浅谈国道路堑边坡灾害防治技术(论文)

浅谈路堑边坡灾害防治技术（福建新路达交通建设监理有限公司戴伟民南平353000）摘要通过对南平地区近年国省道路堑边坡灾害形成的原因分析，提出相应灾害防治技术措施，对今后类似灾害防治提供参考处理方案。关键词路堑边坡灾害防治技术改革开放以来,南平地区公路改造和建设发展速度较快，特别是公路先行工程,使其山区公路交通大为改善，但南平地区地处山区，路基条件复杂，早期修建的国省道建设标准不高，技术等级低，由于设计的遗漏、施工的缺陷、运输的超载等人为因素和降雨、河流作用等非人为因素的影响下，公路路堑边坡常造成坡面冲刷、崩塌、落石、坍塌、滑坡、表层溜坍、造价人才网剥落等灾害。因此公路路堑边坡灾害的治理对于预防性防治工作和公路安全运营至关重要。一、灾害形成原因：1、直接原因：持续、集中强降雨引发山洪暴发、河水猛涨，导致边坡下滑力增大，斜坡抗剪强度降低，使边坡的安全系数降低，最终导致形成山体滑坡和泥石流等地质灾害。2、客观原因：早期修建的国省道，其建设标准不高，技术等级低，桥涵设计洪水频率不足，抗洪能力弱，防护工程及边沟、截水沟等排水系统设置不全，边坡刷坡不到位，致使在防毁抗灾基础条件上先天不足，总体抗灾能力较弱，抵御自然灾害破坏的能力差，是公路灾情严重的客观因素。3、设计原因：公路在设计、施工及养护管理方面存在一些薄弱环节，给公路建成运营埋下灾害隐患。一是设计阶段对公路沿线地质灾害点的避让和整治不到位，桥涵基础、防护、排水工程的设计考虑不周，监理工程师论坛设计细节处理不当，一些需要进行防毁专项设计的未进行专项设计；二是施工中质量控制存在薄弱环节，一些路段边坡刷坡不到位，圬工砌体质量差，桥涵等构造物基础质量隐患多；三是水毁预防性防治及日常养护管理存在薄弱环节，特别是山区公路养护工作中，由于养护资金不足等原因，养护工作深度、广度有限，预防性防毁工作力度不够，防灾工作比较被动。这些设计、施工、养护管理上存在的问题，给日后公路运营留下了灾害隐患。 4、其他原因：公路沿线水库蓄洪和沿线河道违规采砂，加剧了公路灾情。近些年来，公路沿线的河道新建的电站大坝等水利水电工程，而使坝址上游水位升高，下游冲刷加剧，路基在洪水期长时间遭受浸泡，这些均对沿河公路的路基稳定造成不利影响。此外，目前公路沿线一些河道对采砂的管理存在疏漏，大规模违规采砂现象比较严重，加剧公路沿河路基的冲刷。二、灾害防治原则以“适当整治、综合治理、节约资金、经济实用、技术先进”为实施原则，对治理路段详细踏勘，在不破坏现有公路设施，不增加路堑边坡不稳定因素的前提下，因地制宜，灵活多样，通过完善路基防护设施，提升公路抗灾和抗毁能力。由于公路灾害成因复杂、影响因素多，整治工程技术难度大，根据调查摸底结果和治理工程的规模、复杂程度等，针对影响公路设施安全的主要灾害采取“预防为主、防治结合”的综合治理措施，按照有关标准、规范，本着“安全、经济、环保、和谐”的勘察设计理念，以适当整治、综合治理、节约资源、保护环境、经济实用的实施原则，对治理工程进行详细设计，并对设计方案作充分论证。三、灾害防治措施及工艺：边坡灾害防治措施主要根据边坡地质情况，采取植物防护和工程防护两种措施：对于土质边坡，在卸载后一般采取植物防护，以防止水土流失，如三维挂网植被防护；对于石质边坡，应视边坡是否易于修整等情况，采取适用性强、易于操作、工程负效应小的工程措施，如挂网喷射混凝土、高强钢丝格栅挂网等防护。（一）对于边坡为土质或软石且存在溜方或二次溜方路堑边坡治理1、边坡灾害情况：原边坡为土质或软石且存在溜方或二次溜方，易发生边坡坡面冲刷、坍塌、滑坡、表层溜坍等灾害。2、灾害治理方案：首先进行卸载，然后根据边坡土质情况采用三维挂网植被防护，通过草根生长与三维网形成地面网系，防止地表径流冲刷，根系深入原状坡面，使坡面土层与三维网及草坪共同形成坡面防护体系以稳定坡面。3、三维挂网植被防护工艺：三维挂网植被防护施工顺序:坡面处理→挂网→喷3cm厚材→喷混和草籽→喷2cm覆土（或人工覆盖）→盖膜→洒水养护。 (1)坡面处理：尽可能将坡面平整、顺直、圆滑，以便于客土喷播施工，同时增加绿化效果。清理对象：岩石危石、碎石、松散层等，施工前坡面的凹凸度平均为±10cm以内。对于光滑的坡面平整后需要刻鱼鳞槽或挖掘横沟等进行加糙处理，以免客土下滑。(2)挂网：采用φ8钢筋进行固定，挂网放卷自上而下，相邻两卷用锚钉固定，搭接宽度到少20cm，网紧贴坡面，无皱褶、悬空现象，坡面固定间距为50cm。(3)喷3cm厚基材：把材料按配比混合在一起，再用搅拌机进行搅拌，使基材比较均匀，再通过空压机和喷浆机搅拌均匀的客土材料，自上而下喷射到坡面上，直至达到3cm以上。(4)喷播草籽：在喷播基材后立即进行，将混合好的种籽均匀的喷在基材上，施工时通过空压机和喷浆机把配合好的种子喷到坡面，或者采用液压喷播机把搅拌好的种子喷射到坡面上。(5)喷完草籽后，用空压机和喷浆机喷2cm的覆土，比人工覆2cm的快，并且不会人为破坏坡面上的土。(6)盖膜：主要是盖无防布，起到保温保湿，防止种子被雨水冲缺，造成流失和坡面径流，影响成坪后的美化效果，夏天温度高，可采用遮荫网覆盖。(7)浇水养护：绿化施工完成后3个月以内需浇水养护，坡面绿化覆盖率达到80%以上成坪后一般不需要人工养护管理。（二）、对于边坡为硬质岩层，岩体裂隙发达并且坡面较平整易于整修路堑边坡治理1、边坡灾害情况：原边坡为硬质岩层，岩体裂隙发达，易存在碎落下滑、边坡落石、剥落等灾害。2、灾害治理方案：坡面较平整易于整修，采用挂网喷射混凝土治理，通过深入基岩的锚杆及固定于其上的钢筋网和所喷射混凝土形成整体支护固定坡面岩石。3、工艺：锚喷挂网施工顺序：测放修坡线→搭钢管架→人工修坡→放样、成孔→锚杆制作及锚入、注浆、布泄水孔→挂网喷锚。(1)修坡:对坡面进行修整,使坡面大体平顺，对松动的危石、孤石及悬出的石方表浮土进行处理。(2)锚杆:按测定的锚杆孔位成孔,成孔角度控制在20°～25° 即与坡面垂直,以利于灌注,成孔按设计深度进行,孔内应保证畅通无残留土石,放锚筋时应保持支撑架朝下以垫起钢筋使之置于孔中部位,外部冒出5cm以便焊接。(3)注浆:按设计水灰比配制水泥砂浆,注浆材料选用普通硅酸盐425#水泥和细砂，砂浆强度为M30，砂子要严格过筛，粒径小于2mm，机械搅拌砂浆不少于2min，早强剂应在搅拌时间过半后加入。注浆时先将注浆管送入孔底位置,然后向外拉出约50cm,边注边缓慢向外拉出注浆管,直到浆液溢出孔口,注满后用水泥纸或粘土将孔口严密捣实,使水泥砂浆不外流。(4)挂网:拆除作业面障碍物、清除开挖面的浮石和墙脚的岩渣，钢丝网应在岩面喷射一层混凝土后铺设，框条应按工作面高度下料,竖向钢筋应埋入护顶45cm竖向钢筋搭接长度不少于25d,采用1mm铁丝绑扎。同时,钢丝网应紧贴砼壁。(5)喷射作业:喷射前应做好下列准备工作：1、用高压风水冲洗岩面，遇易潮解、泥化的岩面应用高压风清扫岩面。2、应埋设喷射混凝土厚度的标志。喷射作业时按设计配合比拌料,用搅拌机不得少于120s,空压机不小于9m3,石子直径不大于1.0cm,料管中间不得打折,接头间需密封良好,喷射时使喷枪与受喷面垂直,按自下而上的喷射顺序作业,喷射厚度不得小于设计厚度,并需完全将钢筋覆盖,水量控制在喷砼不散落不流淌为宜。（三）、对于边坡为硬质岩层，岩体裂隙发达并且坡面凹凸严重且不易整修路堑边坡治理1、边坡灾害情况：原边坡为硬质岩层，岩体裂隙发达，易存在碎落下滑、边坡落石、崩塌等灾害。2、灾害治理方案：坡面凹凸严重且不易整修，采用高强钢丝格栅挂网，通过锚杆和支撑绳固定方式将钢丝绳网覆盖或包裹在需防护的斜坡或危石上，通过覆盖、张拉紧固等方式限制坡面危岩崩塌，从而达到坡面岩体的稳定。3、工艺：高强钢丝格栅挂网施工顺序：整修坡面→放样、成孔→锚杆制作及锚固→铺挂格栅网→铺设钢丝绳网。(1)清除坡面防护区域内威胁施工安全的浮土及浮石，对不利于施工安装和影响系统安装后正常功能发挥的局部地形（局部堆积体和凸起体等）进行适当修整。 (2)放线测量确定锚杆孔位（根据地形条件孔间距可有0.3m的调整量），在孔间距允许的调整量范围内，尽可能在低凹处选定锚杆孔位；对非低凹处或不能满足系统安装后尽可能紧贴坡面的锚杆孔（一般连续悬空面积不得大于5㎡，否则宜增设长度不小于0.5m的局部锚杆，该锚杆可采用直径不小于φ12的带弯钩的钢筋锚杆或直径不小于2φ20的双股钢绳锚杆），应在每一孔位处凿一深度不小于锚杆外露环套长度的凹坑，一般口径20cm，深20cm。(3)按设计深度钻凿锚杆孔并清孔，孔深应大于设计锚杆长度5cm～10cm，孔径不小于φ42；当受凿岩设备限制时，构成每根锚杆的两股钢绳可分别锚入两个孔径不小于φ35的锚孔内，形成人字形锚杆，两股钢绳间夹角为15°～30°，以达到同样的锚固效果；当局部孔位处于因地层松散或破碎而不能成孔时，可以采用断面尺寸不小于0.4×0.4m的C15砼基础置换不能成孔的岩土段。(4)注浆并插入锚杆，采用标号不低于M20的水泥沙浆，宜用灰砂比1：1～1.2、水灰比：0.45～0.50的水泥沙浆或水灰比：0.45～0.50的纯水泥浆，水泥宜用42.5普通硅酸盐水泥，优先选用立径不大于3mm的中细砂，确保浆液饱满，在进行下一道工序前注浆体养护不少于三天。(5)安装纵横向支撑绳，张拉紧后各用2～4个（支撑绳长度小于15m时为2个，大于30m时为4个，其间为3个）绳卡与锚杆外露环套固定连接。(6)从上向下铺挂格栅网，格栅网间重叠宽度不小于5cm，两张格栅网间以及必要时格栅网与支撑绳间用φ1.5铁丝进行杂结点间距一般不得大于1m（有条件时本工序可在前一工序前完成即将格栅网置于支撑绳之下）。(7)从上向下铺设钢丝绳网并缝合，缝合绳为φ8钢绳，每张钢绳网均用一根长约31m（或27m）的缝合与四周支撑绳进行缝合并预张拉，缝合绳两端各用两个绳卡进行固定联结。四、灾害防治效果评价随着公路边坡灾害防治工程的实施，实施路段的抗毁、抗灾能力和行车安全保障能力得以较明显的提高，公路形象及品味也得到明显提升，受到了社会及政府各方好评。项目实施效果，必将在今后公路运营中得以彰显。