路基边坡病害防治

2020年10月24日00:00:47来源:《工务设备常见病害整治与故障处理》王志广 评论 9 5445字阅读18分9秒

裸露的路基边坡,除受到所处环境的地质及水文条件的影响外,还不断受到自然风化和雨水的冲刷破坏以及人类活动的影响,因而往往会出现不同情况的边坡变形,进而发展成严重的路基病害。

一、路基边坡病害的类型

常见的路基边坡病害有边坡溜塌,边坡坍塌,风化剥落和坡面冲刷四种类型。

1.边坡溜塌

边坡溜塌指土质边坡受地表水下渗或地下水影响,使表层饱和,失去稳定,造成表土或覆盖层下滑或错落的现象。

2.边坡坍塌

边坡坍塌是由于边坡土质受到水的浸润,在列车动力作用下,边坡局部发生塌陷的现象。

3.风化剥落

整个边坡基本稳定,坡面受风化作用,碎屑向下滚落的现象。土质边坡由于地表径流冲蚀作用,形成鸡爪沟的现象也列入本类。

4.坡面冲刷

由于河流的流向,河岸和河床会经常地或周期性地受到水流的冲刷作用。在河滩或岸边的铁路路基边坡坡面,由于水流的冲刷作用,影响路基边坡坡面稳定的现象。

二、路基边坡病害的防治

(一)坡面防护

为防止路基坡面病害的形成和发展,对较严重的坡面病害应立即整治,对具有一般坡面变形极有可能发生坡面变形的边坡,应及时及早地加以防护。

1.植物防护

植物防护是指直接在路基边坡上种草、树或铺种草皮来防护的方法。植物防护适用于边坡坡度不陡于1∶1(种草时不陡于1∶1.25 ) ,边坡土壤和当地气候适宜植物生长的地区。

2.抹面

抹面是将二合土(石灰、炉渣)、三合土(水泥、石灰,炉渣)或水泥砂浆均匀地摊在路基边坡上,经压实、提浆、抹光后形成的一种防护层。抹面适用于各种易风化但尚未严重风化的岩石边坡,其坡度不限,但须无地下水且坡面干燥,如图1所示。

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图1 抹面护坡示意(单位 cm)

3.捶面

捶面是将四合土、三合土分层铺在立于坡面上的模板内进行捶实,再经提浆、抹光后形成的一种坡面防护层。它适用于比较干燥的易受冲刷的土质边坡和易风化剥落的岩石边坡,其坡度不宜陡于1:0.5。

4.浆砌片石护坡

在缓于1:1的各类岩石和土质边坡上。因风化剥落,地表水冲刷而发生泥流、冲沟和边坡溜塌时,可采用浆砌片石护坡。常用M5浆砌片石,其厚度视边坡坡度及高度而定,一般为0.3 ~0.5 m,如图2所示。

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图2 浆砌片石护坡示意(单位 cm)

5.喷浆

对坚硬易风化,但尚未严重风化的岩石边坡,为防止进一步风化,可在坡面上喷射一层水泥砂浆,形成保护层。喷浆可用于高而陡的边坡,但所防护的坡面必须干燥、坚硬,地下水发育或成岩作用差的黏土岩边坡不宜使用。

6.灌浆勾缝

灌浆是将较稀的水泥砂浆或混凝土灌注进较坚硬、裂缝较大较深的岩石路堑边坡,借助砂浆或混凝土的黏聚力把裂开的岩石黏结成一个整体,从而防止岩石的进一步风化。

勾缝是用较稠的砂浆填塞岩石的细小裂缝,适用于较坚硬、不易风化的、节理多而细的岩石路堑边坡。

7.干砌片石护坡

当边坡为缓于1:1.25的土质或土夹石边坡,受地表水冲刷产生冲沟或坡面经常有少量地下水渗出而产生小型流塌等病害时,可采用干砌片石护坡。一股采用单层栽砌,厚度约0.3 m.

8.浆砌片石骨架护坡

在易受冲刷的土质边坡和风化较严重岩石边坡上,当坡度缓于1:0.5且边坡潮湿、坡面溜塌及冲刷较严重,单纯采用草皮护坡或捶面护坡易冲毁脱落时,可采用M5浆砌片石骨架护坡。骨架内可采用草皮或捶面防护,也可在骨架内栽砌卵石,如图3所示。

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图3 浆砌片石拱形骨架护坡示意(单位 cm)

(二)冲刷防护

在河滩或岸边修筑的铁路路基,都或多或少地受到水流和波浪的冲刷和淘蚀。为保证路基的稳固,必须根据当地的地形、地质条件和水流特性。在此路段设置足够坚固的冲刷防护建筑物。

常用的路基冲刷防护方法有直接防护,间接防护和改河三类。这三类方法常综合使用,以期达到较好的防护效果。

1.直接防护的设置

直接防护是对路基边坡直接加固,以抵抗水流的冲刷和淘刷作用,其特点是可以尽量不干扰或减少干扰原来水流的性质,因而对防护地段上下游及其对岸的影响轻微。但由于这类工程直接建筑在受冲的河岸或路堤边坡上,一旦遭受破坏,铁路立即受到威胁。因此,直接防护建筑必须具有足够的坚固性和稳定性。

(1)植物防护

植物防护是指直接在边坡上铺草皮和种植防护林.挂柳,适用于流水流向与线路大致平行,坡不受各种洪水主流冲刷且适宜于植物生长的浅滩地段,其容许流速为1.2~1.8 ms。草皮护坡一般采用台阶式或竖直式的叠砌方法,如图4所示。浅滩地段一般种植防护林,挂柳。

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图4 草皮防护冲刷

(2)干砌片石护坡

干砌片石护坡适用于水流较平顺的河滩地边缘,不受水流冲刷的周期性浸水的路堤以及波浪作用不太强烈的水库边岸防护。干砌片石护坡的容许流速为2~3 m/s,容许浪高在1 m以内。因其抵抗力较差,在有流冰、滚石及有漂浮物河段,一般不宜采用。

干砌片石护坡通常采用等厚截面。单层干砌时厚约30 cm;双层干砌时,上层用较大石块,厚25~~35 cm,下层约厚25 cm。边坡为砂类土时,在护坡和边坡间铺设砂砾垫层。

边坡为黏性土时。垫层下尚需铺设10 cm的杂粒砂。

护坡基础应埋置于最大冲刷深度下。当冲刷深度小于1.0 m时,可采用堤石铺砌基础,如图2-5所示;冲刷深度大于1.0 m时,宜采用浆砌片石脚墙基础,埋深宜在冲刷深度下不小于0.5~1.0 m,并置于冻结深度下不小于0.25 m。墙体在非严寒地区用M7.5浆砌片石砌筑,严寒地区用M10浆砌片石砌筑。

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图5 干砌片石护坡示意
b——干砌片石护坡厚度(cm)。

(3)浆砌片石护坡

浆砌片石护坡除可用于周期性浸水的路基边坡防护外,还适用于经常浸水的、受主流冲刷或受强烈波浪作用或有封冰、流水的路基边坡以及河岸和水库边岸的防护,其容许流速—般为4 ~8 m/s。容许浪高大于1.5 m。

护坡通常采用等截面厚,厚度不小于35 cm。当流速较大或波浪作用十分强烈时,厚度可达60 cm,并采用双层砌筑。护坡在非严寒地区采用M7.5浆砌片石砌筑,严寒地区采用MI0浆砌片石砌筑。对可能发生冻胀变形的土层边坡,必须设置垫层。当护坡较厚时,可采用15~25 cm厚的级配砂砾卵石垫层,或采用由10 cm厚的粗中砂和15 cm厚的卵砾石组成的垫层;当护坡较薄时,可采用10~25 cm厚的级配砂砾卵石垫层。

护坡沿纵向每15~25 cm设伸缩缝一道,缝宽2 cm,用沥青麻筋或沥青木板填塞。为排泄护面层背后可能的积水,一般在护坡的下部设交错排列的泄水孔,孔径10 cm,间距2 ~3 m,呈梅花形交错设置,孔后设反滤层。

护坡基础多用脚墙形式。当冲刷深度在3.5 m以内时,基础一般直接埋置在冲刷深度线以下不少于0.5~1.0 m,并使其底面低于河槽最深处。当冲刷深度更深时,基础可埋置在冲刷深度线以上,但须在基础脚前采取适当的平面防淘措施,如图6所示。

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图6 浆砌片石护坡示意

(4)混凝土板护坡

混凝土板护坡用C15~C20混凝土预制成边长不短于1.0 m,厚度为8~20 cm的板块,并配置一定数量的构造钢筋,用来代替浆砌片石砌筑成混凝土板护坡,如图7所示。混凝土板护坡适用范围与浆砌片石护坡相同。

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图7 混凝土板护坡示意

(5)抛石防护

抛石防护是选用一定粒径的坚硬、耐冻、不易风化的岩石,按照一定的断面形式抛掷或堆砌于路基边坡﹑坡脚或河床内,用以防止路基或岸坡冲刷的建筑物。抛石防护适用于水流方向稳定﹑无严重局部冲刷且河床地层承载力较高的路基边坡下部及河岸的防护。此外,它还常用作水库边岸和海岸的防浪建筑物和防洪
抢险的临时加固工程,其容许流速由抛投石块的粒径而定,一般不宜超过3 m/s。抛石防护护坡坡度一般为1∶1.5~1:3.5。抛石厚度不得小于石块粒径的2倍。既有路基抛石防护示意如图8所示。

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图8 抛石防护示意

(6)石笼防护

石笼防护是将装满石块的铁丝笼,按照一定的断面形式抛掷或堆砌在路基边坡.坡脚或河床内,用以防止路基或岸坡被冲刷的建筑物。它有较高的强度和柔性,不需要用较大的石块,适用于受洪水冲刷但无滚石的河段和大石料缺少的地区,其容许流速可达4~5 m/s,容许浪高1.5~1.8 m。石笼内的填充石料宜选用浸水不崩解、密度大,未风化的石块。

石笼用于防护岸坡时应垒砌[图9( a)],只有当边坡坡度不陡于1:2时才平铺。用于防护基础淘刷时,一般平铺于河床且与坡脚线垂直[图9(b)],其铺设长度不宜小于冲刷深度的1.5~2倍。

铺设石笼的基底用0.2~0.4 m的砾石或碎石垫平。底层石笼用旧钢轨或直径不小于20 mm 的钢筋锚固人基底地层中,若其前端能自由下弯时,只锚定靠岸边的一端,石笼之间可用直径为6 mm 的钢筋穿连在一起,也可将笼盖与笼体连接绑在一起形成一个整体。

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图9 石笼防护断面布置示意

(7)浸水挡土墙
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