研究公路滑坡治理工程中水运用以及预防举措

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1滑坡体的造成

我省国道109线日月山、像皮山等路段由于沿线的地形地貌比较复杂,尤其在一些不良地质地段,由于对坡体稳定认识不足,大量开挖和填筑土石方以及施工方法等原因,破坏了坡体的稳定,造成了滑坡的产生和发展。而滑坡的产生与水极为密切,在滑坡整治过程中,采用何种方案排泄地表水、疏导地下水,改变滑坡体的物理力学性质,从而减少下滑力,达到经济合理的目的是防治公路滑坡有效的措施之一。

2水在滑坡产生和发育中的作用

滑坡产生的根本原因取决于组成斜坡的土石体性质和结构,但外界条件因素如水的作用、地震、人为因素等的作用不能忽视,它们是滑坡产生的诱发因素,它们的作用可改变斜坡土石体的性质、强度、结构和状态,有时还可改变斜面坡的外形,其结果是引起斜坡的变形和破坏。

2.1滑坡的产生和发育过程

滑坡的产生和发育形成过程通常分为三个阶段:蠕动变形阶段、滑动破坏阶段和渐趋稳定阶段。

2.1.1蠕动变形阶段

斜坡在发生滑动之前通常是稳定的,在水的作用下,可以使斜坡土石体强度逐渐降低,滑坡出口附近渗水混浊,水在此过程中起到了催化剂的作用。

2.1.2滑动破坏阶段

滑坡在整体往下滑动的时候,滑坡滑动过程中滑动面附近湿度增大,加之重复剪切,土石体结构进一步降低,促使滑坡加速滑动,水在此过程中起了润滑剂的作用。

2.1.3渐趋稳定阶段

滑坡停止后,形成特殊的滑坡地形,在岩性、构造和水文地质条件等方面都相继发生了变化,地层的整体性已被破坏,岩石变得松散破碎,透水性增强,含水量增高。滑坡前缘无水渗出或流出清晰的泉水时,表明滑坡已基本趋于稳定。

2.2水的作用

从地层岩性分析,碎石类土不易产生滑坡,粘性土在受水作用后易产生滑坡,基岩中页岩、泥岩、千枚岩、泥灰岩、云母片岩易风化及遇水软化,易产生滑坡。不同性质的土石体对水的作用的反应也是不一样的,如岩浆岩、沉积岩中的砾岩和砂岩,以及变质岩中花岗片麻岩、石英岩等,几乎与水不起作用,是抗水的物质,它们在水的作用下抗剪强度不发生很大的变化,因而由这些岩石组成的斜坡稳定性与水的关系并不密切。而各种页岩、泥岩和地表覆盖层都是亲水的,由亲水性物质组成的斜坡在雨季或浸水后塑性增大,抗剪强度显着降低,极易产生滑坡。各种松散无联结的砂性土层容易被潜蚀,在地下动水压力的作用下,结构和强度不断变化,斜坡的稳定性逐渐降低。滑坡的产生与水的作用有密切关系,水的作用包括降雨、地表水和地下水等三个方面的作用。

2.2.1降雨的影响

实践证明,滑坡多集中在降雨量多的年份发生,而且很多滑坡是在雨季发生的,不少滑坡具有“大雨大滑,小雨小滑,无雨不滑”的特点,因为降雨尤其是长期的绵绵细雨使斜坡土石逐渐饱和,甚至在隔水层上形成暂时的含水层,这样一方面增大了斜坡土石体的容重和降低了土石体的内聚力,另一方面还产生了动水压力和静水压力,使斜坡的稳定性急剧降低而产生滑坡。

2.2.2地表水的影响

地表水下渗增加了斜坡土体的含水量,使土达到塑性状态,降低了土体的稳定性。当水渗入隔水层时使层面间摩擦力和内聚力降低,造成斜面坡失稳而下滑。地表水系中水流不断冲刷和切割岸坡,使岸坡增高变陡,有时水流的冲蚀淘空岸坡的完整岩层,暴露出斜坡内部的软弱面,河水水位的上升下降引起与地下水补给关系的变化,在斜坡内形成很大的动水压力,所有这些作用都造成斜坡稳定性降低,有利于滑坡的产生。

2.2.3地下水的影响

地下水浸湿斜坡,使土石体的容重增加,浸湿范围加大,浸湿程度加剧,就显着地降低了土石体的抗剪强度,地下水位的升降,还会产生很大的动水压力与静水压力,地下水还能溶解土石体中易溶物质,使组成斜坡的土石体成份和结构发生变化,导致滑坡的产生。

3滑坡水的防治措施

通过以上分析,可见滑坡的产生与水的关系密切,设置排水系统,消除水的危害,是整治滑坡的可靠措施。整治设计中,应明确以治水为本,支挡为辅,从“水”字上下功夫,采用疏、截、排等综合措施以引开地表水,降低地下水,提高土体强度。排水措施分为地表排水与地下排水两大类。

3.1地表排水

地表排水的目的是拦截滑坡地段以外的地表水,不使水流入滑坡区内,并尽快排除滑坡范围内的雨水,引导地表水在滑坡体外的稳定山坡处排走。滑体以外的地表水,以拦截和旁引为原则;滑体以内的地表水以防渗,尽快汇集和引出为原则。滑体外,设置一条或多条环形截水沟,拦截旁引地表径流,不使流入滑坡范围之内。滑体内,充分利用自然沟谷,布置成树枝状排水系统;滑体内的湿地用泉水出露之处,修建渗沟及明沟等引水工程,以减少对滑坡的供水。

3.2地下排水

地下水是斜坡不稳定的主要原因之一,由于斜坡土层(岩体)中埋藏有地下水,流入边坡变形区,产生了动水压力和静水压力,为减弱这种压力的作用,确保边坡稳定,可采用地下排水的方法,由于滑体内地下含水带厚薄、分布、补给条件和当地的地质条件的差异,故有截、排、疏和降低地下水位等办法。一般在获得较准确而足够的地质和水文地质资料之后。并做了详尽分析,才能提出切合实际的设计和施工,这样才能达到计划目的。当查明补给滑动体的地下水确是以滑坡的上方或一侧补给为主时,才修建截断地下水的工程,它要求垂直地下水流向布置,随地下水的含水层数、埋藏深度和土质密实程度的不同,而采用不同的构筑物,如盲沟、盲洞等。

4结语

对于滑坡尤其是大型滑坡,试图通过桩、锚索、支挡结构等纯力学的方法去阻止其变形、运动和破坏往往是困难的,甚至是不可能的,通过对水等的防治措施,改变滑坡内在的物理力学性质,顺其自然,以柔克刚,实践证明,常常能收到事半功倍的效果。