滑坡防治与边坡防护讲义课件[详细]

对正在活动中的滑坡，须同时做好观测工 作，以确保施工安全。
对已竣工交付使用的工程建筑物，须加强 观测、养护、维修，以减少滑坡新生和发展。
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3.2 防治技术
基于上述滑坡防治原则，针对滑坡对象 的不同类型和技术条件，可分别采用不同 的工程措施和技术方法。主要防治措施可 分以下几类： ① 排水 ② 改变边坡几何 形态 ③ 支挡结构物 ④ 坡体内部加固
– 例如，1982年发生的四川云阳鸡扒子滑坡就是通过 1984年实施的地表排水整治工程后，迄今将近20年 一直保持稳定的一个典型实例。
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地下排水一是大大降低孔隙水压力，增加有效正 应力从而提高抗滑力，二则提高滑带土强度。
这就要求滑坡防治充分查明地质条件，充分发挥 岩土体自稳的潜能，大大提高了滑坡防治的效益和 时间。
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香港宝城滑坡
1972年7月香港宝城路附近20000方 残积土下滑，滑体冲过宝城大厦， 顷刻间宝城大厦被冲倒、并砸毁相 邻一幢五层住宅大楼一角，死亡６7 人。
原因： 残积土本身强度较低，加之雨水入渗使其强度进一步 大大降低，使得山体滑动。
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( 20,000 m3)(死67 ，伤20余人)
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– 例如630万方的甘洛1号滑坡，因下覆砂卵砾石 层，仅采用43口排水孔疏干地下水，提高滑带 土强度便治住了滑坡。
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图14 甘洛1号滑坡纵剖面图
滑 坡 长 810 米 ， 宽 120-500 米 ， 630 万 方 ， 因 下 覆砂卵砾石层， 故仅采用43口排 水孔疏干地下水， 提高滑带土强度
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主要是： ①消减推动滑坡产生区的物质，增加阻止滑坡 产生区的物质，即砍头压脚 ②或减缓边坡的总坡度即削方减载。简单易行 且加固效果好，应用广泛，特别适用于滑面深埋 的滑坡。 整治效果则主要取决于消减和堆填的位置是否得 当。
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3.2.2 排水
包括地表排水和地下排水。 地表排水引出滑动区外或降低地下水位。地表 排水简单易行且效果好、造价低，几乎所有滑坡 整治工程都包括地表排水工程。运用得当仅用地 表排水即可整治滑坡。
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(2) 蠕滑—拉裂
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(3)滑移—压致拉裂 右大渡河龚嘴花岗岩坡体
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(4) 滑移——剪断
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(5) 滑移——弯曲 雅龙江霸王山滑坡
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(5) 滑移——弯曲
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(6) 弯曲——拉裂
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(6) 弯曲——拉裂 （席状破坏）
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(7) 塑流——拉裂
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2.2 滑坡产生原因分析
（1）我国山区地形地貌、地质及气候等条件十 分复杂，其环境背景条件十分脆弱，是滑坡频发、 灾害损失严重的内在原因。
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滑坡防治与边坡防护
华东交通大学 土建学院 郑明新
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滑坡防治与边坡防护
1 滑坡研究概况 2 滑坡形成机理及成因分析 3、滑坡防治原则和技术 4 边坡防护与控制 5 前景展望
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1 滑坡灾害概况
1.1滑坡对水利工程、铁路公路交通运输的危害 滑坡等造成山区铁路灾害80％以上，如1978年铁 路滑坡、坍塌4901处，1982年为4544处，分布宝成、 成昆、川黔、鹰厦、襄渝，宝天等线。 还有, 1985年长江新滩滑坡(3000万方)，滑坡体上 新滩镇整个滑入江中，激起涌浪达55m(预报及时)。 滑坡危害主要表现在下述三个方面：
从机制分析到防治系统研究。滑坡防治工程设计 理论、预应力抗滑桩结构的研究与应用、滑带土改 良注浆技术得到推广。
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a: 后缘环状拉裂缝 b: 滑坡断壁 c：横向裂缝及滑坡台阶 d: 滑坡舌及纵张裂缝后缘 e：滑坡侧壁及羽状裂缝
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滑坡的形态特征
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滑动面的形态
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新沙溪镇
2003年7月13日 三峡库区沙溪镇发生千将坪滑坡， 致使24人失踪。
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（6）研制预应力锚索抗滑桩。其受力状态类似简 支梁，克服了一般抗滑桩悬臂式受力的不合理状态， 主动抗滑结构。解决了桩的受力状态、桩与滑坡相 互作用的设计计算方法及施工工艺等问题。
（7）自90年代以来针对一些高速、远程、大规模 的灾难性滑坡开展了多学科多部门协作性系统研究， 提出了一套有关此类滑坡灾害发生机理、运动机理、 致灾评估方法、滑坡破坏时间预报。
1 改变斜坡形态
– 1.1削减推动滑坡产生区的物质(或以轻材料置换) – 1.2增加维持滑坡稳定区的物质(反压马道) – 1.3减缓斜坡总坡度
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2 改变斜坡形态 – 2.1地表排水:将水引出滑动区之外(集水明沟或
管道) – 2.2充填有自由排水土工材料(粗粒填料或土工
聚合物)的浅或深排水暗沟 – 2.3粗颗粒材料构筑成的支撑护坡墙(水文效果) – 2.4垂直(小口径)钻孔抽取地下水或自由排水 – 2.5垂直(大口径)钻孔重力排水 – 2.7真空排水 – 2.9虹吸排水 – 2.10电渗析排水 – 2.11种植植被(蒸腾排水效果)
（3）破坏桥梁和隧道：
①破坏桥梁：成昆线的会仙桥4号滑坡将墩台 向河推移80mm，不得不将桥孔堵死变成大坝。
②破坏隧道：如1992年5月至11月间，宝成线 马蹄湾滑坡使运行中断3次，抢险工程费用巨大， 并被迫改线约4公里。
–还有成昆线的白石岩2号隧道等均因滑坡产生隧道 变形和破坏严重。
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图4
贵昆线二梯岩隧道
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2008汶川地震 滑坡，中断公 路运输
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（2）破坏站场、楼房及水电大坝
1969年--1976年成昆线南尔岗车站建于滑坡体上 横向移动580—680mm，严重威胁行车安全。
–宝成线的西坡、白水江、徽县车站，成昆线的甘洛、 越西、沙北、铁西等车站都曾为治理大型滑坡而花费 巨大的投资。
1963年意大瓦以昂水库滑坡。
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2 滑坡发生机理及成因分析
2.1 滑坡发生机理
由于坡体坡体岩性、坡体结构及原始地应力的不 同，坡体变形形式则不同。按坡体单元的组合方式， 将坡体变形分为:
①平推式滑移—拉裂 ②蠕滑—拉裂 ③滑移——压致拉裂 ④滑移——剪断 ⑤滑移——弯曲 ⑥塑流——拉裂
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(1) 平推式滑移—拉裂
①原地面线 ②原开挖线
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如图17 法国Dijon附近虹吸排水加固公路路堤和下伏不稳 定斜坡
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3.2.3 支挡结构物
支挡结构物有挡土墙、被动桩、沉井、拦石栅 或 斜坡内部加强措施如锚固、土锚钉、加筋土等来防 止或控制斜坡岩土体的运动。
砌石圬工重力式挡墙是使用最广的支挡结构物。 仅适用于规模小、滑面浅的滑坡。
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图18 支挡结构和坡体内部加固系统
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（3）提出了滑坡工程地质测绘、物探、钻探 等实施细则。在滑坡地下水调查方面采用地温技 术和氡探技术等并取得了长足进步
（4）研究、研制出滑坡动态的综合监测报警 仪。可对各类滑坡不同阶段的地面和地下变形进 行动态监测，具有多参数、多功能、连续监测、 抗干扰强等特点。
（5）研究出部分类型滑坡剧滑时间预报公式， 并做了验证。
固工程体系。
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图16 新西兰Clyde水电工程 BreweryCreek 滑坡加固工程
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地下排水措施还有：虹吸排水、电渗析排水等。
如图17 法国Dijon附近虹吸排水加固公路路堤和 下伏不稳定斜坡。
– 其优点是不用抽水而将水排出地表。 – 在不稳定土层中虹吸排水由密封的PVC虹吸管
完成（间距10m的5个垂直虹吸管），虹吸排 水将地下水位由原来的低于地面2m降至低于 术方法
3.1 防治原则
有关部门经过几十年的滑坡工程实践，积累了 一些十分宝贵滑坡灾害防治原则：
①在规模大小不等的多滑坡分布地段，以避 开滑坡为宜。
–对单个滑坡避开有困难，如有条件改移线 路对整治工程有利时，也应争取局部改动。
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②对必须整治的滑坡，原则上要一次治理，不 留后患。但首先要弄清性质和成因，针对主要原 因采取措施，辅以其它措施综合治理。
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4 坡体内部加强
• 4.1岩石锚固 • 4.2微桩(micropiles) • 4.3土锚钉 • 4.4锚索(有或无预应力) • 4.5灌浆 • 4.6块石桩或石灰桩/水泥桩 • 4.7热处理 • 4.8冻结 • 4.9电渗锚固 • 4.10种植植被(根强的力学效果)
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3.2.1 改变边坡的几何形态
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3 支挡结构物
• 3.1 重力式挡土墙 • 3.2 木笼块石墙 • 3.3 鼠笼墙(钢丝笼内充以卵石) • 3.4 被动桩、墩、沉井 • 3.5 原地浇筑混凝土连续墙 • 3.6 有聚合物或金属条片等的加筋土挡墙 • 3.7 粗颗粒材料构筑成的支撑护坡墙(力学效果) • 3.8 岩石坡面防护网 • 3.9 崩塌落石阻滞或拦截系统(槽、栅栏或钢绳网) • 3.10 预防侵蚀的石块或混凝土块体
④ 坡体内部加固：石灰桩、石灰砂桩及合 适的化学方法改善滑带土性质等。
⑤ 防止河岸冲刷：河岸防护工程。
⑥ 避开滑坡危害：改移线路和厂矿位置、 用隧道避开滑坡、用桥梁跨越滑坡、用明硐 防护、搬迁建筑设施等。
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表1 滑坡治理措施简表
国际地科联滑坡工作组(IUGS,WG/L)制定的滑坡治 理措施，列出滑坡整治技术现状的系统总结
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① 排水：包括截排地表水和地下水
–截排地表水：截水沟，树状排水沟，疏通自然 沟等工程措施。
–截排地下水：盲沟、盲洞、支撑渗沟、边坡渗 沟、垂直钻孔群、平孔群、井点抽水等。
② 改变边坡几何形态：滑坡上部减重减少 下滑力或坡脚压脚增大抗滑力。
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③ 支挡结构物：抗滑挡墙、抗滑土堤、抗 滑片石垛、抗滑墩、竖向预应力锚杆挡墙、 抗滑桩、锚杆抗滑被、刚架抗滑桩、抗滑明 洞、支撑渗沟等。
（2）在工程建设过程中，存在一些人为的或不 可避免的不合理因素，是触发滑坡灾害的潜在的或 直接的原因。
（3）气候条件的恶化加剧了滑坡灾害的危害， 如1981年雨季连续暴雨期间，宝成线略阳至上西坝 段135km发生病害点近 100处。
（4）随着人类大规模工程活动，加之一些不适 当的工程活动破坏作用，引起滑坡复活或加剧。
图15 甘洛1号滑坡概貌图
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排水措施与改变斜坡几何形态联合可以获得更好 的整治效果。
新西兰BreweryCreek滑坡加固方案实例(图16 ) – 采用排水隧洞与扇状辐射排水钻孔相结合的
地下排水体系， – 在滑坡趾部堆填多种土质反压(压脚)以增加滑坡
稳定性和阻滞库水入渗。 – 形成了一个复杂的地下排水与反压相结合的加
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1.2 滑坡研究进展
1.2.1滑坡研究历程
我国对滑坡防治工程实践与研究，最早始于50 年代初期，铁道部1956年成立。滑坡防治研究大 致经历以下三个过程：
①50—60年代主要集中在个别大型滑坡工点的研 究和实践，研究滑坡的地质条件，作用因素，诱 发因素，发生机理，破坏模式，运动规律和有效 的防治工程措施。
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1.2.2滑坡研究主要成就
（1）按地质力学理论研究出了一套适用于岩质 滑坡的地质力学调查分析方法，创造性地运用裂 面构造形迹和构造配套分析，确定滑坡生成条件、 滑坡边界、滑坡稳定性及其发展趋势，节省大量 的勘探经费和勘探时间。
（2）针对滑体、滑床物性差异较大的黄土等滑 坡，实施以航片判释指导地面调查、物探指导钻 探的原则，提出了如何运用多种手段确定工程场 地有无滑坡及其范围、规模、类型，减少勘探时 间。
–①破坏道路和设施 –②破坏站场、楼房及水电大坝 –③破坏桥梁和隧道。
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（1）破坏道路和设施
图1 1980年成昆线铁西滑坡约 220万方，滑距80-120m，断道40多天， 整治工程费用达3686万元。
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图2 1997年京九线K1806路堤滑坡，造成宽80米钢轨悬空， 中断行车176小 时25分
③对大型复杂的滑坡在短期内不易完全搞清其 性质时，应作出规划、分期治理。
对有急剧变形者，应有抢险措施如局部减重、 反压和排水，以争取进行勘察和整治的时间，切 忌盲目刷坡，否则将造成工程失败。
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④整治工程的施工应尽可能安排在旱季进行， 避免在滑坡前部横截滑坡作长拉槽，导致滑坡恶 化。施工前应先做好临时性排除地面水工程。
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1.2 滑坡研究进展
②到70年代，在大量工程实践的基础上，对滑坡灾 害由被动治理转入主动预测预报，开始滑坡灾害区域 规律的研究。
③80—90年代，随着经济建设的高速发展，建设规 模不断扩大、山区大量开发利用，滑坡灾害对人类生 存环境的威胁愈来愈大，因而滑坡灾害研究空前活跃。 我国铁道部门进行了滑坡调查勘探方法，综合监测预 报技术和新型抗滑工程措施等多项系统的综合性研究。