滑坡防治中的关键技术及其处理方法(王恭先)

滑坡防治中的关键技术及其处理方法王恭先中铁西北科学研究院主要内容1.目前滑坡防治中存在的问题；2.滑坡防治中的关键技术及其处理方法：（1）大型复杂滑坡的条块、级、层划分；（2）坡体结构与滑坡的破坏模式；（3）滑坡的勘察与监测技术；（4）滑带土抗剪强度参数的试验和选择；（5）滑坡预防；（6）滑坡防治的基本原则和工程措施。1目前滑坡防治中存在的问题1.1前期地质勘察工作不足，未能避开大型古老滑坡。1.2滑坡的勘察技术欠缺，判断失误，致使治理工程失败。1.3高边坡数量过多，高度过大，又缺少科学合理的预测评价方法及相应的加固措施，施工后发生了众多变形和滑坡。1.4治理方案上存在问题。1.5施工季节、程序和方法不科学，造成滑坡范围扩大或急剧滑动。表1典型滑坡灾害实例序号滑坡名称位置体积(万m3)发生时间灾害治理费用(万元)1八渡滑坡南昆铁路5001997.7破坏公路、渡口,威胁铁路车站90002海石湾滑坡兰州市6001995.8威胁工业广场主、副井安全30003102滑坡川藏公路5001991.中断交通、翻车17台50004K2730滑坡川藏公路4501997.8破坏公路60005向家坡滑坡重庆市1102004.7中断高速公路50006张家坪滑坡重庆市9002001.威胁高速公路30007戒台寺滑坡北京市7002004.破坏千年古寺5400八渡车站滑坡全貌海石湾煤矿上工业广场滑坡向家坡滑坡川藏公路K2730滑坡罗平－兴义一级公路断裂带滑坡万梁高速公路砂泥岩顺层滑坡元磨高速公路K293高边坡元磨高速公路K259高边坡挡墙挖基引起滑坡2滑坡防治中的关键技术及其处理方法2.1大型复杂滑坡的条块、级、层划分（1）理论依据（2）具体做法①从地貌上划分条、级②从坡体结构上分层③从变形形迹和作用因素变化分析判断其稳定性和发展趋势④分而治之成昆线东荣河1#隧道滑坡万梁高速公路张家坪滑坡张家坪滑坡平面图张家坪滑坡断面图2.2坡体结构与滑坡的破坏模式表2坡体结构类型与滑坡的破坏模式坡体结构序号基本类型亚类型滑坡的破坏模式Ⅰ类均质体结构1.均质黏性土结构2.均质黄土状土结构3.强风化残积层结构4.类均质堆填土结构旋转式滑动Ⅱ近水平层状结构(α10°)1.河湖相沉积层结构2.黄土软岩层状结构3.软、硬岩互层结构4.厚层硬岩下伏软岩结构顺层滑动切层滑动切层滑动挤出式滑动Ⅲ顺倾层状结构(α≥10°)1.黄土顺倾层状结构2.堆积土顺倾层状结构3.岩层缓倾层状结构4.岩层陡倾层状结构顺层滑动顺层滑动顺层滑动顺层——切层滑动Ⅳ反倾层状结构(α≥10°)1.缓倾层状结构2.陡倾层状结构切层滑动倾倒——切层滑动Ⅴ碎裂状结构1.碎块状结构2.碎裂状结构旋转滑动顺构造面滑动Ⅵ块状结构1.似层状结构2.眼球状结构顺构造面滑动顺构造面滑动坡体结构与滑动模式示意图2.3滑坡的勘察和监测技术①勘探的目的和方法②勘探线、点布置——控制主轴断面③钻探方法——无泵反循环法④滑坡监测勘探线布置图无泵反循环法钻具图1.岩心管；2.钢球；3.短钻杆；4.短钻杆上出水孔眼；5.反循环水流滑面监测图长晋高速公路K28+905监测断面图线路中心线K28+9053#监测孔2#监测孔1#监测孔锚索桩内监测孔1103.121m29.5m24.7m1082.748m1067.767m25.0m13.7m1059.796m9.0m10.5m4.0m10.5m监测滑动带16.5m23.6m25.0m孔口标高孔深孔口标高孔深孔口标高孔深孔口标高孔深地下水位地下水位地下水位4m8m12m13.5m04-7-804-6-1210mm3.5m4.5m9m11m15.5m18m24.5m22.5m4m5.5m7.5m9m11m13m16m20m24.5m5m9.5m11m15m17.5m29.5m04-4-304-3-510mm36.4mm37.1mm23.3mm22.0m监测滑动带15.5m2.4滑带土抗剪强度参数的试验和选择(1)黏性土的剪切破坏规律——残余强度(2)滑动面的主滑、牵引、抗滑三段式划分(3)滑坡不同发育阶段各段滑面强度不同(4)大滑坡滑面长，物质、含水状态不同，不能取同样强度参数(5)强度参数选择——试验法、反算法、经验法综合选择①不同含水量下的峰值强度和残余强度②目前状态的稳定度③主要反算主滑带参数黏性滑带土的剪切变形曲线1.超固结土的剪切变形曲线；2.正常固结土的剪切变形曲线；A.弹性极限B.强度极限C.完全软化点D.残余强度起始点滑动面的三段式划分1-主滑段2-牵引段3-抗滑段2.5滑坡预防①绕避大型滑坡、滑坡连续分布地段及易发生滑坡地段；②防止古老滑坡复活——主滑段挖方、抗滑段填方、排水；③防止已变形坡体发生大滑动——减重、反压、排水；④预防新生滑坡——高切坡及高填方设计。205国道箭丰滑坡上部减重10万m3京珠高速K152石灰岩顺层滑坡减重8万m3如何预测高边坡开挖后会否发生滑坡①从宏观地质条件调查预测②从自然山坡与人工边坡的稳定状态调查预测③从边坡所在的坡体结构和软弱结构面的分布和产状预测④从地下水的分布和发育程度预测⑤从作用因素（主要是人为因素）的变化分析预测如何预防边坡开挖后发生滑坡在设计原则上，要有充分的地质资料作为设计的基础，尽量减小边坡的总高度。高度30m以下的边坡以设计稳定的坡形和坡率为主，大于30m者应以坡形坡率与排水和支挡工程相结合“固脚强腰”，既保整体稳定，又保局部稳定。有滑坡可能的边坡必须设置防止滑坡的支挡工程，并应考虑与周围环境相协调。在设计方法上，应以地质条件为基础综合应用工程地质比拟法、力学计算法和经验数据对比法，并应对施工程序和方法提出详细而严格的要求，贯彻“动态设计，信息化施工”的原则，根据施工开挖暴露的地质条件，调整设计使之符合于实际情况。对于具有多层潜在滑面的高边坡锚固设计，如岩石顺层高边坡，应注意不同施工工况下的局部和整体稳定问题，保证施工过程的稳定。2.6滑坡治理的基本原则和工程措施（1）治理原则①正确认识滑坡的原则②预防为主的原则③一次根治、不留后患的原则④全面规划、分期治理的原则⑤治早、治小的原则⑥综合治理的原则⑦技术可行经济合理的原则⑧科学施工的原则⑨动态设计、信息化施工原则⑩加强防滑工程维修保养的原则(2)主要工程措施类型绕避或消除滑体减少下滑力增加抗滑力主要方法与措施1.改移道路2.全部或部分清除不稳定体3.架桥跨越滑体1.改变线路位置或坡度2.排除地表水3.排除地下水4.减重1.排除地下水2.扶壁和反压3.设置桩群4.设置锚秆5.化学处理6.电渗排水7.焙烧处理美国的滑坡防治工程分类日本滑坡学会的滑坡防治工程分类滑坡防治工程控制工程抑制工程减重工程地表排水工程地下排水工程反压工程河道工程浅层地下排水工程深层地下排水工程排集水井双层排水沟边坡渗沟平孔排水平孔排水排水隧洞桩工程大直径就地灌注桩工程锚索工程挡土墙工程表3防治滑坡的工程措施绕避滑坡排水力学平衡滑带土改良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)洞一孔联合排水（10）井－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.焙烧抗滑桩结构形式图悬臂式抗滑桩锚索抗滑桩锚索地梁锚索框架微型桩群滑坡治理应注意的几个问题①排地下水与支挡工程结合的问题②半坡桩的稳定问题③埋入式桩滑坡推力分布问题④微型桩的设计计算问题⑤锚索的防腐与预应力损失问题半坡桩变形半坡桩变形谢谢!