山区公路路基病害及防治略论

2022-09-10

山区公路由于地形地质条件特殊,较平原和丘陵地区更易发生边坡失稳等路基病害。我县地处江南山区,雨量充沛,各类路基病害频发,多年来,做好山区公路的路基防护一直是公路建管人员关注的重点。笔者依据多年山区公路建设和养护工作实践,就山区常见的公路路基病害及其防治对策略论如下。

1 山区公路路基的类型及危害

山区公路路基病害主要有坍塌、崩塌、滑波、泥石流等类型,现将其特征、成因和危害分述如下。

(1)坍塌:山坡堆积物在自重作用下,沿边坡产生不同规模的坍塌现象。坍塌发生时运动速度较快,土石有流动现象,土体扰动且相互位置改变,运动结束后,坍塌体基本稳定,无滑动面,亦无明显的软弱面。坍塌发生前,有时边坡顶部出现大小不等的裂缝。

出现坍塌的原因,主要是由于开挖路堑边坡较陡,边坡支持力减弱,或堆积物受到地表及地下水影响,土壤抗剪强度降低,此外土壤受到冻融反复作用,或风化、地震、气温变化等,使边坡土体的稳定性降低。坍塌对路基的危害程度视其规模大小而异。

(2)崩塌:巨大的岩体失去与基层的联系,在重力作用下,瞬时剧烈地从边坡陡崖上倒塌,岩块常被撞很破碎。发生崩塌时速度极快,岩块在运动中有滚动跳跃现象。运动结束后,崩塌体基本稳定,岩层无滑动面,但有软弱面或构成软弱面的条件。崩塌发生前,有时发现土层有新的裂缝或其它的变形特征。崩塌的造成是由于开挖路堑加陡了边坡的坡度,使岩体失去了平衡,或由于地表水渗入或地下水在岩体裂缝中流动,使岩体自重增加,此外由于风化及冻融作用,加快了裂缝发展,岩体坚固性降低,其它如爆破、地震、植物根系在岩缝中生长以及降雨量、蒸发量、气温等变化对岩体的性质亦有影响。崩塌是山区公路最常见的一种地质灾害现象,由于其规模大,同时发生时冲击力大,危害也较大。

(3)滑坡:滑坡是堆积层或岩层在重力作用下整体沿滑动面向下滑动的地质现象。一般与地下水或地表水的活动有关,滑动速度较缓慢。每次滑动后,滑动体并不完全稳定,会出现新的变形。滑动体运动中本身各部分的相互位置基本保持不变,当滑动体的速度极快时,有部分土体翻转,则称为崩塌性滑坡,通常在滑动体以内与滑坡体附近可见羽状或环状裂缝。一个发育完全的滑坡,通常由坡体、滑动面、滑坡裂缝、滑坡壁、滑坡附地、滑波盆地、滑坡膨丘等组成。

滑动的形成、条件及影响因素很多,从地质上讲,滑坡发生于可塑性的土质或软弱岩层上,在具备蓄水构造与聚水条件以及软弱面(能起隔水作用)后,就有可能发生滑坡。同时,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也都有很大的影响。从水文条件上讲,地表水和地下水的作用,都会破坏土体的稳定。修建公路在山坡脚开挖路堑,破坏土体平衡,减低山坡的支撑力量,也会引起滑动。

公路上的滑动多发生在挖方地段,大部分为斜坡地带或沿河(溪)岩阶地堆积层上的滑坡、层上层滑坡。滑坡大部分在路基内侧的边坡上,少数流动面穿过路基出露于外侧边坡,其危害程度视其规模及其活动情况而定,对于变化缓慢的滑坡或规模不大的滑坡,先可采取临时性或简单措施,维持通车,然后逐步整治,使其恢复原有的路线标准。

(4)泥石流:山岭地区,由于暴雨或大量的融雪水在沟谷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土体上的土粒、碎石、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,主要是在暴雨地区短时内大量降水产生集中水流而形成山洪,而当集水流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。

2 山区公路路基病害的防治措施

对路基病害的整治,在勘设、施工、养护的各阶段均应予以重视。已建成公路应经常检查路基边坡的坚固性与稳定性,及早发现病害隐患,采取有效的防治措施。

2.1 坍塌、崩塌的防治

防止坍塌和崩塌的办法,要根据其成因,结合具体条件,因地制宜地进行,常用的办法有:(1)引走地表水: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流截断,引至别处,在塌方体表面上修建排水系统,汇水到塌方体以外;调整或改变塌方区内人工灌溉设施。(2)截断地下水:为了降低地下水位,减少塌方体的重量渗透压力,设置支撑盲沟把水截断,使塌方体干燥,聚集和排出斜缝中地下水。(3)种植物和铺砌块石护坡,增加边坡防冲刷能力。(4)设置支撑构造物:设置挡土墙可增加边坡的支撑力量,以维持土体平衡,防止塌落,同时使路基内侧(挖方)坡脚变陡,减少边坡挖方量,加强坡脚土体的稳定性。挡土墙结构的选择、断面按有关规范进行验算设计。(5)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。(6)改道绕线:当塌方规模较大,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比较后才能确定。

2.2 滑动的防治

滑动防止措施可以从消减水的危害与增加滑坡的平衡条件两方面考虑。

(1)减少水的危害(1)排除地表水:防止滑坡区地表水渗入滑坡体内,应结合滑坡体内的地形及水量情况,在滑坡区内设置树枝状的排水系统;填平山坡滑动地,整平夯实山坡面,填实裂缝,防止积水下渗;在山坡种植草皮,以吸取地表水分,又可借根系增加地表土体的稳定性。(2)排除地下水:可设置支撑盲沟、截水盲沟和泄水洞,并应根据土壤与流量情况,设倒滤层,避免潜蚀作用引起陷穴,防止泥沙流入,淤塞排水孔道。

(2)增设滑坡体重平衡条件:可采取减重和修建支撑构造物的办法。但支撑构造物基础应埋置于滑动面以下的硬层或基岩上,以保证基础稳定,并应通过滑动验算。

2.3 泥石流的防治

(1)预防措施:水土保持是根治泥石流的一种有效办法,它可使地表草层不被破坏,可以防止山坡水流的冲刷,缓减岩层的风化,植物根系还可吸收水分,使土层干燥。同时整理地表水流或在山坡上修建各种挡墙,阻拦泥石流,使陡坡成阶梯状,坡度变缓。(2)控制措施:可修建泄泥石流建筑和拦挡建筑物。各种路基病害的防治方法是多种多样的,大体可采取设置支撑建筑物、减少坡面荷重、设置排水系统和坡面防护与加固等措施。并可综合利用,以取得最大的效果和效益。