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 高速公路铁路边坡防护在路堑加固的各类设计
 
本站原创 佚名 【字体: 我要评论(0)
 
核心提示:
据四川路宝交通工程公司项目部的工程师介绍:近年来,我国山区高速公路建设迅猛发展。在高等级公路的修建中,出现大量的深挖路堑与高填路堤边坡,其防护问题非常突出。在高速公路扩建工程中,根据《公路路基设计规范

据四川路宝交通工程公司项目部的工程师介绍:近年来,我国山区高速公路建设迅猛发展。在高等级公路的修建中,出现大量的深挖路堑与高填路堤边坡,其防护问题非常突出。在高速公路扩建工程中,根据《公路路基设计规范》(JTG D30-2004),边坡稳定安全系数应满足规定的稳定安全系数要求。对于原有路堑边坡的拓宽防护加固,要按新建高速公路路堑边坡设计原则进行动态设计:路堑边坡防护加固工程设计的目的是抑制边坡各种变形的产生、发展、恶化乃致破坏,以保证边坡的长期安全。措施包括坡面变形防护、浅表层变形防护、块体变形防护、深部变形防护、坡脚应力集中防护和地表地下水的引排处理等。依据野外地质测绘并收集原有路堑边坡相关资料后,进行边坡预设计,再根据边坡工程施工实施进程,结合施工现场揭露坡体地层实际情况及其它相关环境背景条件变化,以及各阶段坡体变形情况和发展趋势等信息,对边坡进行必要的动态调整、补充和完善设计,以实现经济合理且安全可靠的目标,贯彻自然和谐、环保绿化、可持续发展新理念;同时需要考虑到边坡开挖对边坡稳定性的影响及施工安全、边坡施工对交通运输的影响等问题。对于原有路堑高边坡的拓宽防护加固设计,需要考虑到边坡开挖对边坡稳定性的影响及施工安全、边坡施工对交通运输的影响等诸多问题。设计过程中,应根据路堑边坡地形地貌特征和工程地质条件以及岩土体的物理力学特性,因地制宜,采用合理的防护加固方案,以达到安全、经济、可靠的目的。

公路边坡沿公路分布的范围广,对自然环境的破坏范围大,如果在防护的同时,能够注意保护环境和创造环境,采用适当的绿化防护方法来进行,则会使公路具有安全、舒适、美观、与环境相协调等特点,也将会产生可观的经济效益、社会效益和生态效益。边坡防护加固工程设计是一个动态的系统过程,四川路宝交通工程公司结合原有边坡设计及施工经验,提出扩建工程边坡施工应注意以下几点:采用绿色防护。尽量采用本土化草种,并做到草灌结合,以贯彻“最大限度恢复自然景观”的现代设计理念。

针对浅表层变形防护:可下伏中~微风化岩:系统锚杆或垫墩锚杆防护;上覆土层及强风化岩:预应力锚杆框架、地梁防护;针对块体变形防护,以预应力锚杆框架梁及墩垫防护为主;针对深部变形防护,以预应力锚索框架梁及墩垫防护为主。坡脚应力集中防护:土质边坡坡脚:设抗滑桩、压力注浆锚杆框架等支挡结构物,或预应力锚杆(索)框架等加固工程措施;强风化岩石坡脚:采用压力注浆锚杆框架加固,以限制坡脚产生渐进性破坏;或采用锚索肋板式挡墙等加固工程措施。因边坡变形及滑坡病害受地下水影响较大,故原则上要求在雨季之前施工完毕,以确保边坡稳定和结构安全。地表地下水引排处对于坡体地下水引排,以仰斜平孔排水引排为主,结合墙背盲沟及结构泄水孔处理,有时还采用边坡渗沟、支撑盲沟及重点部位引排等坡体地下水引排工程措施。对于坡顶平缓或反坡、且工程地质条件比较好的边坡拓宽时,可以按原设计坡率刷坡,必要时可以适当加固;若边坡工程地质条件比较差,进一步放缓坡率,或加大防护力度。对于实施锚固工程的路堑边坡防护,原则要求边坡开挖一级防护加固一级,按照自上而下的顺序逐级开挖与防护加固。对于自然坡高陡,但边坡工程地质条件较好,采用陡坡强加固方案,尽可能避免因放坡而显著增加边坡高度,主要采用锚索(杆)框架或压力注浆锚杆框架进行加固。对于自然坡高陡、且边坡工程地质条件较差时,或用地受限制、不宜或不能放坡的工点,在坡脚进行垂直或近似垂直开挖,强加固。土质边坡考虑采用桩板墙方案,采用逆作法:先施工抗滑桩,然后开挖桩前土体,并及时施打锚索,然后挂挡土板,必要时可以考虑先加固上部坡面(锚固),然后施工桩板墙;岩质边坡,考虑采用锚索(杆)肋板式挡墙处理:先加固上部坡面(锚固),然后垂直分步开挖坡体,及时施打预应力锚索(杆)和系统锚杆,最后安装肋板。岩体开挖时,为减少开挖对坡体扰动、破坏岩体稳定,应采用光面、预裂控制爆破,同时采取必要的措施防止碎石飞溅,以免影响高速公路正常运营及造成事故。为确保边坡稳定和施工安全,施工过程中,在不同的施工阶段应对预应力锚索及时进行预张拉。具体工艺有:

一、喷浆或喷射混凝土防护适用于岩性较差、强度较底、易风化或坚硬岩层风化破碎、节理发育、其表层风化剥落的岩质边坡;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、落石时,可采用局部加固处理后,进行大面积喷浆(喷射混凝土)。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;不能承受山体压力,边坡须是稳定的。

  二、喷锚防护对凡易于喷浆(喷射混凝土)防护的岩质边坡,当岩层风化破碎严重、节理发育,在破碎岩层较厚的情况下,如果继续风化,将导致坠石或小型崩塌,从而影响整个边坡的稳定性。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。锚杆的类型有树脂锚杆、全长砂浆锚杆、塑料锚杆、水泥锚杆和缝管锚杆。提高锚杆承载力的措施主要有延长锚固段长度、二次压浆、采用端头扩大或多段扩大头锚杆、重复高压灌浆和改变锚杆传力特征的剪力或压力型锚杆。其中二次压浆和重复高压灌浆比较实用有效。

  三、土钉墙是主要由(即锚杆)、混凝土面板(挂网喷射混凝土)、锚板组成。 主要适用于风化破碎较严重的岩石边坡,也可用于粉土、砾石和砂土边坡。承受土压力一般,其最大优点是从上往下逐层开挖土石方并及时对边坡进行封闭加固,能有效减少边坡因开挖临空而带来的英里释放,使边坡保持原来的稳定结构,避免坍塌。通过规则排列的锚杆()、面板、锚板将边坡一定范围内的土体进行原位加固,形成一种复合结构式的墙土钉墙,墙后土压力由土钉墙承担。

  四、预应力锚索梁的结构分为锚索和锚梁两部分。把破碎松散岩层组合连接成整体,并锚固在地层深部稳固的岩体上,通过施加预应力,使锚索长度范围内的软弱岩体(层)挤压密实,提高岩层层面间的正压力和摩阻力,阻止开裂松散岩体位移,从而达到加固边坡的目的。这种方法的最大特点是:可保持既有坡面状态下深入坡体内部进行大范围加固;预先主动对边坡松散岩层施加正压力,起到挤密锁固作用;同时,锚索孔高压注浆,浆液充填裂隙和孔隙,又可提高破碎岩体的强度和整体性;结构简单、工期短、造价低廉。

五、三维植被网又称防侵蚀网,以热塑树脂为原料。结构分为上下两层,上层为一个经双面拉伸的高模量基础层,强度足以防止植被网的变形,并能有效防止水土流失,下层是一层弹性的、规则的、凹凸不平的网包组成。对设计稳定的土质和岩质边坡,特别是土质贫瘠的边坡和土石混填的边坡可以起到固土防冲并改善植草质量的良好效果。三维植被网是由多层塑料凹凸网和高强度平网复合而成的立体网结构。面层外观凹凸不平。材质疏松柔韧,留有90%以上的空间可填充土壤及沙粒,将草籽及表层土壤牢牢护在立体网中间。 固土效果极好。实验证明:在草皮形成之前,当坡度为45度时,三维植被网的固土阻滞率高达97.5%.即使坡面角达到90°时,三维植被网仍可保留阻滞住60%的土壤。抗冲刷能力强。三维网垫及植物根系可起到浅层加筋的作用,这种复合体系具有及强的抗冲刷能力,能够达到有效防护边坡的目的。网垫原材料采用聚乙烯,无毒且化学性质稳定可靠,埋在地下寿命可达50年以上,即使暴露在阳光下寿命也长达10多年。 草种采用混合草种,生长成坪快;抗逆性强、耐贫瘠、耐粗放式管理等。

六、岩质边坡绿化喷播技术:绿化喷播技术,其核心是在岩质坡面营造一个既能让植物生长发育而种植基质又不被冲刷的多孔稳定结构。其不仅适用于所有开挖后的岩体边坡,而且对于岩堆、软岩、碎裂岩、散体岩、极酸性土岩以及挡土墙、护面墙、混凝土结构边坡等不宜绿化的恶劣环境。它利用特制喷混机械将土壤、肥料、有机质、保水材料、植物种子、水泥等混合干料加水后喷射到岩面上,由于水泥的粘结作用,上述混合物可在岩石表面形成一层具有连续空隙的硬化体。一定程度的硬化使种植免遭冲蚀,而空隙内填有种子、土壤、保水材料等,空隙既是种植基质的填充空间,又是植物根系的生长空间。

七、钢绳网主动防护,即通过锚杆和支撑绳以固定方式将钢绳网盖在坡面上。作用机理为通过固定在锚杆或支撑绳上并施以一定预张拉的钢绳网,以及在用作风化剥落、溜塌或坍落防护中抑制细小颗粒、洒落或土体流失时铺以金属网或土工格栅,对整个边坡形成连续支撑。其预张拉作业使系统紧贴坡面形成了局部岩坡或土体移动或发生细小位移后将其裹缚于原位附近的预应力,从而实现其主动防护的功能。其系统作用原理类似喷锚支护等层面防护体系。然其柔性特征能使系统将局部体中下滑力向四周均匀传递以充分发挥整个系统的防护能力,从而使系统能承受较大的下滑力,同时它与三维植被网一样与植物配套实现植物防护,使植物根系的固土作用与坡面防护系统结为一体,实现最佳边坡防护和环保。

  八、钢绳网被动防护网对岩体交互发育、坡面整体性差,有岩崩可能的高路堑边坡可使用,能拦截和堆存落石的柔性拦石网,其由钢绳网、固定系统、减压环和钢柱四部分组成。当落石冲击拦石网时,其冲击力通过网的柔性得以首先消散,并将剩余荷载从冲击点向绳网系统周边逐级加载,最终传到锚固基岩和地层,且由锚杆及其基础承受的最终剩余荷载以达很小的程度。

   总之,对公路边坡进行防护,必须考虑以下问题:①边坡稳定:保护路基边坡表面免受雨水冲刷,减缓温差与温度变化的影响,防止和延缓软岩土表面的风化、破碎、剥蚀演变过程,从而保护路基的整体稳定性。②环境保护:使工程对环境的扰乱程度减少到最小,并谋求人工构造物与自然环境相协调。③综合效应:综合防光,防眩,防烟,诱导司机视线,改善景观等目的进行边坡绿化防护,充分发挥防护工程的综合效益。为保证营运安全,四川路宝交通工程公司建议还可实施SNS柔性防护系统,并广泛用于铁路、公路、矿山、水电工程边坡防护以及大型场地的边界围栏,对岩崩落石、泥石流、雪崩的防护及浅层连坡灾害的治理效果极佳,确保了施工项目的顺利完成和人民财产的安全,即使用主动防护网,被动防护网,边坡防护网,柔性防护网,SNS柔性防护网,中空注浆锚杆、W型钢带、钢丝绳网、SNS边坡防护网,SNS主动防护网,SNS被动防护网,SNS柔性防护网,SNS柔性主动防护网,SNS柔性被动防护网,TECCO钢丝格栅网,ROCCO环形网,主动防护网,被动防护网,边坡防护网,柔性防护网,拦石防护网(被动),包塑防护网(主动),RX-050型被动防护网,GPS2型主动防护网等安全防护处理。

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