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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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