京港澳高速公路小塘至甘塘段新型排水孔应用研究.pdf

2 0 1 5年第 1 期 广 东 公 路 交 通 G u a n g D o n g G o n g L u J i a o T o n g 总第 1 3 6期 文章编号 ： 1 6 7 1 7 6 1 9 ( 2 0 1 5) O 1 0 0 0 1 0 4 京港澳高速公路小塘至甘塘段 新型排水孔应用研 究 田卿燕，吕建兵，郝钟钰 ( 广东华路交通科技有 限公 司 ， 广州 5 1 0 4 2 0 ) 摘要： 公路边坡排水处治通常是采用仰斜排水孔的方法， 然而仰斜排水孔在长期的排水作用下易发生淤堵 ， 导 致排水功能逐渐减弱 ， 甚至失效。依托京港澳高速公路小塘至甘塘段 K 1 6+ 9 3 0一K 1 7+ 0 0 0右侧边坡开展了新 型排水孔现场试验应用研究 ， 提出了对新型排水孔设计与施工的方法， 供同行参考。 关键词 ：公路 边坡 ；新型排 水孔 ；现 场试 验 ；应用研究 中图分类号 ： U 4 1 7 3 文献标识码 ： A 0 引言 在以往的公路边坡排 水设计 中通常采用仰斜 排水孔进行深层排 水。一般 的 ， 仰 斜排水孔通 常 是采用小直径的排水管在边坡体 内排除深层地下 水 ， 排水孔钻孔 直径宜为 7 5 mm一1 5 0 m m， 仰 角不 小于 6 。 ， 长度伸至地下水 富集 或潜 在滑动 面。孔 内透水管直径宜为 5 01 0 0 m m。透水管外包 1 2 层渗水土工布， 防止泥土将渗水孔堵塞， 管体四周 一 般用透水土工布作反滤层。该方法可 以快速疏 干地下水 ， 提 高岩 ( 土 ) 体抗剪 强度 ， 防止边坡失 稳 ， 并减少对岩 ( 土) 体的开挖 ， 加快工程进度和降 低造价 ， 因而在 国内外 山区公路 中得 到广泛 的应 用。实践证 明， 该常规方法 在排水初期 能够发挥 很好 的排水作用 ， 然而 ， 进入营运期后 的排水功能 逐渐衰减 ， 甚至失效 ， 使得边坡治理工程的长期效 果得不 到 保 障， 危及 工 程 稳定 性 和 公 路交 通 安 全 儿 。为确保排水 孔 的排 水效果 ， 延 长边坡 仰斜排水孔使 用寿命 ， 本 文对公路边坡新 型排水 孔机械淤堵进行了现场试验应用研究， 以便在实 际工程 中进 一步 验证试 验成 果 的准确性 和适 应 性 。 1 选择试验工点概况 选择现场试验地点位 于广东省乐 昌市坪石镇 附近的 K 1 6+ 9 3 0K1 7+ 2 6 0右侧边坡 ， 为四级边 坡 ， 一级边坡 K 1 6+ 9 3 0KI 7+1 4 0为前挂板桩板 墙 ， K 1 7+1 4 0一K 1 7+2 6 0为片石混凝土挡土墙 ， 二 、 三级边坡为地梁锚索加 固形 骨架六棱空心砖 植草防护 ， 四级边坡为浆 砌片石实体护坡并有 锚 索加固。 边坡经过的 山体地 形完整性好 ， 该区地层 主 要为第四系残坡积层 ( Q 4 d l +e 1 ) 粘性土 ， 石炭系 中 上统壶天群 ( C 2+3 h t ) 白云质灰岩和石炭 系下统 测水段( C l d c ) 炭质页岩 、 砂岩及煤线构成 。小里 程段为炭质页岩 、 砂岩 、 煤层 ； 大里程段为灰 岩， 反 倾斜交层状 结构 ， 地质条 件复杂。根据工程地质 与水文以及 现场施 工条件 ， 现场试 验全部集 中在 K 1 6+ 9 3 0一K 1 7+ 0 0 0段 。 2 试验 工作 2 1 试 验 概况 现场试验仰斜排水孔共分 3类 ， 分别为 ： I 类 ， 原设计排水孔结构 ， 此类排水管是 目前 常用 的类 型， 其初期排水量 较大 ， 但易淤堵 。 在此次现场试验 中， 作为对比试验的基本类型。 类 ， 双层 O S F过滤材料外包 ， 外层 O S F过滤 材料 ， 孔径尺寸为 2 0 0 ra m， 内层 O S F过滤材料孔 径尺寸为 0 1 0 mm。 类 ， 双层 O S F过滤材料外包 ， 外层 O S F过滤 材料选择孔径尺寸为 1 0 0 m m， 内层 O S F过滤材料 基金项 目： 广东省交通运输厅科 技计 划项 目( 编号 ： 2 0 1 3 0 20 2 1 ) 作者简介：田卿燕( 1 9 7 3 0 6一) ， 女 ， 博士， 高级工程师， 主要从事公路工程岩土方面的检测与研究等工作， E- ma i l ： t q y 0 6 1 6 1 6 3 c o m 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 5年第 l期 田卿燕 ， 等京港澳高速公路小塘至甘塘段新型排水孑 L 应用研究 总第 1 3 6期 情况检查 与监 测 得知 ， 新 型排 水 孔 防淤 堵 效果 很好 ， 排 水 孔 排 水 通 畅 ， 未 出现 排 水 孔 淤 堵 现 象 ， 内管与外管的淤堵物较少 ， 有效地起到了排 水 的现场效果 。 表 1 K 1 6+ 9 8 0断面布 设新型孔前后排水孔平均排水流量 3 3 现场采样试验分析 主要对 K1 6+9 3 0K 1 7+0 0 0右侧边坡排水 孔淤堵的区域进行取样 ， 对所取 的试样进行颗粒 、 矿物 、 化学成分对 比分析等。 3 3 1 颗粒 分析 分主要是粘土 ， 粒径小 于 0 0 7 5 m m 的颗粒物含量 为 8 9 4 2 ， 排水孔淤堵物的粒度成分亦主要是粘 土， 具体见图 6 。 3 3 2 矿 物成 分 分析 K 1 6+ 9 3 0一K1 7+0 0 0右侧边坡排水 孔淤堵 K 1 6+9 3 0K 1 7+0 0 0右侧边坡 土的粒度成 主要氧化物为铁氧化物和硅氧化物 ， 见表 2 。 糕 求 恤 嘲 g 爨 七 _、 一 ，_ 土粒直径 ( m ) 图 6 K1 6+ 9 3 0K 1 7+ 0 0 0右侧边坡土试样颗粒级配 表 2排水孔淤堵物氧化物成分 ( X一射线荧光光谱仪 ) 3 3 3 化 学成分对比分析 根据分析地下水呈酸性 ， 尸 = 4 4 0 ， 游离二氧 化碳 C O 含量 为 5 2 2 9 m g L ， 侵蚀 二氧化碳 C O 含量为 3 5 2 0 m g L， 全铁含量 为 1 5 3 0 mg L ， 水 中 溶解性总固体含量为 5 4 7 0 8 m g L 。 同时对 K 1 6+ 9 3 0K1 7+ 0 0 0右侧边坡 ( 泥砂 岩过滤物 ) 取样进行红外光谱分析 ， 得知该试样红 外图谱与一种 F e O ，H ： O的图谱 比较像 ， 但 是从烧失量( 1 5 4 1 ) 来看 ， 0 【 一F e O H O中水 的含量不足以有如此高的烧失量， 故推测其中可 能还含有 F e ( O H) ， 由此推测该样 品中的 F e可能 是 仪一F e O ， H ： 0和 F e ( O H) 3的混合物( 图 7 ) 。 根据试验与现场调查得知 ， K 1 6边坡排水孔的淤堵 主要 以机械淤堵 ( 颗粒物淤堵) 为主。 根据电镜 扫描 ， 孔 口段 内外 淤堵 物存在 明显 的差别 ( 图 8 ) ： 内表面可见排水管纤维物， 外表 面 的纤维物完 全被淤堵物包裹 ， 孔 中间部分与孔 口 段性质相似 ， 但淤堵物明显减少。 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m