发布时间:2023-10-07 17:37:47
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3、地面塌陷是在地表岩、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。主要是由外在原因造成的,并不能减轻其对公路造成的伤害,而且其伤害较大。
4、泥石流在山区特有的一种自然现象。它是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。也是公路常见的地质灾害之一。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。 二、公路工程中常见地质灾害的分析 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。埋桩法在地质灾害来临的时候,最适合进行对地质的观测。埋桩法适合对崩塌、滑坡体上发生的裂缝进行观测。在斜坡上横跨裂缝两侧埋桩,用钢卷尺测量桩之间的距离,可以了解滑坡变形滑动过程。对于土体裂缝,埋桩不能离裂缝太近。此方法便于测试地质灾害的来临。埋钉法。在建筑物裂缝两侧各钉一颗钉子,通过测量两侧两颗钉子之间的距离变化来判断滑坡的变形滑动。这种方法对于临灾前兆的判断是非常有效的。上漆法。在建筑物裂缝的两侧用油漆各画上一道标记,与埋钉法原理是相同的,通过测量两侧标记之间的距离来判断裂缝是否存在扩大。贴片法。横跨建筑物裂缝粘贴水泥砂浆片或纸片,如果砂浆片或纸片被拉断,说明滑坡发生了明显变形,须严加防范。与上面三种方法相比,这种方法不能获得具体数据,但是,可以非常直接地判断滑坡的突然变化情况。在地质灾害来临的时候,我们常用以上方法来进行测试,来预防地质灾害的来临。 崩塌、滑坡防治的基本方法主要是各种加固工程如支档、锚固、减载、固化等,并附以各种排水(地表排水、地下排水)工程,其简易防治方法是用粘土填充滑坡体上的裂缝或修地表排水渠。泥石流灾害防治的基本方法是工程设计和施工中要设置完善的排水系统,避免地表水入渗,对已有塌陷坑进行填堵处理,防止地表水注入。因为消除和减轻地表水和地下水的危害滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。应建立危险性评估:通过各种危险性要素体现,分为历史灾害危险性和潜在灾害危险性。根据历史经验来进行判断。灾害危险性是指已经发生的地质灾害的活动程度,根据灾害活动强度或规模、灾害活动频次、灾害分布密度、灾害危害强度。根据以上的活动来进行预测,降低其危险性。
三、对公路工程中常见地质灾害的防治 高速公路建设质量管理及安全生产方面存在的问题:
(一)公路干线灾害防治工作目标 (二)公路干线灾害防治主要任务
结合近年来特别今年以来公路水毁、震毁的灾害发生情况,依托路面大中修工程、危桥改造、公路灾毁修复工程和安保工程实施工作,以增设和完善试点路段的灾害防护设施为重点,推广科研成果,采用成熟的工程措施,对公路边坡、路基、桥梁构造物和排(防)水设施进行综合处治,全面提高公路防灾能力。具体包括:
1、全面系统的调查分析试点路段公路灾害的成因,科学拟定合理的防治措施。
2、加强日常养护管理,完善、修复各类排导设施,及时检修防洪设施,以预防和减小自然灾害对公路设施的损毁。
3、清理、疏通桥涵的泄洪通道,增设必要的调治导流设施,增强公路桥涵构造物的抗洪能力。
4、全面修复已损毁的挡墙、护坡、石笼、驳岸等公路防护设施。
5、整治或加固易发生崩塌、滑坡、滚石、冲蚀、冲刷、泥石流等灾害损毁的公路上、下边坡和路基。
6、顺应洪水流势,全面整治或完善试点路段的排水系统。
7、探索公路灾害防治工程的处置技术,总结工程实施经验,完善《干线公路灾害防治试点工程技术指南(试行)》(附后)。
二、工作步骤
干线公路灾害防治试点工程涉及因素多、技术要求高,而且多数实施路段位于地形条件复杂的山岭重丘区,实施难度大。各级交通主管部门应按以下步骤,精心组织,周密筹划,确保今年年底前完成试点工作。
(一)调查摸底。收集、分析试点路段发生灾毁的历史数据,查明灾害发生的具置、类型、规模,摸清目前公路设施的抗灾状况。
(二)工程设计。根据调查摸底结果和试点工程的规模、复杂程度等,按照有关标准、规范对试点工程进行详细设计,并对设计方案作充分论证。
(三)组织实施。组织施工单位按设计方案完成试点工程施工。
(四)总结验收。灾害防治试点工程完工后,省级公路管理机构应依据相关规定及时组织验收,并向部提交“灾害防治工程试点工作技术总结报告”。部将根据情况组织抽查。
三、工作要求
(一)高度重视,精心组织,保证试点工作顺利进行。实施干线公路灾害防治工程是交通部门贯彻落实“以人为本”和“可持续”发展理念的重要举措,对于提高我国公路网络的通行保障能力和服务水平具有重要意义。各级交通主管部门要高度重视,切实做到精心组织、周密筹划,确保试点工作的顺利实施。
(二)积极筹措落实配套资金。试点工作所需资金主要由有关地方交通主管部门负责筹集,部给予适当补助。部补资金将纳入安保工程的投资计划下达各地。试点省(区)的交通主管部门应根据工程需要积极筹措落实配套资金,保证及时足额到位,为试点工作提供资金保障。
(三)精心设计,保证工程效果。公路灾害成因复杂、影响因素多,整治工程技术难度大,试点省(区)应针对影响公路设施安全的主要灾害采取“预防为主、防治结合”的综合治理措施,进行专门设计。设计方案应符合 nn40.com 有关技术标准、规范的规定,并充分体现“安全、经济、环保、和谐”的勘察设计新理念。
伴随着公路事业的发展,地质灾害对公路工程的影响日益严重,相关工作人员采取相应的对策,科学的、合理的解决这一问题,从而更好的降低公路工程的总造价,降低或者是避免因地质灾害给施工人员带来生命威胁的发生率。进而更好的促进交通事业的发展,以及我国国民经济的发展。
1、地质灾害概述
一般情况下,地质灾害主要是指崩坍、泥石流及滑坡等,这些地质灾害给当地生态环境及生活居民带来较为严重的影响,严重的会威胁到居民的生命安全,造成巨大的经济损失。
2、地质灾害中崩塌的成因以及相应的防治措施
2.1 地质灾害中崩塌的成因
一般情况下,崩塌主要包含坍陷、坍岸、落石及山崩等类型,且大规模的崩塌会给桥梁、隧道、公路及铁路等带来较为严重的灾害。造成崩塌的原因主要为:
2.1.1气候条件。出现崩塌的基础性条件为强烈的物理风化。基于干旱地区同半干旱地区之间的温度存在显著差异性,因此在悬崖陡坡以及强烈的岩石风化环境中,极易出现崩塌现象。另外冰雪融化、阴雨及暴雨等因素也会导致崩塌现象出现。
2.1.2地貌条件。出现崩塌的基本因素为地貌,其中坡度和高度差为其基本条件。经过相关人员研究,当选用坚硬岩石构成的斜坡大于500或者是600时,即其高差超过50米时,就会出现崩塌现象。
2.1.3地质条件。地质构造或者是岩性也就导致崩塌现象出现。因此,当结构破碎或者是疏松时就会出现崩塌。
2.1.4人为因素。在对公路进行建设或者是改造时,因大量在坡脚采石或者是过度开挖山体边坡,从而削弱坡脚的支持力,进而出现崩塌现象。同时,在岩体破碎处,极易爆破出现崩塌现象。
2.2 针对地质灾害中崩塌现象的防治措施
2.2.1削坡。在修建公路时,应按照一定设计标准,将岩体斜坡上存在危险的斜坡岩体进行爆破。该种做法的主要目的为尽可能使斜坡体的重量降低,同时还可以将表面松散的岩体进行清除,使新鲜岩体表层出来,进而获得理想的、稳定的坡度。此措施不易应用在开挖影响较大及出现强烈岩体破碎的岩体上。
2.2.2喷射混凝土。该种措施具有施工速度快、机械化程度高、技术成熟、适应地形能力强及经济的特点,还可以通过掺加纤维,加强其韧性及强度,其主要是同钢丝格栅、钢筋网或者是锚杆等相结合,具有较高的承载能力。除此之外,喷射混凝土措施可以较好的避免出现地表水下渗现象,进而显著提高边坡自身的稳定性。与此同时,喷射混凝土措施,会破坏岩坡周围的环境以及自然景观等,造成该种现象的主要原因为喷射混凝土具有封闭性的特点,从而使坡面上原本具有的植被遭到严重供的破坏。
3、地质灾害中的泥石流的成因以及相应的防治措施
3.1 地质灾害中泥石流的成因
造成泥石流现象出现的因素主要为以下几种,第一、丰富的固体碎屑;第二、大量的水体,该种水体既要有一定的动力,而且还需要泥石流等重要的组成部分;第三、适宜的地貌。
3.2 针对地质灾害中泥石流现象的防治措施
3.2.1生物工程。生物工程措施主要包含以下几方面:
(1)种草。在施工的坡地,应对其植被进行相应的保护,或者是在坡地上种植适量的植被,这样不仅可以增加地表的覆盖率,还可以降低侵蚀对土壤的破坏,减少或者是避免冲沟现象的发生,进而可以有效的防止泥石流现象的出现;(2)农业。在施工地,应合理利用土地,对农作物的种植方式进行改良,通过对耕作条件的改善,使农业结构得到较好的调整,避免出现水土流失现象,进而有效的遏制泥石流灾害的发生;(3)林业。相关工作人员依据施工地的具体情况,采取与之相应的造林育林措施,从而有效的提高森林的覆盖率,减少泥石流灾害发生率。
3.2.2土建工程措施。(1)建立排导槽。排导槽的主要作用为顺利的将泥石流排泄到相应的地区,进而使保护对象得到相应的保护。并且排导槽具有结构简单、功能可靠及经济效益显著的优点,因此,其为防止泥石流的重要工程结构;(2)建构拦砂坝。拦砂坝主要是建构在泥石流出现的流通区或者是其中下游的一种具有永久性特点的工程。其具有拦蓄泥砂、调节流速及流量的作用,可显著降低泥石流带来的危害性。
4、地质灾害中的滑坡的成因以及相应的防治措施
4.1 地质灾害中滑坡的成因
4.1.1地质地貌因素。造成松散岩类构成斜坡破坏的主要因素为滑坡。当陡崖或者是高陡山坡中的土体及岩于松散或者是不稳定情况时,滑坡灾害极易出现。除此之外,河水侵蚀较为强烈的凹岸陡坎地段为滑坡灾害出现的高发区。
4.1.2降水及地下水因素。降水及冰雪融水均会使地下水的水位提高,从而使土壤出现饱和或者是液化现象,这种现象出现,为滑坡灾害的发生提供较为便利的条件。
1 公路工程中常见地质灾害概述
①滑坡:主要在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。这种地质灾害在公路工程中容易出现,比较容易产生,主要是因为其地质原因形成的。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。如果在公路中出现崩塌,其实是很难处理的,会造成人员伤亡。③地面塌陷是在地表岩、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。主要是由外在原因造成的,并不能减轻其对公路造成的伤害,而且其伤害较大。④泥石流在山区特有的一种自然现象。它是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。也是公路常见的地质灾害之一。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。
2 公路工程中常见地质灾害的分析
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。埋桩法在地质灾害来临的时候,最适合进行对地质的观测。埋桩法适合对崩塌、滑坡体上发生的裂缝进行观测。在斜坡上横跨裂缝两侧埋桩,用钢卷尺测量桩之间的距离,可以了解滑坡变形滑动过程。对于土体裂缝,埋桩不能离裂缝太近。此方法便于测试地质灾害的来临。埋钉法。在建筑物裂缝两侧各钉一颗钉子,通过测量两侧两颗钉子之间的距离变化来判断滑坡的变形滑动。这种方法对于临灾前兆的判断是非常有效的。上漆法。在建筑物裂缝的两侧用油漆各画上一道标记,与埋钉法原理是相同的,通过测量两侧标记之间的距离来判断裂缝是否存在扩大。贴片法。横跨建筑物裂缝粘贴水泥砂浆片或纸片,如果砂浆片或纸片被拉断,说明滑坡发生了明显变形,须严加防范。与上面三种方法相比,这种方法不能获得具体数据,但是,可以非常直接地判断滑坡的突然变化情况。在地质灾害来临的时候,我们常用以上方法来进行测试,来预防地质灾害的来临。
崩塌、滑坡防治的基本方法主要是各种加固工程如支档、锚固、减载、固化等,并附以各种排水(地表排水、地下排水)工程,其简易防治方法是用粘土填充滑坡体上的裂缝或修地表排水渠。泥石流灾害防治的基本方法是工程设计和施工中要设置完善的排水系统,避免地表水入渗,对已有塌陷坑进行填堵处理,防止地表水注入。因为消除和减轻地表水和地下水的危害 滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。应建立危险性评估:通过各种危险性要素体现,分为历史灾害危险性和潜在灾害危险性。根据历史经验来进行判断。灾害危险性是指已经发生的地质灾害的活动程度,根据灾害活动强度或规模、灾害活动频次、灾害分布密度、灾害危害强度。根据以上的活动来进行预测,降低其危险性。
3 对公路工程中常见地质灾害的防治
高速公路建设质量管理及安全生产方面存在的问题:①施工材料不规范、进度管理不科学、制度不完善。在我国公路建设存在施工材料不规范等许多问题,在很多高速公路使用的碎石仍然是(特别在赶工期时)从多个不同的小沙石场收集来的,很不规范。需多公路的建设因质量问题高速公路出现路基路面的早期损坏,使高速公路达不到其应有使用性能。那些碎石往往是适应房屋及其他建筑方面的需要或一般等级公路需要,用在高速公路上会产生潜在质量隐患。因为其偷工减料,质量根本没法保证。赶进度,搞献礼,粗制滥造;或是层层承包,克扣经费,偷工减料,没有合理工期。导致工期进度缓慢,质量不能保证等一些原因的出现。②缺乏安全生产教育。安全意识是安全隐患的关键,许多灾害都来自于安全意识的缺乏。而当前高速公路建设过程中,安全生产教育方式非常单一,并没有形成立体交叉的安全生产教育渠道。导致许多人的生产意识下降,生产能力低。③监督机构落实不完善。全生产机构制度不健全已成为安全生产监管工作中的一个弱点,许多地方无法形成省、市、县三级安全生产监管体系,也无法为安全生产工作提供有效的组织保障。导致安全生产降低。如何对自然灾害进行防治是现在我们所要做的,主要是将公路的地质灾害的几率降到最低。首先,先要将建立完善的预警系统。工程建设过程中及建成后,应加强对公路边坡及后山斜坡的巡查和监测。可采取悬挂“警示牌”、布置监控等措施,作一定程度的预警预报。对即将到来的灾害,要有完善的措施,对待即将到来的灾害。其次,对即将到来的灾害,要有有效的措施,来进行预防。“以防为主、防治结合、全面规划、综合治理”的原则,根据天气以及即将到来的强对流天气的规律和活动强度,应严禁乱砍滥伐、乱采乱挖、乱堆乱倒等不良行为;多种植树木,降低地质灾害的侵袭。最后,对即将实施的公路,我们要建立有效的系统,在施工过程中,要根据施工的地形,充分的考虑其施工地形中愿意出现的地质灾害,最大可能的降低其危害性。避免地质灾害的发生。在可能引发地质灾害或者可能遭受地质灾害危害的建设工程,应当配套建设地质灾害治理工程。配套的地质灾害治理工程未经验收或者经验收不合格的,主体工程不得投入生产或者使用,以免地质灾害的发生。
参考文献
目前,我国公路建设正处于快速发展的重要时期,特别是高速公路建设,迎来了大建设、大发展的集中攻坚时期。随着建设规模的不断扩大,高速公路建设由过去平原、浅丘地区向山岭重丘及高原、高海拔地区延伸,一些高速公路建设项目已经进入地质灾害频发的山区。本文以四川省映秀至汶川高速公路(以下简称“映汶高速公路”)为例,分析探讨项目所处区域的地质灾害类型、防治措施等。
1 工程概况
映汶高速公路起于都江堰至映秀高速公路龙溪隧道出口,经映秀、银杏、桃关、草坡、绵、玉龙,止于汶川县城南凤坪坝,全长48.27公里,采用双向四车道,设计速度80公里/小时,桥隧占路线总里程的76.3%,项目概算总投资约49.91亿元。映汶高速公路先期启动工程映秀隧道于2009年5月9日开工,主体工程于2009年12月全面动工,至2012年11月顺利完成建设并通车。
2 自然及地质环境条件
映汶高速公路地处地震极重灾区,位于龙门山断褶带、北川~映秀断裂带及茂汶断裂带上。龙门山构造带受青藏高原与四川盆地强烈挤压,迄今仍处于活动状态。从宏观上来看,该地区是我国乃至全球山脉中地形陡度最大区带之一,处于我国第一地形台阶与第二地形台阶的转折地带,在100km的范围内,高差可达5000多米,形成高山陡谷,由于强烈的地质活动对山区高陡斜坡的巨大影响,极易触发大量高速远程滑坡,在山顶上的放大作用非常显著。该地区水系密集,主要有岷江、沱江、嘉陵江等水系,均为山区河流,坡陡谷深,相对高差极大。上述水系与龙门山构造带关系极为密切,同时也为触发滑坡、崩塌、泥石流等大型地质灾害提供了客观条件。
特别是“5.12”汶川特大地震发生后,映汶地区正处于龙门山构造断裂带中心区域,由地震引发的大量崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害最严重。由于余震及次生灾害频发(据统计,从2008年12月至建成通车,共发生余震上万次,其中3.0级以上的余震达161次),导致边坡堆积大量危石和松散体,为泥石流、滑坡等地质灾害的发生提供了大量危险物源,公路工程施工建设安全风险控制与管理难度极大。
3 地质灾害类型及评估
该区内发育的地质灾害类型主要为崩塌、泥石流、滑坡和堰塞湖,且以崩塌、泥石流为主,具有规模大、数量大、分布广、种类多、随机性大、防治困难的特点。
地质灾害具有一定的空间分布规律,主要与地形地貌、地层岩性、地质构造等因素有关。按地形地貌分段,受“5.12”地震及暴雨的影响,区内地质灾害主要集中在中下游映秀~草坡大桥段 “V”字形峡谷区,灾害252处,其中下游映秀~罗圈湾段122处,分布密度约8处/km;中游罗圈湾~草坡大桥段130处,分布密度约11处/km。而上游草坡大桥~汶川段“U”字形宽谷区,灾害132处,分布密度不足5处/km。
按地层岩性分段,在“5.12”地震及暴雨的影响下,评估区地质灾害主要集中在元古界晋宁~澄江期岩浆岩映秀镇~绵镇段,灾害305处,约占总数的80%,分布密度约8处/km;古生代变质岩系绵镇~汶川县段,灾害79处,仅约占总数的20%,分布密度约4处/km。
按地质构造分段,构造线的延伸方向与灾害点的空间展布方向近于一致,且离构造线距离越近分布的灾害越多,规模越大,地质构造对地质灾害的发生影响很大。受5.12地震及暴雨的影响,评估区地质灾害主要集中在映秀断裂段,灾害252处,约占总数的65%,分布密度约9处/km;而茂汶断裂段发育灾害132处,不足总数的35%,分布密度不到5处/km。
4 防治措施
4.1 动态地质灾害调查
一方面,通过航空遥感解译总体调查沿线灾害情况,确定灾害点位置,便于做出相应紧急应对措施。另一方面,通过地面调查对公路周边地质灾害隐患状况进行逐点复核,深入排查潜在隐患。
4.2 地质灾害防治工程措施
充分利用已有工程,节省投资、缩短工期,采用“绕避、穿越、拦挡、治理”的综合处治方法:采用明洞方案将滚石及泥石流由洞顶直接导入岷江;采用挂网喷锚封闭岩土体松散、破碎的坡面,防止发生飞石;采用拦石墙加被动网等防护措施对坍塌体进行防护;隧道进口设置钢棚洞阻挡仰坡上面掉落的小型危石;修筑拦石坝、排导槽、防护堤坝等疏导或阻拦泥石流;采用动态设计优化路线规避地质灾害隐患地区;设置桥梁墩柱防撞钢套筒和梁体防落链;采用“全工序同步施工法”以及超前地质预报等防治隧道岩爆等。
4.3 建设管理措施
一是全线推行“一法三卡”安全管理模式。“一法”即事故隐患和职业危害监控法;“三卡”是指安全检查提示卡、危险源点警示卡(事故隐患和职业危害监控卡)、有毒有害化学物质信息卡。这是一项全员参与、全员防范、全员监督、全员管理的安全管理与劳动保护工作的新模式。
二是认真开展安全隐患排查治理,加强实时动态管理。
三是做好相应应急预案,开展汛期、防坍塌等演练,抓好交通干线抢通保通工作。
5 小结
地质灾害不可避免,但最重要的是灾害发生前的预警、预防和后续的科学合理的处治措施。通过科学合理的工程与管理措施,上述风险和隐患,在一定范围内是可以加以控制和防范的。
【参考文献】
[1]章勇武,马慧民.山区高速公路滑坡与高边坡病害防治技术实践[M].北京:人民交通出版社,2007.
[2]李志平.论西部公路建设的环境地质灾害及工程对策[M]. 北京:人民交通出版社,2002.
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).
近年来,随着我国经济快速发展,公路建设也得到了快速发展。一条公路的修建常常需要跨越不同的地貌单元,会遇到各种各样复杂的地质问题,如崩塌、滑坡、泥石流、岩溶等特殊的地质灾害。了解各种地质灾害的成因对于公路建设具有重大意义,及时预防各类地质灾害有助于减少损失。
1.公路工程中常见地质灾害
1.1滑坡。主要在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。这种地质灾害在公路工程中容易出现,比较容易产生,主要是因为其地质原因形成的。
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。如果在公路中出现崩塌,其实是很难处理的,会造成人员伤亡。
1.3地面塌陷是在地表岩、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。主要是由外在原因造成的,并不能减轻其对公路造成的伤害,而且其伤害较大。
1.4泥石流在山区特有的一种自然现象。它是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。也是公路常见的地质灾害之一。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。
2.公路工程中常见地质灾害的分析
(1)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。埋桩法在地质灾害来临的时候,最适合进行对地质的观测。埋桩法适合对崩塌、滑坡体上发生的裂缝进行观测。在斜坡上横跨裂缝两侧埋桩,用钢卷尺测量桩之间的距离,可以了解滑坡变形滑动过程。对于土体裂缝,埋桩不能离裂缝太近。此方法便于测试地质灾害的来临。埋钉法。在建筑物裂缝两侧各钉一颗钉子,通过测量两侧两颗钉子之间的距离变化来判断滑坡的变形滑动。这种方法对于临灾前兆的判断是非常有效的。上漆法。在建筑物裂缝的两侧用油漆各画上一道标记,与埋钉法原理是相同的,通过测量两侧标记之间的距离来判断裂缝是否存在扩大。贴片法。横跨建筑物裂缝粘贴水泥砂浆片或纸片,如果砂浆片或纸片被拉断,说明滑坡发生了明显变形,须严加防范。与上面三种方法相比,这种方法不能获得具体数据,但是,可以非常直接地判断滑坡的突然变化情况。在地质灾害来临的时候,我们常用以上方法来进行测试,来预防地质灾害的来临。
(2)崩塌、滑坡防治的基本方法主要是各种加固工程如支档、锚固、减载、固化等,并附以各种排水(地表排水、地下排水)工程,其简易防治方法是用粘土填充滑坡体上的裂缝或修地表排水渠。泥石流灾害防治的基本方法是工程设计和施工中要设置完善的排水系统,避免地表水入渗,对已有塌陷坑进行填堵处理,防止地表水注入。因为消除和减轻地表水和地下水的危害 滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。应建立危险性评估:通过各种危险性要素体现,分为历史灾害危险性和潜在灾害危险性。根据历史经验来进行判断。灾害危险性是指已经发生的地质灾害的活动程度,根据灾害活动强度或规模、灾害活动频次、灾害分布密度、灾害危害强度。根据以上的活动来进行预测,降低其危险性。
3.公路建设质量管理及安全生产方面存在的问题对地质灾害影响和防治
3.1高速公路建设质量管理及安全生产方面存在的问题。
3.1.1施工材料不规范、进度管理不科学、制度不完善。在我国公路建设存在施工材料不规范等许多问题,在很多高速公路使用的碎石仍然是(特别在赶工期时)从多个不同的小沙石场收集来的,很不规范。需多公路的建设因质量问题高速公路出现路基路面的早期损坏,使高速公路达不到其应有使用性能。那些碎石往往是适应房屋及其他建筑方面的需要或一般等级公路需要,用在高速公路上会产生潜在质量隐患。因为其偷工减料,质量根本没法保证。赶进度,搞献礼,粗制滥造;或是层层承包,克扣经费,偷工减料,没有合理工期。导致工期进度缓慢,质量不能保证等一些原因的出现。
3.1.2缺乏安全生产教育。安全意识是安全隐患的关键,许多灾害都来自于安全意识的缺乏。而当前高速公路建设过程中,安全生产教育方式非常单一,并没有形成立体交叉的安全生产教育渠道。导致许多人的生产意识下降,生产能力低。
3.1.3监督机构落实不完善。全生产机构制度不健全已成为安全生产监管工作中的一个弱点,许多地方无法形成省、市、县三级安全生产监管体系,也无法为安全生产工作提供有效的组织保障。导致安全生产降低。
3.2如何降低公路地质灾害的发生几率。如何对自然灾害进行防治是现在我们所要做的,主要是将公路的地质灾害的几率降到最低。
3.2.1先要将建立完善的预警系统。工程建设过程中及建成后,应加强对公路边坡及后山斜坡的巡查和监测。可采取悬挂“警示牌”、布置监控等措施,作一定程度的预警预报。对即将到来的灾害,要有完善的措施,对待即将到来的灾害。
3.2.2对即将到来的灾害,要有有效的措施,来进行预防。“以防为主、防治结合、全面规划、综合治理”的原则,根据天气以及即将到来的强对流天气的规律和活动强度,应严禁乱砍滥伐、乱采乱挖、乱堆乱倒等不良行为;多种植树木,降低地质灾害的侵袭。
3.2.3对即将实施的公路,我们要建立有效的系统,在施工过程中,要根据施工的地形,充分的考虑其施工地形中愿意出现的地质灾害,最大可能的降低其危害性。避免地质灾害的发生。在可能引发地质灾害或者可能遭受地质灾害危害的建设工程,应当配套建设地质灾害治理工程。配套的地质灾害治理工程未经验收或者经验收不合格的,主体工程不得投入生产或者使用,以免地质灾害的发生。
参考文献
一、路面推移、壅包、波浪
(一)、发生原因
路面的推移、壅包、波浪是水电工程中沥青路面常见的病害之一,其产生的原因一般与基层施工质量、透油层洒布质量、超载车辆比重加大、沥青混合料性能不良等因素有关。在沥青混凝土路面铺筑前,由于基层表面清扫不干净、透层油洒布不均等都会容易造成沥青面层和基层粘结不良。沥青面层建成运营后在大量行车荷载(超载车辆)作用下,由于与基层粘结不良特别在沥青面层施工接缝处开始产生推移,随着时间增长,轮迹带两侧会产生壅包,甚至会出现由于推移而造成的严重裂缝。另由于水电工程道路一般修建于河川峡谷处,道路弯道较大、较多,在电站建设过程中,施工车辆超载、超速现象较为普遍且不容易控制,因此导致该病害在水电工程道路上极易发生。
(二)、预防措施
1.规划设计时综合考虑。在允许范围内,增加桥梁、涵洞以及土石方开挖量,尽量考虑降低弯道弧度,减少弯道,特别是连续弯的道设计。
2. 加强路面基层施工质量,提高基层平整度。沥青面层铺筑前透层油的洒布尤为重要,透层油洒布前首先必须认真清扫基层表面浮土及杂物并且保证透层油洒布的均匀性和设计用量,提高基层与面层的粘结力。
3.加强电站车辆管控。与当地交通主管部门积极联系,在进站口和沿线道路、桥梁设置限速、限载标志,加强施工单位的车辆交通教育,加大查处及处罚力度。
(三)、治理措施
及时安排道路养护人员对病害部位面层进行切除,可根据现场实际情况适当扩大切除面积,清理基层表面、均匀洒布透层油,铺沥青混凝土并进行充分压实、养护。在病害高发、频发路段前后,可安装安全减速装置。
二、路面裂缝
(一)、发生原因
裂缝是路面的高发病害,裂缝主要有纵向裂缝和横向裂缝两种,诱发因素较多,一般分为内因和外因。纵向裂缝的产生主要是由于地基和填土在横向不可避免的不均匀性所造成的,特别是在旧路基拓宽地段,由于土质台阶处理不规范、分层填筑厚度及压实度控制不严,尤其在有表面水渗入的情况下,这些地段往往是纵向裂缝的高发区。 和纵向裂缝一样,横向裂缝也是不可避免的。横向裂缝的产生往往是由于温度应力的作用而产生的疲劳裂缝。这种温度裂缝往往起始于温度变化率最大的表面并很快向下延伸,并随着时间增长造成沥青或混凝土老化,面层的抗裂缝能力逐年降低,温度裂缝也随之增加。面层裂缝一旦发生冲刷、就会产生以缝为中心的下陷形变,同时引起裂缝两侧产生新裂缝甚至碎裂破坏。
另外施工原因、材料原因、超荷载原因等都可能造成路面裂缝的产生。
(二)、预防措施
施工过程中质量控制。这是裂缝生成的最主要控制方法,就水电工程而言,在土方开挖阶段就要进行严格管控。
路基质量的控制,路基压实质量要求达到规定的压实度值和弯沉值,保证路基有足够的,均匀的强度;排水设施应完善,并要充分考虑地下水对路基稳定的影响;路基填筑中,不同种类的土壤应分层填筑,避免土壤类型在路基上突变造成沉降不一致,影响路面板结构性能;对于填挖交界,半填半挖结合处应按路面板的要求进行特殊设计,施工中要对路槽以下部分进行处理。
路基挡护物质量控制,路基挡护物一般为浆砌石挡墙、毛石挡墙及混凝土挡墙,施工时应严格控制地基承载力、施工材料、挡墙尺寸及工人操作规范。
路面基层及面层质量控制,基层及面层除应按照国家相关技术规范管控施工外,沥青混凝土路面施工时为减少裂缝的发生率,应严格控制填料的均匀性和压实度,选用优质沥青也会明显减少裂缝的产生。混凝土路面施工时较好的摊铺、振捣工艺,以及温度控制、后期养护也能有效的减少使用过程中裂缝产生。
(三)、治理措施
对已产生的裂缝应及时封闭,防止病害的扩大及加重,对于混凝土路面裂缝一般采用水泥砂浆灌缝、封闭。对于缝宽在2mm以内的沥青混凝土裂缝,可接沿裂缝涂刷少量稠度较低的沥青;对于缝宽在2mm~5mm的裂缝,将稠度较低的热沥青灌入缝内,填入干净石屑或粗砂,捣实并清除缝外的沥青与石屑;对于缝宽在5mm以上的裂缝,应清除已松动的裂缝边缘,然后用热拌沥青混合料填入缝中,捣实,缝内潮湿时应采用乳化沥青混合料。上述方法可以治理一般的面层裂缝,但因路基或水稳层断裂而产生的裂缝,则要将其拆除,观察后再视情况进行具体处理。
三、路基沉陷
(一)、发生原因
道路上的路基的沉陷原因有很多,其中包括设计缺陷、地质原因、气候原因及施工原因等多方面,本文主要就水电工程道路沉陷其特殊原因进行分析。首先,在电站建设中后期蓄水时,由于水位抬高,地下毛细水上升的浸湿作用加剧,其次,道路沿线地质条件复杂,常会有未经勘探发现的溶洞、断层等地质隐患,库区内水位变化对地质影响较大,再加上车辆荷载造成的振动会随路面、路基的刚度增加而向下更深的传递,甚至可传递到填土以下的原地面土层内而造成压缩变形。上述几方面综合因素,造成了水电工程路基沉陷的周期性长、可预见难度大等特点。
(二)、预防措施
1.加强前期勘察工作。对电站公路的地质勘察、土质分析应高度重视,并应在全路段范围内普遍进行,尤其是在地质不良路段应视为重要工点加强勘探,较早发现溶洞、断层等潜在地质隐患,在设计阶段就做出规避措施。
2.提高路基高度。在设计阶段适当提高路基填筑高度,增大路基边缘与地表或地下水位间的距离以降低毛细水向上迁移的数量,从根本上避免沉降。
3.施工过程中质量控制。除了本文第二章节中列出的质量控制措施,预防路基沉降在施工过程中尤其要注意对路基填充压实的控制。
4.正确排水,加强排水设施的维护工作。在设计及施工过程中,要注意排水沟、边沟、涵洞的正确布置及施工质量,在投入运营后应加强路基排水,保证排水设施的完善,以确保路基干燥。
(三)、治理措施
路基沉陷的治理措施根据实际情况多种多样,在水电工程中发生了路基沉陷,最常见的处理方法列举以下几种方案。
1.路基改线:在原沉陷路基内侧进行土方开挖,根据地质情况设置挡护设施,将原路基向山体内侧进行位移,该方案在路面整体沉降的情况下较为适用。
2.打桩法:将沉陷路面进行清理后,按梅花形布置桩位,打到稳定层后下钢筋桩并注浆,回填土石方,稳定充分后进行路面修复,该方案在路面半幅塌陷且地质情况良好的情况下较为适用。
3.卸荷板法:拆除原有路面,对路基进处理后在原路面范围内浇筑钢筋混凝土卸荷板,铺设路面,该方案在路面小幅塌陷,且路基尚完整的情况下较为适用。
4.架设桥梁:在沉陷路面两侧架设永久性桥梁,该方案造价高且见效慢,仅在路面沉陷严重,地质条件复杂无法实施改线方案的情况下适用。
四、其它易发灾害
(一)、发生原因
崩塌、滑坡、泥石流是水电工程中常见的道路易发灾害,在水利水电工程道路施工过程中,大量机械施工对地面产生扰动,用地范围内地表植被破坏较大,施工中路基高填、路堑深挖产生新的坡面,造成地表形态改变,降雨冲击路基边坡导致产水、产沙,尤其在阴雨连绵的季节,上部山体因雨水入渗加重负荷,底部因路堑失去支撑,极易发生山坡滑塌等灾害。
(二)、预防措施
1.加强地质监测。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,是一种能有效预防道路地质灾害的方式。其常见的监测方式有埋桩法、埋钉法和贴片法。
2.加固工程。道路地质灾害的基本防治方法主要是各种加固工程,如支档、锚固、减载、固化等,利用各种加固方法能够控制边坡的变形及位移。
3.消除和减轻地表水和地下水的危害。道路地质灾害的发生常和水的作用有密切的关系,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,灾害防治的基本方法是工程设计和施工中要设置完善的排水系统,避免地表水入渗,对已有塌陷坑进行填堵处理,防止地表水注入。
(三)、治理措施
在电站工程中,道路地质灾害的治理一般采用综合治理的方式。首先在灾害发生后,在地质情况稳定的前提下,应立即组织抢险保通,保证电站交通动脉的畅通。其次,设置警戒设施,对可能继续发生灾害的部位设置钢筋石笼、被动防护网等临时拦挡设施。第三,对崩塌、滑坡或泥石流进行清理,恢复截水沟、涵洞等排水设施的正常功能,有效排出地表水。最后,分析地质灾害原因,对的地表进行处理。地表的处理方式多样,有喷浆封闭、锚固、主动防护网、绿化固结等,也可以几种方式综合进行治理。
五、结语
随着社会的发展进步,水电工程建设的理念发生了很大变化,当今的电站建设,主体项目的招标前首要就得完成“三通一平”。其次在梯级电站的整体规划中,出于安全环保、节约、统一管理等理念,一部分构筑物和设施是几个电站共用的,沿江公路的建成无疑使得这些规划理念变成了现实。所以,这一电站生命线的畅通就显得尤为总要,结合具体实际对道路的常见病害、灾害原因进行分析,加强对路基沉陷原因机理的认识,提早建立相关防治措施,应急预案,使用有效的方法进行管控,这样才能最大实现电站的经济效益和社会效益。
参考文献:
张东,公路工程常见地质灾害分析,交通建设与管理,2008(6)
聂忠权,路基病害整治,人民交通出版社,2010
周德军,高速公路路基下沉的措施分析,科技创新导报,2008
一、翻浆
1.产生的原因
冬季路基开始结冻,不断向深处发展,上下层形成了温度坡差。在负温区内,土中的毛细水、自由水首先结冻,薄膜水逐渐移向冰晶体而结冻,于是该处土粒周围的水膜减薄而剩余了许多表面能,增加了从水膜较厚的土粒处吸温的能力。土中温度高处的水分便向上移动,补充低温处土粒薄膜水的转移。在正温区内,下层水分向零度等温线附近移动,气态水由于冷处比暖处气压小而移向冰晶体,凝成液态水而结冰;毛细水通过毛细作用上升移向冰晶体,部分冻结,部分转变为薄膜水以补给负温区的水分转移,从而造成大量水分积聚在土基上层。由于气候的变化,零度等温线不断下移,形成一层、两层或多层聚冰层。土基中水分冻结后体积膨胀,由于土质不均匀,便路面冻死或冻胀隆起。
春季气温回升到0℃以上,土基开始解冻,由于路面导热性大,路中的融解速度较两侧快,水分不易向下及两侧排泄,土基上层便呈现过湿状态。当融解到聚冰层时,土层的湿度有时会超过液限。土基承载力极低,在车辆通过时稀软的泥浆便会沿着开裂的路面缝隙挤出或形成较深的车辙和鼓包,此即为翻浆现象。
2.造成土基冻胀与翻浆的条件
1)土质。采用粉性土质做路基,便构成了冻胀与翻浆的内因,粉性土质毛细上升速度快,作用强烈,为水分向上积聚创造了条件。
2)水文。地面排水困难;路基填土高度不足;边沟积水或利用边沟作农田灌渠,路基靠近坑塘;地下水位较高的路段;为水分积聚提供充足的水源。
3)气候。多雨的秋天;暖和的冬天;骤热的晚春;春融期降雨等都是加剧湿度积聚和翻浆现象的不利气候。
4)行车。通行过大的交通量或过重的汽车.能加速翻浆发生。
5)养护。不及时排泄积水,弥补裂缝,会促成或加剧翻浆的出现。
3.翻浆处治措施
路基一们发生了翻浆,可适当地选用下面的方法处治。
1)挖渗水坑
在翻浆路段的中心线上,顺路向每隔4―6m,挖一个圆坑,其直径30―40m,坑深要挖到冻土层以下l0cm左有,以便把融化的冰水引聚到坑内,再加以掏除。适用于土路及粒料路面路段。但要设立交通安全标志,以保行车安全。
2)挖换土
把翻浆路段上的土挖出来,挖到稳定土层,然后把挖出的土摊在路肩晾干再回填。或换铺一层水稳性较佳的上壤。此法适用于翻浆较严重的路段。
3)换铺粒料
挖除稀泥填以碎石、碎砖或炉渣等粒料,表面整平后直接通车,或在下面填一层土,在铺上粒料,垫平后通车。此法也是用于翻浆严重地段。
4)掺石灰
在翻浆路段上,撒铺石灰块,并用木棍或木榔头捣夯,使石灰进入路基里面上,此法可用于土路已经翻浆破坏了的路段。
二、滑坡
滑坡的成因很多,主要由水害引起的。因此,重视导水、排水是防止滑坡的主要措施。1.坍方滑坡的类型主要有:
1)堆积层滑坡。其主要由于地下水引起的;
2)残积层滑坡。由于强烈的化学风化作用,使坚硬的基岩风化成土和碎石而形成的;
3)黄土滑坡。由于黄土对水的不稳定而引起的;
4)粘性土滑坡。水沿裂缝下渗,使土的强度降低而引起的;
5)破碎岩体滑坡。由碎(块)石和粘土混合组成的岩体,失占完整性,且地下水位较多而引起的。
2.滑坡的防治
滑坡的防治主要行以下措施:
1)排水。滑坡体上及以外的地表水,应拦截引离.可采用截水沟,明沟、渗沟等排水构造物;地下水可采用支撑渗沟,边坡渗沟及截水渗沟等措施。
2)减重 。在滑坡体后缘挖除一定数量的滑体,以减小滑体的下滑力,常与其他方法配合使用。减重的弃上,应尽量堆填于滑坡前缘,以稳定滑坡,减重后的坡面,应注意整平、排水及防渗。
3)支挡措施。根据滑坡性质,可采用干砌石垛、重力式防护挡土墙、锚杆及加筋土挡土墙等构造物进行处理。具体可参见挡土墙施工部分的有关内容。
三、崩塌
在比较陡峻的斜坡上,岩体或土体在自重作用下,由高处崩落下来,损坏路基,这种现象称为崩塌。
1.崩塌形成的原因主要有:
1)地形。陡峻的山坡是产生崩塌的基本条件;
2)岩性。节理发达的块状或层状岩石,层后硬岩覆盖在软弱岩层之上的陡壁易发生崩塌;
3)降水。暴雨或久雨之后,水分沿缝隙渗入岩层,降低了岩石裂隙间的粘聚力和摩擦力,增加了岩体的重力而引起崩塌;
4)此外,冲刷、地震和人为外挖也可引起崩塌。
2.崩塌的防治
崩塌的防止措施主要有:
1)拦截构造物。在小型崩塌地段,若基岩破坏严重,可采用落石平台、落石槽、拦石堤、拦石墙等构造物。
2支补构造物。主要防治公路上方的危岩、危石等,应根据地形和岩层情况,采取嵌补、支顶、支护、支撑等构造物进行加固。
四、泥石流
泥石流是一种灾发性的含大量泥砂石块的洪流。泥石流对路基的危害主要是通过堵塞、淤埋、冲刷、撞击等造成的,也可通过压缩、堵塞河路使水位雍升,淹没上游沿河路基,或者迫使主河槽改道,引起对岸的冲刷,造成间接水毁。
1.泥石流的形成主要有以下原因:
1)流域内有丰富的松散固体物质;
2)地形陡峻,沟槽纵坡较大;
3)流域中上游有大量的降雨、急剧消融的冰雪或渠道、水库的溃决;
2.泥石流的防治
1)水土保持措施。在易发生泥石流地区植树造林,平整填洼,修筑截水沟、边坡渗沟等排水工程,设置支挡工程。
2)跨越措施。以桥梁、涵洞、过水路面、明洞、渡槽等形式跨越泥石流区域。
五、高填路堤下沉
高填路堤下沉主要有堤身下沉与地基下陷两种类型,不均匀下沉将造成局部路段的破坏。
1.高填路堤下沉是公路工程主要质量通病之―,其形成原因主要有:
1)工程地质与地形情况所引起;
2)水文与气候情况;
3)路堤填料不符合要求;
4)设计中存在缺陷;
5)未能严格按施工规范进行施上-
2.路基下沉的处治技术
路基下沉一般可用换土复填法、固化剂法、粉喷桩法、灌浆法进行处治。
参考文献:
[1] 公路工程质量检验评定标准JTG F80/1-2004 中华人民共和国交通部
[2]土工合成材料应用技术规范GB50290-98中华人民共和国建设部
0 引言
随着我国国民经济的快速发展,需要拥有一个良好的发展环境,那么道路建设就是一个首要的基础前提。然而,在我国东北地区,由于季冻区的冻土这种特殊工程地质条件,公路建设一直被路基冻害问题困扰着。在季冻区,由于土中水冻结成冰和冻土中冰的再融化成水而使得路基发生冻融等现象,从而使路基受到一定的损伤,其损伤主要表现在冒泥翻浆、道路表面凹凸不平、路面产生较多裂缝、车辙较深类似槽沟状等。冻胀和融沉都将降低路面平整度,甚至可能破坏路面的平整度,这样就会给公路的正常运行带来安全隐患,尤其是给高速公路的正常运行。同时,公路养护费用也大大增加了不少,因此,对路基的冻害的防治以及清除其产生影响的研究是很有价值的研究,也是很有必要的。
1 道路冻害现象的原因
道路产生冻害主要包括四方面因素:
1)路基土:土体均匀与否,冻胀是否敏感以及其他一些工程特性。
2)水:包括地表水和地下水两种。地表水可以使冻土融化过程加快,同时由于地表水的渗入,道路路基土的性质会相应地改变;地下水可以使经过蠕变或者融沉之后的路基土处于湿弱状态。同时在路基冻胀过程中,埋深在1.5m以上的地下水是,水分迁移的补给水源。
3)温度:在寒冷的冬天路面可能产生收缩开裂;由于受气温影响,地温也会有一定的波动性,而地温改变就会改变路基土的一些工程特性。
4)荷载:当外荷载变化时,路基土会产生相应的蠕变和应力松弛变化,从而会冻胀性发生一定的变化。
2 防冻害措施的工程应用
在道路建设具体的实践中,对各种防冻害措施的基本原理进行分析,因地制宜,结合道路建设所在地的工程地质条件,并考虑实际气候条件和水文以及预计道路建成以后的道路交通量状况,在综合分析考虑之后,选择适合该道路的防治冻害的具体方法措施。防冻害的主要措施方法:(1)“置换法”,用非冻害材料置换冻害土;(2)“隔温法”,设置隔温层防治冻害;(3)“稳定处理法”,掺入外加剂使得土体冻结温度降低;(4)“隔水法”,采用没有毛细作用的大粒径颗粒土或者增加隔水材料。
3 “加灰法”改良路基土防冻害性能
从上面的几种方法可以分析出防冻害措施的基本原理,在掌握原理之后,提出一些改善路基防冻害的具体工程措施。当道路路基受到冻害后,可以将这些具体的措施应用到道路改建过程中。本文主要研究将石灰掺入到路基土体中的防治效果,并依托于室内试验,来验证这种方法的可行性。
3.1 含灰量对含水量的影响
接下来将探讨石灰掺入量的多少对路基冻土含水量的改变。从阜新冻胀比较明显的某路段取路基土一定量作为实验材料,试验起初先取石灰的掺入量为10%。20%,30%,进行初步确定,然后再进一步缩小范围。
首先,从化学角度分析土体的含水量因石灰的掺入的改变原因。生石灰(CaO)遇水(H2O)会发生化学反应,反应产物为熟石灰[Ca(OH)2],反应会耗掉一些水。其方程式:
CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) H
因H
3.2 含灰量对密度的影响
由于含水量随着含灰量的增多不断减少,从而土体密度也会产生一定的变化。具体的几个因素:
(1)CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)H
初步确定得不出二者的具体关系,只能暂时知道密度并不是随着含灰量增多而一直减小或者增多的。为了进一步确定密度与含灰量的关系,在把含灰量增加5%,15%,25%,35%。由试验可得(图2):
由试验可以看出,含灰量5%时,密度达到此时的最大值,而10%时密度达到波谷,但并不是最小值,从15%一直到35%,密度一直在减少。因此密度确实不是随着含灰量的增加而不断增加或者减少的,具有一定的不确定性。
3.3 直剪试验和动三轴试验
(1)首先以含灰量10%的路基土做直接剪切试验,以剪切位移为横坐标,剪应力为纵坐标绘制剪应力与剪切位移关系曲线(见图3)。
(2)确定各级压力下的抗剪强度:有峰值以峰值点剪应力作为该级压力下的抗剪强度,无峰值以剪切位移4mm处剪应力作为该级压力下的抗剪强度,由图3可得(表1):
(3)其中横坐标为垂直压力,纵坐标为抗剪强度,以此绘制二者的具体关系曲线,并用曲线求得土的抗剪强度指标粘聚力c、摩擦角?渍值,如图4所示。
由公式?子f =?滓tg?渍+c,易得粘聚力c=2.26kPa,摩擦角?渍满足tg?渍=0.4639,从而进一步可求得?渍=24.90°。
(4)同理,对其他含灰量的路基土做直接剪切试验,可以求出含灰量15%,20%,25%,30%时所对应的抗剪强度指标粘聚力c、摩擦角?渍值。如表2:
由上可知,含灰量一定的条件下,垂直压力的增大,会使得土体的抗剪强度也增大。同时当土体的含灰量增加时,土体的粘聚力值c值也会随之增加,但摩擦角?椎值变化不大。接下来对不同含灰量做动三轴试验,可得到不同含灰量养护前后单轴抗压强度的对比。
由图5可知,在土体中掺入石灰,随着含灰量的增加土的抗压强度并不是一直增加的,大约在25%左右达到最大值。但是养护前后,在含灰量相同的情况下,养护后的掺入石灰的路基土抗压强度明显增大。
4 结语
在我国东北地区,公路路基建设一直受季冻区冻害的困扰。在冻土这种特殊工程地质条件下,由于土中水冻结成冰和冻土中冰的再变成水而产生路基的冻胀和融沉现象。当道路受冻胀或融沉破坏时,道路的正常运行就会有一定的不便甚至安全隐患问题。针对阜新地区路基冻胀问题,本文提出一个比较具体的治理方法,即“加灰法”。对此方法的探讨,本文进行了室内试验的探索,得到了比较理想的结果,但仍需进行现场试验探讨,以期得到更加理想的结果,并希望此方法能最终运用于实践。
【参考文献】
[1]徐学祖,王家澄,张立新.冻土物理学[M].北京:科学出版社,2001.
[2]周幼吾,邱国庆,程国栋,郭东信.中国冻土[M].北京:科学出版社,2000.
浙江省山区气候多变,受地形影响,降雨量和降雨强度较大,汇水区坡度陡,汇流急,而且山区地质构造复杂,岩石风化堆积物、滑坡、断层等不良地质地段多,经暴雨冲刷、浸泡、地下水作用,易发生塌方、滑坡和泥石流等灾害。通过对温州地区山区气候、水文、地质等基础资料和既有水毁工程的调研,分析和总结多雨地区山区公路灾害的主要技术特征,并制定有针对性的防治对策,使公路灾害损失降低到最低限度。
1、多雨地区山区公路灾害发育特征
根据对温州各县市多个公路水毁灾害点的现场调查以及对浙江省内近年来山区公路灾害资料的分析,对多雨地区山区公路灾害发育特征进行分析。
1.1类型特征
温州是山区公路灾害多发地区,对温州各县市区近两年来公路病害资料进行调查分析,可以发现,两年间共有109条国省县道受灾,发生较严重灾害285起,其中挡土墙水毁发生次数最多,达到171起。通过对各种类型水毁灾害发生次数进行统计,挡土墙水毁是灾害发生最多的类型,约占水毁灾害总数的60%;其次是路堤路堑边坡破坏,约占总数的23%;再次是桥梁和涵洞的破坏,分别约占总数的9%和7%;由于路基水毁造成路面水毁的数量所占比例较小,但是根据实际需要修复的沥青路面达8009.5m2,水泥混凝土路面达10803.9m2。
1.2规模特征
山区公路灾害的规模一般是指坍塌方量、滑坡体的方量、冲毁路基及边坡的方量。根据现有资料对温州地区近年来公路水毁灾害规模进行统计,结果显示水毁灾害一般为小规模灾害,小于500m3水毁灾害占总数的约75%,500~1000m3的水毁灾害占12%左右,而1000~10000m3的水毁灾害占10%左右。可见,水毁灾害的岩土体方量一般规模都比较小,大规模的灾害数量很少。
1.3时间特征
山区公路水毁灾害的时间特征和规律主要体现在以下几个方面:
(1)与气候变化的同步性。气候条件特别是气温变化和降雨量与公路水毁灾害发生密切相关。
(2)与降雨强度、降雨历时的对应性。公路水毁灾害与台风暴雨强度和持续时间有密切关系。
(3)区域季节选择性。山区公路水毁灾害呈现明显的区域季节选择性,一般公路水毁集中在6~9月份。每年7~9月是台风较多的时间,受台风强降雨的影响,水毁也主要发生在这段时间内。根据现有的资料对水毁发生的月份进行统计,7、8月份是水毁发生最多的月份,均占总水毁数量的39%左右,其次是9月和6月,分别占11%,10%。
(4)灾害的周期性。山区沿河公路路段水毁灾害发生的周期性一般为4~5年,部分路段为2~3年,而等级较低的路段甚至每年都会发生水毁灾害。
1.4空间特征
山区公路水毁灾害的空间特征和规律体现在:
(1)公路灾害的区域差异性。山区公路水毁灾害的区域差异性主要体现在区域性水毁影响因素的差异性,主要包括气候条件、地质条件、地形地貌条件、降雨量分布等。根据现场调查和收集到的温州市公路水毁灾害记录资料,以县区为单位进行统计分析,结果显示近年来遭遇水毁最多的为苍南县,其次是永嘉、泰顺、文成。
(2)公路水毁的路线差异性。公路线位形式和公路等级是公路水毁的路线差异性主要影响因素。
(3)公路灾害的路段差异性。公路水毁路段差异性主要与不同路段的公路设计参数、公路与河流河段间的相对关系、所处河段类型和河床断面特征等的差异性有关。
2、多雨地区山区公路灾害防治对策
公路是交通运输的主动脉,而公路灾害的发生轻则造成公路及其设施的破坏,影响交通安全,重则中断交通,造成重大经济损失。公路水毁产生的原因比较复杂,要治标更要治本。因此在公路灾害防治过程中,应根据交通部《干线公路灾害防治试点工程技术指南》(试行)和浙江省公路管理局《浙江省山区农村公路水毁防治设计指导意见》等文件,并参照《公路减灾规划》、《公路工程技术标准》和《公路养护技术规范》等有关规定,重点从设计、施工、养护和管理等方面入手,采取综合防治措施。
2.1设计上综合考虑
路线设计中线形因素在一定程度上影响着工程造价和工程质量,但是山区公路常穿越复杂的地形地貌,不可避免地受各种灾害影响,好的路线设计方案不仅能有效减少工程造价,降低施工难度,保证施工进度,提高行车舒适度,改善行车条件保障安全,而且能减少公路建设对环境的破坏与扰动,降低灾害发生的可能性,使公路和环境和谐统一。因此,公路设计布线、拓宽改造以及水毁治理工程中,一定要按《公路工程技术标准》及相关规范进行,尤其是在山区公路设计中应充分考虑水对公路灾害的影响,正确处理公路同水文、地质的关系,在保证公路顺直、平整,使用性能好的前提下,尽量减少高填深挖,降低对自然环境的影响,将灾害发生降低到最低限度。
2.2施工中确保质量
保证灾害易发路段的施工质量对灾害的防治十分重要。其中包括施工工期、施工顺序、施工的组织等很多要素。旱季是最佳施工期,一般在雨季来临前应完成支护工程,如路堑边坡开挖后,采取边开挖边防护的施工方案,在雨季来临前要及时完成开挖边坡的支护工程和排水设施,避免由于支护不及时在雨季发生破坏。此外,还要严格按设计图纸及施工规范要求施工,严把材料质量关,抓好施工工艺。
2.3养护上细致入微
公路养护质量对防治灾害至关重要。公路灾害防治要坚持“预防为主、防治结合”的原则。首先要做好公路排水系统的养护。公路边沟、截水沟、引水沟等排水设施要保持畅通,清除杂草和堆积物,防止水流直接冲刷路基。其次要做好定期检查工作。定期对公路桥梁、涵洞、挡土墙等防护工程进行检查,重点检查基础是否被冲刷或掏空;墙台、拱圈是否出现裂缝等,如果发生,应立即采取措施进行处理。此外还要加强雨季巡检工作。雨季来临时要安排专人巡路,发现积水、溜方要立即排除,防止积水浸泡路基。灾害发生后,应采取“先干线、后支线”、“先抢通、后修复”的原则,对已经发生的灾害要进行综合治理,保证公路畅通。
3、结语
通过对多雨地区山区公路灾害的现场调查分析,从灾害发生的类型、规模、时间、空间等方面,对公路灾害发育特征进行分析。在此基础上采取针对性的综合防治措施,从设计、施工、养护等方面入手,以点带面,有重点、有步骤地开展公路灾害防治,使公路灾害损失降低到最低限度。
参考文献
公路工程施工由于极大的改变了原有的自然环境,破坏了生态平衡,极容易导致滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害的产生,损害了经济效益、社会效益和环境效益。公路工程施工中地质灾害的产生不仅有地质等方面的自然因素影响,更是缘于人为因素对环境的巨大破坏。这要求我们在公路工程施工时,必须针对施工地段的具体自然生态状态采取相应的防护措施,避免过大破坏生态平衡导致地质灾害的产生。
一、公路工程施工中常见地质灾害的产因和危害
(一)公路工程施工中主要的地质灾害
1.滑坡
(1)滑坡的危害
滑坡容易导致公路被损坏,河道、农田和水库被堵塞、覆盖、淤积等危害。
(2)地质因素
滑坡是多是在斜坡下面岩石坚硬而上面覆着松散的堆积层等类似情况下产生的,常见于比较高、陡、岩石松散的山坡和被水侵蚀严重的陡坎。
(3)人为因素
公路工程施工中在斜坡顶部堆积各种材料和废物或挖开坡脚以及不当的排水方法和爆破施工方法都容易引发滑坡。
(4)形成时间
形成滑坡的时间多是大量降水或冰雪大量融化时,导致滑坡层吸收水分加大负载受重力影响而下滑。另外突发地震等自然灾害时也极容易导致滑坡的产生。
2.泥石流
(1)泥石流的危害
泥石流含有大量的石块和泥沙等物质,可以摧毁路基等公路设施并对村庄、城镇造成巨大的破坏。
(2)地质因素
泥石流的形成多在只有一面出口的瓢状地形,由于其他三面环山,地表多是风化岩石,比较容易汇集泥石流所需的固体物质杂屑和水源。
(3)人为因素
公路工程施工中没有合理的布置修路废弃的土石方等,都可能提供了泥石流产生所需要的条件。
(4)产生时间
泥石流产生的动力来源于大量水源,同滑坡类似。当有暴雨或大量冰雪融水时容易产生泥石流。
3.崩塌
(1)崩塌的危害
崩塌有山崩、落石以及塌陷等类型,容易对崩塌附近人们的生命财产形成巨大危害。
(2)地质因素
崩塌的形成多需要有相当的高差和坡度,根据不同土壤、岩层等地质情况的不同,具体形成崩塌所需的高差和坡度也有差异,地震等地层运动强烈的地区多容易产生崩塌。
(3)人为因素
公路工程施工中大量从坡脚取土、大爆破施工等能够加大坡度、高差的行为都会减弱山坡原有的支撑稳定性诱发崩塌。
(4)发生时间
崩塌也受雨水和冰雪融水的影响,大量水分渗入岩土层增加了负荷,极易导致崩塌。
(二)其他地质灾害
1.地面沉降
地面沉降的产生因素主要是基于粘性土的特点,由于地面不实容易出现地面沉降对公路设施造成破坏。
2.采空塌陷
采空塌陷多是由于煤矿开采导致的地面坍塌,由于煤层开采沉陷产生地表的变形导致公路工程施工中出现地表倾斜、排水不畅、路面和桩基变形破裂等情况。
3.地裂缝
地裂缝的产生受地质情况影响,多由地震和煤层塌陷等影响。
4.砂土液化
砂土因为受压力的影响而持续产生变形,一般产生于粉土含量高的地区,砂土液化会导致路面和路基受损等危害。
二、公路工程施工中常见地质灾害的防治措施
公路工程施工前需要对施工区域的地质情况进行认真的考察和监测,在确保施工不受已有地质灾害影响的前提下,避免施工工作对生态环境造成过大破坏,不人为的制造地质灾害。
1.滑坡的防治措施
防治滑坡主要有排水减载等方法,在已发生或可能发生滑坡的区域建立排水沟避免水源渗入坡体岩土,对坡面进行保护,通过取土来减小坡顶负载,消除坡体积水,用钻孔引出地下水等方式疏干地下水源,并通过支档抗滑、种植树木等方式稳定坡体岩土层。
2.泥石流的防治措施
泥石流的防治主要采用槽、坝和堤等排导工程,在泥石流形成区用V型固床槽稳固沟床和山体,减少产生泥石流的堆积物,在泥石流沉积区用导流堤和排洪道引导泥石流的流向;另外还可通过拦石坝在泥石流的中游流通区对泥石流中的泥沙进行拦蓄,提高河床来对泥石流进行削弱,并可用多级透水性拦渣坝减少石块的危害;最后对泥石流可能发生的区域通过种植各种树木等生态环保措施来涵养水源、保持水土、护滩护岸,从根本上消除泥石流的形成条件。
3.崩塌的防治措施
公路工程施工中需要定期监测崩塌易发的地区,避免由于开挖和爆破施工造成崩塌,在危险地带设立安全警告标志,清理可能崩塌滚落的石头等堆积物,对可能崩塌的区域设置浆砌片石挡墙等防护墙或钢丝网,并针对边坡的情况采用刷坡或建梯台分级刷坡的措施。
4.地面沉降的防治措施
地面沉降的治理一是要清除地表的浮土和腐殖土等松散土层,压实地基,保证路基下土层的压实度满足施工要求;二是控制碎石和砂砾等杂图的人工填筑,保证路基用合乎要求的填料;三是施工中拆迁的建筑基础也要挖除,不能挖除的也要保证其高度在路槽底1.5m以下。
5.采空塌陷的防治
采空塌陷的防治主要是在公路工程施工时采取对路基加宽加高,对桥墩加大,对采动裂缝进行灌浆处理等措施。
6.地裂缝的防治
公路工程施工最好避开地裂缝区域,不能避让的情况下一是要保证路段与断层平行分布;二是切断路段与地裂缝关联,挖堑壕与地裂缝相连来控制地裂缝发育;三是对于非构造地裂缝根据其具体成因采取相应防治措施,如煤矿开采引发的地裂缝需要及时回填来控制地裂缝的发育。
7.砂土液化的防治
在公路工程施工中要注意通过垫土筑堤并采取碎石桩等方式提高砂土抗液化能力。
三、防治地质灾害的建议
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
中图分类号:U213.1文献标识码: A 文章编号:
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,我国的公路建设高速发展,特别是西部大开发战略的实施,公路里程快速增长。公路是空间跨度很大的带状工程构造物,跨越多种不同的地区、地质构造单元及自然环境。公路的建设对环境造成一定的改变、影响,同时环境的一些变化也会反作用于公路。公路在建设中修筑高路堤、开挖高边坡、沿河布线,这些对自然环境进行的改变,可能会引起一些灾害,破坏公路。
随着我国公路建设步伐的加快和公路等级的提高,公路地质灾害、水毁灾害给公路造成的损失呈增长趋势。从公路建设初期,一直到公路建成使用阶段,地质、水毁灾害都不断给公路造成损害,导致施工延期、施工难度加大、影响运营、威胁安全、投资加大等一系列问题。今后若干年仍然是我国公路持续高速建设发展时期,不仅是公路里程的增加,更重要的是质量上的提高。公路建设将会遇到更多山区、特殊地形地质等情况,这就大大增加了路基灾害发生的可能,路基灾害的防治也日益受到人们的关注。
1. 路基病害成因分析
公路路基灾害是因为地质灾害,水毁灾害等原因使公路路基发生破坏,从而导致公路通行、运营能力等公路正常使用功能的丧失或减弱的事件,这样路基灾害一般包括地质灾害和气象灾害,常见的有崩、滑、流、公路水毁等事件。
灾害由孕灾环境、致灾因子、承灾体和灾情四部分组成。就公路而言,孕灾环境是孕育灾害的区域,如山区河流易发生暴雨洪水,山区易发生崩塌、滑坡。公路路基灾害的致灾因子是对公路本身、公路设施、道班房等产生不利影响或破坏的事件。如:崩塌、滑坡、泥石流。公路路基灾害的承灾体即被灾害破坏的公路及其一系列设施。灾情即公路受灾后公路受影响的情况,包括公路本身设施受灾情况,和公路交通运输受灾害影响的情况。路基灾害的成因有以下几点:
(一)不够良好的施工工程地质条件和水文条件
在这方面主要是地质的构造比较复杂,岩层的走向和倾斜角度对施工带来不利,易产生病害;岩层的属性比较松软,风化现象严重;施工的土质比较差;地下水位比较高以及其他的特殊的不良地质因素影响。这些不良的施工工程地质和水文条件不利于公路工程的施工,也会给其路基带来病害因素,造成安全质量隐患。
(二)不够良好的水文与气候条件因素
在这方面主要是要受到洪水、干旱、冰冻、雪灾、降雨量大以及温差大等不良的水文与气候条件因素的影响,从而给其路基带来病害因素,进而造成安全质量隐患。
(三)施工设计方案不够合理
在这方面主要是公路的路基断面不符合设计要求,包括填挖的高度不合理、边坡的坡率不当、防护、排水以及加固措施不妥当和公路路基低于临界高度等不符合设计上的要求,从而给其路基带来病害因素,进而造成安全质量隐患。
(四)在施工上不符合相关的要求
在这方面主要是没有对公路路基进行及时的维护和管理,在维护管理上的措施不当,从而给其路基带来病害因素,进而造成安全质量隐患。
2.路基灾害的防治措施
公路在设计初期就应考虑到灾害的防治问题,把灾害隐患消除在初期,做到以防为主,防治结合。
2.1规划措施
公路路基灾害同其他大多灾害相同,防患于未然是防灾工作的重点,最好把发生灾害的可能性在规划阶段就降到最低,或完全杜绝。虽然在灾害出现隐患初期采取防治措施,效果也较好,但总的来说,在建设初期详细了解、勘察公路周边自然环境、地质情况,对可能的灾害做出判断、分析,提出多方案供选择,在处理效果和资金投入方面都比被动的防治有很多优势。
1)公路与环境相协调
公路在规划时应详尽的收集公路所在区域的水文气象、地质条件、生物种类及大致规模、文化遗址、风景名胜、保护区、聚居区等各种的资料。一些因素的时间跨度上应较大,给公路规划提供足够的参考。充分考虑路线走向,上述情况中应采取绕避在设计时应避开该区域,需要与公路结合的则设立相应的结合设计。
2)公路设计与环境相协调
公路设计时应对行车时的动态环境进行分析研究,充分考虑驾驶员和环境的关系,把公路环境考虑到公路之中。
3)路基灾害防治综合规划
路基灾害是由多个致灾因子影响,涉及到自然环境、地质构造、地层岩性、大气降水等多方面因素,是综合作用的结果。所以防治工作应从总体出发,着眼于区域,而针对不同的自然环境、不同路段、不同灾害、不同等级,防治原则和重点会有所差异。防治方法和工程措施也将不同。
2.2设计措施
路线设计中线形因素在一定程度上影响着工程造价和工程质量,在防灾中绕避、减少灾害对公路的破坏十分重要。
l)注重安全
安全是公路运行的首要前提,不论是公路的正常使用还是发生灾害时,都希望能保证驾驶者的安全。驾驶者使用公路时,安全感也是极其重要的,特别是行驶在陌生环境之中,心理坦然,行为才可能自然规范。所以公路首先要给驾驶员安全感,体现以人为本的原则。公路设计时对安全的考虑,还表现在容错能力,即使驾驶者出错发生一些事故,也能在一定程度上减小伤害
2)正确处理公路同水文、地质的关系
早期公路建设等级较低,路线一般按照地形展布,随弯就弯,大填大挖也较少,边坡高度也不是很高。随着经济的快速发展,为了适应经济迅速发展的和社会发展的要求,建设公路要求路面平整、线路顺直势在必行。总体来说设计时应充分考虑地质情况和水文条件同路线的关系,在保证公路顺直、平整,使用性能好的前提下,尽量减少大填大挖,降低对自然环境的影响,以防人为灾害的出现。
3)详细勘察地质情况
在公路设计时详细准确的地质勘察工作是极其重要的,是了解公路所在地域工程地质条件的重要手段,是选线工作的基础。地质勘察工作是对路线大致走向经过的区域内的水文及工程地质条件、岩土体工程条件、存在的灾害隐患,进行全面深入的勘察,通过各种手段如历史资料调查、实地调查、工程物探、工程钻探掌握路线走向范围内的岩土工程性质,从宏观上把握水文及工程地质条件会对公路产生的影响。
2.3施工措施
灾害易发路段施工的严格控制,对灾害的防治极为重要。包括施工工期、施工顺序、施工的组织等很多要素。
旱季是施工的最佳季节,工程地质条件即公路所在环境的内在因素是一定的,不会变化的。水是诱发灾害发生的外部因素。如果在雨季施工,由于施工开挖岩土体,为雨水的渗入提供了很好的条件,岩土体的含水量增加则强度降低。而且雨季施工支护工程往往容易被延误。这样由于稳定性降低,而且支护不能及时跟上,很容易在施工时发生破坏。所以在旱季加快修筑,避免在雨季施工,是减少灾害发生的一个有效途径。
最好在雨季来临前完成必要的支护工程。我国地域辽阔,每个地方都有各自多雨的季节,或长或短。施工时,在雨季来临之前应完成支护工程,如路堑边坡开挖后,本着边开挖边防护的施工原则,而且在雨季来临前要及时完成开挖边坡所有的支护工程和排水设施。避免由于支护不及时在雨季发生破坏。而且雨季本来就是灾害多发的季节,由于雨水的作用,加速了灾害的发展,所以一些防护工程完成后能大大降低灾害的发生机率。
保证施工的速度。必须坚持快速施工,即使在旱季也应加快施工进度。因为施工工期太长岩土体暴露在外太长时间自身强度降低,影响加固效果。另一方面旱季也会降雨,所以工期越长不确定因素越多。所以保证施工进度能有效的保证施工的质量,减少灾害的发生。
3.小结
由于设计或者施工等方面的原因,公路路基病害经常发生,导致路基强度下降,直接影响到路面的使用以及行车安全。因此,对于公路路基病害必须予以足够的重视,深入的分析公路路基病害的发生原因,进而有针对性的提出治理措施,以提高公路整体质量,促进公路运输的安全畅通。
参考文献: