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1、,突发性路基灾害特点与防治措施,陕西省公路交通防灾减灾重点实验室 2016.6.14 西安,固 基 修 道 履 方 致 远,ZHANG Liu-jun Ph.D,Characteristics and Prevention Countermeasures of sudden disaster in highway subgrade engineering,张留俊 博士,中交第一公路勘察设计研究院有限公司,报 告 内 容,主 要 内 容,第一部分-突发性路基灾害的特点,1.1 突发性路基灾害分类,公路路基灾害有多种形式，按其成因可以分为两大类：一是地震、滑坡、崩塌、泥石流等自然灾害；二是路基塌陷
2、、支挡防护工程破坏导致的挡土墙失稳、锚索失效、抗滑桩倾倒等路基结构破坏。,第一部分-突发性路基灾害的特点,1.2 突发性路基灾害特点,突发性路基灾害显著的特点为突然性和隐蔽性。突然性是指灾害发生的时间很短，基本上来不及采取应对灾害的措施；隐蔽性是指成灾过程漫长，一般需要通过持续监测才能够掌握其发展趋势，如路基支挡防护工程的失效破坏大部分都是在公路运营期出现的，当结构达到了失稳的临界状态时，便会发生突发性的破坏。本报告对几种常见的突发性路基灾害的诱因、防治措施进行讨论，包括路基塌陷、挡土墙失稳、边坡滑塌与滚石。,路基突然坍塌,挡土墙失稳,边坡滚石灾害,第二部分-典型突发性路基灾害防治措施,2.1
3、 路基塌陷灾害,近年来路基塌陷(沉陷)灾害发生频繁，常出现在各种媒体报道中。下表为近5年来部分公路与城市道路路基塌陷灾害情况。路基塌陷不仅对道路通行产生严重影响，甚至造成人员伤亡。,部分公路与城市道路路基塌陷情况统计,第二部分-典型突发性路基灾害防治措施,路基塌陷灾害诱因分析,根据大量实体工程调查，公路路基塌陷主要是由降雨影响和路基结构强度不足(受压实度、填料质量影响)所致。在降雨强度大，路面排水不畅，路基防排水设施损坏的情况下，降雨不能及时排出路基，下渗到路基中，导致路基含水率增大，土体强度下降；在车辆荷载反复作用下，结构强度不足的路基，强度极易衰减，最终发生塌陷。采空区、岩溶、湿陷性黄土、
4、软土等特殊地基由于处理措施不到位，也会导致路基沉陷，但一般不会发生突然的塌陷。,连续强降雨引起路基突然坍塌,路基强度不足引起塌陷,第二部分-典型突发性路基灾害防治措施,路基塌陷灾害诱因分析,城市道路的塌陷大多与地下管线的埋设和破损有关。一方面管线埋设处回填压实往往不到位，形成沉陷的隐患；另一方面管线上覆土层不密实造成土拱效应减弱，作用到管线上的土压力增大，在行车荷载作用下容易导致管线破损。一旦管线破损造成水体入侵路基，水流浸泡冲蚀形成地下空洞，引起路基塌陷。,回填压实不足引起路面坍塌,自来水管线破裂导致路面塌陷,第二部分-典型突发性路基灾害防治措施,路基塌陷灾害防治工程措施,对路基塌陷灾害的防
5、治不论是其已经发生还是可能发生，都需进行现场勘探与测试工作。可能发生塌陷的路段一般会表现出路面沉陷、波浪、纵向开裂等，这些现象通过沿线调查目测即可发现，首先应将其列为存在隐患的路段；对存在隐患的路段采用探地雷达检测，可采用100MHz接地耦合天线和低频组合天线(80MHZ、50MHz、25MHz等)，确定路基中存在的空洞、松软层、富水区等不良体，并将其列为病害路段；对病害路段再进行瞬态瑞利波检测，准确界定其分布范围；最后可选若干个代表性病害路段进行钻孔取芯，查明路基土的物理力学性质变化情况，为加固方案设计提供依据。 对已经发生塌陷的路段进行检测，主要是准确界定塌陷分布范围，确保加固措施一次到位
6、。,第二部分-典型突发性路基灾害防治措施,路基塌陷灾害防治工程措施,对路基塌陷处理可以采用注浆加固、夯实土回填、泡沫轻质土浇筑回填等；埋设有地下管线的塌陷路段，在对破损的管线修复之后，可首选泡沫轻质土浇筑回填。现浇泡沫轻质土无需振捣和碾压作业，施工速度快，对周围环境无影响，其泵送施工方式特别适应于应急抢修工程。,道路路面坍塌区注浆加固,夯实土回填处理路面塌陷,第二部分-典型突发性路基灾害防治措施,2.2 填方路基支挡工程失稳,重力式挡土墙因其成本低、可就地取材、施工相对简单，是我国公路常用的一种路基支挡结构形式，它依靠墙身自重抵抗土体侧压力。重力式挡土墙可用块石、片石、混凝土预制块作为砌体，或
7、采用片石混凝土、混凝土进行整体浇筑。现有已建成高等级公路中有相当一部分采用的是浆砌片石重力式挡墙，由于材料本身比较松散，施工时质量控制不严格，导致出现灰浆不饱满、墙体开裂的现象；加之雨水下渗，浆砌片石墙内材料粘结力减小，墙后填土抗剪强度较低，在行车荷载的反复作用下，经常出现突然的坍塌，特别是在南方多雨地区尤其突出。据统计在广东省2011年至今已有30多处浆砌片石挡墙出现突然坍塌。,广东某高速2015年浆砌片石挡墙坍塌现场,第二部分-典型突发性路基灾害防治措施,填方路基支挡工程失稳诱因分析,通过对深圳8处、东莞2处浆砌片石重力式浆砌片石挡墙失稳现场的勘察和计算分析，引发该类路基灾害的主要诱因是连
8、续强降雨，以及路面、挡墙自身排水系统失效。强降雨发生过程中，雨水不能直接排出路面，下渗到路基中；挡墙排水设施不畅，导致水分不能及时排出墙体，岩土体迅速处于充水状态；在持续降雨历程中，土体饱和，土体容重增大，抗剪强度降低。此外，地表水下渗和地下水形成渗流场，产生渗流压力，外加车辆荷载反复作用，最终使浆砌片石挡墙发生突然失稳。,强降雨天气墙体表面有水渗出,挡墙基础只有部分水泥砂浆,第二部分-典型突发性路基灾害防治措施,填方路基支挡工程失稳工程加固措施,重力式浆砌片石挡墙失稳防治工程措施可以分为预防性加固和灾后抢修修复两类。 灾后抢修工程，措施相对单一，主要是清理塌方体，对浆砌片石挡墙基础注浆并植筋
9、，然后支模浇墙体，采用粒料或气泡轻质土回填墙背。 预防性加固工程，因挡墙外预留空间和挡墙变形情况不同，可采用不同的方案，但均应遵循先稳固后加固原则。因原挡墙已经出现变形，若先进行开挖、注浆、锚杆锚索加固施工，则施工振动会产生对原墙体的扰动，松散的浆砌片石墙体可能会突然失稳。通过实体工程验证，预防性加固措施可分为小导管注浆与重力式抗滑墩加固与双向对拉锚索护面墙加固两种。,第二部分-典型突发性路基灾害防治措施,填方路基支挡工程失稳工程加固措施,小导管注浆与重力式抗滑墩加固 在挡墙外有一定施工空间条件下，可以按照一定间距跳孔开挖基础并浇注梯形重力式抗滑墩 ，在墩之间用框架梁相连。施工时预留小导管注浆
10、钻孔，待抗滑墩和框架梁强度形成后，开始小导管钻孔并注浆加固墙体。 抗滑墩的尺寸根据墙高的不同，基础埋深、基础长度、墩体宽度和间距各不相同。,第二部分-典型突发性路基灾害防治措施,填方路基支挡工程失稳工程加固措施,双向对拉锚索护面墙加固 当挡墙外施工空间受限，挡墙为两侧分离式路基或者另一侧有锚固条件时，可以采用双向锚索对拉的方式加固。.该加固方法可靠性强，工程效果好。施工过程中应先施工护面墙对原挡墙起到一定防护效果后，分段钻孔穿索对拉。,被加固浆砌片石挡墙地形,锚索双向对拉方案示意图,第二部分-典型突发性路基灾害防治措施,2.3 路基边坡滑塌与滚石,路基边坡滑塌与滚石是公路路基常见的地质灾害，由
11、于其致灾后果严重，无论是道路管理部门还是设计部门都很重视，但是这两种灾害并没有得到有效的治理，一方面是因为灾害呈现出新的表现形式，另一方面是因为灾害没有得到及时预警。 近年来突发性路基边坡滑塌和滚石灾害呈现出小规模、反复性、人为因素为主的特点。道路养护管理部门对于已知的大型滑坡都在进行持续性的专业监测，而对于小的潜在滑坡则主要依靠日常巡查。由于巡查人员缺乏专业知识，巡查时间间隔长，不能及时发现灾害前兆，导致大滑坡少见，小滑坡不断的现象。 小规模特点：滚石灾害难以实施定点专业监测，即使在日常巡查中发现小的落石、掉块，也很少引起重视。下图为今年1月云南省某高速公路桥梁被路侧山体滚石破坏，砸穿下行车
12、道2块T型梁板，另有1块破损，对面上行车道的翼板和接缝被砸出2个大洞，导致上、下行线交通中断。,第二部分-典型突发性路基灾害防治措施,2.3 路基边坡滑塌与滚石,反复性：反复性是指第一次采取的加固措施不到位，不但没有起到加固作用，反而诱发了更严重的滑坡灾害。下左图为广东省某高速建设时采用4m锚杆挂网防护，运营过程中(2014年12月)突然滑塌，二次加固采用7-12m锚杆挂网重新加固防护。 人为因素为主：是指在路基边坡附近进行其他人为活动诱发的滑坡，比如开采矿石和开挖建筑基础等。下右图为今年3月云南省某二级路边坡附近采石场随意布设，在坡角开挖形成临空面，加上降雨最终导致滑坡冲垮桥梁阻断交通。,采
13、石场过度开采导致滑坡,边坡二次加固,第二部分-典型突发性路基灾害防治措施,路基边坡滑塌与滚石诱因分析,突发性路基滑塌产生原因主要是强降雨、地震、坡角开挖和坡顶加载等，是自然因素和人为因素共同作用的结果，同时也存在前期工程设计和施工过程中对灾害认识不足的原因。突发性滚石灾害产生主要和降雨、气温、岩石风化和地震有关；有统计表明，在昼夜温差大的川藏地区滚石灾害更普遍。反复降雨冲刷岩土体之间胶结体，岩石逐渐脱离岩层形成滚石。软硬岩石互层时，软岩比坚硬岩石更容易风化，这样就会出现软岩风化掏蚀严重，硬岩悬空突出的现象，也容易发生滚石灾害。,强降雨天气引起边坡突然滑塌,岩体水分与植物根系易引发小落石,第二部
14、分-典型突发性路基灾害防治措施,路基边坡滑塌与滚石灾害防治措施,对于突发性路基边坡滑塌和滚石灾害防治，重在早发现并及时采取处治措施。应加强在降雨、地震和人工活动时对路基边坡的监控。 突发性路基滑塌防治措施主要有削方卸载、挡土墙、锚固、抗滑桩等；滚石灾害的工程防护措施主要有清理危岩、SNS防护网、落石槽或拦石墙拦截、混凝土立柱或砌体支顶、明洞或棚洞遮挡等措施。,边坡治理抗滑桩施工,滚石SNS挂网防护,第三部分-突发性路基灾害由“治”到“防”思想转变,上述突发性路基灾害一旦发生，轻则中断交通影响出行，重则导致人员伤亡造成重大经济损失。随着社会经济和科技的发展以及人们对公路路基防灾减灾工作的重视，路
15、基灾害预防工作必须加强，做到“预防为主，防治结合”，不能等到灾害发生后才去下大力气治理。根据突发性路基灾害的特点，应从以下方面对路基灾害进行预防，达到防灾减灾的目的。 在公路规划设计阶段应充分重视路基灾害问题，把路基灾害的各种因素充分考虑进去，做到精心勘察、精准设计、方案稳妥可靠。 在施工建设阶段抓好工程质量，并做好信息化施工，根据实际情况及时调整方案，保证措施到位、符合实际，工程质量不折不扣。 重视道路运营过程中路基健康状况检测，像桥梁、路面定期检测一样，对路基结构使用状况进行专业检测评估，并及时采取必要、可靠的防治措施。 道路养护管理部门应加强养护管理投入，提高管理人员技术水平，利用现代化的仪器和技术手段(视频监控、位移传感器信号无线传输等)使路基灾害在掌控之中，特别是对于日常巡查过程中发现的重点路段，必须做到对灾害征兆的第一时间预报,避免灾害导致人员伤亡。,至诚至善 求真求实,谢 谢！,Thanks！,
