高速公路工程边坡的工程地质分类分析
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104区域治理CASE作者简介:雷 庆,生于1990年,土家族,助理工程师,本科,研究方向为水工环地质、矿产资源。
公路边坡项目地质灾害危险性评估分析雷庆1,胡蓉1,罗志明2,范清华31.湖南锦博阳工程咨询有限公司;2.湖南省常德工程勘察院;3.湖南佳麒土地规划咨询有限公司摘要:近年来,公路边坡病害问题日渐突出,崩塌、滑坡等边坡灾害频频发生,给公路交通运营造成了巨大威胁,做好相关地质灾害危险性评估工作具有重要意义。
本文首先分析了公路边坡工程存在的风险,明确了地质灾害危险性评估的重要性,其后就公路边坡工程地质灾害危险性评估基本流程展开论述,文章最后以某公路项目为例加以分析,以期提供有价值的参考。
关键词:公路边坡;地质灾害;危险性评估;工程案例中图分类号:U213.1+3文献标识码:A 文章编号:2096-4595(2020)50-0104-0002一、引言公路工程建设与运营过程中,往往需要对山体进行开挖,形成大量人工边坡。
人工开挖边坡打破了原有的自然平衡,一旦发生边坡失稳,将会导致山体滑坡、人类活动受阻等灾害性损失,对人们的生命安全以及财产造成严重损害。
边坡工程地质条件复杂,科学开展地质灾害危险性的评估工作,并根据评估结果合理制定相关治理措施,方可有效保证公路工程安全可靠运营。
二、公路边坡工程概述在山区与丘陵地区建设交通工程时,需要对山体进行开挖,形成了大量的人工边坡,打破了原有自然平衡,是诱发滑坡、坍塌的主要原因之一。
为了选择合理的边坡防护方式,降低灾害损失,需要对公路边坡工程地质灾害危险性进行精确的评价。
近年来,国内对边坡风险研究日益重视,并取得丰富的研究成果,如:有学者通过分析公路高边坡风险因素,建立多因素评价方法,对高边坡的安全风险进行评价;有学者对高速公路改扩建工程高边坡为研究对象,从地质条件、运行环境以及边坡施工等因素出发,评估高边坡施工过程中公路运行安全风险。
为保证公路施工与运营安全,必须做好公路边坡地质灾害危险性评估工作,掌握边坡稳定性状态,并以此为依据制定相应的治理方案,保证公路建设与运营安全。
高速公路边坡稳定性分析与防治对策研究随着交通事业的快速发展,高速公路的建设和使用成为现代社会中不可或缺的一部分。
然而,由于地质条件的复杂性和人类活动的干扰,高速公路边坡稳定性成为一个重要的研究课题。
本文将从边坡稳定性的角度出发,分析其影响因素,并提出相应的防治对策。
首先,边坡稳定性分析需要综合考虑多种因素。
地质条件是影响边坡稳定性最重要的因素之一。
地质构造、地层岩性和岩土层析等因素会直接影响边坡的稳定性。
此外,水文条件也是不可忽视的因素。
降雨、地下水位和湖库水位等因素对于边坡的稳定性起着重要的作用。
同时,人为因素如道路设计和施工质量也会对边坡的稳定性造成影响。
针对边坡稳定性的因素,可以采取多种分析方法。
其中,地质勘探、水文观测和工程测量是常用的手段。
地质勘探可以通过取样和测试,获取地下岩土层的详细信息,以便进行进一步的分析。
水文观测可以通过监测降雨量、地下水位和湖库水位等数据,了解水文条件变化对边坡稳定性的影响。
工程测量可以通过仪器设备获取边坡的变形和位移等数据,从而判断其稳定性。
边坡稳定性的防治对策主要包括预防和治理两个方面。
预防是指在规划、设计和建设过程中采取一系列措施,以提高边坡的稳定性。
首先,在规划阶段,应充分考虑地质条件和水文条件,选择适宜的线路和边坡位置。
在设计阶段,可以采用边坡支护、排水和防渗措施,以增加边坡的抗滑和抗冲刷能力。
在施工阶段,应选用适当的爆破和挖掘方法,减少对边坡造成的影响。
治理是指在高速公路使用过程中,发现边坡稳定性有问题时,及时采取措施进行修复和加固。
针对不同情况,可以采取地质灾害治理、边坡支护和排水疏导等措施。
地质灾害治理包括清理崩塌和滑坡堆积物,以及修复破坏的地面或建筑物。
边坡支护可以采用挡土墙、锚杆和喷射混凝土等技术,增加边坡的稳定性。
排水疏导可以通过做好排水系统的设计和维护,减少地下水对边坡稳定性的影响。
除了预防和治理措施,定期检测和监测也是边坡稳定性的重要手段。
路基边坡养护边坡是指为保证路基稳定,在路基两侧做成的具有一定坡度的坡面。
其又可分为路堤边坡及路堑边坡两种,如图3-3所示。
图3-3 路基横断面图一、边坡的分类公路边坡的分类标准很多,根据边坡的成因、岩性、坡高等分类依据。
边坡分类见表3-1。
在公路边坡工程中,往往同时按多个标准分类,如岩石高边坡、失稳土质边坡开挖陡坡等。
相对于其他用途的边坡而言,公路边坡根据路面与天然地面的相对位置,将路基边坡划分为路堤边坡和路堑边坡。
当路基面高于天然地面时,用土石方填筑起来的路基斜坡称为路堤边坡;当路基面低于天然地面时,将天然地面挖开做成的路基斜坡称为路堑边坡。
表3-1 边坡分类表二、边坡及结构物养护的一般规定(1)路基边坡养护应保持坡面与坡体稳定,支护结构满足承载能力、结构安全和抗灾能力的要求。
(2)当路基边坡出现冲刷、风化剥落或碎落坍塌等浅表病害时,应及时清理和整理坡面,可采取生态防护、工程防护或冲刷防护等坡面防护措施。
(3)当路基边坡出现明显病害时,应根据检测和专项评定结果等,采取修复或加固措施。
对适修性很差的原有结构物,应拆除重建。
(4)当路基边坡经专项评定或风险评估确认需要进行加固,或出现下列情况时,应进行加固:1)边坡失稳或出现失稳迹象时。
2)支护结构及构件有损坏时。
3)因路基拓宽改造可能影响边坡安全时。
4)遭受灾害损坏或已发生过安全事故时。
(5)路基边坡加固方法应根据病害类型、成因和规模等,选用一种或多种组合方法,并应符合下列规定:1)边坡工程变形及失稳与地表水或地下水直接相关时,应采取截排水等工程措施。
2)路堑边坡整体稳定性及支护结构稳定性等不满足要求时,可选用削方减载法或堆载反压法。
牵引式斜坡和膨胀性土体不宜采用削方减载法。
3)发生较大变形和开裂的边坡,或支护结构承载能力、抗滑移或抗倾覆能力等不满足要求,且有锚固条件时,可选用锚固法。
4)边坡整体稳定性或支护结构稳定性不满足要求,且嵌岩段地基强度较高时,可选用抗滑桩法。
公路路堑高边坡的分析和处理欢一:艾公路路堑高边坡的分析和处理摘要:随着我国公路行业的快速发展,路堑高边坡的数量越来越多。
工程中经常由于对路堑高边坡的处理不当而造成重大损失和事故,该文基于这一现状,对路堑高边坡的变形、破坏和稳定性进行研究分析,提出了路堑高边坡的处理范围,重点探讨了各种路堑高边坡的处理方法,并结合实例说明各种处理方法的应用,为设计施工提供依据。
关键词:公路工程;路堑高边坡;变形破坏;稳定性;处理方法随着经济和交通的发展,近几年我国的公路行业发展迅速,由于我国地势起伏较大,地质条件复杂,在某些地区特别是山区修建公路时经常会遇到路堑高边坡。
在公路工程中,一般认为土质挖方边坡高度超过20m、岩石挖方边超过30m的边坡称为路堑高边坡,在公路工程中经常能遇到路堑高边坡,由于工程的建设会在很大程度上打破原有的自然边坡的平衡状态,若控制和处理不当,有可能会造成高边坡的失稳而形成边坡地质灾害,损坏公路,带来重大损失和事故。
因此进行路堑高边坡的分析和处理,对提高公路的安全性有重要的意义。
1公路路堑高边坡的处理范围边坡在发生失稳之前通常是稳定的,由于自然因素和人类活动等因素的影响,边坡中的土体强度逐渐降低,边坡内部的下滑力增大,而抗滑力逐渐减弱,使边坡的稳定性遭到破坏。
路堑高边坡的变形破坏的类型主要有坍塌、滑坡、崩塌、错落及倾倒,如图1所示。
路堑高边坡稳定性评价宜综合釆用工程地质类比法、图解分析法、极限平衡法和数值分析法进行。
路堑高边坡的稳定性计算方法应考虑边坡的破坏形式,按下列方法确定11]:规模较大的碎裂结构岩质边坡和土质边坡宜釆用Bishop计算。
对可能产生直线型破坏的边坡宜釆用平面滑动面解析法进行计算。
对可能产生折线形破坏的边坡宜采用不平衡推力法计算。
对结构复杂的岩质边坡,可配合釆用赤平投影法和实体比例投影法分析及楔形滑动面法进行计算。
当边坡破坏机制复杂时,宜结合数值分析法进行分析。
路堑高边坡的稳定性计算分3种工况:正常工况:边坡处于天然状态下的工况。
分析边坡工程的破坏形式及其防治措施在山区或沿海丘陵地区,公路工程在建设过程中,经常遇到岩质高边坡的问题,需要切实保证边坡工程的质量,避免其对于公路运营安全性的影响。
但是,当前形式下,公路边坡工程受各种因素的影响,容易出现破坏和病害,从而使得整个公路的可靠性和安全性受到影响。
因此,需要采取必要的措施,对其进行防治,保障公路的运营安全。
1 边坡工程的破坏形式对于公路的边坡工程而言,其破坏形式是多种多样的,主要是由边坡自身的岩土体结构和性质所决定的。
一般情况下,公路边坡可以分为土质边坡和岩质边坡两种。
土质边坡一般分布在平原、河流沿岸和沿海地区,相对较为广泛,而其土层的结构使得其稳定性相对较差,容易受到外因或内力作用的影响,产生破坏,其基本破坏形式是滑坡,包括直线型滑动和圆弧形滑动;岩质边坡主要分布在山区,相对于土质边坡而言,其强度更高,稳定性也更好,但是受岩石类型、结构、岩层走向以及应力作用的影响,同样会产生破坏,其基本的破坏形式是崩塌和错落,包括圆弧破坏、平面破坏等。
2 边坡工程的病害类型2.1 风化风化,是指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化,从而在原地形成松散堆积物的全过程。
对于边坡工程而言,风化剥落可以说是最为常见的病害类型,其病害程度受岩石质地的影响,如果质地相对坚硬,则剥落缓慢,反之,则剥落迅速,更加严重。
通常情况下,风化剥落病害对于公路的安全并没有太大的影响,但是如果没有及时进行处理,使得风化程度不断加深,会导致边坡岩体遭到严重破坏,最终影响公路的稳定性和行车安全。
2.2 滑坡滑坡,是指边坡的局部稳定性遭到破坏,在重力和公路承载力的共同作用下,岩体或其他碎屑会沿一个或多个破裂滑动面,向下做整体滑动行为。
产生滑坡的原因不仅仅是重力作用,还包括地下水和人为活动的影响。
一般情况下,滑坡需要经过蠕动变形、滑动破坏以及稳定三个阶段,滑动速度较慢,但是也不排除高速滑动的现象。
高速公路工程边坡的工程地质分类分析
【摘要】随着经济的持续发展和公路工程项目建设的持续发展和进步,高速公路工程项目建设也逐渐受到了重视,公路工程项目的建设推动了经济的发展以及国家的进步。
而高速公路工程边坡的工程地质的分析和研究的增多,对高速公路的建设有着十分重要的意义,通过对告诉公路边坡工程地质的分析,为高速公路的建设奠定了基础。
【关键词】高速公路;工程边坡;工程地质;分类
江西地貌以山地、丘陵为主,约占全省总面积的78%;地势周高中低,省境边缘群山环绕,中南部丘陵起伏,山体多由变质岩和花岗岩组成。
江西省是我国地质灾害比较严重的省份之一,属于地质灾害易发程度较高的地区。
省内地质灾害发育,因地质灾害造成的人员伤亡、财产损失情况严重。
据不完全统计,全省共有地质灾点25712,规模较大、损失较严重的地质灾害点1209个,共造成869人伤亡,直接经济损失达32669.73万元。
特别是近几年来,降雨诱发的地质灾害发生的频率、强度越来越高,造成的损失和危害越来越严重。
由此,对于相关地区工程边坡的工程地质的分析有着十分重要的现实作用和意义。
1 按照岩性进行分类
(1)侵入岩边坡。
例如花岗岩边坡,岩性相对单一,具有较高的强度并呈块状结构分布,呈陡坡发育卸荷裂隙。
(2)碎屑沉积岩边坡,例如砂岩、页岩、砾岩边坡,不同类型的沉积岩的强度不同,往往呈层状结构进行分布,边坡的形态受到岩层的产出状况的影响,页岩的透水性相对较弱。
(3)喷出岩边坡,例如玄武岩凝灰岩、凝灰角砾岩、流纹岩边坡等等。
不同类型的喷出岩边坡的强度差异也较大,并且呈裂隙发育,有时具有层状或者类似层状的结构,孔隙性较大,边坡的形态收到其结构形态的控制。
(4)碳酸岩类边坡,例如石灰岩、白云岩边坡等等,边坡的形态受到岩层产出状况的影响,往往形成悬崖,部分岩溶发育。
(5)软弱岩层边坡,例如泥岩、页岩、泥灰岩、河湖相砂页岩、半成岩等,强度较低,容易分化。
(6)夹有软弱夹层的沉积岩边坡,例如带有泥化夹层或者坡碎夹泥层的砂岩、石灰岩、页岩等等,具有层状结构。
(7)变质岩类边坡,例如片岩、片麻岩、千枚岩、石英岩边坡。
大多呈现片状或者层状结构分布,岩体不够完整。
(8)特殊岩类边坡,例如带有石膏、盐等易溶岩层,强度较低。
2 按照岩体结构进行分类
2.1 碎裂结构岩石边坡
是指带有强烈发育的不规则节理裂隙的岩石边坡,在沉积岩、岩浆岩或者变质岩等地区都可能出现,尤其是在断层交汇部位以及严重构造挤压部位较为常见,由于边坡上节理裂隙较为密集且方向凌乱,有时难以划分出岩石的层状结构,边坡岩性多为相互镶嵌的碎块结构,然而从宏观上可将该种边坡形式视为散体,边坡的形态与节理裂隙的切割程度以及组合形态密切相关。
2.2 块状结构岩石边坡
一般由块状岩浆岩或者巨厚层沉积岩所构成的边坡,该种边坡就局部地段而言并没有层状节理分布,并不具备各种层状岩石边坡的特性,根据其物质组成分析可将其视为相对均质体。
2.3 层状同向缓倾岩石边坡
大部分是由坚硬层状岩石够构成的边坡,岩层的倾向与边坡倾向保持一致,但其倾角比边坡的坡脚要小,坡面切断了岩层的层面。
由于其具有该项特征,由此在坡脚以上的岩层具有路面方向活动的空间,而当层面之间的抗剪强度较低之时,将沿着层面产生滑动。
边坡稳定性主要受到岩层倾角、层面抗剪强度以及边坡岩体的节理裂隙切割状况的影响。
层状同向缓倾边坡较为常见,这是由于施工开外对边坡坡脚进行人为改动,从而导致边坡由缓变陡,从而切断了层面,尤其边坡岩层被坡面切断之后,最为常见的是顺层滑动,尤其是沿着软弱夹层进行滑动。
若是节理裂隙的切割便于坡体的切割,下伏设有软弱夹层之时,在雨后更容易产生滑动。
2.4 层状反向结构岩石边坡
该种类型的岩石边坡,岩层的走向与边坡的走向基本保持一致,而倾向则与坡面的倾向相反,也可称为逆向边坡,该种边坡由于沿着层面缺少滑动变形的空间,由此无论岩层倾角的大小,一般状态下基本能保持稳定。
2.5 层状斜向结构岩石边坡
是指岩层与坡面走向呈现一定的夹角的层状岩石所构成的边坡,也可称为切向边坡,是高速公路当中较常见的一种边坡的类型。
2.6 层状同向陡倾岩石边坡
是指岩层的走向与边坡的走向基本保持一致,然而岩层倾角比边坡坡脚的岩石边坡要大,同时由于坡面未将岩层的层面切断,由此,并未给岩层层面下滑的空间,一般状况下能保持稳定。
3 按照土质进行分析
3.1 砂性土质边坡
主要由砂或者砂型土所构成的边坡,其结构较为稀疏,年距离较低,一般而言透水性较强,饱和含水的均质砂土边坡,容易在振动力的作用下液化产生液化边坡。
3.2 粘性土质边坡
颗粒细密,而由于不同边坡的生长环境不一致,不同粘土的组织结构、物理力学特征等具有较大的差别,同时对边坡的稳定性影响也不一致,然而一般具有干时坚硬开裂,遇水膨胀分解等软塑性特征。
3.3 黄土质边坡
一般呈淡黄色或者棕黄色,呈现多孔性特征孔隙比例一般为40~50%,以粉粒为主,质地均一,无层理发育,无柱状节理以及垂直节理发育,天然状况下含水量较少,干燥时较为坚固,呈现竖直状,然而遇水容易剥落或者受到侵蚀。
3.4 胀缩土质边坡
呈现特殊的物理力学特征,这是由于土质当中包含蒙脱石等容易膨胀的矿物,具有明显的干湿效应。
3.5 软土质边坡
是由泥变、淤化、淤泥实土以及其他类型的抗剪强度较低的土质所构成的边坡类型。
粘土由于其抗剪强度极低,其流变性特征十分显著,由此并不利于边坡的稳定性。
4 土石混合边坡
该种边坡形式是由土以及坚硬岩石混合而成,可分为碎石土边坡以及岩土混合边坡两种类型。
碎石土边坡是由坚硬的岩石碎块以及砂土碎屑细颗粒物质所混合构成的土石边坡形式,具体还可细分为碎石土边坡以及岩土混合边坡两种类型。
碎石土边坡是指由坚硬的岩石碎块以及砂土所混合构成的边坡,按照相应的形成条件,可分为堆积型以及残积型碎石土边坡。
堆积型碎石土边坡是由于土石碎屑经过搬运位移或者土石混杂,例如坡积体以及变形边坡的残留体等等;而残积型的土石边坡则是由于挤眼原位风化而成,岩土并未经过搬运和位移。
按照其结构形态又可分为土石混合机构以及土石叠置结构。
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