公路工程地质教案—— 公路工程地质危害

课程名称公路工程地质专业名称授课教师/职称授课方式课堂讲授授课题目（章、节）公路工程地质危害（崩塌、滑坡）教材及参考书目教材：齐丽云、徐秀华主编的公路工程地质统遍教材与罗筠、刘志主编的自编教材。

参考书目：1、李治平主编，工程地质学；2、交通职业技术院校路桥专业教学参考书编审组编，试题集及题解。

教学目的与要求：1.描述公路工程地质危害（崩塌、滑坡）定义；2. 2.熟悉崩塌、滑坡的危害的特征；3.了解崩塌、滑坡形成的条件4.掌握（崩塌、滑坡）类公路工程地质危害的防治措施。

内容和时间安排、教学方法：1．内容和时间安排：内容参见以下教案；安排2学时。

2．教学方法：课堂讲授（结合录象和多媒体课件）。

教学重点和难点：1．重点：崩塌、滑坡的防治措施。

2．难点：掌握公路工程地质危害（崩塌、滑坡）的特征。

知识目标：掌握崩塌、滑坡基本概念；理解崩塌、滑坡的形成条件；熟悉（崩塌、滑坡）类公路工程地质危害的处理措施。

能力与技能目标：具有描述识别崩塌、滑坡对公路危害的能力；掌握（崩塌、滑坡）类公路工程地质危害的防治措施。

复习思考题、作业题：作业题：教材中习题(两题)。

第七章公路工程地质危害第一节滑坡一、滑坡的概况1、滑坡的概念：滑坡是指斜坡岩土体在重力作用下，沿一定的软弱面或滑动带整体下滑的现象。

西南地区(云、贵、川、藏)是我国滑坡分布的主要地区，其他地区的山区、丘陵区，包括黄土高原，亦有不同类型的滑坡分布。

（如图7-1-1）图7-1-1工程活动引起的滑坡2、滑坡的成因滑坡的种类很多，形成的原因也各异，详见表7-1。

滑坡的类型滑坡的成因堆积层滑坡：坡积、洪积、重力堆积中或沿基岩顶面滑动的各种滑坡。

是由于地下水的作用引起的。

残积层滑坡：发生在厚层风化壳中的滑坡。

是由于强烈的化学风化作用，坚硬基岩也风化成土和碎石，滑坡多沿软弱的风化带滑动。

黄土滑坡：新、老黄土的滑坡。

滑坡的产生与黄土对水的不稳定性有关。

粘性土滑坡：均质和非均质粘性土中产生的滑坡。

因网状裂隙破坏了土的结构，水沿裂隙下渗，使土的强度降低，而产生的滑坡。

堆填土滑坡：人工填筑的路堤土及弃土。

路堤沿原地面发身发生的滑动，有时也带动其下的坡积层一起下滑。

破碎岩石滑坡：岩体失去完整性、松散破碎的多种岩石，可产生层面滑坡和构造面滑坡。

滑体由碎、块石和粘性土混合组成，地下水较多，无明显的含水层。

岩石滑坡：各种较完整的岩石。

是以泥岩、泥质页岩、片岩等软弱岩石形成的滑坡。

滑坡是山区公路的主要病害之一。

大规模的滑坡，可堵塞河道、摧毁公路、破坏厂矿、掩埋村庄，对山区建设和交通设施危害极大。

二、滑坡的形态特征滑坡的规模有大有小，小型滑坡的滑动土石体仅有数十或数百立方米，大型滑坡中的滑动土石体则可高达数百万、数千万甚至数亿立方米。

滑坡的规模越大，其造成的破坏通常也越大。

滑坡在其滑动过程中通常会形成一系列的形态特征．这些形态特征就是我们识别滑坡的重要标志。

一个发育完整的滑坡一般都具有滑坡体、滑动面、滑坡床、滑坡壁、滑坡台地、滑坡鼓丘、滑坡舌、滑坡裂隙等滑坡特有的形态持征。

（如图7-1-2）图7-1-2滑坡形态图7-1-3滑坡的特征土质滑坡的外形多呈扁平的簸箕状，斜坡上常有数级滑坡平台，但其错距往往不大，向下缓倾或后倾；上部的滑坡壁清晰可见，往往有封闭洼地，下部则常隆起；滑坡体上新生沟谷纵横．被面陷落．参差不齐，滑坡体表面及两侧常出现裂缝，并随滑坡的发展而逐步增多；在均质土层中，滑动面光滑，有明显的擦痕；在土夹石层中．滑动面粗糙不平，擦痕尤为明显。

此外，生长在滑坡体上的树木因为滑体的滑动或转动而呈歪斜状、单个生长时，在工程上俗称“醉汉树”，成片生长时则被称之为“醉林”。

滑坡稳定后，台阶后壁较高，常常长满草木，再加上很长时间的雨水淋蚀、冲刷，已找不到当初的擦痕。

滑坡平台宽大且已夷平，土体密实，地表无明显的裂缝。

滑坡前缘的斜坡较平缓，已无滑动过程中的松散坍塌现象。

滑坡两侧的自然沟谷切割很深．有的甚至已达基岩。

有时在滑坡舌附近会有泉水出露。

此外，原来的“醉汉树”又重新向上竖直生长，形成所谓的“马刀树”等等（如图7-1-3），这些现象表明滑坡已基本稳定。

如果触发滑动的因素已经消失，滑坡就将长期稳定；否则，还可能重新“复活”。

三、滑坡的形成条件1．边坡体的岩性条件天然边坡是由各种各样的岩体或土体所组成。

由于介质性质的不同，其抗剪切能力、抗风化能力和抗水冲刷、破坏能力也各不相同，抗滑动的稳定性自然各异。

2．边坡体内部的结构构造边坡体内部的结构构造情况如岩层或土层层面、节理、裂隙等常常是影响边坡体稳定性的决定性因素。

这些部位易于风化、抗剪强度低，尤其当其中的一些裂隙或结构构造面的产状比较陡峻时，就和容易引起边坡体的滑动。

3．地形地貌条件边坡的坡高、倾角和表面起伏形状对其稳定性有很大的影响。

坡角愈平缓、坡高愈低，边坡体的稳定性愈好。

凸形山坡或上陡下缓的山坡，当岩层倾向与边坡顺向时、易产生顺层滑坡。

4．水文地质条件地表水及地下水的活动常是导致产生滑坡的重要因素。

据有关资料介绍，90％以上的边坡滑动都与水的作用有关。

水的作用表现在以下几个方面：5．气候和地震作用气候条件变化会使岩石风化作用加剧，炎热干燥的气候会使土层开裂破坏，这些都会对边坡的稳定性造成影响。

在地震过程中，受地层波的反复作用，边坡岩土体结构很容易遭受破坏，并造成边坡沿其中的一些裂隙、结构面或其他软弱面向下滑动。

一般认为，地震烈度在5度以上时就可能诱发边坡滑动。

6．人为因素影响人为因素影响是边坡滑动破坏的另一个重要因素，人们在平整场地、修筑道路、开挖渠道、基坑以及采矿过程中．如果不合理的开挖坡脚，不适当的在边坡体上弃土堆重或进行工程项目建设，都有可能破坏边坡原有的稳定性而引起滑坡。

不适当的开挖坡脚，可导致牵引式滑坡，或引起古滑坡复活；不适当地在坡体上部堆放荷载，可引起推移式滑坡；不合理地开采矿藏，使山体斜坡失稳滑动或引起崩塌性滑坡。

大型爆破产生的动力效应也能诱发山体滑坡，斜坡上部修筑渠道或铺设管道，由于渠道或管道漏水、引起坡体滑动，深基坑开挖引起的基坑周边土体失稳滑动并造成周围地面其他市政设施的破坏，如此等等。

四、滑坡的防治措施1、滑坡防治原则（1）在路线走向范围内通过详细调查、收集资料及勘察手段判定存在滑坡时，对性质复杂以及正在发展中的大型滑坡应使路线绕避。

如绕避困难，应根据滑坡规模大小，设计人工构造物绕越方案。

（2）对于性质简单处于稳定状态的中、小型滑坡，一般可以进行整治，但应注意路线的平、纵面设计，避免大填大挖，并力求整治简单、工程量小、施工方便、经济合理。

（3）一般情况下路线通过滑坡的上缘或下缘比通过中部好。

通过滑坡下缘的路基宜为填土形式，以增加抗滑力，通过上缘的路基宜为挖方形式以减轻滑体重力。

对于窄长而陡峭的滑坡也可采用桥梁通过。

（4）整治滑坡首先是做好排水工程，然后才是针对滑坡滑动的主要因素，结合公路的重要程度、施工条件及其它要求，采取防治结合、以防为主的综合治理措施。

2、滑坡防止措施1）地面排水滑坡体以外的地表水，应予以拦截引离；滑坡体上的地表水要注意防渗，并尽快汇集引出。

地面排水工程应在滑坡后缘的稳定地层上设置环形截水沟、树枝状排水系统、明沟与渗沟相配合的引水工程、平整夯实自然山坡坡面、绿化工程等措施。

（1）环形截水沟应设在滑坡可能发展的边界5m以外，根据需要可设置数条、分段拦截地表水、向一侧或两侧的自然沟系排出。

在坡度陡于1：1的山坡上，可采用陡坡排水槽来拦截山坡上方的坡面径流。

（2）树枝状排水系统在滑体内，根据地形条件，充分利用自然沟系作为排水渠道，汇集并旁引坡面径流于滑体外排出。

排水沟的布置应尽量避免横切滑体，主沟宜与滑移方向一致，支沟与主沟斜交30~45°如图7-1-4所示。

（3）明沟与渗沟相配合的引水工程对滑体内的泉水或湿地，可采用明沟与渗沟相配合的引水措施，其布置如图7-1-5所示，目的在于排除山坡上层滞水和疏干边坡土体含水。

埋入地下部分类似集水渗沟，露出地面部分是排水明沟。

图7-1-4 树枝状排水系统图7-1-5 渗沟平面布置图（4）平整夯实自然山坡坡面在滑体内，如果山坡土质疏松，坡面水易于阻滞下渗，应对坡面整平夯实、填塞裂缝，防止坡面径流汇集下渗。

（5）绿化工程措施绿化是配合地表排水的一项有效措施，特别是对渗水严重的粘性土滑坡和浅层滑坡，效果显著。

在滑坡面种植灌木及阔叶果树，可疏干滑体水分，根系起加固坡面土层的作用。

铺种草皮，可滞缓坡面径流流速，防止冲刷，减少下渗，避免坡面泥土淤塞沟槽。

2）地下排水常用的地下排水措施有平孔排水、竖井排水、截水渗沟、盲沟、支撑渗沟、排水隧洞等。

其中渗沟、盲沟主要用于排除浅层地下水，平孔与竖井则可排除较深地层中的地下水，排水隧道因造价高，只有在地下水特别丰富的大型或巨型山坡滑坡的整治中才采用图7-1-6 截水渗沟平面布置图图7-1-7 抗滑挡墙（2）排水隧洞排水隧洞适应于引排深层地下水；排水隧洞四周应设置若干渗管，将水引入洞内。

隧洞的埋深取决于主要含水层的埋置深度，并应埋入稳定地层内，顶部应在滑动面（带）以下不小于0.5m。

洞底排水纵坡不小于1%。

3）减重与反压措施减重又称削载，即在滑坡后缘挖除一定数量的滑体，使下滑力减小而使滑坡稳定下来。

但在一般情况下，减载不能改变滑坡的下滑趋势，故常与其他的整治措施配合使用。

推动式滑坡或由错落转化的滑坡其滑床上陡下缓，滑坡后缘及两侧的地层稳定，宜采用滑坡后缘减重而前缘用反压措施。

牵引式滑坡或滑带土具有卸载膨胀性质的滑坡，不宜采用减重法。

4）抗滑支挡工程（1）抗滑片石垛设置在滑坡体前沿，依靠垛重来阻止滑坡体下滑。

适用于滑体不大、自然坡度平缓、滑动面位于路基附近或坡脚下部较浅处的滑坡。

（2）抗滑挡土墙设置于滑坡体前缘，常作为大型滑坡的排水、减重等综合措施组成部分。

对于中、小型滑坡，常与支撑沟联合使用。

当滑坡中、下部有稳定岩层锁口时，可布设在锁口处，锁口以下部分另作处理；当滑动面出口在路基面附近，滑坡前缘距路线有一定距离时，布设应尽可能靠近路线，墙后余地填土加载，以增加抗滑力；当滑面出口在路堑边坡上时，应按滑床地质情况决定布设位置；若滑床为完整岩层时，可采用上挡下护处理；若滑床为不宜设置基础的破碎岩层时，可将基础布设于坡脚以下的稳定地层内；对于多级滑坡，可采用分级支挡处理。

胸墙坡度一般采用1：0.3～1：05，也可适当放缓，基础埋人稳定岩层中的深度应不小于0．5m，埋人稳定土层中的深度应不小于2m，墙背应设渗沟。

其图式如图7-7所示。

（4）锚杆加固是通过锚杆把斜坡上被软弱结构面切割的板状岩体组合成一个稳定的结合体，并利用锚杆与岩体挤贴所产生的摩阻力来阻止岩块向下滑动，如图7-1-8所示。