发布时间:2023-09-21 17:33:36
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0引言
公路灾害概念在各类公路技术标准、规范及相关文献中目前并未给出明确的定义,这个名词是近几年才逐渐被使用的,以往大量使用的是病害、水毁、破坏等概念。由于公路灾害的复杂性,目前不可能给出一个公理性定义,仅能给出较泛的定义。即公路灾害是指由自然的、人为的、或人与自然综合作用引起公路设施损坏(或使用功能降低)、造成人身伤亡、经济损失,影响通行的事件或过程。公路灾害按成因分为:公路地质灾害、公路气象水文灾害、公路生态环境灾害、公路人为灾害和公路综合灾害5种类型。
公路地质灾害在类型上有着自己独特的一面, 虽然其在发生几率、变形破坏规律上无本质的区别.但在难点多并且规模都很小。就因为有这样的特点,所有这些问题在预防和治理方法上都有着不可复制的区别。在公路地质灾害防治方面。广大岩土工程技术人员积累了大量经验,建立了以加固、护面、拦挡等为主,以排水、土石体改良、植被绿化等为辅的各种工程防治措施, 并尤以浆砌片石和喷射混凝土护坡、锚固、浆砌片石、拦石墙和简易钢结构栅栏等最为常见。
1.公路地质灾害防治措施中的缺陷
目前在公路地质灾害防治措施中一般存在以下缺陷:
1.1 公路沿线发生崩塌的地段,路堑边坡均不稳定,且未设置山坡挡土墙或设置方式不合理;
1.2 处理崩塌灾害主要采用的是以削坡为主的防治方式, 应该结合支顶和锚固等措施共同对崩塌体进行防治,且要结合具体的工程条件进行施工;
1.3 对汇水面积和降雨强度较大的边坡上方未设置截水沟, 以及未进行植被防护;
1.4 对可能发生泥石流的地段。或有过泥石流发生历史的地段,未采取拦挡、导流等措施;
1.5 治理公路沿线地质灾害应该遵循“及时、快速、准确”的方针,预防就是在线路必须经过地质不良地段时.事先修建防治工程,以提高边坡的稳定性。
2.公路沿线地质灾害防治措施地质灾害类型很多,主要包括崩塌灾害、滑坡灾害、泥石流、公路坍陷。下面就针对这四种病害的治理措施作一探讨。
2.1 崩塌灾害防治措施
2.1.1 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,目的是减小斜坡体的重量,同时也是为了清除表面较松散的岩体,露出新鲜岩体表面,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。
2.1.2 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,基于水是边坡地质灾害的一个非常重要的诱发因素这一认识,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。但喷射混凝土对环境和自然景观具有破坏性, 由于喷射混凝土的封闭作用,将毁灭坡面既有植被及其生长发育条件。
2.2 滑坡灾害防治措施
选用好的防治方法就会在处理过程中和结果的显示中达到事半功倍的效果。方法的选择和滑坡的类型、规模、地形地貌等具体工程条件十分不开的,首先,措施要有明显的针对性。根据防治目的的不同,采用的主要方法有直接阻止滑坡的发育和改变滑带土的性质两种。
2.2.1 直接阻止滑坡的发育
设置各种抗滑工程,如抗滑片石垛、抗滑挡墙、抗滑墩、预应力锚固、预应力锚固抗滑挡墙、抗滑桩、预应力锚固抗滑桩、钢架抗滑桩、拦砂坝工程等。近年来抗滑桩在公路滑坡治理中被广泛采用,多是人工挖孔灌注桩,一般在滑坡上布设2~3 排,适用于浅层处于蠕动挤压阶段的滑坡。当滑床为完整岩层时可采用上挡下护的办法,基础埋入完整岩层内不应小于0.5m,若滑床为不易设置基础的破碎岩层时,可将基础置于坡脚稳定地层内,基础埋深不应小于2m 并置于可能向下发展的滑面以下。
2.3 泥石流防治措施
按照经验和系统来处理泥石流的方式,一般为,在前期以疏通和泄流为主,这样不但可以减轻不好情况的发生还可以在泥石流不严重的情况下达到预期的效果,但是有时候仅仅依靠这种发式是达不到要求,甚至会让情况更严重的发展下去。所有我们有句很流行很适用很科学的话就是:预防于未然。我们在泥石流形成的前期去寻找形成的原因,就可以从根本上来解决和减少泥石流的发生。
处理问题,从很大程度上是依靠经验,或者是经验占据着很重要的部分。这个过程虽然会花费很大的一部分项目经费或者别的经费,但相关部门还是坚持完成自己的责任或者是人物而不断的努力着和工作者,这也许就是掌握经验的来源。治理较成功的泥石流沟,通常都是工程措施与生物措施相结合, 从改善泥石流流域的角度进行治理。目前常采用下列措施进行防护治理。
2.3.1 引水措施
当泥石流沟谷上游或支沟汇水区的汇水能通过截流坝和引水渠道引出主沟。导向其他地方进入主河时,可将沟谷上游或支沟的水流引走,从而减少主沟形成泥石流的水动力条件和水体数量,以削减泥石流的规模,控制泥石流的危害。这种方法适用于地形开阔、地势高差小易于向主河疏导的泥石流沟。
2.3.2 排导措施
排导是通过一定的工程让泥石流顺畅通过公路,进入主河和预定地点,而又不给公路造成危害的一种措施。一般采用的排导工程主要有两种类型:急流槽和明洞渡槽。
2.3.3 林业措施
林业措施是泥石流生物防治措施的主体部分,也是山区建设立足和发展的基础,可以说:林业措施是山区建设的生命线。一般泥石流沟谷流域的不同地貌单元在泥石流形成中的作用是不同的,根据生态条件配置不同的林种将有较好的治理效果。泥石流沟谷流域的集流区(包括分水岭区及沟源区),是泥石流动力条件的水源地。应营造水源涵养林,适宜种植如油松、刺槐、华北落叶松、刺楸等树种。泥石流形成区在汇集径流的同时,还是松散固体物质的产生地,本区段的林种除要涵养水源外,更重要的目的在于阻止土壤侵蚀,保护谷坡稳定,防止坡面水土流失属水土保持林(护坡林)。护坡林设计要坚持乔、灌、草相结合的原则,可种毛白杨、紫穗槐山杏、枣树、柿子树,草本可种葛藤、沙打旺、芨芨草等。
2.3.4 管理措施
管理措施很多,但很有效的要属生物措施了。这项措施对社会经济管理有着很强的依赖性。所有为了保证这种措施的正常实施和达到良好的效果,就要有当地政府的地大力支持。要想获得成果,做好这些还远远不够,生物措施,影响着生活中的食品、能源等问题,从而影响着人们的生活。持续长久的坚持是达到目标的必须方式,这样,就要建立一定的纪律和法规,找规律进行
2.4 公路塌陷防治措施
公路塌陷防治主要是对公路下伏采空区的治理,因此应首先考虑公路沿线矿区及采空区的特征、公路不同地段构筑物的特点及其施工条件等,以便确定合理的治理方法。目前,对公路下伏采空区的治理方法具体如下。
2.4.1 开挖回填法
中图分类号:X734文献标识码:A 文章编号:
1公路地质灾害的类型
1.1崩塌
指地质体在重力作用下,陡坡上的岩土体突然脱离母体向下倾倒、滚落的地质现象。根据其成因和破坏方式可划分为滑移式崩塌、倾倒式崩塌和坠落式崩塌三类。按其发生的体积大小分为小型(小于1×104m3)、中型(1~10×104m3)、大型(10~100×104m3)和特大型(大于100×104m3)4个级别。根据其物质成分又分为岩质崩塌和土质崩塌,诱发因素为自然或人类工程活动。
1.2滑坡
指地质体沿地质弱面向下滑动的重力破坏现象,一般具有双重含义,一是重力地质作用过程,二是重力地质作用结果。按物质成分可分为土质滑坡和岩质滑坡两大类。根据滑面与岩层面的关系可划分为顺层滑坡、切层滑坡。依据滑坡体发展运移形式可划分为推移式、牵引式和混合式滑坡等类型。按滑坡体的体积大小,划分为小型(小于10×104m3)、中型(10~100×104m3)、大型100~1000×104m3)和特大型(大于1000×104m3)4个级别,其诱发因素为自然和人类工程活动。
1.2泥石流
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化)在沟谷或山坡上产生的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,其汇水、汇砂过程十分复杂,是各种自然(或)人为因素综合作用的产物。泥石流活动对民众生命财产造成损失或构成危害时,即形成泥石流灾害。按其水源成因可划分为暴雨(降雨)泥石流、冰川(冰雪融化)泥石流、溃决(水库、坝塘、堰塞湖等)泥石流等。
按物源成因可分为坡面侵蚀型泥石流、崩滑型泥石流、冰碛型泥石流、弃渣型泥石流和混合型泥石流等类型。
按泥石流的物质组成,可分为泥流型、水石流型和泥石流型三种类型。根据泥石流一次性暴发堆积土石体积,其规模可分为特大型(大于100×104m3)、大型(10~100×104m3)、中型(1~10×104m3)和小型(小于1×104m3)4个等级。泥石流的危害性按一次造成的人员伤亡和财产损失可划分为特大型、大型、中型、小型4个灾害等级,其潜在危害是根据受威胁人口和可能造成的直接经济损失进行划分。
2防治措施
2.1崩塌灾害防治措施
2.1.1主动防治措施
(1)削坡。在较稳定的斜坡上将危险岩土体按照一定的设计坡度进行爆破或开挖清除,目的是清除斜坡表面较松散的岩土体,减小斜坡体的荷载量,使斜坡坡度达到理想的稳定状态,但削坡不宜在岩体破碎强烈和开挖影响较大的岩土体上进行。
(2)排水。排水的主要目的是防止地表水的下渗加载,可提高边坡的稳定性,特别是对侵蚀作用比较敏感的边坡地段,其效果尤为明显。因此,地表排水作为一种辅助防治措施应予以考虑。
(3)嵌补。对外悬或坡面凹腔形成的危岩体采用浆砌片石、混凝土等填筑,是提高危岩体稳定性的一种方法,但嵌补结构必须要有稳定的基础,且必须与坡面稳定体紧密结合。此外,若坡面危石较多时,要进行大量的局部开挖,以给嵌补结构提供基础平台,并要嵌补封闭支撑体间的软弱岩层,阻止在风化作用下岩腔进一步的扩展。
(4)锚固。是对已确定的危岩体进行加固的一种较好选择,其结构简单,对环境改变不明显。在采用锚固措施加固危岩体时,要完全查清坡面危石,在危岩体上进行钻孔锚固作业过程中,其振动作用将可能导致危石滚落,要提高安全意识,防止施工风险。
(5)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,也较为经济。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,力学性能高,具有较高的承载能力。
2.1.2被动防治措施
(1)落石槽。公路修建于坡脚附近时,应首先考虑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,落石槽的设置要确保落石不能直接落到需要保护的区域,但是,当场地地形条件受限,需要通过开挖来提供满足要求的落石槽时,则会增大开挖量,其投资增加值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。
(2)拦挡墙。一种修建于落石路径上的拦挡结构,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击效果较差,因此受经济、场地地形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,抗冲击能力也较为有限,而结构本身在遭受落石冲击破坏时可能成为人为落石源,故需要有稳定而庞大的基础。通常情况下,需要进行较大规模的开挖,另一方面,对场地条件也要求较高,特别是在坡面较陡时常难以实现。
(3)避让。对于潜在崩塌体,其落石规模和频率较大地段,特别是可能伴有其他边坡地质灾害发生的现场,避让是一种有效而最为安全可行的措施,其根本目的是将公路或建筑物建在其威胁范围以外,做到一劳永逸,但其缺陷通常也较为明显,必然要增加投资,还可能会丧失部分使用功能或提高其功能使用成本。其方法如改变工程位置或公路绕线,采用隧道方案等。
2.2滑坡灾害防治措施
根据防治目的不同,其主要采用的方法有以下几点。
2.2.1直接阻止滑坡的发育
设置各种抗滑工程。抗滑片石垛、抗滑挡墙、抗滑墩、预应力锚固、预应力锚固抗滑挡墙、预应力锚固抗滑桩、钢架抗滑桩、拦砂坝工程等。
近年来抗滑桩在公路滑坡治理中被广泛采用,多是人工挖孔灌注桩,一般在滑坡上布设2到3排适用于浅层处于蠕动挤压阶段的滑坡。锚固方案一般只适用于浅部岩层滑坡,是通过把斜坡上被软弱结构面切割的岩层组成一个稳定的结合体,并利用岩体与锚杆密贴所产生的摩阻抗力来阻止岩土体向下滑动。
挡土墙是广泛采用的防治滑坡的支挡构筑物,其优点是稳定滑坡收效快,就地取材,施工方便,特别适用于防治中、浅层滑坡,对于因开挖边坡而引起的牵引式滑坡,可以很好的提供支撑力。挡土墙一般设在滑坡前缘。当滑床为完整岩层时,可采用上挡下护的办法,基础埋入完整岩层内不小于0.5m,若滑床为不易设置基础的破碎岩层时,可将基础置于坡脚稳定地层内,基础埋深不小于2.0m,并置于可能向下发展的滑面以下。
2.2.2 改变滑带土的性质
可采用灌浆处理(灌注石灰浆、石灰砂浆、水泥浆、粘土浆等)、焙烧处理(在滑坡前部利用导洞焙烧滑带土)、电渗排水(利用电极作用排除滑带土的水)、化学处理(利用化学反应增加滑带土的强度)。
2.2.3改变坡体内部力学平衡度
前言
河北省地质环境而言,东临渤海,西依太行,南接黄河,北靠燕山,地质环境复杂,公路地质灾害也时常发生,如滑坡、泥石流等。公路地质灾害的不断增多,建立公路地质灾害防治信息管理体系的必要性日益凸显,通过该体系的建立,从而减少由公路地质灾害引起经济损失和人员伤亡。
1.开发与实现的技术路线
公路地质灾害防治管理体系在开发建设采用Mapinfo+MapBasic的开发模式,开发建设过程中要涉及到计算机技术、数据库技术、Mapinfo技术、Mapbasic 程序设计以及网络技术等,从长远、整体、可持续发展的角度看,系统应尽量采用最先进的IT技术保证系统的先进性、可发展性、系统的资源共享和开放。
本系统的开发采用的此种开发模式,结合GIS软件和可视化语言的二次开发方式,也是当今GIS进行二次开发的主流方向。其优点显著,既能充分利用GIS工具软件对空间数据库进行管理、分析,也可以充分发挥可视化开发语言的方便、高效等优点。集合二者的优点,不仅提高了开发效率,而且开发出来的应用程序外观美观、操作性高,且可靠性好、易于移植、便于维护。
2.开发原则与目标
2.1体系开发的原则
可靠性:该体系的设计与开发首先应遵循可靠性,在数据库设计方面筛选清晰、科学、可靠性高的数据,保证体系的科学性和可靠性。
可操作性:数据库的建立和体系的开发可以满足地质灾害及相关决策部门对信息的查询,用户可以自己操作,具有很好的实用性,可操作性。
规范性:体系的设计开发应规范相应的系统符号、信息编码、精度和坐标系统等。
可维护性:防治管理体系开发建立完成以后,应可以对其数据库进行更新和维护,当出现新的地质灾害时,应尽早更新数据库,从而保证其科学性。
2.2体系开发的目标
其设计目标为:应用于公路地质灾害信息的防治管理,可以实现公路地质灾害信息的录入、查询、分析、统计和输出等功能。利用开发平台(GIS)特点、计算机技术和Internet网络实现体系的统一管理和信息共享。为政府决策部门及时提供相关公路地质灾害信息,将灾害损失降至最低。
3.设计与开发
结合省内在建和运营中的公路的一些重点地质灾害突发路段的工程实际情况,利用GIS的空间分析能力和图像处理能力,以重点发生公路地质灾害路段的地形、地貌、天然降水量、地下水径流等数据的变化情况为计算分析基础,以解决公路地质灾害信息处理的相关问题,该防治体系从数据信息的获取、存储、查询和处理入手,提供地质灾害的动态查询和实时分析。
3.1数据库模块的设计与开发
公路地质灾害数据内容涉及信息量大,内容冗杂,且来源不同,可称之为多源化数据,按其数据类型可大致分为:图像、图形和文字数据信息。这就决定我们设计开发的数据库为广义的数据库类型,公路地质灾害数据库模块分为空间数据库和属性数据库两部分,空间数据库记录的是数据的空间信息和图元的基本属性,属性数据库记录的是文本、数值及对象。
3.2公路地质灾害评估模块的设计与开发
公路地质灾害危险性评估理论很多,包括:灰色理论、模糊综合评判法、稳定性模型综合评判等。但没有哪一种理论能够适应所有的工程和地质情况。鉴于此,本研究使用一种综合评估预报理论。此模块的设计与开发主要依托于以下三个方面的内容:
3.2.1公路地质灾害评估模型设计
公路地质灾害评估模型主要分为公路地质灾害危险性评估模型和公路地质灾害危害性评估模型;
公路地质灾害危险性评估模型的设计主要考虑地质灾害现有的发育程度及地质灾害的发展趋势。对已经存在的公路地质灾害进行分析,对存在时间较长的地质灾害应重点考虑其历史重复性,根据分析结果,给出公路地质灾害发育强度的评价结论。对已经发生且发生历史较短的地质灾害,和潜在的公路地质灾害主要分析其灾害的发展趋势的影响,对其发展趋势进行预测,生成发展趋势的预测成果。
公路地质灾害危害性评估模型的评价结果主要为评估已存在的公路地质灾害对自然、社会和人民已经造成的影响,主要包括直接、间接经济损失和社会影响等。该模型的评估主要依托于灾害对经济财产造成的损失,适当考虑其对社会的进一步影响。主要以公路地质灾害的危害程度和规模为依据,属于公路地质灾害现状的评价。
3.2.2评估模块的框架结构
参与评估的地质灾害评估的只包括常见的公路地质灾害类型:崩塌、滑坡、泥石流和地裂缝等。评估模块框架见图3-1所示。
3.2.3评估模块的基本算法
不同的模型采用的具体运算方法虽然有所不同,但是基本思路相同,均采用有限单元法。每一个单元是模型评价的一个基本单位,而数据模型运算的基础是单元数据,数据预处理就是将模型所需要的各种灾害按模型的具体要求进行单元化,网格化。
3.3防治管理体系主体的设计与开发
3.3.1程序设计与开发的思路
程序设计与开发的基本思路就是选择适合于该公路地质灾害防治管理体系的硬件平台和软件平台
硬件环境的选择主要以中高端微型计算机为核心,外部其他设备(扫描仪、打印机、磁盘、绘图仪等)灵活选择,支持多种输入输出管理方案,为该体系的进一步完善打好基础。
软件环境的选择以Mapinfo软件为开发平台,利用该平台提供的函数库,开发语言库,结合Visual Basic语言,确定该软件开发环境为:
Windows XP + Mapinfo开发平台 + Visual Basic、Mapbasic 开发语言。
3.3.2体系主界面的设计
该体系的基本界面是一个地质灾害信息系统多文档界面窗口,自动启动多文档窗口见图3—2,它包括边框、标题栏、菜单栏、工具栏、状态栏、灾害工程集管理区域和数据窗口显示区域。该窗口为本系统的主控窗口。系统所提供的功能,均在该窗口下完成。
边框、标题栏、菜单栏、工具栏和状态栏都具有和windows XP 一样的属性。
3.3.3体系的数据管理
公路地质灾害防治管理体系的数据管理主要涉及图形数据管理和属性数据管理两个方面;数据的管理是对其相应的图形和属性进行输入、编辑、查询和维护等,其中属性数据也是对其图形数据的有力补充和完善。
4.结语
本文旨在结合河北省公路地质灾害频发的情况,利用地理信息系统(GIS)的相关功能设计开发公路地质灾害防治管理体系,对省内公路地质灾害信息进行管理,为地质灾害管理决策部门及相关部门提供控制和防治公路地质灾害的依据,从而减少公路地质灾害造成的经济财产损失和社会影响。
参考文献:
[1] 李海峰,高德政.2006.基于GIS的地质灾害信息管理系统的设计与开发[J].四川地质学报.
Abstract: due to the highway engineering in the construction process we often cause some geological environment destruction, this can lead to a geological disasters occur, however geological disasters of the highway construction produce certain effect, such as processing enough timely is likely to construction schedule and construction quality caused serious influence to a vicious circle, this paper focuses on the highway engineering in the construction process of geological disasters common analysis, and put forward the corresponding geological disaster prevention measures, for the geological disaster prevention and treatment puts forward relevant Suggestions.
Key words: highway engineering, construction, geological disasters, preventive measures, suggestions
中图分类号:X734文献标识码:A 文章编号:
由于公路工程是一项建设类工程,因此在施工过程中经常出现挖方与填方施工操作,致使地质环境受到严重的破坏和改变,因此,极易出现地质灾害现象,地质灾害的产生不但影响公路工程施工阶段的施工进度,还对建设单位的经济效益造成直接影响,另外还阻碍了公路工程的安全生产,因此必须保证在施工过程中采取有效的地质防护措施,以免出现严重的地质灾害影响。
一、公路工程施工过程中常见的地质灾害的成因及其主要危害
公路是一种极容易受到地质灾害破坏且十分严重的一项工程建筑,同时公路也是一种跨越多种地貌的建筑物,因此,公路所面临的地质环境通常情况下都十分复杂,公路在施工过程中常见的地质灾害也多种多样,另外,地质灾害不但会对公路施工造成严重影响,还会对人民的生命财产安全构成威胁。
1、滑坡灾害。所谓滑坡主要是指露肩的斜坡掩体由于受到重力的影响而出现整日向下滑动的现象。我们可将其成因概括为以下几方面:
(1)地质条件因素:滑坡通常情况下是由滑滑坡壁、滑动面、滑坡体等几部分构成,不同的滑坡规模会造成不同的破坏,大型的滑坡会造成公路严重损坏,河道阻塞、水库淤积等现象,从而造成了严重的经济损失和人员伤亡。其具体地址因素表现为由于受到斜坡岩石重力的影响,由于岩体周围的土质过于松散,加之坡面较陡、水流侵蚀等应影响,从而出现滑坡现象,除此之外,地震也是触发滑坡的重要因素之一。
(2)施工过程中的人为因素:由于在公路工程施工过程中,施工人员由于地址环境保护意识不足,会常常进行不合理的爆破和施工,另外排水工作做得不及时也会导致滑坡现象的形成。
2、崩塌灾害。崩塌灾害主要发生在斜坡的陡峭处,由于受到土体的重力影响,与公路母体之间出现断裂,从而出现滚落崩塌等现象。在公路工程施工阶段,如在进行管道挖方过程中不采取有效的防护措施,很容易出现崩塌现象,通常情况下崩塌现象的出现是没有预见性的,倘若崩塌事故发生很可能导致挖方坑中的施工人员和仪器被埋,或造成坑外的施工人员和仪器坠落到挖方坑中,造成人员伤亡和经济损失。其主要形成因素如下:
(1)地质因素:崩塌现象的形成是由于较大的地质高差和坡度,土壤和岩层等情况出现不同,由于受到重力的影响,导致不同土层和岩层之间出现纵向断裂,从而产生崩塌现象,另外,地震也会直接造成公路工程施工阶段的坍塌现象。
(2)人为因素:在公路施工或改造过程中,由于大量的在坡脚处挖掘土壤或大爆破施工,会直接加大坡度和高差,从而造成崩塌现象。
(3)气候因素:气候上出现物理风化现象会促进崩塌现象的发生,由于其后过于干燥,干旱会导致地区出现较大的温差,促进了岩体的风化,从而造成了岩体强度降低,从而造成了崩塌现象。另外连日的暴雨会对岩体产生侵蚀作用,也会促进崩塌现象的发生。
3、泥石流现象。所谓泥石流现象实质上就是含有大量的泥沙和石块等物质的固体流动现象。泥石流的爆发过于突然,并没有任何预兆,通常情况下都是瞬间爆发,破坏力极强,较大的泥石流现象不但可以摧毁公路,甚至会吞并村庄,毁灭城镇,2010年8月的舟曲泥石流相信大家并不陌生,那一场灾难造成了1500余人遇难,失踪300多人,直接经济损失巨大,在此不便详说。因此,泥石流的危害万万不可轻视。泥石流危害巨大的主要原因在于其剥蚀能力很强,搬运和沉积作用十分强烈。造成泥石流的主要因素有:1、大量的固体碎屑,例如砂石等。2、水条件充足,原因在于谁是你十六中的主要组成部分之一。3、地质条件。一般在山区坡度较大的地段十分容易出现泥石流现象。
除此之外,在公路施工过程中常见的地质灾害还有地面不规则沉降变形、采空区出现塌陷、地面出现裂缝、砂土液化等,这些地质灾害虽然没有上述几种的危害大,但在公路施工过程中,也不可对其小视。
二、公路施工过程中的常见地质灾害防治措施
地质灾害的出现,无论是对施工过程中还是竣工后公路的正式投入使用期间,都具有较强的破坏力,不但影响着公路的正常施工和使用,还会对施工人员和其他人员造成直接的生命财产威胁,因此应加强地质灾害的防护工作。具体地质灾害的防范措施有以下几方面:
1、滑坡的防范措施:(1)在公路工程施工过程中,应对现场的地质情况进行详细的勘察,对容易出现滑坡现象的地段进行重点防护和检测,并尽量减少人为影响,在施工过程中有效地防止滑坡的措施有:及时的排除地表水、进行滑坡易发地段的支挡防护工作等。(2)对地下水和地表水进行及时的排放,以保证坡面康华能力得到增强,从而有效的防治滑坡的发生。
2、泥石流防护措施。主要采取堤坝防护工程,在泥石流已形成的区域建筑V型固床槽,使山体得到稳固,另外还要定期的清理容易产生泥石流的固体碎物,多梯次的修筑拦截提拔,当泥石流发生时,各阶梯堤坝可以对泥石流产生层层阻拦的作用,削弱泥石流的强度。在泥石流易发地点种植大量的植被,通过植被的根基生长来稳固山体。消除泥石流发生的根本条件。
3、崩塌的防治措施:在公路工程施工阶段,应对崩塌易发生的地段进行重点监测,尽量避免坡脚瓦房和大量的爆破,并在容易发生崩塌的地段设立相应的安全警示标语,并对容易造成崩塌的堆积物进行及时的清理。并设置挡土墙和防护钢丝网等设施。
三、对地质灾害的防治提出的几点建议
1、在公路工程施工之前,应对相关地段的地质条件进行详细的勘察,并进行有效的工程规划工作,制定细致的地质勘察计划,并落实。
2、施工过程中应将地质环境保护工作与公路施工工作同步进行。由于公路施工对环境的破坏较大,因此应在施工过程中尽量的减少对环境的破坏,并采取有效的环境环境保护措施,将地质灾害从根本上实施有效防治。
3、建立公路地质灾害防治小组,并通过先进的环境保护技术来加强公路地质灾害的防治工作。使地质灾害防治能力得到有效提升。
4、提高施工人员的地质灾害防范意识。应组织施工人员进行定期的地质灾害防范意识教育讲座,使施工人员在主观意识上充分明确地质灾害防治的重要性。
结束语:
总而言之,地质灾害对公路工程施工环节的影响是十分严重的,这些地质灾害既有相似之处,也有一定的区别,这需要施工单位在进行施工过程中,注意对公路所处的地段进行相应的地质环境保护措施,从而使恶性循环现象有所打破,同时还需要施工单位在施工过程中对地质灾害带来的安全隐患进行及时排除,并对地质灾害可能造成的安全事故进行评估,制定有效的应急预案,以保证公路工程施工阶段顺利进行。
参考文献:
[1]吴桂华.公路工程中常见地质灾害的分析及防治[J].科学之友,2011,(07).
[2]魏强,刘飞.对公路工程中常见地质灾害的分析及防治[J].价值工程,2011,(09).
[3]徐伟,张兵,李翠玲.公路工程常见地质灾害分析[J].学术交流,2008,(06).
最近几年来,随着我国经济的不断发展与进步,我国出现了很多工程建设项目,工程建设项目的难度在逐渐的变大。[1]目前,在我国已出现了许多高边坡的破坏问题,这对于国家财产和人民的生命安全来说是一个巨大的挑战,因此我国应加强对高边坡的认识,科学合理的设计,进行恰当的治理,将边坡失稳导致的损失降到最小化,因此国家应利用大量的资金投入于我国的基础设施,使得设备在运营过程中比较安全,减少质量安全事故的发生频率。
一、常见的高边坡地质灾害的原因分析
在大多数常见的高边坡中,岩层中部都会产生节理裂隙,基本上都为陡倾切割,从而导致岩体的完整性变差。在边坡开挖过程中会产生底部临空的现象,在地下水的持续作用下,造成浅层岩体塌滑失稳。岩体滑坡是一种浅层滑动平面,它的滑动面是层间比较软弱的滑动面。坡体的产生受很多因素的影响,比如坡体的物质组成状况、地下水的活动状态、地质结构以及人类的工程活动都影响着坡体是否会产生。
许多边坡浅层都是在强风的作用下化成岩土的,风化裂隙发育,当岩土破碎之后,岩石就很容易受到腐蚀,经过水的软化作用后,通过地下水入渗,高边坡就会导致失稳。当风力较小时,边坡就会形成纹岩,玻屑凝灰岩受区域构造作用,绿泥石化蚀变非常剧烈,形成了蚀变岩石,岩石呈现为软硬相间,结合程度较差,使得层间结构面易变成滑动面。因为层间结构面容易外倾,形成很小的倾角,便于滑动,在坡面施工之后形成临空面从而更加容易使滑动面遭受破坏。滑坡发生的主要原因是在施工期产生的雨水以及地表水等入渗结构面,使结构面变得,从而大大降低了结构面上土体的受压值。
二、边坡失稳破坏的主要形式
传统的设计思想认为,对于路堑边坡,当选用恰当的边坡坡率后,边坡就会变得稳定,只需对其辅以一定的挡护工程就能使边坡持久稳定。但在实践过程中,它适合于地质破坏作用较小的硬质岩边坡。对于土质边坡和软质边坡很难维持自动稳定的状态。[2]常见的破坏类型归纳如下:
(一)风化岩石边坡的破坏
岩体的结构、层面、岩性和层面中的填充物的风化导致岩石边坡受到变形破坏。其主要的破坏形式有:顺层滑坡、顺节理面变形、切层倾倒破坏等。
(二)土质边坡
由于坡积、残积红粘土大多数具有弱膨胀性,所以在干湿循环作用下,它的强度会逐渐降低。该种类型的边坡稳定性很差,很容易导致边坡失稳,从而造成变形。
三、高边坡治理常用的治理措施
对于高边坡的治理措施是多种多样的,可利用传统的方法,也可以利用先进的技术方法对其进行治理。传统的方法有减重卸载、支挡工程和截排水等。在治理过程中,通常是二者相互结合,建立一套高效的综合治理方法。
1、抗滑桩
通过在滑坡体上挖孔设抗滑桩,桩身必须镶嵌固定在滑动带以下的稳固地层之内,目的是为了免除因大开挖,从而破坏滑坡体的整体稳定性,抗衡滑坡体的下滑力。使用预应力锚素抗滑桩可以降低工程造价的成本,节约水泥以及钢材等资源的浪费,提高经济效益,因为该种抗滑桩悬臂受力状态良好。[3]由于一般的抗滑桩在使用过程中容易产生变形,而在前缘处或者是滑坡体上不准发生较大变形的情况,所以这大大降低了抗滑桩的使用范围。预应力锚素抗滑桩属主动式受力结构的范畴,当锚素在桩头施加预应力后,它就可以根据需要主动的控制滑坡的变形量。
2.排水措施
排水措施包括两种形式,分别是地表水排水和地下水排水。地下水排水是为了将滑坡区上游的水排出其它区域,使它不流入滑坡区,对于滑坡区里面原有的水,则通过人工挖沟将它派出去;通过地下排水,可以降低地下水位,降低滑带上面的间隙位置的水压,从而提高抗剪强度。
3.灌浆加固
为了加固坡体,在开挖边坡之前,应该事先在自然地坡面上打孔注入泥浆。考虑到难以对灌浆的效果进行评估,所以一般将其作为一种辅助工程。
四、灾害治理对策
(一)加强地质灾害的勘察工作
在对公路的可行性进行研究、设计施工图以及初步设计阶段应当大力加强地质灾害的勘察工作。对于线路的地质特点,特别是地质路段比较窄的地方,应编制关于如何防止和治理地质灾害的整体策略和实施计划。
(二)完善工程设计
1.防止和治理的前提条件就是查明灾害险情,通过地质灾害的防治来控制地质和改造地质。[4]在发生地质灾害、对工程进行总体的布置以及结构设计时,都要根据地质灾害的发展状况为依据对其采取防治措施。在进行工程设计时,可以根据大多数地质剖面对致害地质的作用性质、变形机制、危险程度以及地质环境条件等情况对发生的危害进行预测和评估。
2.通过对许多方案进行比较之后选择出工程防治方案,其选择的依据是技术的可行性、地质治理的有效性和经济合理性,通过对这三者综合考虑,选择出最优方案。在设计地质灾害工程时,必须明确工程目标,其中工程目标包括安全目标和形象目标。对于重大地质防治工程需要对其可行性进行科学合理的论证,在必要情况下,还可以进行工艺试验,从而提高操作的有效性。
(三)加强地质灾害监测工作
1.普及地质灾害知识。对参与工程建设的相关工作人员,应对其进行地质灾害知识教育培训,加强对地质灾害的认识。使他们了解地质灾害防治工程技术的标准、地质灾害防治效益评估的标准等技术标准,同时让他们学习和掌握有关最基本的地质知识。
2.建立监测体系。当出现建设工程的地质区域产生不良现象时,应根据所观察到的结果,确定相关人员对其加强监测、及时预报重点,做好施工、设计、养护等各个环节的链接工作,从而减少地质破坏。[5]一般的地质灾害通常发生在汛期,考虑到人类活动、地质条件的不断变化问题以及降雨情况,在每年的汛期前都应进行周期性的检查,对地质容易造成伤害的区域重点监测,汛后及时的复核,有效的掌握灾害体的变化,提高预报的正确性和有效性,从而防止因地质灾害造成质量安全事故,导致经济损失。
结语
高速公路是一种带状物,在运输过程中,它跨域的区域比较广,路堑高边坡所处在的工程地质条件比较复杂、形式多样化。所以,在设计工程项目时,应根据地质条件、采用合理的排水、防护措施,提高施工的质量水平。同时,考虑到岩土工程具有许多不确定的因素,所以在对边坡进行设计时,应采取动态设计方法。在进行各项工程建设设计以及施工时,应加强工作人员对地质的保护意识,减少对地质造成不必要的破坏。
参考文献:
[1]巨能攀,赵建军,邓辉等.公路高边坡稳定性评价及支护优化设计[J].岩石力学与工程学报,2009,28(6)