土质边坡生态防护研究论文

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篇1:土质边坡生态防护研究论文

土质边坡生态防护研究论文

摘要:通过对研究区土质边坡实地观测和对实测结果分析,在一定条件下,生态防护措施是比较有效的边坡防护手段之一。

关键词:边坡;生态防护;工程措施;水土流失

1 概述

随着西部大开发这一伟大工程地逐步推进,从西气东输,到西电东送工程的稳步实施;从西部地区大规模的机场建设,到铁路、公路建设的全面启动;从大规模的城市基础设施建设,到村村通公路扎实地推进,这些工程的迅速发展,出现了大量的由于人工开挖形成的裸露边坡,严重地破坏了原有的生态植被和自然环境。容易引起边坡的冲刷、水土流失、沟渠及河道涌塞、环境污染等人为灾害。比如,青藏公路的建设对生态系统产生直接的切割,使景观更加破碎,高速公路建设直接破坏沿线植被生态系统。

2 国内外边坡生态防护进展

2.1国外边坡生态防护发展

目前,西方国家边坡生态防护手段,主要是利用先进的绿化工程技术恢复与重建边坡生态环境。一种是以欧美高养护型为代表的湿式喷播快速植草技术,另一种是以日本高投入为代表的客土及厚层生长基础喷播技术。早在20世纪30年代,美国等发达国家就开始在公路边坡和机场空地进行植草恢复技术研究。到20世纪50年代初期,美国制定了专门的法律法规,规范新建公路生态恢复技术研究和施工技术。在政府各项政策法规的扶持下,1953年Finn公司首先开发出了喷播机,实现了生态防护施工的机械化。日本的高速公路建设到20世纪60年代后期才拉开序幕,但是目前,日本的高速公路生态恢复技术处于世界领先地位,他们的策略是“环境优先、自然再生”。日本正在研究“特殊空间绿化技术”、“植被恢复技术”、“公路边坡绿化技术”、“景观仿真技术”等高新技术来恢复公路生态环境。此外,英国、意大利等国将加筋土技术与植被防护技术相结合,修建了包裹式的加筋土植草墙面的挡土墙。

2.2国内边坡生态防护最新发展

我国对边坡生态防护研究较晚,但是最近几年发展较快。20世纪90年代,通过借鉴、引进、消化、吸收和创新,开始用湿式喷播、客土喷播、土工网垫植草等新型绿色防护技术。目前,国内部分地区,根据各个工程的具体情况,从生态防护的'不同角度开展了公路生态保护的研究。如,首次采用瑞士湿式喷播技术对云南省昆明一曲靖的高速公路边坡进行大规模植被种植;海南省开始探索海南特色生态公路;新疆规划“巴音布鲁克天鹅湖”时建成了旅游生态公路;修建穿越秦岭的西安到汉中的高速公路时提出了秦岭山区高速公路建设生态保护技术研究的课题;国家交通部在总结四川川九生态公路保护与环境建设成功经验的基础上,将云南小磨高速公路、重庆雷崇高速公路等6条高等级公路作为生态建设典型示范公路;天宝生态高速公路修筑;渝湛生态型高速公路(粤境段)建成。

到目前为止,一方面特别是以后经各公路局、科研单位、大专院校以及工程施工单位多方的积极配合努力下,我国在高速公路生态防护技术和工程经验方面,还是取得了不俗的科研成果;但另一方面生态防护技术还不尽完善,需要各行各业通力合作,继续深入探讨,尤其是生态防护机理还有待进一步深入研究。在高速公路边坡生态防护的设计过程中,常应用的防护方式有3种:

①土工网固土(间植乔灌木)植革护坡;

②废旧轮胎固土植草(间植乔灌木)护坡;

③塑料盲沟加土工网(还加植被)。而活木桩生态防护方式,从国内来看,不论是对其科学研究成果,还是其工程施工经验还需要丰富和完善。

3 工程实例与现场实测结果分析

3.1研究区概况

通过对研究区高速公路两旁边坡实地调查,未发现严重崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷及地裂缝等地质灾害现象,边坡地表水多以排水沟为主排泄。随着车流量和人类活动范围日益扩大,各种粉尘和白色垃圾,经排水沟流入水塘、河或耕地,影响到地表水水质和生态环境。研究区边坡具体情况见表1。研究区范围土壤主要为黄壤、紫色土,土壤颜色多为红色、黄色、黄褐色、灰黄、黄棕色等;土层非常厚,厚度1.5m左右;通过土壤化学成分测定,研究区土壤有机质含量较低,氮、磷、钾含量较低,土壤pH值偏酸性,土壤质量属于中低下水平,见表2。

3.2边坡生态防护效果

为了研究生态防护边坡防护效果,抽样调查部分植被生长情况,具体见表3和表4。

从表3可以看出,208月―1月底以前,从9月份12月份,垂柳、毛白杨较早的发芽、生根,且生长速度较快。从12月份以后,由于天气情况影响,芽、根的生长速度逐渐缓慢,槐生长发芽较为缓慢,且部分活木桩的死亡率逐渐升高。从表4可以看出,年8月―201月底以前,从9月份至12月份中旬,各种革种的生长速度逐渐加快,从12月份中旬以后,由于受天气情况的影响,生长速度逐渐缓慢,且植被对边坡覆盖率取得了显著的效果。

公路边坡生态防护的目的是采用与工程防护相结合的原则。在边坡稳定的前提下,恢复和重建坡面植被,从而抑制径流、防止冲刷、稳定坡面、美化道路景观、保护环境。边坡生态防护技术具有良好的经济效益、环境效益和社会效益,是公路建设工程中可持续发展的重要对策之一。为了探求高速公路边坡生态防护后,各边坡水土流失情况,分别在裸地和各种生态防护试验点设置了径流场,结果见表5和表6。

通过采用生态防护措施,边坡前期养护完毕后,植被生长不仅改善了道路的行车环境,植物根系已经将泥土和岩面紧紧相连。各试验点在经过一年来的大雨冲刷、凝冻天气的影响,除部分坡面出现小面积的垮塌外,其余坡面较为完好,坡面未出现任何冲蚀沟,水土流水现象得到了控制,对边坡的稳固取得了较显著的成效,因而,采用生态防护措施是一种行之有效的方法。

4 结束语

生态防护植被应尽可能选取乡土树种;生态防护措施可有效防止或减少由于工程开挖回填,而导致水土流失。

总之,在一定的条件下,生态防护措施是一种行之有效的方法。生态防护措施和工程防护措施相互结合、交替使用。不仅可以增加边坡稳定性,同时。还可以有效改善公路沿线生物环境和生态环境,有利于人与自然的和谐发展,是环境修复或恢复的有效手段。

篇2:土质边坡锚固造孔施工研究论文

土质边坡锚固造孔施工研究论文

摘要:在我国进行大规模基础建设中,岩土锚固工程遇到了各类复杂地层,造孔的问题也越来越多,本文探讨黄土地层中锚固孔造孔施工技术同时附带探讨砂砾、卵石层中锚固孔造孔施工技术。同时通过工程实践探讨总结锚索、锚杆在土质边坡和冲洪积砂砾、卵石层地质条件下,技术上可靠、经济上可行的造孔施工方法,用以指导在今后遇到类似工程情况下,降低成本快速高效地施工。

关键词:土质边坡锚固造孔施工

0引言

目前我国进行大规模基础建设中,岩土锚固工程遇到了各类复杂地层,造孔的问题也越来越多。在各类地层造孔一般是:采用大型设备造孔则运行的费用居高不下,再者大部分锚固工程施工在山区及边坡上,交通不便,大型设备很难运用,只能是人工搭建脚手架采用小型设备进行施工,而小型设备在造孔过程中易塌孔卡钻、钻头磨损严重。那么如何在各类地层中实现高速度、高质量、低成本造孔的普遍技术难题也越来越突出,急待我们工程技术人员去研究探讨,总结推广。

1概述

该工程为兰州市某经济适用住宅小区建设的配套工程。正在规划建设中的兰州市某经济住房小区地处兰州市七里河区,位于兰新铁路线以南、雷坛河以西,西靠华林坪山体。西侧发育有滑坡两处(H1、H2),位居场地南北两侧,中部为不稳定斜坡(X1),危险性大。对华林坪山体进行及时有效、科学合理的综合治理,既能够保证该经济住房小区建设工程的顺利实施,以及建后该小区住户的人身、财产安全,而且对美化环境和市容也有一定的意义。

2地质条件

2.1地层岩性根据开挖形成的边坡揭露及边坡勘查地质钻探资料反映,该段边坡的地层分布较为简单,主要地层岩性如下:

2.1.1上部为第四系洪积黄土(Q42eol),黄褐色,主要成份为粉质低液限粘土和细沙,土质均一,结构松散,稍湿,稍密,具可塑性。在边坡上未发现夹层,边坡地层单一,黄土直立强。经取样,测得黄土深部的天然含水量为16.2%~24.6%,经直接快剪试验,该层黄土的粘聚力为16~37KPa,摩擦角为24.2~27.4°。此黄土地层是构成人工边坡的主体。

2.1.2下部为第四系冲洪积砂砾、卵石层(Q4al+pl),厚度大于5m,卵石粒径15~40mm,磨圆度好,呈浑圆状,级配差,青灰色。此层为黄河的多级阶地,沿边坡走向(南北方向,该层平均厚度约3°,垂直边坡方向,该层最大厚度约7°,该层在边坡范围内全被黄土层覆盖。该层也是建筑物较好的持力层。

2.2黄土地层节理、裂隙发育情况根据调查在此层黄土地层中存在三组裂面:①走向近SN/85°;②NE55°/S85°E,该两组裂面延伸性好,长达5~15m,下切较深;③NE20°/SE55°。从目前边坡产生坍塌变形的H1、H2范围及坡面上产生的鼓起、开裂变形均受该组裂面控制。这是本段边坡产生危害的因素之一。

2.3地下水情况受地形地貌的控制,大部分边坡地段地下水埋藏较深,钻探未揭露,从厚度约25m的黄土地层中的钻探过程中,未发现地下出露。这与岩土工程勘查报告中的结论相一致。

3边坡加固施工方案

该山体边坡高度为15m~35m,根据本工程地质勘察提供的资料结合现场实际情况,确定坡角底部采用13m高锚杆挡墙护坡,锚杆间距2.5m,梅花型布设,锚杆头焊接十字架砌筑在挡墙内。然后整个边坡采用锚杆框架梁对边坡进行整体加固,框架梁间隔2.5m,滑坡较为严重部位用锚索框架梁对进行加固。

4锚杆及锚索造孔施工

4.1钻孔设备选择传统钻孔设备选择主要是从钻机、钻杆、钻头、合金头等几个方面入手,加强某些方面的优点,回避某些方面的缺点,使之在特定的工程中有高的性价比。

4.2锚孔测放边坡施工遵循边挖边加固的原则,即开挖一级,防护一级,不能一次开挖到底,避免边坡长时间暴露,使边坡在施工过程中保持稳定。应将锚孔位置准确测放在坡面上,孔位误差不得超过±50mm。

4.3钻机就位锚孔钻进施工之前,搭设满足相应承载力和稳固条件的`脚手架,根据坡面测放孔位,准确安装固定钻机。并严格认真进行机位调整,确保锚孔开钻就位的纵横误差不得超过±50mm,高度误差不得超过±100mm,钻孔倾角和方向符合设计要求,倾角允许误差±1°,方位允许误差±2°。

4.4锚孔钻孔本工程锚杆钻孔孔径φ110mm,孔深为8~16m,锚索钻孔孔径为φ130mm,孔深为15~25m,锚孔方向垂直破面走向,倾角下倾20°。

4.4.1黄土层钻孔①CSJ-40锚固钻机:CSJ-40锚固钻机钻孔采用干钻(螺旋钻杆钻进),以确保锚固施工不致于恶化边坡的稳定性。钻机定位调整好角度后钻杆钻进时,慢速钻进30cm校正好角度后均匀钻进,当钻杆达到设计深度后,考虑到孔底沉渣再超钻50cm稳定1~2min,然后慢速拔出钻杆。②洛阳铲:洛阳铲实际是人力冲击钻具的一种,在市场上现成样品也可以买到。

在造孔时首先确定孔位,为了保证孔位及孔斜,我们先用罗盘测量放点、放线,确定锚孔的方位,再利用角度支架,将倾角方位确定,然后在两支架间固定两条线绳,进行水平投影。然由一人执铲,另一人辅助造孔,靠人力冲击黄土成孔,每铲冲击旋转然后取出带走土渣,在造孔中随时用罗盘进行测斜。根据工程实践建议洛阳铲不宜造16m以上孔。

4.4.2黄土层造孔可行性比较①通过对兰州市雷坛河华林坪山体加固工程3个试验孔和538个锚索孔的施工,我们对各种造孔设备进行了测算。②在3种造孔设备中,以CSJ-40锚固钻机纯造孔时间最快,而洛阳铲最慢。

4.4.3 砂砾、卵石层成孔 空气潜孔锤偏心跟管钻进系统主要由潜孔冲击器、偏心跟管钻具、管靴和套管组成,工作时由钻具提供回转扭矩及给进动力,由空气压缩机提供潜孔冲击器工作的动力和排出岩屑的冲洗介质。

4.5 锚孔清理 钻进达到设计深度后,不能立即停钻,再稳钻1~2分钟,防止孔底沉过多渣,达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉渣,必须清理干净。钻孔结束后,检查孔深及倾角,达到要求后用高压风吹孔,待孔内粉尘吹净,用编织袋塞好孔口进行防护。

4.6 锚孔检查 锚孔钻孔结束后,经现场监理检验合格后,方可进行下一道工序。

5经验总结

在华林坪山体加固工程中在黄土层造孔中,我们准备在黄土边坡造孔主要运用CSJ-40锚固钻机,但通过实践检验:16m以下孔(包括16m)用洛阳铲是理想的造孔工具。总而言之,根据不同的施工实际情况选定造孔机具,在边坡处理中,尤其是高边坡处理,造孔设备越轻将越占优势。

6结束语

钻孔作业是岩土锚固工程施工中的一个重要技术环节,影响到工程质量和效益,在工程施工中要严格控制。在对工程的地质条件和环境条件的全面调查和试验研究的基础上,通过科学合理的设备机具的选型配置,我们就能克服锚固造孔存在的困难,取得很好的经济效益和社会效益。

参考文献:

[1]苏自约,陈谦,徐祯祥,刘璇主编.《锚固技术在岩土工程中的应用》.人民交通出版社.

[2]闫莫明,徐祯祥,苏自约主编.《岩土锚固技术手册》.人民交通出版社.

[3]中国地质调查局主办.《探矿工程》205月.地质出版社.

[4]中国地质调查局主办.《探矿工程》7月.地质出版社.

篇3:辽宁省东部山区公路边坡生态防护研究

辽宁省东部山区公路边坡生态防护研究

根据抚顺市境内彰桓线、下李线、台上线、永尖线、阿平线等公路边坡生态防护建设实际,对公路边坡常见的植物防护形式做简单介绍,并对生态防护的意义、经济效益和社会效益以及当前存在的问题进行具体分析和阐述.

作 者:董宇 才华  作者单位:董宇(抚顺市公路管理处,抚顺,113000;沈阳建筑大学,沈阳,110000)

才华(沈阳建筑大学,沈阳,110000)

刊 名:北方交通 英文刊名:NORTHERN COMMUNI CATIONS 年,卷(期): “”(1) 分类号:U4 关键词:公路边坡   生态防护   应用   分析  

篇4:高速公路石质边坡生态防护植物筛选及灌木建植技术研究

高速公路石质边坡生态防护植物筛选及灌木建植技术研究

随着人们对生态环境及水土保持问题的重视,高速公路在建设过程中对石质边坡的治理更多地采用生态修复措施将是大势所趋.而边坡生态防护技术的发展趋势,也必然是由单一的草被运用向乔、灌、草综合运用的方向发展,以形成立体、多样的植被结构.边坡灌木化是这一发展趋势中的重要环节,其成功实施对于营造更加接近于自然环境的.长期稳定边坡具有重要意义,其产生的社会效益和生态效益也是显而易见的.

作 者:陈海波 CHEN Hai-bo  作者单位:北京克劳沃草业技术开发中心,北京,100029 刊 名:交通标准化 英文刊名:COMMUNICATIONS STANDARDIZATION 年,卷(期): “”(5) 分类号:U417.1 关键词:半干旱地区   高速公路   植物   筛选   灌木   建植  

篇5:浅谈边坡生态防护及其可持续发展

浅谈边坡生态防护及其可持续发展

工程建设和生态环境保护的关系更加密切,国家更加注重工程建设过程中的环境保护工作.在整个的施工生产过程中真正做到可持续发展.

作 者:李长义  作者单位:中铁二十一局集团第一工程有限公司,新疆乌鲁木齐,830011 刊 名:科技资讯 英文刊名:SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期): “”(14) 分类号:X45 关键词:边坡防护   生态建设  

篇6:浅谈路堑石质边坡生态防护

浅谈路堑石质边坡生态防护

针对目前我国在岩土边坡防护方面倾向于自然植被生态防护与工程防护相结合的.趋势,以岑兴高速公路路基防护工程为例,介绍了生态植被混凝土的防护机理,定义、配合比设计、施工方法、注意事项等,以期促进该边坡防护技术的推广应用.

作 者:冯凤娇 FENG Feng-jiao  作者单位:中铁隧道集团公司一处有限公司,重庆,401121 刊 名:山西建筑 英文刊名:SHANXI ARCHITECTURE 年,卷(期): 35(25) 分类号:U417.1 关键词:路堑   边坡   生态植被混凝土   防护机理  

篇7:边坡防护技术下公路工程论文

边坡防护技术下公路工程论文

1K58+500和K62+500处边坡防护

1.1原方案分析

挂网喷播防护和框架锚杆防护(锚杆混凝土框架+混凝土空心块+喷播植草)为两边坡处的原方案。

1.1.1挂网喷播防护

挂网喷播主要应用于土质边坡及沙石土混合型边坡,特别是土质贫瘠的较矮路堑边坡和土石混填的路基边坡,一般不超过1:1.25,常用坡度1:1.5,试验证明:当坡面角为45°时,如果并且在草皮形成之前,对于挂网喷播(平面网)防护来说,一般的挂网植草垫的同土阻滞率约为74%;而挂网植草垫固土阻滞率在坡面角为60°的情况下一般都为0%,这样的情况下,同土作用就已经失去了。所以当边坡坡面角较大时,不宜使用挂网喷播防护。

1.1.2框架锚杆防护

对于锚杆混凝土框架植草防护来说,一般的适用情况如下,包括岩石路堑边坡、以及边坡高度较大、稳定性较差的土质边坡。这样的情况下,非预应力的系统锚杆往往采用于风化破碎的岩石路堑边坡,以及坡体中无不良结构面的情况下;预应力锚索则往往采用于滑动面(或者破坏面)的土质边坡和岩石路堑边坡,以及边坡中存在不良结构面的情况下。

1.2改善方案

1.2.1K58+500边坡

这里考虑到K58+500处风化土质边坡的情况,表1为两种组合防护方案(,这些都是在工程实际情况的实地考察分析的基础上得到的,唯一目的就是要在保证边坡稳定性基础上,还能满足景观观察的需要。

1K58+500和K62+500处边坡防护

1.1原方案分析

挂网喷播防护和框架锚杆防护(锚杆混凝土框架+混凝土空心块+喷播植草)为两边坡处的原方案。

1.1.1挂网喷播防护

挂网喷播主要应用于土质边坡及沙石土混合型边坡,特别是土质贫瘠的较矮路堑边坡和土石混填的路基边坡,一般不超过1:1.25,常用坡度1:1.5,试验证明:当坡面角为45°时,如果并且在草皮形成之前,对于挂网喷播(平面网)防护来说,一般的挂网植草垫的同土阻滞率约为74%;而挂网植草垫固土阻滞率在坡面角为60°的情况下一般都为0%,这样的情况下,同土作用就已经失去了。所以当边坡坡面角较大时,不宜使用挂网喷播防护。

1.1.2框架锚杆防护

对于锚杆混凝土框架植草防护来说,一般的适用情况如下,包括岩石路堑边坡、以及边坡高度较大、稳定性较差的土质边坡。这样的情况下,非预应力的系统锚杆往往采用于风化破碎的岩石路堑边坡,以及坡体中无不良结构面的情况下;预应力锚索则往往采用于滑动面(或者破坏面)的土质边坡和岩石路堑边坡,以及边坡中存在不良结构面的情况下。

1.2改善方案

1.2.1K58+500边坡

这里考虑到K58+500处风化土质边坡的情况,表1为两种组合防护方案(,这些都是在工程实际情况的实地考察分析的基础上得到的,唯一目的就是要在保证边坡稳定性基础上,还能满足景观观察的需要。

对于一级碎落台自然式栽植观赏性来说,这包括有灌木及地被植物黑心菊等;而对于二级碎落台以上自然式来说,则一般应该栽植适应性较强的灌木以及种植迎春、蔷薇等垂枝植物,还有就是,应该对于在碎落台上下部栽植地锦问题进行注意。刺槐、山杨、旱柳、沙棘、杏、云杉弹子松、榆树、刺槐一般往往是挡墙端头进行遮挡裁植的树种。

2其他土质边坡防护分析及改善方案

关于植物防护和工程防护相结合的综合方式,可以根据边坡的具体情况,选用土质边坡的防护形式。

2.1植草防护

为了达到减少坡面土体冲刷,降低雨水,从而保证公路绿化效果的目的,在实际调查基础上,采用的植草防护措施主要是利用配合混凝土预制块或块片石的综合防护技术。对于观赏性要求较高的路段,包括服务区站点附近的公路边坡或者立交区匝道高边坡等特殊要求的边坡,这种植草综合防护尤其适用。

2.2骨架植物防护

作为一种常用的一种综台防护方法的骨架植物防护,主要是利用在框内进行种草、铺草皮的防护,并且一般来说框格是由混凝土、浆砌块(片)石等骨架做成的.。

对于护坡植物来说,主要有以下几种:草地早熟禾、紫羊茅、紫花苜蓿、无芒雀麦、冰草、小冠花等等,而花卉为地被菊或当地的野花。花灌本为丁香、连翘等。

对于植生带来说,一般具有、种子肥料不易移动以及播种施肥均匀特点,也就是说种子、肥料、无纺布综合为一体,这样对于运输和现场施工情况,采用捆卷包装更为方便。

3叠拱及窗式防护方案分析及改善方案

3.1叠拱防护

这里采用K107+000~K128+120为例子进行说明,其中,草灌结合普通喷播对于叠拱边坡二层以下(含两层)是原来方案的设计,普通喷播主要对象为灌木为主。但是在实际过程中,叠拱防护则是由于某些地方的地下水过大而冲毁。所以,改善方案则为利用叠拱防护方式而进行的二次修补,这样就可以进行相关的绿化防护工作,达到,稳同边坡、上侧排水功能;同时,爬藤植物应该在叠拱边缘种植,还应该遮挡圬工材料。

3.2窗式防护

植生袋绿化方案原来为窗式护面墙,这里,一根锚杆固定每个植生袋,同时直径为8mm的锚杆的深度为20~30cm,地锦一般在沿窗式护面墙内侧栽植。存在的问题则是视觉效果得到影响,主要是因为窗式护面墙圬工面太大,同时也说明了窗室内填土不够。改善方案则是应该在栽种攀爬植物以遮盖墙体圬工的同时,当然范围是在在修建的窗式护面墙窗室内,还应该对于未施工的窗式护面墙边坡高度不大的情况下,修改成拱式或其他少圬工护面形式。

4其他石质边坡防护分析及改善方案

可以对于稳定的石质边坡不改变原貌,不进行人为防护。另外,最好采用光面爆破技术对于边坡进行开挖施工,这样就能够充分展示裸露岩体的结构、纹理、质感等,个性的自然美也就相应的被展现出来。

5结语

本文主要针对某高速公路两段的边坡处的实际情况,提出了相应的边坡防护方案。同时,对沿线其他土质、石质边坡的防护也提出了可行性意见,并对高速公路叠拱防护及窗式防护存在的问题提出了改善方案。

篇8:水利工程边坡稳定性研究论文

水利工程边坡稳定性研究论文

边坡形态规模与变形机理分析

1边坡的形态规模

根据层面、坡面及节理裂隙赤平投影分析(图2),J1、J2对左岸边坡稳定性不起控制作用,其稳定性主要受J3控制,受卸荷作用的影响,在左岸J3以倾北东方向(产状为NW290°~335°/NE∠70°~80°)为主。受此外倾结构面的控制,边坡前缘的强风化、强卸荷岩体属潜在不稳定块体,在暴雨、地震等作用下,可能失稳而发生崩塌、掉块。

2边坡变形机理分析

从岩体力学的观点来看,岩体边坡的破坏不外乎剪切和拉断两种形式。大量的野外调查资料及理论研究表明,绝大部分岩体边坡的破坏均为剪切滑动破坏。研究滑动破坏问题的关键在于研究滑动面的形态、性质及其受力平衡关系[1]。同时,滑动面的形态及其组合特征不同,决定着要采用的具体分析方法的不同。金佛山左岸岩质边坡的变形发育主要在坡脚平缓结构面,向坡前临空方向产生缓慢的蠕变性的滑移。上部岩性为块状灰岩,岩体坚硬,厚度大,底部为粉砂岩夹页岩,岩性相对软弱,存在易压缩变形的特点。针对相对较软弱的粉砂岩层,增加了钻孔,采用孔内全断面成像方法,查明对应层位深度分别为57.8~62.8m和93.5~98.5m,确实存在相对软弱、破碎的粉砂质页岩层,为软弱夹层,属滑坡体深部潜在软弱面,目前尚未完全贯通形成滑动面。上部为崩坡积土层和强风化岩块等,中、下部以弱风化粉砂岩、页岩岩体为主,掺杂有强风化、强卸荷岩体,部分岩体看似完整,但产状凌乱,局部还有架空现象。因此,认为左岸岩质高边坡是潜在滑坡,是一个深层、顺层、复合机制成因的滑坡,下部为顺层牵引-塑流性质、上部为压致拉裂推移式。

稳定性分析

1边坡计算模型

对重庆市金佛山水利工程坝址区左岸岩质高边坡稳定性采用有限元强度折减法,分析天然、开挖、加固状态的边坡稳定性。饱和状态模拟开挖前后遇强降雨的土体饱和情况,加固之后考虑竣工期和蓄水期两种情况。据王俊杰,等[2]提出的边坡简化计算方法和陈锦璐,等[3]在网格、边界条件对有限元计算结果的影响分析研究,将边坡剖面简化并划分网格,如图3。

2计算参数

结构模型采用摩尔库伦屈服准则,采用非关联流动法则(剪胀角φ=0)。屈服准则假定:作用在某一点的剪应力等于该点的抗剪强度时,该点发生破坏,剪切强度与正应力呈线性关系。摩尔库伦模型是基于材料破坏时应力状态的莫尔圆提出的,破坏线是与莫尔圆相切的直线,强度准则为:=c-σtanφ(1)式中:为剪切强度;σ为正应力;c为材料黏聚力;φ为材料内摩擦角。相应的计算参数见表1。

3失稳破坏判定准则

目前,判断边坡失稳破坏的标准通常包括:有限元数值计算的不收敛、塑性区的贯通、广义剪应变的贯通等[4]。吕庆,等[5]认为在小应变假设中用数值计算不收敛作为判据,但是,计算不收敛的原因比较多,如荷载过大,计算单元有奇异等。因此,以此为判据适用范围有一定的限制。栾茂田,等[6]建议采用塑性应变贯通作为判据,以此作为判据时主观因素占很大成分,未排除弹性塑性应变的影响,破坏界限比较模糊。分析边坡失稳破坏的主要特征可知,不管其内部的变形机理是广义剪应变还是塑性应变,其最终结果是产生位移,位移是边坡内部作用的外在表现。滑动主要是由剪应变和位移造成的。随着强度参数的不断折减,边坡上的`位移矢量和剪应变不断向坡脚处增大,因此,以坡顶特征点位移突变为失稳判据,意义明确,界限清晰。

4计算结果分析

各工况有限元强度折减法计算得到的安全系数见表2。鉴于方案1的安全系数最小,笔者给出了该方案的强度折减系数与坡顶位移的变化曲线(图4),塑性应变云图、位移等值线云图(图5)。图6为边坡开挖后天然含水与饱和状态时的塑性应变云图。图4表明,折减系数在1.42时发生坡顶的位移矢量的突变,此后,位移陡增,表明此时塑性区已经贯通,开始滑动,当安全系数为1.42时处于临界状态。因此,以此作为安全系数,概念、意义明确。图5显示,金佛山左岸岩质高边坡具有圆弧-折线的潜在滑动面,形态由底部的条状带页岩控制,滑坡体前缘及浅层岩体变形强烈。下部为顺层牵引-塑流性质、上部为压致拉裂推移式,是一个深层、顺层、复合机制成因的潜在滑坡。边坡岩体随变形发展,平行临空面的裂隙容易被拉开[7],在遇到沉积岩的岩层分界面时,裂隙被岩层结构面分割。在薄弱、结构有突起的部位,形成应力集中区和近似平行于坡面的台阶状裂隙。最终,薄弱裂隙连通、岩体滑动。以1∶0.3的坡比折线形开挖岩体表面强风化和弱风化的部分岩体。开挖后天然和饱和状态的安全系数分别为1.73和1.62。图6显示,饱和后土体软化[8],整个塑性区包围的岩体增大,潜在下滑岩体增大。天然状态时潜在滑弧在前部形成直线段,塑性区离开挖后的临空面较近,表部卸荷岩体容易形成裂隙而最终达到整体的塑性区贯通。临空面上岩体卸荷回弹,坡顶的后部产生张拉裂缝,在雨水入渗作用下,由于裂隙底部的岩体渗透系数小,排水不畅,静水压力作用于裂隙面,增大了下滑力,这往往是暴雨后岩质边坡容易产生破坏的重要原因[9]。

鉴于上述分析,建议清除表层强风化、强卸荷岩体,开挖坡度应小于外倾结构面的最小倾角并保护好开挖面,及时锚喷支护。岩质高边坡的上部还存在韩家店组(S2h)的页岩,以黏土矿物为主,抗风化能力差。在天然含水量的情况下新鲜岩石层面结合尚牢,遇水软化,湿水后易崩解。因此,建议上部采用10cm厚混凝土喷锚支护,下部有宽张裂隙带J2,是岩体风化和卸荷的产物,有方解石填充,采用锚杆锚固,并用自密实混凝土填充,保证岩体的完整性,防止此卸荷裂隙扩张。加固后边坡采用简化计算方法,在加固区域分别采用提高岩体强度指标以代替加固区域的强度参数,根据工程经验,加固区岩体强度参数提高20%。加固后边坡天然和饱和含水状态安全系数分别为1.85和1.78,均比未加固时有明显提高,加固效果显著。

结论

从边坡形态规模、变形机理及安全性方面,对金佛山左岸岩质高边坡进行了分析评价,得出以下结论。1)边坡前缘的强风化、强卸荷岩体属潜在不稳定块体,建议清除表层强风化、强卸荷岩体,开挖坡度小于外倾结构面最小倾角并保护好开挖面、及时锚喷支护;弱卸荷带以内岩体受卸荷作用影响小,完整性和稳定性较好,边坡现状整体稳定,发生大规模破坏可能性极小。2)左岸岩质高边坡是一个深层、顺层、复合机制成因的潜在滑坡,下部为顺层牵引-塑流性质、上部为压致拉裂推移式。

篇9:路基高边坡防护施工技术论文

对于路基防护工程施工而言,最重要的一项准备工作就是做好路基的挖方、填方以及刷坡施工作业,这也是后期边坡防护工程施工顺利开展的基本要求,对于路基边坡防护工程施工准备工作,应该进行如下控制管理:

2.1路基填方施工。路堤的填筑应该按照路基标准横断面的要求,提前放出路堤坡脚的位置,然后进行表土的清除以及基底的压实工作。如果地面横坡较陡,应该进行横向台阶的开挖,必要时铺设土工布以免后期路基出现横向裂缝。路堤的填筑,采取全断面分层填筑、连续压实以及强振碾压的施工作业工艺,以尽可能的减少不均匀沉降问题的发生。

2.2路基挖方施工。为了避免在开挖施工中出现边坡错位的情况,应该在施工前首先放出坡口的位置,然后再按照要求开挖截水沟。施工过程中严格按照坡率进行开挖作业,同时预留30cm以便于进行人工修整。对于有可能出现滑坡或者是坍塌的地段,应该加强观测并及时的采取各种安全防护措施。

2.3路基刷坡。在边坡防护工程施工前需要对坡面采用刷坡的方式进行处理,在刷坡时一般采取人工配合挖掘机的作业方式,按照设计坡度进行施工作业。用挖掘机刷坡时要预留约10cm厚由人工清除,以保证路基边坡的密实度。刷坡后,要求坡度准确、平顺、无鼓肚、坑洼现象。

篇10:路基高边坡防护施工技术论文

3.1坡面防护。

3.1.1表层抹面防护。对泥灰、页岩以及千页岩等材料的`路堑边坡,由于其容易风化,故在大气中长时间暴露风化易遭到破坏,为防止此类情况,常在边坡表面铺设坑风化隔离层,以防止大气的影响。例如,水泥砂浆,石灰混合料灰浆等材料都是较理想的抹面隔离抗风化材料。抹面的厚度通长为3-7厘米,可以用6-8年。为了避免抹面出现细小裂缝,从而降低其使用寿命,可以再其外表抹一层沥青作为保护层。

3.1.2喷砂浆和喷水泥混凝土防护。喷砂浆和喷水泥混凝土防护适用于易风化软岩、裂隙和节理发育、坡面不平整、破碎较严重的石质挖方边坡。对于这类边坡,采用抹面、捶面防护的方式就难以奏效,故应采取机械喷射水泥砂浆或水泥混凝土加固。喷水泥砂浆的强度不应低于M10,厚度宜为5-7cm;喷水泥砼的强度不应低于C15,厚度宜在l0-15cm,在喷射过程中添加速凝剂以促使早凝固。施工时需要专用喷射机械设备,并在坡面上每隔2-3m设置泄水孔,对大面积坡面防护还应设置伸缩缝。但是喷浆或喷混凝土后,养护较为困难,坡面容易产生细微的干缩裂缝影响强度。为此,可在喷射层中加设一层钢筋网或高强聚合物土工格栅,以增强其强度。

3.2砌石防护。

3.2.1干砌片石防护。干砌片石防护适用于土质、软岩及易风化、破坏较严重的填、挖方边坡。干砌片石受水流冲击时,细小土颗粒易被水流冲刷带走而引起较大的坡面沉陷,为防止坡面土层被水流冲击和减轻漂浮物的撞击力,应在干砌防护下面设置碎石或砂砾构成的垫层。干砌片石坡脚应视土质情况设置不同埋深的基础。

3.2.2浆砌片石防护。浆砌片石防护是公路路堑边坡防护常用的工程防护方法。浆砌片石是用水泥砂浆将片石间隙填满,使砌石成为一个整体,以保护坡面不受外界因素的侵蚀,所以比干砌片石具有更高的强度和稳定性。

3.3锚索工程防护。锚杆加固边坡就是在预先钻好的孔内插入锚杆,然后将一端固定在滑动面以内的土层中,另一端固定在坡面上,使得锚杆将表层不稳定土体钉到深部稳定岩体,而且锚杆与结构面斜交,能有效防止结构面发生错动时岩体沿最不利滑移面滑动。

3.4土钉防护。坡面上喷射混凝土,形成土体加固区带,用以提高整个边坡的稳定性。土钉加固技术长度短,不加预应力,安装速度快,造价低,并且由于有大量的锚钉,有利于系统的整体稳定性,土钉锚固结构比一般刚性结构柔性大,可有效抵抗一定的位移。

3.5修整边坡。待基础混凝土达到设计强度后进行边坡修整,测量挂线后用人工进行削坡,保证坡面压实度符合设计要求,用自制坡度尺进行坡度控制,保证成型坡度符合设计要求。

3.6客土喷播植草。三维网客土喷播植草适用于填方边坡高度大于4m时边坡防护。先按设计坡率平整坡面,进行锚杆施工,然后洒水浇湿,再在整个坡面上培10cm厚土,然后用预先编织好的8号镀锌铁丝网绑扎于锚筋及锚杆弯起端上。三维网与铁丝网绑扎连接,最后喷压含有草籽的营养土覆盖铁丝网。喷压完成后及时覆盖塑料薄膜或土工布养护,并适时补浇充足的水分,直至发芽成活为止。

4结语

总言而之,要高度重视高边坡施工质量问题,采用先进的高边坡施工工艺和施工技术,不断提高我国高边坡施工水平,确保高边坡施工的质量和效率,从而促进高边坡施工技术的快速发展,加快我国高速公路建设的步伐。

参考文献

[1]牛志新.路基高边坡防护施工技术[J].岩石力学与工程学报,,21(01):48-51.

[2]胡新丽,唐辉明,陈建平.高速公路顺层路堑边坡优化设计方法[J].地球科学――中国地质大学学报,,24(04):373-376.

篇11:路基高边坡防护施工技术论文

高边坡防护工程受工程地质、水文地质、气候环境、边坡高度、勘察设计精度、施工水平等诸多因素的控制和影响,工程实施过程中应加强管理,稍有不慎,就会导致边坡防护工程失败,甚至引起安全事故。路基高边坡设计对施工程序和方法应提出严格要求,可较大程度减少因施工程序和方法不当造成边坡破坏情况的发生。

1边坡稳定的重要性及勘察要求

1.1边坡稳定的重要性。在评价边坡稳定性时,首先要考察边坡的地质条件,水文地质条件,地形地貌和新构造运动等,因为这些因素是边坡稳定性的决定因素,一般来说,这些因素比人类的工程活动对边坡稳定性的影响更大。以前,由于公路等级低,线形差,路基不宽,开挖不深,边坡稳定性对公路的影响不显著,人们对边坡稳定性没有引起足够的重视。

但是随着国民经济建设的发展,公路交通事业日新月异,公路等级越来越高,高填深挖已经不可避免。目前,路基边坡失稳的事例很多,边坡失稳不仅影响行车安全,甚至掩埋公路,中断交通,迫使放弃已成公路的使用,造成不可估量的经济损失。因此,研究路基高边坡的稳定性和边坡防护方法是非常必要的。

1.2高边坡防护工程的勘察要求。高边坡防护措施的选择依据是高边坡的工程地质和水文地质条件。因此,在防护施工图设计前应对高边坡进行专项详细地质勘察。采用钻探、坑(井、槽)探与物探相结合的综合勘探方法,查明边坡的地质环境条件,为边坡的防护设计提供可靠的地质依据。

相关专题 土质防护