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浅析湘南山区某公路滑坡成因及治理方案
摘要:目前我国公路建设发展快速,项目越来越多,规模也越来越大了起来,为人们方便出行做出了很大的改变,与此同时,道路切坡、填坡引发的滑坡地质灾害现象也多有发生。本文通过对湘南山区的一例公路滑坡案进行分析,了解得出引发滑坡的原因并找出治理措施。
关键词:公路滑坡;原因;治理方案
前言:公路滑坡是一种常见的地质灾害,也是在施工前需主要研究的地质和工程问题之一,形成滑坡的原因也有许多,从诱因上看,地震,降雨、冰雪融化以及河流对路面的冲刷和浸泡都是诱发滑坡的自然原因。从人为因素看,不合理的工程活动,如坡体推土、水面浸泡、乱砍伐森林、过度开采石矿、削坡修路、过量开采地下水、施工方法不当造成地下土壤含水层压力失衡等也都会诱发滑坡。随着工程技术的不断发展,人们对自然灾害的认识也更加全面,各种检测仪对地理情况也有了一些有效的预报,在公路建设和运营过程中使滑坡地质灾害在一定程度上得到了有效的防范和控制。
1、公路滑坡形成因素情况分析
道路在大自然的营力作用下,经一定年限后有可能会发生滑坡,这系地貌演变和河谷发育的自然规律,但该类滑坡所在的山坡,一般存在着有明显的不良地貌与地质条件。当地若是处于雨水丰沛、地震频繁且烈度高以及岸边水流冲刷等恶劣的环境下,虽然在当时只是局部变形尚未引起坡体失稳,但任其发展下去,有的可因失去抗滑力而导致坡体整体失稳形成大范围的滑坡与崩塌。在公路滑坡前,会有一些异常情况发生,可看作是灾难预示的警告。造成公路滑坡的原因初步归纳如下:
1.地形地貌:滑坡发生首先要处于在特定的地貌部位,如该区域内沟谷发育,表部风化层较厚,原始地形呈台阶状且坡度较陡,植被覆盖率相对较低等,这些都为滑坡的形成提供了原始条件。本次分析的公路滑坡发生在湘南地区花岗岩地层中,该滑坡位于某乡道段,其滑坡部位原始地形坡度较陡,坡脚处因公路建设切坡形成高约5m,坡角呈55°的陡坎,坡体上部为多级水田,无序的农业灌溉和长时间的地表风化,最终导致滑坡的发生。
2.岩土体特征:引发滑坡的物质条件是岩体与土体,其性质与构造对于诱发滑坡有着直接的干系。其中由岩体构成的斜坡分为坚实的岩石,诸如石英岩、花岗岩、石灰岩等,以及质地较软的岩石,诸如板岩、凝灰岩、泥岩、页岩等。只要能集齐软弱面、聚水要求、受水构造等基础,那么就有概率引发滑坡。坚实的岩石对于水来说塑性极低,不易产生变化,且风化作用对其的影响也较小,因此坚实的岩石构成的斜坡稳定性强,滑坡发生概率低。然而对于质地较软的岩石和土体构成的斜坡来说,水对其的侵蚀作用较大,塑性强,且风化作用对其作用较好,因此,由质地较软的岩石和土体构成的斜坡稳定性差,滑坡发生概率高,尤其是这样的斜坡处在地下水易于汇集的地区,滑坡发生概率会进一步提高。
3.地质构造:岩体的类别与其构造对于斜坡滑动面的发展与构成,以及斜坡本身稳定性都有着较为重要的影响。结构松散,强度和抗风化能力较低,在水的作用下都能使岩、土性质发生变换。一旦构造面被剥离成间断状态,对于风化作用作用于斜坡岩土体的效果就会变得更为明显,再加之,地表水和地下水会顺着断层滑动面流动,使岩体不再具有完整性。同时,滑坡的侧面和后面的边沿就能转化为质地较软结构面,诸如层面、裂痕、节理等,进而为诱发滑坡奠定基础,提高滑坡出现率。
4、气候影响:有专家指出持续降雨是诱发滑坡的主要因素,多数地质灾害都是由降雨引发,近年来,由于受全球气候极端变化的影响,我国部分地区出现了罕见的灾害性天气,区域性特大暴雨和强降雨引发了大量的崩、滑、泥石流等地质灾害[2]。再次,笔者工作区处于湘南,根据笔者实际工作经验发生滑坡地质灾害发生时间也多与当地雨季时间相重叠,湘南地区雨季大多在5-9月间,长时间的降雨极易诱发红黏土层、煤系地层、泥页岩地层等区域的滑坡,而陡然增大的强降雨又极易造成花岗岩风化残积土的崩滑地质灾害。
5、风化作用:道路边坡表层的岩体经过长期的太阳辐射、大气、水和生物等各种风化作用下发生物理和化学的变化,导致岩土体强度和稳定性不断下降,最后引发崩、滑、流等地质灾害的发生,在边坡坡度、高度等条件相同时,岩石的风化程度越高,岩体越破碎,发生地质灾害的可能性就越大。
4、自然灾害:近年来,自然灾害发生的频率越来越高,地震是引发公路滑坡的重要因素。在地震作用下公路边坡坡体承受的惯性力发生改变,破坏坡体平衡,直接触发了滑动和流动[3]。另一方面,地震造成地表出现大量变形和裂缝,有利于地表水的下渗,进而引起地下水位的上升,从而进一步降低滑动面处岩土体的力学强度指标,最终为崩滑地质灾害创造了形成条件。
5、不合理的人为活动:除了上面所述的自然因素以外,人为因素也是引发地质灾害的重要原因,忽视环境保护的大规模人类活动,比如乱砍伐森林、过度采石、削坡修路、过量开采地下水、施工方法不当造成地下土壤含水层压力失衡等等,结合地下及地上建筑施工操作造成地层压力或承载力之间的失衡都是其诱发公路边坡失稳,最终发生滑坡地质灾害的重要因素。本次所述的滑坡其主要诱发因素就是因为不合理的人工切坡所致,该乡道建设切坡形成高约5m,长约20m,坡角呈55°的高陡临空面,道路修建时未进行有效的支护措施,坡体上部的农业灌溉使得坡体表部土体长时间处于饱和状态,其内摩擦角和粘聚力被削弱,在雨季时,强降雨最终导致该处坡体发生滑坡。
二、山区公路滑坡的防治措施
公路滑坡对人们的生命财产以及出行安全都会造成很大的影响,所以建立高效的公路滑坡监测预报机制势在必行,首先,各级政府、县、各个村委会必须对当地具有滑坡危险的道路进行检查勘测,及时通知附近的村民注意安全,以免造成不必要的伤害。
1、建立滑坡山体动态的监测机制。山体滑坡能够将河道阻塞,以此来形成堰塞湖。除此之外,还能够严重威胁到一定地域的交通、建筑、人员、财产等,社会危害性极大。因此,建立滑坡山体动态的监测机制是十分有必要的。首先,要在地质灾害关键点设置专业人士和群防群测相融的团队,并将其当做监测网点。使用先进监测技术,例如液位传感器以及倾角传感器,进行实时监测,为政府与相关单位防灾防害板块提供信息和技术支持[4]。其次,建立健全专家分析体制。在山体滑坡发生后,由地方政府专门部门举行专家会议,对该山体滑坡进行科学分析,提出高度科学性的决策参考意见。再则,明确灾害预警信息颁布部门,并规范其颁布形式。并严格按照《中华人民共和国突发事件应对法》进行执行。最后,构筑起联动机制。地方政府需要使各个单位与部门明确自身在处理灾害中的职责,使之能够在灾害发生时各司其职,配合无间。
2、消除和减轻地表水和地下水的危害:水的作用往往是引起公路滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,主要是可以降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷作用[5]。一般情况下应在可能失稳的边坡外围修建截(排)水沟,有效拦截地表水进入滑坡区内;在覆盖层上用浆砌片石或人造植被铺盖有效减少地表水下渗;对坡道边缘还可用混凝土加固主要是提高内部自身的抗滑性。
、通过工程技术改善边坡力学强度:通过有效的工程技术可提高公路边坡岩土体的抗滑力,其主要的方法有:一、利用挡土墙、护墙来支撑不稳定的岩土;钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程。钢筋与混凝土之间有良好的粘结力,组成一体后整体性好,具有较高的抗压强度及耐久性能,而且可以随着组成材料及配合比例的不同而得到不同的物理力学性能,并且具有可塑性,抗震能力强;二、SNS边坡柔性防护网:可分为主动防护系统和被动防护系统两种,系统以钢丝绳作为主要构成部分并以覆盖(主动防护)和拦截(被动防护)两大基本类型来防治各类斜坡坡面地质灾害、爆破飞石和坠物等危害的柔性安全防护系统技术和产品,SNS主动防护系统建造简便,成本较建造全坡防护低,进而使得工程造价相对较低,而且使用的材料性能也具有高稳定性。
结语引起公路滑坡的因素有很多,我们要找出其中原因,因地制宜,按照“安全、环保、美观”的原则,有针对性的做出有效措施,坚持“以防为主要,防治相互结合,治早治小,一次根治,不留后患”为原则。
参考文献
[1]王洪兵,张立宏,杨情兵,等.西南山区某公路滑坡成因分析及治理方案[J].山西建筑,2020,46(06):48-49.
[2]温祥虎,叶四桥,毛晓光.浸水垭公路滑坡稳定性分析及治理措施[J].路基工程,2017(01):37-42.
[3]刘洋.高速公路滑坡成因及治理对策探讨[J].科技展望,2016,26(12):309.
[4]李书谊,张海清,朱兰洋,等.百靖高速公路滑坡成因分析及治理研究[J].中国高新技术企业,2016(04):100-102.
[5]王祥任.青海省某改建公路滑坡稳定性评价及处置措施[J].山西建筑,2015,41(04):74-76.
[6]张小亮,黄涛.某工程运灰公路滑坡成因分析与治理方案[J].科技风,2013(06):138-139+148.
湖南省湘南地质勘察院 423000
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