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摘要:針對S307清水線K54+200—K54+373與K56+100—K56+155兩段地質災害邊坡,在簡述邊坡現狀的基礎上,提出邊坡的主動防護網與被動防護網系統,并通過實踐,驗證了邊坡治理方案的可行性與有效性,為類似邊坡提供技術參考,從而保證邊坡治理的有效性。
引言
恢復重建工程中,由于地質地形情況復雜,容易發生不同類型的地質災害,而且尤以邊坡最為嚴重。因此,必須根據不同段落邊坡的實際情況制定技術可行、操作簡單、經濟合理且效果顯著的邊坡治理方案。
1恢復重建工程重點地質災害邊坡現狀
1.1S307清水線K54+200—K54+373段
目前該段邊坡的坡比為1:0.52~1:0.78,坡面巖層為三疊系茅草鋪組灰、灰白色強至中風化薄至厚層白云巖,巖體類型屬Ⅳ—Ⅴ類,安全等級為二級,巖層產狀為290°∠27°,屬巖質邊坡,地面垂高為5.5~16.0m。具有強烈的水解溶蝕作用,在巖層表面發育有溶蝕溝槽,邊坡后的山體較為陡峭,且上層以崩塌堆積物居多,但具有良好的膠結。巖體節理裂隙發育,以110°∠65°及232°∠76°兩組共軛“X”形切層節理最為發育,其張開度為20~32mm。經現場直觀鑒定,并結合相關經驗與《公路工程地質勘察規范》,為較軟巖,單位體積節理數為7條/m2,完整性系數為0.62,巖體較完整,基本質量等級IV級。由于存在節理和巖層面,所以巖體的水解風化作用較為強烈,使巖石破碎,結合差,面層上的巖體不穩定,破碎的巖石易在順坡向節理面上發生滑塌與掉塊,對行車與行人安全都造成嚴重危害。
1.2S307清水線K56+100—K56+155段
目前,該段邊坡的坡比為1︰0.68~1︰0.78,坡面巖層為三疊系茅草鋪組灰、灰白色強至中風化薄至厚層白云巖,巖體類型屬Ⅳ—Ⅴ類,安全等級為二級,巖層產狀為40°∠10°,屬巖質邊坡,地面垂高為15~37m。具有強烈的水解溶蝕作用,在巖層表面發育有溶蝕溝槽,邊坡后的山體較為陡峭,且上層以崩塌堆積物居多,但有著良好的膠結。巖體節理裂隙發育,以220°∠85°及295°∠85°兩組共軛“X”形切層節理最為發育,其張開度為16~26mm,經現場直觀鑒定,并結合相關經驗與《公路工程地質勘察規范》,為較軟巖,單位體積節理數為11條/m2,完整性系數為0.54,巖體較破碎,基本質量等級IV級。由于存在節理和巖層面,所以巖體的水解風化作用較為強烈,使巖石破碎,結合差,面層上的巖體不穩定,破碎的巖石易在順坡向節理面上發生滑塌與掉塊,對行車與行人安全都造成嚴重危害。
2恢復重建工程重點地質災害邊坡治理
2.1主動防護網系統
2.1.1系統概述本系統的主要應用對象為有潛在落石及淺表層滑動等地質災害隱患的邊坡,以系統錨固為明顯特征,借助與“窗簾”相類似的形式減小落石運動。這一操作簡單、安全可靠的防護技術現已成為對邊坡進行加固時的首選方式之一。在橫、縱兩個方向上交錯的φ16橫向支撐繩、縱向φ12支撐繩、按邊長為4.5m的正方形布置的錨桿充分聯結,同時進行預張拉處理,由支撐繩組成的所有網格鋪設一個規格為DO/08/300/4×4m型的鋼絲繩網,各鋼絲繩網和周圍支撐繩之間采用縫合繩進行縫合,并將其拉緊,這一工藝可以使防護系統向邊坡表面施加法向預緊壓力,起到保證表層巖土體處于穩定狀態的作用,從而避免崩塌落石現象的發生,同時還能把局部落石有效限制在固定空間以內,在此基礎上于鋼繩網的下部布置網孔較小的格柵網,用于防止小塊巖石發生崩落,或有效限制部分巖土體發生破壞。該防護系統具有以下優勢特點:第一,具有良好的透水性,能使山體始終保持穩定;第二,具有良好的柔性,采用大面積連接的方法,能使整體結構保持連貫,并提高延伸性;第三,耐腐蝕性好,所有構件的生產及安裝都采用有效措施進行防腐,延長其使用壽命;第四,防護等級較高,采用模塊式安裝方法,具有良好的性價比;第五,有利于生態環境的保護,能使地表原貌保持原樣,對原生態地貌基本沒有破壞與污染。
2.1.2主要材料技術指標該系統材料以熱鍍鋅鋼絲繩為主,材料的每項技術指標都應達到中華人民共和國鐵道行業標準《鐵路沿線斜坡柔性安全防護網》(TB/T3089—2004),中華人民共和國交通部標準《公路邊坡柔性防護系統構件》(JT/T528—2004)相關規定要求。
2.2被動防護網系統
2.2.1系統概述該系統主要由以下四部分組成:①鋼絲網,也可采用環形網;②固定系統;③減壓環;④鋼柱。鋼絲繩網與鋼柱之間連接形成一個完整的整體,在防護邊坡上形成面防護,起到防止崩塌巖石土體發生下墜的作用,保證邊坡的綜合防護效果。該系統攔截強度及柔性能充分吸收不超過500kJ的由落石產生的沖擊動能,或對其進行分散傳遞,另外,通過布置消能環,還能增加系統抵抗沖擊的性能。該系統相較于砂漿擋墻與剛性攔截,使原施工工藝發生較大變化,能有效減少資金,并縮短工期。
2.2.2材料和技術指標系統構造包含三部分,分別為減壓環、鋼絲繩網與支撐繩。其中,對于鋼絲繩網(也可采用環形網),當需要對小塊落石進行攔截時,應增設一道鐵絲格柵;對于固定系統,主要由支撐繩、錨桿、攔錨繩與基座構成。所有采用的質量標準都應滿足“中華人民共和國鐵道行業標準:TB/T3089—2004”和“中華人民共和國交通行業標準:JT/T528—2004”。
2.2.3系統適用范圍被動防護結構配置鋼柱、支撐繩、拉錨繩、縫合繩、減壓環環形網系統產品特性,用數股鋼絲盤結成環形相互套接而形成的網。該系統主要用于建筑構造物周圍存在緩沖地帶的高山峻嶺,能將包含泥石流、巖崩、飛石與雪崩等在內的所有災害均攔截在建筑構造物以外,使建筑構造物免受災害的影響而發生毀壞。該系統能攔截的落石沖擊能量在150—2000kJ范圍內。
2.2.4系統施工要點(1)施工程序該防護系統的施工應嚴格按照以下程序進行:確定并放出錨桿和基座的位置→基坑開挖并鉆設錨桿孔→安裝基座與錨桿→安裝并調試鋼柱和拉繩→安裝并調試支撐繩→鋪設并連接所有菱形網,采用縫合繩縫合的方法進行→鋪設格柵。(2)主要施工方法①以設計要求為依據,利用全站儀將錨桿孔和基座的具體位置準確放出。②對于土質地基的錨固和鋼柱基坑,在開挖時可采用人工進行,然后對基礎混凝土進行澆筑,同時預埋鋼絲繩錨桿;而對于巖質地基,應采用風鉆進行鉆孔施工。③鉆好并清理好鉆孔后,用注漿機向鉆孔中灌漿,并人工安裝鋼絲繩錨桿。對于系統鋼柱部分的基座,應使用人工進行安裝。④鋼柱、拉錨繩、支撐繩、菱形網、格柵等的安裝和調試都可由人工進行,將支撐繩裝好后,應按照施工圖進行嚴格調試,以保證定位的準確性。
3結語
綜上所述,通過對以上主動和被動防護網系統的合理設置,起到了良好的預防邊坡地質災害發生的作用,為周圍建筑構造物及設備提供安全保障,可為類似工程項目提供可靠的參考借鑒,保證邊坡治理的合理性與有效性。
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作者:高龍菊 單位:貴州橋梁建設集團有限責任公司