常见的不良地质现象

第6章常见的不良地质现象第一节崩塌1.崩塌的定义陡峻斜坡上的巨大岩、土体，在重力作用下，突然脱离坡体，发生崩落和倒塌的现象，称崩塌。发生位置：山区陡峭的山坡、及高陡的路堑边坡。种类：①山崩：规模巨大的称为山崩；②碎落：斜坡表面由于岩石的风化强烈，产生岩屑顺坡滚落的现象；③落石：悬崖陡坡上个别较大岩块的崩落。2.形成崩塌的条件错断－崩塌拉裂－崩塌鼓胀－崩塌滑移－崩塌倾倒－崩塌、崩塌的类型：3倾倒崩塌滑移崩塌鼓胀崩塌拉裂崩塌错断崩塌（1）防治原则（以防为主）选线时，对于发生大、中型崩塌的地段，优先采用绕避方案；当绕避有困难时，应离开崩塌一段位置，尽量减少防治工程、或采用其他方案（明洞、隧道）通过。设计与施工中，避免使用不合理的高、陡边坡，避免大切大挖，维持山体平衡。4.崩塌的防治（2）防治措施清除坡面危石；坡面加固：坡面喷浆、抹面、砌石铺盖；灌浆、勾缝、镶嵌、锚拴。危岩支顶混凝土作支垛、护壁、支柱、支墩等拦截防御落石平台、落石网、拦石堤。调整水流修筑截水沟、堵塞裂隙、排水沟渠防护设施明洞、棚洞、悬臂式棚洞拦石网崩塌支护加固措施第二节滑坡一、滑坡的定义：斜坡大量土体和岩体在重力作用下，沿一定的滑动面（或带）整体向下滑动的现象，称为滑坡。1.极密集区:川滇南北带：该地区滑坡类型多、规模大、频繁发生、分布广泛、危害严重。2.密集区:(1)黄土高原地区，面积达60余万平方公里，连续覆盖五省（区）。以黄土滑坡广泛分布为其显著特征。(2)秦岭-大巴山地区也是我国主要滑坡分布地区之一。堆积层滑坡大量出现。变质岩、页岩地区容易产生岩石顺层滑坡。(3)东南、中南等省山地和丘陵地区，滑坡也较多，规模较小，以堆积层滑坡、风化带破碎岩石滑坡及岩质滑坡为主。滑坡的形成与人类工程经济活动密切相关。3.中等发育区：在西藏、青海、黑龙江省北部的冻土地区，分布有与冻融有关，规模较小的冻融堆积层滑坡。滑坡的形态要素滑坡体：滑动面、滑动带滑坡床滑坡壁滑坡周界滑坡台阶滑坡舌滑坡裂缝：拉张裂缝剪切裂缝鼓张裂缝扇形张裂缝封闭洼地滑坡体——沿滑动面向下滑动的那部分岩土体。滑动面——滑坡体沿其下滑的面。滑坡的形态要素滑坡壁滑坡周界圈椅状地貌双沟同源1.滑坡的形成条件：（1）有贯通的滑动面（2）下滑力大于抗滑力用极限平衡理论计算如下：已知：因：、、、、、cBCAB)sin(ABBD＝sinABCEsinCEACBDACABC21\BDACrABCW21sinWTcosWN，不稳定，极限平衡＝，稳定＝下滑力抗滑力稳定性系数111sincosWACctgWK二.滑坡的形成条件及影响因素2.滑坡的影响因素（3）地质构造：倾向坡外的节理、岩层面、破碎带。，越易产生滑坡。开挖的边坡越高、越陡河流冲刷岸。地形地貌)1(层。坚硬岩层中夹有软弱夹软硬相间岩层。。软弱岩层、松散堆积层地层岩性)2(（6）地震：增加动水压力软化结构面增加岩体容重）地下水：（4建筑物。斜坡上方堆填土石或修。斜坡下方不合理的开挖）人为因素：（5切层滑坡顺层滑坡基岩滑坡粘土滑坡黄土滑坡堆积层滑坡物质组成分类：、按滑坡体的主要1推动式滑坡牵引式滑坡：、按滑坡力学特征分类2三.滑坡的分类1、巨型滑坡：体积300万方；2、大型滑坡：体积300-50万方；3、中型滑坡：体积50-3万方4、小型滑坡：体积3万方按规模大小分类按发生年代分类滑坡按发生年代可分为：1、新滑坡（近50年内）2、老滑坡（大于50年的全新世）3、古滑坡（晚更新世及其以前）按厚度分类滑坡按厚度可分为：1、浅层滑坡（滑体厚度h≤6m）；2、中层滑坡(6mh≤20m)；3、深层滑坡(h20m)；1.原则：在符合经济效益的前提下，针对引起滑坡滑动的因素，采取相应工程措施，阻止滑坡滑动。2.措施：“一排、二挡、三减、四固”。四.滑坡的防治原则与措施平孔、砂井；盲洞；截水盲沟；支撑盲沟；盲沟：排地下水：）主沟与支沟夹角米一条，－，支沟坡面排水沟：（树枝状侧沟；米）－天沟；（间距排地表水：排水3030206050)1(截水盲沟支撑盲沟（3）刷方减重：（一般阶梯状刷方，并反压护坡）。抗滑明洞锚索锚杆锚固桩重力式挡墙）支挡：（2焙烧法电化学加固电渗排水电渗法：化学灌浆水泥灌浆灌浆法：）固结岩体或滑动面：（4抗滑桩挡土墙锚固滑体7980坡脚锚索桩、坡上锚索地梁加固抗滑桩第三节泥石流一.泥石流定义泥石流是一种突然爆发的含有大量泥沙、石块的特殊洪流。其特点是：暴发突然、历时短暂、来势猛、破坏力强、冲淤变幅大、有时还表现有阵流性。二.泥石流形成条件：1.有丰富的松散固体物质：由人为弃碴形成支沟洪积扇由支沟冲刷形成侵入接触带泥页岩花岗岩风化壳由岩石风化形成地震地壳抬升由新构造运动形成：褶曲轴部断层破碎带及影响带由地质构造形成：湖库溃决冰雪融化集中暴雨：、有充沛的水动力来源2沉积区流通区松散物质供给区汇水区形成区、有陡峻的地形：3三.泥石流分类：山坡型泥石流河谷型泥石流标准型泥石流按流域形态分类泥石流水石流泥流按组成物质分类：＜％，稀性泥石流：固体＜＞％，粘性泥石流：固体＞按流体特征分类：7.1407.140泥石流水石流泥流四、泥石流沟的选线方案通过地区优点缺点工程措施流通区沟床固定、狭窄，冲刷、淤积小线路标高大，展线长一跨高净空扇缘区冲刷、淤积小沟床变迁大，线路长逢沟设桥沉积区无冲、淤严重提高标高线路外移排导槽明洞渡槽五、泥石流防治措施架桥过河走对岸方案山内隧道方案绕避明洞渡槽导流堤排导槽排导：沉积区：格栏坝重力坝流通区：拦碴：拦碴坝植被、灌浆、天沟排水护坡：沟岸衬砌、锚固排洪：环山渠形成区：水土保持格栅坝拦挡工程主要用于上游形成区的后缘，主要建筑物是各种形式的坝。它的作用主要是拦泥滞流和护床固坡。拦挡墙第四节岩溶一.定义：可溶性岩石在地表水和地下水的长期地质作用下形成的各种溶蚀现象。又叫喀斯特地貌。水处于运动状态侵蚀性水具有溶蚀能力岩石具透水性可溶性岩石二、岩溶的形成条件：2CO三、岩溶水的垂直分带性及岩溶地貌2.季节循环带（暂时饱和带）3.水平循环带（完全饱水带）：溶洞→联接成暗河。4.深部循环带：蜂窝状溶蚀小孔石钟乳溶蚀洼地雨季：溶洞石笋地表波立谷石柱峰林旱季：落水洞斗地下：形成落水洞、漏、石林地表：形成溶沟、石芽带）、垂直循环带：（饱气1四.影响岩溶发育的因素（或岩溶发育的基本规律）2.岩性及岩层产状的影响：层面岩溶发育陡倾、直立岩层，顺岩层上方岩溶发育不同岩性接触时，隔水岩性越纯、岩溶越发育不发育寒冷、干燥的地区岩溶发育温暖、潮湿的地区岩溶、气候的影响：13.地质构造的影响：发育或主动盘影响带，岩溶水一侧的影响带逆断层：断层破碎带迎影响带岩溶发育正断层：断层破碎带及断层：汇水，岩溶发育向斜：轴部节理发育并育，岩溶发育背斜：轴部拉张节理发褶曲：发育抬升时期：垂直落水洞育稳定时期：水平溶洞发、地壳运动的影响：4五.岩溶地区主要地质问题及其防治措施洞顶坍塌：隧道上、下溶洞桥墩下溶洞路基下溶洞主要问题主要措施加固顶、底板，或填死溶洞涌水、暗河涌水：平行导坑排水（注意地表居民生活用水）暗河：绕避地表潜移绕避不均匀沉降地表风化层：剥离风化层地下洞内沉积层：清除、洞内桥、绕避隧道工程地质问题一、隧道位置的选择与地质条件隧道是整个公路中的组成部分，在一般情况下，隧道的位置应当根据公路的走向来加以确定。但对于长大隧道，特别是工程地质条件复杂的长大隧道，其位置的选择往往取决于工程地质条件的优劣，即工程地质条件决定隧道位置。在各类地质条件中，地质构造与岩层产状、岩石类型及风化程度、地下水条件、地质灾害等都会对隧道位置的选择产生影响。这里主要讨论在各类地质构造条件下和地质灾害地区隧道位置的选择。（一）地质构造与岩层产状对隧道稳定的影响1．岩层产状与隧道稳定性的关系①水平岩层中，由于洞室开挖失去支撑，常常发生拱顶坍塌掉块。穿越水平岩层的隧道，应选择在坚硬、完整的岩层中。在软硬相间的情况下，隧道拱部应尽量设置在硬岩中。②倾斜岩层中，沿岩层走向布置隧道一般是不利的，易产生偏压，施工中还易产生顺层滑动和塌方。隧道沿岩层走向通过不同岩性的倾斜岩层时，应选在岩性坚硬完整的岩层中，避免将隧道选在不同岩层的交界处或有软弱夹层的地带。易选择层间连接紧密，厚度大、不透水、裂隙不发育、又无断裂破碎带的位置。一般来说不利。洞室两侧边墙所受侧压力不一致，易造成洞室边墙变形。（1）轴线平行于岩层走向时;不利，应分段开挖。不能将洞室选在软硬岩层的分界线上。（2）轴线垂直正交于岩层走向时；若岩性均一，结构致密，层间连接紧密，节理不发育，则开挖最好。若洞室轴线与岩层夹角小，岩性非均质，垂直或斜交层面节理发育，则易发生洞顶块石坍落。1．岩层产状与隧道稳定性的关系③隧道轴向与岩层走向垂直或大角度斜交，是隧道在单斜岩层中的最好布置。在这种情况下岩层受力条件较为有利，开挖后易于成拱，同时围岩压力分布也较均匀，且岩层倾角愈大，隧道稳定性愈好。2．地质构造与隧道稳定性的关系应当避免将隧道沿褶曲的轴部设置，该处岩层弯曲、裂隙发育，岩石较为破碎。在向斜轴部常是地下水富集之处，开挖后会造成大量地下水涌出。向斜轴部的岩层下部受拉，上部受压，裂隙将岩层切割成上小下大的楔形体，隧道拱顶易于产生岩块坍落。通常尽量将隧道设置在褶曲的翼部或横穿褶曲轴。垂直穿越背斜的隧道，其两端的拱顶压力大，中部压力小。隧道横穿向斜时，情况则相反。（3）轴线穿越褶皱地层时；向斜轴部地下涌水和顶部岩石崩落。较少发生洞顶坍塌，但顶板破碎岩层易发生小规模掉块。1号位置：相对3号有利，但应注意轴部破碎带。3号位置：极为不利，易产生地下涌水和坍塌现象。2号位置：相对有利，但应注意倾斜岩层可能滑动。（4）轴线穿过断层破碎带时；1号位置：极为有利，易产生渗水，洞室易破坏。2号位置：相对有利，但断裂破碎带处岩层压力增加，且可能遇到高压地下水。2．地质构造与隧道稳定性的关系断层对隧道工程，特别是对隧道施工会产生巨大不利影响。断层破碎带内不仅岩层破碎严重，还常是地下水的储水空间或集水通道，在断层破碎带内的隧道施工极易产生坍塌和涌水。断层两侧的岩层中往往存在一定的残余地应力，因而围岩压力较大。在选择隧道位置时应尽量避开大规模断层，若不易避开时，则应采用隧道轴线与断层线垂直或大角度通过。当隧道通过几组断层时，还应考虑围岩压力沿隧道轴线可能重新分布，断层形成上大下小的楔体，可能将自重传给相邻岩体，使它们的地层压力增加。（二）不良地质现象发育地区隧道位置的选择1、滑坡地区隧道位置的选择小型滑坡一般对隧道洞口产生影响，大型滑坡不仅影响洞口还会影响到洞身的稳定性。当隧道需要在滑坡地区通过时，必须查清滑坡地区的岩性、地质构造、水文地质条件，确定滑坡范围、滑动面的位置、滑动方向及滑坡发生、发展的原因，才能判断滑坡的稳定状态，以及将来可能发展的趋势。一般情况下应避开滑坡体，必须在滑坡地区通过时，应将隧道设在滑动面以外一定部位处。如果滑动面有可能继续向深部发展，则隧道位置应选在可能形成新滑面以下一定深度。确认古滑坡体不会因隧道施工而复活，才能把隧道放在滑坡体内通过。2、崩塌岩堆地区隧道位置的选择（1）在崩塌、落石地区确定隧道位置时，必须查清岩体中裂隙的产状