西藏高海拔季节性冻融区路堑边坡病害及防治措施论文_张龙,王继茂,杜晓宇

中交路桥北方工程有限公司 北京市 100024

摘要:西藏地区有着高海拔、季节性冻融等特殊的地理和气候环境,使得部分深挖路基边坡出现各种病害,为工程实施和道路保畅造成不利影响,本文依托增期至日多公路改建工程项目对出现的病害进行分析并提出防治措施,为相似地区的施工提供借鉴。

关键词:季节性冻融 路堑边坡 滑塌 排水 支挡工程

1.工程概述

1.1工程简介

西藏自治区增期至日多公路改建工程B1标段位于西藏自治区山南地区桑日县增期乡至日多乡,平均海拔4650m,最大海拔4700m,项目主要在山南地区X302县道的基础上实施改建。改建公路等级为三级,起讫桩号K77+000~K99+000,路线全长 21.883404Km,路基宽度 7.5 米,设计速度30 km/h。

1.2自然地理及气候条件

标段所在地区四季不分明,最热月(七月)均温 14℃,最冷月(一月)均温-2℃;平均冻土深度 20 厘米,最大深度 40 厘米。雨季集中在每年5月至8月,雨量集中且较大,持续时间长,并且伴有极端天气,例如暴雨、冰雹等。

1.3地质条件

标段内有:山间冲击平原、狭窄河谷、山间谷地及山前倾斜平原、高中山地貌、山间盆地池沼及山间盆地冰蚀地貌。主要存在不良地质类型有:滑坡、危石崩塌、泥石流、涎流冰等危害,

1.4路基边坡设计概况

标段内路堑边坡形式设计一般形式为:1m碎落台+ 1:0.5边坡+1:0.75边坡+1:1边坡,路基位于高原草甸区,部分路段位于高原湿地地段,高原草甸厚度在30cm~100cm之间。高原草甸区内含水量较高,从地势高处向低处渗流,在路基开挖口出渗出,导致路基边坡处于湿润甚至饱水等现象。同时在经历季节性冻融的特殊环境下使得路基边坡软弱,不能承受自重而发生垮塌,本标段设计的路堑边坡病害有:涎流冰、滑坡、崩塌等。

2.路堑边坡病害类型

2.1涎溜冰

本标段的涎流冰路段发生在海拔4400以上的路段,表现形式为路基边坡上为高原草甸区,区域内含水量较大且常年有渗水现象,在冬季表现为路基边坡渗流结冰,积满水沟形成冰坡,严重时冰坡漫流到路面上形成冰坡,严重影响行车安全。冬末春初时涎流冰融化,经历过冻融后边坡土质松软,不能承载边坡重量而垮塌。引起涎流冰的内在因素为边坡上的表水及地下泉水,在涎溜冰路段

施工过程中地表水可以通过截排水沟得到控制,右图为涎流冰路段。

2.2山间盆地池沼及山间盆地冰蚀路段

高原河谷路段下为冲洪积碎屑、卵、砾石基层,厚度在5~15m,开挖后边坡结构松散,粘结力小,稳定性较差,施工开挖后对边坡产生的扰动较大,此外在高原河谷湿地内含水量丰富,开挖完成后表面为卵石夹泥,在坡面渗水及降水的影响下,表面泥土及细颗粒状材料被冲刷后,裸露出卵石,同时在高原强照射的情况下水分迅速散失,导致边坡出现崩塌碎落的现象,对施工期间及后期营运期间的安全构成较大的危害,而在低等级公路上往往边坡防护设计不足,在公路成型后边坡出现病害,为公路养护增加了困难。

2.3高原深V型河谷边坡上路段

标段内多段路基位于深V型河谷两侧坡面上,地貌受构造控制明显,谷坡陡峻,沟谷深切,设计为半填半挖或全断面开挖,路基开挖完成后上边坡经常性出现整体滑塌,滑塌的边坡为高原草甸区覆盖的草甸及以下一定深度的泥石。边坡滑塌的主要原因有:1)路基开挖完成后上边坡的草甸区无支撑,产生下滑力;2)破坏高原草甸区表面的植被,截断内部水流,水流形成滑动面,高原草甸区边坡滑塌

为滑坡形成创造条件。该种类型滑坡受到降雨影响大,对开挖较深的路基段落影响大,开挖较少的路基影响较小,每次滑坡规模大小不一,滑坡严重时漫流到公路范围内,严重影响公路的通行。

3.路堑边坡病害处置措施

3.1涎流冰路段

涎流冰段路基设计应该以防为主,防治结合,路线能够尽量设计在干燥的阳坡面上,并且尽量以路堤或浅路堑通过。而在治理方面,涎流冰路段的处置措施一般以合理处理水作为其防治的关键。涎流冰路段应按照要求在渗水侧设置盲沟降低地下水位,且使得渗水不漫流到路基或路面顶面,盲沟的深度应位于冻深范围之下,或者不能位于冻深范围之下时应在其迎水面侧设置保温材料,确保地下水流渗入到盲沟中排出,同时在盲沟的出口也应设置必要的保温材料以避免出口结冰堵塞盲沟排水,盲沟的设置按照一般要求进行设置。此外在涎流冰路段侧设置宽大的聚冰坑是十分必要的,聚冰坑是在冰冻期聚集渗流水的结冰,冰冻期渗流水不断结冰-漫流-结冰…的循环模式,同时在此过程中受到气候、渗流水量和冰冻期长短的影响,最终聚冰坑中的冰坡面达到一个最大高度而不在增加,因此合理确定聚冰坑的大小、深度会保证涎流冰不至于影响到路基顶面(路面顶面)且满足经济性要求。

3.2山间盆地池沼及山间盆地冰蚀路段

高原河谷湿地漫流路有富水、边坡堆积物松散、受季节性气候影响大等特点,在设计选线中应尽量避免横穿湿地,穿越湿地时对高原草甸破坏严重并且路基容易产生各种病害,不得已穿越高原河谷湿地漫流区域时应做好以下防治措施:1)做好湿地上游的截排水措施,将主要的水流改渠至路基范围外;2)放缓边坡,增加边坡的自稳定性,减少边坡上的松散土石的下滑力;3)加大碎落台的宽度,为崩塌提供缓冲的平台;4)必要的路段边坡可以设置土钉墙,使用锚杆+柔性网稳定边坡及坡面,土钉墙对于强风化岩质、松散堆积物等但不存在滑坡的边坡有较好的稳定性,同时配合柔性网防护可以有利的防止松散边坡上产生的崩塌,保证施工和形成的安全。

3.3高原深V型河谷边坡上路段路基边坡病害防治措施

该区域的路基边坡受到季节性气候影响较大,主要是季节性冻融及雨季大规模的降雨影响,常常导致路基边坡局部或者大面的整体滑塌,该类边坡防治措施在设计阶段时应尽量减少对边坡的开挖,保证边坡的自稳定性,同时适当增大边坡碎落台,为小规模的滑坡提供一定的缓冲平台;在坡面较陡的路段不得已存在半填半挖或者全断面开挖段落时,应设置挡墙、石笼防护为主,石笼防护处置边坡滑塌

石笼防护作为处理泥石流、滑坡的措施有着简单实用的特点,同时石笼防护有着自重大、施工方便、排水顺畅减小被动压力等优点,路基防护施工应在路基开挖完成后及时进行,避免受到雨季及冻融影响而造成边坡出现滑塌而影响施工进度和增加工程造价。

四、总结

西藏高海拔地区路堑边坡有着不同于其他地区的特点,季节性冻融、高山草甸区等的存在也让工程变得更加复杂多变,本项目在施工该区域的路基中碰到了较多相关的问题,也相应的提出了解决办法,在施工过程中可以从上述几种路段边坡的的类型提出治理的方向,而针对实际具体的情况也应“对症下药”,但在施工过程中应本着路基边坡防护与路基施工同步的原则进行,不至于在施工期间出现不必要的边坡垮塌等病害,为施工增加成本并影响施工进度。

参考文献

[1]《公路路基施工技术规范》[JTG F10-2006];

[2]《公路路线设计规范》[JTG D20-2006];

[3]《工程地质勘察报告》[施工设计图纸];

作者简介

杜晓宇 男 1991年6月学士助理工程师

论文作者:张龙,王继茂,杜晓宇

论文发表刊物:《基层建设》2017年2期

论文发表时间:2017/4/17

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西藏高海拔季节性冻融区路堑边坡病害及防治措施论文_张龙,王继茂,杜晓宇
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