论文部分内容阅读
摘要：本文通过对渭南干线公路部分灾害路段形成的原因、机理进行梳理、分析，科學地确定不同灾害类型所采取的针对性措施，以提高公路抗灾能力、通行能力和行车安全水平。
关键词：公路 ， 灾害， 形成，机理 ， 防治
Abstract: this paper main road sections weinan part disasters, and the mechanism of the formation of comb and analysis, scientific sure different types of disasters to targeted measures to improve road anti-disaster ability, communication ability and train operation safety level.
Keywords: highway, disasters, form, and mechanism, prevention and treatment
中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号：
1、前言
渭南市干线公路灾害路段位于渭南市境内S107线阳郭段（K29+200～K39+600）路基灾害段、S202渭河大桥桥头路基路段（K104+950～K105+100）及S201岩石路基路段（K312+000～K312+800），路基病害主要有路基边坡滑塌和滑坡，坡面裂缝，路基下沉路面开裂；路堤边坡坡面雨水冲刷，坡面出现拉槽，坑洞；边坡出现蠕滑；部分路段泥页岩风化严重，路基边坡坡面产生小型滑塌，碎落等。由于该路段长期运营，受自然因素和人为因素的影响，路基出现不同程度的灾害，加之对路基仅采用简单的清淤，素土回填等日常养护，不能从根本上解决问题。如不及时治理，遇强降雨或持续性降雨，很容易使病害发展，并诱发新的路基病害，从而影响道路的正常通行和行车安全。
2、主要灾害类型
通过现场调查，该路段路基灾害的类型主要有：滑坡、路堤边坡冲蚀、路堑边坡碎落、面部滑塌、清理危石等。
3、灾害形成的原因和机理
3.1滑坡（滑塌）
设计治理区滑坡可分为两类，一类为路基下边坡滑坡，如S107线K33+130～K33+180滑坡，K33+240～K33+310滑坡，该类滑坡从物质成因属人工堆弃土和残坡积土层滑坡，从力学成因属推移、牵引式滑坡，滑坡规模属中型滑坡，滑坡深度属较深层滑坡，滑坡形成的机理，一是由于人为弃填土增加坡体重量，在车辆荷载和动载的的影响下产生下滑推力，二是坡脚河流冲蚀，引起坡体土层牵引，三是该类滑坡地段地形呈凹形，地下水丰富，使土体长期处于近饱和状态，极易产生滑动。
另一类为路基上边坡滑塌，全部分布于S107线。该类上边坡滑塌物质类型较多，有风化泥岩滑塌，上更新统Q3黄土滑塌。红粘土（弱膨胀土）滑塌和基座阶地冲洪积砂砾土滑塌。该类上边坡滑塌除红粘土滑塌规模较大，破坏程度严重，其他物质类型滑塌一般规模相对较小，破坏程度相对较轻。红粘土滑塌产生的机理，一是由于路基开挖边坡坡脚、未进行有效支护，导致上部红粘土牵引产生滑塌，二是红粘土分布地段地下水丰富，导致红粘土产生濡滑。其他物质上边坡滑塌产生的机理主要是由于路基开挖对边坡坡脚未进行有效支护。
3.2路堤边坡冲蚀
该类边坡灾害仅分布于S202线渭河大桥北桥头填方路段，边坡产生冲蚀的原理，一是由于填方边坡坡率过陡为1：1，大于规范规定的边坡破率，二是填方边坡较高，边坡未进行有效防护，如植草、种冠，或其他工程防护，三是路基边缘未设拦水带，桥梁和路面水直接冲蚀边坡，使边坡产生塌陷。
3.3上边坡崩塌（落石、碎落）
该类边坡灾害主要发生在S107线和S201线。S107线的碎落主要发生在风化泥岩（新近世N地层），上更新统Q3，中更新统Q2河流相冲洪积砂砾石层和部分上更新统Q3黄土，该类地层除产生碎落、局部也产生小型滑塌。
S201线的落石和碎落，发生于三叠系（T）,砂、泥岩互层地层，砂岩多产生落石，泥岩多产生碎落，产生的机理，一是砂岩节理裂隙发育，岩体呈块状，由于泥岩差异风化使砂岩悬空，突出，在重力和暴雨作用下产生落石。二是泥岩强度低，易风化，极易产生碎落。
4.灾害治理设计
4.1设计治理总体原则
因地制宜，就地取材，以防为主，防治结合；
安全耐久，经济实用，应顺自然，保持环境。
4.2下边坡滑坡治理原则。截、疏、排地表和地下水，对滑体进行强支挡，重新填筑，沉陷路基，修复路面及安全设施。
4.3上边坡崩塌治理原则。清危石，护坡脚，支护坡面。
4.4上边坡滑塌治理原则。固（稳）坡脚，完善地表、地下截、疏排水。
5、治理方案
5.1路基上边坡治理措施
5.1.1岩石边坡治理措施
对于泥质页岩，边坡松散，较破碎，有小碎落和边坡滑塌，为防止雨水进入后边坡失稳，本次治理采用护面墙加仰斜排水管综合防治，护面墙高采用3.0～5.0米，M7.5浆砌片石砌筑，M10水泥砂浆勾缝，并每10.0米设置一道伸缩缝，缝宽2.0厘米，墙背设置30厘米砂砾垫层，基础埋入土层不小于1.0米，埋入岩石不小于0.5米。仰斜排水管设置可与泄水孔交错布设。
对于软硬互层岩石边坡，在坡面，由于砂岩之间加有泥质页岩，两种岩石风化快慢程度不同，泥质页岩早早风化碎落，使硬质岩石（砂页岩）失稳，形成危岩，需及时清理；在坡脚，清理坡积土后，采用2.5米高的挡土墙防护坡脚，挡土墙采用M7.5浆砌片石砌筑，M10水泥砂浆勾缝，并每10.0米设置一道伸缩缝，缝宽2.0厘米，基础埋入岩石不小于0.5米。
5.1.2土质边坡治理措施
对于残坡积土、冲洪积土质边坡，边坡松散，破碎，强度低，易风化，有小滑塌和碎落，为防止雨水进入后边坡失稳，本次治理采用护面墙加仰斜排水管综合防治，护面墙高采用2.0～3.0米，护面墙技术要求同上。
对于膨胀土（弱）边坡，边坡含水量大，排水不畅，加之其反复膨胀收缩的特性，使得土的原始结构遭到破坏，土的强度降低，产生蠕滑，为防止坡体继续向下蠕滑，本次治理根据边坡土性质，含水量及滑塌严重程度分别采用钢丝石笼挡土墙，桩基础抗滑挡土墙或抗滑桩加干码片石桩间墙的治理措施。
当采用钢丝石笼挡土墙时，石笼挡土墙高一般3.0～4.0米，石笼的尺寸为3.0m(宽)×2.0m(长)×1.0m(高)，石笼内所填石料应选用容重大、浸水不崩解、坚硬未风化的石块。地基采用50厘米厚C15片石混凝土加固。
当采用桩基础抗滑挡土墙时，抗滑挡墙高一般2.0～5.0米，顶宽1.6～2.5米，墙身采用M7.5浆砌片石砌筑，M10水泥砂浆勾缝，并在墙背设置不小于0.5米厚的砂砾透水层。桩基础采用2.0m×1.5m的矩形挖孔桩，桩长4.0米，间距5.0米，在桩顶设置1.0米厚，3.5米宽的承台，桩体和承台均采用C15片石混凝土浇筑。并且承台和桩顶之间预埋钢筋，使之成为整体。
当采用抗滑桩加码砌片石桩间墙时，抗滑桩桩长10.0米，抗滑桩截面尺寸采为1.5米×2.0米，桩间距5.0米（中对中）。抗滑桩桩身采用C30号混凝土现浇，抗滑桩桩身钢筋保护层厚度10厘米。桩间墙采用码砌片石挡土墙，码砌石料应选用未风化的硬质石料，码砌一般采用干砌形式，砌筑应紧密，错缝，严禁通缝，叠砌，贴砌和浮塞，坡面应平顺。
5.2路基下边坡灾害治理
5.2.1边坡冲蚀，小型滑塌边坡
由于强降雨导致路面水集中排出，在路堤边坡低洼处形成集中汇水，对路堤边坡冲蚀，使路堤边坡形成拉槽、坑洞及小型滑塌，为防止边坡再次冲蚀、病害发展，本次治理措施为，首先对边坡上的拉槽、坑洞采用素土夯实回填，然后在坡脚设置2.0米高的护脚矮墙，最后平整边坡坡面，设置拱形骨架护坡。护脚矮墙和拱形骨架护坡均采用M7.5浆砌片石砌筑，M10水泥砂浆勾缝。
5.2.2滑坡边坡
5.2.2.1由于拦水带损坏，路面水进入路基边坡，加之坡体土质为粘性土，透水性差，土体长时间呈饱和状态，使土体强度降低，坡面表层产生溜滑，（路基路面完好，无沉陷，无裂缝），如S107线K39+555～K39+600段。为防止坡面继续下滑，对路基造成影响，本次治理措施为，首先在坡脚设置6.0米的抗滑挡土墙，稳固坡脚，然后整平坡面，设置浆砌片石护坡，并在路肩设置15×15厘米的拦水带。挡墙和护坡均采用M7.5浆砌片石砌筑，M10水泥砂浆勾缝，拦水带采用C20水泥混凝土预制块。
5.2.2.2由于土体含水量大，排水不畅，地层软弱，土体强度低，坡体沿滑动面下滑，造成路基下滑沉陷，坡面出现裂缝，很不稳定。（路基、路面裂缝较宽10—20cm，下滑沉陷，可见明显滑动迹象）。如S107线K33+130—180段、K33+240---310段，结合地质勘探资料，发生明显蠕滑错动，滑坡处于不稳定状态，遇强度大的连续降水影响或在重型车辆的震动荷载作用下，滑坡稳定性会明显降低，为防止滑坡继续发展，路基大范围滑塌，按滑坡治理选取治理方案，K33+130—180段设置8根抗滑桩，桩径2m*3m,桩长30m. K33+240---310段设置11根抗滑桩，桩径2m*3m,桩长35m，两处滑坡属膨胀土滑坡，排水特性差，各在滑坡体上设置三道支撑渗沟及盲沟的综合治理的措施。
6、结束语
为全面提高干线公路的抗灾能力，按照“安全、耐久、节约、和谐”的原则，贯彻“预防为主，防治结合，因地制宜，综合治理”的方针，只有对干线公路灾害形成的原因、机理进行分析并科学地确定灾害防治工程综合整治方针及措施，才能不断提高公路抗灾能力、通行能力和行车安全水平。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：公路 ， 灾害， 形成，机理 ， 防治
Abstract: this paper main road sections weinan part disasters, and the mechanism of the formation of comb and analysis, scientific sure different types of disasters to targeted measures to improve road anti-disaster ability, communication ability and train operation safety level.
Keywords: highway, disasters, form, and mechanism, prevention and treatment
中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号：
1、前言
渭南市干线公路灾害路段位于渭南市境内S107线阳郭段（K29+200～K39+600）路基灾害段、S202渭河大桥桥头路基路段（K104+950～K105+100）及S201岩石路基路段（K312+000～K312+800），路基病害主要有路基边坡滑塌和滑坡，坡面裂缝，路基下沉路面开裂；路堤边坡坡面雨水冲刷，坡面出现拉槽，坑洞；边坡出现蠕滑；部分路段泥页岩风化严重，路基边坡坡面产生小型滑塌，碎落等。由于该路段长期运营，受自然因素和人为因素的影响，路基出现不同程度的灾害，加之对路基仅采用简单的清淤，素土回填等日常养护，不能从根本上解决问题。如不及时治理，遇强降雨或持续性降雨，很容易使病害发展，并诱发新的路基病害，从而影响道路的正常通行和行车安全。
2、主要灾害类型
通过现场调查，该路段路基灾害的类型主要有：滑坡、路堤边坡冲蚀、路堑边坡碎落、面部滑塌、清理危石等。
3、灾害形成的原因和机理
3.1滑坡（滑塌）
设计治理区滑坡可分为两类，一类为路基下边坡滑坡，如S107线K33+130～K33+180滑坡，K33+240～K33+310滑坡，该类滑坡从物质成因属人工堆弃土和残坡积土层滑坡，从力学成因属推移、牵引式滑坡，滑坡规模属中型滑坡，滑坡深度属较深层滑坡，滑坡形成的机理，一是由于人为弃填土增加坡体重量，在车辆荷载和动载的的影响下产生下滑推力，二是坡脚河流冲蚀，引起坡体土层牵引，三是该类滑坡地段地形呈凹形，地下水丰富，使土体长期处于近饱和状态，极易产生滑动。
另一类为路基上边坡滑塌，全部分布于S107线。该类上边坡滑塌物质类型较多，有风化泥岩滑塌，上更新统Q3黄土滑塌。红粘土（弱膨胀土）滑塌和基座阶地冲洪积砂砾土滑塌。该类上边坡滑塌除红粘土滑塌规模较大，破坏程度严重，其他物质类型滑塌一般规模相对较小，破坏程度相对较轻。红粘土滑塌产生的机理，一是由于路基开挖边坡坡脚、未进行有效支护，导致上部红粘土牵引产生滑塌，二是红粘土分布地段地下水丰富，导致红粘土产生濡滑。其他物质上边坡滑塌产生的机理主要是由于路基开挖对边坡坡脚未进行有效支护。
3.2路堤边坡冲蚀
该类边坡灾害仅分布于S202线渭河大桥北桥头填方路段，边坡产生冲蚀的原理，一是由于填方边坡坡率过陡为1：1，大于规范规定的边坡破率，二是填方边坡较高，边坡未进行有效防护，如植草、种冠，或其他工程防护，三是路基边缘未设拦水带，桥梁和路面水直接冲蚀边坡，使边坡产生塌陷。
3.3上边坡崩塌（落石、碎落）
该类边坡灾害主要发生在S107线和S201线。S107线的碎落主要发生在风化泥岩（新近世N地层），上更新统Q3，中更新统Q2河流相冲洪积砂砾石层和部分上更新统Q3黄土，该类地层除产生碎落、局部也产生小型滑塌。
S201线的落石和碎落，发生于三叠系（T）,砂、泥岩互层地层，砂岩多产生落石，泥岩多产生碎落，产生的机理，一是砂岩节理裂隙发育，岩体呈块状，由于泥岩差异风化使砂岩悬空，突出，在重力和暴雨作用下产生落石。二是泥岩强度低，易风化，极易产生碎落。
4.灾害治理设计
4.1设计治理总体原则
因地制宜，就地取材，以防为主，防治结合；
安全耐久，经济实用，应顺自然，保持环境。
4.2下边坡滑坡治理原则。截、疏、排地表和地下水，对滑体进行强支挡，重新填筑，沉陷路基，修复路面及安全设施。
4.3上边坡崩塌治理原则。清危石，护坡脚，支护坡面。
4.4上边坡滑塌治理原则。固（稳）坡脚，完善地表、地下截、疏排水。
5、治理方案
5.1路基上边坡治理措施
5.1.1岩石边坡治理措施
对于泥质页岩，边坡松散，较破碎，有小碎落和边坡滑塌，为防止雨水进入后边坡失稳，本次治理采用护面墙加仰斜排水管综合防治，护面墙高采用3.0～5.0米，M7.5浆砌片石砌筑，M10水泥砂浆勾缝，并每10.0米设置一道伸缩缝，缝宽2.0厘米，墙背设置30厘米砂砾垫层，基础埋入土层不小于1.0米，埋入岩石不小于0.5米。仰斜排水管设置可与泄水孔交错布设。
对于软硬互层岩石边坡，在坡面，由于砂岩之间加有泥质页岩，两种岩石风化快慢程度不同，泥质页岩早早风化碎落，使硬质岩石（砂页岩）失稳，形成危岩，需及时清理；在坡脚，清理坡积土后，采用2.5米高的挡土墙防护坡脚，挡土墙采用M7.5浆砌片石砌筑，M10水泥砂浆勾缝，并每10.0米设置一道伸缩缝，缝宽2.0厘米，基础埋入岩石不小于0.5米。
5.1.2土质边坡治理措施
对于残坡积土、冲洪积土质边坡，边坡松散，破碎，强度低，易风化，有小滑塌和碎落，为防止雨水进入后边坡失稳，本次治理采用护面墙加仰斜排水管综合防治，护面墙高采用2.0～3.0米，护面墙技术要求同上。
对于膨胀土（弱）边坡，边坡含水量大，排水不畅，加之其反复膨胀收缩的特性，使得土的原始结构遭到破坏，土的强度降低，产生蠕滑，为防止坡体继续向下蠕滑，本次治理根据边坡土性质，含水量及滑塌严重程度分别采用钢丝石笼挡土墙，桩基础抗滑挡土墙或抗滑桩加干码片石桩间墙的治理措施。
当采用钢丝石笼挡土墙时，石笼挡土墙高一般3.0～4.0米，石笼的尺寸为3.0m(宽)×2.0m(长)×1.0m(高)，石笼内所填石料应选用容重大、浸水不崩解、坚硬未风化的石块。地基采用50厘米厚C15片石混凝土加固。
当采用桩基础抗滑挡土墙时，抗滑挡墙高一般2.0～5.0米，顶宽1.6～2.5米，墙身采用M7.5浆砌片石砌筑，M10水泥砂浆勾缝，并在墙背设置不小于0.5米厚的砂砾透水层。桩基础采用2.0m×1.5m的矩形挖孔桩，桩长4.0米，间距5.0米，在桩顶设置1.0米厚，3.5米宽的承台，桩体和承台均采用C15片石混凝土浇筑。并且承台和桩顶之间预埋钢筋，使之成为整体。
当采用抗滑桩加码砌片石桩间墙时，抗滑桩桩长10.0米，抗滑桩截面尺寸采为1.5米×2.0米，桩间距5.0米（中对中）。抗滑桩桩身采用C30号混凝土现浇，抗滑桩桩身钢筋保护层厚度10厘米。桩间墙采用码砌片石挡土墙，码砌石料应选用未风化的硬质石料，码砌一般采用干砌形式，砌筑应紧密，错缝，严禁通缝，叠砌，贴砌和浮塞，坡面应平顺。
5.2路基下边坡灾害治理
5.2.1边坡冲蚀，小型滑塌边坡
由于强降雨导致路面水集中排出，在路堤边坡低洼处形成集中汇水，对路堤边坡冲蚀，使路堤边坡形成拉槽、坑洞及小型滑塌，为防止边坡再次冲蚀、病害发展，本次治理措施为，首先对边坡上的拉槽、坑洞采用素土夯实回填，然后在坡脚设置2.0米高的护脚矮墙，最后平整边坡坡面，设置拱形骨架护坡。护脚矮墙和拱形骨架护坡均采用M7.5浆砌片石砌筑，M10水泥砂浆勾缝。
5.2.2滑坡边坡
5.2.2.1由于拦水带损坏，路面水进入路基边坡，加之坡体土质为粘性土，透水性差，土体长时间呈饱和状态，使土体强度降低，坡面表层产生溜滑，（路基路面完好，无沉陷，无裂缝），如S107线K39+555～K39+600段。为防止坡面继续下滑，对路基造成影响，本次治理措施为，首先在坡脚设置6.0米的抗滑挡土墙，稳固坡脚，然后整平坡面，设置浆砌片石护坡，并在路肩设置15×15厘米的拦水带。挡墙和护坡均采用M7.5浆砌片石砌筑，M10水泥砂浆勾缝，拦水带采用C20水泥混凝土预制块。
5.2.2.2由于土体含水量大，排水不畅，地层软弱，土体强度低，坡体沿滑动面下滑，造成路基下滑沉陷，坡面出现裂缝，很不稳定。（路基、路面裂缝较宽10—20cm，下滑沉陷，可见明显滑动迹象）。如S107线K33+130—180段、K33+240---310段，结合地质勘探资料，发生明显蠕滑错动，滑坡处于不稳定状态，遇强度大的连续降水影响或在重型车辆的震动荷载作用下，滑坡稳定性会明显降低，为防止滑坡继续发展，路基大范围滑塌，按滑坡治理选取治理方案，K33+130—180段设置8根抗滑桩，桩径2m*3m,桩长30m. K33+240---310段设置11根抗滑桩，桩径2m*3m,桩长35m，两处滑坡属膨胀土滑坡，排水特性差，各在滑坡体上设置三道支撑渗沟及盲沟的综合治理的措施。
6、结束语
为全面提高干线公路的抗灾能力，按照“安全、耐久、节约、和谐”的原则，贯彻“预防为主，防治结合，因地制宜，综合治理”的方针，只有对干线公路灾害形成的原因、机理进行分析并科学地确定灾害防治工程综合整治方针及措施，才能不断提高公路抗灾能力、通行能力和行车安全水平。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。