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西南、西北地区土木工程地质:崩塌成果,规模庞大

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:我国西南、西北地区铁路两侧的崩塌以数百万立方米为最常见。规模极大的崩塌可称为山崩,而仅个别巨石崩落称坠石。一般烈度在7度以上的地震都会诱发大量的崩塌。特别是大雨、暴雨和长时间的连续降雨,使地表水渗入坡体,软化岩、土体及其中结构面,产生孔隙水压力等,从而诱发崩塌。对有可能发生大、中型崩塌的地段,有条件绕避时,宜优先采用绕避方案。在崩塌地区上方修截水沟,以阻止水流流入裂隙。

西南、西北地区土木工程地质:崩塌成果,规模庞大

(一)概述

陡峻或极陡山坡上,某些大块或巨块岩块,突然地崩落或滑落,顺山坡猛烈地翻滚跳跃,岩块相互撞击破碎,最后堆积于坡脚,这一过程称为崩塌。堆积于坡脚的物质为崩塌堆积物。崩塌的发生是突然地,但是不平衡因素却是长期积累的。崩塌的规模往往很大,有时成千上万方石块崩落而下。崩塌堆积以大块岩石为主,直径大于0.5m者往往达50%~70%以上。我国西南、西北地区铁路两侧的崩塌以数百万立方米为最常见。规模极大的崩塌可称为山崩,而仅个别巨石崩落称坠石。

崩塌会使建筑物,有时甚至使整个居民点遭到破坏,使公路和铁路被掩埋。由崩塌带来的损失,不单是建筑物毁坏的直接损失,并且常因此而使交通中断,给运输带来重大损失。我国兴建天兰铁路时,为了防止崩塌掩埋铁路耗费大量工程量。崩塌有时还会使河流堵塞形成堰塞湖;这样就会使上游建筑物及农田淹没,在宽河谷中,由于崩塌使河流改道及改变河流性质,而造成急湍地段。

(二)崩塌发育条件和发育因素

崩塌虽发生比较突然,但有一定的形成条件和发展过程。崩塌形成的基本条件,归纳起来,主要的有以下几个方面。

1.地形条件

斜坡高、陡是形成崩塌的必要条件。调查表明,规模较大的崩塌,一般多产生在高度大于30m,坡度大于45°(大多数介于55°~75°之间)的陡峻斜坡上。斜坡外形对崩塌的形成也有一定的影响。一般在上缓下陡的凸坡和凹凸不平的陡坡上易于发生崩塌。

2.岩性条件

岩土是产生崩塌的物质条件。一般而言,各类岩、土都可以形成崩塌,但不同类型所形成崩塌的规模大小不同。通常岩性坚硬的各类岩浆岩变质岩及沉积岩类的碳酸盐岩、石英砂岩、砂砾岩等形成规模较大的崩塌,在软硬互层的悬崖上,如图7-1所示,因差异风化硬质岩层常形成突出的悬崖,软质岩层易风化形成凹崖坡,使其上部硬质岩失去支撑而引起较大的崩塌。

3.地质构造

图7-1 软硬相间岩层

各种构造面,如裂隙面、岩层面、断层面、柔软夹层等对坡体的切割、分离,为崩塌的形成提供脱离母体(山体)的边界条件。当其柔软结构面倾向于临空面且倾角较大时,易发生崩塌。或者坡面上两组呈楔形相交的结构面,当其组合交线倾向临空面时,也会发生崩塌。

地形条件、岩性条件、地质构造三个条件,又统称地质条件。它是形成崩塌的基本条件。

4.诱发崩塌的外界因素

(1)地震。地震时由于地壳强烈震动,边坡岩体使各种结构面的强度降低;同时,因为水平地震力作用,边坡岩体的稳定性会大大降低,导致崩塌、落石的发生。一般烈度在7度以上的地震都会诱发大量的崩塌。

(2)融雪、降雨。特别是大雨、暴雨和长时间的连续降雨,使地表水渗入坡体,软化岩、土体及其中结构面,产生孔隙水压力等,从而诱发崩塌。

(3)地表水的冲刷、浸泡。河流等地表水不断地冲刷坡脚或浸泡坡脚,削减坡体支撑或软化岩、土,降低坡体强度,也能诱发崩塌。

(4)地下水。边坡和山坡中的地下水往往可直接从大气降水补给,使其流量大大增加。充满裂隙中的水及其流动,对潜在崩塌体产生静水压力;产生向上的浮托力;岩体和充填物由于水的浸泡,抗剪强度大大降低;充满裂隙的水使不稳定和稳定岩体之间的侧向摩擦力减小。

(5)风化作用。强烈的物理风化作用如剥离、冰胀、植物根压等都能促使斜坡上岩体发生崩塌。

(6)人为因素的影响。边坡设计过高过陡,不适宜采用大爆破,施工程序不当等导致崩塌发生。

(三)崩塌的防止(www.xing528.com)

1.勘测调查要点

要有效地防止崩塌,必须首先进行详细的调查研究,掌握崩塌形成的基本条件及其影响因素,根据不同的具体情况,采取相应的措施。调查崩塌时,应注意以下几个方面。

(1)查明斜坡的地形条件,如斜坡的高度、坡度、外形等。

(2)查明斜坡的岩性和构造特征。如岩石的类型、风化破碎程度,主要构造面的产状以及裂隙充填胶结情况。

(3)查明地面水和地下水对斜坡稳定性的影响以及当地的地震烈度等。

2.防治原则

由于崩塌发生的突然而猛烈,治理比较困难而且复杂,特别是大型崩塌,所以一般多采用以防为主的原则。

(1)在选线时,应注意根据斜坡的具体条件,认真分析崩塌的可能性及其规模。对有可能发生大、中型崩塌的地段,有条件绕避时,宜优先采用绕避方案。若绕避有困难时,可调整路线位置,离开崩塌影响范围一定距离,尽量减少防治工程,或考虑其他方案(如隧道、明洞等)确保行车安全。对可能发生小型崩塌或落石地段,应视地形条件进行经济比较,确定绕避还是设置防护工程通过。如拟通过,路线应尽量争取设在崩塌停积区范围之外。如有困难,也应使路线离坡脚有适当距离,以便设置防护工程。

(2)在设计和施工中,避免使用不合理的高陡边坡,避免大挖大切,维持山体的平衡。在岩体松散或构造破碎地段,不宜使用大爆破施工,以免由于工程技术上的错误而引起崩塌。

3.防治措施

(1)爆破或打楔。将陡崖削缓,并清除易坠的岩石。

(2)埋塞裂隙或向裂隙内灌浆,有时为使单独岩坡稳定,可采用铁链锁或铁夹,以提高有崩塌危险岩石的稳定性。

(3)调整地表水流。在崩塌地区上方修截水沟,以阻止水流流入裂隙。

(4)为了防止风化,将山坡和斜坡铺砌覆盖起来,如图7-2所示。

(5)修明峒或御棚,如图7-3所示。

图7-2 用砌石护面防止易风化岩层风化

图7-3 明洞和御坍棚

(a)明洞;(b)御坍棚

(6)筑护墙及围护棚(木的、石的、铁丝网)以阻挡坠落石块,并及时清除围护建筑物中的堆积物。

(7)在软弱岩石出露处修筑挡土墙,以支持上部岩石的质量。

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