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崩塌滑坡的工程管理程序及根本方法LT崩塌滑坡的工程管理程序及根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适宜的方法
一、崩塌滑坡的工程管理程序
(一)先勘查确定危(wei)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普通建造工程,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通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(wei)险程度;参预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;影响管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、能源供给、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(wei)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管理途径假设崩塌滑坡失稳主要是外因造成,那末消除、减少导致崩滑活动的破坏动力来源是首要的防治途径假设主要是内因造成,那末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,或者修筑抗冲蚀(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者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)体的破坏扰动或者住手挖掘增强变形体自身稳定性的根本原那末是减小变形作用力,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管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(wei)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确实定,应以能到达防治目标的要求为准这也与工程位置的选定有关,比拟简便可行的方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彻底防止有扰动,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普通都忌通槽开挖,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,就是一个惨重教训挖孔桩排,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,或者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、崩塌滑坡防治的根本方法大夫治病,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者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,才干收到“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、位置和数量的例上,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;对于因挖方修筑铁路、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,效果比拟显著,对于因地表渗水或者自然沟水补给而引起的滑坡体滑动,那末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、焙烧等改进土质的方法,也可以采用疏干工程来减少水的作用;对于大滑坡或者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,可以考虑使工程建造设施避开滑坡的影响范围;对于中小型滑坡,工程建造要避工它们正在活动的前部,如果条件允许的话,以也可将小型滑坡全部去除各地防治滑坡的实践说明,但凡采用排除地下水措施的,都收到了效果,采但凡用支挡工程措施的,只要设计无误,而且支挡工程埋基于滑床之下的足够深度,也取普通得了迅速稳定滑坡的效果;但凡单纯采用减重措施的,都不能最终稳定滑坡,措施必减重须与支挡或者排水措施相结合才干见到成效总之,在防治滑坡时,必须牢记因地制宜,综合管理,力求根治,不留后患防治工程普通有以下几种根本方法
(一)排水工程
1、排除地表水滑坡的发生和开展,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,对管理各类滑坡都是合用的,对管理某些浅层滑坡,效果特别显著常用的地表排水方法,是在滑坡可能开展的边界5米以外,设置一条或者数条环形截水沟,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,使水流得以会萃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,那末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者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,特别是种植阔叶树木,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、特别是滑带水,成为管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、施工艰难,效果又不太稳定,普通很少采用截水盲沟设置于滑坡可能开展范围5米以外的稳定地段,与地下水流向垂直,普通作环状或者折线形布置,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局部组成,断面尺寸由施工条件决定,沟底宽度普通不小于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,或者地下水分布层次较多、难于在上部截除的滑坡,可考虑采用修筑盲沟的方法来进行管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局部岔成支沟,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那末来确定普通采用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,从而到达疏干滑坡体、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,普通采用10°-15°o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,那末孔壁就需要用镀锌铜滤管、塑料滤管或者竹管加固,也可用风压吹砂填塞钻孔当含水土层(如黄土)渗透性差时,可采用砂井一仰斜排水孔联合排水措施,以砂井会萃滑坡体内的地下水,用斜孔穿连砂井并把水排出在这种排水措施中,原那末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合用条件,垂直孔群的合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普通是在地下水集中地区和供水部位,采用成排罗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L5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到达钻孔排水的目的,每一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、淘蚀普通说为,管理的方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,从而到达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,对这种滑坡的管理,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局部遭受冲刷而促使滑坡不断开展,其管理方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,或者滑床陡、滑动快的滑坡,采用修筑支档工程的方法,可增加滑坡的重力平衡条件,使滑坡迅速恢复稳定支撑建造物的种类不少,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方法
1、抗滑片石垛是一种用垒砌石块的方法来阻挠滑坡体下滑、到达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,又有足够的场地和便宜的石料时,就可采用这种工程措施但是,这种措施不适宜用来管理下滑力较大的大、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,片石垛的根抵必须埋置于可能形成的滑面以下
0.5-
1.0米处,普通都用浆砌片石或者混凝土做成厚约
0.5米的整体根抵抗滑片石垛的顶宽普通不小于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
10.75-
11.25o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,合用于管理因河流冲刷或者因人为切割支撑局部而产生的中、小型滑坡,但不适宜管理滑床比拟松软、滑面容易向下或者向上开展的滑坡由于滑坡的推力较大,抗滑挡墙比普通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、二米宽的衡重台或者卸荷平台,挡墙的胸坡越缓越好,普通用
10.3-
10.5,也有
10.75-11者抗滑挡墙,普通多设置于滑坡的前缘,根抵埋入完整稳定的岩层或者土层的一定深度挡墙暗地里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根抵
3、抗滑桩用来管理滑坡既要保证桩不被剪断、推弯或者推倒,也要保证桩间±体不会从桩间滑走或者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,那末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者锚喷支护,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砂浆并插入一根钢筋,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者浅部岩体变形,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者上部岩体起到支护作用的钢筋称为“锚杆”锚杆类型不少,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者滑动面,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管理和会同县中心街滑坡管理中都采用了此种锚索锚索结构普通由幅度锚头、锚索体和外锚头三局部共同组成内锚头又称锚固段或者锚根,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夕K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、罗纹式、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、钢纹线或者罗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者脚部加填的方法,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钱从坡顶转移到坡脚,那末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,那末减重只能减小滑坡的o下滑力,不能到达稳定滑坡的目的因此,用减重的方法管理滑坡时,往往需要与下部的支挡措施相配合应当说明的是,用减重的方法管理滑坡并非对所有滑坡都合用比方说,对于牵引式滑坡或者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者土体稳定不可能继续向上开展的滑坡对于可以采用减重方法管理的滑坡,应该认真决定减重范围,要根据各段滑坡的稳定程度、稳定滑坡和其它建造物的要求,进综合考虑对于一些不向上或者向两侧牵引开展的小型滑坡,也可考虑将滑坡体全部去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者种植草木,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o
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管理一些土质滑坡用煤焙烧砂黏土时,当烧土到达一定温度后,砂黏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管理滑坡,导洞须埋入坡脚滑动面以下
0.5-L0米处为了使焙烧的土体成拱形,导洞的平面最好按曲线或者折线布置导洞焙烧的温度,普通土为500-800℃通常o用煤和木柴作燃料,也可以用气体或者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,到达稳定滑坡的一种方法这种方法最合用于粒径
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织打入滑坡体中,然后通电和抽水普通以铁或者铜桩为负极,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,从而到达使滑坡稳定的一种管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,曾经用石灰、水泥和黏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酸坡稳定性的治理方法,目前尚处于试验阶段,在滑坡管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。