G310线牛北公路路堤病害防治.pdf

施工技术G310线牛北公路路堤病害防治HighwayembankmentdiseasepreventionandcontrolofG310line121王红霞杨延平付清华（1甘肃交通职业技术学院，甘肃兰州730070；2甘肃省交通规划勘测设计院，甘肃兰州730030）摘要：G310线牛背至北道公路是甘肃省通往陕西省及中东部地区一条主要路线，路线经过秦岭支脉，大部分路段沿渭河南岸布设，地形及水文地质条件复杂。施工时受当时技术条件的限制，填方边坡坡率明显陡于设计坡率，路基压实度未达到规范要求，存在安全隐患。雨季连续降水，诱发路堤出现沉陷、挡土墙下沉开裂、边坡坍塌等病害，病害规模及数量持续升级，严重影响了公路的正常运行。经过全线的技术调查及分析，强化沿线防排水系统修复和完善及沿河路基的坡脚防护，针对性的选择加厚路面垫层或路基开挖回填强夯处理或注浆加固等措施处理，施工方便，处置效果理想。关键词：公路；路堤；病害；防治Abstract：TheG310linetoNorthRoadismycattlebacktoamainlineofGansuProvince,ShaanxiprovinceandtheMiddleEast,theroutethroughtheQinlingMountainsbranch,mostoftheroadalongtheSouthBankofWeihelayout,topographyandcomplexhydrogeologicalconditions.Bythetimethetechnicalconditionsofconstructiontimelimit,fillslopesteeperthanthesloperatiodesign,subgradecompactiondidnotreachthestandard,therearesecurityrisks.Continuousprecipitationintherainyseason,inducedbytheembankmentsubsidence,retainingwallsubsidencecracking,slopecollapseandotherdiseases,thesizeandquantityofdiseasecontinuestoupgrade,seriouslyaffectthenormaloperationofthehighway.Throughtheinvestigationandanalysisoftechnologyacrosstheboard,theslopeprotectionalongthedrainagesystemtostrengthenandrepairandimprovethesubgrade,wechoosethickerpavementcushionorsubgradeexcavationandbackfillcompactiongroutingreinforcementmeasuressuchasprocessingorprocessing,convenientconstruction,idealtreatmenteffect.Keywords：highway；embankment；disease；preventionandcure中图分类号：U416文献标识码：B文章编号：1003-8965(2016)06-0094-031引言牛背公路沿线所经地区在区域地质构造上为秦岭东西向复杂构造带与祁吕贺山字型构造的复合部位，断裂节G310线牛背公路起点位于天水市北道区东岔镇牛背理发育，受断裂带影响，沿线不良地质现象极为普遍，主村甘陕交界处，接宝鸡至牛背一般二级公路，终点位于天要有滑坡、泥石流、岩堆、湿陷性黄土等。地层岩性主要水市北道区渭河大桥南桥头街心花园，接北道至天水高速为上古生界泥盆系、中生界、第四系，岩性复杂。上古生公路，起讫桩号为K223+790～K338+210，沿线经北道界片麻状黑云母花岗岩、千枚岩，岩石节理发育，风化严区东岔、立远、吴柴、元龙、伯阳、马跑泉等几个乡镇，重；中生界黑云母花岗岩、变质砂岩及大理石，岩性坚固路线全长114.42Km，其中K223+790～K328+390段采完整，形成悬崖陡壁；第四系主要为上更新统Q3黄土及用山岭重丘区二级公路标准建设，设计行车速度40Km/h，全新统Q4亚砂土、砾石等。路基宽度8.5m；K328+390～K338+210段采用平原微2.2路线位置丘区二级公路标准建设，设计行车速度80Km/h，路基宽路线沿渭河川地峡谷布线。全线除K318～K330段度12m。主体工程于1988年开始勘测设计，1993年底为越岭线外，其余均为沿溪线。路线从东向西沿渭河南岸采取以工带赈形式开工建设，1999年通过竣工验收。自布置，所处渭河峡谷区山势陡峻，川峡相间，海拔高度在2003年秋季天水地区连降大雨，渭河水位上涨，使沿线770～1320m之间，相对高差550m左右。渭河支流冲不良地质病害进一步发展，多次造成交通中断，严重影响沟发育，部分冲沟沟岸陡立，深度达20m以上，有泥石公路通行。整治工程于2010年竣工，采取完善排水，注流沟发育。沟壑纵横，地形起伏大，路线在跨越支流时，浆防护、局部改线等方法，维修造价较低，经过5年的运主要以桥梁通过，部分冲沟以路堤填筑，沟底设置涵洞。营，路堤稳定性良好。冲沟多由全新统冲积物、洪积物及坡积物组成，地质条件复杂，存在着潜在地质病害。2项目概况路线通过渭河峡谷地带多采用沿河山腰线，部分路段经过渭河凹岸，局部路段临近河槽，路基坡脚受到渭河2.1地质基金项目：甘肃省高等职业教育支撑项目205030594 施工技术水流冲刷威胁。路线经过川地河滩路段，填方路基受到洪导致路基整体失稳，路面产生纵向裂缝，甚至整体滑坡、水浸蚀威胁。渭河河道弯曲，沿河线外边坡多处受渭河河崩塌，如图2。流顶冲，河水长期对坡脚冲刷、侵蚀，致使填方边坡失稳，多处路基出现沉陷、崩塌，路面出现裂缝变形。2.3典型断面原设计路基填方坡率如下：若填方边坡总高度在20m以内，用碎石、块石填筑路基时，上部12m坡率为1:1.5，下部坡率为1:1.75，用粘性土、粉性土填筑路基时，上部8m坡率为1:1.5，下部坡率为1:1.75。若填方边坡总高度大于20m，按照高边坡路堤设计，在8m、12m处分别设置了宽度为2m的边坡平台。沿河路堤设置了护坡、驳岸，以避免路基受到渭河水流的冲刷和浸蚀，图2路堤滑坡部分路段采用抛石以防冲刷。对于渭河凹岸、缺口，设置了浆砌片石挡土墙，以免路基坡脚伸出过远或侵占渭河。3.3路基沉降、开裂对于经过滑坡、岩堆等不良地质路段，通过削坡减载、反路线跨越V型冲沟的路基，沟底一般为为软基、坡压坡道、加强防排水等措施确保路基安全。对于路基填筑，积及冲积黄土等不良地基，承载力低，由于施工过程中未要求严格按照设计规范分层摊铺，采用重型压路机均匀压彻底开挖清除，且夯实不足，施工后受到路基压力，软基实，压实标准为：路槽以下1～0.8m以内达到93%以水分排出，逐渐固结沉降，湿陷性坡积、冲积黄土空隙气上，0.8m以下达到90%以上，零填及路堑地段压实度达体溢出，逐渐固结密实。半挖半填路段挖方路基固结沉降到93%以上。较小，局部地段为岩石路基无沉降，填方路基的固结沉降明显，施工时未严格按照施工规范开挖台阶、分层填筑碾3主要病害调查压，压实度不足，使填挖路基结合整体稳定性差，路基出现不均匀沉降。冲沟两岸沿填挖交界横向拉裂或沿填挖交3.1局部沉陷界处弧形开裂，局部路段沿结合处下沉，如图3所示。河滩川地的路堤，局部段落出现路基整体沉降，边沿线路基不均匀沉降最大达到50cm以上，路面裂缝达到坡水毁。路基压实度不足，路基整体强度小，抵抗水流浸0.5～3.0cm，局部路面形成错台，高度达到40cm以上。[13]蚀能力低；部分路段无路侧拦水带，有些设置拦水带的边坡由于急流槽位置不合理或急流槽毁坏，致使路面水不能及时排出路堤；坡脚外没有排水沟或排水沟淤积严重，失去排水作用；局部低洼处长期积水，路基浸泡后软化沉陷,如图1。图3路基沉降开裂3.4山体滑坡、河岸崩塌路线经过峡谷地带，路基濒临渭河河槽，局部地段图1路基沉陷路基边坡与渭河河岸融为一体。部分路基边缘距离河坎有一定距离的耕地或荒坡，部分路侧为施工或养护过程中堆3.2填方边坡滑塌弃的挖堑废方。坡脚一般均未设置驳岸、护坡等防护构造调查发现：部分边坡的实际坡率为1:1～1:1.25，物，自然水流下渗，使土体饱和，渭河水流的冲刷坡脚，坡率不足，压实度不能满足设计要求，如K253+770～尤其是坡脚受到河水顶冲地段，河岸因悬空而形成崩塌，840、K269+760～930、K287+180～250段。基底承山体因下部淘空、陡立而出现裂缝，形成滑坡。部分地段载力低；路堤坡面未进行有效地加固和坡面防护，路面水由于路基边沟或急流槽的破坏，使路基水流直接冲击河坎冲蚀导致边坡松软，出现坑槽凹陷；部分路段边坡耕种，或边坡，引起山体滑坡，山体的下滑引起路基变形、失稳。致使边坡长期渗水松软，下渗水分致使坡脚强度降低，引3.5挡土墙、驳岸等构造物破坏[47]起边坡滑塌。临河路堤由于受河水顶冲侵蚀，致使坡脚局部地段路线渭河凹岸，设置了浆砌片石路肩式或悬空，原设驳岸基底受洪水冲刷基础外露，局部变形破坏，路堤式挡土墙，挡土墙墙身高，体积大，大部分基底置于95 施工技术基岩，基本稳定，部分挡土墙基底为黄土等不良地基，由消除病害，加快路基固结，尽早完成整体沉降，提高路基于基底的固结沉降，或压实不足，墙背渗水导致挡土墙下密实度，增强路基强度，考虑到出现病害的原因是基底不沉，发生变形破坏。路侧设置的浆砌片石驳岸在水流冲刷良，但路基填土高度大，全部挖除路基难度大，工期长，下，局部地段出现破坏。路基边缘原设置的混凝土护肩，因此采取在路基顶面强夯法进行处理。对于路侧堆置的松局部下沉出现裂缝，水流沿裂缝下渗，导致路基及边坡破散弃方，出现裂缝影响路基安全的地段，也采取强夯法进坏。行处理。4）开挖回填。因路基边坡松软局部路段出现崩塌、4处治方法滑坡及坡率不足等路段，采用自上而下开挖台阶，分层回填压实，加铺土工格栅，增加整体性，部分路段因滑塌范4.1防排水围小，开挖台阶分层填筑不易实施或对路基边坡的稳定有牛背公路路基出现沉陷、挡土墙等构造物下沉、填影响的路段，采用水泥稳定土补全缺口。对路基沉陷不超方边坡滑塌等病害，有效截排水不足，水毁是主要原因。过半幅，及路肩或填方边沟出现纵向沉裂，且路基下边坡需按照“远接远送”的原则修复和完善防排水系统。主要比较整齐的路段，采取开挖4m深分层回填压实，加铺土措施有：工格栅，增加整体性。1）对淤塞、破损的排水设施进行清淤、修补，增加5）增设防护构造物。路基坡脚或距离路基较近河坎截水沟及急流槽。可能受到水流顶冲的路段，增设浆砌片石驳岸或护坡，坡2）对坡面水进行拦截引导，急流槽长度不足路段予脚原设驳岸、挡土墙及护坡受损坏部分，重新恢复修补，以加长，使坡面水顺利进入涵洞或自然沟道。临河段加铅丝笼以防冲刷，部分路段为保证路基稳定增设3）石方不符合过水断面要求的路段，凿宽处理.浆砌片石挡土墙，坡面设拱形骨架防护。4）填方边沟出现的裂缝，在处理路基时一并加固。5）村镇路段边沟加盖板，局部路段增加涵洞。5结语6）补设拦水带，有条件地段尽量设排水沟，无条件设排水沟的路段，坡脚做成斜坡，使水流能迅速排出路基牛北公路路基出现各种病害，其根本原因在于防排以外。水系统的破坏，路基填方坡率陡于设计坡率其路基压实度7）截水沟、急流槽、边沟底部均加防水土工膜，防不足等原因所致。注重防排水系统修复和完善及沿河路基止渗漏。的坡脚防护，对淤塞、破损的排水设施进行清淤、修补，4.2工程治理增加截水沟及急流槽，对坡面水进行拦截引导，使坡面水根据填方路基出现的各种病害状况，分析病害出现顺利进入涵洞或自然沟道。针对性的选择加厚路面垫层或的根本原因，研究其对路基的危害程度和发展趋势，应加路基开挖回填强夯处理或注浆加固等措施处理，施工方便，强坡脚的防护工程，完善坡面排水系统，避免路基进一步经过又一个5年周期的运营，路堤稳定性良好。的松动滑移。采用路面调整、开挖回填、注浆加固等措施参考文献[8，9]治理。全线共计注浆加固3处，强夯处理5处，新增[1]王红霞,付清华,任小艳.路基施工技术[M].人民设挡墙11处，修补4处，新增护坡13处，驳岸35处。交通出版社,20131）路面调整。沿线出现的路基局部沉陷、墙背沉陷[2]李家春,郭平,周怀治.黄土地区公路排水沟渠出等问题，考虑到已通车几年，路基沉降已基本完成，沉陷口破坏机理及工程防治[J].长安大学学报2004(4):26-30不会进一步发展，因此处理时主要通过完善防排水设施，[3]范立民,李勇,宁奎斌等.黄土沟壑区小型滑坡致部分段落设置护坡，使路堤不再受地表径流水的侵蚀，现大灾及其机理[J].灾害学.2015(3):67-70有路床凹陷部分，在铺筑路面时加厚垫层，整饰平整。[4]范俊瑛,田伟平,齐洪亮.黄土公路边坡溯源侵蚀2）注浆加固。桥涵台背沉陷、路基纵横向沉降，路成因与治理措施[J].路基工程.2011(4):176-178面裂缝超过半幅路，因邻近村庄、铁路等人工构造物或沟[5]景宏君.黄土路基积水入渗规律研究[J].公路交通底设有涵洞的路段，考虑到采取强夯的办法处理会危及到科技.2004(4):40-42其他构造物的安全与稳定，开挖回填夯实措施等无法保证[6]张志清,吕宁,韩柳.GZ25宁夏段黄土路基纵向车辆通行，且路基经过多年的运营后，路基具有一定的强开裂成因及防治方法研究[J].公路交通科技.2007(9):24-27度，路基填料多为块石、砂砾土，空隙率较大，注浆加固[7]张志清,孟俊.黄土地区道路排水构造物水毁防治有根治病害的可能性，且容易实施，因此采用边坡注浆加技术研究[J].铁道建筑.2007(10):63-66固的办法提高路基整体强度，并重新铺筑路面，达到设计[8]蒋鹏飞，李志勇，舒安平等.公路边坡防护技术标高。注浆材料采用水泥沙浆。[M].人民交通出版社,20113）强夯加固。路基填土较高，路基整体沉降仍处于[9]王红霞，李志强，公路路基与路面养护[M]，人发展阶段，并可以通过便道解决通行问题的路段，为彻底民交通出版社，200996