第一篇:崩塌滑坡的工程治理程序及基本方法
崩塌滑坡的工程治理程序及基本方法
为减少崩塌滑坡灾害给国民经济建设和人民生命财产带来的损失,灾害的防治已十分必要,但防治工作必须由以往那种附属的被动应急式的救灾工作转为专门的、主动的、有预见性的防灾减灾工作,为此,宜遵循以下程序和采取合适的方法。
一、崩塌滑坡的工程治理程序
(一)先勘查确定危险性
危害性及防治必要性和可行性
崩塌滑坡灾害的防治工程不同于一般建筑工程,崩塌滑坡灾害防治工程是对致灾地质作用的调整和崩塌滑坡变形体的改造工程。因此,地质的分析研究必须贯穿于其始终。勘查工作必须准确查明崩塌滑坡的险情状况,包括致灾作用的性质、成因、变形机制、边界、规模、活动状况、稳定状况及危险程度;参与计算评价的有关岩土物理力学参数及水文地质条件;成灾危害情况,包括可能遭受危害的人、物、设施的位置、规模、价值及可迁移程度;影响治理工程实施的自然条件(地形、水源、天然建材等)及社会条件(交通、能源供应、劳工等),从经济效益、社会效益诸方面进行防治的必要性、可行性论证,从而确定下步工作的如何进行。
(二)作好防治工程设计
崩塌滑坡灾害防治工程设计,必须根据崩塌滑坡活动的成因机制、运动模式、危险程度及防治目标加以制订,对崩塌滑坡总体及其不同块段应作有区别的综合考虑。
1、根据崩塌滑坡作用的成因确定主要治理途径
若崩塌滑坡失稳主要是外因造成,则消除、减少导致崩滑活动的破坏动力来源是首要的防治途径。若主要是内因造成,则防治途径应是设计增强其自身稳定性。
消除、减少破坏动力来源,应视动力性质(类型)及作用特征,选用合理措施。如防治降雨型滑坡,最有效方法是搞好地表及地下水排水。防治冲蚀型滑坡的措施是改变冲蚀水流的流向、流势,减缓冲蚀强度,或修筑抗冲蚀(护坡)工程。防治堆积加载型滑坡的措施是制止堆积物填加或清方减载。防治挖掘型崩滑的措施是改善挖掘工艺方法,减少对山(坡)体的破坏扰动或停止挖掘。
增强变形体自身稳定性的基本原则是减小变形作用力,增强阻抗力。针对崩滑作用机制及运动模式,采取有效的抗衡措施,包括选择适宜的工程结构类型及其实施位置与方向。治理滑坡的具体工程措施,有降低坡高、坡角;在主滑段削方减载;在有效部位施加拦挡工程及排水、防水工程等。
2、根据崩塌滑坡的危险程度和防治目标(安全标准)确定防治工程的强度和工程量。
防治工程的结构强度和工程量的确定,应以能达到防治目标的要求为准。这也与工程位置的选定有关,比较简便可行的办法是绘制不同安全等级(K值)的滑坡下滑力曲线图。在图上采取最有利位置使滑坡总体下滑减少为零,其所需的力即为防治工程应有的出力,可据之确定工程的结构强度及工程量。
3、进行施工
崩塌滑坡灾害防治工程的合理施工也是一件十分重要的事,因为欲加防治的崩滑体,自身稳定性都很差,经不起大的工程扰动,而防治工程施工又难以完全避免有扰动,必须将这种扰动限制在变形体能承受得了范围之内,不然反而会加剧崩滑变形,甚至失控成灾,落得事与愿违的后果。在滑坡区设挡土墙一般都忌通槽开挖,如1967年渡口市弄坪火车站滑坡防治中,为设挡墙而通槽开挖基抗,导致原本处于缓变阶段的滑坡急剧下滑,推走5栋楼房进入金少江,就是一个惨痛教训。挖孔桩排,也不宜连续成排同时开挖,而应跳隔施工。这在四川万县豆芽棚滑坡的防治中,也有过正反面的经验。锚索(杆)施工的孔洞钻掘强度(洞群密度及爆破力),也不能对加固岩土体有大的扰动破坏,至于施工锚固力(预应力)也不宜过大,以防将开裂岩体折断,或使土体产生连续性拉张变形带。对土体的锚固,锚头深度必须超过斜坡土体的天然剪切破裂弧面以外。
二、崩塌滑坡防治的基本方法
大夫治病,要对症下药,防治崩塌滑坡,也要有的放矢。整治滑坡的方法,归结起来可以分为三类:一是消除或减轻水对诱导滑坡的影响;二是改变滑坡外形、增加滑坡的抗滑力;三是改变滑带土石性质,阻滞滑坡体的滑动。所有这些措施,都需要具体情况具体分析,有针对性地使用,才能收到“药到病除”的好效果。例如,对于由地下水作用引起的滑坡,在事先弄清地下水补给来源、方式、方向、位置和数量的基础上,主要采用截水盲沟、盲洞、仰斜钻孔等工程加以排除;对于因江河冲刷引起的滑坡,应着重修筑河岸防护工程;对于因挖方修建铁路、公路,破坏了山体平衡,采用抗滑挡墙、抗滑桩等支撑措施来恢复平衡,效果比较显著,对于因地表渗水或自然沟水补给而引起的滑坡体滑动,则宜采取地面铺砌防渗、地表排水及沟床铺砌等措施;对于因滑动带土质不良而引起的滑动,可考虑采用灌浆、焙烧等改良土质的办法,也可以采用疏干工程来减少水的作用;对于大滑坡或滑坡体连续分布的区段,如果处理起来在技术上还不过关,经济上不合算,可以考虑使工程建筑设施避开滑坡的影响范围;对于中小型滑坡,工程建筑要避工它们正在活动的前部,如果条件允许的话,也可以将小型滑坡全部清除。
各地防治滑坡的实践表明,凡是采用排除地下水措施的,都收到了效果,凡是采用支挡工程措施的,只要设计无误,而且支挡工程埋基于滑床之下的足够深度,一般也取得了迅速稳定滑坡的效果;凡是单纯采用减重措施的,都不能最终稳定滑坡,减重措施必须与支挡或排水措施相结合才能见到成效。总之,在防治滑坡时,必须牢记因地制宜,综合治理,力求根治,不留后患。防治工程一般有以下几种基本方法:
(一)排水工程
1、排除地表水:滑坡的发生和发展,与地表水的危害有密切关系。所以,设置排水系统来排除地表水,对治理各类滑坡都是适用的,对治理某些浅层滑坡,效果尤其显著。常用的地表排水方法,是在滑坡可能发展的边界5米以外,设置一条或数条环形截水沟,用以拦截普遍引自斜坡上部流向斜坡的水流。通常,沟深和沟底宽度都不小于0.6米。为了防止水流的下渗,在滑坡体上也应充分利用自然沟谷,布置成树枝状排水系统,使水流得以汇集旁引。如地表条件许可,在滑坡边缘还可修筑明沟,直接向滑坡两侧稳定地段排水。如果滑坡体内有湿地和泉水露头,则需修筑渗沟与明沟相配合的引水工程;地在表水下渗为滑坡主要原因的地段,还可修筑不同的隔渗工程。当地表出现裂缝或滑坡体松散易于地表水下渗时,都要及时进行平整夯实,以防地表水渗入。另外,在滑坡地区进行绿化,尤其是种植阔叶树木,也是配合地表排水、促使滑坡稳定的一项有效措施。
2、排除地下水:地下水通常是诱发滑坡的主要因素,排除有害的地下水、尤其是滑带水,成为治理滑坡的一项有效措施。滑坡地下排水系统包括截水盲沟、支撑盲沟、盲洞、仰斜钻孔、渗管、渗井、垂直钻孔以及砂井与平孔相结合、渗井与盲洞相结合等工程设施。其中的深盲沟和盲洞,由于造价较高、施工困难,效果又不太稳定,一般很少采用。
截水盲沟设置于滑坡可能发展范围5米以外的稳定地段,与地下水流向垂直,一般作环状或折线形布置,目的在于拦截和普旁引滑坡范围以外的地下水。这种盲沟由集水和排水两部分组成,断面尺寸由施工条件决定,沟底宽度一般不小于1米。盲沟的基底要埋入补给滑带水的最低一层含水层之下的不透水层内。为了维修和清淤的方便,在截水盲沟的转折点和直线地段每隔30-50米,都要设置检查井。
支撑盲沟。是一种兼具排水和支撑作用的工程设施。地于滑动面埋藏不深,滑坡体有大量积水,或地下水分布层次较多、难于在上部截除的滑坡,可考虑采用修建盲沟的办法来进行治理。支撑盲沟布置在平行于滑坡滑动方向有地下水露头处,从滑坡脚部向上修筑。有时在上部分岔成支沟,支沟方向与滑动方向成30°-45°交角。支撑盲沟的宽度根据抗滑需要、沟深和便于施工的原则来确定。一般采用2-4米。盲沟基底应砌筑在滑动面以下0.5米的稳定地层中,修成2-4%的排水纵坡。如果滑坡推力较大,可考虑采用支撑盲沟与抗滑挡墙结合的结构形式,这种联合形式的防治效果更好。
仰斜孔群。是一种用近于水平的钻孔把地下水引出,从而达到疏干滑坡体、使滑坡稳定的措施。仰斜排水孔的位置,可按滑体地下水分布情况,布置在汇水面积较大的滑面凹部。孔的仰斜角度应按滑动面倾角以及稳定的地下水面位置而定,一般采用10°-15°。孔径的大小由施工机具和孔壁加固材料决定,可以从几十毫米到一百毫米以上。如果仰斜排水孔作为长期的排水通道使用,那么孔壁就需要用镀锌铜滤管、塑料滤管或竹管加固,也可用风压吹砂填塞钻孔。当含水土层(如黄土)渗透性差时,可采用砂井——仰斜排水孔联合排水措施,以砂井聚集滑坡体内的地下水,用斜孔穿连砂井并把水排出。在这种排水措施中,原则上斜孔应打在滑动面以下。砂井的井底以及砂井与斜孔的交接点,也要低于滑动面。砂井中的充填料应保证孔隙水可以自由流入砂井,而砂井又不会被细粒砂土所淤积。
垂直孔群。是一种用钻孔群穿透滑动面,把滑坡体内储藏的地下水转移到下伏强透水层,从而将水排泄走的一种工程措施。每一种工程措施都有一定的适用条件,垂直孔群的适用条件是:滑坡体土石的裂隙度高、透水能力强、在滑动面下部存在的排泄能力强的透水层。垂直孔群一般是在地下水集中地区和供水部位,采用成排排列的方式进行布置。每排孔群的方向应垂直于地下水的流向。排与排的间距约为孔与孔间距的1.5至5倍。排水钻孔的孔径,要求每孔的设计最大出水量应大于钻孔实际涌水量。为了达到钻孔排水的目的,每个钻孔都必须打入滑动面以下的强透水层中,并且要求在每孔钻进终了时,都要安设过滤管,在过滤管外天充填砂砾过滤层。对于不设过滤管的钻也,应该全部充填砂砾。在孔口应设置略高于地面的防水层。
防止水对坡脚的冲刷。在自然界中,由于斜坡的前缘受到河流冲刷而诱发滑坡的情况,是一种很普遍的现象。因此,应努力防止水对坡脚前缘的冲刷、淘蚀。一般说为,治理的办法是在滑坡上游严重受冲地段,修筑促使主流偏向对岸的丁坝。在滑坡前缘用抛石、铺设石笼、钢筋混凝土块及片石护坡,使滑坡坡脚的土体免受河水冲刷,从而达到稳定滑坡的作用。如果滑坡位于河曲处,河道又有改变的条件,也可采用改河方案,以使滑坡前缘免受河水冲刷。一些沟谷由于水流的冲刷,使沟床不断加深与展宽,沟坡的岩土失去稳定而产生滑坡,对这种滑坡的治理,可在它的下游地段修筑堤坝,以防继续下蚀,并利用淤积的固体物质稳定滑坡的坡脚。水库岸边的滑坡也常因坡舌部分遭受冲刷而促使滑坡不断发展,其治理办法是:蓄水前可在滑坡前缘的上游地段修筑丁坝,使库水夹带的泥沙能够淤积于滑坡前缘,起支撑滑坡的作用;水库蓄水之后,在主导风向作用下,波浪对岸边的冲刷有将岸边泥沙带至水库的作用,当滑坡处于这样的地段时,应在滑坡脚部填以平缓的斜坡,在斜坡上修一个有足够厚度的反滤层,再在滤层上砌石护坡,以取得稳定滑坡的作用。
(二)支挡工程
由于失支支撑而引起的滑坡,或滑床陡、滑动快的滑坡,采用修筑支档工程的办法,可增加滑坡的重力平衡条件,使滑坡迅速恢复稳定。支撑建筑物的种类很多,有抗滑垛、抗滑桩、抗滑墙、锚固等。这里仅介绍几种主要的支挡工程办法:
1、抗滑片石垛。是一种用垒砌石块的方法来阻止滑坡体下滑、达到稳定滑坡目的的工程措施。对于滑体不大,滑面位置低于坡脚不深的中、小型滑坡,又有足够的场地和廉价的石料时,就可采用这种工程措施。但是,这种措施不适宜用来治理下滑力较大的大、中型滑坡。对于强地震区的滑坡,由于片石垛本身结构松散,这种措施也同样不宜采用。对于适宜采用抗滑垛的中、小型滑坡,片石垛的基础必须埋置于可能形成的滑面以下0.5-1.0米处,一般都用浆砌片石或混凝土做成厚约0.5米的整体基础。抗滑片石垛的顶宽一般不小于1米,垛的高度应高出可能向上产生滑动面的位置,垛的外侧坡度通常为1:0.75-1:1.25。码砌石块时,必须平行于基底分层砌筑,石块间尽可能相互咬紧,为了保证片石垛具有良好的透水性能,在垛后需要置放砂砾滤层。
2、抗滑挡墙。是一种阻挡滑坡体滑动的工程措施,适用于治理因河流冲刷或因人为切割支撑部分而产生的中、小型滑坡,但不适宜治理滑床比较松软、滑面容易向下或向上发展的滑坡。由于滑坡的推力较大,抗滑挡墙比一般的挡土墙要设计得宽大些,具有胸坡缓、外形宽大的特点。为了增加抗滑挡墙的稳定性,在墙后应设一、二米宽的衡重台或卸荷平台,挡墙的胸坡越缓越好,一般用1:0.3-1:0.5,也有1:0.75-1:1者。抗滑挡墙,一般多设置于滑坡的前缘,基础埋入完整稳定的岩层或土层的一定深度。挡墙背后应设置顺墙的渗沟以排除墙后的地下水,同时在墙上还应设置泄水孔,以防止墙后积水泡软基础。
3、抗滑桩。用来治理滑坡既要保证桩不被剪断、推弯或推倒,也要保证桩间土体不会从桩间滑走或因桩高不够导致土体从桩顶滑出。抗滑桩应设置在滑体中下部,滑动面接近于水平,而且也是滑动层较厚的部位。一定要保证桩身有足够的强度和锚固深度、桩高和桩间距离都要适当。抗滑桩的施工方法主要有打入法、钻孔法和挖孔法三种。对于浅层的粘性土和黄土滑坡,可直接用重锤把木桩、钢轨桩、钢管桩、钢筋混凝土管桩等打入,简单易行;对于中厚层的大型滑坡,则多采用钻孔法和挖孔法施工。
4、锚固。利用穿过软弱结构面、深入至完整岩体内一定深度的钻孔,插入钢筋、钢棒、钢索、预应力钢筋及回填混凝土,借以提高岩体的磨擦阻力、整体性与抗剪强度,这种措施统称为锚固。
(1)锚杆喷射混凝土联合支护:简称锚喷结构或锚喷支护,即喷射混凝土与锚杆相结合的一种支护结构,也称喷锚支护。
(2)锚杆:是指钻凿岩孔,然后在岩孔中灌入水泥沙浆并插入一根钢筋,当砂浆凝结硬化后钢筋便锚固在围岩中,借助于这种锚固在围岩中钢筋能有效地控制围岩或浅部岩体变形,防止其滑动和坍塌,这种插入岩孔,锚固在围岩中从而使围岩或上部岩体起到支护作用的钢筋称为“锚杆”。
锚杆类型很多,有楔缝式锚杆、倒楔式锚杆、普通式砂浆锚杆(并称插筋),钢丝绳砂浆锚杆,树脂锚杆及预应力锚索等,锚杆的作用是锚杆与岩体锚固后的作用,有四种形式,即悬吊作用,组合作用,加固作用,锚杆的自承拱作用。
(3)预应力锚索:由钻孔穿过软弱岩层或滑动面,把一端(锚杆)锚固在坚硬的岩层中(称内锚头),然后在另一个自由端(称外锚头)进行张拉,从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固,这种方法称预应力锚索,简称锚索,国内应用较多,如长江南岸链子崖危岩体治理和会同县中心街滑坡治理中都采用了此种锚索。
锚索结构一般由幅度锚头、锚索体和外锚头三部分共同组成。内锚头又称锚固段或锚根,是锚索锚固在岩体内提供预应力的根基,按其结构形式分为机械式和胶结式两大类,胶结式又分为砂浆胶结和树脂胶结两类,砂浆式又分二次灌浆和一次灌浆式。外锚头又称外锚固段,是锚索借以提供张拉吨位和锁定的部位,其种类有锚塞式、螺纹式、钢筋混凝土圆柱体锚墩式、墩头锚式和钢构架式等;锚索体,是连结内外锚头的构件,也是张拉力的承受者,通过对锚索体的张拉来提供预应力,锚索体由高强度钢筋、钢纹线或螺纹钢筋构成。
预应力锚索是一种较复杂的锚固工程,需要专门知识与经验,施工监理人员,应具有更丰富理论和经验。
5、减载
当一个滑坡处于头重脚轻的状况下,而在前方又有一个可靠的抗滑地段时,采取在滑坡体上部减重或脚部加填的办法,使滑坡的外形得以改变,重心得以降低,可以使滑坡的稳定性得到根本的改善。曾经有人计算过,如果将滑动土体积的4%从坡顶转移到坡脚,那么滑坡的稳定性就可增大10%。如果滑坡没有一个可靠的抗滑地段,则减重只能减小滑坡的下滑力,不能达到稳定滑坡的目的。因此,用减重的方法治理滑坡时,常常需要与下部的支挡措施相配合。
应当说明的是,用减重的方法治理滑坡并不是对所有滑坡都适用。比方说,对于牵引式滑坡或滑土带具有卸载膨胀性的滑坡,就不宜使用。减重常用于滑面不深、具有上陡下缓、滑坡后壁及两侧有岩层外露或土体稳定不可能继续向上发展的滑坡。对于可以采用减重方法治理的滑坡,应该认真决定减重范围,要根据各段滑坡的稳定程度、稳定滑坡和其它建筑物的要求,进综合考虑。对于一些不向上或向两侧牵引发展的小型滑坡,也可考虑将滑坡体全部清除。
在对滑坡体作减重处理时,必须切实注意施工方法,尽量做到先上后下,先高后低,均匀减重,以防止挖土不均匀而造成滑坡的分解和恶化。对于减重后的坡面要进行平整,及时做好排水和防渗。在滑坡前部的抗滑地段,采用加载措施,可以产生稳定滑坡的作用,当条件许可时,应尽可能地利用滑坡上方的减重土石堆于前部抗滑的地段。为了加强堆土的反压作用,可以将堆土修成抗滑土堤,堆土时要分层夯实,外露坡面应干砌片石或种植草木,土堤内侧应修渗沟,土堤和老土之间应修隔渗层。
6、固化
用物理化学方法改善滑坡带土石性质。
①焙烧法:焙烧法是利用导洞焙烧滑坡脚部的滑带上,使之形成地下“挡墙”而稳定滑坡的一种措施。利用焙烧法可以治理一些土质滑坡。用煤焙烧砂粘土时,当烧土达到一定温度后,砂粘土会变成象砖块一样,具有相同高的抗剪强度和防水性,同时地下水也可从被烧的土裂缝中流入坑道而排出。
用焙烧法治理滑坡,导洞须埋入坡脚滑动面以下0.5-1.0米处。为了使焙烧的土体成拱形,导洞的平面最好按曲线或折线布置。导洞焙烧的温度,一般土为500-800℃。通常用煤和木柴作燃料,也可以用气体或液体作燃料。焙烧程度应以塑性消失和在水的作用下不致膨胀和泡软为准。
②电渗排水:电渗排水是利用电场作用而把地下水排除,达到稳定滑坡的一种方法。这种方法最适用于粒径0.05-0.005毫米的粉质土的排水,因为粉土中所含的粘土颗粒在脱水情况下就会变硬。施工的过程是:首先将阴极和阳极的金属桩成行地交错打入滑坡体中,然后通电和抽水。一般以铁或铜桩为负极,铝桩为正极。通电后水即发生电渗作用,水分从正极移向由一花管组成的负极,待水分集中到负极花管之后,就用水泵把水抽走。
③爆破灌浆法:爆破灌浆法是一种用炸药爆破破坏滑动面,随之把浆液灌入滑带中以置换滑带水并固结滑带上,从而达到使滑坡稳定的一种治理方法。目前这种方法仅用于小型滑坡。施工步骤是:首先用钻孔打穿滑动带,在钻孔中爆破。使滑坡床岩层松动;再将带孔灌浆管打入滑带下0.15米,在一定的压力下将浆液压入,使其在滑动带中将裂缝充满,形成一个稳定土层,借以增大滑带土的抗滑能力。在我国黄土区的一些滑坡,曾用石灰、水泥和粘土浆液压注裂缝的方法来加固滑带土,取得了一定的成效。
需要说明的是,运用物理化学方法改善滑带土石性质借以提高滑坡稳定性的治理方法,目前尚处于试验阶段,在滑坡治理中并未被广泛采用。在实际工作中,排水支挡还是整治滑坡的两项主要措施。
崩塌滑坡的工程治理程序及基本方法
为减少崩塌滑坡灾害给国民经济建设和人民生命财产带来的损失,灾害的防治已十分必要,但防治工作必须由以往那种附属的被动应急式的救灾工作转为专门的、主动的、有预见性的防灾减灾工作,为此,宜遵循以下程序和采取合适的方法。
一、崩塌滑坡的工程治理程序
(一)先勘查确定危险性
危害性及防治必要性和可行性
崩塌滑坡灾害的防治工程不同于一般建筑工程,崩塌滑坡灾害防治工程是对致灾地质作用的调整和崩塌滑坡变形体的改造工程。因此,地质的分析研究必须贯穿于其始终。勘查工作必须准确查明崩塌滑坡的险情状况,包括致灾作用的性质、成因、变形机制、边界、规模、活动状况、稳定状况及危险程度;参与计算评价的有关岩土物理力学参数及水文地质条件;成灾危害情况,包括可能遭受危害的人、物、设施的位置、规模、价值及可迁移程度;影响治理工程实施的自然条件(地形、水源、天然建材等)及社会条件(交通、能源供应、劳工等),从经济效益、社会效益诸方面进行防治的必要性、可行性论证,从而确定下步工作的如何进行。
(二)作好防治工程设计
崩塌滑坡灾害防治工程设计,必须根据崩塌滑坡活动的成因机制、运动模式、危险程度及防治目标加以制订,对崩塌滑坡总体及其不同块段应作有区别的综合考虑。
1、根据崩塌滑坡作用的成因确定主要治理途径
若崩塌滑坡失稳主要是外因造成,则消除、减少导致崩滑活动的破坏动力来源是首要的防治途径。若主要是内因造成,则防治途径应是设计增强其自身稳定性。
消除、减少破坏动力来源,应视动力性质(类型)及作用特征,选用合理措施。如防治降雨型滑坡,最有效方法是搞好地表及地下水排水。防治冲蚀型滑坡的措施是改变冲蚀水流的流向、流势,减缓冲蚀强度,或修筑抗冲蚀(护坡)工程。防治堆积加载型滑坡的措施是制止堆积物填加或清方减载。防治挖掘型崩滑的措施是改善挖掘工艺方法,减少对山(坡)体的破坏扰动或停止挖掘。
增强变形体自身稳定性的基本原则是减小变形作用力,增强阻抗力。针对崩滑作用机制及运动模式,采取有效的抗衡措施,包括选择适宜的工程结构类型及其实施位置与方向。治理滑坡的具体工程措施,有降低坡高、坡角;在主滑段削方减载;在有效部位施加拦挡工程及排水、防水工程等。
2、根据崩塌滑坡的危险程度和防治目标(安全标准)确定防治工程的强度和工程量。
防治工程的结构强度和工程量的确定,应以能达到防治目标的要求为准。这也与工程位置的选定有关,比较简便可行的办法是绘制不同安全等级(K值)的滑坡下滑力曲线图。在图上采取最有利位置使滑坡总体下滑减少为零,其所需的力即为防治工程应有的出力,可据之确定工程的结构强度及工程量。
3、进行施工
崩塌滑坡灾害防治工程的合理施工也是一件十分重要的事,因为欲加防治的崩滑体,自身稳定性都很差,经不起大的工程扰动,而防治工程施工又难以完全避免有扰动,必须将这种扰动限制在变形体能承受得了范围之内,不然反而会加剧崩滑变形,甚至失控成灾,落得事与愿违的后果。在滑坡区设挡土墙一般都忌通槽开挖,如1967年渡口市弄坪火车站滑坡防治中,为设挡墙而通槽开挖基抗,导致原本处于缓变阶段的滑坡急剧下滑,推走5栋楼房进入金少江,就是一个惨痛教训。挖孔桩排,也不宜连续成排同时开挖,而应跳隔施工。这在四川万县豆芽棚滑坡的防治中,也有过正反面的经验。锚索(杆)施工的孔洞钻掘强度(洞群密度及爆破力),也不能对加固岩土体有大的扰动破坏,至于施工锚固力(预应力)也不宜过大,以防将开裂岩体折断,或使土体产生连续性拉张变形带。对土体的锚固,锚头深度必须超过斜坡土体的天然剪切破裂弧面以外。
二、崩塌滑坡防治的基本方法
大夫治病,要对症下药,防治崩塌滑坡,也要有的放矢。整治滑坡的方法,归结起来可以分为三类:一是消除或减轻水对诱导滑坡的影响;二是改变滑坡外形、增加滑坡的抗滑力;三是改变滑带土石性质,阻滞滑坡体的滑动。所有这些措施,都需要具体情况具体分析,有针对性地使用,才能收到“药到病除”的好效果。例如,对于由地下水作用引起的滑坡,在事先弄清地下水补给来源、方式、方向、位置和数量的基础上,主要采用截水盲沟、盲洞、仰斜钻孔等工程加以排除;对于因江河冲刷引起的滑坡,应着重修筑河岸防护工程;对于因挖方修建铁路、公路,破坏了山体平衡,采用抗滑挡墙、抗滑桩等支撑措施来恢复平衡,效果比较显著,对于因地表渗水或自然沟水补给而引起的滑坡体滑动,则宜采取地面铺砌防渗、地表排水及沟床铺砌等措施;对于因滑动带土质不良而引起的滑动,可考虑采用灌浆、焙烧等改良土质的办法,也可以采用疏干工程来减少水的作用;对于大滑坡或滑坡体连续分布的区段,如果处理起来在技术上还不过关,经济上不合算,可以考虑使工程建筑设施避开滑坡的影响范围;对于中小型滑坡,工程建筑要避工它们正在活动的前部,如果条件允许的话,也可以将小型滑坡全部清除。
各地防治滑坡的实践表明,凡是采用排除地下水措施的,都收到了效果,凡是采用支挡工程措施的,只要设计无误,而且支挡工程埋基于滑床之下的足够深度,一般也取得了迅速稳定滑坡的效果;凡是单纯采用减重措施的,都不能最终稳定滑坡,减重措施必须与支挡或排水措施相结合才能见到成效。总之,在防治滑坡时,必须牢记因地制宜,综合治理,力求根治,不留后患。防治工程一般有以下几种基本方法:
(一)排水工程
1、排除地表水:滑坡的发生和发展,与地表水的危害有密切关系。所以,设置排水系统来排除地表水,对治理各类滑坡都是适用的,对治理某些浅层滑坡,效果尤其显著。常用的地表排水方法,是在滑坡可能发展的边界5米以外,设置一条或数条环形截水沟,用以拦截普遍引自斜坡上部流向斜坡的水流。通常,沟深和沟底宽度都不小于0.6米。为了防止水流的下渗,在滑坡体上也应充分利用自然沟谷,布置成树枝状排水系统,使水流得以汇集旁引。如地表条件许可,在滑坡边缘还可修筑明沟,直接向滑坡两侧稳定地段排水。如果滑坡体内有湿地和泉水露头,则需修筑渗沟与明沟相配合的引水工程;地在表水下渗为滑坡主要原因的地段,还可修筑不同的隔渗工程。当地表出现裂缝或滑坡体松散易于地表水下渗时,都要及时进行平整夯实,以防地表水渗入。另外,在滑坡地区进行绿化,尤其是种植阔叶树木,也是配合地表排水、促使滑坡稳定的一项有效措施。
2、排除地下水:地下水通常是诱发滑坡的主要因素,排除有害的地下水、尤其是滑带水,成为治理滑坡的一项有效措施。滑坡地下排水系统包括截水盲沟、支撑盲沟、盲洞、仰斜钻孔、渗管、渗井、垂直钻孔以及砂井与平孔相结合、渗井与盲洞相结合等工程设施。其中的深盲沟和盲洞,由于造价较高、施工困难,效果又不太稳定,一般很少采用。
截水盲沟设置于滑坡可能发展范围5米以外的稳定地段,与地下水流向垂直,一般作环状或折线形布置,目的在于拦截和普旁引滑坡范围以外的地下水。这种盲沟由集水和排水两部分组成,断面尺寸由施工条件决定,沟底宽度一般不小于1米。盲沟的基底要埋入补给滑带水的最低一层含水层之下的不透水层内。为了维修和清淤的方便,在截水盲沟的转折点和直线地段每隔30-50米,都要设置检查井。
支撑盲沟。是一种兼具排水和支撑作用的工程设施。地于滑动面埋藏不深,滑坡体有大量积水,或地下水分布层次较多、难于在上部截除的滑坡,可考虑采用修建盲沟的办法来进行治理。支撑盲沟布置在平行于滑坡滑动方向有地下水露头处,从滑坡脚部向上修筑。有时在上部分岔成支沟,支沟方向与滑动方向成30°-45°交角。支撑盲沟的宽度根据抗滑需要、沟深和便于施工的原则来确定。一般采用2-4米。盲沟基底应砌筑在滑动面以下0.5米的稳定地层中,修成2-4%的排水纵坡。如果滑坡推力较大,可考虑采用支撑盲沟与抗滑挡墙结合的结构形式,这种联合形式的防治效果更好。
仰斜孔群。是一种用近于水平的钻孔把地下水引出,从而达到疏干滑坡体、使滑坡稳定的措施。仰斜排水孔的位置,可按滑体地下水分布情况,布置在汇水面积较大的滑面凹部。孔的仰斜角度应按滑动面倾角以及稳定的地下水面位置而定,一般采用10°-15°。孔径的大小由施工机具和孔壁加固材料决定,可以从几十毫米到一百毫米以上。如果仰斜排水孔作为长期的排水通道使用,那么孔壁就需要用镀锌铜滤管、塑料滤管或竹管加固,也可用风压吹砂填塞钻孔。当含水土层(如黄土)渗透性差时,可采用砂井——仰斜排水孔联合排水措施,以砂井聚集滑坡体内的地下水,用斜孔穿连砂井并把水排出。在这种排水措施中,原则上斜孔应打在滑动面以下。砂井的井底以及砂井与斜孔的交接点,也要低于滑动面。砂井中的充填料应保证孔隙水可以自由流入砂井,而砂井又不会被细粒砂土所淤积。
垂直孔群。是一种用钻孔群穿透滑动面,把滑坡体内储藏的地下水转移到下伏强透水层,从而将水排泄走的一种工程措施。每一种工程措施都有一定的适用条件,垂直孔群的适用条件是:滑坡体土石的裂隙度高、透水能力强、在滑动面下部存在的排泄能力强的透水层。垂直孔群一般是在地下水集中地区和供水部位,采用成排排列的方式进行布置。每排孔群的方向应垂直于地下水的流向。排与排的间距约为孔与孔间距的1.5至5倍。排水钻孔的孔径,要求每孔的设计最大出水量应大于钻孔实际涌水量。为了达到钻孔排水的目的,每个钻孔都必须打入滑动面以下的强透水层中,并且要求在每孔钻进终了时,都要安设过滤管,在过滤管外天充填砂砾过滤层。对于不设过滤管的钻也,应该全部充填砂砾。在孔口应设置略高于地面的防水层。
防止水对坡脚的冲刷。在自然界中,由于斜坡的前缘受到河流冲刷而诱发滑坡的情况,是一种很普遍的现象。因此,应努力防止水对坡脚前缘的冲刷、淘蚀。一般说为,治理的办法是在滑坡上游严重受冲地段,修筑促使主流偏向对岸的丁坝。在滑坡前缘用抛石、铺设石笼、钢筋混凝土块及片石护坡,使滑坡坡脚的土体免受河水冲刷,从而达到稳定滑坡的作用。如果滑坡位于河曲处,河道又有改变的条件,也可采用改河方案,以使滑坡前缘免受河水冲刷。一些沟谷由于水流的冲刷,使沟床不断加深与展宽,沟坡的岩土失去稳定而产生滑坡,对这种滑坡的治理,可在它的下游地段修筑堤坝,以防继续下蚀,并利用淤积的固体物质稳定滑坡的坡脚。水库岸边的滑坡也常因坡舌部分遭受冲刷而促使滑坡不断发展,其治理办法是:蓄水前可在滑坡前缘的上游地段修筑丁坝,使库水夹带的泥沙能够淤积于滑坡前缘,起支撑滑坡的作用;水库蓄水之后,在主导风向作用下,波浪对岸边的冲刷有将岸边泥沙带至水库的作用,当滑坡处于这样的地段时,应在滑坡脚部填以平缓的斜坡,在斜坡上修一个有足够厚度的反滤层,再在滤层上砌石护坡,以取得稳定滑坡的作用。
(二)支挡工程
由于失支支撑而引起的滑坡,或滑床陡、滑动快的滑坡,采用修筑支档工程的办法,可增加滑坡的重力平衡条件,使滑坡迅速恢复稳定。支撑建筑物的种类很多,有抗滑垛、抗滑桩、抗滑墙、锚固等。这里仅介绍几种主要的支挡工程办法:
1、抗滑片石垛。是一种用垒砌石块的方法来阻止滑坡体下滑、达到稳定滑坡目的的工程措施。对于滑体不大,滑面位置低于坡脚不深的中、小型滑坡,又有足够的场地和廉价的石料时,就可采用这种工程措施。但是,这种措施不适宜用来治理下滑力较大的大、中型滑坡。对于强地震区的滑坡,由于片石垛本身结构松散,这种措施也同样不宜采用。对于适宜采用抗滑垛的中、小型滑坡,片石垛的基础必须埋置于可能形成的滑面以下0.5-1.0米处,一般都用浆砌片石或混凝土做成厚约0.5米的整体基础。抗滑片石垛的顶宽一般不小于1米,垛的高度应高出可能向上产生滑动面的位置,垛的外侧坡度通常为1:0.75-1:1.25。码砌石块时,必须平行于基底分层砌筑,石块间尽可能相互咬紧,为了保证片石垛具有良好的透水性能,在垛后需要置放砂砾滤层。
2、抗滑挡墙。是一种阻挡滑坡体滑动的工程措施,适用于治理因河流冲刷或因人为切割支撑部分而产生的中、小型滑坡,但不适宜治理滑床比较松软、滑面容易向下或向上发展的滑坡。由于滑坡的推力较大,抗滑挡墙比一般的挡土墙要设计得宽大些,具有胸坡缓、外形宽大的特点。为了增加抗滑挡墙的稳定性,在墙后应设一、二米宽的衡重台或卸荷平台,挡墙的胸坡越缓越好,一般用1:0.3-1:0.5,也有1:0.75-1:1者。抗滑挡墙,一般多设置于滑坡的前缘,基础埋入完整稳定的岩层或土层的一定深度。挡墙背后应设置顺墙的渗沟以排除墙后的地下水,同时在墙上还应设置泄水孔,以防止墙后积水泡软基础。
3、抗滑桩。用来治理滑坡既要保证桩不被剪断、推弯或推倒,也要保证桩间土体不会从桩间滑走或因桩高不够导致土体从桩顶滑出。抗滑桩应设置在滑体中下部,滑动面接近于水平,而且也是滑动层较厚的部位。一定要保证桩身有足够的强度和锚固深度、桩高和桩间距离都要适当。抗滑桩的施工方法主要有打入法、钻孔法和挖孔法三种。对于浅层的粘性土和黄土滑坡,可直接用重锤把木桩、钢轨桩、钢管桩、钢筋混凝土管桩等打入,简单易行;对于中厚层的大型滑坡,则多采用钻孔法和挖孔法施工。
4、锚固。利用穿过软弱结构面、深入至完整岩体内一定深度的钻孔,插入钢筋、钢棒、钢索、预应力钢筋及回填混凝土,借以提高岩体的磨擦阻力、整体性与抗剪强度,这种措施统称为锚固。
(1)锚杆喷射混凝土联合支护:简称锚喷结构或锚喷支护,即喷射混凝土与锚杆相结合的一种支护结构,也称喷锚支护。
(2)锚杆:是指钻凿岩孔,然后在岩孔中灌入水泥沙浆并插入一根钢筋,当砂浆凝结硬化后钢筋便锚固在围岩中,借助于这种锚固在围岩中钢筋能有效地控制围岩或浅部岩体变形,防止其滑动和坍塌,这种插入岩孔,锚固在围岩中从而使围岩或上部岩体起到支护作用的钢筋称为“锚杆”。
锚杆类型很多,有楔缝式锚杆、倒楔式锚杆、普通式砂浆锚杆(并称插筋),钢丝绳砂浆锚杆,树脂锚杆及预应力锚索等,锚杆的作用是锚杆与岩体锚固后的作用,有四种形式,即悬吊作用,组合作用,加固作用,锚杆的自承拱作用。
(3)预应力锚索:由钻孔穿过软弱岩层或滑动面,把一端(锚杆)锚固在坚硬的岩层中(称内锚头),然后在另一个自由端(称外锚头)进行张拉,从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固,这种方法称预应力锚索,简称锚索,国内应用较多,如长江南岸链子崖危岩体治理和会同县中心街滑坡治理中都采用了此种锚索。
锚索结构一般由幅度锚头、锚索体和外锚头三部分共同组成。内锚头又称锚固段或锚根,是锚索锚固在岩体内提供预应力的根基,按其结构形式分为机械式和胶结式两大类,胶结式又分为砂浆胶结和树脂胶结两类,砂浆式又分二次灌浆和一次灌浆式。外锚头又称外锚固段,是锚索借以提供张拉吨位和锁定的部位,其种类有锚塞式、螺纹式、钢筋混凝土圆柱体锚墩式、墩头锚式和钢构架式等;锚索体,是连结内外锚头的构件,也是张拉力的承受者,通过对锚索体的张拉来提供预应力,锚索体由高强度钢筋、钢纹线或螺纹钢筋构成。
预应力锚索是一种较复杂的锚固工程,需要专门知识与经验,施工监理人员,应具有更丰富理论和经验。
5、减载
当一个滑坡处于头重脚轻的状况下,而在前方又有一个可靠的抗滑地段时,采取在滑坡体上部减重或脚部加填的办法,使滑坡的外形得以改变,重心得以降低,可以使滑坡的稳定性得到根本的改善。曾经有人计算过,如果将滑动土体积的4%从坡顶转移到坡脚,那么滑坡的稳定性就可增大10%。如果滑坡没有一个可靠的抗滑地段,则减重只能减小滑坡的下滑力,不能达到稳定滑坡的目的。因此,用减重的方法治理滑坡时,常常需要与下部的支挡措施相配合。
应当说明的是,用减重的方法治理滑坡并不是对所有滑坡都适用。比方说,对于牵引式滑坡或滑土带具有卸载膨胀性的滑坡,就不宜使用。减重常用于滑面不深、具有上陡下缓、滑坡后壁及两侧有岩层外露或土体稳定不可能继续向上发展的滑坡。对于可以采用减重方法治理的滑坡,应该认真决定减重范围,要根据各段滑坡的稳定程度、稳定滑坡和其它建筑物的要求,进综合考虑。对于一些不向上或向两侧牵引发展的小型滑坡,也可考虑将滑坡体全部清除。
在对滑坡体作减重处理时,必须切实注意施工方法,尽量做到先上后下,先高后低,均匀减重,以防止挖土不均匀而造成滑坡的分解和恶化。对于减重后的坡面要进行平整,及时做好排水和防渗。在滑坡前部的抗滑地段,采用加载措施,可以产生稳定滑坡的作用,当条件许可时,应尽可能地利用滑坡上方的减重土石堆于前部抗滑的地段。为了加强堆土的反压作用,可以将堆土修成抗滑土堤,堆土时要分层夯实,外露坡面应干砌片石或种植草木,土堤内侧应修渗沟,土堤和老土之间应修隔渗层。
6、固化
用物理化学方法改善滑坡带土石性质。
①焙烧法:焙烧法是利用导洞焙烧滑坡脚部的滑带上,使之形成地下“挡墙”而稳定滑坡的一种措施。利用焙烧法可以治理一些土质滑坡。用煤焙烧砂粘土时,当烧土达到一定温度后,砂粘土会变成象砖块一样,具有相同高的抗剪强度和防水性,同时地下水也可从被烧的土裂缝中流入坑道而排出。
用焙烧法治理滑坡,导洞须埋入坡脚滑动面以下0.5-1.0米处。为了使焙烧的土体成拱形,导洞的平面最好按曲线或折线布置。导洞焙烧的温度,一般土为500-800℃。通常用煤和木柴作燃料,也可以用气体或液体作燃料。焙烧程度应以塑性消失和在水的作用下不致膨胀和泡软为准。
②电渗排水:电渗排水是利用电场作用而把地下水排除,达到稳定滑坡的一种方法。这种方法最适用于粒径0.05-0.005毫米的粉质土的排水,因为粉土中所含的粘土颗粒在脱水情况下就会变硬。施工的过程是:首先将阴极和阳极的金属桩成行地交错打入滑坡体中,然后通电和抽水。一般以铁或铜桩为负极,铝桩为正极。通电后水即发生电渗作用,水分从正极移向由一花管组成的负极,待水分集中到负极花管之后,就用水泵把水抽走。
③爆破灌浆法:爆破灌浆法是一种用炸药爆破破坏滑动面,随之把浆液灌入滑带中以置换滑带水并固结滑带上,从而达到使滑坡稳定的一种治理方法。目前这种方法仅用于小型滑坡。施工步骤是:首先用钻孔打穿滑动带,在钻孔中爆破。使滑坡床岩层松动;再将带孔灌浆管打入滑带下0.15米,在一定的压力下将浆液压入,使其在滑动带中将裂缝充满,形成一个稳定土层,借以增大滑带土的抗滑能力。在我国黄土区的一些滑坡,曾用石灰、水泥和粘土浆液压注裂缝的方法来加固滑带土,取得了一定的成效。
需要说明的是,运用物理化学方法改善滑带土石性质借以提高滑坡稳定性的治理方法,目前尚处于试验阶段,在滑坡治理中并未被广泛采用。在实际工作中,排水支挡还是整治滑坡的两项主要措施。
第二篇:浅谈滑坡及其治理
浅谈滑坡及其治理
一、前言
滑坡常常给工农业生产以及人民生命财产造成巨大损失、有的甚至是毁灭性的灾难。滑坡对乡村最主要的危害是摧毁农田、房舍、伤害人畜、毁坏森林、道路以及农业机械设施和水利水电设施等,有时甚至给乡村造成毁灭性灾害。位于城镇的滑坡常常砸埋房屋,伤亡人畜,毁坏田地,摧毁工厂、学校、机关单位等,并毁坏各种设施,造成停电、停水、停工,有时甚至毁灭整个城镇。发生在工矿区的滑坡,可摧毁矿山设施,伤亡职工,毁坏厂房,使矿山停工停产,常常造成重大损失。
实例:1961年3月6日湖南省资水柘溪水库库岸发生了一起重大滑坡次生灾害。当时水库工程尚未竣工,正值施工期间,在大坝上游右岸1.5公里处的塘岩光发生了大滑坡。滑体约165万立方米,土石以高达每秒25米的速度滑入深50余米的山区水库,激起的涌浪漫过尚未建成的大坝顶部泄向下游,造成了巨大损失,死亡40余人。
二、滑坡的定义
滑坡是指斜坡上的土体或者岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象,俗称“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。滑坡常常给工农业生产以及人民生命财产造成巨大损失、有的甚至是毁灭性的灾难。滑坡对乡村最主要的危害是摧毁农田、房舍、伤害人畜、毁坏森林、道路以及农业机械设施和水利水电设施等,有时甚至给乡村造成毁灭性灾害。位于城镇的滑坡常常砸埋房屋,伤亡人畜,毁坏田地,摧毁工厂、学校、机关单位等,并毁坏各种设施,造成停电、停水、停工,有时甚至毁灭整个城镇。发生在工矿区的滑坡,可摧毁矿山设施,伤亡职工,毁坏厂房,使矿山停工停产,常常造成重大损失。
三、形成滑坡的条件及因素 1.形成条件
产生滑坡的基本条件是斜坡体前有滑动空间,两侧有切割面。例如中国西南地区,特别是西南丘陵山区,最基本的地形地貌特征就是山体众多,山势陡峻,土壤结构疏松,易积水,沟谷河流遍布于山体之中,与之相互切割,因而形成众多的具有足够滑动空间的斜坡体和切割面。广泛存在滑坡发生的基本条件,滑坡灾害相当频繁。从斜坡的物质组成来看,具有松散土层、碎石土、风化壳和半成岩土层的斜坡抗剪强度低,容易产生变形面下滑;坚硬岩石中由于岩石的抗剪强度较大,能够经受较大的剪切力而不变形滑动。但是如果岩体中存在着滑动面,特别是在暴雨之后,由于水在滑动面上的浸泡,使其抗剪强度大幅度下降而易滑动。降雨对滑坡的影响很大。降雨对滑坡的作用主要表现在,雨水的大量下渗,导致斜坡上的土石层饱和,甚至在斜坡下部的隔水层上积水,从而增加了滑体的重量,降低土石层的抗剪强度,导致滑坡产生。不少滑坡具有“大雨大滑、小雨小滑、无雨不滑”的特点。地震对滑坡的影响很大。究其原因,首先是地震的强烈作用使斜坡土石的内部结构发生破坏和变化,原有的结构面张裂、松弛,加上地下水也有较大变化,特别是地下水位的突然升高或降低对斜坡稳定是很不利的。另外,一次强烈地震的发生往往伴随着许多余震,在地震力的反复振动冲击下,斜坡土石体就更容易发生变形,最后就会发展成滑坡。2.主要的人为因素
(1)开挖坡脚:修建铁路、公路、依山建房、建厂等工程,常常因使坡体下部失去支撑而发生下滑。例如我国西南、西北的一些铁路、公路、因修建时大力爆破、强行开挖,事后陆陆续续地在边坡上发生了滑坡,给道路施工、运营带来危害。
(2)蓄水、排水:水渠和水池的漫溢和渗漏,工业生产用水和废水的排放、农业灌溉等,均易使水流渗入坡体,加大孔隙水压力,软化岩、土体,增大坡体容重,从而促使或诱发滑坡的发生。水库的水位上下急剧变动,加大了坡体的动水压力,也可使斜坡和岸坡诱发滑坡发生。支撑不了过大的重量,失去平衡而沿软弱面下滑。尤其是厂矿废渣的不合理堆弃,常常触发滑坡的发生。
此外,劈山开矿的爆破作用,可使斜坡的岩、土体受振动而破碎产生滑坡;在山坡上乱砍滥伐,使坡体失去保护,便有利于雨水等水体的入渗从而诱发滑坡等等。如果上述的人类作用与不利的自然作用互相结合,则就更容易促进滑坡的发生。随着经济的发展,人类越来越多的工程活动破坏了自然坡体,因而滑坡的发生越来越频繁,并有愈演愈烈的趋势。应加以重视。
四、滑坡的整治
造成滑坡的原因是滑动力超过了抗阻力,所以滑坡抢护的原则应该是设法减少滑坡力与增加抗阻力,其方法可以归纳为“上部削坡与下部固脚压重”。对因渗流作用引起的滑坡,必须采取“前截后导”的措施。上部减载是在滑坡体上部削缓边坡,下部压重是抛石(或沙袋)固脚。滑坡抢护的方法有: 1.固脚阻滑
(1)抗滑挡墙:挡墙是目前使用较为广泛的抗滑建筑物,借助于挡墙本身的重量,支档滑体的剩余下滑力,有抗滑片石垛、抗滑片石竹笼、浆砌石抗滑挡墙、混凝土或钢筋混凝土抗滑挡墙、空心抗滑挡墙(明洞)及沉井式抗滑档墙等。
(2)抗滑桩:抗滑桩系穿过滑体固定于滑床的桩柱,用以支挡滑体的滑动。适用于浅层和中厚层的滑坡,是一种抗滑处理的主要措施。抗滑桩破坏山体少、施工、方便、工期短、省工省料的优点,在国内外广泛应用。
(3)锚固和预应力锚固:在有裂隙的竖硬岩石边坡,为了增强滑面的正压力,以提高沿滑面的抗滑力,或为固定松动危岩,可采用锚固或预应力锚固措施。一般方法是打钻孔,内插锚杆。2.滤水固坡
采用反滤结构,抢护滑坡的措施,均称为滤水还坡。该法适用于由于土料渗透系数偏小、排水不畅而形成的严重滑坡。具体抢护方法如下:
(1)导渗沟滤水还坡。先在背水坡滑坡范围内开挖导渗沟,再在沟内填沙滤水。
(2)反滤层滤水还坡,这种方法与导渗沟滤水还坡法基本相同,仅将导渗沟改为反滤层。3.削坡
一是岩体受节理、裂隙切割、较为破碎,可能产生崩塌坠石边坡局部失稳现象,可采取剥除“危岩”削缓边坡顶部。二是对土质滑坡体、削缓边坡,减小滑动体厚度,以减小滑动力。边坡高度较大时,可分级留出平台,提高边坡稳定性。4.减重反压
减重反压:主要适用于推移式滑坡体。特别是滑动面上陡下缓或接近园弧形时,或滑坡体前缘厚度大很多时,减重效果尤为显著,减重就是挖除滑体上部的岩(土)体,减少上部岩石体重量造成的下滑力。反压则是在滑体前部抗滑地段采取加载措施以增大抗滑力。在减重反压后的边坡,应及时整平,做好防排水措施和坡面绿化,以免裂隙裸露,水乘隙渗入边坡内部。
五、滑坡灾害防治技术的发展展望
滑坡灾害形成机理复杂,其防治技术选择的影响因素很多,如何正确圈定滑坡范围,确定滑坡特征、类型及发展强度,采取先进、经济有效的措施仍需我们迸一步研究和深索。主要的研究发展方向展望如下:
(1)采用新技术和新方法勘察与预测滑坡体及其稳定性,如遥感法、物探法、GPS技术、北斗及现代测试手段;
(2)进一步研究排水对滑坡稳定的作用机理;
(3)建立滑坡灾害防治工程数据库和专家模糊决策系统;
(4)开发和应用新材料和新构件,诸如抗腐蚀抗生物化学作用的加筋新材料、防腐蚀可再拉张的锚索、高强度高耐久可提供较大抗滑阻力的护坡构件等;
(5)开发应用新工艺和新方法,诸如能提供较大阻滑力且施工便捷的高强度预应力混凝土结构锚固方法,用高强度预应力抗滑桩及锚拉抗滑桩作大厚度高推力滑体的支挡结构,用于滑坡内部加固的多种新型灌浆方法等;
(6)研究开发与环境相协调、与土地利用相结合、与社会效益相联系的治理方法,各类治理工程设计应能做到充分考虑到环境复垦和绿化美化,治理后土地资源能合理开发与利用抗滑挡结构有可能作为建筑物承重结构等。
六、结语
通过对滑坡的形成条件以及影响因素等特征的分析研究,我们总结出了以上许多目前对滑坡这种特大地质灾害的防治措施,同时也对未来如何用更先进的手段和措施整治做了简单的说明。因此,面对这种严重的现状,我们每一个人都应该有预防滑坡的意识和治理滑坡的责任,为我们的子孙后代造福。
第三篇:崩塌与滑坡的定义及区别(最终版)
崩塌与滑坡的定义及其特征
一、崩塌的定义
陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部空虚,折断压碎或局部滑移,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚。这一地质现象称为崩塌。
二、滑坡的定义
滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素的影响,在重力的作用下,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。滑坡的别名叫做地滑,我国许多地方山区的群众,形象地把滑坡称为“走山”。
三、崩塌滑坡的差异性和共同点
(一)差异性
1、滑坡沿滑动面滑动,滑体的整体较好,有一定外部形态。而崩塌则无滑动面,堆积物结构零乱,多呈锥形。
2、崩塌以垂直运动为主,滑坡多以水平运动为主。
3、崩塌的破坏作用都是急剧的,短促的和强烈的。滑坡作用多数也很急剧、短促、猛烈,有的则相对较缓慢。
4、崩塌一般都发生在地形坡度大于50度,高度大于30米以上的高陡边坡上,滑坡多出现在坡度50度以下的斜坡上。
(二)共同点和联系
1、崩塌滑坡均为斜坡上的岩土体遭受破坏而失稳向坡脚方向的运动。
2、常在相同的或近似的地质环境条件下伴生。
3、崩塌、滑坡可以相互包含或转化,如大滑坡体前缘的崩塌和崩塌堆载而形成的滑坡。
四、滑坡的相貌
斜坡产生滑动之后,形成环状后壁、台阶、垅状前缘等特殊的滑坡地貌,外表看去很象一只倒扣过来的贝壳。
滑坡的发生通常分为三个阶段:一是酝酿阶段或蠕动变形阶段。首先山坡上部出现裂缝,接着裂缝下侧的土体发生缓慢位移,每月仅数厘米。这一阶段历时较长,有的达数年、数十年甚至上百年,常常伴随出现各种异常现象,如地下水增多、山坡坡脚土体变形,以及出现震感和响声等。二是突变阶段或剧烈滑动阶段。当软弱岩层被完全剪断,滑动面或滑动带形成之后,位移速度加快,一般每小时数米至数百米,有时可达数千米,在少数情况下甚至发生急剧快速的滑动。在突变之前,常见泉水变浊,坡脚局部坍塌或掉落土块。三是残余变形或渐趋稳定阶段。这是在突变阶段之后发生的,位移速度减慢,各块间变形逐步停止,滑带在压密下排水而固结,地表无裂缝、沉陷发生,最后完全稳定下来。也有的科学工作者将滑坡的发生划分为六个或四个阶段,对于最后两个阶段(剧烈滑坡和稳定压密),不同的划分大同小异,主要差别在于对蠕动变形阶段的划分。划分四个阶段的人把蠕动变形阶段分为蠕动挤压和滑动两个阶段,在蠕动挤压阶段,滑体只有蠕动变形并受到挤压,没有明显移动,而滑动阶段滑体已有明显位移,滑体上裂缝纵横交错,滑舌出水并发生坍塌。
为了正确地识别滑坡,判定斜坡上有没有滑坡的存在,首先需要知道组成滑坡的不同要素以及它们的相互关系和位置。一个发育比较典型的滑坡,通常由滑坡体、滑动面、滑坡裂缝、滑坡壁、滑坡台阶、滑坡台阶、滑坡舌、滑坡鼓丘等要素所组成。
滑坡体 斜坡边缘与山体(母体)脱离并且向下滑动的那部分土石体,称为滑坡体,或简称滑体。滑坡体上的土石松动破碎,表面起伏不平,裂缝纵横,有些洼地积水成沼泽,长着喜水植物。不同滑坡体的体积差别很大,小型滑坡只有十几到几十立方米,大型滑坡体可达几百万至几千万立方米,特大型的甚至可达几亿立方米或更大。
滑坡周界 滑坡体与其紧挨着的周围不动土石体(母体)的分界线,称为滑坡周界,有些滑坡周界明显,有的周界很不明显。只要确定了滑坡周界,滑坡的范围也就圈定了。
滑坡壁 滑坡体后部与母体脱离开的分界面露出在外面的部分,在平面上多呈圈椅状或其它形状,其高度视滑动量与滑体大小而定,从数米至数百米不等。陡度多在30°-70°间,似壁状,称滑坡壁或滑坡后壁。一般在新的滑坡壁上,都可以找到滑动擦痕,擦痕的方向即表示滑体滑动的方向。
滑坡台阶 由于滑坡体上下各段各块的滑动时间、滑动速度常常不一致,在滑坡体表面往往形成一些错台、陡壁,这种微小的地貌称为滑坡台阶或台坎,而宽大平缓的台面则称做滑坡平台或滑坡台地。
滑动面、滑动带和滑坡床 在滑坡体移动时,它与不动体(母体)之间形成一个界面并沿其下滑,这个面就叫做滑动面,简称滑面。滑动面以上揉皱的、厚数厘米至数米的扰动地带,称为滑动带,简称滑带。滑动面以下的不动体(母体),叫做滑坡床。有些滑坡并没有明显的滑动面,在滑坡床之上就是软塑状的滑动带。
滑坡舌 滑坡体前面延伸至沟堑或河谷中的那部分舌状滑体,称为滑坡舌,也叫做滑坡前缘、滑坡头部或滑坡鼓丘。在河谷中的滑坡舌,往往被河水冲刷而仅仅残留下一些孤石。称做滑坡鼓丘时,常常是由于滑坡体向前滑动过程中受到阻碍而形成了隆起的小丘。
主滑线 滑坡体滑动速度最快的纵向线叫做主滑线,也叫滑坡轴。主滑线代表着一个滑坡整体滑动的方向,它位于滑坡体上推力最大、滑坡床凹槽最深的纵断面上,是滑坡体最厚的部分。主滑线或为直线,或为曲线、折线,主要取决于滑坡床顶面的形状。
滑坡裂缝 滑坡在滑动之前和在滑动过程中,由于受力状况不同,滑动速度不同,会产生许许多多裂缝,这些裂缝一般可以分为四种:一是拉张裂缝,分布于滑坡体上部的地面,因滑坡体向下滑动或蠕动,产生拉张作用,形成若干条长十多米到数百米的张口裂缝;多呈弧形,其方向与滑坡壁大致吻合或平行,位于最外面的一条拉张裂缝,即与滑坡壁重合的一条,通常称为主裂缝;二是剪切裂缝,分布于滑坡体中下部的两侧,由于滑坡体和相邻的不动土石体之间相对位移产生剪切作用,或者由于滑坡体中央部分比两侧滑动更快而产生剪切作用,因而形成大体上与滑动方向平行的裂缝。在这些裂缝的两则,还常常派生出羽毛状平行排列的次一线裂缝。有时,由于挤压和扰动,沿着剪切裂缝常形成细长的土堆;三是鼓张(隆张)裂缝,当滑坡体向前方滑动时,因为受到阻碍或上部滑动比下部为快,土石体就会产生隆起并开裂形成张开的裂缝,鼓张裂缝的方向与滑动方向或垂直或平行;四是扇形张裂缝,分布在滑坡体中下部,尤以滑坡舌部为多,因滑坡体下部向两侧扩散而形成,它们也属于张开的裂缝。这些裂缝的方向,在滑坡体中部大致与滑坡滑动方向平行或成锐角相交,在滑坡舌部则呈放射状,所以称为扇形张裂缝或放射状裂缝。
封闭洼地 滑坡体向前滑动后,与滑坡壁之间拉开成沟槽或陷落成洼地,从而形成四周高、中间低的封闭洼地。封闭洼地中如果因滑坡壁地下水在此出露,或地表水在此汇集,形成湿地或水塘,就称为滑坡湖。
需要指出的是,滑坡的相貌往往只有新生滑坡或产生不久的滑坡才显露得比较典型,发生时间较久的老滑坡,由于人为活动或自然的原因,它们的本来面貌常常受到破坏,以致不容易观察出来,必须通过仔细的调查,寻找出残留的特征和迹象,才能正确地加以识别。
第四篇:崩塌、滑坡的防治措施
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崩塌、滑坡对工程的影响及防治措施
摘要:随着经济的发展,人类工程活动的数量、速度及规模越来越大。因此,研究人类工程诱发的和自然的地质灾害及防治具有重要的意义。这里简要介绍崩塌、滑坡对工程的影响及防治。
关键词:崩塌、滑坡、工程影响、防治措施。
一、对工程的影响
1、对水利工程的危害。我国许多滑坡、崩塌发生在水电工程附近。它们毁坏水渠管道,破坏大坝、水电站、变电站以及其他设施。崩塌、滑坡体落入水库中常造成水库淤积,有时甚至激起库水翻越大坝冲向下游造成伤亡和损失。有些滑坡、崩塌还可以造成水库报废。总之,滑坡、崩塌常常破坏山区水利水电工程,使其不能正常运营,造成经济损失。
2、对铁路的危害。铁路是遭受崩塌、滑坡危害最频繁,最严重的一项工程。据不完全统计,我国铁路沿线的大中型滑坡点有一千处,崩塌点为数更多,致使铁路部门每年花费大量资金整治它们。滑坡、崩塌对铁路的危害主要表现是:破坏线路、中断行车、危害站场、砸坏站房;毁坏铁路桥梁及其他设施,错断隧道、摧毁明洞,造成车翻人亡的行车事故。
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3、对公路的危害。山区公路也是遭受滑坡、崩塌危害最频繁的一项工程。主要危害是:掩埋公路、砸坏路基及公路桥、中断交通;造成行车事故、引起人身伤亡。
4、对河运及海洋工程的危害。对河运的危害主要表现是,堵江断流、中断航运交通;形成江中险滩、威胁过往船只;激起涌浪,推翻船只,引起民人身伤亡。对海洋工程的危害,最常见的是海底地基发生滑坡。引起海上钻井平台的下沉、滑移和倾倒事故,造成严重经济损失。
二、防治措施
防治崩塌滑坡,也要有的放矢。整治滑坡的方法,归结起来可以分为三类:一是消除或减轻水对诱导滑坡的影响;二是改变滑坡外形、增加滑坡的抗滑力;三是改变滑带土石性质,阻滞滑坡体的滑动。在防治滑坡时,必须牢记因地制宜,综合治理,力求根治,防治工程一般有以下几种基本方法:
(一)排水工程
1、排除地表水:滑坡的发生和发展,与地表水的危害有密切关系。所以,设置排水系统来排除地表水,对治理各类滑坡都是适用的,对治理某些浅层滑坡,效果尤其显著。为了防止水流的下渗,在滑坡体上也应充分利用自然沟谷,布置成树枝状排水系统,使水流得以汇集旁引。如地表条件许可,在滑坡边缘还可修
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筑明沟,直接向滑坡两侧稳定地段排水。如果滑坡体内有湿地和泉水露头,则需修筑渗沟与明沟相配合的引水工程;在地表水下渗为滑坡主要原因的地段,还可修筑不同的隔渗工程。当地表出现裂缝或滑坡体松散易于地表水下渗时,都要及时进行平整夯实,以防地表水渗入。另外,在滑坡地区进行绿化,尤其是种植阔叶树木,也是配合地表排水、促使滑坡稳定的一项有效措施。
2、排除地下水:地下水通常是诱发滑坡的主要因素,排除有害的地下水、尤其是滑带水,成为治理滑坡的一项有效措施。滑坡地下排水系统包括截水盲沟、支撑盲沟、盲洞、仰斜钻孔、渗管、渗井、垂直钻孔以及砂井与平孔相结合、渗井与盲洞相结合等工程设施。
(二)支挡工程
由于失支支撑而引起的滑坡,或滑床陡、滑动快的滑坡,采用修筑支档工程的办法,可增加滑坡的重力平衡条件,使滑坡迅速恢复稳定。支撑建筑物的种类很多,有抗滑垛、抗滑桩、抗滑墙、锚固等。这里仅介绍几种主要的支挡工程办法:
1、抗滑片石垛。是一种用垒砌石块的方法来阻止滑坡体下滑、达到稳定滑坡目的的工程措施。对于滑体不大,滑面位置低于坡脚不深的中、小型滑坡,又有足够的场地和廉价的石料时,第3页
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就可采用这种工程措施。但是,这种措施不适宜用来治理下滑力较大的大、中型滑坡。
2、抗滑挡墙。是一种阻挡滑坡体滑动的工程措施,适用于治理因河流冲刷或因人为切割支撑部分而产生的中、小型滑坡,但不适宜治理滑床比较松软、滑面容易向下或向上发展的滑坡。由于滑坡的推力较大,抗滑挡墙比一般的挡土墙要设计得宽大些,具有胸坡缓、外形宽大的特点。挡墙背后应设置顺墙的渗沟以排除墙后的地下水,同时在墙上还应设置泄水孔,以防止墙后积水泡软基础。
3、抗滑桩。用来治理滑坡既要保证桩不被剪断、推弯或推倒,也要保证桩间土体不会从桩间滑走或因桩高不够导致土体从桩顶滑出。抗滑桩应设置在滑体中下部,滑动面接近于水平,而且也是滑动层较厚的部位。一定要保证桩身有足够的强度和锚固深度、桩高和桩间距离都要适当。抗滑桩的施工方法主要有打入法、钻孔法和挖孔法三种。对于浅层的粘性土和黄土滑坡,可直接用重锤把木桩、钢轨桩、钢管桩、钢筋混凝土管桩等打入,简单易行;对于中厚层的大型滑坡,则多采用钻孔法和挖孔法施工。
4、锚固。利用穿过软弱结构面、深入至完整岩体内一定深度的钻孔,插入钢筋、钢棒、钢索、预应力钢筋及回填混凝土,借以提高岩体的磨擦阻力、整体性与抗剪强度,这种措施统称为锚固。
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(1)锚杆喷射混凝土联合支护:简称锚喷结构或锚喷支护,即喷射混凝土与锚杆相结合的一种支护结构,也称喷锚支护。
(2)锚杆:是指钻凿岩孔,然后在岩孔中灌入水泥沙浆并插入一根钢筋,当砂浆凝结硬化后钢筋便锚固在围岩中,借助于这种锚固在围岩中钢筋能有效地控制围岩或浅部岩体变形,防止其滑动和坍塌,这种插入岩孔,锚固在围岩中从而使围岩或上部岩体起到支护作用的钢筋称为“锚杆”。
(3)预应力锚索:由钻孔穿过软弱岩层或滑动面,把一端(锚杆)锚固在坚硬的岩层中(称内锚头),然后在另一个自由端(称外锚头)进行张拉,从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固,这种方法称预应力锚索,简称锚索。
5、减载
当一个滑坡处于头重脚轻的状况下,而在前方又有一个可靠的抗滑地段时,采取在滑坡体上部减重或脚部加填的办法,使滑坡的外形得以改变,重心得以降低,可以使滑坡的稳定性得到根本的改善。用减重的方法治理滑坡时,常常需要与下部的支挡措施相配合。
在对滑坡体作减重处理时,必须切实注意施工方法,尽量做到先上后下,先高后低,均匀减重,以防止挖土不均匀而造成滑坡的分解和恶化。对于减重后的坡面要进行平整,及时做好排水和
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防渗。在滑坡前部的抗滑地段,采用加载措施,可以产生稳定滑坡的作用,当条件许可时,应尽可能地利用滑坡上方的减重土石堆于前部抗滑的地段。为了加强堆土的反压作用,可以将堆土修成抗滑土堤,堆土时要分层夯实,外露坡面应干砌片石或种植草木,土堤内侧应修渗沟,土堤和老土之间应修隔渗层。
(三)其他方法
用物理化学方法改善滑坡带土石性质。
①焙烧法:焙烧法是利用导洞焙烧滑坡脚部的滑带上,使之形成地下“挡墙”而稳定滑坡的一种措施。
②电渗排水:电渗排水是利用电场作用而把地下水排除,达到稳定滑坡的一种方法。
③爆破灌浆法:爆破灌浆法是一种用炸药爆破破坏滑动面,随之把浆液灌入滑带中以置换滑带水并固结滑带上,从而达到使滑坡稳定的一种治理方法。目前这种方法仅用于小型滑坡。
运用物理化学方法改善滑带土石性质借以提高滑坡稳定性的治理方法,在滑坡治理中并未被广泛采用。在实际工作中,排水支挡还是整治滑坡的两项主要措施。
参考文献:《土木工程地质》(第2版)胡厚田、白志勇 主编。
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第五篇:滑坡地质灾害治理程序
滑坡地质灾害治理程序
1、可行性论证:滑坡灾害的防治工程不同于一般建筑工程,滑坡灾害防治工程是对致灾地质作用的调整和崩塌滑坡变形体的改造工程。首先需对滑坡区域进行地质调查,查明滑坡的险情状况,包括滑坡区域边界、规模、活动状况、稳定状况及危险程度;成灾危害情况,包括可能遭受危害的人、物、设施的位置、规模、价值及可迁移程度;影响治理工程实施的自然条件及社会条件,从经济效益、社会效益诸方面进行防治的必要性、可行性论证,并提交报告,时间需10-15天。
2、地质勘查工作: 查明滑坡致灾作用的性质、成因、变形机
制,为防治工程设计提供计算评价滑坡区域的有关岩土物理力学参数及水文地质条件等资料数据。时间需10天。
3、防治工程设计:在前面工作基础上,根据滑坡的成因、危
险程度和防治目标(安全标准)确定防治工程的强度和工程量,作出防治工程设计方案,时间需15天。
4、防治工程施工:根据工程设计方案,对滑坡区域进行防治
工程施工,时间需45-60天。