高陡岩质边坡防护技术及应用
摘 要:高陡岩质边坡容易引发各种地质灾害,采用合理的防护技
术减少和控制地质灾害的发生是十分必要的。鉴于目前各种防护技
术的局限性,本文提出高边坡治理中运用喷锚和立体柔性防护技术,
并以北京千灵山边坡防护工程为例进行了工程设计和防护,观测和
效果表明治理良好效果明显。
关键词:高陡边坡 喷锚 柔性防护技术
中图分类号:tu2 文献标识码:a 文章编
号:1672-3791(2012)06(b)-0058-01
高陡岩质边坡容易引发各种地质灾害,越来越多的高边坡防护引
起了人们的注意。目前,高陡岩质边坡采取的主要治理措施有放缓
边坡、支撑、加固和防护,但随着边坡高度增高,地质复杂性增大,
对边坡的处治技术要求也越来越高,以往的治理措施不能满足工程
的安全要求。
1 高陡边坡的地质灾害特点
高边坡病害从病害体形成的时间以及与边坡工程的关系等方面分
两种情况:第一类是在边坡工程开挖之前,既己存在的老的斜坡病
害,因边坡工程活动而复活。第二类是在边坡工程活动中,主要由于
边坡工程的开挖等原因引发的新的边坡病害问题,包括边坡开挖引
起的坍塌、崩塌、滑坡等。
高边坡在边坡顶部常常产生平行于坡面的张性拉裂缝,表现为边
坡中上部极易失稳破坏,一旦失稳,造成的后果是比较严重的。因此,
在高边坡治理时,对于中上部应加大削坡减载的力度,放缓边坡,并
采取必要的加固处理措施,确保一次根治,不留后患。在现在边坡治
理过程中,越来越多的人开始注意到,在边坡治理过程中,不仅要满
足边坡稳定性的要求,还要使边坡与周边环境结合到一起,形成再
造绿色人文景观。
2 高陡边坡常用防护方法
2.1 整体喷护
对于稳定性较好的岩质边坡,可在其表面喷射一层素混凝土,防止
岩石继续风化、剥落,达到稳定边坡的目的。整体喷混适用于以下
几种情况。
(1)适用于岩性较差强度较底易风化或坚硬岩层风化破碎节理发
育其表层剥落的岩质边坡。
(2)当岩质边坡因风化剥落和节理切割而导致大面积碎落,以及局
部小型坍塌、崩落可采用局部加固处理后,进行大面积喷浆(喷射混
凝土)。
(3)对于上部岩层风化破碎下部岩层坚硬完整的高大路堑边坡。
2.2 支挡加固
对于不稳定的边坡岩土体,使用支挡结构(挡墙、抗滑桩等)对其进
行支挡,是一种较为可靠的处治手段。它的优点是可从根本上解决
边坡的稳定性问题,达到根治的目的。
以上两种治理措施过分的追求强度功效,破坏了多样性自然生态
的和谐,工程所到之处,绿色清溪一去不复返,取而代之的是坚硬呆
板的水泥和混凝土,而且随着时间的推移,混凝土表面会风化、老化,
甚至造成破坏,后期整治费用高,生态环境效果极差。
2.3 植物防护
植物防护是在坡面上栽种树木、植被、草皮等植物,通过植物根系
发育,起到固土,防止水土流失的一种防护措施。植被防护的局限性
是一般只适用于边坡不高、坡角不大的稳定边坡。
3 喷锚和立体柔性防护技术
对于岩层风化破碎严重、节理发育、破碎岩层较厚的情况可以采
用喷锚的措施。它具有较高的强度,较好的抗裂性能,能使坡面内一
定深度内的破碎岩层得以加强,并能承受少量的破碎体所产生的侧
压力。对于软质岩石边坡或石质坚硬但稳定性较差的岩质边坡,可
采用挂网锚喷防护。挂网锚喷是在边坡坡面上铺设钢筋网或土工塑
料网等,向坡体内打入锚杆或锚钉将网钩牢,向网上喷射一定厚度
的素混凝土,对边坡进行封闭防护。
边坡柔性防护系统是以钢丝绳网为主要特征构件,以覆盖和拦截
两种基本形式来防治各类坡面地质灾害和爆破飞石、坠物等危害
的。土工格室植草护坡是指在展开并固定在坡面上的土工格室内填
充改良客土,然后在格室上挂三维植被网进行喷洒施工的一种护坡
技术。利用土工格室可以为草坪植物生长提供稳定良好的生存环
境。将挂网与土工格室防护结合在一起,可以避免岩石边坡飞石带
来的危害,又增加边坡的美观性,是一种典型的立体柔性防护技术
喷锚技术与立体柔性防护技术相结合,发挥二者各自的优点,可有
效解决边坡工程防护与生态环境的矛盾,既保证了边坡的稳定,又
实现了坡面植被的快速恢复,达到人类活动与自然环境的和平共处,
使边坡不仅是一项工程项目,更形成与环境相结合的一个景观。
4 工程实例与效果评价
4.1 工程概况
千灵山边坡工程位于北京千灵山景区入口处,山坡临空面面积约
18154m2,其中边坡度较缓区面积约8510m2,边坡陡直区面积
9644m2。该工程由3段边坡组成,边坡高度均在30m以上,最大高度
为63.5m,属于岩质高陡边坡。
4.2 方案与措施
根据千灵山边坡工程的实际情况,边坡质地主要是岩石,落石较
少。设计主要包括步骤和设计内容有以下几点。
(1）根据工程需要,在小于70°的边坡部分主要采用挂网拦截落石,
同时运用土工格室植被防护技术。对于>70°的边坡部分采用打入
锚杆及喷护混凝土的措施进行防护。
(2）运用flac软件计算初始状态下的地应力及安全系数,得出、
边坡稳定所需要的锚固力。
(3）在边坡表面加护网,护网采用10×10,之后喷护采色混凝土
8cm～10cm。
(4）在坡体内施工预应力锚杆和一定数量的系统锚杆。根据计算,
选择锚杆直径为20mm～33mm,锚固长度5m,锚杆间距2m×2.5m梅花
型布置。锚杆采用m30防水水泥砂浆灌浆固定。
(5）运用flac计算加固状态下的的地应力及安全系数,进行稳定
性验算。
(6）对验算后不稳定的地段进行锚杆加固并根据滑动面的埋深,确
定所需锚固力。
4.3 施工效果
结合坡度、高度、水文地质条件、边坡危害程度合理选择喷锚和
立体柔性防护技术相结合,使其不仅提高了边坡潜在滑移面的抗剪
强度、加固了危岩同时与周围环境相结合,形成了边坡景观。
5 结语
喷锚和立体防护技术相结合在此高边坡中的应用,可以解决传统
边坡防护措施难以解决的难题。在满足稳定性的同时,使边坡成为
与周边环境相结合的景观。喷锚与立体柔性技术相结合可靠的安全
保障性、施工的快速标准化和利于环保等综合技术经济优势,及其
新颖而巧妙的防护观念和设计思想使边坡柔性防护技术有着很好
的推广应用前景。
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