研究公路滑坡治理工程中水運用以及預防舉措
時間:2022-11-03 03:20:00
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1滑坡體的造成
我省國道109線日月山、像皮山等路段由于沿線的地形地貌比較復雜,尤其在一些不良地質地段,由于對坡體穩定認識不足,大量開挖和填筑土石方以及施工方法等原因,破壞了坡體的穩定,造成了滑坡的產生和發展。而滑坡的產生與水極為密切,在滑坡整治過程中,采用何種方案排泄地表水、疏導地下水,改變滑坡體的物理力學性質,從而減少下滑力,達到經濟合理的目的是防治公路滑坡有效的措施之一。
2水在滑坡產生和發育中的作用
滑坡產生的根本原因取決于組成斜坡的土石體性質和結構,但外界條件因素如水的作用、地震、人為因素等的作用不能忽視,它們是滑坡產生的誘發因素,它們的作用可改變斜坡土石體的性質、強度、結構和狀態,有時還可改變斜面坡的外形,其結果是引起斜坡的變形和破壞。
2.1滑坡的產生和發育過程
滑坡的產生和發育形成過程通常分為三個階段:蠕動變形階段、滑動破壞階段和漸趨穩定階段。
2.1.1蠕動變形階段
斜坡在發生滑動之前通常是穩定的,在水的作用下,可以使斜坡土石體強度逐漸降低,滑坡出口附近滲水混濁,水在此過程中起到了催化劑的作用。
2.1.2滑動破壞階段
滑坡在整體往下滑動的時候,滑坡滑動過程中滑動面附近濕度增大,加之重復剪切,土石體結構進一步降低,促使滑坡加速滑動,水在此過程中起了潤滑劑的作用。
2.1.3漸趨穩定階段
滑坡停止后,形成特殊的滑坡地形,在巖性、構造和水文地質條件等方面都相繼發生了變化,地層的整體性已被破壞,巖石變得松散破碎,透水性增強,含水量增高。滑坡前緣無水滲出或流出清晰的泉水時,表明滑坡已基本趨于穩定。
2.2水的作用
從地層巖性分析,碎石類土不易產生滑坡,粘性土在受水作用后易產生滑坡,基巖中頁巖、泥巖、千枚巖、泥灰巖、云母片巖易風化及遇水軟化,易產生滑坡。不同性質的土石體對水的作用的反應也是不一樣的,如巖漿巖、沉積巖中的礫巖和砂巖,以及變質巖中花崗片麻巖、石英巖等,幾乎與水不起作用,是抗水的物質,它們在水的作用下抗剪強度不發生很大的變化,因而由這些巖石組成的斜坡穩定性與水的關系并不密切。而各種頁巖、泥巖和地表覆蓋層都是親水的,由親水性物質組成的斜坡在雨季或浸水后塑性增大,抗剪強度顯著降低,極易產生滑坡。各種松散無聯結的砂性土層容易被潛蝕,在地下動水壓力的作用下,結構和強度不斷變化,斜坡的穩定性逐漸降低。滑坡的產生與水的作用有密切關系,水的作用包括降雨、地表水和地下水等三個方面的作用。
2.2.1降雨的影響
實踐證明,滑坡多集中在降雨量多的年份發生,而且很多滑坡是在雨季發生的,不少滑坡具有“大雨大滑,小雨小滑,無雨不滑”的特點,因為降雨尤其是長期的綿綿細雨使斜坡土石逐漸飽和,甚至在隔水層上形成暫時的含水層,這樣一方面增大了斜坡土石體的容重和降低了土石體的內聚力,另一方面還產生了動水壓力和靜水壓力,使斜坡的穩定性急劇降低而產生滑坡。
2.2.2地表水的影響
地表水下滲增加了斜坡土體的含水量,使土達到塑性狀態,降低了土體的穩定性。當水滲入隔水層時使層面間摩擦力和內聚力降低,造成斜面坡失穩而下滑。地表水系中水流不斷沖刷和切割岸坡,使岸坡增高變陡,有時水流的沖蝕淘空岸坡的完整巖層,暴露出斜坡內部的軟弱面,河水水位的上升下降引起與地下水補給關系的變化,在斜坡內形成很大的動水壓力,所有這些作用都造成斜坡穩定性降低,有利于滑坡的產生。
2.2.3地下水的影響
地下水浸濕斜坡,使土石體的容重增加,浸濕范圍加大,浸濕程度加劇,就顯著地降低了土石體的抗剪強度,地下水位的升降,還會產生很大的動水壓力與靜水壓力,地下水還能溶解土石體中易溶物質,使組成斜坡的土石體成份和結構發生變化,導致滑坡的產生。
3滑坡水的防治措施
通過以上分析,可見滑坡的產生與水的關系密切,設置排水系統,消除水的危害,是整治滑坡的可靠措施。整治設計中,應明確以治水為本,支擋為輔,從“水”字上下功夫,采用疏、截、排等綜合措施以引開地表水,降低地下水,提高土體強度。排水措施分為地表排水與地下排水兩大類。
3.1地表排水
地表排水的目的是攔截滑坡地段以外的地表水,不使水流入滑坡區內,并盡快排除滑坡范圍內的雨水,引導地表水在滑坡體外的穩定山坡處排走。滑體以外的地表水,以攔截和旁引為原則;滑體以內的地表水以防滲,盡快匯集和引出為原則。滑體外,設置一條或多條環形截水溝,攔截旁引地表徑流,不使流入滑坡范圍之內。滑體內,充分利用自然溝谷,布置成樹枝狀排水系統;滑體內的濕地用泉水出露之處,修建滲溝及明溝等引水工程,以減少對滑坡的供水。
3.2地下排水
地下水是斜坡不穩定的主要原因之一,由于斜坡土層(巖體)中埋藏有地下水,流入邊坡變形區,產生了動水壓力和靜水壓力,為減弱這種壓力的作用,確保邊坡穩定,可采用地下排水的方法,由于滑體內地下含水帶厚薄、分布、補給條件和當地的地質條件的差異,故有截、排、疏和降低地下水位等辦法。一般在獲得較準確而足夠的地質和水文地質資料之后。并做了詳盡分析,才能提出切合實際的設計和施工,這樣才能達到計劃目的。當查明補給滑動體的地下水確是以滑坡的上方或一側補給為主時,才修建截斷地下水的工程,它要求垂直地下水流向布置,隨地下水的含水層數、埋藏深度和土質密實程度的不同,而采用不同的構筑物,如盲溝、盲洞等。
4結語
對于滑坡尤其是大型滑坡,試圖通過樁、錨索、支擋結構等純力學的方法去阻止其變形、運動和破壞往往是困難的,甚至是不可能的,通過對水等的防治措施,改變滑坡內在的物理力學性質,順其自然,以柔克剛,實踐證明,常常能收到事半功倍的效果。
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