高速公路滑坡治理研究--岩土（土木）工程毕业论文.doc

高速公路滑坡治理研究（延西）高速公路滑坡治理研究作者姓名： 舒愈航专业名称： 岩土（土木）工程指导教师： 龙小华 讲师成都理工大学工程技术学院学位论文诚信承诺书本人慎重承诺和声明：1.本人已认真学习学位论文作假行为处理办法（中华人民共和国教育部第34号令）、成都理工大学工程技术学院学位论文作假行为处理实施细则（试行）（成理工教发201330号）文件并已知晓教育部、学院对论文作假行为处理的有关规定，知晓论文作假可能导致作假者被取消学位申请资格、注销学位证书、开除学籍甚至被追究法律责任等后果。2.本人已认真学习成都理工大学工程技术学院毕业设计指导手册，已知晓学院对论文撰写的内容和格式要求。3.本人所提交的学位论文（题目： 高速公路滑坡治理研究），是在指导教师指导下独立完成，本人对该论文的真实性、原创性负责。若论文按有关程序调查后被认定存在作假行为，本人自行承担相应的后果。承诺人（学生签名）：舒愈航 2016 年 4 月 8 日 22摘 要滑坡是一种全球性的地质灾害，世界上许多国家均遭受的危害。我国幅员辽阔，大约有70%的国土为山区且地形地质复杂，滑坡灾害比较频发近年来随着国内现代化进程的不断加快，工程建设中遇到的滑坡灾害越来越多，它中断交通、摧毁厂矿、阻塞河道、掩埋村镇，造成人员伤亡和巨大的经济损失。因此进行滑坡的稳定性分析以及结合实际地质情况采取适当的治理措施显得尤为重要。而抗滑桩由于其布置灵活、施工方便、土方量小、工期短等优点，使其作为一种重要的滑坡防止措施被广泛采用。延西高速公路处于陕西黄土高原，该地区绝大部分是厚层黄土覆盖、千沟万壑，地形地貌尤为复杂，地表植被稀少、地表植被遭到破坏经流水长期强烈侵蚀及恶劣的自然环境水土流失相当严重，给公路边坡产生崩塌、滑坡、泥石流等病害创造了有利条件。而合理完善的边坡防护措施可以降低公路边坡发生病害的机率，所以做好公路路堑边坡防护治理措施研究可以使在建工程边坡的养护管理成本降低、施工安全、生态环境等重大意义。在结合国际国内边坡防护措施先进技术的基础上，总结分析延西高速公路沿线自然环境特点及工程地质特征。并且依托延西高速公路建设项目，总结路堑边坡施工常见安全隐患;实地调查延西高速边坡灾害发生的情况，对其进行总结分类并结合工程实例进行研究。针对降雨、地下水对边坡的软化、潜蚀作用进行详细研究，并结合延西高速公路的工程实例分析它们对边坡稳定性的影响及作用;结合工程实例详细介绍工程开挖对边坡灾害的诱发原因及治理的措施。关键词：公路 滑坡灾害 防护 措施AbstractLandslide is a kind of global geological disasters, many countries in the world have suffered harm. Chinas vast, about 70% of the territory and complex topography and geology in the mountain areas, landslide disaster is frequent in recent years, as domestic accelerating modernization process, encountered in the construction of landslide disaster is becoming more and more it interrupted traffic, destroy mines, blocking waterways, buried villages, causing casualties and huge economic losses. So to analyze the stability of the landslide, and combining with the actual geological conditions to take appropriate control measures is particularly important. And anti-slide pile because of its flexible layout, convenient construction, earthwork quantity is small, the advantages of short time limit, make it as an important landslide prevention measures are widely used.West highway in shaanxi loess plateau, the vast majority of the region is a thick layer of loess cover, thousands of mountains and valleys, topography is complex, the earths surface and sparse vegetation, the vegetation destroyed by the strong long-term water erosion and bad natural environment serious soil and water loss, to highway slope collapse, landslide, debris flow and other diseases have created favorable conditions. And reasonable slope protection measures of perfecting can to reduce the risk of highway slope occurred diseases, so be highway cut slope protection measures can reduce slope maintenance management of projects under construction costs, such as construction safety, ecological significance.In combination with the international and domestic slope protection measures, on the basis of advanced technology, extending west summary analysis characteristics and engineering geological characteristics of the natural environment along the highway. And relying on the western highway construction projects, summarizes common cutting slope construction safety hidden trouble; Field survey west highway slope disaster situation, to summarize its classification study and combined with engineering example.On rainfall, groundwater effect on creep slope of softening, a detailed study, combined with the delay of west highway engineering examples, analyses their influence on slope stability and function; Combined with engineering example in detail engineering excavation of slope disaster causes and control measures.Keywords: highway, slope, disasters, protective measures目录格式不对目录1绪论11.1研究背景与意义11.2.研究内容12高速公路工程地质概况22.1工程概况22.2气象水文特征22.2.1水文特征22.2.2气象特征32.3地形地貌32.4延西高速边坡滑坡基本地质条件33边坡滑坡失稳的诱发因素分析33.1降雨及地下水对边坡滑坡的影响43.1.1降雨对边坡滑坡稳定性的作用和影响43.1.2降雨对延西高速公路边坡稳定性的影响实例43.1.3地下水对边坡滑坡的作用和影响63.1.4地下水对延西高速公路边坡稳定性的影响实例63.2工程开挖对滑坡的影响73.2.1工程开挖对边坡滑坡失稳的诱发作用73.2.2工程开挖对延西高速公路边坡失稳的影响实例84边坡滑坡工程加固与防护104.1边坡滑坡加固措施及应用104.1.1边坡滑坡防护加固技术研究104.1.2边坡滑坡防护加固工程分类104.2边坡滑坡防护措施124.2.1边坡滑坡生物防护134.2.2边坡滑坡工程防护164.3边坡滑坡的综合处置194.3.1边坡滑坡的综合处置19总结21参考文献22致谢22第1章前还有前言1绪论1.1研究背景与意义自二十世纪80年代末，我国加大了对基础设施项目的建设，公路建设项目逐年增多;在陕西黄土高原的公路建设中，路线多穿过于山川河谷，所以需要进行大量的边坡开挖;由于边坡的大量开挖从而使原有地表植被遭到破坏，再加上黄土高原恶劣的自然环境从而给边坡产生崩塌、滑坡、泥石流等创造了有利条件。因此合理的边坡滑坡防护治理措施不但能够减少经济和人员的损失，还能改善己遭到破坏的生态环境。本文调研的项目是延西高速公路铜川至黄陵段，位于陕西省铜川市及延安市境内属黄土高原区域;线路所跨越的地貌单元为低山区、黄土梁沟壑区，生态环境相对恶劣;随着延西高速公路建设，进一步恶化了当地的生态环境。若不及时有效的进行边坡滑坡防护治理，工程施工中出现边坡崩塌、边坡滑坡等边坡破坏形式，不但会影响延西高速的工程进度并对以后延西高速的运营安全埋下隐患，同时也会破坏当地的生态环境。所以做好公路边坡滑坡防护治理措施研究可以使在建工程边坡全面、合理的选择边坡滑坡防护类型，并能在保证质量的情况不影响工程进度;还能使其他工程的边坡滑坡防护时得到很好的借鉴;而且会把边坡病害发生降低到最小程度，做到以后边坡的养护管理成本降低、施工安全等重大意义。因此，为了使边坡滑坡安全稳定、改善生态环境及景观效果，应结合当地边坡实际情况对边坡滑坡防护措施进行合理的设计、有效的优化，使边坡得到有效的治理。本文结合延西高速铜川至黄陵段工程特色以及该地区黄土高原的地形地貌，对该段边坡滑坡防护治理措施展开了研究，强调公路边坡滑坡防护应多种防护型式相结合、工程防护与生物防护相结合、与山地自然林相结合，使边坡滑坡与大自然融为一体，体现了修建生态、人文、景观、环保路的理念。1.2.研究内容边坡滑坡防护治理措施及方法一般是对具体的边坡进行具体的研究，得出的研究成果能够对于其他类似的边坡施工起到一些指导作用。因为边坡失稳的因素复杂多样，所有采用的边坡滑坡防护治理措施也应根据边坡的实际情况有所不同。在国内外边坡研究状况总结分析基础上，本文结合黄土高原的水文地质、地形地貌等情况及延西高速公路铜川至黄陵段工程的特点，对延西高速公路边坡滑坡病害分类及其特征、边坡滑坡失稳的诱发因素分析及边坡滑坡工程加固与防护技术措施展开研究。(1)详细描述了黄土高原的自然环境及工程地质特征，对延西高速公路铜川至黄陵段边坡灾害进行了调查，在此基础上对公路边坡滑坡病害分类及其特征进行描述，并对公路边坡滑坡施工常见的安全隐患进行了总结;(2)从降雨及地下水对公路边坡滑坡的影响，及工程开挖对公路边坡滑坡的诱发作用两个方面，对边坡滑坡失稳灾害进行全面分析;(3)介绍了边坡加固措施及应用，对边坡滑坡防护的工程防护和生物防护，及工程防护和生物防护相结合的情况进行了分析;(4)结合依托工程延西高速的工程条件、边坡滑坡的边坡稳定性及防护技术，阐述了该段边坡滑坡防护综合治理措施的方法;这些研究将能指导延西高速边坡施工，并对该地区类似工程有指导意义。2高速公路工程地质概况2.1工程概况高速公路铜川至黄陵段路线总体近南北走向。起点位于铜川市金锁关镇何家坊村(K108+900)，向北经烈桥村、车丰村，然后以隧道形式通过寺坪村，沿石板沟向北继续延伸，从太安镇的南侧通过到达马场川河，沿河谷中间依次通过马场、马坊、焦寨等;于花石崖附近以隧道穿越山岭，然后沿葛沟向东北方向经高村、三岔、常喜安、崔兴庄村等到达终点宣君县彭镇涯头庄村(K156+000)，设计路线全长约47.1公里。黄陵联络线起点约位于主线里程K154+300处，全长约4.77Km:通过花石崖互通式立交，设立了花石崖接线，直接连接宜君彭村工业园区，起点约位于主线里程K135+400处，全长约11.09km。主线共计桥梁全长(折合全长)(含立交主线桥)11898.725米/41座。其中特大桥4106.55米/3座，大桥6904.175米/127座，中桥888米/11座，小桥39米/3座，共计有隧道四座(单洞)15815m，均为特长隧道。主线路基工程段落占全线总长的54.4%,花石崖接线全线均为路基工程，黄陵联络线有30%的新建路基工程。2.2气象水文特征2.2.1水文特征延西高速公路铜川至黄陵段属黄河流域，以太安镇和焦坪街之间的分水岭为界，以北为黄河一级支流洛河水系，以南为黄河一级支流渭河支流之石川河水系。路线经过的主要河流有漆水河、马场川河、葛沟、清水河。由于受天气气候的影响，几条主要河流有着暴跌与暴涨的特点，一年四季夏季与秋季降雨比较集中。漆水河:位于铜川市印台区。属于漆水河上游段，工程区内径流长度11 km，流域面积51km2，属于常年性河流。两侧谷坡较陡，大部分地段坡度在400以上，谷坡底部基岩连续出露，顶部发育离石组和马兰组黄土。马场川河:源于玉华山，流经太安镇、林家湾、太安村等，在彭镇镇附近汇入青水河，为青水河的一级支流，主流长3.5 km，流域面积15.0km2，位于宜君县境内，属于常年性河流。两侧谷坡较陡，坡度在300以上，谷坡底部基岩连续出露，项部发育离石组和马兰组黄土。2.2.2气象特征延西高速公路铜川至黄陵段工程区降雨量总体是中部相对较大，南北两侧相对较小，这主要与中部宜君县海拔较高和植被覆盖良好有关系。全年有80%左右的降水量集中在5至10月份，全年40%以上降水量集中在7, 8两个月，6至9月份经常暴雨出现，全年90%的暴雨出现在7, 8两个月，9月下旬到10月上旬经常出现连阴雨，5到8月份经常出现冰雹等天气;年平均风速3米/秒，当地比较盛行风向为东南和西北风。气象灾害主要体现在干旱，冰雹，暴雨，霜冻，大风等。2.3地形地貌延西高速公路铜川至黄陵段线路所跨越的地貌单元为低山区、黄土梁沟壑区。根据山地标高、相对高差、山体形态、侵蚀特征等可以进一步划分次级地貌单元，低山区可分为低山山地区、低山河谷区;葛沟河谷区与黄土梁区组成了研究区的黄土梁沟壑区。2.4延西高速边坡滑坡基本地质条件延西高速公路边坡分为岩质边坡、土一岩质二元结构边坡、土质边坡;其粉质粘土、红粘土、黄土等抗冲刷能力弱;强风化砾岩、中风化砾岩等易产生崩塌，对边坡稳定不利。下面列举几个边坡具体基本地质条件:你这举例也只举例一个啊，还加一些。1) K122+800-K122+970高边坡基本地质条件高边坡起至桩号K 122+800-K 122+970，设计开挖长度170m，中心桩号最大挖方高度约12.5m，为右侧挖方。该段高边坡区地貌单元属低山地工程地质区，为岩质高边坡，地形中总体呈南高北低的态势，地形起伏较大。本区基岩产状约2505-10，节理裂隙较为发育，其中主要有两组垂直节理:16082，线密度约5条/米;22584，线密度约3-4条/米。开挖的高边坡处于低山山地工程地质区，地形较陡，地表植被发育，为砾岩岩质高边坡，坡体未见裂缝、滑坡等不稳定迹象，该边坡基本趋于稳定。根据调查和勘察资料分析:边坡周边地下水不发育。3边坡滑坡失稳的诱发因素分析边坡滑坡要发生变形破坏，必须在坡体内要有具备发生变形破坏的条件，即形成潜在的变形、滑动面(带)的条件。在这样的面(带)以上，岩土体才可能在重力或者其他因素作用下沿其发生滑动变形和破坏。具备这些内部条件仅是边坡发生变形破坏的必要条件，还必须具备外部条件，即诱发因素。边坡滑坡失稳的诱发因素主要为大气降雨与工程开挖等。大气降雨主要是增加了边坡坡体、坡面雨水入渗，使边坡岩体强度降低，加剧边坡体内各种动静水压作用;工程开挖致使边坡的外观被改变，坡体的力学平衡遭到破坏，结合其他外部条件的共同影响，将引发边坡失稳坡体变形和病害发生。因此，导致边坡失稳产生病害的诱发因素是自然诱发因素和人为诱发因素。自然诱发因素主要有:大气降雨、河流冲刷、水位升降、风化营力、地震等;人为诱发因素主要有:开挖卸荷、坡面堆载、地下采空、爆破振动、灌溉入渗和植被破坏等。3.1降雨及地下水对边坡滑坡的影响3.1.1降雨对边坡滑坡稳定性的作用和影响大气降雨作为坡体变形破坏的一种诱发因素，直接体现在降雨期间的地表径流，间接地体现就是当地表水入渗转化为地下水时，这种本为外部条件的因素转化为坡体变形破坏的内致滑因素。降雨入渗是一个复杂多变的过程，包括(坡顶、坡面、顺裂隙)入渗、裂隙向坡体渗流和重力条件下坡体内渗流等几种形式。坡面较松散坡体有裂缝时，降雨很容易渗入到坡体深处，降雨入渗后直接补充地下水，使得坡体表层饱和度达不到较高程度，边坡处于较稳定状态。边坡坡体的入渗率小于降雨率时，雨水对边坡产生了两个方面的危害:一是坡体表层迅速达到饱和，形成了对坡面进行冲刷的地表径流;二是雨水渗透到坡体内部，从而使坡体内部地下水产生变化而引起坡体强度降低及边坡坡体含水量增大共同作用降低了边坡的稳定性，导致边坡产生滑动病害。下面以陕西延西高速公路为例介绍下降雨对边坡的危害及处理方法。3.1.2降雨对延西高速公路边坡稳定性的影响实例K121+400一K121+500段路基右侧边坡位于陕西延西高速公路铜川至黄陵段何家坊4.2工程开挖对边坡滑坡失稳的诱发作用2013年7月连续降雨导致K121+600一K121+630段己经施工完成的边坡出现鼓胀滑塌，K121+470一K121+500右侧二级边坡坡面上覆层土体整体向左前方向滑移至路基范围。2013年9月将己发生滑塌部分清理后，按原设计图纸继续开挖路基并于2013年10月完成该段落路基挖方施工。图3. 1 K121+470-K121+500滑塌2014年4月连续降雨造成该段落边坡大面积滑塌;2014年5月降雨又造成边坡右侧山体岩层断裂，整体向路基左侧方向大面积倒塌。图3. 2 K121+600-K121+630滑塌从工程实例中不难看出降雨入渗对边坡的危害是巨大的，两个实例均是边坡开挖破坏了边坡原有稳定性又逢连续降雨加速破坏了边坡稳定性，导致出现滑坡病害。因此，我认为避免雨季施工、合理安排工期能有效的减少病害发生;病害发生后应及时进行防护，唯一的原则就是使滑坡体得到稳定，选择防护的方法多种多样。3.1.3地下水对边坡滑坡的作用和影响地下水也是边坡变形破坏和滑坡灾害的主要内在触发因素。它的作用和影响体现在软化或泥化岩土，驱动边坡由稳定向不稳定方向发展，协同其他各种不利因素，导致边坡产生失稳发生病害。地下水对滑动带岩土的软化作用，致使岩土整体强度降低并最终促成边坡变形破坏。坡体内的水一般是由降雨入渗这个过程转化为地下水，入渗的地下水充填于岩土孔隙和裂隙之间，增加滑体自重，孔隙水压力上扬，动静水压力作用加剧，这是地下水的一种作用方式。地下水另一作用是润滑带土体，更为确切的说是地下水和边坡岩土体间的一种复杂的相互作用-水-岩作用。地下水不仅是路堑边坡发生滑坡灾害的主要激发因素，而且在坡体变形破坏的孕育过程中也发挥着重要的作用。路堑边坡在一般情况下可被看成是一个地下水含水系统，各含水层之间可以发生广泛的水力联系，当黏土层厚度较大时，水力联系逐渐减弱。由岩体构成的含水系统较多的发育在既有褶皱又有断层的地质构造中，以及广为发育的节理裂隙之中，岩体中常常包含由泥质岩层构成的厚而稳定相对隔水层。在地下水的长期作用下，地质界面接触带、软弱夹层的岩土强度进一步弱化，随之发育为滑带。土质边坡的地下水常常以孔隙水方式赋存于沉积物颗粒构成的空隙之中。而岩质边坡，地下水常常以裂隙水方式赋存于各种成因的岩体裂隙中，如成岩过程中形成的成岩裂隙、经历构造变动形成的构造裂隙、风化作用形成的风化裂隙。因此，裂隙水按其介质成因可分为成岩裂隙水、风化裂隙水、构造裂隙水。由于其各自所赋存介质的不同，其空间分布、规模及渗流特性存在一定的差异，研究成岩裂隙水对坡体变形破坏的孕育贡献意义不大，对坡体变形破坏孕育较大的是风化裂隙水，因为风化裂隙一般是在构造裂隙与成岩裂隙的基础上进一步的发育而成，其特点是密集均匀、无明显方向性。水在裂隙中流通、长期浸泡裂隙面，发生水-岩作用，不断消减裂隙破碎带岩石介质材料的抗剪强度，是坡体孕育趋向变形破坏的界限。另外灌溉入渗也对路堑边坡的稳定性起到不良影响。农业灌溉用水、工业生产用水或人类生活用水等入渗坡体，将增加岩土体含水率，造成孔隙水压升高，岩土吸力减小，并软化与弱化滑带，降低滑带岩土抗剪强度，恶化坡体稳定。如遇坡体裂隙发育，还将产生集中入渗，加剧各种动静水压作用和影响。我国西北黄土高原因农业提水灌溉入渗而造成黄土高原边滑坡灾害问题非常严重。下面以陕西延西高速公路为例介绍地下水对边坡的软化、潜蚀作用。3.1.4地下水对延西高速公路边坡稳定性的影响实例陕西延西高速公路铜川至黄陵段K121+510- K121+560挖方段右侧为一级边坡，属于粉质粘土土质边坡，坡度1:1，原设计窗孔式护面墙。2013年5月14日下午出现边坡滑塌，坡顶外侧原地面出现裂缝，坡面整体向路基内滑塌，沿滑动面上部约1m厚范围内土层有水渗出，经后期连续观察，该段坡面仍在缓慢向下滑动。经现场勘察该段边坡地下水丰富，边坡开挖后地下水系遭到破坏从而造成边坡失稳下滑。图3.3 K121+510-K121+560滑塌3.2工程开挖对滑坡的影响3.2.1工程开挖对边坡滑坡失稳的诱发作用工程开挖改变坡体了原始地貌，使边坡发生了变形原有的稳定性遭到破坏，它所起的作用主要表现在开挖卸荷效应方面，在接近开挖面的坡体因为开挖应力卸荷而生成松弛区。产生节理裂隙的扩展和体变扩容，造成岩体力学性质的弱化，继而产生松弛区的变形破坏，这种破坏可以是局部的，也可以是整体的。当在建公路在不良地质体或老滑坡体施工时，边坡滑坡的开挖就消弱了支撑、破坏了原有的稳定性导致使原有病害体复活，而这种开挖就是在坡体己经孕育了变形破坏的条件时，在外不触发因素的作用下产生的变形破坏，进而边坡滑坡失稳产生病害。同时，施工开挖过程的影响也是边坡滑坡失稳的主要原素。施工开挖过程中对路堑边坡稳定性的影响主要表现为施工过程中经常出现土方及石方工程开挖过快，而边坡的防护加固工程严重滞后的情况，这种情况就能使边坡坡体从而产生变形和破坏虽然设计时强调采用逐级开挖逐级支护的施工工序，但实际施工时，超前开挖提前揭露顺倾向不利结构面引起边坡失稳，或开挖后坡面长期裸露而未进行有效加固而引起边坡整体失稳的现象。另外，由于坡面堆载、地下采空、植被破坏等原因促发边坡开挖施工的次生病害也是屡见不鲜的。1）坡面堆载在破体上部不适当的堆载，将增大下滑力，破坏坡体原始平衡条件，产生边坡变形和破坏，如路堤滑坡等。在地下水较为丰富的地区或古老滑坡等病害场区，不适当的坡面堆积还有可能改变地下水的运移路径，甚至阻塞其正常排水通道，造成地下水局部积聚，从而造成坡体不稳。2)地下采空地下采空塌陷将引起坡体应力调整与变化，因地下采空二造成地面沉陷有时还将有直接楔推坡体向临空变形的可能。因此，地下采空塌陷触发边坡滑塌病害经常发生。3)植被破坏边坡植被对边坡的作用主要有保护坡面免受冲刷和减少表水两个方面，并有预防风化剥落的功能。在山区道路工程建设中，大规模的土石方填挖工程将破坏其原有的生态环境，导致边坡植被遭遇大面积损毁和破坏，水土流失严重，风化作用加剧，表水入渗增加地下水的作用和影响，最终将导致坡体不稳定或触发边坡的变形和破坏。3.2.2工程开挖对延西高速公路边坡失稳的影响实例陕西延西高速公路铜川至黄陵段K121+565-K121+760段右侧原设计为两级边坡，每级边坡高度8m，一级边坡1: 0.75，二级边坡1: 1.0，平台宽度3m，一级边坡防护形式采用窗孔式护面墙防护，二级边坡采用拱型骨架防护。2014年4月，陕西延西高速公路铜川至黄陵段K121+565-K121+760段路基施工过程中，由于边坡开挖引发边坡溜滑、垮塌，滑塌范围较大，滑塌厚度约5-12m滑塌后缘裂缝较明显，裂开宽度2-3m。图3.4 K121+565-K121+760滑塌该段属低中山地貌单元，黄河流域，山高沟深。设计路线K121+565-K121+760段右侧坡面，边坡右侧有省道S305，交通较便利。边坡位于太安镇南约一公里，位于沟谷斜坡地貌，设计路线K121+565-K121+760段右侧，后缘为基岩山地。首先，从滑坡处的地形地貌看，滑坡位于线公路右侧斜坡地带，坡度相对较陡，加之公路路基施工开挖形成的边坡，使坡体前缘形成一定的临空高度，为滑坡的形成提供了相对有利的地形条件，是其产生滑动的直接原因。其次，从坡体堆积的物质看，其主要物质为碎石及全、强风化砂泥岩层，其风化程度差异较大，性质差异也较大，粘聚力较低，且岩石较破碎，结构较松散，加之节理、裂隙及层理发育，有利于雨水和地表水下渗至岩体，软化岩石，降低岩体强度。第三，勘查区滑坡体附近冲沟内局部有地下水渗出，说明坡体内有地下水水存在并比较富裕;岩体节理、裂隙比较发育，岩石结构较为破碎，有利于地下水流动排泄，软化岩石使岩体整体强度降低，并且对岩体起到了相应的润滑作用，增加坡体滑动可能性。第四，勘查区滑坡体植被发育较好，有利于地表水下渗坡体，下部中风化砂泥岩节理、裂隙发育较少，泥岩具有一定的隔水作用，有利于增加上部岩体含水量，降低其强度。第五，勘查区坡体倾向与坡体岩石层理倾向基本一致，为顺层坡向，为坡体产生滑动创造了有利条件。公路路基施工开挖坡体，改变坡体原始地貌，使坡体形成高差较大的陡坎或斜坡，为坡体变形滑动提供了很好的临空条件，在连续降雨或降暴雨时地表水的下渗，使岩体结构发生了破坏，坡体含水量增高、强度降低、岩体发生变形或形成软弱带，使岩体的抗滑力变弱，产生蠕动变形形成新的工程滑坡。 设计中H1滑塌选择III-III剖面为代表性断面，H2滑塌选择I-I剖面为代表性断面，计算参数选取见下表3-1:表3.1计算参数选取表滑塌编号计算剖面天然容重饱和容重天然抗剪强度饱和抗剪强度凝聚力内摩擦力凝聚力内摩擦力H1滑塌III-III剖面21.5022.0010.013.59.613.0H2滑塌I-I剖面8.012.07.811.6经计算，H1滑塌边坡清方卸载后，在饱和状态条件下，选当取安全系数Ks=1.25时，设桩位置剩余下滑力为946.2 KN/m。H2滑塌在饱和状态条件下当取安全系数Ks=1.25时，剩余下推力E为442.8KN/m。结合现场实际情况，通过对地勘资料的分析，K121+583-K121+675此段为岩石顺层滑塌，滑塌深度8-12 m，设计采用坡脚设置抗滑桩，稳固坡脚，边坡中部利用抗滑桩的支挡对坡体形成反压，同时防止坡顶顺层岩石滑塌，采用锚杆加固坡顶，具体治理措施如下:一级边坡坡率1: 0.75，一级边坡高度8m，采用窗孔式护面墙防护;一级边坡平台位置设置抗滑桩，桩长16 m，间距6m，桩径为2.4 mx1.8 m，桩间设置3m高的挡土板;坡体内设置仰斜式排水管，长度15 m，间距6m，梅花型布置。K121+675-K121+760，此段为浅层滑塌，滑塌厚度3-5 m，结合此段落大里程及小里程设桩情况，滑坡治理以防为主，防治结合的原则，拟采用2.0 mx1.5 m抗滑桩对边坡进行加固。具体治理措施如下:一级边坡坡率1: 0.75，一级边坡高度8m，采用窗孔式护面墙防护;一级边坡平台位置设置抗滑桩，桩长13.5 m，间距6m，桩径为2.0 mx 1.5m，桩间设置3m高的挡土板;坡体内设置仰斜式排水管，长度15 m，间距6m，梅花型布置。这段边坡施工开挖改变了坡体原始地貌，使边坡发生了变形原有的稳定性遭到破坏。它的一级边坡属强风化泥岩岩石破碎严重、裂隙发育、裂隙间渗水量较大，岩石倾角向路线左前方，泥岩与砂岩分界面易形成滑坡;二级边坡强风化泥岩岩石破碎严重，裂隙发育，裂隙间渗水量较大，易形成滑塌。因为开挖后未及时进行边坡滑坡防护，才造成了边坡滑坡病害。对待这种情况只有做到边开挖边防护才能有效的减少病害发生。4边坡滑坡工程加固与防护4.1边坡滑坡加固措施及应用4.1.1边坡滑坡防护加固技术研究边坡滑坡的防护加固工程技术是在边坡工程地质基础、开挖卸荷松弛区、变形破坏机理和潜在失稳模式等研究的基础上，结合其稳定性分析与评估结论，对特定边坡工程对象进行防护加固工程方案设计。一般包含防护加固工程设计原则和方法、防护加固工程对策模型以及主要防护加固工程技术等方面的研究与应用。加固措施方式的不一样，对边坡稳定的影响和作用也相应不同，但都是为了保证边坡的稳定与安全。近年来，随者我国对基础设施投资规模的不断加大，交通道路工程建设迅速发展，山区高速公路，国、省道干线公路，以及高速铁路等高等级道路对边坡工程的稳定与安全要求逐步提高，大家对边坡工程防护与加固技术口趋重视，在工程实践与理论研究等方面均有可喜的进步和发展。边坡的设计是根据边坡的稳定程度、主要稳定性影响因素以及可能产生的边坡工程病害类型和危害程度等，综合运用边坡的普通防护加固工程措施、支挡加固工程措施和防排水工程措施，进行全面系统、经济合理、工程可行、积极有效和安全可靠的防护加固工程设计。4.1.2边坡滑坡防护加固工程分类边坡滑坡防护加固工程措施根据其工程目的与设计要求可以分为三种主要类型:一是对于稳定或基本稳定的边坡工程，仅需对边坡浅表层或局部出现的可能变形破坏而采取的工程防护措施，称之为边坡普通防护工程;它一般采用砌石、喷浆、植草等封闭防护措施防止坡面岩土风化剥落、冲刷、掉块、落石以及水土流失等坡面病害，来维护边坡的坡面浅表层的安全与稳定。二是对于不稳定或稳定性较差的边坡工程，即边坡可能潜在失稳变形和破坏的边坡，需要采取有效的支挡或着加固工程措施进行处理，使整个边坡的坡体达到一种新的稳定平衡状态，确保边坡的安全和稳定，即是边坡的支挡加固工程措施;三就是对于设计边坡存在不稳定的因素情况下，主要是针对水对边坡稳定性的作用和影响，即减轻或消除不稳定因素，采用防排水等工程措施提高边坡的稳定性，即边坡的防排水工程措施。普通防护可分为砌石防护工程、喷锚防护工程和柔性防护工程。砌石防护工程包括浆砌片石护坡防护、浆砌片石护面墙防护、人字拱型或网格骨架植草防护等。支挡加固工程可分为支挡工程措施和锚固工程措施。主要支挡工程措施有路堑挡墙、半挡墙(或脚墙)、预加固桩、微型桩群等;边坡锚固工程有锚杆(索)框架、锚杆(索)地远、锚杆(索)墩垫(或十字面板类)，以及锚杆(索)桩墙等工程措施。防排水工程可以分为地表排水工程、地下排水工程和生态防护工程。边坡滑坡地表排水工程主要包括坡脚排水沟、平台排水沟、坡顶截水沟、坡面急流槽，及其个该段路基排水系统;边坡滑坡地下排水工程主要包括边坡渗沟、支撑盲沟、平式钻孔排水和泄水隧洞工程措施等。延西高速铜川至黄陵段公路边坡滑坡发生灾害后优化的加固措施见表4-1:表4-1延西高速铜川至黄陵段边坡加固措施段落原设计措施优化后措施ZK113+225-拱形骨架护坡原一级边坡高3米以上坡面分台阶进行清方卸载;坡脚增设C15片石混凝土上挡墙，高4.5米，外露3米，取消原拱形骨架护坡;一级平台增设混凝土排水沟，二级坡坡口外侧设截水沟;ZK113+330ZK113+505-拱形骨架护坡原一级边坡坡口外侧设14根抗滑桩支挡，滑坡后缘适当清方卸载;坡脚增设C15片石混凝土上挡墙，高4.5米，外露3米，取消原拱形骨架护坡;一级平台增设混凝土排水沟，二级坡坡口外侧设截水沟;坡面裂缝用3:7灰土回填夯实ZK 113+605YK 121+260-窗孔护面墙钢筋混凝土窗孔护面墙YK 121+400YK121+535-路堑拱形骨架4m高片石混凝土挡墙，墙后设置1 *2m盲沟。YK121+570YK121+570-窗孔护面墙坡脚设置4m高片石混凝土挡墙，坡面采用窗孔护面墙，平台顶设置抗滑桩。YK 121+760YK 121+760-窗孔护面墙坡脚设置6m高片石混凝土挡墙，坡面采用窗孔护面墙，平台顶设置抗滑桩。YK 121+900YK 121+760-YK 121+900路堑拱形骨架4m锚杆，钢筋混凝土框架梁YK 122+800-YK 122+840窗孔护面墙窗孔护面墙4.2边坡滑坡防护措施边坡滑坡防护可分为石质边坡和土质边坡滑坡防护，又可分为边坡生物防护及边坡工程防护，对其周边生态环保及安全性的意义是显著的。边坡滑坡防护可以做到防止水土流失、滑坡、美化环境，涵养水源等，所以边坡滑坡防护应遵循生态环保功能、景观美化功能、同周边自然环境协调功能等多方面的完美结合，使边坡滑坡与大自然融为一体，最大程度地恢复自然状态。生物防护是主要通过人工的方法制造出具有抗冲刷能力强、保水性强、营养化高、高团粒结构的轻型栽植客土，主要以当地植物及适当的外来植物为辅进行人工恢复，并能为之制定合适的边坡养护措施，使之与自然环境相协调达到最终的防护目的。生物防护对边坡的防护主要作用是利用植物的根系使边坡土壤得到固定，使用植物的茎和叶覆盖边坡坡体进行以此来防止地表水对坡面的冲刷和对坡面的侵蚀所带了的水土流失，增加边坡的稳定性，绿化环境，保持生态平衡。因而边坡滑坡防护时要遵循以下五项基本原则:安全性即对边坡进行防护时必须保证边坡的安全和稳定;协调性即生态恢复后的边坡应最大程度地恢复自然状态，与大自然融为一体;永久性即对边坡生态的恢复做到一步到位，尽可能减少养护期的维护;经济性即经济合理的选择适宜的边坡滑坡防护方案、施工工法及养护措施;因地制宜即根据实际情况，合理的选择施工工艺、施工材料。表4-2是对公路土质、石质边坡滑坡防护工程施工工艺的总结。表格如在两页显示，需在第二页添加表头，也就是表格的第一行边坡类型施工工法植物选择坡率备注土质边坡上边坡客土喷草(灌)草本主，灌木辅1:0.75湿式硂式喷射机TBS喷草(灌)草本主，灌木辅1:0.75干(湿)式硂喷射机打穴植灌(草)灌木主，草本辅1：0.75应用较广CF网喷灌(草)灌木主，草本辅1:1.0湿式硂式喷射机下边坡液压喷草(灌)草本主，灌木辅1:1.0液压喷射机混播草籽草木1：1.0应用较广栽植灌木灌木1：1.0应用较广栽灌播草灌木主，草本辅1：1.0应用较广石质边坡上边坡CS混和纤维喷灌灌木主，草本辅1:1.0湿式高压喷射机TBS喷草(灌)草本主，灌木辅1:1.0干(湿)式硂喷射机打穴植灌(草)灌木主，草本辅1：1.0应用较少码砌植生袋(绿网袋)灌木主，草本辅1:1.0应用较广下边坡液压喷草(灌)草本主，灌木辅1:1.0液压喷播机混播草籽草木1：1.0栽植灌木灌木1：1.0栽灌播草灌木主，草本辅1：1.04.2.1边坡滑坡生物防护边坡生物防护一是防止水土流失、保持生态平衡;二是美化环境、稳固路基。挖方段的土质边坡，要尽一切可能使坡度放缓，将乔灌木栽种在坡顶、坡面采用草坪型护坡方式再适当点缀宿根花卉或成片的栽种低矮灌木等方法措施;挖方段石质边坡上不具备植物生存的条件，可使用在岩石上拉土工格栅网后铺设固土材料用于培土植草、在岩石坡面上将攀藤植物或悬垂植物在凿设凹槽进行培土种植、将乔灌木栽种在边坡平台上等方法措施。可在填方段的锥坡、护面墙等坡脚及坡顶同时栽种，攀援或悬垂植物，如爬山虎等植物;填方段土质边坡可将草、藤蔓植物、地被及灌木等有机配合，组合出多种多样的植物配置形式。目前常用岩土边坡生物护坡工程方式可以分为三类。一是林业和园艺的方法，如人工植树、挖沟植草、植藤蔓植物、铺草皮、植生带护坡等;二是喷播植被的方法，如液压喷播植草、有机基材喷播植被护坡等;三是工程与生物相结合的护坡方法，如利用各种土工材料进行植被护坡、利用工程的方法在坡面形成各种框架或格室而进行植被护坡的方法等。边坡生物防护技术的选择需要因地制宜，近年使用广泛的技术有以下几种:直播法、喷播法、三维网植被绿化、土工格室绿化、固化边坡绿化等。最近几年陕西省高速公路建设突飞猛进的发展，随即也带来了公路边坡滑坡防护的问题。本节在详细研究现有的生物防护边坡工程技术的基础上，提出了适合于陕西公路边坡滑坡防护的生物防护边坡工程技术:乔灌草型防护、灌草型防护、灌木型防护、藤木型防护、草坪型防护。路线长且坡率较缓的边坡一般用乔灌草型植物进行绿化防护。为保证安全边坡底部种植地被植物，低矮灌木或草坪;随着边坡的逐渐增高防护所用植物变成大灌木、小乔木乃至高大乔木的多层次群落。这种绿化防护方式起着边坡滑坡防护、良好的视线的引导效果、生态平衡、景观美化等作用，对于安全、生态、景观的完美结合效果是最好的。所示，绿化以复层群落的乔灌草搭配，实现植物搭配立体化，绿化效果生态化的目标，具有容易与周边环境相协调，美化景观的效果。图4.1乔灌草型防护对于灌木型和藤木型绿化方式的边坡，它具有保持水土能力强、适应范围广、安全性好等特点;虽然景观美化效果不如乔灌草型绿化方式好，但好在各种边坡绿化防护可大规模、大范围应用它。相对陕西省高速公路边坡绿化而言，可应用于常绿灌木植物很少，边坡大多应用爬山虎绿化。图4.2灌木型和藤木型防护图4.3爬山虎绿化边坡草坪型边坡滑坡防护最近几年陕西省在建的高速公路应用最多的就是可用播种的方法短时间内大面积绿化边坡草坪植物，陕西延西高速公路铜川至黄陵段使用主要品种有高羊茅、小冠花、紫穗槐、紫花首蓓、黑麦草以及适当点缀宿根花卉等。它的特点是其生态功能、安全性、景观等效果较好，对气候温差比较好的地方，地被植物的成活率高相对的绿化的边坡覆盖率也高，春暖花开时景观十分优美。目前陕西省很多正在运营高速公路的边坡大量应用冷季型草坪绿化防护。冷季型草具有根系浅、要求管理须精细不适应粗放型管理、喜欢冷凉气候、怕热等特点难以适应高速公路两旁边坡恶劣的自然环境。所以随着时间的推移边坡草坪也在退化，有些甚至己完全不具备绿化防护功能，从各方面都不能够确保高速公路边坡绿化防护的基本要求。所示，边坡草坪生长状态差，无法发挥基本的交通安全、生态环保和景观效果。特别是对陡峭的边坡，冷季型草坪绿化防护导致的直接后果是造成水土流失，进而冲毁边坡、塌方等现象出现，从而严重影响交通安全。三维网植被喷播植草经陕西省多条高速公路实践证实，在较陡边坡滑坡防护采用容易被雨水冲刷，造成三维网变形脱落，需要二次绿化施工，造成很大的经济浪费。图4.4草坪型防护图4.5边坡绿化退化4.2.2边坡滑坡工程防护边坡工程防护类型、方法较多，如混凝土骨架坡面防护、混凝土预制块坡面防护、现浇混凝土坡面防护、主动柔性防护、被动柔性防护、边坡锚固防护等。无论是什么种防护类型它的最终目的是达到减少水土流失、稳定边坡、预防灾害等效果。陕西延西高速公路铜川至黄陵段在易风化岩石边坡和不利于草类生长的坡面采用的是框格防护。对于较高陡的挖方段边坡和风化严重的岩石边坡，采取了现浇混凝土做骨架，并在框格骨架的交汇点处安设固定桩或锚固钢筋、锚索。选用这种防护方式是因为它受力性好，经济、适用、美化环境等。混凝土预制块坡面防护适用于缺乏石料的地区及路堤边坡滑坡防护。陕西延西高速公路铜川至黄陵段的填方路堤边坡滑坡防护采取的是六角砖预制块防护、六角空心砖预制块+打孔植草防护;(本项目实行混凝土预制块统一集中预制，预制块的混凝土设计强度C20，这样能确保预制块颜色一致、几何尺寸一致。这种防护方式可以使边坡做到美观、坡面平整、缝宽均匀、线条直顺、曲线圆滑等效果。陕西延西高速公路铜川至黄陵段在易风化岩石边坡和不利于草类生长的坡面采用的是框格防护。对于较高陡的挖方段边坡和风化严重的岩石边坡，采取了现浇混凝土做骨架，并在框格骨架的交汇点处安设固定桩或锚固钢筋、锚索。选用这种防护方式是因为它受力性好，经济、适用、美化环境等。图4.6多台阶边坡防护混凝土预制块坡面防护适用于缺乏石料的地区及路堤边坡防护。陕西延西高速公路铜川至黄陵段的填方路堤边坡防护采取的是六角砖预制块防护、六角空心砖预制块+打孔植草防护;本项目实行混凝土预制块统一集中预制，预制块的混凝土设计强度C20，这样能确保预制块颜色一致、几何尺寸一致。这种防护方式可以使边坡做到美观、坡面平整、缝宽均匀、线条直顺、曲线圆滑等效果。图4.6六角砖预制块防护对于坡面易受侵蚀的土质边坡及封闭的各种软质岩层和较破碎、风化的岩石挖方边坡以及在本项目采用现浇混凝土坡面防护，但采用这种防护的挖方边坡不宜