岩石边坡治理:守护岩土工程安全的关键举措
2025-03-13 15:18:00
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一、岩石边坡治理的重要性
保障工程设施安全
预防滑坡与坍塌:不稳定的岩石边坡极易发生滑坡和坍塌等地质灾害。在山区公路建设中,若岩石边坡未得到有效治理,在雨水冲刷、地震等因素影响下,可能突然发生滑坡,导致道路堵塞,甚至掩埋过往车辆和行人,严重威胁交通设施的安全。例如,在一些地震多发地区,地震引发的岩石边坡坍塌常常造成公路中断,给救援工作带来极大困难。通过科学合理的岩石边坡治理,能够增强边坡的稳定性,预防此类灾害的发生,保障工程设施的正常运行。
保护建筑基础:对于临近建筑物的岩石边坡,其稳定性对建筑基础的安全至关重要。若边坡失稳,可能导致建筑物基础不均匀沉降、墙体开裂,甚至整体倒塌。在城市建设中,高层建筑周边的岩石边坡若治理不当,一旦出现问题,将对建筑物的结构安全造成毁灭性影响。因此,对岩石边坡进行有效治理,是保护建筑基础,确保建筑物安全的必要措施。
维护生态环境
防止水土流失:岩石边坡在自然状态下,受到风化、雨水侵蚀等作用,容易出现水土流失现象。大量的岩土体被冲刷到周边水体和土壤中,不仅会导致土壤肥力下降,影响植被生长,还会造成河道淤积,影响水环境质量。例如,在矿山开采区域,未经治理的岩石边坡水土流失严重,周边河流的含沙量大幅增加,破坏了水生生态系统。通过边坡治理,如采用植被护坡等措施,可以有效减少水土流失,保护生态环境。
促进植被恢复:合理的岩石边坡治理能够为植被生长创造条件,促进植被恢复。植被的根系可以加固边坡土体,提高边坡的稳定性,同时植被还能美化环境,改善区域生态景观。在一些山区旅游景区,对岩石边坡进行生态治理,种植适宜的植物,不仅保障了边坡安全,还提升了景区的整体景观效果,促进了生态旅游的发展。
二、岩石边坡常见问题
结构面影响
节理与裂隙:岩石中存在的节理和裂隙是影响边坡稳定性的重要结构面。这些节理和裂隙将岩石分割成不同形状和大小的块体,降低了岩石的整体性和强度。在外界因素作用下,如风化、水的渗透等,节理和裂隙会进一步扩展,使得岩石块体之间的连接减弱,容易发生滑动和坍塌。例如,在花岗岩边坡中,由于其节理发育,在长期的风化作用下,边坡表面的岩石块体容易脱落,形成危岩。
断层与软弱夹层:断层和软弱夹层的存在会使岩石边坡的稳定性显著降低。断层两侧的岩石往往存在较大的位移和应力集中,而软弱夹层的抗剪强度较低,容易成为滑动面。在进行岩石边坡治理时,必须充分考虑这些结构面的影响,采取针对性的措施。例如,在铁路建设中穿越断层区域的岩石边坡,需要采用特殊的加固方法,以防止边坡失稳。
风化与水的作用
风化破坏:长期的风化作用会使岩石的物理力学性质恶化。风化过程中,岩石的矿物成分发生变化,强度降低,表面逐渐破碎。在一些山区,岩石边坡经过长期风化,表面形成了一层松散的风化层,在雨水冲刷下,极易发生泥石流等地质灾害。
水的影响:水对岩石边坡的稳定性影响巨大。雨水的渗透会增加岩石的重量,降低岩石之间的摩擦力,同时还可能溶解岩石中的某些矿物,进一步削弱岩石的强度。在暴雨天气下,大量雨水迅速渗入边坡,常常引发边坡滑坡。此外,地下水的活动也会对边坡稳定性产生影响,如地下水的浮力作用可能使岩石块体上浮,降低边坡的稳定性。
三、岩石边坡治理方法
工程加固措施
锚杆锚索加固:锚杆和锚索是常用的加固手段。通过在岩石边坡中钻孔,将锚杆或锚索插入孔内,并施加一定的预应力,使岩石与稳定的岩体或土体连接在一起,提高边坡的抗滑能力。在高陡岩石边坡治理中,锚杆锚索加固能够有效增强边坡的稳定性,防止岩石块体滑动。
挡土墙设置:挡土墙可以阻挡岩石边坡的下滑力。根据边坡的实际情况,选择合适类型的挡土墙,如重力式挡土墙、悬臂式挡土墙等。挡土墙的设计要充分考虑边坡的高度、岩土性质以及周围环境等因素,确保其能够有效地发挥作用。例如,在公路边坡治理中,挡土墙常被用于支撑边坡,防止土体和岩石滑落。
生态防护措施
植被护坡:植被护坡是一种生态友好的治理方法。通过在边坡表面种植草本植物、灌木或乔木,利用植物的根系固土,减少水土流失,同时美化环境。植被护坡适用于坡度较缓、稳定性相对较好的岩石边坡。例如,在一些城市公园的边坡治理中,采用植被护坡,种植各种花卉和灌木,既保障了边坡安全,又打造了美丽的景观。
客土喷播:对于一些岩石裸露、缺乏土壤的边坡,客土喷播是一种有效的治理方式。将含有植物种子、肥料、土壤改良剂等的客土混合物通过喷射设备均匀地喷洒在边坡表面,为植物生长创造条件。客土喷播能够快速在边坡上形成植被覆盖,起到护坡和绿化的双重作用。
四、岩石边坡治理后的监测
变形监测
位移监测:通过设置观测点,采用全站仪、GPS 等测量仪器,定期监测边坡的位移变化。位移监测能够及时发现边坡是否出现滑动迹象,若位移量超过预警值,说明边坡可能存在失稳风险,需要及时采取措施。例如,在大型水利工程的岩石边坡治理后,持续的位移监测可以保障工程运行安全。
倾斜监测:对于高陡岩石边坡,倾斜监测尤为重要。利用倾斜仪等设备监测边坡的倾斜角度变化,一旦边坡出现倾斜,可能预示着边坡稳定性发生了改变。通过实时的倾斜监测数据,能够及时评估边坡的安全状况。
环境因素监测
降雨量监测:降雨量是影响岩石边坡稳定性的重要因素之一。在边坡周边设置雨量计,实时监测降雨量和降雨强度。根据降雨量数据,可以预测边坡在雨水作用下的稳定性变化,提前做好防范措施。例如,在暴雨来临前,根据降雨量监测数据,对可能出现滑坡风险的边坡进行紧急加固。
地下水位监测:监测地下水位的变化,了解地下水对边坡稳定性的影响。地下水位上升可能导致边坡土体饱和,增加滑坡风险。通过地下水位监测,及时掌握地下水动态,采取相应的排水等措施,保障边坡稳定。