缩略图

公路沿线滑坡治理与边坡稳定性分析

作者

胥润梅

云南驰骏建设工程有限公司 云南昆明 650000

摘要:本文采用现场勘察、数值模拟与工程实践相结合的方法,对滑坡的地质成因、水文条件及工程影响进行分析,并提出削坡减载、坡面加固、排水优化、柔性防护与生态修复等多项综合治理措施,基于稳定性计算与长期监测评估治理效果,治理措施实施后,滑坡区域的稳定系数提升至1.3~1.6,滑坡体变形与地下水位显著降低,边坡稳定性大幅提升,道路安全运行得到有效保障。本研究提出的滑坡治理方案合理可行,显著增强了公路沿线边坡的抗滑能力,为山区公路灾害防治提供了技术借鉴,对提升交通基础设施的抗灾能力具有重要工程价值。

关键词:滑坡治理;边坡稳定性;灾害防治

前言:公路交通作为现代基础设施的重要组成部分,对经济发展和社会稳定具有关键作用。由于地质条件复杂、气候变化影响显著,公路沿线常常面临滑坡和边坡失稳的挑战,该问题不仅威胁道路通行安全,还可能导致严重的经济损失和人员伤亡。因此,对公路沿线滑坡治理和边坡稳定性进行深入研究,对于提升道路安全性、降低灾害风险、优化工程设计具有重要现实意义。目前,公路沿线滑坡治理技术主要包括工程措施和非工程措施。工程措施如抗滑桩、锚索、挡土墙、土工合成材料加固等,通过改变边坡受力状态,提高抗滑能力。而非工程措施则侧重于监测预警、生态修复及优化排水系统等,旨在从源头降低滑坡发生概率。

1 工程概况

G245巴中至金平公路(皎平渡-半角)K1417+532~K1444+642段灾害防治工程位于云南省,该路段地处山区,地质条件复杂,沿线存在滑坡、崩塌、落石及塌方等地质灾害,严重影响道路通行安全。该工程的实施旨在通过科学合理的防治措施,提高公路的抗灾能力,保障车辆通行的安全性与稳定性。

本项目依据《昆明公路局关于禄劝公路分局G245线灾害防治工程施工图设计的批复》(昆路总工〔2023〕76号)及相关技术规范进行设计,公路等级为四级,设计车速20km/h,路基宽度6.5m。工程范围涵盖10个主要灾害点,包括K1419+440K1419+798、K1432+068K1432+495、K1440+394~K1440+465等,均存在不同程度的滑坡、落石及塌方现象。本项目的主要治理措施包括设置主动防护网24775.89m²、钢筋石笼2387.2m²、C20素混凝土挡土墙3132.31m、边沟1137.21m,并采用水泥稳定碎石基层及沥青混凝土面层以加强路基结构,优化排水系统,改善边坡稳定性,以确保工程的长期有效性和公路的安全运行。

2 G245巴中至金平公路灾害防治工程沿线滑坡治理方案

2.1 边坡削坡减载与坡面加固技术

G245巴中至金平公路K1417+532~K1444+642段滑坡防治采用的首项防治手段即为削坡减载与坡面加固。滑坡体坡角过陡、坡体受重力及外载影响相对显著的滑坡采用削坡减载技术,削坡采用机械开挖,削减坡面上部不稳土体,降低坡面荷载,减少滑体推力,从而提高稳定性。削坡采用台阶式削坡,削坡宽度控制在1.5~2.0m内分级开挖,坡角为30°~45°,防止因削坡超挖造成坡体失稳。削坡后坡面采用喷锚网联合加固技术,即高压喷射混凝土封闭坡面,提高坡体表层强度,再采用Φ25mm高强度钢筋锚杆(间距1.5m×1.5m)和Φ6.5mm钢丝网固定,形成联合加固体系。

2.2 排水系统优化与地下水控制

地下水、地表水等对坡体的浸泡和软化作用是造成滑坡的主要因素之一,因此,对于G245线沿线的滑坡治理来说,完善排水系统是重要治理措施之一。在坡顶设截水沟,采用C20混凝土U型排水沟(沟深×宽为0.8m×0.5m),将坡顶的雨水引流至坡体之外,同时,在滑坡体内设置水平排水孔以降低滑坡体的地下水位,水平排水孔采用Φ108mm钢管,间距2m×2m,倾角10°15°,长度为1015m,每个排水孔填充透水碎石,并且设置带滤膜的PVC排水管以保证排水孔排水通畅。

2.3 柔性防护系统与挡土墙工程

在G245公路滑坡段柔性防护系统+挡土墙结构形式具有加固边坡防护的能力,其中岩质边坡的易落石点位(如K1434+470K1434+920等路段)应采用SNS主动防护网,通过高强度钢丝绳网、锚杆和支撑绳构成SNS系统可控制坡面的岩石松动、落石和小型滑坡发生;SNS主动防护网网孔的大小控制在150mm×150mm,锚杆深度为23m、间距为2m×2m,并通过主动防护网与坡面的贴合进行防护稳固;针对土质边坡的滑坡点位采用重力式挡土墙加固,挡土墙的基底埋深不小于1.5m,墙身采用C30钢筋混凝土结构,高为3~5m、同时在墙背布置级配碎石及排水管以降低墙体的后侧水压力,提升结构的安全性;在局部高陡的边坡中采用格构梁支护,格构梁采用C25混凝土浇筑,格构梁内部填充碎石,同时结合Φ25mm锚杆加固支护,提升格构梁的整体稳定性。

2.4 土工合成材料应用与生态恢复

治理滑坡不能单纯靠工程加固手段来解决,还需要配合生态恢复,以增强滑坡的耐久性。针对G245公路滑坡治理工程,在滑坡治理过程中,采用土工布和生态治理工程相结合的方式来调整坡体构造,增加抗蚀能力,在滑坡体修复路段设置双向拉伸土工格栅(GSBX40-40),网格大小为40mm×40mm,采用分层填筑、分层压实,提高坡面整体强度,在坡面采取喷混植草,喷混基材由壤土、纤维黏结剂、草籽混合,草籽选用多根系的多年草,如狗牙根、高羊茅等,促使其快速萌芽覆盖坡面。设置三维植被网(3D-Mesh)在坡面较大,提升坡体稳定性,降低雨水冲刷强度的陡坡。

3 边坡稳定性优化结果

3.1治疗后边坡稳定性的变化评估

经过削坡减载、排水改善、柔性主动防护网以及刚性主动防护网、挡土墙等生态修复技术对G245巴中至金平公路沿线滑坡点进行了治理后,边坡的稳定度得到显著的增强。对比数值仿真和实际监测结果滑坡点边坡在治理前其边坡的稳定系数(Fs)一般小于1.0,边坡处于不稳定状态或者是临界的稳定性状态,特别是K1432+068K1432+495这些危险边坡,边坡的整体滑动具有较高的潜在风险。经过治理后其稳定系数普遍达到1.31.5,其中边坡削坡减载降低边坡坡顶侧向的推力,减少边坡的滑移趋势;边坡地下排水系统有效的降低坡体内水分含量,土体的有效剪应力增加;柔性主动防护网以及刚性主动防护网和挡土墙等工程治理措施有效地提高了边坡的抗滑能力。结合边坡的生态修复工程使边坡的坡面植被覆盖率提高80%以上,有效减轻雨量对边坡的冲刷,更加巩固边坡的稳定性。

3.2施工后期长期监测和稳定性分析

滑坡治理施工后期,长期监测治理后期边坡的稳定性对于评估滑坡治理的长期效果也是非常必要的。本次滑坡治理在主要边坡处安装了自动化监测设备进行长期监测,边坡长期监测主要包括边坡位移长期监测、边坡渗压长期监测及边坡长期沉降量的监测。通过长期监测位移量显示,治理后K1428+070K1428+120段滑坡点的水平位移由治理前期5.2mm/月降低到0.8mm/月,表明此段的边坡位移降低,即通过治理将边坡位移降低至允许数值以内;渗水压力显示采用水平排水孔以及渗排盲沟后,滑坡体的地下水位降低了1.5m左右,从而大大减少了滑坡体的水浮力作用,挡土墙、钢筋石笼等护坡在模拟地震荷载作用后,护坡、挡土墙在模拟地震荷载作用后,未发生明显位移和倾覆。经1年监测和稳定性分析显示,治理后边坡整体稳定,滑坡治理前后位移量变化为15%~20%,边坡稳定系数达到稳定值(1.3~1.6),满足公路运营要求,说明通过治理后的滑坡体坡体稳定。

结语:本研究围绕G245巴中至金平公路(皎平渡-半角)K1417+532~K1444+642段的滑坡治理与边坡稳定性优化展开,结合公路沿线地质条件与灾害特征,制定并实施了一系列科学合理的工程治理措施。研究过程中,通过对削坡减载、坡面加固、排水优化、柔性防护与刚性支护相结合以及生态修复等多种技术手段的分析与应用,探索了山区公路滑坡防治的有效策略,并通过数值模拟与长期监测验证了治理措施的可靠性与可持续性。治理后,该路段的边坡稳定性明显提高,滑坡风险显著降低,确保了公路的长期安全运行。本研究不仅为G245公路灾害防治工程提供了可靠的技术支持,也为其他山区公路滑坡治理提供了可借鉴的工程经验,在山区交通基础设施防灾减灾领域具有重要的应用价值和推广意义。

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