斜坡防治决策流程如图6.7所示。通过用户在因素表中提取评价因素,进行因素组合,在模型库和方法库中提取适合天山公路地区的斜坡评判模型。根据规则表进行决策,最后,从知识库的结果表中提取相应的斜坡防治方案和对应的防治措施。斜坡防治因素见表6.2。
表6.2 斜坡因素
相应的斜坡防治措施主要有以下几种:
图6.7 斜坡防治决策流程
(1)崩塌防治措施。崩塌现象产生既有自然斜坡坡陡、岩体破碎等原因,也有路堑开挖、爆破、松动、边坡稳定性恶化等因素的影响。因此,崩塌的防治首先是边坡开挖时应尽可能少破坏原有岩体完整性;其次应考虑到崩塌不仅出现在公路开挖地坡面上,还有大量崩塌灾害来自公路开挖边坡以上的自然斜坡;崩塌灾害的防治设计,不仅需要考虑开挖边坡的崩塌问题,还需要考虑自然斜坡的崩塌灾害。
天山公路崩塌数量巨大,种类繁多,在制定崩塌防治方案时,应在查明崩塌灾害条件的基础上分情况确定具体的防灾设计。不同的崩塌工程防护措施具有不同的适用性,工程费用上也有很大的差别,在进行崩塌治理防护时,应对不同方案的经济性和有效性进行全面分析。其防治措施主要有刷方及绕避、遮挡工程、防护工程、排水工程及SNS柔性防护系统。
1)刷方及绕避。对于以边坡表面剥落和表层坍塌为主,且高度低于30m的陡倾边坡,一般可采用刷坡,对于小型崩塌落石可采用全部清除。刷方的作用有两方面:①降低斜坡的坡度,提高边坡的整体稳定性;②消除崩塌发生的可能性。对于可能发生大型崩塌的地段,即便是修筑坚固的抗崩明硐,也难抵抗强大崩塌体的破坏力,此时线路应设法绕避。一般可绕到河对岸或内移到山里以隧道通过,且必须进行技术经济比较,以选择较为经济合理的方案。
公路沿线小规模崩塌十分发育,且崩塌后的边坡仍多残留有风化松动的岩石,故刷方对于天山公路沿线崩塌灾害来说是一种十分重要的防治措施,同时也需要将其与其他防治措施结合使用以取得更好的防治效果。
2)遮挡工程。常采用的遮挡建筑物是明洞,按结构形式的不同,可分为拱形明洞和棚洞两类。对于坡体高陡、破坏形式主要为崩落掉块的崩塌段,可采用明洞进行防护。(www.xing528.com)
3)防护工程。防护工程是一种主动的崩塌灾害防治措施,概括来说可分为两类:①设计时要考虑防护工程承受土压力的挡墙等支挡构筑物;②原则上不考虑土压力只是保护坡面作用的防护工程。防护工程主要包括护墙、挡墙、植被防护工程、护面墙、喷浆和喷混凝土护坡、锚杆加固等。
4)排水工程。为了防止地表水向边坡内汇集,必须在坡肩上设置排水沟。排水沟的形式应结合工程区降雨强度等,依照有关规范设计。排除地下水可使坡体的含水量及其中的孔隙水压力降低。当地下水量很大,其分布位置已查明时,用导洞排水是最有效的;地下水分布不清时,则可做水平钻孔插入管子排水。将这些由导洞或泄水孔流出的水用吊沟排除边坡以外。因为这种工程费用大,只是在大的斜坡上预测有可能发生大规模的崩塌时才用。在一般边坡中为了集排地下水,多采用排水盲沟。排水工程多作为一种辅助措施与其他防治工程结合使用。
5)SNS柔性防护系统。SNS柔性防护系统分为主动防护系统和被动防护系统。SNS防护系统的主要特征是其具有良好的柔性,允许整个系统有一定的变形和位移。SNS主动防护系统主要由防腐蚀钢丝绳网、加密型镀锌高强防腐铁丝格栅网、锚杆等组成;SNS被动防护系统主要由钢柱基础、钢柱、菱形钢绳网、减压环、铁丝格栅网等组成。当边坡不是很高,坡面起伏不平且有大量孤石危岩,破坏形式主要为岩体风化剥落时,可以考虑采用SNS柔性防护,它往往也和锚杆、挡墙等防护工程结合使用。
(2)滑坡的防治措施。滑坡的防治措施主要有治水工程、抗滑挡墙、抗滑桩、预应力锚固等。
1)治水工程。
a处理地表水。滑坡范围以外的地表水以拦截和引开为原则,滑坡体以内的地表水,以防渗、汇集引导排出为原则。多数情况下,在滑坡周围布置环形截水沟,不使水流入滑坡体内;在滑坡体内布置各种排水沟,将泉水和坡面上的水尽快排出滑坡体以外,不过滑坡体内的排水沟易被滑动所错断,因此,在这些部位可采用涂塑土工编织布连接排水沟。
b处理地下水。地下水是诱发滑坡的主要因素,排出滑坡区的地下水,是治理滑坡的一种有效措施,地下排水的工程措施主要有截水盲沟、支撑盲沟盲洞、边坡渗沟、竖直钻孔、水平钻孔等。当滑坡体外丰富的地下水供给滑坡而引起活动时,可采用截水盲沟;支撑盲沟一般深度为几米到十几米,必须做到滑动面以下,可起支撑滑坡体和疏干滑坡体内地下水的作用,它往往是处理地下水比较丰富的滑坡所采用的主要工程措施之一;边坡渗沟的作用是排除滑坡前缘土体中的水和疏干边坡,因此,它的深度和宽度仅为1.5~2.0m;滑动面以下有固定排水层时,可采用竖直钻孔将滑体内的地下水引入排水层中排除;水平钻孔的使用条件和盲洞一样,有取代盲洞的趋势,一般呈扇形布置在滑坡中、后部,仰角5°~10°,孔径60~100mm,孔深30~50m,孔底间距视滑体的渗透系数而定,一般为5~10m。研究区内滑坡均受到水的影响,治水工程是一项十分重要的工程措施,要与其他防治工程配合使用。
2)抗滑挡墙。抗滑挡墙是目前滑坡防治工程中使用最广泛的一种抗滑建筑物,它靠自身的重量所产生的抗滑力,支撑滑坡的剩余下滑力。按照建筑材料和结构形式的不同,可分为抗滑片石垛、抗滑片石笼、浆砌块石抗滑挡墙、混凝土或钢筋混凝土抗滑挡墙、空心抗滑挡墙和沉井式抗滑挡墙、预应力锚索抗滑挡墙等。抗滑挡墙的设置位置一般位于滑坡的前缘;滑坡中、下部有稳定的岩土锁口者,设置于锁口处;如滑坡为多级滑动,当总推力太大,在坡脚一级支挡圬工量太大时,可分级支挡。
3)抗滑桩。抗滑桩是穿过滑体深入滑床以下稳定部分,固定滑体的一种桩体,多根抗滑桩组成的桩群,共同支撑滑体的下滑力,阻止其滑动,同抗滑挡墙相比,抗滑桩的抗滑能力大,施工较复杂,但效果显著。抗滑桩按材料可分为木桩、钢桩、混凝土桩及钢筋混凝土桩;按施工方法可分为锤入桩、钻孔桩和挖孔桩。抗滑桩结构形式取决于滑坡规模、滑体厚度、滑坡体推力、设桩位置和施工条件水平。一般情况下,可采用排式单桩、桩拱墙,若滑坡推力大,可采用椅式桩墙,对于特大型滑坡,可采用抗滑钢架桩。为了解决桩的悬臂段过长,改善桩的受力和工作状态,可采用锚拉桩。
4)预应力锚固。预应力锚固是以适当的方法把预应力钢筋或钢缆固定在滑移面以下的基岩内,与设在地表的承压板连接给予张拉力,将滑动体锚固成三明治状夹层结构。它对滑移面埋深浅的岩质滑坡效果好,也可用于强风化岩质陡边坡加固喷锚护壁。按锚固所用的钢材可分为预应力锚杆锚固和预应力锚索锚固。
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