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【关键词】公路路基边坡,治理技术,探讨分析
中图分类号:U213.1 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
在公路工程施工中,路基是一个十分重要的方面,其对公路工程的质量具有十分重要的影响。通过加强对公路路基边坡防护的研究,可以有效的提高公路路基的施工质量,确保公路路基的安全性和可靠性。在对公路路基边坡防护的研究过程中,一定要考虑到影响边坡失稳的因素,从而对症下药,解决边坡的治理问题。因此,笔者根据自己的施工经验和研究,从公路路基边坡失稳的因素出发,研究边坡防护的原则以及具体的措施,希望对相关的领域的研究提供借鉴。
二、公路路基边坡失稳的因素分析
1、公路建设的土石方工程阶段是破坏原地貌植被、弃土、弃石的集中时期,工程用土范围内原地表植被所具有的水土保持功能迅速降低或丧失,并为水土流失发生、发展提供了大量易冲蚀的松散堆积物。路基边坡开挖、填筑使原有地表植被被破坏.形成大面积坡面.表土层抗蚀能力减弱.水土流失加剧.从而导致边坡失稳的机率增大。
2、设计中对滑坡路段岩士性质认识不足,设计边坡率过陡。施工中未根据实际情况采取相应措施,堑坡仍按原设计坡率开挖,边坡过高过陡,难以保证自身稳定。边坡开挖后,未及时进行防护,长时间暴露在大气中,致使风化、冲刷严重。
三、公路路基边坡防护原则分析
1.在公路路基边坡防护过程中 ,要坚持从工程地段的地质地貌条件出发,加强对滑坡做出科学合理的定性评价,在此过中,再辅之以定量评价。
2.要坚持技术原则和经济原则的统一性。在进行边坡防护过程中,要从本地的地形地貌地质条件族从科学的分析,并对各种地质地貌做出合理的利用,因地制宜,采取有效的控制措施,如此,可以让工程治理更为稳定,且一定程度上减低了工程的成本。
3.在进行边坡防护过程中,要确保工程的安全性,实施安全作业管理。要在综合考虑地震条件,地下水位等多方面的条件下,做出科学合理的设计,并严格计算整个工程的安全系数。
四、公路路基边坡防护技术分析
1、锚固洞
在加固高边坡时,锚固洞加固技术是一种较为常见而且有效的方法,在施工时应该按照由内而外、自上而下、逐层加固的方式进行。处于同一结构面的锚固洞应该采取跳洞开挖的施工方式,从而降低由于抗滑力的减少而影响高边坡的稳定性。此外,锚固洞自身具备一定的倾斜度,从而有效的避免了混凝土与洞壁之间结合不实的现象。
2、混凝土挡墙
在高边坡加固中,混凝土挡墙是一种比较常见的施工方式,这种方法能够很好的改善滑坡体的受力失衡问题,进而使得滑坡体变形得到很好的控制。通
常这种施工方式具有结构简单易于操作且迅速起到相应的稳定高边坡结构的优点。在进行混凝土挡墙的设计时,应该充分考虑滑面的形状以及位置,从而选择适合的挡墙基础砌筑深度,此外,挡墙后面应该设计必要的泄水孔,从而有效的减少静水压力以及水的浸泡腐蚀。
3、植物防护措施
植物防护以成活的植物作为路基防护的材料,通过植物的叶、茎和根系与被保护土体的共同作用,在拟保护的路基部位,形成有生命的保护层;是一种积极、有生命的防护措施。采用铺草皮、种草形式,利用植被对边坡的覆盖作用、植物根系对边坡的加固作用,保护路基边坡免受降水和地表径流的冲刷。植物防护应根据当地土质、含水量等因素,选用易于成活、便于养护、经济的植物类种。植物覆盖对地表径流和水土冲刷有极大减缓作用。植被根系能与土层密切结合,盘根错节,使地表层土壤形成不同深度牢固的稳定层,从而有效地稳定土层,阻挡冲刷和坍塌。
4、地下排水
(一)渗沟: 渗沟对排水路基边坡下渗水、裂隙水具有显著效果,也可降低路基两侧的地下水位。
(二)支撑式渗沟: 支撑式渗沟主要设计在路基边坡体裂隙水发育明显,且出现多个渗出点,往以带状、面状发育的坡面,由于其水富丰、分布分散,通过设置“Y”型支撑式渗沟,可有效收集边坡一定范围的渗水,并及时排出,对保证边坡稳定、保持边坡体强度具有一定作用,从而保证边坡稳定。
(三)倾斜式排水管: 在多雨地区,往往边坡水在一定的深度内大范围分布,若不及时排水,长期储存在路基边坡体内,影响边坡体的岩、土强度,不利于边坡稳定,该情况下,可通过设置深层的带孔排水管,必要式可采用上下交错布设,可有克服支撑渗沟深度不足的缺点,将深层水排水。
(四)大孔径排水管( 沟) : 该种情况多用于泉眼式渗水,在多雨地区,部分泉眼雨季水量较大,采用倾斜式排水孔很难及时排除水流,往往造成边坡明显的冲刷。这种情况下采用加大孔径的混凝土排水管( 沟) 具有较为明显效果。
五、结束语
综上所述,加强对边坡稳定性的定量定性分析,加强边坡的预防治理工作,已经是整个公路建设施工,养护中的重要环节,在整个交通网络建设中得到了更多的关注。对于公路路基的边坡,一定要采取有效的处理措施,不断采用先进技术和机械设备,预防边坡的出现,提高边坡的防护水平,保证整个公路建设的质量,促进我国公路建设的健康快速发展。
参考文献:
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论文摘要:针对三峡库区地质灾害治理的特点,结合实例对喷播植草防护技术的特点、主要功能、方案选择、施工工序进行介绍,并对其效果及经济、社会效益进行评价。
1 概 述
岩土边坡工程改变了自然边坡现状,会对当地的生态环境造成不利影响,在环境保护要求严格的今天,边坡工程增加生态环境保护的内容是非常重要甚至是强制性的。其中边坡植被防护作为岩土工程生态环境保护的重要部分,在国内得到了广泛的应用,并取得了良好的效果,且开始逐渐取代传统的圬工护坡。边坡植被防护工程主要有以下几类技术:①阶梯植被;②框格植被;③穴播或沟播;④喷播植草;⑤植生带;⑥绿化网;⑦土工网垫等。
本文将结合三峡库区地质灾害治理工程的经验,重点论述喷播植草防护技术在库区地质灾害治理工程中的应用。
2 喷播植草防护技术的特点
喷播植草是利用液态播种原理,将草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂和色素等按一定比例配水混合搅匀,通过机械加压后喷射到边坡坡面的防护技术。由于其施工简单、速度快,造价低且草籽成活率高,在国内外获得了广泛的应用。
3 喷播植草防护边坡的主要功能
喷播植草作为边坡防护措施,将极大地改善工程建设的生态环境,创造良好的经济、社会和环境效益。主要功能是对岩土边坡浅表层进行防护,通过对浅表层边坡的加固从而达到防止雨水冲刷、控制水土流失、保持边坡稳定的作用。
3.1 边坡加固作用
(1)深根的锚固作用。植物的垂直根系穿过坡体填土,锚固到深处较稳定的土层上,能起到锚杆的作用。乔本科、豆科植物在地下0.75~1.50 m深处有明显的土壤加强作用。
(2)浅根的加筋作用。植物根系在土中错综盘结,使边坡土体在其延伸范围内成为土与草根的复合材料,稳定边坡表层土体,起到护坡的作用。
3.2 植被的水文效应
(1)降低坡体孔隙水压力。植物通过吸收和蒸发边坡土体内的水分,降低土体内的孔隙水压力,从而提高了土体的抗剪强度,有利于边坡土体稳定。
(2)控制土壤侵蚀、保持水土。降雨是坡面冲刷的重要原因,降雨时植草对边坡有明显的保护作用,能有效降低地表径流的流速,从而抑制面蚀及沟蚀,减小边坡土体的流失。
3.3 改善和美化环境
植草可使被破坏的环境逐步恢复,并能促进有机物的降解,净化空气;植草形成的绿化带,与周边环境更协调,与自然更接近,起到改善和美化环境的作用。
4 三峡库区地质灾害治理工程特点及要求
(1)三峡库区在蓄水及运行过程中水位变化频繁,水位变幅大;
(2)受当地地形地质条件限制,沿江地质灾害治理区域大多土质贫瘠,有机质含量低;
(3)采用喷播植草防护的边坡坡比为1∶2~1∶
3.5,坡度能满足喷播植草的要求,无需采用网垫等其他额外加固措施;
(4)施工工期短,时间要求严格;
(5)要求边坡尽快形成抗冲刷能力;
(6)工程位于城镇,对景观、绿化要求高;
(7)成坪后不需要专门的养护,形成稳定生物群落并自然生长;
(8)边坡面积较大,应尽量降低成本,节约投资。
5 符合库区灾害治理工程特点的喷播方案针对库区灾害治理工程特点及要求,采用了以下的喷播方案。
(1)选用在三峡库区能广泛生长的草种。采用豆科和乔本科草种混播,提高耐贫瘠能力。根据库区地质灾害治理工程的特点及当地的气候条件,采用以小冠花为主,以中华结缕草、两耳草、紫花苜蓿等为辅的4种草种混播。
草种以小冠花为主是因为小冠花具有以下特点:①生长年限长,其寿命可达50 a以上;②根系发达,持久性强;③覆盖速度快,覆盖度大,每株当年覆盖面积平均0.7~0.9 m2;④绿色期长,枯草期短,在南方为四季常绿草种;⑤耐贫瘠、耐寒、耐高温、高抗病虫害;⑥水土保持效果显著;⑦对不同气候及土壤的适应性强。
由于小冠花耐水性较差,在水位变幅区降低小冠花草种的比例,相应增加其他辅助草种比例,以提高植草的耐水性。 转贴于
(2)增加黏合剂、木质纤维素、保水剂、复合肥等喷播材料用量,并覆盖无纺布,使草籽在喷播后立即在土壤表面形成较强的抗冲刷能力。三峡库区地质灾害治理工程较多采用土石方回填,边坡为碎石土质边坡,为确保草籽在初期能顺利成活并生长,增加了黏合剂、木质纤维素的用量以确保草籽在边坡上可稳定附着;增加保水剂、复合肥的用量以确保草籽在生长初期的养分及水分的充足供应。
(3)采用多草种混播,提高耐水性、增强抗病、抗虫害能力,有利于形成稳定的生物群落。
(4)在满足要求的前提下,优化配方,降低成本。
(5)在边坡满足喷播植草要求后立即施工,边坡清理与喷播植草同时进行,清理一块喷一块,力求在最短时间内完成,满足工期的要求。
6 喷播施工
6.1 施工所需设备、材料及人员组成
(1)喷播机:容器容量为50加仑;
(2)草籽:为中华结缕草、两耳草、紫花苜蓿、小冠花4种混播;
(3)添加剂:黏合剂、饱水剂、木质纤维素、复合肥;
(4)无纺布;
(5)便携式汽油泵及连接汽油泵与喷播机容器的水管;
(6)施工人员组成:清理边坡2人,喷播技工4人。
6.2 喷播工序及技术要求
喷播工序为:清理并平整边坡混合草籽并喷播铺盖无纺布养护。其中清理并平整边坡、混合草籽并喷播、铺盖无纺布3道工序可同时交叉进行,以缩短工期。
各工序技术要求如下。
(1)清理并平整边坡。在防护范围内要清除杂物,并对边坡进行平整,使边坡达到喷播的要求。根据喷播机喷播面积对坡面进行划分并做好标记,防止混喷及漏喷。
(2)混合草籽并喷播。将草籽及添加剂按一定比例配置好,依次加入并混合搅拌30 min,然后均匀喷至坡面,为保证喷播均匀,在坡面上先喷2/3的混合液,余下部分重新加满水后复喷一次至附着均匀即可。
(3)铺盖无纺布。覆盖无纺布是对喷播植草的初期养护,在草籽未萌发前可起到防冲刷、保水、保温的作用。无纺布应采用铁丝或竹钉固定,四边用土压好,防止风吹开。
(4)养护。在草籽萌发前期,应根据土壤湿度的变化多浇水,保证种子萌发所需水分,在种子发芽后,根据发芽情况适当浇水至其自然生长,形成稳定的生物群落。至此,养护工作基本完成,只需定期清除杂草即可。
7 工程效果及经济、社会效益
(1)由于施工机械化程度高,边坡的喷播植草可迅速完成,从而大大降低成本,仅为圬工护坡的10%~20%。
(2)喷播植草所用附加材料大多数为易分解材料,对环境无污染;且植草边坡与周围环境相融合,能美化城镇景观。这是传统圬工护坡所不及的。
(3)喷播植草在坡面平整后即可进行,且多种工序可混合一次完成,施工简便、速度快、劳动强度低,所需施工人员较传统的圬工护坡大大降低。
近年来,随着国家可持续发展的推行,水利建设项目更加重视工程建设与生态建设的结合,客土喷植这一技术在水利建设项目当中应当得到推广与学习,例如防洪堤防护及许多工程中出现的高陡边坡防护就应该广泛使用,本文对客土喷植技术从原理、优势及施工程序进行了阐述。
关键词:
客土喷植生态建设原理优势施工程序
中图分类号:U213.1+3文献标识码: A 文章编号:
论文主体:
近年来,随着国家可持续发展的推行,水利建设项目更加重视工程建设与生态建设的结合,在中小河流综合治理等项目当中更是大力推行生态建设方案为主流设计方案,由此也可发现国家对生态建设技术的重视与推广。在公路专业设计当中,已有许多区域改变了传统的公路边坡防护方式,放弃了单一的混凝土贴坡、浆砌片石、挂网喷锚等工程防护措施,而改用挂网客土喷植、三维网植草等技术来对边坡进行防护,客土喷植这一技术不止能在公路建设当中进行使用,在水利建设项目当中有许多边坡的防护也非常需要利用这一技术,例如防洪堤防护及许多工程中出现的高陡边坡防护,下面就粗浅的介绍一下挂网客土喷植技术在边坡防护当中的优势与施工要点。
一、挂网客土喷植技术的原理
客土喷播中的客土就是指非当地原生的、由别处移来用于置换原生土的外地土壤,通常是指质地好的壤土(沙壤土)或人工土壤,工程使用的客土添加了纤维、侵蚀防止剂、长效缓释性肥料和种子等添加物,添加物质按一定比例配合后后,用团粒剂使客土混合物形成团粒化结构,从而造就有一定厚度的具有耐雨水、风侵蚀,牢固透气,与自然表土相类似或更优的多孔稳定土壤结构,加入专用设备中充分混合搅拌后,通过空气压缩机压缩空气喷射到坡面上形成所需要的生育基础及植物层。对裂隙发育的硬岩坡面、软岩坡面、砂地、贫瘠地、酸性及碱性土壤等植物生长困难地区,客土喷播技术可以重新使边坡尽快恢复植物生长的可能,从而形成耐侵蚀性的绿化边坡。
二、挂网客土喷植技术优势
现有水利建设项目当中,遇到边坡防护项目,土质边坡多以削坡后进行浆砌片石护坡后勾缝或者直接进行混凝土贴坡防护,硬质边坡或风化边坡则采用打锚筋后喷混凝土方案进行防护,两种方法均为传统防护形式、硬性防护措施、安全可靠、施工工艺简单,但成本核算高,不利于景观、对生态植被造成永久破坏,地下水无法渗出会导致边坡稳定性得不到保证。而生态护坡技术通过一系列的技术建设,可对边坡起到稳固的防护作用,同时也结合了生态技术,建设完成数月后即可有植物生长,在保证结构稳定的情况下更添加了观赏性。
综合投资、防护效果、生态景观等因素,提出以下的常见护坡方案比选。
表5.3-1护坡方案比选表
综合上表可见客土喷植技术在使用范围及投资上均有较大优势,在建设中客土喷植技术的优势还体现在:
应用客土喷播技术,防护绿化工程水土保持好、经济性好、使用寿命长、机械化程度高、施工干扰小、 美观自然且不需要养护。
(1)喷播设备性能优良,使岩石坡面不具备植物生长条件的高大边坡完全可以实现绿化。由于客土的应用,为灌木和树木的根系提供了良好的生长基础,能够实现草、灌、乔合理的植物群落配比,达到建成后路域植被与自然植被融为一体的效果
(2)植物生长状态良好且可持续发展性良好,可与工程防护方法结合应用。在边坡陡急、基岩不稳定的条件下,可先使用格子梁及喷锚方法使边坡稳定,再使用本方法进行绿化。
(3)抗雨水侵蚀性强。由于生长基础混合料中有粘合剂,且通过空压喷付于坡面,形成具有一定强度及厚度的面层结构。加之植物发芽及初期生长快,很快将表面覆盖,能在短期内发挥植物的防雨水侵蚀效果。
(4)经济美观。与护面墙、挂网喷浆相比较,有明显的经济效益和美观性,单价不到普通25—30 cm厚浆砌片石护面墙单价的一半,具有明显的经济可行性。
三、客土植草技术的施工程序
客土植草技术施工断面图
1、清理整平坡面
在路基边坡按设计的坡率、坡高、平整度修整坡面,人工清理坡面浮石、浮土等,并且做到处理后的坡面斜率一致、平整,无大的突出石块与其他杂物存在,对于光滑岩石要采取挖凿横向平行沟等措施进行加糙处理,以免基材下滑,使其有利于基材和岩石表面的自然结合。
2、安装锚杆
锚杆长度取1.5 ~2.5m,采用直径为φ16-22mm的螺纹钢,锚杆与坡面成90°角布置。安装锚杆时,先放样,锚杆交错排列,横向间距1.5-2m ,纵向间距1.5-2m,然后用风钻或电钻进行钻孔,钻头的直径大小一般为φ38 mm ,钻孔深度与锚杆长度相同。打孔完毕,便可进行锚杆的固定工作。将锚杆插入孔内,杆头伸出坡面6~8cm,以方便挂网,然后用水泥砂浆将锚杆孔内腔灌满填实。
3、安装植生带
在铁丝网底下,纵向间距1m,横向布置1条植生带,植生带由土工布、木糠、细沙组成。主要起到蓄水和导水的功效,缓解岩石边坡在干旱时草坪生长的缺水问题,植生带用φ2.2 mm的铁丝固定。
4、固定铁丝网
将铁丝网从坡顶沿坡面顺势铺下,铁丝网应伸出坡顶50 cm 。铺设时网应拉紧,铺平顺后,将网挂在锚杆上,用连接件或铁丝锁紧,并根据需要在锚杆中采用不同厚度的混凝土垫块,以使铁丝网与坡面保持3~5cm的距离,网与网之间的搭接宽度为15cm。 完成网与锚杆的连接工作后,要严格检查铁丝网与锚杆连接的牢固性,确保网与坡面形成稳固的整体。
5、喷射有机基材
有机基材是由土壤、水泥、保水材料、有机质和肥料等组成,其中土壤、保水材料及有机质须经过筛选,筛网孔目尺寸为18~20 mm ,准备工作就绪后,利用喷射机将混合均匀的有机基材喷布于坡面,喷射的平均厚度为8~10 cm ,其中铁丝网之上要保证有3~5 cm厚的基材。根据边坡的岩性酌情调整喷射厚度,以保证有机基材能提供草坪生长所需足够的养分及水分。
6、喷播草籽
基材喷射完成后,待其自然风干4~12 h,才可进行面层的草籽喷播工作。 喷播草籽采用液压喷播技术,将附有促进种子萌发、小苗生长的种子附着剂(也称土壤改良剂) ,纸浆纤维、肥料、草种等,混合置于喷播机内经过机械充分搅拌,形成均匀的混合液,进而通过高压泵,将混合液高速、均匀地喷布于已经处理好的坡面上。
7、覆盖无纺布
喷播完成后,在其表面层覆盖无纺布,减少因强降水造成的对种子的冲刷,同时也减少边坡表面水分的蒸发,从而进一步改善种子的发芽、生长环境。
四、结语
挂网客土喷植技术是目前采用的新型生态边坡防护技术之一,该技术能够摆脱传统施工技术,避免建设项目后对生态植被造成永久破坏,在技术在防洪堤常水位以上,河道整治常水位以上及其他水利项目高陡边坡防护部分可起到良好的加固及美化作用,目前国内已有非常多的项目已进行了应用,并经过了多年的考验,植物生长大多良好,犹如一幅绿色地毯,希望该技术可在建设项目中大力推广,促进生态建设的发展。
【参考文献】
【1】建筑边坡工程技术规范
关键词:路基 荷载稳定性质量含水量防治
中图分类号:F253文献标识码: A
路基是路面的基础,它和路面共同承受行车荷载的作用,没有坚固、稳定的路基就没有稳固的路面,路基的强度和稳定性是保证路面强度和稳定性的先决条件,路基的强度与稳定性,受水、温度、土质的影响,路基的常见病害就是沉陷,而由于路基土中含水量偏大造成压实度不足引起沉陷的事例最多,因为土中的水分过大,土粒被水膜包围而分散得过远,含水量越大,水膜越厚,水分不能排除,由于水的密度比土的密度小,因此土的密度反而下降了,因此,在压实工作中经常注意并检查土的含水量,并视需要采取相应措施,尽可能消除和减轻水对路基造成的危害。
确保路基强度和稳定性的手段路基强度,压实度,含水量。先进的设计施工是确保路基强度的先决条件,而严格检查、测试才能使好的设计和施工落到实处,所有的路基填料都要经过施工监理人员检验并认可才能使用。另外,在合理使用路基填料方面,对于用不同强度的土所填路基的部位也是很讲究的,特别是土质变化较多的路段更应引起注意,不允许将CBR值较大的土填在CBR值较小的土层下面,也不允许将CBR较小的土填在路基顶部。
1 确保路基强度的有效措施
高等级公路沿线及附近的水文、地质和筑路材料的调查、试验是保证路基强度和稳定性的基本条件。因此,不论是施工监理人员,还是承包单位,都必须集中全力,认真细致地做好沿线土质调查和取样试验工作。关于水文地质调查和试验方面的工作,除调查当地的气温和降雨量外,还应调查地下水的深度、流量、流向,以便采取相应的处治措施和选择合适的路基材料。关于土质调查和试验,主要是调查挖方路基顶部填方原地面以下的土壤类型。对于软土地段,还要做贯入度、沉降、固结试验,并根据试验结果,提出相应的处治方案。关于筑路材料的调查和试验,主要是对沿线挖方及附近的各类土壤进行全面的调查和试验,摸清可用作填料土的质量和数量,以便合理地调配使用。尤其在丘陵和山区地段,土质变化是很大的,每个山头挖方的深度不同,土质也不一样,切不可草率从事。
2 压实度是填土工程的质量控制指标。
先取压实前的土样送试验室测定其最佳含水量时的干密度,此为最大干密度。再取压实后的土样送试验室测定其实际干密度,用实际干密度除以最大干密度即是土的实际压实度。用此数与标准规定的压实度比较,即可知道土的压实程度是否达到了质量标准。
2.1公路路基的压实度是体现整个公路结构质量的关键.以路基能够达到最大干密度、最佳压实度为目标来确定实际施工操作方法及目标,提高了对填土厚度控制、含水量控制、碾压程序及压实度检测的系列控制措施,确定了最少碾压遍数,达到最佳压实效果的方案,保证公路路基的结构质量
2.2在路基施工过程中,为控制好路基压实质量,提高现场压实机械的工作效率,需要重点做好四方面工作:
1)通过试验准确确定不同种类填土的最大干密度和最佳含水量。
2)是现场控制填土的含水量。实际施工中,填土的含水量是一个影响压实效果的关键指标,路基施工中当含水量过大时应翻松晾晒或掺灰处理,降低含水量;当含水量过低时,应翻松并洒水闷料,以达到较佳的含水量。
3)是分层填筑、分层碾压。施工前,要先确定填土分层的压实厚度。最大压实厚度一般不超过20厘米。
4)是加强现场检测控制。填筑路基时,每层碾压完成后应及时对压实度、平整度、中线高程、路基宽度等指标进行质量检测,各项指标符合要求后方能允许填筑上一层填土。
3 导致路基湿度变化的水源有以下三种
3.1大气降水,通过路面、路肩和边坡渗入;
3.2边沟水及排水不良时的地表积水,以毛细水的形式渗入;
3.3靠近地面的地下水,借助毛细作用上升到路基内部。
4 地表水来源
4.1雨雪直接降落到路面和路基工作区域内的大气降水形成的地表径流。
4.2从路基上方地面汇流进入路基工作区内的径流。
4.3沿水道由远而近流来横贯路基的河、溪水流。
5 地下水来源
5.1从地面渗入地下尚未达到局部隔水层或透水层的上层之流水。
5.2在地面以下第一个隔水层以上的含水层中的潜水。
鉴于以上地表水和地下水的存在,在不同程度上将对路基产生危害,必须做好地基的排水。
6 防治措施
对于以上两种水源,采用地面排水。县乡公路路基地面排水主要是通过全线贯通的边沟来进行的,边沟的横断面形状常用的有梯形、矩形、三角形。一般情况下,土质边沟采用梯形,内侧边坡不陡于1:1.5,公路过街路段边沟宜采用浆砌片石矩形边沟。为了保证边沟迅速排水,边沟纵坡一般与路线纵坡一致,并不得小于0.5%,以防淤积。
7 影响路基的水流可分为地面水和地下水两大类,与此相适应的路基排水工程,则分为地面排水工程和地下排水工程。
7.1中央分隔带排水及护坡道
中央分隔带排水设施是由于高等级公路的修建才出现的。中央分隔排水设施由纵向排水沟(明沟、暗沟)、渗沟、雨水井、集水井、横向排水管等组成。至于采用何种形式,可视公路等级及排水条件设计适合于本地区的中央分隔带排水沟管形式。
7.2排水设计对于公路路基的稳定性及路面的使用寿命有着显著的影响。公路排水设计应包含以下两个方面的内容:其一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及强度的影响,一般称之为第一类排水;其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外,最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响,减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害,这称为第二类排水。 第一类排水设计通常采用适当提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法。施工期间一般都考虑在施工前开挖临时排水边沟,排除施工期地表水并降低地下水,同时在路基底部掺加低剂量石灰处理设置40cm厚的稳定层等。采用这一系列措施可起到事半功倍的效果。第二类排水设计一般包括:
1)通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等,将路表水迅速排出路基以外;
2)设计中央分隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管,将施工期进入中央分隔带的雨水及运营期中央分隔带的下渗水迅速排出路基之外;
3)设计泄水孔以迅速排除桥面水;
4)设计中采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管,将渗入路面面层的水引出路基之外。公路路基边坡的质量和状态能否持久而稳定、能否经得住各种因素的影响而不损坏,通常用边坡稳定性来评价。边坡的地质条件、水文条件、地形地貌和新构造运动等自然因素是对边坡稳定性起决定作用的关键因素,而地下采掘、开挖坡脚、人工削坡等人类的工程活动对边坡稳定性负有重大影响。路基边坡稳定性(或状态改变及损坏)是上述因素综合作用的反映,边坡稳定性和各种因素构成一个相互联系、相互影响的整体、其中任何一个因素的改变往往会诱导其它因素改变,进而引起边坡原有稳定状态发生改变。
8 路基边坡损坏形式及特点
路基边坡在自然条件下的损坏,有多种形式和各自的特点。
8.1 滑坡部分岩(土)体在重力作用下沿着一定的软弱面(带)缓慢地、整体地向下移动,一般分蠕动变形、滑动破坏和渐趋稳定等三个阶段。因下伏岩层压缩,边坡沿岩(土)体内较陡的结构面发生整体下坐(错)位移,称为坐(错)落。组成边坡的岩(土)体常不发展为连续的滑动面,而顺着边坡方向发生塑性变形,则称为倾倒。
8.2 崩塌整体岩(土)块脱离母体、突然从较陡的边坡上崩落下来,并顺着边坡猛烈翻转、跳跃,最后堆积在坡底,称为崩塌。悬崖陡坡上的个别岩块突然下落,称为坠落的岩块或危石。
8.3 剥落 边坡表层岩(土)体长期遭受风化,在冲刷和重力作用下岩(土)屑(块)不断地沿着边坡滚落、堆积在坡底,即为剥落。
9 影响路基边坡稳定性的主要因素
影响路基边坡稳定性的因素包括地质条件、水文条件、新构造运动、地形地貌、自然气候和人类的工程活动等。
9.1 地质条件
9.1.1岩(土)体的地质性质岩(土)体的力学性质决定了边坡稳定性的丧失方式,如坚硬岩石边坡失稳以崩塌和结构面控制型失稳为主,而软弱岩石则以应力控制型失稳为主。岩(土)体的工程地质性能越好,边坡稳定性越高。
9.1.2地质构造因地质构造关系到岩(土)体结构面的发育程度、规模、连通性、充填程度和充填物成分、以及结构面的产出状态对边坡稳定性的影响,因此在分析岩(土)体结构面对边坡稳定性的影响时,要充分注意岩(土)体结构面的产出状态与边坡面的相互关系,亦即结构面与边坡面的组合不同,边坡稳定性分为反倾稳定、顺倾稳定等不同形式。
9.2 水文条件“十个边坡九个水”形象地说明了边坡稳定性与地下水的活动关系。由于岩(土)体的力学性质受水的影响很大,地下水富集程度的提高不仅增大边体下滑力,而且降低软弱夹层和结构面的抗剪强度,导致滑动面的抗滑力减小。因此,治理边坡也往往是由于改善了水文(地质)条件而获得成功。
9.3 新构造运动新构造运动(地震)最容易引起边坡形态、产出状态及水文(地质)条件发生改变而导致边坡失稳,其原因是地震产生的水平地震附加力促使边坡的下滑力增大、滑动面的抗滑力减小。
9.4 地形地貌边坡的形态和规模等地貌因素对边坡稳定性的影响较为明显,即不利形态和规模的边坡往往在坡顶产生张应力,并引起坡顶出现裂缝;在坡底产生剪切应力而促成剪切破坏带,这些作用均极大地降低边坡的稳定性。此外,边坡面与地质结构面的不利组合还会导致边坡结构控制型失稳。
9.5 自然气候大气降雨是地下水的主要补给源,气候类型不同时大气降雨量也不同。因此在不同的地区,由于大气降雨量不同,即使其它条件相同,边坡稳定性也不相同。
10 路基边坡的防护与加固
10.1
1)根据当地气候环境、工程地质和施工材料等情况,因地制宜、就地取材,选用适当的工程类型或采取综合措施,以保证公路路基的稳定,并不要随意取消或减少必要的边坡防护工程措施。
2)在不良的气候和水文条件下,对粉砂、细砂与易于风化的岩(土)石边坡以及黄土类边坡,均宜在土石方施土后及时防护。
3)对于冲刷防护,一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段,在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和水泥混凝土预制板等,以抵抗水流的冲刷和淘刷。
4)坡面防护一般不考虑边坡地层的侧压力,故要求防护的边坡有足够的稳定性。
5)对高而陡的防护构造物,设计和施工时要设置便于检查、维修的安全设施。
10.2 坡面防护
10.2.1种草及铺草皮
种草和铺草皮防护适用于边坡稳定,坡面冲刷轻微,且宜于草类生长的土质路堤和路堑边坡,用以防止表面水土流失、固结表土、增强路基的稳定性。
10.2.2植树
在路基边坡上合理地植树,对于加固路基有良好的效果。也可和种草、铺草皮配合采用,使坡面形成良好的防护层。
10.3 冲刷防护
公路路基和边坡的冲刷防护技术设施包括护面墙、干砌片石、浆砌片石、水泥混凝土预制块等。
10.3.1护面墙防护
为了覆盖各种软质岩层和较破碎岩石的挖方边坡,免受大气因素影响而修建的墙,称为护面墙。护面墙多用于风化的云母片岩、绿泥片岩、泥质页岩、千枚岩及其它风化严重的软质岩石,以防止继续风化。护面墙除自重外,不承受其它荷载和墙后的压力。因此,护面墙所防护的挖方边坡陡度应符合极限稳定边坡的要求。
10.3.2干砌片石防护
较软的土质路基边坡因雨水冲刷会发生泥流、拉沟与小型溜坍,或有严重剥落的较质岩层边坡,周期性浸水的河滩等均可采用干砌片石防护。
10.3.3浆砌片石防护
路基边坡小于1:1的土质或岩石边坡的坡面防护采用干砌片石不适宜或效果不好时,可采用浆砌片石护坡。采用浆砌片石护坡时应在路堤沉实或压实后施工,以免因路堤的沉降而引起护坡的损坏。
10.3.4水泥混凝土预制块防护
在选择设计路基边坡冲刷防护类型时,有些地区缺乏片石、块石材料,此时可选择水泥混凝土预制块防护。它比浆砌片石防护能抵抗较大的水流速度和波浪的冲击。
论文主要对路基施工中的土石方工程、特殊地基处理以及路基的排水作了介绍说明,针对特殊地基的处理采用了较大篇幅,其中针对不同地基采取不同的施工工艺,主要是提高地基承载能力和保持路基整体稳定性 。
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关键词:高边坡;石方爆破;施工技术;要点
中图分类号:TU74 文献标识码:A
1 高边坡石方爆破施工技术要求
1.1 施工内容
1.1.1 表层土石方的开挖。高边坡表层的有机土层需要进行单独开挖,合理组织并安全运输至指定的弃碴场,且要做好相关的防、排水措施。表层的土石方覆盖层或全风化的碎岩均需按照相应施工规范的填筑施工要求严格作业。
1.1.2 边坡的开挖。一般地,边坡的开挖是按照设计坡度比从上而下依次进行的,属高边坡的应采取梯段分层的开挖施工办法,但要求边坡的垂直梯段高度不能超过15米。同时,如果发现开挖土体中有软弱的岩土层或者是构造破碎的地段应该根据设计要求及时采取相关的支护处理措施,并且有效完善防、排水工作保障措施。值得强调的是,高边坡开挖的支护结构应在进行分层开挖的过程中就开始逐层执行,且上层支护结构应能够保证进行下层开挖施工的绝对顺利和安全。另外,高边坡的开挖坡面还需尽量做到平顺、无陡坡和无反坡,若开挖岩土结构层中有局部反坡等状况应按照相关设计要求予以妥善处理。
1.1.3 建基面的开挖。高边坡的基础建基面通常是采取预留保护层或控制爆破施工两种办法进行开挖,保障良好的开挖建基面平整度和控制爆破施工队保留区岩体结构层的扰动也作为建基面开挖的基本要求。同时,已完成开挖的建基面不能存在陡坡或反坡、表面应保持粗糙干净,如发现开挖岩土结构层中存在如断层、裂隙或软弱夹层的情况均需按照相关设计要求予以及时处理。
1.2 控制施工爆破
基础和坡面的石方开挖可优先采用预裂爆破和光面爆破两种方法,而对于特殊的不适合于以上两种开挖爆破方法的高边坡部位则宜采取预留保护层的开挖办法。应用预裂爆破法其相邻两钻孔之间的不平整度需严格控制在15公分以内,孔壁的表面不能具有明显的爆破裂隙,且钻孔的残留率要满足于此项施工技术规范的要求。在爆破施工中关于爆破振动的控制也极为关键,在实际的爆破施工当中需重视对爆破震动的观测工作,必要时对开挖高边坡的锚喷支护、现浇砼或高边坡整体结构的稳定性予以监测控制。
1.3 基本原则
1.3.1 剔除不合格料。溢洪道在进入到石方爆破开挖之前,必须要按照要求将覆盖软弱土石层处理干净,由现场监理工程师验收合格并签字确认之后方可进入到正式的土石方开挖,并确保填筑砂石料达到质量标准要求。
1.3.2 爆破试验。严格按照“爆破试验大纲”所提出进行相关爆破试验的要求进行,以确定最终的爆破孔网参数。
1.3.3 控制爆破技术。溢洪道的石方开挖宜采用“宽孔距、小底抗线”的爆破施工技术或“微差挤压爆破”的爆破施工技术。具体确定爆破参数方案应以能够确保构筑物结构形体质量作为基本标准,尽量控制降低大块率。
1.3.4 保障高边坡稳定。溢洪道的土石方开挖须遵循“自上而下、分层分块”控制爆破,严格遵照“开挖一层、支护一层”的基本原则来组织和安排现场施工,减少开挖爆破振动引起的扰动,保障高边坡的稳定性。
1.3.5 满足填筑砂石料动态的平衡要求。为了能够减少开挖土石方的二次周转和提高开挖土石方的直接上坝率,溢洪道各个开挖阶段强度必须还要与各个阶段坝体砂石料的回填强度相一致。
2 高边坡石方爆破施工的技术要点
2.1 爆破施工方法选择
石方爆破工作自上而下分台阶逐层进行。台阶高度小于5米时,用浅眼爆破法分层爆破,分层高度2~3米为一层;台阶高度为5~10米时,用深孔爆破法一次爆破到设计标高,爆高超过10米时,分台阶进行深孔爆破。永久边坡采用光面爆破方法进行处理,工作台阶分层台阶高度定为5~10m米。
2.1.1 坡面开挖、整形。石方开挖采用挖机开挖,分级进行。开挖前用木板按设计坡率做好坡度架,安排专人指挥边坡开挖,保证边坡不陡于设计,坡面平顺、平整。坡面整形主要以机械施工为主,局部人工配合修整。对松散岩土及全强风化岩层直接安排液压反铲挖掘机修整,对于硬度较大的微风化、弱风化类岩层,要采用爆破方法。坡面整形的目的是尽快为坡面防护工程施工提供完整的作业面,坡面整形从上而下逐级进行,开挖一级支护一级。
2.1.2 石方爆破。对于少量石方爆破,由于不影响工期,采用浅孔密眼小型爆破,风钻机打眼。对于大量石方路段,小型爆破满足不了工期要求,将采用先进的爆破技术一深孔多排微差挤压爆破和光面爆破法施工,降低对岩石边坡的扰动和破坏,同时满足每日进度计划的工作量。
石方爆破施工流程一般为:爆破方案设计审核测量放样、布孔钻孔装药起爆清除盲炮修整坡面清运石渣。
2.2 施工流程
2.2.1 施工准备。首先对即将进行爆破作业的区域进行清理,采用反铲挖掘机或推土机,使其能满足钻孔设备作业的需要。然后进行测量放线,确定钻孔作业的范围、深度。
2.2.2 钻孔作业。在爆破工程技术人员的指导下,严格按照爆破设计进行布孔、钻孔作业,布孔根据地形实际情况主要采用矩形布孔和梅花型布孔。在布孔时,应特别注意孔边距不得小于2米,保障钻孔作业设备的安全。在钻孔时,应该严格按照爆破设计中的孔位、孔径、钻孔深度、炮孔倾角进行钻孔。对孔口周围的碎石、杂物进行清理,防止堵塞炮孔。对于孔口周围破碎不稳固段,应进行维护,避免孔口形成喇叭状。钻孔完成后,应对成孔进行验收检查。
2.2.3 装药爆破。①器材检查。装药前首先对运抵现场的爆破器材进行验收检查,对不合格的爆破器材坚决不能使用。②装药。装药作业应在爆破工程技术人员的指挥下,严格按照爆破设计进行,严禁用钻具处理装药堵塞的炮孔。③堵塞。堵塞材料采用钻孔的石渣、粘土、岩粉等进行堵塞,堵塞长度严格按照爆破设计进行。④爆破网路敷设。严格按照爆破设计进行网路连接,并用绝缘胶布包好结头。⑤爆破防护。网路连接完成并检查合格后,方能按照爆破设计中的防护范围、防护措施进行防护。⑥设置警戒、起爆。严格按照爆破设计的警戒范围布置安全警戒,确认人员设备全部撤离危险区,具备安全起爆条件时进行起爆作业。⑦爆破检查及记录。每次爆破完成后,必须按照规定的等待时间进入爆破地点检查有无盲炮和其它不安全因素,爆破员应认真填写爆破记录。
结语
综上所述,通过以上内容对高边坡石方爆破的施工主要从施工要求和技术要点两方面入手,着重对解决高边坡石方爆破施工稳定性提出相应的一些建议,以保证高边坡石方爆破施工的安全性、高效性,而本论文以理论分析技术,笔者旨图与同行朋友交流学习。
参考文献