滑坡与高边坡病害防治关键技术及典型工程实例讲解

1中铁xx研究院有限公司滑坡与高边坡病害防治关键技术及典型实例主要内容一、当前山区公路建设中滑坡与高边坡病害防治现状二、滑坡与高边坡病害防治的关键技术三、典型实例3第一部分当前山区公路建设中滑坡与高边坡病害防治现状4近20年来，随着中国国民经济的发展，特别是西部大开发政策实施以后，高等级公路大规模地向山区延伸（1995前后），边坡稳定问题显得十分突出。第一阶段：山区公路大发展，边坡失稳频发阶段(1995年～2005年）地质技术力量相对薄弱，对复杂的地质条件认识不足。山区公路建设中发生了大量的边坡失稳变形和滑坡复活，主要特点：数量多、变形多、危害严重——增加投资、延误工期、破坏已有工程，严重影响安全运营。(深汕高速路K101、京珠粤境北段、二郎山东西引道滑坡治理)5高速公路名称长度（km）滑坡与高边坡数量（处）治理投资（亿元）北京－珠海高速公路粤北段3002008云南元江－磨黑高速公路147300（＞100m，60处）5北京－福州高速公路福建省段200＞40m，180/陕西铜川－黄陵高速公路/282重庆万州－梁平高速公路68（砂泥岩顺层段14km36处）712.3边坡失稳的原因：(1)对地质条件的复杂性认识不足；(2)没有贯彻“地质选线”的原则，未能避开地质不良地段；(3)高边坡数量多，高度大；(4)缺少相应的加固和防护措施；(5)施工不规范，坡坏了岩体的完整性。6第二阶段:从被动治理变为预防灾害阶段(近十年来）在总结经验教训的基础上，采取了一系列的技术措施，取得了良好的效果(1)大量引进外部技术力量，强化地质工作；(2)对已建工程进行认真的技术总结；(3)大量吸收前人研究成果基础上，加强对边坡病害发生机理和防治技术的研究，设立了西部交通科研基金，取得了大量科研成果。(4)修订了《公路勘测设计规范》和相应的技术政策，有效地减少了高边坡变形和古滑坡的复活。1.总结经验教训，深入研究72.从被动治理转为预防为主1、勘察设计采用先进的技术和理论，如航测、遥感和地理信息系统的应；模糊评判、突变理论、神经网络等评价和预测边坡的稳定性；2、贯彻“地质选线”原则，尽最大可能路线避开严重地质不良地段(采用大量的桥隧，避免大填大挖)；3、采取“预加固”措施，避免开挖后边坡因大变形而失稳；4、抗滑桩（预应力锚索抗滑桩）、锚索框架（梁、锚墩）、微型桩、锚杆和土钉等整体加固和坡面防护技术大量应用于高边坡加固；5、土工合成材料广泛应用于边坡表面防护、高填土加筋稳定路基工程；6、加强边坡的地表及地下排水已形成一种理念；7、采用了保护环境和美化路容相结合的多种边坡防护技术。8省别线路线路长度（km）边坡数（个）时间工作内容贵州省三穗～凯里86.61902002.4—2006.6调查、咨询勘察设计水口～都匀61822008.4—2010.4调查、咨询遵义～毕节65532010.1—2012.4黎平～洛香50462010.7—2011.7陕西省十堰～天水陕西段80652011.1—2011.4调查、咨询课题研究云南省保山～龙陵681602004—2009调查、咨询勘察设计元谋～武定91602003.4—2003.12调查、评估咨询安徽省沿江高速60202004.4－2004.11调查、咨询铜陵～黄山116962004.6－2004.12调查、咨询近年来参加主要山区高速公路建设项目9重庆市巫山～云阳1281712007.5－2011.9调查、咨询勘察设计万州～梁平68762001.4－2003.9咨询、设计课题研究洪安～酉阳771322009.5—2009.12调查、咨询勘察设计福建省泉山高速120792005.1—2007.12调查、咨询勘察设计课题研究京福高速福建段3084912000.1—2003.12青海省国道G214、省道S101等山区公路/5322002—2010调查、咨询勘察设计课题研究四川省广元～甘肃境5614（12km)2010.8—2011.4调查、咨询勘察设计浙江省高速公路高边坡防控技术*8015212010.5～调查、咨询注：合计2788处工点，课题研究10项，获奖6项。10当前山区高速公路建设中存在的问题1、西南山区仍然是高速公路建设滑坡与高边坡病害主要发育区。2、该地区地处青藏高原、云贵高原边缘地带，地形地质条件异常复杂；3、滑坡的类型、规模与影响因素的复杂性堪称中国乃至世界之最；4、项目规模大、建设周期短；5、施工方法不当；6、地质工作深入程度不够，没有贯穿到整个建设期。11第二部分滑坡与高边坡病害防治的关键技术12一、滑坡防治方面（七项关键技术）滑坡正确判识与定性是滑坡防治技术的核心与基础，必须借助综合勘察技术查清滑坡的性质、规模、成因和稳定性，滑坡的产生的工程地质条件和水文地质条件，以及今后的发展趋势预测等，以满足滑坡治理工程各个不同阶段设计的需要。采用的手段——根据滑坡形成时代、不同类型滑坡的特征,采用野外调查、调绘等手段确定。（一）正确认识滑坡的性质是滑坡治理的基础13(1)现代滑坡判识——现代滑坡由于产生时间不长，滑坡要素和特有的外貌特征保存较好。(2)古老滑坡——古老滑坡外貌模糊不清，具有一定特征(3)潜在滑坡——坡体具有产生滑动的地质条件，在外界因素变化下可能引起变形滑动。(4)复杂滑坡——黏性土滑坡、黄土滑坡以及沿大断裂带发育的破碎岩石滑坡大多成群出现。对大型复杂滑坡进行分条、分级和分块。查明各块、各级间的空间关系，评价它们各自的稳定性，尤其是分析其相互间的影响，对确定整治方案有着非常重要的意义。龙穆尔沟6#滑坡奉云路朱依河两岸古滑坡1414复杂滑坡判识——滑坡要素和外貌特征龙穆尔沟6#滑坡15（二）、滑坡勘察中的技术问题1.滑坡的调查与识别——大型滑坡的条块、级、层划分——分而治之2.综合物探——趋势性滑动面3.滑坡的钻探方法——无泵反循环法所用仪器无泵反循环钻具示意图1.岩芯管；2.钢球；3.短钻杆；4.短钻杆上孔眼5.反循环水流1623.3mm13.5m12m孔口标高锚索桩内监测孔监测滑动带10mm5.5m地下水位25.0m29.5m04-4-304-3-504-7-810mm04-6-12地下水位23.6m24.5m20m16m13m11m9m7.5m15.5m9.0m9m16.5m地下水位18m22.5m24.5m10.5m15.5m11m8m4m孔口标高1067.767m1059.796m4.5m3.5m4.0m孔深25.0m1#监测孔17.5m15m11m9.5m1103.121m3#监测孔22.0m5m孔口标高10.5m36.4mm29.5m孔深37.1mm4m孔口标高1082.748m2#监测孔监测滑动带24.7m孔深线路中心线K28+905孔深13.7m（三）、滑动带的监测滑坡（滑动带）的监测所示滑动带监测图17滑带土应力应变关系（四）、选择滑带土抗剪强度参数是关键试验法经验法反算法需要注意的是全断面取同一指实际标不符合三段式滑动模式及其应力场示意图王恭先等——《滑坡学与滑坡防治技术》P340～P343列举了52个滑坡的滑带土指标。18（五）、滑坡的稳定性评价和发展趋势预测1、工程地质比拟法（1）.斜坡地貌形态演变；（2）.斜坡地质条件；（3）.作用因素及其变化趋势；（4）.滑动迹象分析。静力平衡计算滑面为圆弧、直线、折线型采用不同的方法19蠕动阶段，稳定系数1.15～1.05挤压阶段，稳定系数1.05～1.00滑动阶段，稳定系数1.00～0.95剧滑阶段，稳定系数0.9～0.95趋稳阶段，稳定系数由0.95逐渐增至1.152、根据滑坡变形迹象判断滑坡的发育阶段与稳定性20（六）、选择合理的滑坡治理原则1.预防为主的原则；2.一次根治不留后患的原则；3.全面规划、分期治理的原则；4.综合治理的原则；5.治早治小的原则；6.技术可行、经济合理的原则；7.科学施工的原则；8.动态设计、信息化施工的原则；9.加强防滑工程维修保养的原则。21（七）、合理选择防治滑坡的工程措施类型绕避滑坡排水力学平衡滑带土改良主要工程措施1.改移线路2.用隧道避开滑坡3.用桥跨越滑坡4.清除滑坡1.地表排水系统（1）滑体外截水沟（2）滑体内排水沟（3）自然沟防渗2.地下排水工程（1）截水盲沟（2）盲（隧）洞（3）水平钻孔群排水（4）垂直孔群排水（5）井群抽水（6）虹吸排水（7）支撑盲沟（8）边坡渗沟（9）洞—孔联合排水1.减重工程2.反压工程3.支挡工程（1）抗滑挡墙（2）挖孔抗滑桩（3）钻孔抗滑桩（4）锚索抗滑桩（5）锚索（6）支撑盲沟（7）抗滑键（8）排架桩（9）刚架桩（10）刚架锚索桩（11）微型桩群1.滑带注浆2.滑带爆破3.旋喷桩4.石灰桩5.石灰砂桩6.焙烧核心——针对滑坡性质、滑动原因、地形地质条件综合考虑常见滑坡的治理方法滑坡治理施工要点对治理的地质灾害体熟悉了解施工过程中的监测施工安全措施施工协调环境适应分部分项工序安排现场交通及材料组织抗滑桩削方减载锚索格构护坡挡土墙排水施工措施一、抗滑桩施工方法挖孔抗滑桩采用人工挖孔法施工，桩间隔跳挖，不能通槽施工。挖孔桩投入劳动力较多，施工机械简单，劳动强度较大，安全施工很重要。施工工序包括放轴线定桩位、平整场地、锁口梁施工、桩护壁、桩孔开挖、钢筋笼制安、桩身混凝土浇灌、桩间挡板浇灌等。抗滑桩现场1.桩定位及平整场地按设计图测量定位桩轴线及桩位，设计总平面布置图标注了测量坐标引点的位置，在桩平面布置图上标注了每根桩的坐标，包括平面坐标和桩顶高程，也标注了桩轴线方位，按设计测量定位后，要进行实地地形地物查对。场地平整包括桩位处的施工场地、运输道路、混凝土搅拌及钢筋加工场地平整。要有足够的施工操作面，运输道路包括桩间通道、弃土通道和材料混凝土运输通道等，混凝土搅拌和钢筋加工场地应考虑原材料的堆放。2.锁口梁及挖孔护壁挖孔桩锁口梁可保护孔口防止变形，锁口梁上设防护栏，搭盖遮阳防雨蓬。护壁混凝土强度C15-C25，厚度一般20cm，分段高度1-1.5m，配筋ф10-ф16，钢筋间距200－500mm，在桩孔开挖后要及时支模及浇注混凝土。由于护壁厚度较薄，一般采用细石混凝土，如要加快拆模进度，混凝土中要加早强剂。锁口梁施工支模桩孔护壁桩孔开挖及护壁3.桩孔开挖桩孔采用人工开挖，提升架提土，提升架要设自动卡紧制动装置。开挖过程中要随时观察记录岩土变化，绘制桩周壁地质素描图，要特别关注滑面埋深，如滑面埋深与设计确定的深度不一致时，要及时通知设计方，以便对桩深进行调整。入岩嵌固段采用爆破开挖，一般采用松动爆破，对不同的岩石和开挖尺寸，要制定相应的爆破方案。遇到地下水，要及时进行排水，地下水不大时，可用提桶或泵直接排干。桩孔大量涌水导致施工困难时，应制定专门的疏排水方案，可用降水井疏干周边地下水。桩孔开挖滑带滑带浅井中滑带钻孔中滑带平洞中滑面4.钢筋笼制安抗滑桩钢筋笼可采用孔内制安或地面制安后吊装，由于钢筋配置多，地面制作后吊装困难，目前多采用孔内制安的方法。钢筋接头一般采用闪光对焊焊接，钢筋布置要严格按设计图，要注意受力筋的位置，悬臂桩主受力侧在滑坡后缘面，锚拉桩上部有负弯矩，锚拉力较大时负弯矩侧布筋也较多。桩钢筋桩钢筋配制钢筋笼5.混凝土浇注抗滑桩截面大，混凝土浇注量也大，达数十方至数百方，原材料供应必须要有保障，要将一根桩的所有原材料进场备齐后才能开始浇注。抗滑桩混凝土强度C30，塌落度4－6CM；混凝土配比要经现场取样试验室配比确定。在混凝土浇注前要排干桩底的积水，如桩壁及桩底涌水量较大，排水较困难时，应先采取降水措施，浇注混凝土过程中出现涌水可能导致混凝土离析。混凝土要用串筒浇注，串筒距浇注面的高度要不大于2m，每浇注0.5M要采用振捣棒进行振捣，注意钢筋密布处混凝土的充填，保证混凝土密实。砼振捣施工混凝土浇注钢筋制安挖孔及护壁施工要点抗滑桩揭露的岩土层有滑体、滑带及滑床，地层复杂多变：滑体一般为土石混合体，上部土石比较高，下部土石比较低；滑带常为可、软塑状的粘性土，滑床多为基岩。在桩孔开挖前应仔细