地裂缝灾害对公路工程的影响

地裂缝灾害对公路工程的影响

摘要:

在现代公路工程中,常见的地质病害主要有全新活动断裂与地裂缝灾害。本文分析了这两种地质灾害的形成原因,就两种地质灾害给公路工程带来的负面影响提出了相关对策。

关键词:

公路工程;全新活动断裂;地裂缝灾害;影响;对策

全新活动断裂与地裂缝灾害是常见的地质灾害,这些地质问题的存在,会对整个公路工程的质量带来影响。因而,必须对其形成的原因进行分析,并找出给公路工程带来的负面影响,从而采取有效的对策,更好地促进整个工程质量的提升。

1两种地质灾害形成的原因分析

所谓全新活动裂缝,主要是一万年内发生过地震活动,或是在近期正在活动,且之后的一百年可能出现继续活动的断裂。常见的全新活动裂缝包含了粘滑断裂和蠕滑断裂。而地裂缝灾害主要是由于土体、地表岩由于人或自然的因素形成的开裂,且在地面具有一定的长度和宽度的裂缝。二者在活动之后,均会给周边的岩土体和建筑物带来变形和破坏,其形成破坏的原因如下。一是振动导致的破坏。主要是因为能量集中到一定的程度时,发震断裂会形成粘滑活动而发生地震,且能量通过地震波向四周进行传播,进而导致岩土体振动,且振动速度过大,就会导致地面出现破裂与起伏,建筑物会出现开裂甚至倒塌的情况。二是变形导致的破坏。在出现粘滑断裂和蠕滑断裂之后,均会给断层和地裂缝形成较大的变形,这种变形不仅是三维空间变形,而且具有张拉、扭动和剪切的夜店,尤其是出现较大变形时,建筑结构由于变形过大而对其使用带来影响。三是次生破坏。当出现发震断裂活动之时,不仅会形成振动破坏和错动,而且还会导致公路沿线出现滑坡、崩塌以及地裂缝、沙土液化和地面沉降等诸多次生灾害。而这些次生破坏的出现,同样会导致公路的地面出现局部的沉降和塌陷[1]。

2负面影响分析

2.1给公路路基路面带来的影响分析

活动断裂构造给整个公路路基路面带来的破坏主要有水平张拉破坏和垂直错动破坏。水平张拉最初会导致路面出现开裂,而随着雨水对其的侵蚀和冲刷导致路面出现塌陷。垂直错动最初是在公路上形成路坎,并随着时间的推移而出现凹槽,这不仅会交通运行收稿日期:2015-09-08作者简介:张露泽,本科毕业,工程师,现在呼伦贝尔市公路工程局工作。质量带来影响,而且还会给行车安全带来巨大的安全隐患,最终导致工程寿命被缩短,提高安全事故发生概率。加上活动断裂构造和公路夹角不同,就会形成横向和纵向的破坏。横向破坏主要是活动断裂构造和公路相交时的角度较大,导致路面出现陡坎,并形成单条裂缝,而这主要是由于公路布线不科学所导致。纵向破坏主要因为在布线过程中受到多种因素的影响,加上勘察出现失误,导致公路和断裂角度相交的角度较小而形成纵向的破坏,久而久之就会在路面形成距离较长的破裂段,最终对公路的质量带来影响。

2.2给公路桥梁带来的影响分析

活动断裂给桥梁带来的破坏远大于道路破坏,不仅维修的成本较高,而且维修的时间较长,给整个公路交通带来的影响较大,尤其是维修技术难度较大。导致其破坏的方式主要就是桥头出现跳车现象、桥梁承台被破裂以及桥梁落梁甚至出现倒塌。

2.3给公路隧道带来的影响分析

活动断裂还会导致隧道产生衬砌裂缝和错段等质量问题,有时还会由于衬砌破坏导致出现涌水和漏水等次生灾害,加上隧道的进出口边坡由于活动断裂而出现失稳的问题,而隧道界面由于断层的错动减少,均会给隧道安全高效的运行带来负面的影响。一是隧道的衬砌变形,由于隧道衬砌主要用于地层压力的承受和预防围岩变形、塌落的主体结构,从断裂的走向和活动特征与隧道相交的情况来看,常见的隧道衬砌变形破坏主要有以下几种:①隧道衬砌环向开裂;②隧道衬砌纵向开裂;③隧道衬砌斜向开裂;④隧道衬砌直接剪断。二是隧道的渗水、漏水,主要是由于隧道从含水地下层穿过时,由于在地下水的作用下,隧道的周围会出现断裂活动,此时地表水就会随着裂缝渗入,从而给隧道带来较大的动水和静水压力,当水压达到一定程度之后,就会使得隧道的衬砌被破裂。加上地下水在顺着裂缝流动时将给裂缝的两侧带来冲刷,并因此导致裂缝的宽度变大,尤其是在水流冲刷作用不安增强的前提下,就会使得隧道的底部土层被掏空,进而导致衬砌的基础出现下沉,边墙也会因此开裂,严重时还会出现涌水事故。

2.4给公路边坡带来的影响分析

因为存在活动断裂,公路的路堤和边坡会由于活动断裂的影响,出现滑坡和崩塌。即便地震的强度不高,也可能因此导致边坡出现较大的稳定问题,而随着边坡失稳,就会导致路基路面和桥隧带来较大的破坏[2]。

3相关对策分析

3.1尽可能地避开活动断裂敏感区

活动断裂主要是由于内动力的地质作用所导致,这就需要采取相关措施,尽可能地将带来的损失降到最低。常见的措施,主要是在对公路工程进行布线时,紧密结合公路地段实际,尽可能地避开活动断裂敏感区,才能尽可能地将灾害的发生降到最低。比如尽可能地在活动断裂带设置路基和桥梁,并确保道路和断裂相交的角度较大,从而更好地避免活动断裂从隧道穿过。

3.2采取适当的措施降低断裂给公路带来的影响

由于地裂缝灾害具有绕行的特点,所以在活动性较差的断裂时,就应采取适当的措施,减少断裂给公路带来的影响。具体来说,可以在隧道内将衬砌的厚度增强,也可以采取刚衬砌的方式进行柔性接头。而在路基横向裂缝处理过程中,应在路面下增设钢筋砼加固板,从而尽可能地将断裂处的位移分散到整个加固板,进而预防路面出现突降的情况出现。

3.3切实加强抗断设计工作的开展

因为活动断裂破坏具有不可抗性,所以在从断裂地段通过时,应进行抗断设计,在抗断设计过程中,主要采取简支体系跨越的方式。但是还应详细勘察断裂的情况,掌握断裂带的影响宽度,确保桩基底部的距离裂缝比一定的数值要大,并设置成可调整的制作,在墩顶预留一定的位置,用于千斤顶的放置。

3.4切实加强水害治理,并加强对其的监测

由于水害治理是确保整个工程质量的关键措施,所以在强化结构防水工作的基础上,应将现有的裂缝封填和夯实,并严防地下水过量的开采,同时对整个活动断裂的情况进行监测和预警,从而更好地预防工程质量被降低[3]。

4结语

全新活动断裂和地裂缝给公路工程质量带来的影响较多,所以必须紧密结合实际采取相关对策,切实加强地质灾害的防治,才能更好地促进公路工程质量的提升。

作者:张露泽 单位:呼伦贝尔市公路工程局

参考文献:

[1]王启耀,等.全新活动断裂和地裂缝对公路工程的影响及对策[J].公路,2006,02:104-108.

[2]卢玉东,等.基于GIS评价活动断裂对公路的影响———以宁夏地区为例[J].地球科学与环境学报,2010,01:93-97.

[3]熊灵阳.活动性断裂在公路建设中产生的工程效应及设计处理原则探讨[J].西南公路,2013,02:3-7.