所屬欄目:礦業(yè)論文 發(fā)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(zhì)災(zāi)害,具有突發(fā)、快速、強致災(zāi)等特性。我國三分之二以上的國土面積為山區(qū),是世界上受到危巖崩塌災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一。作為一種主要的山地災(zāi)害,危巖崩塌嚴(yán)重威脅著我國山區(qū)居民生命財產(chǎn)、城鎮(zhèn)建設(shè)、礦山及交通運輸安全。根據(jù)失穩(wěn)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(wǎng)等等是治理危巖主要方法。
關(guān)鍵詞:危巖,地質(zhì)災(zāi)害,治理措施
一、危巖及其類型
危巖是陡坡或懸崖上被結(jié)構(gòu)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(jù)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(jié)構(gòu)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(fēng)化而成巖腔,或者是由于下部先期危巖體崩落后的漸進發(fā)育,屬于主控結(jié)構(gòu)面剪切滑移失穩(wěn)。
墜落式危巖的破壞機理主要體現(xiàn)在主控結(jié)構(gòu)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(xù)貫通的主控結(jié)構(gòu)面,傾角較緩,剪出部位多數(shù)出現(xiàn)在陡崖或斜坡,也可能出現(xiàn)在危巖體基座巖土體中,危巖體沿著主控結(jié)構(gòu)面剪切滑移失穩(wěn)。
滑塌式危巖主要是在荷載作用下主控結(jié)構(gòu)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(xù)貫通的主控結(jié)構(gòu)面,危巖體底部局部臨空,危巖體重心多數(shù)情況下出現(xiàn)在基座臨空支點外側(cè),支點為中風(fēng)化巖層外緣點,危巖體可能圍繞支點向臨空方向旋轉(zhuǎn)傾倒破壞。
傾倒式危巖的破壞機理主要表現(xiàn)為主控結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(lián)合支護:簡稱錨噴結(jié)構(gòu)或錨噴支護,即噴射混凝土與錨桿相結(jié)合的一種支護結(jié)構(gòu),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(dāng)砂漿凝結(jié)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(yù)應(yīng)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(nèi)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(wěn)定巖體進行錨固,這種方法稱預(yù)應(yīng)力錨索,簡稱錨索,國內(nèi)應(yīng)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(yīng)進行傾覆穩(wěn)定性驗算。支撐體底部應(yīng)分臺階清除至中風(fēng)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(wěn)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(chǎn)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(fā)展的危巖?够瑩鯄Ρ纫话愕膿跬翂σO(shè)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(wěn)定性,在墻后應(yīng)設(shè)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?qū)е峦馏w從樁頂滑出。抗滑樁應(yīng)設(shè)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(dāng)。
(三)危巖清除
危巖下方地表坡度平緩(20°以內(nèi))、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?蓪φ麄危巖體或危巖體的局部進行清除。清除危巖時,可采用風(fēng)槍鑿眼、人工鑿石、靜態(tài)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(yīng)加強施工監(jiān)測,避免爆破出的清除面引發(fā)不穩(wěn)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(yīng)謹(jǐn)慎使用清除技術(shù)。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(shù)應(yīng)在危巖體中、上部鉆設(shè)灌漿孔。灌漿孔宜陡傾,并在裂縫前后一定寬度內(nèi)按照梅花樁型布設(shè)。灌漿孔應(yīng)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(yīng)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(xué)強度參數(shù)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(jié)構(gòu)、內(nèi)側(cè)為加筋土堤或填土堤,堤內(nèi)側(cè)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(dāng)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(wǎng)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(wěn)定巖石體中。攔石網(wǎng)的能級應(yīng)根據(jù)落石沖擊動能選用。對于落石動能超過800KJ時,應(yīng)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(wěn)定性主要受控于孔隙水及裂隙水壓力。排水技術(shù)包括危巖體周圍的地表排水和危巖體內(nèi)部排水。地表排水溝應(yīng)根據(jù)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(gòu)成。底部地基為填土體時,壓實度不小于85%。也可在危巖體側(cè)部穩(wěn)定巖體內(nèi)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(dāng)位置鉆設(shè)排水孔,排水孔應(yīng)在較大范圍穿越滲透層結(jié)構(gòu)面。
(七)掛網(wǎng)
危巖體整體性較好時宜采用掛網(wǎng)技術(shù)。掛網(wǎng)包括鋼絲網(wǎng)和高強度尼龍網(wǎng)。在危巖體表面設(shè)置錨釘,將網(wǎng)固定在錨釘上。掛網(wǎng)采用垂網(wǎng)布設(shè),將網(wǎng)的頂部固定在危巖體后部的穩(wěn)定巖體或錨釘上,中部及下部網(wǎng)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(yīng)性
危巖是地質(zhì)災(zāi)害類型之一,危巖治理措施根據(jù)危巖所處的地質(zhì)環(huán)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(wǎng)等措施。一般而言,對小區(qū)域內(nèi)大塊狀危巖可采用清除、錨固、支撐等方法;對大區(qū)域小塊狀危巖可采用充填、灌漿封閉、柵欄、攔石墻、排水、掛網(wǎng)等措施;對大區(qū)域內(nèi)類型較復(fù)雜的危巖可跟據(jù)情況采用上述措施的一種或多種。
結(jié)語
危巖的發(fā)育和失穩(wěn)影響因素眾多,對特定的危巖體有不同的發(fā)育環(huán)境條件。在現(xiàn)階段通過認真分析危巖穩(wěn)定性的影響因素,采用各種綜合治理措施,加強排水和監(jiān)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(wěn)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(zhì)工程地質(zhì)》。 《水文地質(zhì)工程地質(zhì)》1957年創(chuàng)刊,是國土資源部主管,中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院主辦的。國際刊號ISSN:1000-3665;國內(nèi)刊號CN:11-2202/P。郵發(fā)代號2-335。我國水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)專業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)刊較早、發(fā)行較廣,并具有權(quán)威性、綜合性的學(xué)術(shù)理論與實踐刊物之一。
文章標(biāo)題:淺析危巖治理常用的措施
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