開挖地質(zhì)條件的完善設(shè)汁論文
論文摘要:簡要介紹了路塹高邊坡工程的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。
論文關(guān)鍵詞:路塹高邊坡動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)
1概述
規(guī)范一般認(rèn)為，巖質(zhì)邊坡高度大于30m，土質(zhì)邊坡高度大于20m即為高邊坡。由于地質(zhì)條件的隱蔽性、復(fù)雜性以及勘探測試條件的局限性，致使地質(zhì)勘探和測試資料不可能全面揭示邊坡的本來面貌，加上施工過程中的不確定因素過多，使得這類間題的力學(xué)分析難度比較大，也很難與實(shí)際情況相符。而隨著邊坡施工的進(jìn)行，地質(zhì)狀況逐漸明晰，甚至?xí)霈F(xiàn)旁的未預(yù)料的地質(zhì)清況。因此按照一般的設(shè)計(jì)模式:地質(zhì)勘察一，力學(xué)分桿卜設(shè)汁一施工這樣的思路來進(jìn)行高邊坡的設(shè)計(jì)是不完善的。它實(shí)際上是州種靜態(tài)的設(shè)計(jì)過程，并不能很好地舌應(yīng)工程中出現(xiàn)的各種情況，有時(shí)會大大增加投資，甚至?xí)l(fā)生安全事故，造成人員傷亡和極壞的社會影響。而這正是目前牙良多設(shè)計(jì)人員在邊坡設(shè)計(jì)時(shí)所采用白方法，其缺陷是明顯的。路塹邊坡的隱定性，與設(shè)訓(xùn)是否合理，所采用的施工方法有著密切的關(guān)系。設(shè)計(jì)是否合理，與所采用的工程措施能否與工程地質(zhì)條件相適應(yīng)有關(guān)。設(shè)計(jì)是在一定的工程地質(zhì)調(diào)查，地質(zhì)鉆探基礎(chǔ)上進(jìn)行的，但因地質(zhì)條件的復(fù)雜性，加之地質(zhì)工作的局限性，前期的地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)擬淑」工作并不能充分反映各個(gè)工點(diǎn)的地質(zhì)情況，所以設(shè)計(jì)的工程措施有時(shí)不能和實(shí)際的地質(zhì)條件相適應(yīng)，這就需要在施工過程中，根據(jù)開挖所揭示的工程地質(zhì)條件對設(shè)汁不斷修正完善。另一方面，在施工中運(yùn)用各種手段收集有歲沙也質(zhì)及施工工藝等相關(guān)資料，對保證邊坡的穩(wěn)定十分重要。針對虎門威遠(yuǎn)港口大橋接線工程路塹高邊坡工程的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)過程，探討高邊坡工程的一種動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)模式。
2程地質(zhì)概況
根據(jù)廣東省地質(zhì)構(gòu)造綱要圖，工程位于東莞斷凹盆地中南部邊緣外側(cè)的加里東構(gòu)造層上，有一條北西向的推測斷層自本區(qū)紹呂艾;距邊坡北東5公里，為博羅大斷裂，走向北東。在早古生代，本區(qū)處于準(zhǔn)地槽活動(dòng)時(shí)期，區(qū)內(nèi)沉積著砂泥質(zhì)巖石。加里東運(yùn)動(dòng)使下古生界沉積產(chǎn)生強(qiáng)烈的褶皺，并拌有花崗巖、花崗閃長巖的侵人。沉積巖和侵人巖都發(fā)生了強(qiáng)烈的區(qū)域變質(zhì)作用，形成區(qū)內(nèi)廣布的各種變質(zhì)巖。根據(jù)鉆探揭示，邊坡區(qū)」創(chuàng)靈主要由下古生界基巖組成，未發(fā)現(xiàn)第四紀(jì)地層變動(dòng)及錯(cuò)位跡象。
3動(dòng)態(tài)設(shè)訓(xùn)信息
由于工程地質(zhì)條件的復(fù)雜性及多變性，所采用的邊坡防護(hù)工程措施不能也不可能與實(shí)際清況完全相符，這澎詐爵要在路塹邊坡開挖過程中，不斷收集邊坡的地質(zhì)資料，并將施工清況及時(shí)反饋到設(shè)計(jì)，不斷修改完善設(shè)訓(xùn)，以使設(shè)計(jì)更好地適應(yīng)工程的貢條件。
3.1周邊類似工程的設(shè)計(jì)資料和自然穩(wěn)定山體的邊坡資料
由于同一地區(qū)的地質(zhì)形成具有一定的相似性，特別是自然隱定山體的坡度具有重要的參考價(jià)值，它是具有相似地質(zhì)的山體邊坡穩(wěn)定計(jì)算的實(shí)踐檢驗(yàn)，這對設(shè)計(jì)之初確定邊坡坡度和力學(xué)分析具有重要的參考作用。此外，類似的已完工工程已經(jīng)接受了實(shí)踐的檢驗(yàn)，也是初步設(shè)計(jì)必要的參考條件。
3.2開挖施工中揭示的地質(zhì)資料
在每級邊坡的開挖過程中，首先從暴露部分的巖面獲取相關(guān)資料，它主要包括:巖性、產(chǎn)狀、節(jié)理和風(fēng)化}I變。有時(shí)還需要鉆孔巖合取徉，獲取坡體深層巖體的物理力學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而加揮多方整個(gè)坡體所處地質(zhì)條件的力學(xué)認(rèn)識，有助于補(bǔ)充完善設(shè)計(jì)。
3.3施工中的監(jiān)測資料
在開挖坡體的整個(gè)過程中，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測是必要的。監(jiān)測的內(nèi)容主要有坡體位移、坡面位移、裂縫的產(chǎn)生、發(fā)展和趨向，坡體內(nèi)的巖體壓力和坡面支擋加固結(jié)構(gòu)物下的巖體壓力。這些監(jiān)測資料對于檢驗(yàn)設(shè)計(jì)質(zhì)量、進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)及后續(xù)施工都有重要作用。
在巖石高邊坡的邊設(shè)計(jì)、邊開挖的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)過程中，施工的動(dòng)態(tài)資料是這個(gè)設(shè)計(jì)體系中重要的外在輸人。正是這種不斷的信息輸人，才使得邊坡開挖這個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)不斷在前一級的.基礎(chǔ)上再上新臺階。這種不斷完善的設(shè)計(jì)過程使施工的結(jié)果不斷地接近工程實(shí)際的需要。這樣經(jīng)過若干次循環(huán)往復(fù)，最終可得到符合實(shí)尿壽要的經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)結(jié)果。
4動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的流程
高邊坡是將地質(zhì)體的一部分改造成為人工工程，其安全穩(wěn)定性同地質(zhì)條件和人為改造(即設(shè)計(jì)與施工)的程度密切相關(guān)，而地質(zhì)條件的復(fù)雜多變，施工程序和方法受外界因素影響大，甚至地質(zhì)資料不足.盲目性設(shè)計(jì)，因此高邊坡設(shè)計(jì)是一種超前的、具有一定風(fēng)險(xiǎn)性的預(yù)測設(shè)計(jì)。這就同人們所要求的安全穩(wěn)定之間不可避卿也產(chǎn)生矛盾，為解決矛盾就靄要把施工過程中不斷發(fā)現(xiàn)的新情況及時(shí)傳遞給設(shè)計(jì)，不斷修改、完善甚至重新設(shè)計(jì)，才使對立的問題統(tǒng)一起來，即動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。
在各級邊坡的施工中，將所有匯總資料及時(shí)地同最近作為設(shè)訓(xùn)依據(jù)的地質(zhì)勘探調(diào)查資料相比較，判斷是否有較大的誤差;同時(shí)，及時(shí)整理分析監(jiān)鋇l資料，以此作為判斷合理性的重要依據(jù)。經(jīng)過比較或監(jiān)測結(jié)果表明設(shè)計(jì)具有不合理性時(shí)，均應(yīng)優(yōu)化修改設(shè)計(jì)，于是在下一級的邊坡施工中就可以采用優(yōu)化設(shè)計(jì)后的結(jié)果;若本紅6立坡施工中的情況比較王里想，則按預(yù)定設(shè)訓(xùn)進(jìn)人下一級邊坡的施工，直到各級邊坡創(chuàng)至完成。
5工程應(yīng)用
作者對虎門威遠(yuǎn)港口大橋接線工程的高邊坡進(jìn)行了動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。在設(shè)訓(xùn)之初，經(jīng)地質(zhì)調(diào)查、周邊類似工程的對比和經(jīng)驗(yàn)分析，確定了兩種方案:大開挖放坡和牛斷干(索)支護(hù)。根據(jù)地質(zhì)鉆孔資料建立了力學(xué)模型，其安全穩(wěn)定性均滿足要求�？紤]到經(jīng)濟(jì)性和業(yè)主方面的要求，大膽地采用了邊坡分4級開挖放坡.從下到上分為1-4級.三、四級邊坡坡比為1:0.75，高度15m;一、二級邊坡坡比為1:05,邊坡高度15m，一級邊坡高度10m。均采用漿砌片石窗孑匕式護(hù)面墻的方案。但在三、四級邊坡的開挖中發(fā)現(xiàn)邊坡大部分為較密實(shí)的土質(zhì)邊坡，和原先按軟質(zhì)泥巖計(jì)算的地質(zhì)情況不符，致使開挖過程中多處發(fā)生坍塌，施工受阻。說明淵地質(zhì)和現(xiàn)有地質(zhì)不相吻合，同時(shí)對邊坡周邊的自然山體進(jìn)行類比發(fā)現(xiàn)，有些與本工程坡度基本相同的自然山坡也發(fā)生了小規(guī)模的坡體崩塌。于是針劉地質(zhì)狀況對設(shè)計(jì)進(jìn)行了第一次修正，滿足安全穩(wěn)定性和不受用地限制的情況下，在經(jīng)濟(jì)性分析比較后，發(fā)現(xiàn)三、四級邊坡采用放坡設(shè)計(jì)優(yōu)于錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和可操作性，決定坡度改為1:1，仍采用放坡和漿砌片石窗孔式護(hù)面墻的施工方案。在進(jìn)行第二級邊坡的開挖時(shí)發(fā)現(xiàn)坡面大部分為中等風(fēng)化的泥巖等軟質(zhì)w石，有兩條斜向的破碎帶通過坡體至第一級邊坡。這是地質(zhì)資料中所沒有勘察到的新間題。同時(shí)發(fā)現(xiàn)山體頂部出項(xiàng)了兩條橫向的裂縫，開挖的邊坡相續(xù)發(fā)生了小規(guī)模的崩塌掉塊塌方，數(shù)量從幾方到幾十方不等，于是二級邊坡暫停施工，加強(qiáng)又賺J。期間除因暴雨沖刷未及防護(hù)使邊坡發(fā)生/l、規(guī)模的傾倒崩塌外，二、三級邊坡的位移未有大幅度的改變。經(jīng)邊坡地質(zhì)方面的專家到現(xiàn)場進(jìn)行勘察，一致認(rèn)為坡體應(yīng)盡早維護(hù)，防止/l}、規(guī)模的崩塌誘發(fā)大規(guī)模的塌方。裂縫屬于前期的干縮和強(qiáng)烈卸荷引起的邊坡體受拉開裂，裂縫擴(kuò).展到一定程度應(yīng)該能夠保持穩(wěn)定，但必須予以封閉，防止水沿彬函道滲人坡體，引發(fā)事故。
施工進(jìn)行到此時(shí)，天氣較為惡劣，廣東地區(qū)發(fā)生了百年一遇連綿不斷的強(qiáng)降雨，加之邊坡很陡，漿砌片石窗孑匕式護(hù)面墻已很難滿足安全的要求，在二、三、四級邊坡施工開挖揭示的地質(zhì)資料基礎(chǔ)上匯總各方資料并和周邊相似工程的邊坡進(jìn)行了類比，對建立的力學(xué)模型進(jìn)行了適當(dāng)?shù)男薷�，以此模型為基礎(chǔ)，進(jìn)行了一、二級邊坡的設(shè)訓(xùn)優(yōu)化.決定首先對邊坡噴一層3cm厚的水泥砂漿，防止雨水滲人和暴雨對坡體的沖刷引發(fā)塌方，采用X28預(yù)應(yīng)力錨桿地探蜘寸坡體進(jìn)行力A固，梁間掛網(wǎng)噴漿。二之U紅坡的錨桿長12m，錨固段長8m,孔徑為13cm.預(yù)應(yīng)力為150KN;一級邊坡的錨桿長8m，錨固段長6m.孔徑為13cm，預(yù)應(yīng)力為120KN。經(jīng)比較，其經(jīng)濟(jì)可行性較好，優(yōu)于放坡及錨索等設(shè)訓(xùn)方案。
在第一級邊坡的開挖施工中，所揭示的地質(zhì)狀況與預(yù)測相符，為進(jìn)一步完善模型補(bǔ)充了重要的資料。在一、二級邊坡的施工中正值雨季，且為廣東省百年一遇的情況，本工程經(jīng)歷了此次考驗(yàn)，邊坡完好無位移、變形，裂縫穩(wěn)定無大幅度擴(kuò)展，至今一年有余，說明一、二級邊坡的支護(hù)措施起到了顯著的作用。到此高邊坡的動(dòng)態(tài)側(cè)卜全部完成。但監(jiān)測還應(yīng)進(jìn)行，及時(shí)反饋給淵十進(jìn)行分析，確保邊坡在以后運(yùn)行中的穩(wěn)定性。
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