公路工程路基路面病害治理措施

張世明　周茂恒

摘要：公路工程路基路面的病害治理對于提高工程的質(zhì)量至關(guān)重要。本文認(rèn)為對公路工程路基路面的病害治理可從以下四個(gè)方面入手：即邊坡防護(hù)與加固治理、邊坡變形與失穩(wěn)治理、巖溶地區(qū)路基治理和采空區(qū)路基治理等。

關(guān)鍵詞：公路工程；路基路面；病害治理

1 邊坡防護(hù)與加固治理措施

路基邊坡防護(hù)與加固應(yīng)符合“因地制宜、就地取材、以防為主、防治結(jié)合、經(jīng)久耐用、節(jié)省造價(jià)和造型美觀”的原則。路基邊坡防護(hù)與加固包括植物防護(hù)、工程防護(hù)、柔性支護(hù)與防護(hù)、綜合防護(hù)等幾種類型。

植物防護(hù)就是在邊坡上種植草或植樹，以減緩邊坡上的水流速度，利用植物根系固著邊坡表層土壤以減輕沖刷，從而達(dá)到保護(hù)邊坡的作用。植物防護(hù)不僅可以美化公路環(huán)境，調(diào)節(jié)邊坡的濕溫，起到固結(jié)和穩(wěn)定邊坡的作用，而且又比較簡單、經(jīng)濟(jì)。一般來說，防護(hù)工程應(yīng)優(yōu)先考慮植物防護(hù)，當(dāng)然其土壤必須適宜于植物的生長，而且邊坡比較平緩，坡高不大。在高速公路上，常用的植物防護(hù)有植草、鋪草皮和植樹等。

工程防護(hù)主要是針對不適宜植物生長的土質(zhì)填、挖方邊坡或風(fēng)化嚴(yán)重、節(jié)理發(fā)育的巖石路基邊坡，以及碎(礫)石土的挖方邊坡等，采取工程防護(hù)措施即設(shè)置人工構(gòu)造物防護(hù)。工程防護(hù)的類型有護(hù)面墻防護(hù)、干砌片石防護(hù)、漿砌片石防護(hù)、水泥混凝土預(yù)制塊防護(hù)、錨桿防護(hù)、擋土墻以及土工合成材料防護(hù)等。

柔性支護(hù)與防護(hù)主要包括三維植被網(wǎng)、鋼繩網(wǎng)主動(dòng)防護(hù)等防護(hù)形式。

2 邊坡變形與失穩(wěn)治理措施

對于邊坡破壞較嚴(yán)重的情況，如出現(xiàn)塌方、滑坡以及可能出現(xiàn)失穩(wěn)等，必須采取相應(yīng)的措施來確保邊坡的穩(wěn)定性(強(qiáng)度方面)和安全性(變形方面)。根據(jù)邊坡的不良工程地質(zhì)特征和滑坡加固治理與防護(hù)工程特色，主要選取適用性強(qiáng)、易于操作、工程負(fù)效應(yīng)小的措施，如抗滑樁、錨桿(索)、擋土墻、削坡和灌漿等，使其分別適用于不同塌方、滑坡的物理力學(xué)條件和地質(zhì)條件。

3 巖溶地區(qū)路基治理措施

對于巖溶地區(qū)路基的處治，首先要從地質(zhì)條件上弄清巖溶的發(fā)展規(guī)律和分布規(guī)律，然后再慎重確定處治方案。在一般情況下，對局部嚴(yán)重的、大型的、不易搞清楚的巖溶地段，應(yīng)盡量設(shè)法繞避；對不太嚴(yán)重的中、小型巖溶地段，選擇其最窄的、最易于采取措施的地段通過。

對巖溶水宜以疏導(dǎo)為主，采取因地制宜、因勢利導(dǎo)的方法，不宜堵塞，一般可采用排水溝、泄水洞等疏導(dǎo)巖溶水。路基上方的巖溶泉和冒水洞，宜采用排水溝將水截流至路基外。對于路基基底的巖溶泉和冒水洞，宜設(shè)置集水明溝或滲溝，將水排出路基。對于穩(wěn)定路塹邊坡上的干溶洞，洞內(nèi)宜采用干砌片石填塞。位于路基基底的開口干溶洞，當(dāng)洞的體積不大、深度較淺時(shí)，宜予以回填夯實(shí)；當(dāng)洞的體積較大或深度較深時(shí)，宜采用構(gòu)造物跨越。

對于有頂板但頂板強(qiáng)度不足的干溶洞，可炸除頂板后進(jìn)行回填，或設(shè)構(gòu)造物跨越。通過溶洞圍巖分級(jí)或計(jì)算判斷下伏溶洞有坍塌可能時(shí)，應(yīng)進(jìn)行加固處理。對于洞徑大、洞內(nèi)施工條件好的無充填溶洞，宜采用漿砌片石或鋼筋混凝土的支撐墻、支撐柱進(jìn)行加固；深而小的溶洞不便于洞內(nèi)加固時(shí)，宜采用石蓋板或鋼筋混凝土蓋板跨越可能的破壞區(qū)；對于頂板較薄的溶洞，當(dāng)采用地表構(gòu)造物跨越有困難或不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可炸除頂板，按明洞的方式進(jìn)行處理；對于有充填物的溶洞，宜優(yōu)先采用注漿法、旋噴法進(jìn)行加固，不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)宜采用構(gòu)造物跨越；如需保持洞內(nèi)流水通暢時(shí)，應(yīng)設(shè)置排水通道。

對于路基范圍內(nèi)的土洞應(yīng)先判明土洞是否仍在發(fā)展。對于已停止發(fā)展的土洞可按一般地基進(jìn)行評價(jià)，需加固時(shí)宜采用注漿、復(fù)合地基等方法進(jìn)行處理；對于還在發(fā)展中的土洞，宜采用構(gòu)造物跨越。

4 采空區(qū)路基治理措施

由于開采時(shí)間與開采結(jié)束后上伏巖土體剩余沉陷變形時(shí)間都較長，以致于采空區(qū)對路基影響與危害持續(xù)時(shí)間也較長。對采空區(qū)路基的治理，首先應(yīng)了解采空區(qū)的分布及發(fā)展情況，然后再慎重確定“技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理”的治理方案。

開挖回填處理的淺采空區(qū)的治理范圍，其治理長度為公路軸向采空區(qū)實(shí)際分布長度，處治寬度為路基底面寬度或構(gòu)造物的寬度，處治深度為底板風(fēng)化巖位置。

公路采空區(qū)路基的處治設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)采空區(qū)的形成時(shí)間、埋深、采空厚度、采煤方法、頂板巖性及其力學(xué)性質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件等選擇治理方案。采空區(qū)路基的處治應(yīng)從路基處治、開采協(xié)調(diào)兩個(gè)方面來進(jìn)行。

4.1 從路基處治角度來說，主要有開挖回填、充填、橋跨和注漿等四種。

①開挖回填：對于路基挖方邊坡上的采空區(qū)宜采用開挖回填方案。

②充填：采空區(qū)充填能有效地減小地表沉陷破壞程度。有條件時(shí)采用水砂充填，能保證公路安全無損。采深不大時(shí)，可采用覆巖離層充填，加固采動(dòng)覆巖破壞區(qū)，限制地表沉陷破壞。對于煤層開采后頂板尚未垮落的采空區(qū)，可采用非注漿充填方案，包括干砌片石、漿砌片石、井下回填、鉆孔干濕料回填等方案。干砌(漿砌)片石適用于采空區(qū)未完全塌落、空間較大、埋深小、通風(fēng)良好，并具備人工作業(yè)和材料運(yùn)輸條件的采空區(qū)治理。一般路段路基用抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于10MPa干砌片石回填；對有構(gòu)造物路段，應(yīng)用抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于15MPa漿砌片石回填。

③橋跨：煤層開采規(guī)模較小、開采深度小于100m的采空區(qū)，可采用橋跨方案。

④注漿：采空區(qū)上覆巖層在有條件時(shí)會(huì)出現(xiàn)離層，離層經(jīng)歷產(chǎn)生、發(fā)展、達(dá)到最大高度及最終離層閉合的移動(dòng)過程。在離層帶中注漿減緩地表沉降，控制地表總的下沉量，減緩地表動(dòng)態(tài)變形值，達(dá)到保護(hù)公路的目的。對于煤層開采規(guī)模較大、開采深度(埋深)小于250m的采空區(qū)，宜采用全充填注漿方法。對于埋深大于250m的采空區(qū)，宜根據(jù)其開采特征、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件及其對公路工程的危害程度等因素，確定是否采用全充填注漿方案。

4.2 從開采協(xié)調(diào)的角度來說，主要有以下幾個(gè)方面：

①調(diào)整路面板接縫的寬度?；炷谅访嬗捎跍囟然驖穸茸兓坝不瘯r(shí)收縮的原因，會(huì)出現(xiàn)脹、縮和翹曲。設(shè)置接縫可減少混凝土板變形受約束影響而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，增加路面板抵抗各種變形的能力。

②設(shè)置“雙層連續(xù)配筋混凝土結(jié)構(gòu)”。對于采深與采厚比較大且地表變形連續(xù)時(shí)，高等級(jí)道路可設(shè)置這種路面結(jié)構(gòu)形式，以增強(qiáng)整個(gè)路面的抗變形能力。

③合理安排開采時(shí)間。使地表劇烈變形破壞期避開冬季低溫期，以使路面材料變形適應(yīng)采動(dòng)地表變形。(溫度的降低使路面材料的脆性加大，收縮系數(shù)增大，抗變形能力降低，路面易于開裂，路面承載能力降低。

④限制一次開采高度，沿公路軸向大面積協(xié)調(diào)開采。這種方法已在鐵路下開采煤層有成功的經(jīng)驗(yàn)，一般可以將地表位移變形降低到50%以下。由于采空區(qū)的工程地質(zhì)條件復(fù)雜，處治方案靈活多樣，應(yīng)針對采空區(qū)的具體情況，將幾種方案聯(lián)合使用，達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的最佳治理效果。

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