所屬欄目:礦業論文 發布日期:2013-03-11 15:42 熱度:
摘要:危巖崩塌是一種全球性的山地地質災害,具有突發、快速、強致災等特性。我國三分之二以上的國土面積為山區,是世界上受到危巖崩塌災害最嚴重的國家之一。作為一種主要的山地災害,危巖崩塌嚴重威脅著我國山區居民生命財產、城鎮建設、礦山及交通運輸安全。根據失穩類型將危巖分為墜落式危巖、滑塌式危巖和傾倒式危巖。清除、灌漿封閉、錨固、支撐、充填、柵欄及攔石墻、排水、掛網等等是治理危巖主要方法。
關鍵詞:危巖,地質災害,治理措施
一、危巖及其類型
危巖是陡坡或懸崖上被結構面切割、在外營力作用下松動、可能脫離母巖而下落的巖體或巖塊。危巖根據其破壞方式的不同可分為滑塌式、墜落式和傾倒式三種類型。
(一)墜落式危巖
墜落式危巖的危巖體下部受結構面切割脫離母巖,上部及后部與母巖尚未完全脫離。危巖體底部臨空,臨空的原因或者是由于危巖體下部軟巖的快速風化而成巖腔,或者是由于下部先期危巖體崩落后的漸進發育,屬于主控結構面剪切滑移失穩。
墜落式危巖的破壞機理主要體現在主控結構面的剪切破壞。
(二)滑塌式危巖
滑塌式危巖的危巖體后部存在與邊坡傾斜一致的貫通或斷續貫通的主控結構面,傾角較緩,剪出部位多數出現在陡崖或斜坡,也可能出現在危巖體基座巖土體中,危巖體沿著主控結構面剪切滑移失穩。
滑塌式危巖主要是在荷載作用下主控結構面以壓剪破壞。
(三)傾倒式危巖
傾倒式危巖的危巖體后部存在與邊坡坡向一致的陡傾角貫通或斷續貫通的主控結構面,危巖體底部局部臨空,危巖體重心多數情況下出現在基座臨空支點外側,支點為中風化巖層外緣點,危巖體可能圍繞支點向臨空方向旋轉傾倒破壞。
傾倒式危巖的破壞機理主要表現為主控結構面在荷載作用下的拉剪破壞。
二、危巖的治理措施
危巖治理常用的措施有以下幾種:
(一)危巖錨固
錨固使用錨桿或錨索連接、固定危巖與母體的方法,目的在于限制主控結構面的擴展,理論上是由錨桿的抗剪強度提供錨固力。通過錨固,錨桿的實際受荷可平衡危巖重力、地震力等下滑力。
1、錨桿噴射混凝土聯合支護:簡稱錨噴結構或錨噴支護,即噴射混凝土與錨桿相結合的一種支護結構,也稱噴錨支護。
2、錨桿:是指鉆鑿巖孔,然后在巖孔中灌入水泥沙漿并插入一根鋼筋,當砂漿凝結硬化后鋼筋便錨固在圍巖中,借助于這種錨固在圍巖中鋼筋能有效地控制圍巖或淺部巖體變形,防止其滑動和坍塌,這種插入巖孔,錨固在圍巖中從而使圍巖或上部巖體起到支護作用的鋼筋稱為“錨桿”。
3、預應力錨索:由鉆孔穿過軟弱巖層或滑動面,把一端(錨桿)錨固在堅硬的巖層中(稱內錨頭),然后在另一個自由端(稱外錨頭)進行張拉,從而對巖層施加壓力對不穩定巖體進行錨固,這種方法稱預應力錨索,簡稱錨索,國內應用較多,如長江南岸鏈子崖危巖體治理和會同縣中心街滑坡治理中都采用了此種錨索。
(二)危巖支撐
危巖支撐適用于墜落式危巖、傾倒式危巖及基座具有巖腔的滑塌式危巖。
危高度較大的傾倒式危巖支撐后,應進行傾覆穩定性驗算。支撐體底部應分臺階清除至中風化巖層。
1、抗滑片石垛。是一種用壘砌石塊的方法來阻止危巖體下滑、達到穩定危巖目的的工程措施。對于滑體不大,滑面位置低于坡腳不深的中、小型危巖,又有足夠的場地和廉價的石料時,就可采用這種工程措施。
2、抗滑擋墻。是一種阻擋危巖體滑動的工程措施,適用于治理因河流沖刷或因人為切割支撐部分而產生的中、小型危巖,但不適宜治理滑床比較松軟、滑面容易向下或向上發展的危巖。抗滑擋墻比一般的擋土墻要設計得寬大些,具有胸坡緩、外形寬大的特點。為了增加抗滑擋墻的穩定性,在墻后應設一、二米寬的衡重臺或卸荷平臺,擋墻的胸坡越緩越好,一般用1:0.3-1:0.5,也有1:0.75-1:1者。
3、抗滑樁。用來治理危巖既要保證樁不被剪斷、推彎或推倒,也要保證樁間土體不會從樁間滑走或因樁高不夠導致土體從樁頂滑出?够瑯稇O置在滑體中下部,滑動面接近于水平,而且也是滑動層較厚的部位。一定要保證樁身有足夠的強度和錨固深度、樁高和樁間距離都要適當。
(三)危巖清除
危巖下方地表坡度平緩(20°以內)、具有0.5-1倍陡崖高度的地形平臺,且平臺上無重要建筑物及居民居住或危巖下方具有有效防御措施的條件下,宜采用清除措施。可對整個危巖體或危巖體的局部進行清除。清除危巖時,可采用風槍鑿眼、人工鑿石、靜態爆破劑等方法解體危巖,化整為零逐步清除。具備條件時,尚可進行爆破清除。危巖清除過程中應加強施工監測,避免爆破出的清除面引發不穩定危巖體。并在危巖實施清除處理前充分論證清除后對母巖的損傷程度。一般情況下,應謹慎使用清除技術。清除危巖必須具有有效的防御措施,避免造成對其前方居民及建筑物的毀損。
(四)灌漿封閉
危巖體中破裂面較多、巖體比較破碎時,為了確保危巖體的整體性,宜進行有壓灌漿處理。灌漿技術應在危巖體中、上部鉆設灌漿孔。灌漿孔宜陡傾,并在裂縫前后一定寬度內按照梅花樁型布設。灌漿孔應盡可能穿越較多的巖體裂隙面尤其是主控裂隙面。灌漿材料應具有一定的流動性、錨固力要強。通過灌漿處理的危巖體不僅整體性得到提高,而且也使主控裂隙面的力學強度參數得以提高,裂隙水壓力減小。危巖頂所有外露裂隙均換填封閉。
(五)柵欄防護
危巖防護包括攔石墻、攔石柵、落石槽和防護林。攔石墻采用板樁式結構、內側為加筋土堤或填土堤,堤內側為落石槽。攔石墻樁嵌入基巖2倍陡崖高度;攔石墻至陡崖腳的水平距涂刷防腐材料。
當陡崖或山坡下部坡度大于35。且卻反一定寬度的平臺而不具備建造攔石墻時,可采用攔石柵欄。包括半剛性和柔性兩大類。前者主要以鋼軌作立柱、鋼軌或角鋼、型鋼作橫梁相互焊接而成,一般鋼繩網組成,為一般所指的狹義攔石柵欄。緩沖鋼索端與立柱頂部相連,另一端錨固在穩定巖石體中。攔石網的能級應根據落石沖擊動能選用。對于落石動能超過800KJ時,應進行主動防治。攔石墻與攔石柵可單獨使用也可共同使用。
(六)排水
滑塌式危巖和傾倒式危巖的穩定性主要受控于孔隙水及裂隙水壓力。排水技術包括危巖體周圍的地表排水和危巖體內部排水。地表排水溝應根據危巖體周圍的地表匯流面積進行確定。通常采用地表明溝。其斷面尺寸由降水量及地表匯流面積計算確定。排水溝由漿砌塊石或漿砌條石構成。底部地基為填土體時,壓實度不小于85%。也可在危巖體側部穩定巖體內鑿槽做排水溝。危巖體中地下水較豐富時,宜在危巖體中、下部適當位置鉆設排水孔,排水孔應在較大范圍穿越滲透層結構面。
(七)掛網
危巖體整體性較好時宜采用掛網技術。掛網包括鋼絲網和高強度尼龍網。在危巖體表面設置錨釘,將網固定在錨釘上。掛網采用垂網布設,將網的頂部固定在危巖體后部的穩定巖體或錨釘上,中部及下部網體自由垂落,作為松動危巖體的護幕。
三、危巖治理措施的適應性
危巖是地質災害類型之一,危巖治理措施根據危巖所處的地質環境、處理危崖巖的工程量,可采取清除、灌漿封閉、錨固、支撐、充填、柵欄及攔石墻、排水、掛網等措施。一般而言,對小區域內大塊狀危巖可采用清除、錨固、支撐等方法;對大區域小塊狀危巖可采用充填、灌漿封閉、柵欄、攔石墻、排水、掛網等措施;對大區域內類型較復雜的危巖可跟據情況采用上述措施的一種或多種。
結語
危巖的發育和失穩影響因素眾多,對特定的危巖體有不同的發育環境條件。在現階段通過認真分析危巖穩定性的影響因素,采用各種綜合治理措施,加強排水和監測工作,可以較理想解決問題。危巖綜合治理,不但能保證危巖整體及局部穩定性,而且能給予人們心理上的安全感,造福于一方人民。
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本文選自《水文地質工程地質》。 《水文地質工程地質》1957年創刊,是國土資源部主管,中國地質環境監測院主辦的。國際刊號ISSN:1000-3665;國內刊號CN:11-2202/P。郵發代號2-335。我國水文地質、工程地質和環境地質專業領域創刊較早、發行較廣,并具有權威性、綜合性的學術理論與實踐刊物之一。
文章標題:淺析危巖治理常用的措施
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