭露块径一般2~10cm不等,大者0.50cm。该层边坡范围内均有分布,为边坡表层的主要构成物质。厚度差异较大,一般3.5~8.0m不等。⑶寒武系中统光竹岭组灰岩(∈2gn):灰色、灰白色,中风化,微-细晶结构,中厚层状,下部为高台组(∈2g)灰绿色水云母页岩与黄色薄层泥质白云岩互层。据区域地质资料,本层总厚580~650m。本次实测岩层产状145°∠42°。该层全场地分布。

2.2地质构造工程区区域构造位置处于扬子台坪八面山台褶带恩施-黔江台褶束腹部。本区断裂不发育且无区域性深大活动断裂,断裂构造基本稳定。根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),本区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,相应的地震基本烈度为Ⅵ度,沿线一般人工构造物设计可简易设防。

2.3水文地质勘查区内地表水主要受大气降水影响,为降雨在地表汇流后形成的暂时性地表径流。滑坡区内地表水不丰富,裂隙水及岩溶水水量较大,分布不均匀,地下水对混凝土、钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性,水质较好。对混凝土结构和钢筋有微腐蚀。

3滑坡成因、性质及特征分析

收集肖家坳至铜盆水林场道路本段地形图测绘资料,对滑坡前边坡地面线进行恢复。结合边坡现有变形破坏模式分析,根据《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T0218-2006)和《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)的相关规定,选用传递系数法对原有边坡进行稳定性计算。

3.1稳定分析参数滑坡物理力学参数的确定一般有三种方法,一是工程类比法,二是室内外试验法,三是反算法。工程类比法经验性太强且需要类似的工程作为类比,对于本滑坡条件有限无法采用。本工程以室内试验成果为依据,再通过反算和工程经验类比来综合取值。

3.2稳定性分析结果按照《公路路基设计规范》滑坡推力计算采用不平衡推力法。从表2计算结果可以看出,最不利滑面经计算机自动搜索后均为沿基覆界面滑动,与现场滑坡情况较一致。剖面在暴雨工况下稳定系数都有显著下降,剩余下滑推力均有较大提升,因此,暴雨为土体蠕滑变形的主要诱因。

4边坡治理方案比选

本项目除了要考虑318国道边坡地质灾害的治理问题,而且还要考虑恢复肖铜公路路基的问题。根据本工点具体情况,可行的治理方案有:①桩板墙+挖台阶+边坡回填+坡面防护;②分两阶修筑挡土墙+坡面防护。经过详细的方案比选后,方案一(桩板墙+挖台阶+边坡回填+坡面防护)以其施工对岩土扰动较小,施工简便安全,造价低等优点胜出。

5推荐治理方案设计

5.1设计计算

5.1.1安全系数根据《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)的规定,设置于不良土质地基、表土下为倾斜基岩地基及斜坡上的桩板式挡土墙,安全系数[1]应采用1.25。

5.1.2设计参数及计算结果设计考虑清除滑塌边坡全部覆土,在基岩上开挖宽度大于2m台阶,然后路基边坡回填采用不易风化的片块石回填,取C为0KPa,摩擦角φ为40°,填土容重取γ=20kN/m3,安全系数1.25,按《公路路基设计规范》滑坡推力计算采用传递系数法,桩后计算得剩余下滑力为-92.441(kN)。

5.2治理方案布置治理方案横断面图见图2。

5.2.1板墙在道路左侧边线1.7m处设置桩,设计采用软件进行土压力、稳定性分析以及桩弯矩、剪力、变形等计算,安全系数取1.25,按《混凝土结构设计规范》[3]对桩、挡土板进行配筋计算。混凝土标号的选择以及桩结构和构造钢筋的布置按《公路挡土墙设计与施工技术细则》[4]的相关规定进行。根据计算,选用1.5m×2.0m的桩,桩间距为6.0m,并在桩与桩之间下部设置挡土墙和挡土板挡土,可有效治理该处地质灾害。

5.2.2边坡回填及防护采取清除滑动面上的剩余土方,在强风化灰岩上开挖宽度大于2m的台阶,将边坡分两级按1∶1.5的坡率回填至肖铜路设计标高,保证肖铜公路路基宽度≥4.5m。坡面使用袋装次坚石码砌,厚度0.5m,然后在坡面喷播草籽绿化。

5.2.3坡面排水增设坡面截水沟和急流槽,将肖铜公路边沟水引至318国道涵洞,涵洞洞口前设置挡水墙,防止水冲刷318国道路面。

6结语

建设单位、施工单位按该边坡治理方案进行施工,施工顺利,效果良好(见图3)。由于山区公路沿线地形、地质情况复杂,加上气候、降水等因素,边坡发生滑坡事故不可避免,而滑坡治理的综合技术一直是公路建设的薄弱环节。318国道恩施市境K1578+190~K1578+390(肖家坳)边坡地质灾害,经许多专家参与评估,提出了切实可行、科学合理、经济的治理方案。

作者:涂长松 杨彬 单位:中交远洲交通科技集团有限公司 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室

公路边坡地质灾害的治理方案

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