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山區(qū)路基災害防治工程技術(shù)的論文
一、山區(qū)路基工程災害與道路工程的關(guān)系
路基工程災害與道路工程的選線設計、施工方法、施工質(zhì)量、治理措施等有密切關(guān)系。
�。ㄒ唬┑刭|(zhì)條件不良地段的路基選線
某些山區(qū)道路路基工程的設計坡度能達到70°以上，設計高度多在15-40m以上，最高可達60m，而且個別地段還有順層高陡路基工程，所以，不穩(wěn)定的崩塌落石點特別多。山區(qū)道路周圍的傾倒崩塌，位于構(gòu)造破碎的巖層地帶，設計路基工程高度較高，坡度較陡。在構(gòu)造破碎基巖地段不適宜地設計高陡路基工程是崩塌落石嚴重的原因。所以在山區(qū)道路路基工程的設計選線中，這是必須注意的一點。
�。ǘ┣衅逻^多破壞了原有平衡使路基工程災害形成和發(fā)展
我國很多山區(qū)公路和鐵路沿線的巖石殘積物是以松散堆積物為主體，它們的水穩(wěn)性差，遇水易崩解。公路切坡過多，破壞了原有的植被及其力學平衡，又設計成高陡路基工程，坡高多在15-30m以上，坡度多在40°以上，使水動力強度增大，是造成坡面沖刷侵蝕、水土流失、坍塌、滑坡的重要原因。
�。ㄈ┦┕し椒ú划�、質(zhì)量不高、留下后患
山區(qū)道路施工中深挖土石方往往很大，施工方法多采用大爆破，使原本存在裂隙發(fā)育的巖體發(fā)生松動、裂隙張開、寬度擴大。加上施工質(zhì)量不高，巖質(zhì)路基工程施工不規(guī)范，坡面不平，巖體參差不齊；施工后期對危巖、浮石未進行清理，使大多數(shù)高陡路基工程上都殘留大量危巖，給長期行車安全帶來后患。
二、山區(qū)道路路基的工程特點
山區(qū)由于山區(qū)地形、地質(zhì)等特點和公路路基設計要求特別是高速公路路基設計的更高要求，山區(qū)公路路基具有以下幾個方面特點：變異性和不確定性大，道路沿線的地形、地質(zhì)和水文等自然條件往往變化很大，即便在較短的路段內(nèi)，路基的填挖情況、巖質(zhì)和土質(zhì)以及水文條件都可能有較大差別，從而使路基的物理和力學性能有很大的差異；由于自然地面的起伏不平，路基形式有填方路堤、挖方路塹、半填半挖路基等三種類型，在縱、橫向均存在填挖交界過渡區(qū)，容易造成路基不均勻沉降，山區(qū)公路路基的不均勻沉降造成路面局部裂紋、沉陷的現(xiàn)象,不但會導致路基本身損壞,還將導致路面結(jié)構(gòu)損壞；由于地形變化復雜，路基邊坡高度和填挖高度相差較大，在路線跨越深溝時常常出現(xiàn)高路堤，且不可避免地存在陡坡、斜坡路基、路塹高邊坡；由于地形限制，山區(qū)路基工程往往需要通過設置支擋防護工程以確保路基穩(wěn)定，同的由于路基寬度大、土石方數(shù)量相對較大，有時也需要采用支擋工程以減少土石方數(shù)量；路基工程由于填挖造成地表植被損害等，破壞了自然景觀，且容易造成大面積的水土流失，故山區(qū)高速公路路基工程設計應重視環(huán)境保護和水土保持。從地質(zhì)構(gòu)造上講，巖層的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造，對山坡的穩(wěn)定性、滑動面的形成以及滑坡的發(fā)展都有很大的影響，如堆積與巖層的接觸面愈陡，則堆積層土地體的重力作用就愈大，極易發(fā)生滑坡的危險。
三、山區(qū)道路路基災害防治措施
（一）山區(qū)道路路基常見災害
1、崩塌現(xiàn)象
崩塌是巨大的巖體與基層失去聯(lián)系后，在重力的作用下，瞬時突然從邊坡陡崖上倒塌下來，巖塊被撞碎的破壞形式。崩塌屬于坡體的破壞，其危害程度比較嚴重。對于山區(qū)的道路，由于山區(qū)地質(zhì)環(huán)境的特殊性，路基橫斷面容易形成路堤路塹形式，加陡了開挖路塹邊坡的坡度，加之雨水天大量涌入路塹的雨水沖刷，使得土質(zhì)較差、巖性松軟、風化嚴重的的路基段產(chǎn)生破壞，經(jīng)常斷絕交通，給行人帶來不便。
2、翻漿的發(fā)生
潮濕地段的路基在冰凍過程中,土中的水分不斷地向上移動,使路基上部的含水量增大；再加上行車的作用,路面便會發(fā)生鼓包、冒泥等現(xiàn)象,人們稱之為翻漿。山區(qū)道路翻漿主要暴露在路基潮濕、冰凍作用嚴重、筑路材料缺乏等路段。山區(qū)道路翻漿也是山區(qū)路基破壞的主要形式之一。
3、水毀的出現(xiàn)
山區(qū)公路地形復雜,坡陡彎急,路面較窄,防護工程設置較少。而山溪河流變化幅度較大,洪水來勢兇猛,經(jīng)常造成水淹路面，導致排水不暢,山洪直沖路面,形成路基缺口,加之雨水滲入,使覆蓋層與山體巖層的粘結(jié)面摩擦力減小,而部分覆蓋層失穩(wěn)，致使深挖路段邊坡滑塌。水毀也是山區(qū)道路路基破壞的主要形式之一。
4、泥石流
地山嶺地區(qū)，由于瀑雨或大量的融雪水在溝浴中造成突然的短暫的間歇性水流，它挾帶著大量的固體物質(zhì)（如風化后產(chǎn)物和山坡上的土體上的土粒、碎石、塊等，流動過程中還挾帶砂礫石）而形成泥石流。泥石流的造成，主要是在瀑雨地區(qū)很短的時間的大量降水產(chǎn)生集中水流而形成山洪，而當集水落石出區(qū)內(nèi)巖層風化具有大量的松散堆積物，當山坡坡面受到集中水落石出流及溝谷下切產(chǎn)生坍塌、崩塌、滑坡現(xiàn)象以后，成為泥石流固體的來源。泥石流是山區(qū)公路常見的一種病害，泥石流發(fā)生時，常沖毀路基，破壞橋涵等建筑物，斷絕交通。
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高路堤土石方工程量大、施工周期長、占地多、技術(shù)要求高、工后出現(xiàn)災害的風險較大。因此，山區(qū)高速公路高路堤應與高架橋在工期、水土保持、造價等方面綜合比較，在挖余土石方較少或較為合理（符合環(huán)保、水保要求）時，一般不要采用高填土方案。為減少工后剩余沉降和破壞，應適當提高路堤填土的壓實度。對于一般細粒土（含黃土）和粗粒土，當填土高度大于10m時，其下路堤（路床頂面以下150cm以下）的壓實度應控制在93％以上；當填土高度為20-30m時，其上路堤（路床頂面以下—150cm）的壓實度應控制在95％以上，下路堤的壓實度應控制在93％以上3而對于填土高度大于30m的超高路堤，其上、下路堤的壓實度均應控制在95％以上。高路堤土石方數(shù)量大，填筑用土料一般來源于多個取土場或多個路塹段的挖余土方、石渣，土性成分比一般路段復雜，最大干密度和最佳含水量變化較大，壓實指標不易控制，常導致路基壓實施工不勻，造成路基不均勻沉降及浸水附加沉陷。因此，路堤填筑必須嚴格按重型標準擊實試驗所得的最佳含水量來進行填筑，并改進檢測方法，加大檢測頻率，嚴格控制填土干密度。對有可能發(fā)生公路路基病害的地段，經(jīng)常進行檢查和觀察，以便根據(jù)病害現(xiàn)象和原因，擬定防治措施，根據(jù)判斷可能發(fā)生的公路路基病害：新開挖的邊坡坡腳有水沖刷；有平行于斜坡的裂縫，斜坡上有不規(guī)則的鼓起；坡腳周圍有破裂和損壞現(xiàn)象，并有傾倒的樹木；在地面上有地下水流的地方，構(gòu)成山坡巖石的層時甚薄并有裂縫或滑動或滑層的走向與路線垂直等；由于設計或施工不良，造成開劈石不徹底或坡度過陡，又受開山炸藥震動，石坡裂縫，故經(jīng)過風化或雨水沖刷而出現(xiàn)大小不等的塌方。
在工后剩余沉降的處理上，建議在采取分層強夯、沖擊碾壓等各種技術(shù)措施盡可能減小工后剩余沉降量的前提下，根據(jù)工后沉降主要集中在路堤竣工后較短時間內(nèi)的特點，利用預壓沉降期再使路堤完成絕大部分剩余沉降；通過沉降觀測，待路堤沉降接近穩(wěn)定沉降量時再實施路面防護、排水及其它附屬工程。防止坍塌和崩塌的辦法，要根據(jù)坍塌的形成的原因，結(jié)合具體條件，因地制宜地進行，常用的辦法有：引起表面水流：該法主要有修建起圍護作用的截水溝，把塌方以上斜坡處流下的水落石出截斷，引導到別處去，在塌方體表面上修建排水系統(tǒng)，把水匯集到塌方體以外；調(diào)整或改變塌方地區(qū)以內(nèi)人工灌溉設施。截斷地下水流：為了降低地下水位，減少塌方體的重量滲透壓力，采取設置支撐盲溝的辦法把水截斷，使塌方體干燥、聚集和排出斜縫中的地下水。用種植物和鋪砌塊石護坡等方法，增加邊坡防止上沖刷的能力進行加固。設置支撐構(gòu)造物：設置擋土墻建筑物可增加邊坡的支撐力量，以維持土體的平衡，防止土體塌落下來，同時使路基內(nèi)側(cè)（挖方）坡腳變陡，減少邊坡挖方數(shù)量，加強坡腳土體的穩(wěn)定性。擋土墻結(jié)構(gòu)的選擇，斷面設計按有關(guān)的規(guī)范進行驗算設計。刷方減載：刷方減載通常在防止塌方中采用，其數(shù)量需根據(jù)土石的物理力學性質(zhì)進行驗算，并考慮邊坡的地質(zhì)條件。改道繞線：當塌方規(guī)模較大時，難以根治而路線不可能繞避時，可考慮改線，但應作經(jīng)濟技術(shù)方案的比較后才能確定。高路堤邊坡必須進行穩(wěn)定性驗算。當穩(wěn)定系數(shù)達不到要求時，需要進行加固處理。為提高高路堤的穩(wěn)定性，應設置完善的防護和排水系統(tǒng)。地基和路堤可采用土工格柵、土工格室等土工合成材料加固處理；邊坡宜設置骨架（方格、拱形、菱形等）加生物防護；路肩應設攔水帶集中排水。對于壩式路基（高路堤跨越?jīng)_溝且溝底無涵），上游有積水可能時，洪水位以下尚應設防滲及護坡工程。
四、應用研究實例
G316線K1718-K1885段位于漢江階地，該段道路沿線地質(zhì)條件差，道路技術(shù)等級低，經(jīng)過多次改造、改善，目前基本達到三級標準，但沿線坡面巖石風化嚴重，地質(zhì)災害時常發(fā)生，塌方、滑坡、泥石流遇雨經(jīng)常發(fā)生，為提高道路通行能力，確保道路安全暢通，近年來對路實施了災害治理工程，在實際防治中，根據(jù)地質(zhì)災害成災過程、災情構(gòu)成及風險分析的基本理論體系，結(jié)合當?shù)貙嶋H，建立了岸坡穩(wěn)定性風險評價內(nèi)容及其體系結(jié)構(gòu)，確定了不同類型岸坡穩(wěn)定性在不同精度條件下的危險性評價指標，如表1所示。對于各種不同類型岸坡的破壞方式，提出了危險性評價指標體系及其量化方法，并選用影響因素綜合評判法、模糊綜合評判法和拓撲學方法進行風險穩(wěn)定性分析。并將該方法應用于示范路段，主要是對上坡面實施卸載、刷坡，坡面防護、坡腳支擋，土質(zhì)坡面進行生物防護，風化破碎石質(zhì)坡面采取掛網(wǎng)等措施，對滑坡根據(jù)不同情況分別采取抗滑樁加擋墻和坡腳抗滑擋墻加護坡加生物防護等措施，均取得了一定效果，對提高國道的抗災害能力和保暢通能力具有重要作用和意義。
五、總結(jié)
隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展和道路網(wǎng)絡建設的不斷改善，道路建設甚至高速公路建設越來越多的進入山區(qū)。山區(qū)道路建設線性指標要求較高，工程難度較大，工程環(huán)境較為艱巨，在地質(zhì)條件復雜的路段，地質(zhì)環(huán)境相對脆弱，在深度挖掘、高度填坑和隧道挖掘等工程活動下，地質(zhì)災害的發(fā)生頻率也隨之增加。因此，在山區(qū)道路的路基工程中，引入災害防治技術(shù)，并研究出具有針對性的可行的措施是路基工作中的研究重點。
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