地质灾害滑坡治理及其方法

地质灾害滑坡治理及其方法

摘要:简要说明了我国地质灾害的现状, 对滑坡进行了介绍, 提出了滑坡的治理原则,对目前国内外滑坡治理方法进行简要阐述，总结了滑坡治理主要工程措施的适用范围、各自的优缺点及应该注意的问题,对从事滑坡治理具有一定的实用价值。

关键词:地质灾害; 滑坡;滑坡治理；治理措施

滑坡是一种严重的地质灾害, 由于它经常中断交通、堵塞河道、摧毁厂矿、破坏村庄和农田、造成人员伤亡和重大经济损失而受到世界各国的关注,近二十年来, 特别是国际减灾十年活动!开展以来,国际上研究和防治滑坡灾害空前活跃, 各项研究进一步扩展深入,防治工程措施也在完善已有措施的基础上向轻型化、小型化方向发展, 本文对目前国内外滑坡治理方法进行总结综述。

1我国地质灾害的现状

我国山区面积分布广,在自然地质作用、降雨、人为因素等条件下,滑坡灾害常有发生。从滑坡灾害类型的分布看,西部地区多为地震触发,东部滑坡多与暴风雨、洪水伴生;西部地区多发生滑坡堵江、溃坝洪水灾害, 东部则多转化为泥石流加剧灾害程度。据不完全统计, 历史上由地震引起的滑坡损失, 死亡人数在23400人以上, 其它如房屋、耕地、工程设施等损失更是不计其数。近年来, 电台和新闻媒体关于滑坡的报道也逐渐增多, 据有关资料显示,我国是世界上滑坡灾害最严重的国家之一, 每年因滑坡灾害造成的经济损失达十亿以上。例如,处于豫西山区的宜阳县,是地质灾害高发地区之一, 泥石流灾害相当严重,1996年8月2日,全县突降暴雨, 大暴雨中心发生在李沟河的上游,大暴雨形成的洪水把山坡根部的松散物质带走, 造成山体失重产生瞬间崩塌, 崩塌下来的泥沙、石块和洪水混在一起暴发了强大的泥石流,直接冲击县城的一些厂矿企业及居民区,使县城遭受三个多亿的巨大损失。

2滑坡产生的原因及危害

滑坡是一定地质地形条件下, 斜坡部分岩、土在自重作用下, 受自然因素或人为因素影响失去稳定, 沿着内部某一软弱面( 或带) 产生滑动变形的现象。发生滑坡是诸多内因和外因相互作用的结果。内因主要包括地质构造和岩土的物理力学性质: 对于破碎断层、节理发育、褶皱倾斜、岩层与线路走向接近的大倾

角岩层, 是滑坡发生频率高的地质构造; 同时地层的岩土物理力学性质也是引起滑坡产生的重要因素, 如泥页岩、云母岩、风化岩、富含有机质的易水化岩石, 以及松软粘土、人工松散堆积层, 因其水稳性和自身粘结强度都较差, 就较容易发生滑坡。滑坡发生的外因一般有:积水渗水、地下水变化、人工挖采破坏了原有的地层内应力平衡构造、较大的荷载或冲击振动能量等。

我国山区和丘陵带幅员面积占大约70%, 是世界上滑坡危害比较严重的国家。山区修建水库、电站、道路和工厂等形成的大量开挖山坡, 可产生新滑坡或导致老滑坡复活。滑坡给世界各国造成的经济损失估计每年可达数十亿美元, 整治费用惊人。

3滑治理原则

1)以查清工程地质条件和了解影响斜坡稳定性的因素为基础。查清斜坡变形破坏地段的工程地质条件是最基本的工作环节,在此基础上分析影响斜坡稳定的主要及次要因素, 并有针对性地选择相应的防治措施。2) 整治前必须搞清楚斜坡变形的规律和边界条件, 变形破坏规律不同, 处理措施也不同, 要根据斜坡变形的规律大小采取相应的措施。此外, 还须掌握变形破坏面的位置和形状,以确定其规模和活动方式, 否则就无法确切地布置防治工程。

3) 按工程的重要性采取不同的防治措施, 斜坡失稳后后果严重的重大工程, 势必要提高安全稳定性系数, 防治工程的投资量大; 而非重大的工程和临时工程, 则可采取较简易的防治措施。同时,防治措施要因地制宜, 适合当地情况。

4常用滑坡治理工程措施

滑坡是一定地质、地形条件下,斜坡部分岩、土,在自重作用下,受自然因素或人为因素影响失去稳定,沿着内部某一软弱面(或带)产生滑动变形的现象。我国大约70 %的地区为山区,是世界上滑坡危害比较严重的国家,此外,路堑开挖、水电站边坡、深基坑开挖等人为因素引起的滑坡问题也越来越受人们重视。目前常用的滑坡治理工程措施如下分析。

4.1 清除滑坡体

对坡高小于15m、坡面长小于50m的小型土质边坡, 且其无继续向上及两侧扩展的可能。由于挖方工作量较小, 且挖除后可永久消除危害, 因此可采用挖除的方法一次根治。

4.2排水工程

排水工程包括地表排水和地下排水,整治滑坡一般应在滑坡体外修环形截水沟将地表水引至天然沟谷。滑体内修建树枝状排水系统,布置时主沟应尽量与滑坡方向一致,支沟与滑

向成30。~45。斜交。为防止地表渗透,应填平夯实地表,对风化或裂隙地表应采取锚喷防护措施以及灌浆措施,此外还应重视绿化、植被以固定土壤。

地下排水可分为浅层、深层排水及截水。浅层排水措施主要盲沟,其深度为数米至数十米,当地下水埋藏达10 一15 m 或更深时,则应对盲沟、地下隧洞及钻孔法进行经济技术比较。国内主要倾向于隧洞方式,而在国外主要采用水平钻孔法,钻孔法除水平钻孔外,还有垂直钻孔群法和仰斜钻孔法,随着钻孔设备及方法的不断改进,钻孔排水法会越来越广泛地得以应用。

4.3 支挡工程

在滑坡体上建造支挡建筑物来增加抗滑能力,以获得岩土体稳定。

4.3.1抗滑挡土墙

在中小型滑坡,下滑力不大时,可设置挡土墙或片石垛,并将基础置于滑动面以下的硬层或基岩上,挡墙最常用的形式是重力式挡土墙,我国50年代开始延续了十多年,但是据统计,西南地区8m 以上的挡土墙,有半数以上出现了不同程度的开裂、变形和破坏,主要原因是这种结构受力机制不合理。为了改善这种状况,出现了加筋挡土墙、锚定板挡墙以及预应力锚索、锚杆挡墙等新型挡墙。

目前,预应力锚杆、锚索挡墙得到广泛应用。它从本质上改变了挡土墙的受力机制(主动受力),而且节省污工、降低造价。与一般重力式挡墙相比,每根16Mnφ22的预应力锚杆可代替4.23 m3的污工,节省投资20%左右经济效益显著。

4.3.2抗滑桩

抗滑桩是借助桩与周围岩土共同作用,把滑坡推力传递到稳定地层的一种抗滑结构,自60年代开始使用以来,抗滑桩得到广泛应用。主要是因为它具有抗滑力强、污工量小,桩位灵活、施工简便安全等优点。目前使用最多的有钢筋混凝土桩和钢管桩,日本多采用钢管桩,我国主要采用钢筋混凝土桩,其主要形式有。

(1)大截面排式抗滑单桩从1966年在成昆铁路滑坡治理中得到应用,迅速被推广,成为我国治理滑坡的基础。并且随着机械钻孔技术的不断发展,以园形为抗滑结构的抗滑桩成为治理滑坡的主要手段。

(2)抗滑键也称键式抗滑桩。它充分利用岩体的整体特性,使抗滑桩的长度最大限度地限制在滑面附近,上部采用岩土充填,把滑坡体与滑床栓在一起。这种结构多用于顺层岩质坡。

(3) 钢筋混凝土园管打入桩和沉井桩这种结构多用于塑性土层滑坡。

(4 )承台式抗滑桩将3~5根抗滑单桩在桩顶用承台联结,共同抗滑来稳定滑坡。

(5) 桩拱墙由钢筋混凝土抗滑桩和浆砌片石拱组成,拱墙承受桩间土拱内的土压力,并传给抗滑桩,桩的下部嵌入稳定岩层

内,承受滑坡推力,阻挡滑体下滑。

(6 )桩基挡墙由钢筋混凝土抗滑桩、混凝土拱形承台及浆砌片石挡墙3部分联成整体共同作抗滑。

(7) 椅式桩墙它用拱板支挡桩间滑体岩土,将滑坡推力传给基桩,桩嵌入稳定岩层,刚度很大的上墙取代了抗滑桩的悬臂段,

不需配置受力钢筋。与一般抗滑桩相比,节省钢材和污工,节省投资约30%-50%。

(8)排架式抗滑桩将前后排两根抗滑桩用两根横梁联结,成为一刚架结构。

(9) 抗滑刚架桩将前后两根桩用一根横梁连结成一整体刚架,共同承受滑坡推力。

(10) 锚固桩由钢筋混凝土抗滑桩和预应力锚索或锚杆组成,把桩嵌入稳定岩层和在桩顶用锚杆或锚索锚入稳定层并进行张拉,使抗滑桩形成简支受力系统,它使抗滑桩避免了悬臂梁受力,从而使桩截面大大减小,配筋减少,节省了投资,并且主动受力。

4.3.3锚固法

锚固法是指用预应力锚索或锚杆来加固滑体的一种方法,其优点是主动受力,施工简便,工期短,成本低。锚杆加固多用于助工程,配合其他措施治理滑体,真正能做治理滑坡主体工程的是预应力锚索,而且多用于岩质滑坡。预应力锚索主要由内锚固段、自由段和外锚固段组成,内锚固段分为粘结式和机械式,目前多用粘结式,即用水泥浆将锚索与孔壁粘成一体,外锚固段主要由外锚头夹具和钢筋混凝土垫墩组成,常用的外锚具有OVM或QM。

4.4土质改良法

它是指通过改善滑体(带) 土的性质, 使之坚固以达到稳定滑体的目的, 这种方法国内用得很少, 有也是作为辅助方法。主要方法有电渗法、焙烧法、动力固结法、爆破法、化学加固法等。

最常用的是注浆加固(化学加固法) , 注浆加固目的在于通过对崩滑堆积体、岩溶角砾岩堆积体、以及松动岩体注入水泥砂浆, 以固结围岩或堆积体, 从而提高其地基承载力, 避免不均匀沉降。

4.5减重反压法

对由边坡上部自身失稳引起的滑坡或滑动面不深且滑动面具有上陡下缓形状时, 对坡顶采取挖方卸载就能起到根治的作用。对于前缘失稳的牵引式滑坡, 整治的工程措施是在滑

坡前缘修建片石垛加载反压、增加抗滑部分的土重, 使滑坡得到新的稳定平衡。

4.6 抗滑明洞

人工挖方引起的工程滑坡, 破坏原来山体的平衡,滑坡前缘临空面高, 下滑力大。如果用抗滑明洞, 在明洞顶部回填土恢复山体平衡, 则较其它工程措施显得经济合理。

4.7 综合治理

整治滑坡用单一的工程措施往往不是最佳的方案,应根据滑坡类型、规模、稳定性, 并结合滑坡区工程地质条件、建筑类型及分布情况、施工设备和施工季节等条件, 选用多种工程措施组合起来进行综合整治。这些措施有: ①减重反压和抗滑挡墙相结合;②明洞和抗滑桩相结合;③明洞和抗滑挡墙相结合;④抗滑桩和抗滑挡墙相结合;⑤锚杆(索)和抗滑挡墙相结合;⑥锚杆(索)和抗滑桩相结合。

5结论与建议

滑坡治理是个综合治理的过程, 应根据滑坡类型、规模、稳定性, 并结合滑坡区工程地质条件、建筑类型及分布情况、施工设备和施工季节等条件, 选用抗滑桩、预应力锚索、格构锚固、挡土墙、注浆、截排水、减载压脚等多种形式综合治理,要把“方案优化、经济合理、技术可行、不留后患”作为滑坡防治的总体方针, 要做到具体问题具体分析,其目的是将各种整治措施组合成为最有效的工程措施, 降低整治滑坡的工程造价，最大程度地减少经济损失和人员伤亡。在各种综合整治工程中一定要注意伴以地表排水工程,以减少水对滑坡的危害。

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