邊坡工程論文大全11篇

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邊坡工程論文

篇(1)

邊坡穩定問題是水利水利和水電工程中經常遇到的問題。邊坡的穩定性直接決定著工程修建的可行性,影響著工程的建設投資和安全運行。

我國曾有幾十個水利水電工程在施工施工中發生過邊坡失穩問題,如天生橋二級水電站廠區高邊坡、漫灣水電站左岸壩肩高邊坡、安康水電站壩區兩岸高邊坡、龍羊峽水電站下游虎山坡邊坡等等。為治理這些邊坡不但耗去了大量的資金,還拖延了工期,成為我國水利水電工程施工中一個比較嚴峻的問題,有的邊坡工程甚至已經成為制約工程進度和成敗的關鍵。我國正在建設和即將建設的一批大型骨干水電站,如三峽、龍灘、李家峽、小灣、拉西瓦、錦屏等工程都存在著嚴重的高邊坡穩定問題。其中三峽工程庫區中存在10幾處近億立方米的滑坡體,拉西瓦水電站下游左岸存在著高達700m的巨型潛在不穩定山體,龍灘水電站左岸存在總方量1000萬m3傾倒蠕變體等。這些工程的規模和所包含的技術難度都是空前的。因此,加快水利水電邊坡工程的科研步伐,開發出一套現代化的邊坡工程勘測、設計、施工、監測技術,已經成為水利水電科研攻關的重大課題。

高邊坡的地質構造往往比較復雜,影響滑坡的因素也很多,因此,我國廣大水電科技人員在與滑坡災害作斗爭的過程中,不斷總結經驗教訓,積極開展科技攻關,總結出了一整套水電高邊坡工程勘測、設計和施工新技術,成功地治理了天生橋二級、漫灣、李家峽、三峽、小浪底等工程的高邊坡問題。本文僅就水利水電工程巖質高邊坡的加固與整治措施作一簡要介紹。

一、混凝土抗滑結構結構的應用

1.1混凝土抗滑樁

我國在50年代曾在少量工程中試用混凝土抗滑樁技術。從60年代開始,該項技術得到了推廣,并從理論上得到了完善和提高。到80年代,高邊坡中的抗滑樁應用技術已達到了一定的水平。

抗滑樁由于能有效而經濟地治理滑坡,尤其是滑動面傾角較緩時,其效果更好,因此在邊坡治理工程中得到了廣泛采用。如:天生橋二級水電站于1986年10月確定廠房下山包壩址后,11月開始在廠房西坡進行大規模的開挖,加上開挖爆破和施工生活用水的影響,誘發了面積約4萬m2、厚度約25~40m、總滑動量約140萬m3的大型滑坡體。初期滑動速度平均每日2mm,到次年2月底每日位移達9mm。如繼續開挖而不采取任何工程處理措施,預計雨季到來時將會發生大規模的滑坡,為此,采取了抗滑樁等一整套治理措施。

抗滑樁分成兩排布置在廠房滑坡體上,在584m高程上設置1排,在597m高程平臺上設置1排,樁中心距6m,樁深為25~39m,其中心深入基巖的錨固深度為總深度的1/4,斷面尺寸為3m×4m,設置15kg/m輕型鋼軌作為受力筋,回填200號混凝土,每根抗滑樁的抗剪強度為12840kN,17根全部建成后,可以承受滑坡體總滑動推力218280kN。

第一批抗滑樁從1987年3月上旬開工,5月下旬開始澆筑,6月1日結束。第二批抗滑樁施工是在1987~1988年枯水期內完成的。

抗滑樁開挖深度達3~4m后,在井壁噴30~40cm厚的混凝土。對巖體較好的井壁采用打錨桿、噴錨掛網的方法進行支護,噴混凝土厚度10~15cm。對局部塌方部位增設鋼支撐。抗滑樁開挖到設計要求深度后,進行鋼筋綁扎和鋼軌吊裝。

混凝土澆筑采用水下混凝土的配合比,由拌和樓拌和,混凝土罐車運輸直接入倉,每小時澆筑厚度控制在1.5m內,特別是在滑動面上下4m部位,還需下井進行機械振搗。在澆到離井口5~7m時,要求分層振搗。每個井口設兩個溜斗,溜管長度為10~14m,管徑25cm。

抗滑樁的建成,對樁后坡體起到了有效的阻滑作用。

天生橋二級水電站廠房高邊坡采用打抗滑樁、減載、預應力錨桿、錨索、排水、護坡等綜合治理措施后,坡體的監測成果表明:下山包滑坡體一直處于穩定狀態,而且有一定的安全儲備。

安康水電站壩址區兩岸邊坡屬于穩定性極差的易滑地層,由于對兩岸進行了大規模的開挖施工,所形成的開挖邊坡最大高度達200余m,單坡段一般高度在30~40m。大量的開挖造成邊坡巖體的應力釋放,斷面暴露,再加上雨水的侵入,破壞了邊坡的穩定,致使邊坡開挖過程中發生十幾處大小不等的工程滑坡,嚴重地影響了工程的施工,成為電站建設中的重大技術難題。

采用抗滑樁是穩定安康溢洪道邊坡的主要手段,在263m高程平臺上共設置了9根直徑1m的鋼筋混凝土抗滑樁,每根樁都貫穿幾個棱體,最深的達35m,樁頂嵌入溢洪道渠底板內。為了不干擾平臺外側基坑的施工,樁身用大孔徑鉆機鉆成,孔壁完整,進度較快,兩個月就全部完成。這9根抗滑樁按兩種工作狀態考慮:在溢洪道未形成時,抗滑樁按彈性基礎上的懸臂梁考慮,不考慮樁外側滑面上部巖體的抗力;在溢洪道建成后抗滑樁樁頂嵌入溢洪道底板,此時按滑坡的下滑力考慮。

抗滑樁混凝土標號為R28250號,鋼筋為φ40Ⅱ級鋼。抗滑樁于1982年1月施工,3月完成后,基坑繼續下挖,邊坡上各棱體的基腳相繼暴露。同年11月,在Fb75與F22斷層構成的棱體下面坡根爆破開挖后,發現在263m高程平臺上沿Fb75、F22斷層及7號抗滑樁外側近南北向出現小裂縫,且裂縫不斷擴大,21天后7號抗滑樁外側的Fb75~F22棱體下滑,依靠7號抗滑樁的支擋,樁內側山體得以保存。

1.2混凝土沉井

沉井是一種混凝土框架結構,施工中一般可分成數節進行。在滑坡工程中既起抗滑樁的作用,有時也具備擋土墻的作用。

天生橋二級水電站首部樞紐左壩肩下游邊坡,在二期工程壩基開挖澆筑過程中,曾于1986年6月和1988年2月兩次出現沿覆蓋層和部分巖基的順層滑動。滑坡體長80m,寬45m,高差35m,最大深度9m,方量約2萬m3。

為了避免1988年汛后左導墻和護坦基礎開挖過程中滑體再度復活,確保基坑的安全施工,對左岸邊坡的整體進行穩定分析后,決定在坡腳實施沉井抗滑為主和坡面保護、排水為輔的綜合治理措施。

沉井結構設計根據沉井的受力狀態、基坑的施工條件和沉井的場地布置等因素決定,沉井結構平面呈“田”字形,井壁和橫隔墻的厚度主要由滿足下沉重量而定。井壁上部厚80cm,下部厚90cm;橫隔墻厚度為50cm,隔墻底高于刃腳踏面1.5m,便于操作人員在井底自由通行。沉井深11m,分成4、3、4m高的3節。

沉井施工包括平整場地、沉井制作、沉井下沉、填心4個階段。

下沉采用人工開挖方式,由人力除渣,簡易設備運輸,下沉過程中需控制防偏問題,做到及時糾正。合理的開挖順序是:先開挖中間,后開挖四邊;先開挖短邊,后開挖長邊。沉井就位后清洗基面,設置φ25錨桿(錨桿間距為2m,深3.5m),再澆筑150號混凝土封底,最后用100號毛石混凝土填心。

沉井工程建成至今,已經受了多年的運行考驗。目前,首部邊坡是穩定的,沉井在邊坡穩定中的作用是明顯的。

1.3混凝土框架和噴混凝土護坡

混凝土框架對滑坡體表層坡體起保護作用并增強坡體的整體性,防止地表水滲入和坡體的風化。框架護坡具有結構物輕,材料用量省,施工方便,適用面廣,便于排水,以及可與其他措施結合使用的特點。

天生橋二級水電站下山包滑坡治理采用混凝土護面框架,框架分兩種型式。滑面附近框架,其節點設長錨桿穿過滑面,為一設置在彈性基礎上節點受集中力的框架系統;距滑面較遠的坡面框架,節點設短錨桿,與強風化坡面在一定范圍內形成整體。

下山包滑坡北段強風化坡面框架采用50×50cm、節點中心2m的方形框架,節點處設置兩種類型錨桿:在550~560m高程間坡面,滑面以上節點垂直于坡面設置φ36及φ32、長12m砂漿錨桿,在565~580m高程間坡面則設垂直于坡面的φ28、長6m的砂漿錨桿,相應地框架配筋為8φ20和4φ20。框架要求在坡面挖30cm深,50cm寬的槽,部分嵌入坡面內,表層填土并摻入耕植上,形成草本植被的永久護坡。

在巖性較好的部位可采用錨桿和噴混凝土保護坡面。

1.4混凝土擋墻

混凝土擋墻是治坡工程中最常用的一種方法,它能有效地從局部改變滑坡體的受力平衡,阻止滑坡體變形的延展。

在1986年6月,天生橋二級水電站工程下山包廠址未定之前,由于連降大雨(其降雨量達91.2mm),550m高程夾泥層上面的巖體滑動10余cm,584m高程平臺上出現3條裂縫,其中最長一條55m長,2.2cm寬,下錯2cm。為此采取了在550m高程澆筑50余m長的混凝土擋墻和打錨桿等措施。

天生橋二級水電站廠房高邊坡坡頂設置了混凝土擋土墻,以防止古滑坡體的復活,部分坡面采用漿砌塊石護面加固,坡腳680m高程設置混凝土防護墻。

在漫灣水電站邊坡工程中也采取了澆混凝土擋墻及漿砌石擋墻、混凝土防掏槽等措施,綜合治理邊坡工程。

1.5錨固洞

在漫灣水電站邊坡工程中,采用各種不同斷面的錨固洞64個,形成較大的抗剪力。在左岸邊坡滑坡以前,已完成2m×2m斷面小錨固洞18個,每個洞可承受剪力9000kN。此外,還利用地質探洞回填等增加一部分剪力。由于錨固洞具有一定的傾斜度,防止了混凝土與洞壁結合不實的可能性,同時采取洞樁組合結構的受力條件遠較傳統懸臂結構合理,可望提供較大的抗力。

二、錨固技術的應用

采用預應力錨索進行邊坡加固,具有不破壞巖體,施工靈活,速度快,干擾小,受力可靠,且為主動受力等優點,加上坡面巖體抗壓強度高,因此,在天生橋二級、漫灣、銅街子、三峽、李家峽等工程的邊坡治理中都得到大量應用。

在漫灣水電站邊坡工程中,采用了1000kN級錨索1371根、1600kN級錨索20根、3000kN級錨索859根、6000kN級錨索21根,均為膠結式內錨頭的預應力錨索,采取后張法施工。預應力錨索由錨索體、內錨頭、外錨頭三部分組成。內錨頭用純水泥漿或砂漿作膠結材料,其長度1000kN級為5~6m,3000kN級為8~10m,6000kN級為10~13m;外錨頭為鋼筋混凝土結構,與基巖接觸面的壓應力控制在2.0MPa以內。

為提高錨索受力的均勻性,漫灣工程施工單位設計了一種小型千斤頂,采用“分組單根張拉”的方法,如3000kN錨索19根鋼絞線,每組拉3根,7次張拉完;6000kN錨索37根,10次張拉完,既簡化操作程序,又提高錨索受力均勻性。錨索在補償張拉時可以用大千斤頂整體張拉(如3000kN錨索),也可繼續用分組單根張拉方法(如6000kN錨索),都不會影響錨索受力的均勻性。

在小浪底工程中大規模采用的無粘結錨索具有明顯的優點,其大部分鋼絞線都得到防腐油劑和護套的雙重保護,并且可以重復張拉。由于在施工時內錨頭和鋼鉸線周圍的水泥漿材是一次灌入的,漿材凝固后再張拉,因此減少了一道工序,提高了工效,但其價格相對較高。

在高邊坡施工過程中為保證開挖與錨固同步施工,必須縮短錨索施工時間,及早對巖體施加預應力,以達到加快工程進度,確保邊坡穩定的目的。為此,結合八五科技攻關,在李家峽水電站高邊坡開挖過程中,成功將1000kN級預應力錨索快速錨固技術應用于工程中。室內和現場試驗表明,采用N-1注漿體和Y-1型混凝土配合比可以滿足1000kN級預應力錨索各項設計技術指標,而施加預應力的時間由常規的14~28d縮短到3~5d。該項成果對及時加固高邊坡蠕變和松弛的巖體具有重要的現實意義,充分體現了“快速、經濟、安全”的原則。

三峽永久船閘主體段高邊坡工程規模之大、技術難度之高均為國內外邊坡工程所罕見,其加固過程中,采取了噴混凝土、掛網錨桿、系統錨桿、打排水孔、設置排水洞、采用3000kN級預應力錨索等綜合治理措施,其中,3000kN對穿錨束1924束,在國內尚屬首例。系統設計3000kN級預應力對穿錨束1229束,孔深22.1~56.4m,主要分布在南北坡直立墻和中隔墩閘首及上下相鄰段。南北坡直立墻布置兩排,水平排距10~20m,孔距3~5m,第一排距墻頂8~10m,第二排距底板高20m左右,均于兩側山體排水洞對穿。中隔墩閘首布置3排,排距10m,孔距3.5~6.4m,第一排距墻頂10m。此外,動態設計3000kN級預應力對穿錨束695束,孔深16~66m,主要布置在中隔墩閘室和豎井部位。對穿錨束分為無粘結和有粘結兩種型式,其結構主要由錨束束體和內外錨頭組成。由于錨索采取對拉錨索的形式,將內錨頭放在山體內的排水廊道中,因此,內錨頭不再是灌漿錨固端,而是置于廊道內的墩頭錨或雙向施加張拉的預應力錨。這類加固方式將排水和錨固結合起來,減少了約占錨索長度1/3~1/4的內錨固段,是一種理想的加固形式。

預應力錨桿也是常見的一種加固形式,如天生橋二級水電站廠房高邊坡工程中實施了減載、排水、抗滑樁等技術后,滑坡位移速度雖有明顯減小,可未能完全停止。為了確保雨季在滑坡體前方的施工安全,穩定抗滑樁到滑坡體前緣的約20~40m長,10余萬m3的滑坡體,決定在565m高程馬道上設置300kN預應力錨桿。錨桿分兩排,孔距2m、孔徑90mm,孔與水平成60°夾角,用36的鋼筋,共實施了152根預應力錨桿,保證了工程的安全。

三、減載、排水等措施的應用

3.1減載、壓坡

在有條件的情況下,減載壓坡應是優先考慮的加固措施。如天生橋二級水電站廠房高邊坡穩定分析結果表明,滑坡體后緣受傾向SE的陡傾巖層影響,將向S(24°~71°)E方向滑動。該方向與滑坡前緣滑移方向有近20°~60°的夾角,將部分下滑力傳至滑坡體前緣及治坡建筑物上,對滑坡整體的穩定不利,因此能有效控制后坡滑移也就能減緩整體滑坡。

在滑坡體后緣覆蓋層最厚的部位,在保證施工道路布置的前提下,盡量在后緣減載。第一次減載14萬余m3,至610m高程,第一次減載后,滑動速度明顯降低。緊接著再減載12萬余m3,至600m高程。兩次減載共26萬余m3,滑坡抗滑穩定安全系數提高約10%。

烏江渡水電站庫區左岸岸坡距大壩約400m,有一石灰巖高懸陡坡構成的小黃崖不穩定巖體。滑坡下部軟弱的頁巖被庫水淹沒,地表上部見有多條陡傾角孔縫狀張開裂隙,最大的水平延伸長度達200m,縱深切割190m。4年多的變形觀測結果表明,裂隙頂部最大累計沉陷量達171.1mm,最大累計水平位移量達56.0mm,估計可能滑動的體積約50~100萬m3。為保證大壩的安全,對小黃崖不穩定巖體先后進行了兩次有控制的洞室大爆破,共爆破石方20.8萬m3。從處理后的變形資料可以看出,已達到了削頭、壓腳、提高巖體穩定性的目的。

3.2排水、截水

篇(2)

2邊坡內支撐支護類型比選

目前現場排樁已基本施工完成。由于基坑四周均為待開發地塊,尤其是東側為地鐵已確定開發用地,南側為工商銀行用地,使用錨索將對周邊地塊的開發造成嚴重障礙,所以建議本基坑支護結構下部采用排樁+內支撐體系。根據基坑的平面形狀和目前施工現狀,對以下3種內支撐體系的布置進行了比選。

2.1對撐+角撐布置體系

(1)優點:在環境保護要求較高的情況下,利于控制墻移。(2)缺點:①支撐混凝土用量較多。②核心筒范圍內的立柱樁與工程樁沖突嚴重,影響核心筒施工效率和施工質量。③由于十字交叉桁架與核心筒平面位置重合,核心筒地下三層以上部分的結構必須等到整個地下室地下三層施工完成,混凝土支撐拆除后方可施工,對整個工期有制約作用。

2.2圓形環梁布置體系

(1)優點:①方便挖土和主體結構施工。②支撐混凝土用量較小。(2)缺點:①由于基坑南側和東側地勢較高,北側和西側地勢較低,雖采取了基坑上部放坡的措施,但仍存在一定的坑周荷載不均勻的情況,對支撐體系整體穩定不利。②須等到基坑的整個環梁體系施工完成后,方可進行大面積土方開挖。③對中間環梁的施工要求較高。(3)角撐布置體系:①優點:方便挖土和主體結構施工、施工方便。②缺點:與圓形環梁布置體系相比,混凝土用量較多。由于本項目工程進度和基坑安全都必須確保,而對撐+角撐布置體系對塔樓施工進度制約太大,因此不采用;圓形環梁布置體系不僅對土方開挖進度有一定制約,而且現場地勢情況不利于該體系的整體穩定,因此亦不采用。綜上分析,最終選擇采取角撐布置體系。

3邊坡支護技術優化

3.1支撐豎向布置

原設計排樁標高為13.0m,改為內支撐后,為避免混凝土支撐與主體結構下二層板沖突,將原設計排樁標高調高0.3m,即13.3m,經初步計算分析,基坑上部采用放坡,下部排樁+一道混凝土支撐。

3.2基坑止水帷幕

根據高壓旋噴樁試樁取芯效果顯示,砂礫層與巖層交界面芯樣不是很理想,為了保證深基坑的止水效果,確保深基坑開挖的安全性,將外排高壓旋噴樁改為三軸深層水泥攪拌樁,內排高壓旋噴樁保留。

3.3坑中坑支護結構

坑中坑局部加深7.05m,加深段平面尺寸26.5mx23.184m。根據地層條件,并結合核心筒樁基承臺的施工統一考慮,采用放坡開挖的方式。施工順序要求:(1)放坡后,先施工深坑結構底板及側墻。(2)然后在深坑側墻外側回填土,至樁基承臺底。(3)最后施工樁基承臺和大基坑底板。

篇(3)

公路、鐵路、水利等工程建設與自然環境密切相關。其工程規模大、項目多、涉及面廣,土石填挖工程形成的大量土石邊坡,破壞了既有植被,對當地生態環境影響較大,以往通常采用單純的工程防護,如漿(干)砌片石、噴錨防護等,這些工程措施都導致原有植被破壞、水土流失、滑坡、邊坡失穩等一系列生態環境和工程問題。國家已經十分重視工程建設中的生態建設和環境保護,國務院下達了[2000]31號文件“關于進一步推進綠色通道建設的通知”,工程建設中的生態建設、環境保護已提上議程,這對整個工程建設的可持續發展戰略的實施起到了推動作用。

2.邊坡生態防護現狀

近十多年來人們開發出了多種既能起到良好邊坡防護作用,又能改善工程環境、體現自然環境美的邊坡植物防護新技術,與傳統的坡面工程防護措施共同形成了邊坡工程植物防護體系。

根據不同的邊坡土質條件,采用不同的施工方法和施工工藝可將邊坡植物防護技術分為:①人工種草護坡;②平鋪草皮護坡;③液壓噴播植草護坡;④土工網植草護坡;⑤OH液植草護坡;⑥行栽香根草護坡;⑦蜂巢式網格植草護坡;⑧客土植生植物護坡;⑨噴混植生植物護坡。各類邊坡植物防護技術的主要作用及應用條件各不相同。

2.1人工種草護坡

人工種草護坡,是通過人工在邊坡坡面簡單播撒草種的一種傳統邊坡植物防護措施。多用于邊坡高度不高、坡度較緩且適宜草類生長的土質路塹和路堤邊坡防護工程。具有施工簡單、造價低兼等特點。但由于草籽播撒不均勻,草籽易被雨水沖走,種草成活率低等原因,往往達不到滿意的邊坡防護效果,而造成坡面沖溝,表土流失等邊坡病害,導致大量的邊坡病害整治、修復工程,使得該技術近年應用較少。

2.2平鋪草皮護坡

平鋪草皮護坡,是通過人工在邊坡面鋪設天然草皮的一種傳統邊坡植物防護措施。具有施工簡單、工程造價較低等特點。適用于附近草皮來源較易、邊坡高度不高且坡度較緩的各種土質及嚴重風化的巖層和成巖作用差的軟巖層邊坡防護工程,是設計應用最多的傳統坡面植物防護措施之一,但由于施工后期養護管理困難,平鋪草皮易被沖走,且成活率低,工程質量往往難以保證,達不到滿意的邊坡防護效果,而造成坡面沖溝,表土流失、坍滑等邊坡病害,導致大量的邊坡病害整治、修復工程。近年來,由于草皮來源緊張,使得平鋪草皮護坡的作用逐漸受到了限制。

2.3液壓噴播植草護坡

液壓噴播植草護坡,是國外近十多年新開發的一項邊坡植物防護措施,是交草籽、肥料、粘著劑、紙漿、土壤改良劑上、色素等按一定比例在混合箱內配水攪勻,通過機械加壓噴射到邊坡坡面而完成植草施工的。其特點是:①施工簡單、速度快;②施工質量高,草籽噴播均勻發芽快、整齊一致;③防護效果好,正常情況下,噴播一個月后坡面植物覆蓋率可達70%以上,二個月后形成防護、綠化功能;④適用性廣;⑤工程造價低。目前,國內液壓噴播植草護坡在公路、鐵路、城市建設等部門邊坡防護與綠化工程中使用較多。

2.4土工網植草護坡

土工網植草護坡,是國外近十多年新開發的一項集坡面加固和植物防護于一體的復合型邊坡植物防護措施。該技術所用土工網是一種邊坡防護新材料,是通過特殊工藝生產的三維立體網,不僅具有加固邊坡的功能,在播種初期還起到防止沖刷、保持土壤以利草籽發芽、生長的作用隨著植物生長、成熟,坡面逐漸被植物覆蓋,這樣植物與土工網就共同對邊坡起到了長期防護,綠化作用,土工網植草護坡能承受4m/s以上流速的水流沖刷,在一定條件下可替代漿(干)砌片石護坡。目前,國內土工網植草護坡在公路、堤壩邊坡防護工程中使用較多,鐵路部門相對較少。

2.5OH液植草護坡

該項技術是國外近十多年新開發的一項邊坡化學植草防護措施。它是通過專用機械,將新型化工產品HYCEL_OH液用水按一定比例稀釋后和草籽一起噴灑于坡面,使之在極短時間內硬化,而將邊坡表土固結成彈性固體薄膜,達到植草初期邊坡防護目的,3~6個月后其彈性固體薄膜開始逐漸分解,此時草種已發芽、生長成熟,根深葉茂的植物已能獨立起到邊坡防護、綠化雙重效果,具有施工簡單、迅速,不需后期養護,邊坡防護、綠化效果好等特點。盡管OH液植草護坡具有理想的邊坡防護、綠化效果,但由于該技術所用的這種HYCEL_OH液還末能實現國產化,使得其工程造價較高綜合造價達40元/m2左右,故目前還無法推廣應用。只是在京九鐵路等個別工點進行了嘗試性試驗。

2.6行栽香根草護坡

香根草是近十多年才被人們“重新發現”的一種禾本科植物,具有長勢挺立,在3~4月內可長成茂密的活籬笆;根系發達、粗壯,一年內一般可深入地下2~3m;根系抗拉強度大,達75MPa,耐旱、耐澇、耐火、耐貧瘠、抗病蟲、適應能力極強等特點。行栽香根草護坡就是在土質邊坡上行栽香根草進行邊坡防護的一種工程措施,該技術充分利用了香根草的優良特征,具有顯著增強邊坡穩定性和理想的固土護坡功能,大有取代傳統片石護坡之趨勢。目前國內應用較少,還有待于在公路、鐵路、堤壩、城市建設等邊坡防護工程中進一步試驗推廣。

2.7蜂巢式網格植草護坡

蜂巢式網格植草護坡,是一項類似于干砌片石護坡的邊坡防護技術。是在修整好的邊坡坡面上拼鋪正六邊形混凝土框磚形成蜂巢式網格后,在網格內鋪填種植土,再在磚框內栽草或種草的一項邊坡防護措施。該技術所用框磚可在預制場批量生產,其受力結構合理,拼鋪在邊坡上能有效地分散坡面雨水徑流,減緩水流速度,防止坡面沖刷,保護草皮生長。這種護坡施工簡單,外觀齊整,造型美觀大方,具有邊坡防護、綠化雙重效果,工程造價適中,略高于漿砌片石骨架護坡,該技術多用于填方邊坡的防護。

2.8客土植生植物護坡

客土植生植物護坡,是在邊坡坡面上掛網機械噴填(或人工鋪設)一定厚度適宜植物生長的土壤或基質(客土)和種子的邊坡植物防護措施。該技術的特點是可根據地質和氣候條件進行基質和種子配方,從而具有廣泛的適應性,多用于普通條件下無法綠化或綠化效果差的邊坡。由于客土可以由機械拌和,掛網實施容易,因此施工的機械化程度高,速度快,無論從效率和成本上都比漿砌片石和掛網噴砼防護要優越,而且植被防護效果良好,基本不需要養護即可維持植物的正常生長。該技術在公路邊坡防護中已被大量應用,在日本等國家已經被作為邊坡綠化的常規方法加以應用。

2.9噴混植生植物護坡

噴混植生植物護坡,是在穩定巖質邊坡上施工短錨桿、鋪掛鍍鋅鐵絲網后,采用專用噴射機,將拌和均勻的種植基材噴射到坡面上,植物依靠“基材”生長發育,形成植物護坡的施工技術,具有防護邊坡、恢復植被雙重作用,可以取代傳統的噴錨防護、片石護坡等圬工措施。該技術使用的種植基材由種植土、混合草灌種子、有機質、肥料、團粒劑、保水劑、穩定劑、PH緩解劑和水等組成,其種植基材的配方是成功的關鍵,良好的配方能夠達到在陡于1∶0.75的巖質邊坡上既具備一定的強度保護坡面和抵抗雨水沖刷,又具有足夠的空隙率和肥力以保證植物生長。該技術已廣泛應用于鐵路、公路、水利等各類巖石邊坡綠化防護工程。

3.邊坡綠化工程中的難點問題

隨著邊坡植物防護技術的推廣應用,各類邊坡植物防護技術已發展成為公路、鐵路綠色通道建設中的重要組成部分,但也存在一些難點問題。

3.1邊坡植草的退化

在公路、鐵路等工程建設中,其邊坡綠化防護上投入的資金比例較低,在低投入、低養護或無養護情況下,邊坡草坪處于自生自養狀態,極易退化、死亡。因為人工種植草種生長較弱、品種單一,隨著時間的增長,在養分水分供應較差的邊坡上都會呈現不同程度的草坡退化現象,這是一個十分突出和嚴重的問題,若草被退化得不到解決,不僅造成重復建設、資金浪費,而且起不到邊坡綠化防護效果,最終可能會引起水土流失、坡面坍塌等許多不良后果。

3.2噴播時的植物種子配比與最終植物狀態

在較短的時間內把開挖的邊坡恢復到自然狀態,施工者將面臨:①植物種子的配比如何確定;②如何考慮當地自生優勢群落的結構特點進行種子配比;③如何確定噴播時的植物配比與最終形成的植物群落之間的動態關系。只有對這些問題作詳盡的調查研究分析,才能正確指導施工,否則邊坡的植物生長將無法實現人工強制綠化向原始植物群落的順利演替。

3.3干旱對土體很薄的坡面植物構成威脅

開挖后的巖石邊坡,巖石層厚、整體性好,坡體高陡,對邊坡進行植物綠化后,隨著時間的增長,秋冬季干旱、夏伏季炎熱,土體養分逐漸流失,土壤肥力降低,如何解決邊坡呈現的無土、缺水、缺肥的狀態及邊坡植被面臨的干、熱威脅,這將直接影響到邊坡最終的綠化效果和生態效益。

4.邊坡綠化工程可持續發展的著眼點

可持續發展,是指在人類與自然和諧的前提下,不斷提高人類的生活質量和環境承載能力,滿足當代人的需求又不損害對子孫后代的需求;滿足一個區域或一個國家的需求面又不損害其他區域或國家的需求。根據可持續發展內涵的要求,邊坡綠化工程中應著眼于與自然環境(生態系統)的協調性和環保生態功能,結合目前國內邊坡綠化防護工程現狀及問題,提出以下對策與建議。

4.1注重邊坡生態防護的設計與資金投入

在公路、鐵路設計與建設中,人們常將設計重點和大量資金放在它的工程功能及安全功能上,而生態功能的設計與投資力度不足,生態防護工程往往采取低價中標的方式,這種低投入、低質量的惡性循環,使邊坡生態環境發展不夠好,抗災能力不強等。應建立和加大公路、鐵路邊坡建設、養護和生態環境保護的專項資金,在設計上要深入細化,根據不同氣候條件、不同環境、不同區域結合具體情況單獨設計,注重落實邊坡的生態環境保護方案。

4.2邊坡植草退化的防治技術

防治邊坡草被退化的重要措施就是喬灌草相結合,盡量模擬出當地的植物群落結構,走向本地化。實際上國外已經開始流行以喬灌木為主的綠化方式。天然植被一般都是草木混生的,在較高的貧瘠土質或石質邊坡上,采用草灌結合的客土噴播或噴混植生技術施工,可以將草種和灌木樹種進行混播,早期以草坪防護為主,后期以灌木防護為主,構建喬灌草立體防護生態體系,達到恢復自然植被的目的。植物種子的選擇及配置應走本地化的道路,以地帶性植被、鄉土植物為基調,適當引進適于本地生長條件的野生植物和外地植物。同時也應考慮淺根植物和深根植物的結合、豆科植物與非豆科植物的結合,還要盡可能配置抗逆性強的植物和水、肥、光、熱利用率高的植物,這樣才能使植物更能適應當地氣候與自然植被融為一體,建設一個具有生物多樣性的穩定的、生命力強的立體生態群落。

4.3積極引進開發邊坡生態防護新技術

邊坡綠化工程中的難點問題,是對邊坡生態防護可持續發展和環境科學技術的挑戰,邊坡生態防護技術涉及到工程力學、生物學、土壤學、肥料學、園藝學、環境生態學等學科,必須不斷在這些理論領域有所突破,積極引進開發新材料、新工藝及配套施工機械設備,充分吸收新的科研成果、先進技術和工程施工經驗,注重國際和行業間的技術交流與合作。總之,提高邊坡生態防護技術的科技含量,是邊坡綠化防護工程成敗的重要環節。

目前在邊坡綠化防護工程中,液壓噴播、客土噴播、噴混植生是具有典型生態防護施工技術;在邊坡綠化養護工程中,滴灌、滲灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有節約水資源、提高成活率、促進草灌木植物生長的灌溉技術;在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、農菌及各種微生物肥料的應用,具有促進植物生根、生長和發育,提高植物的生理機能和抗逆性。在這些新技術的應用過程中,還有許多問題和工藝需要探討、改進,使其成本更低、操作更為簡單、效果更好。隨著邊坡生態防護各項科研技術的不斷深入,其各項新技術新工藝的應用將日趨完善和成熟。

5.結論

①在邊坡植物綠化防護施工措施中,根據目前的國情、機械化施工程度、適用性、經濟性和質量效果比較,液壓噴播、客土噴播、噴混植生是具有典型生態防護施工技術,符合邊坡綠化工程可持續發展的理念,值得普遍推廣應用。

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1.1.1混凝土抗滑樁

所謂的抗滑樁就是指穿過滑坡體并且深入到穩定土層或者是巖層的一種柱形構件,其作用是支擋滑體的滑動力,其設置的位置一般為滑坡的前端附近,這樣可以穩定邊坡,將其使用在正在活動的淺層以及中層的滑坡可以發揮出較好的效果。為了使得抗滑樁防止滑坡的效果更加有效,在進行設置時應該把抗滑樁身長的三分之一至四分之一埋在滑坡面下面的完整基巖或者是穩定的土層之中,并且使用灌漿的方法使得樁以及其周圍的巖土體成為一個整體,并且將其設置在滑體的前端,使其可以承受較大的壓力。

1.1.2混凝土沉井

所謂的沉井就是指混凝土的一種框架結構,在其施工中一般可以分為幾節來進行,而其結構的設計是依照沉井的場地布置以及受力的狀態還有基坑的施工條件等多種因素共同決定的。在高邊坡的工程施工中,沉井不僅具有抗滑樁的作用還具有擋土墻的作用。沉井施工包含有很多方面,如:平整場地、沉井制作以及沉井下沉和封底等,在這之中沉井施工的難點就是沉井下沉以及封底。作為沉井施工中的關鍵工序的沉井下沉,其質量的好壞將對工程的質量以及進度起著直接的影響,在進行沉井下沉時,應該盡可能的將土體作用在沉井外壁的摩擦阻力減少;并且應該在混凝土的強度達到百分之百是才可以開始進行挖土下沉工作;在進行下沉的過程中還需要對防偏問題進行控制,并且將及時糾偏的措施給做好。

1.1.3混凝土擋墻

混凝土擋墻是一種能夠有效地防止滑坡的常用方法,其主要是憑借自身的重量來支撐滑體的下滑力,它可以與排水等一系列措施聯合起來使用。它可以有效地將滑體的受力平衡從局部來進行改變,從而在一定程度上阻止滑坡體的變形延展,其具有很多的優點,諸如:結構簡單、可以快速的起到穩定滑坡的作用等等。在對混凝土擋墻進行設計時,應該依照最低滑動面的形狀以及位置來對擋墻基礎的砌置深度進行設計,并且還要在墻后面設置相應的排水孔,使其不僅可以在擋墻上的靜水壓力上起到消弱的作用,還可以將墻后因積水對基礎進行侵泡而導致的擋墻滑移給有效地防止。

1.2錨固技術的應用

所謂的錨固技術就是指把一種受拉桿件的一端在邊坡或者地基的巖層或者是土層中固定下來,在這里受拉桿件的固定端就叫做錨固端或者是錨固段,而與工程建筑物相聯結的一端,能夠承受土壓力、水壓力以及風力對建筑物所施加的推力,使用地層的錨固里將建筑物的穩定得以維持。按其結構形式可以將錨固分為4類,這4類分別是:抗滑樁、錨洞以及噴錨支護還有預應力錨固。

1.2.1錨固洞

對錨固洞進行加固處理是對邊坡的穩定進行治理的一種較為有效地措施。在進行錨固洞加固的過程之中,應該遵循一定的原則,這些原則就是:由內向外、由上到下以及循序漸進和逐層加固等等,在同一高度的結構面的錨固洞應該跳洞來進行相應的開挖施工,從而使得不利結構面上已經有的抗滑力避免得到削弱,進而對邊坡的穩定造成影響。

1.2.2噴混凝土護坡

噴混凝土護坡是一種新型的混凝土施工工藝,其具有很多的優點,諸如:生產效率高、施工速度快以及可以把混凝土的運輸以及澆注和搗固這三個過程結合到一起等等。因為其形成依靠一定的沖擊速度,所以將其作為臨時的支撐比木結構具有強度高的優點,比鋼結構具有經濟的優點。而將其作為永久支護時,它較之于現澆混凝土襯砌的早期其強度更高。將其與錨桿的使用相配合,能夠將洞室的開挖量減少,將襯砌的厚度減薄,還可以節約水泥的用量。尤其是在進行噴混凝土施工的時候,可以不使用模板,不設立拱架,這樣就可以在一定程度上將洞內的有效空間給加大,對其進行施工的時間可以緊跟開挖面來進行噴射,從而將巖石暴露風化的時間減少,對圍巖的變形進行及時的控制。

1.2.3預應力錨固

所謂的預應力錨索加固就是指通過錨固在坡體的深部對巖石上的錨索進行穩定,并且把力傳遞到混凝土的框架上,再由框架施加一個預應力給不穩定的坡體,擠壓不穩定松散的巖體,大大提高巖體將的正壓力以及摩擦阻力,從而將抗滑力給加大,使得不穩定的液體發育受到一定的限制,從而達到加固邊坡以及穩定坡體的效果。

1.3減載、排水等措施的應用

1.3.1減栽反壓

在高邊坡的加固與治理中減載反壓的應用較為廣泛。減載的主要目的就是將坡體的下滑力降低,但又時候僅僅減載并不能夠將阻滑的作用充分發揮出來,最好是將其余反壓措施結合起來,這樣不僅可以將其下滑力降低,還可以將其抗滑力增加,這個措施在上陡下緩的滑坡上其效果更佳。

1.3.2表里排水

這里的水包括地表水以及地下水。排除地表水主要是對流入邊坡的地表水流利用攔截以及修溝等方法進行排除,以減少地表水降低滑動力,增強高邊坡的抗滑力以及穩定性。而排除地下水的方法依照地下水的深淺分為兩種,分別為:淺層以及深層地下水排水工程。將地下水個排除掉,可以最大程度的將邊坡巖體的地下水位降低,將深水壓力減小,使邊坡的穩定條件得到改善,從而將邊坡的穩定性不斷地提高。

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前言

目前在國際上,高速公路邊坡植被防護的方法有液壓噴播植草護坡、噴混植生植被護坡等,但其技術始終處于研究開發階段,而我國高速公路邊坡植被防護技術開展研究的時間較晚,還不是十分成熟,近十幾年來,他們主要是圍繞植被護坡工程技術進行討論,尚無或較少有人對高速公路邊坡植被防護方法中存在的不足進行研究。所以,系統地介紹高速公路邊坡植被防護方法和優缺點以及探索高速公路植被護坡技術的可持續發展對策就顯得尤為迫切。本文通過對高速公路植被護坡方法等方面的基礎研究,分析現有高速公路植被護坡方法及其存在的不足,結合研究內容提出合理的對策與建議,僅為高速公路植被護坡工程提供參考。

1、我國高速公路邊坡植被防護工程中存在的問題

隨著高速公路邊坡植被防護技術的推廣應用,在實際應用中發現也有一些不足,植被防護技術暴露出了許多問題。

1.1草坪的退化

在高速公路工程建設中,人工種植草坪在低養護或無養護情況下,極易退化、死亡, “一年一大片,兩年一條線,三年一點點,四年看不見”是其形象寫照。因為人工種植草種生長力較弱、品種單一,高速公路邊坡的水分、養分等供應較差,在自然狀態下,出現草坪退化。已竣工的廣東開(平)佛(山)高速公路,云南昆曼大通道部分路段如玉(溪)元(江)高速路等邊坡植草都呈現不同程度的草坡退化,這是一個十分突出和嚴重的問題,若草坡退化得不到解決,不僅造成重復建設、資金浪費,而且起不到生態防護效果,最終可能會引起水土流失、路面垮塌等許多不良后果。

1.2 坡面防護植物種類單一

目前,大多數高速公路護坡植物選擇較單一,常常采用牧草和草坪植物導致出現黃化、裸斑、滑坡等現象,其抗侵蝕能力較差,呈現較單一的景觀效果。單一的植物種類容易受到來自夏季高溫、冬季嚴寒的限制以及植物病蟲害的威脅。

1.3機械噴播時植物種子配比難以控制

在高速公路建設中,采用液壓噴播的方法在較短的時間內把開挖的邊坡恢復到植被覆蓋狀態,施工者面臨的首要問題就是如何將植物種子配比到最佳狀態,植物種子的比例將最終確定坡面植物的成型方式及護坡的效果。

1.4自然條件的惡劣對邊坡植被構成威脅

開挖后的巖石邊坡,巖石層厚,整體性好,坡體高陡,對邊坡進行植被綠化后,隨著時間的增長,秋冬季干旱,夏伏季炎熱,土體養分逐漸流失,土壤肥力降低,這將直接影響到邊坡植物的成活和生長。某些地區的夏季,即使選擇高羊茅抗旱、耐熱品種􀀁獵狗􀀁等作為巖石邊坡的優勢種,但由于高溫、高濕的氣候條件,使高羊茅出現了倒伏、死亡現象。灌木種子如合歡、火棘、胡枝子等在坡面的發芽、生長相當不佳,正常的發芽率不足10%。

1.5 噴播基材能否長期發揮作用

采用噴播技術對巖石邊坡綠化施工后,早期會得到一定的綠化效果,但隨著時間的推移,基材的養分必然會因流失或被植物吸收而損失,基材肥料的緩效性、基材的保水性也會逐漸喪失,從而難以使綠化的坡面得到長久的保護。如果該問題得不到解決,那么巖石邊坡的植被綠化技術將面臨巨大挑戰。

2、根據存在問題給出的措施與建議

2.1 灌、草結合走本土化道路

防治邊坡草坪退化的重要措施就是灌草相結合,掌握當地植物群落結構特點,走本土化道路。在國外已經開始流行以灌木為主的綠化方式,天然植被一般都是草木混生的,在較高的貧瘠土質或石質邊坡上,采用灌草結合的客土噴播或噴混植生技術施工,可以將灌木樹種和草種進行混播,早期以草坪防護為主,后期以灌木防護為主,構建灌草立體防護生態體系,達到恢復自然植被的目的。

2.2豐富邊坡植物的多樣性

在高速公路邊坡植被防護過程中,首先選擇灌草為主的水土保持植物作為“先鋒植物”,讓這些先鋒植物迅速覆蓋坡面,防止水土流失,使邊坡坡面與周圍的自然環境協調,使其與自然融為一體。在選擇坡面植被時草本植物可以考慮禾本科香根草,灌木植物考慮大葉黃楊、迎春、枸杞等,植物的選擇宜以鄉土植物為基調,同時也應考慮淺根植物和深根植物的結合、還要盡可能配置抗逆性強的植物和水、肥、光、熱利用率高的植物。建設一個具有生物多樣性的穩定的、生命力強。

2.3加大科研投入,探索新的護坡植被種類

我國植物資源豐富,在植被護坡的過程中優先選擇當地野生植物資源,它是在本地氣候條件和環境條件下長期進化的結果,最適合當地的立地條件。但這方面的研究目前還比較少,應加強研究力度,找出適合當地立地條件的新的護坡植被。

2.4 重視邊坡防護的設計,增加資金投入

在高速公路建設中,人們常將設計重點和大量資金放在它的工程功能及安全功能上,而邊坡植被防護設計重視不足,植被邊坡防護工程往往采取低價中標的方式,這種低投入、低質量的惡性循環,使邊坡生態環境發展不夠好,抗災能力不強。鑒于這種情況,要加大高速公路邊坡建設、養護資金的投入。

2.5 加強各學科之間的聯系、積極探索邊坡植被防護新技術

植被護坡是一門邊緣學科,涉及工程力學、生物學、土壤學、肥料學、園藝學、環境生態學等學科,必須加強各個學科之間的聯系,并積極引進、開發新材料、新工藝及配套施工機械設備,充分吸收新的科研成果、先進技術,注重國際和行業間的技術交流與合作。在科研和實踐的基礎上,積極探索邊坡植被防護新技術。

3、結束語

在通過分析和研究之后,筆者認為:

(1)灌木和草本二者有效的結合可以較好地防止坡面的局部水土流失,灌木植物的根系可以錨固0.75~1.5m的土壤深處,草本植物的根系在淺層土壤中錯綜盤結。在植被護坡的實踐中發現,灌草結合具有明顯的優勢,他們所形成的生態群落比較穩定,護坡效果明顯,所以加快人工植物群落向自然群落演替是實現邊坡穩定性的必然趨勢。

(2)單純的工程措施雖然能在早期對坡面的不穩定性和侵蝕性有較好的效果,但隨著時間的推移,效果越來越差;而植被護坡與此相反,開始的作用較小,隨著植物生長、強度的增加,對坡面的穩定性、生態防護作用越來越明顯,但植被根系的延伸使土體產生裂隙,增加了土體的滲透率。因此,工程措施與植被護坡技術相結合可以有效地發揮穩定邊坡和美化環境功能,實現高速公路坡面的穩定性和景觀效果的可持續性。

參考文獻:

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中圖分類號: U412.36+6文獻標識碼:A 文章編號:

一.引言

近年來預應力錨索施工在高速公路高邊坡工程中的應用使其可以在地質條件十分復雜的情況下發揮作用。本技術特別是適用于巖石、砂性土、砂性粘土類的高邊坡加固工程。對大斷層、古滑坡、破碎帶等地質有著比較好的整治效果,有著明顯的經濟效果。也能應用在地下工程的地層加固、預支護等工程當中。本文就預應力錨索施工在高速公路高邊坡防護中的具體應用作簡要的分析。

二.工藝原理

當施工開挖高速公路后對自然應力產生了重大的改變,這是導致邊坡失穩的最直接原因。預應力錨索的一端和工程結構物質連接,而另一端則錨固在地基的巖層或土層當中,用以承受結構物的拉拔力、上拉力以及土壓力,它利用地層的錨固力作用于地梁從而使得邊坡穩定。

當錨索完成注漿之后,和地基膠結在一起,此外加上局部的漿液擴散到地層裂隙當中,相應的增加了地基的摩阻系數,更加利于傳遞預應力錨索的抗拔力。錨索在進行張拉后,在錨索的長度值范圍之內巖層擠壓,大大增加了巖層板間的摩擦阻力,導致撓度和內應力變小,也增加了錨索范圍值內巖體的整體抗彎壓能力。相鄰的錨索錐體由于壓縮而相互重疊,產生一定厚度的連續壓縮帶,使無粘結力的碎石體能夠承受相當負荷的重量,主要表現在預應力錨索的擠壓加固作用。

三.預應力錨索施工技術

施工技術流程(見圖1)。

四.施工技術、注意事項及相關問題處理

1.預應力錨索的施工技術

預應力錨索施工主要包括下索、鉆孔、制作錨索、注漿、張拉鎖定與封錨等。

下索:用人力分為多點將錨索塞入到錨孔中。

鉆孔:對錨索孔的成孔需要使用以壓縮空氣為動力的潛孔沖擊鉆機或者土質地層專用鉆機,從而確保不加水成孔,并且滿足設計的孔徑、鉆孔角度、鉆孔深度等要求。在進行施工時要確保鉆孔深度比設計錨索孔長0.5m。

制作錨索:對經過認真審查而符合規范的鋼絞線,應按照錨索的設計長度再加上1.5m,按照設計所要求的根數在特殊的支架上來編制錨索。對每根鋼絞線進行涂防護油,并且使用外套內徑值為2.0cm的PVC管來作為預應力的失效部分,對錨固段使用特定制作的緊箍件、擴張環按1m的間距來進行定位并且外裹鐵網。在實施本工序過程中要嚴格使用止水材料或粘膠帶來封堵錨同段與自由段的分界處。此外在成索的過程中一定要預先埋設注漿管。

注漿:在安放好錨索后應及時注漿,錨孔注漿采取水灰比為0.45的純水泥漿一次性注漿與多次高壓補漿來完成。在進行首次注漿時應采用水下注漿法,也就是通過注漿管從孔底開始進行注漿。將孔內殘留物以及滲水排出到孔外,直到孔口溢出漿液,進而確保灌漿的質量。在完成預應力張拉后,再通過錨墊板補漿孔來進行多次的高壓補漿,保證漿液對錨索完全有效的包裹。

張拉鎖定:等到注漿體以及地梁混凝土達到設計的強度,用標定過的張拉設備對各錨索鋼鉸線實施張拉。

封錨:在完成張拉之后,在確保留有8~10cm鋼絞線頭外,應切除多余的部分,并進行特殊防銹處理,最后對錨端頭實施封端處理。

2.施工過程中應注意的事項

由上述預應力錨索施工的工作原理能夠看出,錨索預應力鋼絞線按照設計要求的張拉到設計的噸位持荷是實施本防護工程措施的重點。通過結合現場的實踐工作對下面幾點實施嚴格的控制。

工序的組織安排必須要緊湊:多級邊坡遵循從上至下的施工防護步驟。在安排施工方面應該精心組織,保證工序銜接的緊湊,并且在每開挖出一級邊坡后,即行施工,盡量避免高邊坡開挖后長期曝曬,尤其是在雨季時節。

選擇鉆孔機型,滿足干鉆作業的需要:應結合不同地質層的結構類型、深度、成孔的直徑以及現場的作業條件來選擇使用鉆孔設備。機具在進行工作時要確保干鉆,堅決杜絕在鉆井中加水用以加快鉆井的速度等。常見的風動干鉆技術的機型有:MG50型、K2J.100型、潛孔鉆機Q25―100型等。

準確進行放樣孔位,做好鉆井的詳細記錄:在已經成型并且經整修滿足需要的高邊坡上,按照設計的參數來準確測定放孔位置能夠確保每根預應力錨索支固邊坡土體的應力區間。考慮到鉆孔機具在高邊坡施工中所搭設的支架平臺上展開工作,而滿足動荷作用下的平臺穩定性也是確保正常鉆機、成孔角度的―個重要因素。

在施工過程中,必須要詳細記錄鉆孔過程中的進度情況,以便在實施后續注漿時來作為參考。

勻速持壓注漿:以孔口的反冒漿來作為注漿飽滿的依據。同時應確保孔口補漿的到位。

地梁密實,混凝土表面力求美觀、亮潔:對處在坡率l:0.5~1的邊坡澆筑的地梁混凝土,施工起來尤為不便,因此在施工過程中應加強管理,保證地梁內實與外美。

做好地梁間坡面防護工作:對于已經完成預應力錨索施工的坡面,要盡快采用7.5#漿砌片石將地梁間坡面作封面,避免雨水浸蝕地梁、沖刷坡面。

3.施工過程中相關問題的處理辦法

退鉆困難:在施工過程中可能會遇到成孔之后出現退鉆困難的情況,通常可以采取強風出渣進退轉桿的方法來進行處理。

虧坡和坡面溶洞:由于邊坡開挖虧坡和坡面溶洞顯露在邊坡上,為了確保地梁澆注緊密著張拉和邊坡的需要,通常采取回填片石灌漿、填塞澆注混凝土、漿砌片石等方法來進行處理。

地質條件的變化:對于實際地質條件的變化情況,應該及時上報,專題研究解決。

下索困難:在較大裂縫部位出現下索困難或成孔經過溶洞時,應該使用長直鋼管越過這些部位來過渡,再行通過鋼管下索。有時也會因為保護成孔口不慎,導致落物下索的受阻,針對這種情況應該采用機原位,開鉆清孔來進行解決。

注漿不滿:裂縫、巖溶發育部位,按照正常注漿量孔口仍然沒有出現冒漿,有時甚至會出現超設計注漿量幾倍用量的情況。為此在注漿之前要依據各鉆孔的記錄資料加以反映,除了做好水泥用量提前供應之外,還應該通過探察鋼筋,對于錨固端是采取持續不斷的注漿方案來進行解決,而對自由端則可以采用下鋼管套來進行注漿,從而減少超量注漿的發生。

五.結束語

錨固工程施工因為工序多,而且又多是交叉作業,因此要協調好各工序的施工場地和作業時間。每個作業組應該把責任崗位落實到每一個人,從而有利于各個工序的銜接與協調,確保工程質量和進度。預應力錨索在高速公路高邊坡工程中的應用,對有效防止邊坡開挖產生臨空面,從而導致邊坡不穩定有著十分明顯的效果。

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中圖分類號: U416.1+4 文獻標識碼: A 文章編號:

一、前言

隨著公路等級的不斷提高,公路邊坡失穩現象日益受到重視。為了在公路交通建設中應用可持續發展戰略,在保障公路暢通的同時,應靈活采用不同的邊坡失穩防護形式,延長公路的使用壽命,恢復因修建公路破壞的生態平衡,對公路邊坡失穩加強認識、正確治理,把邊坡失穩造成的危害降低到最低限度。

二、公路邊坡失穩的因素分析

1.公路建設的土石方工程階段是破壞原地貌植被、棄土、棄石的集中時期,工程用土范圍內原地表植被所具有的水土保持功能迅速降低或喪失,并為水土流失發生、發展提供了大量易沖蝕的松散堆積物。路基邊坡開挖、填筑使原有地表植被被破壞.形成大面積坡面.表土層抗蝕能力減弱.水土流失加劇.從而導致邊坡失穩的機率增大。

2.水是導致路基邊坡失穩破壞的重要因素。在公路日常養護管理工作中,必須充分重視路基排水工作。特別是砂性土路堤,如果水分滲入路基土體使路堤過濕.過大的含水量將嚴重降低其內摩擦力.降低路基強度.一旦遭遇雨水沖刷或滲透,極易形成水毀。對于粘性土來說也是如此.過大的含水量也會大大降低其粘聚力和內摩擦力,形成邊坡病害。此外,如平時沒有對排水設施進行定期的檢查和維修.定時進行清理和疏通:汛期沒有進行巡查,及時排除堵塞,保持水流的通暢:遇到小規模的滑坡沒有及時進行處理等,都有可能造成大規模的邊坡失穩。

3.設計中對滑坡路段巖士f生質認識不足,設計邊坡率過陡。施工中未根據實際情況采取相應措施,塹坡仍按原設計坡率開挖,邊坡過高過陡,難以保證自身穩定。邊坡開挖后,未及時進行防護,長時間暴露在大氣中,致使風化、沖刷嚴重。

三、加強公路邊坡失穩的治理技術分析

1.植物防護措施

植物防護以成活的植物作為路基防護的材料,通過植物的葉、莖和根系與被保護土體的共同作用,在擬保護的路基部位,形成有生命的保護層;是一種積極、有生命的防護措施。采用鋪草皮、種草形式,利用植被對邊坡的覆蓋作用、植物根系對邊坡的加固作用,保護路基邊坡免受降水和地表徑流的沖刷。植物防護應根據當地土質、含水量等因素,選用易于成活、便于養護、經濟的植物類種。植物覆蓋對地表徑流和水土沖刷有極大減緩作用。植被根系能與土層密切結合,盤根錯節,使地表層土壤形成不同深度牢固的穩定層,從而有效地穩定土層,阻擋沖刷和坍塌。

2.擋土墻與抗滑樁

擋土墻是一種能夠抵抗側向土壓力,防止墻后土體坍塌和增加其穩定性的建筑物。在公路工程中,可用以支撐路堤或路塹邊坡、隧道洞口、防止水流沖刷路基,同時也常被用于處理路基邊坡滑坡崩坍等路基病害。

抗滑樁是整個邊坡治理過程中最為常見,也是最為有效,最為經濟的邊坡治理工程構筑方法之一。在筆者多年的公路施工和養護經驗過程中發現,抗滑樁多是依靠錨固在邊坡滑床上的樁型構筑物,在特定的情況下,當受到外力的時候,樁前土會對滑坡下滑力產生抗力,如此,可以很大程度的阻止整個滑坡的下滑。由于其操作簡單,施工方便,經濟合理,因而在邊坡治理過程中得到了廣泛的應用。

3.做好排水工作

(一)地表排水

邊溝: 設置在挖方路基的路肩外測,用以匯集和排除路基范圍內和流向路堆的少量地面水。排水溝: 用以引出路基附近低洼處積水的人工溝渠。跌水與急流槽: 設置于需要排水、高差較大而距離較短或坡度陡峻的地段。跌水的作用主要是降低流速和消減水的能量。急流槽多用于涵洞的進出水口,或在特殊情況下,截水溝流向邊溝的地段。

(二)地下排水

滲溝: 滲溝對排水路基邊坡下滲水、裂隙水具有顯著效果,也可降低路基兩側的地下水位。支撐式滲溝: 支撐式滲溝主要設計在路基邊坡體裂隙水發育明顯,且出現多個滲出點,往以帶狀、面狀發育的坡面,由于其水富豐、分布分散,通過設置“Y”型支撐式滲溝,可有效收集邊坡一定范圍的滲水,并及時排出,對保證邊坡穩定、保持邊坡體強度具有一定作用,從而保證邊坡穩定。傾斜式排水管: 在多雨地區,往往邊坡水在一定的深度內大范圍分布,若不及時排水,長期儲存在路基邊坡體內,影響邊坡體的巖、土強度,不利于邊坡穩定,該情況下,可通過設置深層的帶孔排水管,必要式可采用上下交錯布設,可有克服支撐滲溝深度不足的缺點,將深層水排水。大孔徑排水管( 溝) : 該種情況多用于泉眼式滲水,在多雨地區,部分泉眼雨季水量較大,采用傾斜式排水孔很難及時排除水流,往往造成邊坡明顯的沖刷。這種情況下采用加大孔徑的混凝土排水管( 溝) 具有較為明顯效果。

4.做好邊坡的施工設計工作

在進行邊坡防治過程中,如果遇到一些性質十分復雜的很大規模的滑坡,一般情況下,要盡力的避開,或者是繞道。如果無法避開時候,要在綜合考慮滑坡規模,治理費用等多方面的因素的基礎上,做出科學合理的設計,優化設計方案。

如果是一些滑坡速度相對而言比較緩慢的滑坡,要堅持從全局出發,做出全面的防治規劃,要對每期工程的治理效果都做出觀測,針對其中存在的不足和缺陷采取有效的治理改進措施。針對一些滑動速度迅猛的滑坡,要啟動緊急治理方案,進行迅速有效的治理。如果是一些中小型的滑坡,在治理過程中,無需避開或者是繞道,一般而言,要結合滑坡的具體情況和工程施工的方案設計,對路線位置稍微的做出合理的調整,如此,可以達到施工治理簡單,經濟方便的目的。

整治滑坡之前,一般應先做好臨時排水系統,以減緩滑坡的發展,然后針對引起滑坡滑動的主要因素,采取相應的措施三,公路邊坡治理技術根據自身幾年的公路工程設計、配合施工經驗來看,通過單一的防治措施很難達到預期效果。公路深路塹邊坡的理治一般通過加強錨固、設置支擋、加強坡面排水等方面進行治理設計,可以得到效果的效果。

一般來說重點做坡腳加固,強化腰部即邊坡中部的巖體變化處,明顯地質構造面等加固措施; 同時,防止坡面地表水沖刷路基邊坡,滲入邊坡土體,使邊坡體 C、Φ 值降低,加大土體自重,增加下滑力; 再者,若地坡體有地下水、裂隙水滲出也將對邊坡穩定產生一定景影響。

四、結束語

伴隨著我國交通的迅速發展,覆蓋全國的交通運輸網絡正逐漸形成,公路工程施工規模逐漸擴大,所面臨的工程施工地質地貌等自然條件也更為復雜,在公路工程施工過程中,各種類型的公路邊坡失穩現象都逐漸出現,加強對邊坡穩定性的定量定性分析,加強邊坡失穩的預防治理工作,已經是整個公路建設施工,養護中的重要環節,在整個交通網絡建設中得到了更多的關注。因而,在進行公路工程施工管理過程中,要不斷完善邊坡穩定性分析方式,探究邊坡防治的有效措施,通過分析各種類型的邊坡失穩產生的原因,采取有效的處理措施,不斷采用先進技術和機械設備,預防邊坡失穩現象的出現,提高邊坡的治理水平,保證整個公路建設的質量,促進我國公路建設的健康快速發展。

參考文獻:

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[2]-陸永林 山區公路邊坡失穩分析與防治技術研究[期刊論文] 《建設機械技術與管理》 -2010年5期

篇(8)

中圖分類號:U213.1 文獻標識碼:A

1前 言

路基在公路工程施工中是一個十分重要的方面,其對公路工程的質量具有十分重要的影響。實踐證明,通過加強對公路路基邊坡防護的研究,可以有效地提高公路路基的施工質量,確保公路路基的安全性和可靠性。在對公路路基邊坡的研究過程中,一定要考慮到影響邊坡失穩的因素,從而對癥下藥,解決邊坡的治理問題。因此,根據自己的多年施工經驗的總結和研究,從公路路基邊坡失穩的因素出發,研究邊坡防護的原則以及具體的措施,希望對相關的領域的研究提供借鑒。

分析公路路基邊坡防護的原則

2.1在公路路基邊坡防護過程中,要堅持從工程地段的地質地貌條件出發,加強對滑坡做出科學合理的定性評價,在此過程中,再輔之以定量評價。

2.2要堅持技術原則和經濟原則的統一性。在進行邊坡防護過程中,要從本地的地形地貌地質條件族從科學的分析,并對各種地質地貌做出合理的利用,因地制宜,采取有效的控制措施,如此,可以讓工程治理更為穩定,且一定程度上降低了工程的成本。

2.3在進行邊坡防護過程中,要確保工程的安全性,實施安全作業管理。要在綜合考慮地震條件,做出科學合理的設計,并嚴格計算整個工程的安全系數。

分析公路路基邊坡失穩的因素

3.1公路建設的土石方工程階段是破壞原地貌植被、棄土、棄石的集中時期,工程用土范圍內原地表植被所具有的水土保持功能迅速降低或喪失,并為水土流失發生、發展提供了大量易沖蝕的松散堆積物。路基邊坡開挖、填筑是原有地表植被被破壞,形成大面積坡面,表土層抗蝕能力減弱,水土流失加劇,從而導致邊坡失穩的機率增大。

3.2設計中對滑坡路段巖土性質認識不足,設計邊坡率過陡。施工中未根據實際情況采取相應措施,塹坡仍按原設計破率開挖,邊坡過高過陡,難以保證自身穩定。邊坡開挖后,未及時進行防護,長時間暴露在大氣中,致使風化、沖刷嚴重。

分析公路路基邊坡防護技術

4.1混凝土擋墻:在高邊坡加固中,混凝土擋墻是一種比較常見的施工方式,這種方法能夠很好的改善滑坡體的受力失衡問題,進而使得滑坡體變形得到很好的控制。通常這種施工方式具有結構簡單易于操作且迅速起到相應的穩定高邊坡結構的優點。在進行混凝土當強的設計時,應該充分考慮滑面的形狀以及位置,從而選擇適合的擋墻基礎砌筑深度,此外,擋墻后面應該設計必要的泄水孔,從而有效地減少靜水壓力以及水的浸泡腐蝕。如圖1

4.2錨固洞:在加固高邊坡時,錨固洞加固技術是一種較為常見而且有效的方法,在施工時應該按照由內而外、自上而下、逐層加固的方式進行。處于同一結構面的錨固洞應該采取跳洞開挖的施工方式,從而降低由于抗滑力的減少而影響高邊坡的穩定性。此外,錨固洞自身具備一定的傾斜度,從而有效地避免了混凝土與洞壁之間結合不實的現象。

4.3植物防護措施:植物防護以成活的植物作為路基防護的材料,通過植物的葉、莖和根系與被保護土體的共同作用,在擬保護的路基部位,形成有生命的保護層;是一種積極、有生命的防護措施。采用鋪草皮、種草形式,利用植被對邊坡的覆蓋作用、植物根系對邊坡的加固作用,保護路基邊坡免受降水和地表徑流的沖刷。植物防護應根據當地土質、含水量等因素,選用易于成活、便于養護、經濟的植物類種。植物覆蓋對地表徑流和水土沖刷有極大減緩作用。植物根系能與土層密切結合,盤根錯節,使地表層土壤形成不同深度牢固的穩定層,從而有效地穩定土層,阻擋沖刷和坍塌。

4.3.1鋪草皮:草皮要選根系發達、莖矮葉茂、生長繁殖迅速、易成活、便于種植的草皮;干枯腐朽及喜水的草皮不宜使用,嚴禁用泥沼地區的草皮。如邊坡土不宜草皮生長,應先鋪一層厚10~20cm的黏性土,當邊坡坡度陡于1:2時,鋪黏土前應將邊坡先挖成臺階或溝槽。

鋪草皮可與其他防護措施結合使用。如片(卵)石方格草皮,由片石在邊坡上形成骨架,中間鋪草皮,可防止邊坡表面滑塌、草皮脫落。草皮還可以鋪于窗孔式護面墻、框格防護等開孔或格內,形成綜合防護。如圖2

圖1 圖2

4.3.2植樹:植樹防護的邊坡應較緩,最好是1:1.5或是更緩的邊坡。種樹宜選用與沈陽當地土壤、氣候條件相適應、根系發達、枝葉茂密、生長速度快的品種。對常浸水的農村公路,應選用喜水、耐水的喬木和灌木,適合沈陽地區優先選用楊樹、柳樹、紫穗槐;路塹路面及路肩邊緣外0.8~1.0m范圍內的路堤邊坡上下不一般種植喬木。

植樹防護可與種草、栽花等防護措施綜合應用,以獲得更好的防護效果。

4.3.3種草:選用的草籽必須適應沈陽地區的土壤和氣候條件。通常應選擇生長快、根系發達、葉莖低矮、枝葉茂密或有葡萄莖的多年生草種(三葉草、抓哏草)。當邊坡土質不宜草類生長時,可以在坡面培腐植土促進草類生長。同時在路肩上也可以栽植部分花卉,對路面起到美化的作用。

4.4 地下排水

4.4.1大孔徑排水管(溝):該種情況多用于泉眼式滲水,在多雨地區,部分泉眼雨季水量較大,采用傾斜式排水孔很難及時排出水流,往往造成邊坡明顯的沖刷。這種情況下采用加大孔徑的混凝土排水管(溝)具有較為明顯效果。

4.4.2支撐式滲溝:支撐式深溝主要設計在路基邊坡體裂縫水發育明顯,且出現多個滲出點,往以帶狀、面狀發育的坡面,由于其水豐富、分布分散,通過設置“Y”型支撐式滲溝,可有效收集邊坡一定范圍的滲水,并及時排出,對保證邊坡穩定、保持邊坡體強度具有一定作用,從而保證邊坡穩定。

4.4.3傾斜式排水管:在多雨地區,往往邊坡水在一定的深度內大范圍分布,若不及時排水,長期儲存在路基邊坡體內,影響邊坡體的巖土強度,不利于邊坡穩定,該情況下,可通過設置深層的帶孔排水管,必要式可采用上下交錯布設,可有克服支撐滲溝深度不足的缺點,將深層水排水。

4.4.4滲溝:滲溝對排水路基邊坡下滲水、裂縫水具有顯著效果,也可降低路基兩側的地下水位。

結束語

對于公路路基的邊坡,一定要采取有效的處理措施,不斷采用先進技術和機械設備,預防邊坡的出現,加強對邊坡穩定性的定量定性分析,強化對邊坡的預防治理工作,已經是整個公路建設施工,養護中的重要環節,在整個交通網絡建設中已得到了更多的關注。提高邊坡的防護水平,既保證了整個公路建設的質量,也促進了我國公路建設健康快速的發展。

參考文獻:

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雷蕾,謝新生,竹壽水庫泄洪隧洞進口高邊坡加固方案研究「J,陜西水利,2011(06)

篇(9)

中圖分類號: C35 文獻標識碼: A

1引言

大量實例表明,在巖質邊坡中,巖體發生失穩破壞的主要形式為由幾組結構面和臨空面切割的楔體破壞。因此,研究多結構面巖質邊坡楔體穩定性問題具有重要意義[1~4]。

論文在楔體穩定分析理論的基礎上,對某大型水電站邊坡地質資料中的結構面信息進行統計整理,運用赤平投影分析人工邊坡可能的失穩破壞模式及失穩塊體的邊界條件,通過采用三維極限平衡方法對可能失穩塊體的計算模型進行分析,得到塊體的穩定系數,對塊體的穩定性進行詳細評價,對類似工程提供可以借鑒的經驗。

2楔體穩定分析的剛體極限平衡法

目前,三維剛體極限平衡法是巖質邊坡楔形體穩定分析中應用最多的一種方法,該方法假定滑動面上剪力方向與兩結構面交線平行,從而使問題靜定可解。楔形體受力示意圖如圖1所示。楔形體由兩組相交結構面(左側結構面1、右側結構面2,法線矢量記為,)切割邊坡(坡頂面3、坡面4,法線矢量記為,)形成四面楔形體。結構面、邊坡面均假定為平面。楔形體受自身重力(大小為,方向矢量記為)、結構面作用力(法向反力大小為,、切向剪力大小為,,方向矢量為交棱線矢量)、地下水壓力(大小為,)及外荷載(大小為T,方向矢量為,包括表面集中力、分布力、地震力、錨固力等)作用。

圖1楔形體受力示意圖

已知楔體雙滑面產狀分別為(傾向/傾角)、,則其法線矢量為:

(1)

設雙滑面交棱線的產狀為,則交棱線矢量為:

(2)

根據正交性質,交線矢量垂直于雙滑面法線所構成的平面,故得

(3)

(4)

建立平衡方程坐標系為,三軸正交,符合右手定則。與楔形體交棱線平行,指向前方,垂直正交于,指向下方,水平,各軸在坐標系中的單位矢量分別為:

(5)

在垂直交棱線的平面(平面)內建立平衡方程:

(6)

通過(6)式可解出結構面對楔形體的法向反力大小、。沿結構面交線的下滑力可表達為:

(7)

假定結構面切向剪力與法向反力滿足Mohr~Coulomb強度準則,則楔形體安全系數可由結構面所提供的抗滑力與楔形體實際所受下滑力確定:

(8)

式中:、、、為結構面強度參數,、為滑動面面積。

3工程實例

3.1結構面特征及物理力學參數

某水電站樞紐區工程邊坡地形地質條件復雜,巖體內斷層、裂隙、巖脈等結構面發育,形成大量的塊狀、次塊狀結構、碎裂~塊裂結構,巖體質量較差,邊坡穩定主要受風化卸荷和結構面及其組合影響。該電站右岸壩頂以上邊坡總高度約220m,坡向NE26°,設計開挖坡比1:0.5~1:0.7。坡體內發育有β5(F1)、γL6、γL5、β203、β202(f191)、β4(f174)、XL316-1、XL322-3、XL9-15等特定結構面,上述結構面相互組合,可能形成不穩定塊體。塊體穩定分析計算選取的力學參數見表1,巖體容重為26.5kN/m3。

表1結構面計算參數

3.2可能塊體組合及失穩模式判斷

根據右岸壩頂以上邊坡結構面產狀,進行赤平投影分析,得出右岸邊坡可能失穩的塊體組合。右岸邊坡赤平投影圖如圖2所示,從圖中可以看出,XL322-1、XL321-1、XL321-2、XL316-1等卸荷裂隙走向與開挖邊坡走向小角度相交,緩傾坡外,可能形成塊體失穩的底滑面;f202斷層走向與邊坡走向大角度相交,且傾角較陡,可能形成塊體失穩的側邊界;β5、γL5、β202等巖脈陡傾坡里,可能形成后緣拉裂面,故這些結構面組合可能形成不穩定塊體。典型的滑移模式為f202+γL5+XL321-1+剪斷表層Ⅴ1類巖體,下文以該模式為例建模分析三維塊體的穩定性。

圖2右岸壩頂以上開挖邊坡赤平投影圖

(1、f2022、γL53、XL322-14、XL321-15、XL321-26、XL316-1 7、β5 8、β202 9、β203

10、β205 11、開挖邊坡)

3.3計算模型及計算工況

采用大型分析軟件Ansys建立三維塊體模型,如圖3所示。在結構面上施加三維水壓力,查詢結構面面積、揚壓力以及塊體體積作為程序計算前處理數據,地震荷載按0.25g的水平慣性力施加。計算工況為:

自重工況(不考慮降雨影響及地震條件);

暴雨工況(按結構面充滿水考慮);

地震工況(文中按8度地震計算,水平向加速度取為0.25g)。

圖3右岸壩頂以上開挖邊坡三維計算模型

3.4計算成果

根據f202、γL5、XL321-1產狀,建立該三組結構面組合形成的半定位塊體,該塊于右岸壩頂以上邊坡,γL5為后緣拉裂面,f202為側滑面,XL321-1為底滑面,考慮XL321-1前緣Ⅴ1類巖體被剪斷,形成的塊體如圖4所示。該組合塊體穩定性分析成果見表2。

圖4右岸壩頂以上開挖邊坡潛在失穩塊體計算模型

表2右岸壩頂以上開挖邊坡潛在失穩塊體穩定性成果表

4結語

論文總結了三維楔體穩定性分析理論,結合某大型水電站工程邊坡,整理分析該邊坡結構面信息,經赤平投影分析得到了可能的失穩塊體及失穩模式,并通過三維軟件Ansys建立三維地質模型,根據結構面產狀切割形成三維塊體,可以清楚看到各軟弱結構面在三維空間的展布規律,快速獲取結構面面積、塊體體積、塊體滑移方向等幾何信息,根據三維楔體穩定性分析理論編制程序快速定量判定塊體在各種工況下的穩定系數,從而指導現場工作人員開挖邊坡時遇到邊坡失穩或可能存在失穩的跡象時,準確采取處理措施,防止邊坡進一步惡化。

參考文獻:

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篇(10)

中圖分類號: U213.1+3 文獻標識碼: A 文章編號:

高速公路邊坡包括路塹邊坡和路基邊坡,因對公路本身的安全性能和周圍環境產生重要的影響,其生態恢復和景觀的營造,成為高速公路建設中的重要內容,邊坡工程防護和生態防護成為近年來研究的熱點,越來越受到重視。邊坡的防護、綠化與美化是高速公路建設的重要內容。單純的工程防護既增加成本,又破壞道路景觀。因此,邊坡的生態防護及景觀重建成為高速公路建設中的一項重要內容。

傳統防護的弊端

1.1 生態景觀效果差

缺乏植物覆蓋的邊坡一方面不利于固土護坡,破壞路基,還造成對周邊地區的不利影響。另一方面,也不利于改善高速公路的景觀效果,大量的巖石和混凝土不僅視覺效果差,且不利于凈化環境,與高速公路快捷、舒適的特點不相協調,在一定程度上給高速公路的行車帶來不安全因素。

1.2 安全穩定性差

一般情況下,高速公路設計中,由于種種原因,路基邊坡開挖和防護的設計比較簡單。這類設計主要缺點是,設計籠統、針對性差、防護措施簡單,對通車后出現的邊坡坍塌事故一般通過后續養護來處理。而高速公路作為交通運輸干道,交通量大,行車速度快,路基邊坡一旦出現事故,對交通運輸和人民生命財產的安全影響很大。

1.3 大量工程措施使成本增高

過去,高速公路邊坡防護大量采用漿砌片石等防護方式,這些防護形式大量使用石料和勞力,破壞了自然環境,造價也較高,并且隨著時間的推移其防護效果逐漸降低,無自我更新能力,必須經常維護,施工難度大,對行車環境和景觀環境影響也很大。

邊坡生態防護方法

單純的植被護坡方法

單純的植被護坡方案一般造價較低,工藝簡單,在條件允許的情況下,是綠化設計的首選方案。

播撒草種

最簡單經濟的植被護坡形式應是直接人工撒播草種,但其要求邊坡坡率舒緩,覆蓋土壤肥沃濕潤,必須在適宜季節施工,并且從播種到成坪需要1~2個月的時間。苛刻的條件使人工撒播這種植被防護形式在高速公路建設中已很少使用。

鋪設草皮

鋪設草皮可以“瞬時成坪”,減弱坡面徑流濺蝕,迅速發揮護坡功能,除寒冷的冬季外,其它季節都可以施工。鋪設草皮各地區均可應用,也可用于強風化巖質邊坡,多用于路堤邊坡。坡率一般不超過1∶1. 0,局部可不陡于1∶0. 75,坡高一般不超過10 m。對于急需植被封閉坡面的邊坡,采用鋪設草皮是首選方法。

液壓噴播植草

液壓噴播植草噴射出的是含有草種的懸濁液,草種被紙漿等懸濁液包裹,還有保水劑和其它各種營養元素,能不斷地供給草種發芽時所必須的養分和水分,粘合劑又能通過噴射時的壓力,使草種緊緊地粘附于土壤表面,形成比較穩定的坪床面,降水時不能形成沖刷表土的徑流。

掛網固定植被護坡的方法

掛網固定植被護坡主要由固定物、網(底布)和基材3部分組成。固定物(常見的有錨桿或U形釘)的作用是將網固定于坡面上,并對坡面的淺層穩定起到一定的作用;網(底布)的作用是使基材混合物依附于邊坡坡面;基材提供植物生長的環境。

三維土工網墊植草

三維土工網墊是一種三維柔性材料,鋪在坡面上,由于空腔的作用,能防止土坡面被雨水沖刷和維持其穩定,降低雨滴的沖擊能量,阻擋坡面雨水的流失,避免徑流的形成,從而有效地抵御雨水的沖刷。

土工格室植草護坡

土工格室生態護坡是土工格室與植草相結合而形成的一種新型護坡形式,由于土工格室對流水起到緩解消能作用,可促使其攜帶物沉淀在格室中,有效避免了草籽及幼苗被雨水沖走流失,大大提高植草覆蓋率。植物根系可增加土壤透水性能,一旦遇到雨水可迅速滲透,植被的覆蓋可使坡面減少雨水的直接沖擊,緩沖雨水流速。

厚層基材噴射植被護坡

厚層基材噴射植被護坡(一般稱為客土噴播)是目前解決巖石質邊坡植草綠化最常用的技術,是采用混凝土噴射機把基材與植物種子的混合物按照設計厚度均勻噴射到需要防護的工程坡面上的植被防護技術。

結語

理念是靈魂,管理是關鍵,設計是核心,施工是保證。要樹立保護、回歸、融入、享受自然的理念,樹立與動植物為伴、地球大家園的理念。另一方面,建設業主要加強管理,采取措施,加大投入,加大環保專業的參與和發言權,做到環保與安全、質量同等重要,取得實效。只要各參建單位和相關部門通力協作真抓實干,將高速公路項目建設環境當做家園來保護和建設,就能夠將高速公路建設成為環境友好的、和諧的、可持續發展的工程。

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[12]楊曉華,王文生.土工格室生態護坡在黃土地區公路邊坡防護中的應用[J]. 公路 , 2004,(08):180~182

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一、工程的施工準備

1.做好工程的施工安全因素剖析。就目前我國水利工程施工的情況看,邊坡開挖和支護工程的施工影響的主要安全因素主要有以下幾方面

(1)水利工程邊坡上部巖體的結構不夠穩定,導致在工程施工過程中的一些安全隱患問題,所以未來在確保下部施工安全下, 工作人員需要在施工的過程中妥善做好一定的加固處理。

(2)在邊坡施工過程中,應該充分考慮到巖石各種指標和其本身的性能,必須要認真分析它的巖抗風化的能力、抗軟化的能力以及硬度,還應充分考慮到強度、透水性和組成等方面指標。

(3)水利工程的巖層結構相對于水利工程高邊坡在施工質量上影響也是及其重要的,必須要綜合的考慮巖體節理裂隙以及發育程度和巖體結構基本分布的情況。

(4)在施工區域水文環境以及氣候對于高邊坡施工的影響也是巨大的。其五,施工地區本身地質地貌和坡度對于施工的質量應用也占有很重要的一部分。

(5)對于施工過程中風化作用影響,也是不容忽略重要因素之一。

2.做好工程的施工道路布置。在水利工程施工的過程中,道路布置對工程施工效率影響是非常重要的,特別是對于高邊坡施工的過程,組織好工程道路,就會大大提高施工的效率。一般情況下,應該布置選擇最少是兩條施工的道路,左、右岸要各布置一條,如果存在臨時施工工程,還應該另外新增設兩條其它的線路。

二、水利工程邊坡開挖施工技術的分析

1.水利工程邊坡的開挖流程。就目前我國的水利工程邊坡施工的情況看,通常情況下所采取的是自上而下開挖的挖掘原則和順序,從具體流程上看,通常情況下應該按照如下的順序進行:即表面植清除――土方來開挖――石方來開挖的原則,需要注意的是,在挖掘過程中,必須完成了上一步挖掘項目,才可以進行下面的施工。

2.水利工程邊坡開挖的施工說明

(1)植被的清理

在對于邊坡的施工前,必須要對其施工的地區來進行一定的清理,通常情況下,施工范圍應涵蓋在開挖線外五米的距離左右的位置,這樣才能夠避免一些雜物進入到施工的區域。

(2)土方的開挖。上文我們提到在土方開挖過程中,應該采用按照自上而下順序來進行,這樣不僅利于工程的施工區域下地表水的排水,還能夠有效避免在施工的過程中因為雨水的沖刷所導致邊坡施工質量的不合格。

(3)石方的開挖。在高邊坡施工的過程中,石方開挖的施工主要包括內容主要是左岸壩的肩石方開挖、河床石方的開挖和右岸的壩肩石方的開挖三個部分,下文將結合實際的工作經驗,逐一的進行分析。首先,左岸壩肩石方的開挖。因為左岸壩肩石方的開挖施工特點決定了該選用露天液壓鉆的CM351鉆機與ZQ100D的潛孔鉆鉆孔式設備來作為主要施工的設備,并且還可根據工程實際巖體的結構來選擇手風鉆式作為輔助。在左岸的石方挖掘過程當中,仍舊采用的是分層方式進行, 避免因此開挖與爆破所導致巖體的結構破裂,從而所導致的工程安全方面的問題。其次便是右岸壩肩石方的開挖。一般是和左岸壩肩的石方開挖比較相似的是,在右岸壩肩石方的開挖過程當中,仍然需要采用露天液壓鉆的CM 351式鉆機與ZQ100D的潛孔鉆式設備為主,采用以手風鉆式鉆孔為輔原則。但是要注意的是,在石方的開挖過程中,應采用自卸車方式將挖掘出來的廢料與巖碴依照相關指定線路運送至工程上游所制定棄碴的場地。

三、水利工程邊坡的支護施工與技術分析

1.支護前各項準備工作

(1)在邊坡支護之前,應該根據地質的條件、工藝的要求,結構的形式以及巖體暴露的時間等因素來編制施工的方案,再制定詳細施工作業的指導書,并向施工的作業人員來進行交底工作。

(2)作業人員應該根據施工的作業指導書要求,及時的進行支護。

(3)在作業前,應該認真的檢查施工區邊坡的穩定情況,需要的時候應首先進行安全的處理。

(4)對于一些不良的地質地段臨時進行支護,應結合永久性的支護來進行,即為在不拆除或是對一部分拆除臨時的支護條件下,來進行永久性的支護。

2.錨噴支護的施工說明。錨噴支護在施工時應該做好以下幾個方面工作:

(1)在施工前,首先應該通過現場的試驗或者依工程的類比法,來確定合理錨噴支護的參數。

(2)錨噴作業機械的設備,應該布置在安全的地段。

(3)注漿器和噴射機等設備,應該在使用之前做好安全的檢查工作。

(4)噴射的作業面,應該采取綜合的防塵措施來降低粉塵的濃度,可以采用濕噴的混凝土。

(5)在巖石滲水比較強的一些地段,在噴射混凝土前應該設法把一些滲水集中的排出。在噴后來鉆排水孔,以 防止噴層來脫落傷人。

(6)當凡錨桿孔直徑如大于設計所規定數值時,就不應該安裝錨桿。

(7)砂漿錨桿在灌注漿液時,應該遵守下列的規定

在作業前應該檢查注漿罐、注漿管和輸料管是否完好。

注漿 罐的有效容積不應該小于0.02m,耐力要不小于0.8MPa,在使用前應該進行耐壓的試驗。

在作業開始時,采用水或者是0.5―0.6 的水灰比純水來泥漿的注漿罐和其管路。

注漿的工作壓力應該逐漸升高。

注漿的作業應該連續進行,罐內的儲料應該保持罐體容積約三分之一處左右。

噴射機、水箱、注漿器以及油泵等設備,應安裝使用壓力表與安全閥,在使用的過程中如果發現有破損或者是失靈時,應該立即的更換。

在施工期間應該經常的檢查輸料管、注漿管和噴頭等管路連接的部位,如果發現有磨薄、連接不牢或擊穿等現象,應該立即處理。

四、案例分析

下面便是以某水利水電工程施工的過程為例來講述邊坡的支護及開挖。

通過一定的科學分析認證而知,某工程所需要的開挖及支護的工程量相對較大,所需要進行明挖的土方量為24.62萬立方米,進行明挖的石方量為6.09萬立方米,所用于護坡混凝土的量為0.83萬立方米,此外還需要一些不同種類的錨筋,總根數大概在0.5萬。

依據水利工程施工的設計圖而知這個水利工程的邊坡所需要開挖最大度可以達到120米,但是在實際的施工過程當中,所需要開挖最大度是140米,這便就需要做好較為科學的計劃及預算,這樣才能確保施工環節順利的進行。電站的廠房建設主要形式一般為靠近岸邊地面廠房的類型,所有的廠房基本位置通常都是位于鋼筋混凝土結構石壩的右岸,施工的現場大概要布置了4臺水輪發電機組,發電機組的容量達880MW,根據水利工程的陡邊坡的具體施工情況以及地質的特點布置爆破的實施步驟,要嚴格的控制爆破的技術,確保開挖的質量。邊坡支護以及開挖當中的爆破技術的具體程序應該包括以這幾個方面:

1.要做好網絡工程的準備工作

這個工程所使用到的爆破網絡一般為非電雷管孔間的并且具有微差順序特征爆破的網絡,且預裂孔起爆的時間要求在75m/s到100m/s之間,拱壩建基面的預裂孔單響藥量通常在小于20kg為最佳,在離建基面30米以外的單響藥量務必要控制在小于100kg,若是15米以內的就要控制在小于25kg,此外還應該考慮到質點的振動速度大小,這樣才可以確保施工的質量。

2.在鉆孔的時候主要所使用的為液壓鉆,二者的鉆孔位置都要保持平衡,水平距離要控制在1m到1.5m,此外爆破孔孔底同預裂面的垂直距離要控制在大于2.5米。在通常情況下,緩沖孔的藥卷直徑一般要控制在50毫米左右,裝藥的方式通常為連續不耦合的兩段式,堵塞段的長度要設置在1.0m到1.5m之間,通常線裝藥的密度為2.0 kg/m3到2.8kg/m3,第二段要封堵孔口,第一段要封堵中部。

3.要控制預裂孔尺寸以及爆破的標準。預裂孔一般有兩種類型,其中包括著馬道水平的預裂孔以及坡面的預裂孔,這兩種的鉆孔所使用的機械是不相同的,在尺寸方面的控制要得當。在馬道的水平預裂孔的鉆孔的過程當中通常要使用的機械為YT28型的手風鉆,孔深一般要控制在2米左右,每一個孔間的距離要控制在小于50厘米,將孔口堵塞的深度要控制在小于0.5米。對于坡面的預裂孔來說,孔徑大小通常要控制在小于90厘米,在鉆孔時一般采用的是XZ-30潛孔鉆,預計深度為17.28米,超深在0.5米左右,各個間的距離控制在60cm到80cm之間。

結語

邊坡的開挖以及支護工程施工部分作為水利工程在施工過程中的重要一個環節,邊坡的開挖和支護工程施工的質量會直接決定和影響整個水利工程的施工質量,因此,對于水利工程的高邊坡開挖和支護工程施工技術的研究分析有著重要的現實意義。

參考文獻

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