高边坡的危害课件.ppt

高边坡的危害,主要内容一、高边坡问题的提出二、高边坡的种类和变形类型,一、高边坡问题的提出（一）高边坡的界定何为高边坡（二）高边坡的变形、破坏及其造成的损失（三）高边坡的特征,（一）高边坡的界定一般认为边坡高度大于20m的土质边坡，或高度大于30m的岩质边坡。（二）高边坡的变形、破坏及其造成的损失高边坡早已存在，也曾造成过变形和损失。近年来，高边坡数量越来越多，高度越来越高。变形量大，增加投资、延误工期、造成灾害。举例：,云南澜沧江小湾电站边坡高达500m,云南元江磨黑高速公路K259高110m的砂泥岩高边坡,深圳汕头高速公路K101滑坡推倒桩板墙,深圳汕头高速公路K102滑坡，抗滑桩与明洞处理花费8000余万元,同江三亚高速公路闽北八尺门互通区设在2个古滑坡上，治理费5000余万元,云南元江磨黑高速公路三菁公隧道进口高边坡发生滑坡，高130m，推倒中隔墙,山西长治晋城高速公路K31砂泥岩顺层滑坡，体积达25万m3,北京珠海高速公路粤北段K108高边坡滑坡，三次变更设计，治理费用2000余万元,重庆万州梁平高速公路K42砂泥岩顺层滑坡,西安秦岭某试验基地花岗岩高边坡滑坡,花岗岩中长100多m、宽80cm的张裂缝,(三)高边坡的特征1、高边坡是将地质体的一部分改造成人为工程设施，因此其稳定性取决于自然山坡的稳定状况(稳定、不稳定、极限平衡)、地质条件(地层岩性、地质构造、坡体结构、岩体结构、水文地质条件、风化程度等)和人为改造的程度(开挖深度、坡形、坡率等)。2、由不同的地层、岩性、风化程度的岩土体构成的自然山坡，受地质构造影响程度不同，水文地质条件不同，在自然营力作用下形成了各种形态的斜坡，如直线坡、凸形坡、凹形坡、阶梯状坡，且具有不同的稳定状态，这是在漫长的地质历史时期形成的，是动态的、变化的。自然斜坡是人工边坡的基础。3、人工边坡是对自然斜坡的改造，它也有直线坡、凸形坡、凹形坡，更多的是阶梯状边坡。人工边坡改变了自然山坡的应力状态和地下水的渗流条件，而且是在短短几个月内改造完成的。自然山坡的应力调整有一个过程，强度低的软弱岩层调整较快，常在施工期就发生变形；强度高的坚硬岩层调整较慢，或可自身稳定，或在13年后发生变形。只有当人工边坡顺应自然，对其改变不大时，才可保持稳定，否则就会发生失稳，甚至引起自然山坡的破坏。4、自然山坡和人工边坡都处在各种自然营力的作用之下，如阳光照射、降雨冲刷和下渗、风化和地震等。但人工边坡所造成的自然状态的改变使这种作用更强烈，如开挖暴露风化加剧、破坏植被地表水容易下渗、坡体松弛、爆破震动等都使边坡更容易发生变形。5、自然条件千差万别，所以高边坡设计也变得十分复杂，每个工点都需单独分析和计算，这也许就是目前高边坡设计尚无规范可循的原因。,据当地村民反映，渣土堆放处原本是个采石场，后来荒废。近几年来，大型渣土车一直运送渣土到采石场。目前，事发地红坳村南面山体绿植已被挖空，裸露出大块的黄褐色地表。资料显示，深圳矿产资源并不丰富，仅有采石取土、矿泉水等几项矿产资源开发。深圳市出台的相关文件明确，决定对数百个已关闭的采石场进行生态恢复，只保留12个限采区，其中即包括宝安区红坳矿区。,实际上，事发地偷倒渣土这一情况由来已久。据深圳新闻网报道，去年10月，红坳村村民曾反映过泥土车偷倒渣土问题。“近段时间，在深圳光明新区红坳村这边，一到晚上9点多，就有很多超载泥头车排队倾倒泥渣，然后还使劲按喇叭，到凌晨三四点的时候也是这样。”,一位在红坳村开电脑维修店的姜先生称，造成滑坡的泥土是近两年深圳施工挖地基取出来的渣土，靠着山堆起来，山大约100米高。今天上午发生滑坡后,有5、6栋房屋被埋，最深的地方有十几米。这一片主要是工业区，其中有一些工人宿舍。“我们估计有几百人在里面,覆盖的面积应该有上万平方。”,2015.12.20日11时42分，深圳光明新区红坳村柳溪工业园发生山体滑坡，将整个工业园整个吞掉了，大概10多万平米，截至13时13分，59人失联。现场报称已解救出4名被困人员（1人轻伤，其他3人无受伤）。,二、高边坡的种类和变形类型（一）高边坡的种类（二）高边坡的变形类型（三）高边坡变形的条件和原因分析,二、高边坡的种类和变形类型（一）高边坡的种类（二）高边坡的变形类型（三）高边坡变形的条件和原因分析,（一）高边坡的种类高边坡分类表,（二）高边坡的变形类型1、按变形性质分（1）坡面冲刷；（2）表层溜坍；（3）危岩、落石、崩塌；（4）坍塌；（5）滑坡；（6）倾倒；（7）错落。2、按变形深度分（1）坡面变形（深12m）；（2）边坡变形（深10m），变形在边坡范围内；（3）坡体变形（深10m），变形超越边坡范围。3、按变形范围分（1）整体变形整个边坡变形；（2）局部变形部分边坡变形。4、按变形新老分（1）古老滑坡复活；（2）新发生的变形。,边坡变形示意图：,坡面冲刷,堆积层坍塌,强风化岩坍塌,黄土滑坡,破碎岩体滑坡,强风化砂泥岩局部顺层滑坡,砂泥岩顺层滑坡,2019/12/14,37,可编辑,砂泥岩切层滑坡,砂泥岩老滑坡与新滑坡,石灰岩的倾倒变形,老滑坡因开挖而复活,危岩体,花岗岩顺缓倾节理面滑落,错落,（三）高边坡变形的条件和原因分析从已经发生的大量高边坡变形来分析有以下几方面原因：1、选线、选厂、选址时对地质工作重视不够，没有贯彻“地质选线”的原则，对已经存在的古老滑坡和潜在滑坡（如岩堆地段、顺层地段）没有认识或认识不足，将线路布设在这些地段，甚至大填、大挖，造成老滑坡复活或新生滑坡。2、高边坡变形最主要的原因是对高边坡的地质决定性认识不足，道路工程中重桥隧、轻路基的指导思想没有彻底改变，对高边坡没有专门地质调查和勘探，只能凭经验盲目设计，这就难免不发生问题。3、由于对高边坡重视不够，过分强调节约工程投资，本来可以作隧道或外移作桥或半路半桥的，为节省投资而大挖方，结果造成高边坡变形，有时其治理费用比桥、隧还多。4、高边坡本应该作个别设计的，因工作量大、工期紧、资料少，也只能作一般边坡对待，设计缺乏依据，或坡形坡率设计不符合当地岩土条件，或没有排水与加固工程，或工程不足以保证稳定。5、不科学的施工方法也是造成边坡失稳变形的重要原因，如雨季大开挖大量雨水渗入坡体，软化坡体岩土；大爆破施工破坏岩体完整性；开挖后长期暴露而不防护和加固，甚至一挖到底不加固等。,这里强调坡体结构对高边坡变形的控制作用。所谓坡体结构是指构成坡体的不同岩层及构造结构面（包括接触分界面）的产状、性质、厚度、含水状况，在边坡上的分布位置及其与开挖面之间的关系。它控制了边坡可能发生变形的类型、位置和规模。我们将之分为以下六种：,（四）高边坡的稳定性评价1、稳定等级的划分一般分为稳定坡、基本稳定坡、欠稳定坡和不稳定坡，其特征如下表:,2、高边坡的稳定性评价方法人们早已熟悉用力学平衡计算法评价边坡的稳定性，它可以得出稳定系数的定量数据，而且可算出需要加固工程承受力的大小。但是对于复杂的高边坡稳定性计算，由于计算的边界条件（范围）和破坏面岩土参数难以准确判定、试验和选取，使计算结果的可信度降低。作者认为应以工程地质分析对比法为基础辅以力学计算两者结合较为合理，前者为后者提供变形类型、范围和边界条件，后者则可得出稳定系数和作用力大小，为设计提供依据。工程地质分析对比法从以下几方面分析对比：a、从自然极限稳定坡的坡形坡率坡高与人工边坡的平均坡率和坡高对比中评价其稳定性；b、从自然山坡已发生的变形类型和规模推断人工边坡可能发生的变形类型和规模；c、从坡体结构分析人工边坡可能发生的变形类型及产生的部位（整体或局部）；d、从作用因素及其变化幅度分析，主要是开挖引起坡体松弛、地表水下渗、岩土（特别是软弱带）强度降低分析可能发生的变形类型及规模；e、从已发生的变形分析其发生机制并反演出破坏时的岩土强度参数。力学计算法力学计算法有多种，只有选择与调查确定的破坏类型及模式相一致的计算方法才能得出正确的结果。其破坏范围主要是松弛范围，除顺层滑坡外，可用有限元计算开挖后边坡的应力场和位移场来确定。对土质边坡和类土质边坡可用传统的圆弧形破坏面进行计算，但沿土层界面滑动者不一定是圆弧。岩质边坡，即使是强风化岩体，其破坏也要沿不利结构面组合，因此多为折线形，用推力传递法比较符合实际。其选用的计算参数C、值也应根据地质情况不同而分段选取。,四、高边坡的设计（一）高边坡设计的特点1、高边坡设计以翔实的地质资料为基础。2、高边坡设计是预测性设计。3、高边坡设计是风险性设计。4、高边坡设计应是动态设计。5、高边坡设计对施工工艺提出严格要求。（二）高边坡设计的原则1、高边坡根据其使用年限和保护对象的重要性，应是安全可靠的。2、高度40m以下的边坡原则上以放稳定坡率为主，大于40m的边坡，放缓边坡可能增加大量弃方、破坏大量植被、增大征地量，于环保不利，应采取较陡的坡率增加支挡加固工程以减小边坡高度。3、由于坡脚应力和地下水集中，加固工程应贯彻“固脚强腰”的原则，“固脚”即加强坡脚1、2或3级边坡的支撑力，“强腰”则是防止高边坡的局部失稳。既要保整体稳定，也要保局部稳定。4、高边坡设计应有完善的地表和地下排水系统，减少水对边坡稳定的影响。5、高边坡设计应充分考虑环境保护，美化环境。,（三）高边坡的设计方法高边坡设计目前尚无统一的方法，一般采用三种方法相结合：1、工程地质比拟法从自然稳定坡的调查中寻找可供比拟的坡形、坡率和坡高。2、力学计算法选择符合坡体结构和破坏模式的计算方法对设计的坡形进行稳定性计算，调整坡形或增加支挡工程以达到合理的设计。既保整体稳定，又保局部稳定。3、经验对比法以类似地质条件下稳定的人工边坡作参考设计新的边坡。4、坡形坡率的设计：一般采用台阶状坡形。每级台阶的高度：810m。台阶（卸荷平台）宽度：一般23m；高度大于30m的边坡，在中部留46m的宽平台。坡率：土质边坡：1:11:1.5（黄土边坡除外）；类土质边坡：1:11:1.5；强风化岩边坡：1:0.751:1；弱风化岩边坡：1:0.51:0.75；微风化岩边坡：1:0.3l:0.5。对岩层顺倾地段的高边坡，当岩层倾角大于40时，可采用顺层面刷方。但当倾角较缓时，不宜顺层刷方，那样会增大边坡高度，破坏植被，增大征地和弃方，于环境保护不利，还可能留下不稳定隐患。5、加固工程的设计：对计算评价不稳定和欠稳定的边坡必须设置一定的加固工程措施，常用者有挡土墙、抗滑桩、预应力锚索抗滑桩、预应力锚索框架（地梁、墩），锚杆框架（地梁）等，可根据边坡的具体情况单独或组合使用。6、排水系统设计：（1）地面排水系统；（2）地下排水。以下用一些图片实例作一说明。,坡脚桩板墙,坡脚锚索抗滑桩，中部锚索框架