高边坡病害类型、特征、发生机理.ppt

高边坡病害类型 特征 发生机理中铁西北科学研究院西安斯莱德滑坡防治技术咨询有限公司 主要内容 1 地质灾害的主要类别2 高边坡问题的提出3 高边坡的含义及类型4 影响路堑边坡稳定的主要因素5 高边坡的坡体结构类型6 路堑边坡变形类型7 常见地段高边坡的一般破坏模式8 路堑高边坡的设计9 几点认识和体会 1 地质灾害的主要类别 1 地质灾害的定义地质灾害是地质体在众多因素作用下变形 破坏 运动而给人类生存环境造成危害和生命财产损失的地质现象 2 常见的地质灾害有 1 深层地壳运动造成的地震 火山喷发 地裂缝等 2 由斜坡块体运动形成的崩塌 滑坡 错落 倾倒 坍塌和岩体深层蠕变等 3 由地表水作用形成的泥石流 碎屑流 水土流失 洪水 河流水毁 冲刷等 4 由地下水作用引起的岩溶塌陷 地面沉降 湿陷 涌水突泥等 5 由表生地质作用引起的沙漠化 盐渍化 风化剥落 膨胀 收缩等等 2 高边坡问题的提出 我国是一个多山的国家 自然地理 工程地质环境十分复杂 高等级公路是一项大型带状工程 穿越多种工程地质单元 甚至不同的气候区 由于高等级公路技术标准高 路基宽度大 对山体的破坏严重 将加剧各种自然和人为地质灾害的发生 近年来的公路建设 凡公路进入丘陵 山区 还没有发现那一条公路沿线没有滑坡发生和不稳定高边坡失稳 仅规模大小 类型 性质不同而已 如山西运三高速公路穿越中条山北麓低山丘陵区 对公路工程造成威胁的滑坡6处 不稳定高边坡17处 陕西铜黄高速公路 沿线老滑坡和施工中诱发的工程滑坡20多处 重庆万梁高速发生滑坡及边坡病害70余处 云南保龙高速公路全线74公里 老滑坡多达47处 高于30m边坡127处 川藏公路自2000年6月 2001年5月 不到一年的时间里 先后在西藏境内波密县易贡藏布 八宿县的怒江和芒康县的海通沟发生了三次特大型崩塌 滑坡 造成堵江 溃坝 的严重自然灾害 给人们的生命财产带来巨大损失 云南保龙高速一合同段高边坡变形照片 重庆万梁高速梁家膀滑坡后部拉裂谷宽8 10m 宝天铁路105 隧道病害东部错落体全貌 宝兰二线伯阳隧道进口滑坡群 川藏公路102滑坡 在东部沿海和中部省市 凡高速公路穿越丘陵山区 同样滑坡 高边坡失稳等地质灾害均较严重 如京珠高速公路广东省粤北段 路线穿越大瑶山脉西麓山区 110公里路段 滑坡 高边坡病害工程造价增加投资约10亿元 福建省是一个多山的省份 滑坡高边坡等地质灾害也较严重 漳诏高速公路全长140km 路堑高边坡30多处 不稳定高边坡14处 福州 宁德高速公路 全长约152km 路堑高边坡296处 其中稳定性较差的和不稳定高边坡48处 京福高速公路福建境内三明市 福州段长约216km 路堑高边坡大于40m的192处 稳定性较差和不稳定高边坡101处 安徽省徽 杭高速公路 黄山市 昱岭关段长约82km 高度大于30m的路堑高边坡约71处 总长约7744m 滑坡10多处 严重的制约着工程施工进度 京珠高速公路粤北段K108滑坡整治过程中整治后 京珠高速公路粤北段K152滑坡 深圳高速公路K101西滑坡 同三高速公路福建八尺门互通3 滑坡全貌 徽杭高速公路竹岭隧道西洞口左侧滑坡 徽杭高速公路ZK62左侧高边坡千枚岩顺节理面大型楔形体失稳 YK76开挖高边坡诱发大型滑坡 浙江省特别是丽水地区也是一个多山的地区 地质条件较为复杂 在复杂多样的地形地质条件下修建高速公路 如对边坡病害重视程度不够而对其防治不当或不力 轻者会影响整条路线正常建设 延误工期或造成重大经济损失 重者在建设和运营期间可能造成人员伤亡事故 产生极大的社会影响 因此 金丽温公司着眼于地质灾害的判断和预防工作 对高速公路高边坡地质灾害防患于未然是十分必要的 章坑岭隧道进口滑坡 K49 700 900滑坡变形 K62 K64坡面坍塌 两龙高速公路部分变形照片 2 高边坡的含义及类型 1 高边坡的定义就目前铁路及公路通行的认识 一般定义高边坡为土质边坡 20m 岩质边坡 30m2 高边坡的类型 1 按边坡物质组成分土质边坡 类土质边坡 岩质边坡 二元结构边坡 2 岩质边坡按坡体结构分顺层边坡 切层边坡 碎裂结构边坡 块状结构边坡 3 按使用对象分露天矿边坡 水电工程边坡 铁路公路边坡 城建边坡等 3 影响路堑边坡稳定的主要因素 高边坡是将地质体的一部分改造为人为工程的一部分 公路高边坡坡体多为较复杂的工程岩体 其复杂性不仅表现在边坡岩体的成因 岩性 构造以及各类构造裂面的空间组合与边坡面的关系 而且受边坡施工开挖方式 堆弃渣 排水等工程活动影响 处于不断风化 卸荷 构造解体与复杂的工程活动中 稳定性影响因素较为复杂 概括而言 影响高边坡稳定的因素主要为以下四个方面 3 1 工程地质特征是决定边坡稳定与不稳定的内因 它包括以下几个方面 1 地层岩性 岩性决定岩石的强度 抗风化能力 岩体结构及所能保持的稳定边坡高度及坡度 2 地质构造 地质构造决定岩层的产状 节理裂隙的性质及发育程度 断层破碎带的性质等 这些因素又决定了路堑边坡的岩体结构和破碎程度 岩质边坡的稳定性主要受缓倾角倾向线路的结构面 构造面特别是层面的控制 3 边坡岩体的风化程度 岩体风化破坏了岩体的完整性 使岩石物质成份发生变化 导致岩石物理力学性质的改变 直接影响岩体的强度及其水稳性 进而影响路堑边坡的稳定 如残积层及全风化岩体构成的高边坡的稳定性 起控制作用的是土状岩体的强度能否支撑设计的坡率 坡高 强风化碎裂结构岩体 由岩体强度 破碎程度及结构 构造面的组合及其与临空面的关系等共同控制边坡的稳定性 硬质岩石边坡 主要由结构 构造面组合及其与临空面的关系控制边坡的稳定性 4 水文地质条件 地下水软化岩 土 体 降低其强度 增大重度而增大了下滑力 有时还产生静 动水压力 这些均不利于边坡的稳定 是否存在地下水及其发育程度是评价边坡稳定的重要因素 特别是在岩性较弱的泥岩 砂岩地层中或全风化地层中 一旦地下水较为丰富 开挖后变形的概率较高 作用于高边坡的不利因素是高边坡变形的触发因素使高边坡不稳定的影响因素 3 2路堑边坡开挖对边坡稳定性的影响 路堑边坡的开挖是对自然应力状态的重大改变 是造成边坡失稳的直接原因 因此路堑边坡的设计是否合理是决定路堑边坡稳定的关键 它包括确定坡形 坡率 边坡高度和加固与防护结构的类型等 故在一定的工程地质条件下 路堑边坡的稳定性取决于设计的坡形坡率及加固措施是否与地质条件相适应 3 3施工对边坡稳定性的影响 施工方法 工艺及施工顺序对路堑边坡的稳定也有很大影响 在设计合理的前提下 有效的施工方法及工艺 开挖与支挡工程的有机配合是保证边坡稳定的保障 如预加固抗滑桩的设立 必需抗滑桩设立后才能开挖桩前土体 如对可能失稳的边坡 需要分级开挖 随即支挡 挖一级 支挡加固一级 再向下挖 如对硬质岩石边坡 避免大爆破施工而使岩体进一步松弛 造成失稳变形 从而增加投资及影响施工进度 如对开挖的边坡 已确定防护加固措施 应及时施工 开挖后长期不施工 造成坡体应力进一步松弛 地下水下渗 特别是在雨季中极易产生施工过程中的变形 变形后会使工程规模成倍增加 如高边坡加固采用锚固工程 工程质量与施工技术密切相关 对锚固工程施工队伍的专业技术水平要求较高 应选择有经验 责任心强的施工队伍 并加强施工质量监督与管理 才能确保边坡稳定和结构安全 3 4其它因素的影响 除上述因素以外的其它一些因素也会使边坡由稳定向不稳定转化 如破坏植被或边坡防护排水措施不到位 生产 生活用水管理 边坡上部加载等 均对边坡的稳定有一定的影响 4 高边坡的坡体结构类型 坡体结构是构成坡体的不同岩层及其中的各种的结构面 层面 片理面 断层面 节理面 接触面 不整合面等 的产状 分布及其与边坡临空面之间的关系 它控制着边坡变形的类型和性质 一般分为土质边坡 类土质边坡 岩石边坡 二元结构边坡四类 对岩石边坡 又可进一步划分为近水平层状结构 顺倾层状结构 反倾层状结构 碎裂状结构和块状结构 4 1土质边坡 堆积土层 如崩积 坡积 冲积 洪积等 及残积土层构成土质边坡 土质边坡岩体结构面对边坡稳定已不起控制作用 控制稳定的是岩土的强度和含水状态 其破坏主要是坍塌 坍滑与近圆弧滑面的滑动破坏及坡面变形 以及沿沉积界面的滑动变形破坏 由灌溉引起的黑方台缘黄土滑坡 保龙高速六标膨胀土边坡 4 2 类土质边坡 类土质边坡主要为坡残积层 全风化层 及断层破碎带等构成边坡主体 类土质边坡的稳定性既受岩土强度控制 又受软弱结构面 层面 节理面 片理面 断层面等 控制 变形类型有坍塌 坍滑 圆弧形滑动及折线形滑面滑动等 保龙高速公路14标 九标类土质边坡变形 4 3 岩质边坡 岩石边坡 即边坡主体由岩石组成 上部残坡层和全风化层较薄 边坡由强 微风化岩体构成边坡主体 其风化破碎程度呈正常接触或渐变 岩质边坡边坡的稳定性主要受不利结构面控制 按结构面与临空面的关系可分为三种类型 1 顺倾层状岩质边坡 2 反倾层状结构边坡 3 碎裂状结构边坡 1 顺倾层状岩质边坡层面倾向路线 边坡开挖后很容易发生沿层面或层间错动面滑动的顺层滑坡 有时可形成多层滑动 万梁高速公路大荒田西砂泥岩顺层滑坡 清连高速公路灰岩顺层边坡的危岩及顺层滑动 2 反倾层状结构边坡层面倾向山内或与边坡斜交 不会发生顺层滑动 其破坏主要由倾向临空的结构面及其组合面控制 特别是延伸长 贯通性良好 软弱含水的断层 节理等结构面 有沿折线形滑面滑动的 也有楔形体滑动或崩塌的 也可以是边坡整体失稳 也可以是局部失稳 保龙高速9标户冲河2 隧道出口错滑体 保龙高速9标105m高边坡 3 碎裂状结构边坡由破碎岩体构成的边坡 由于岩体破碎 加之边坡开挖后坡脚应力集中和地下水作用 可因坡脚先变形而引起边坡坍塌或滑坡 保龙高速1标碎裂结构边坡V型槽坍滑 保龙高速9标碎裂结构边坡槽坍滑 4 4 二元结构边坡 该类边坡上部为较厚的残坡积层和全 强风化层 下部为弱或微风化的岩体 该类型边坡上部产生土质 类土质边坡变形类型 下部产生岩石边坡变形类型 且该类边坡多沿不同岩性的接触或风化界面发生变形 5 路堑边坡变形类型 关于路堑高边坡的变形破坏类型 徐邦栋教授在 深路堑高边坡设计及病害治理 一文中 根据变形及破坏涉及的地形地貌范围 将人工高边坡变形破坏划分为四种类型 即山体病害 坡体病害 斜坡病害和坡面病害四类 根据公路高边坡的特点和防治要求 目前公路界常对高边坡的破坏类型分为三类 1 坡体变形边坡所在山体或斜坡体工程地质条件较差 有不良坡体结构或岩体结构 有贯通且延伸度长的倾向临空的不利结构面或软弱夹层 地下水发育 影响范围深 边坡高度高 会产生规模较大的滑坡 崩塌 错落和坍塌等坡体整体失稳变形 其范围常超出边坡范围 2 边坡变形在边坡范围内工程地质条件较差 或含水量高 或有倾向临空的不利结构面 变形破坏可以是一级或数级边坡的变形 但破坏深度一般不超过10m 在边坡范围内发生如坍塌 浅层滑坡 局部契形体滑动等 3 坡面变形坡体 边坡自身是稳定的 但坡面在外界因素作用下 因剥蚀 风化 冲刷等产生坡面变形 如碎落 剥落 落石 溜坍 冲沟等 破坏深度一般为坡体表层1 2m范围 斜坡变形的分类 1 返回 5 1 坡面变形 不论是岩质或土体高边坡 其坡体 边坡自身是稳定的 仅坡面在大气气候影响下 因剥蚀 风化 冲刷等产生坡面变形 主要变形类型有 坡面冲刷 碎落 剥落 滚石 落石 溜坍等 破坏深度一般为坡体表层1 2m范围 1 坡面冲刷 主要特点 坡面冲刷变形破坏模式形成机理是 一次降水 一次径流 带走少量松软物质 形成微小冲沟 再次降水 再次径流 带走部分松软物质 冲沟加深 如此循环 冲刷变形不断加强 形成原因 a 坡面受水面积大 b 局地降雨量大 强度高 c 坡体土质疏松 松软物质易被带走 d 坡面无防护 危害 a 影响美观 b 进一步发展形成落水洞 进而造成边坡坍塌等 诱发边坡的整体不稳定 c 冲刷堆积物堆积于坡脚 堵塞边沟 造成路面过水及流泥 影响路面稳定及行车安全 2 坡面剥落 主要特点 随着降水 气温的年际变化 构成坡体的软岩层风化 崩解 沿较陡坡面向下运动堆积于坡脚 造成耐风化岩的悬空和落石 形成原因 a 坡面较陡 为坡面物质提供动力条件 b 风化严重 使坡面岩体肢解成鳞片状碎块 细粒 c 坡面裸露 无防护工程坡体岩石质地松软 易风化 危害 在坡脚形成坡积体 堵塞边沟 当坡体由软硬相间的岩石组成时 不均匀风化造成坚硬岩石悬空 形成落石或崩塌 3 坡面溜坍 基本特点 边坡表层由土层或全风化残积层构成 质地松软 下部由较坚硬的岩石组成 在降雨等作用下 上部土体饱水溜坍 形成原因 a 坡体上部土体质地松软 下部坚硬 b 软弱岩土界面较缓 c 降雨量大 有条件软化界面 危害 浸染下部岩石 封闭地下水出路 在坡脚形成坡积体 养护工作量大 并将影响行车安全 4 危岩 落石 基本特点 危岩 落石主要分布于中 微风化的硬岩区 受两组以上结构面控制悬挂在边坡上 当危岩失去稳定性 脱离坡面运动时 按运动方式可分为滚石和坠石 危岩的最大特点是其潜在不稳定性 形成原因 a 岩石边坡高 陡 b 组成边坡的岩石结构面发育 且有倾向临空的不利结构面 c 坡体受重力等自然因素或爆破 开挖等人为因素松弛 危害 飞快的坠落或滚落 可破坏公路边沟 路面或桥梁 给行车安全带来严重威胁 大块的落石可能堵塞交通 5 2 边坡变形 在边坡范围内工程地质条件较差 或含水量高 或有倾向临空的不利结构面 变形破坏可以是一级或数级边坡的变形 但破坏深度一般不超过5 7m 在边坡范围内发生如小型崩塌 坍塌 浅层滑坡 局部契形体滑动等 针对此类边坡变形病害 采用改变坡形 坡率或作一些如锚杆框架 锚杆现浇混凝土拱形骨架 仰斜排水孔等一般加固及排水措施 即可防止病害的发生及变形规模的进一步扩大 1 崩塌 基本特点 崩塌的前提是危岩的存在 按其运动方式可分为倾倒型崩塌 滑移型崩塌 和 V 型槽崩塌 破坏模式 崩塌主要受构造面控制 可为多种破坏模式 模式1 陡倾结构面倾倒式崩塌破坏模式 形成条件 岩体在自重作用下 弯曲折断岩石 形成倾倒崩塌 变形结果 崩塌体堆积于坡脚 后部形成更好的临空条件 可能牵引后部坡体的继续崩塌 模式2 缓倾结构面滑移式崩塌 形成条件 有两组不同倾向的结构面将岩体分开 至少有一组缓倾向临空方向 在震动 风化 水的作用下使结构面松弛 在岩体自重作用下运动 坡体沿缓倾结构面滑移 当失去支撑时崩落 变形结果 崩塌体堆积于坡脚 滚落于路面 后部形成更好的临空条件 可能牵引后部坡体的继续滑移 崩塌 模式3 两组结构面控制的 V 形槽崩塌破坏模式 形成条件 有两组相反倾向 与临空面斜交的结构面将岩体肢解成楔形体 两组结构面交线倾向临空面方向 坡体在两组大角度相交 且倾向临空面方向的结构面控制下 沿此两组结构面的交线形成楔形体滑移 当失去支撑时崩落 2 坍塌 坍塌多发生在土质边坡 类土质边坡和岩石极度破碎边坡段 基本特点 坍塌是边坡角陡于岩土体的综合内摩擦角时发生由下而上的逐级坍塌 裂缝密集 当坍塌后达到该类土稳定休止角时 坡体达到稳定 危害 坍塌体堆积于坡脚 后部形成新的临空条件 可能牵引后部坡体的继续坍塌或整体滑动 滑坡 模式1 土层 类土层 坍塌破坏模式 形成条件 通常由质地松软的土 碎石土体组成 边坡开挖较陡 土体强度不能支撑边坡的高度 陡度 在地表 地下水作用下 坡体由下而上逐层坍塌 堆积于坡脚 变形结果 坍塌发生后 可形成更好的临空条件 可能诱发滑坡发生 模式2 破碎岩石坍塌破坏模式 形成条件 坡度较陡 坡体极度破碎 后部有相对连贯裂面 坡体内部有相对较陡 完整的软弱结构面 坡体沿下部软弱结构面逐层坍塌 堆积于坡脚 模式3 沿溶槽发育的坍塌破坏模式 形成条件 坡度较陡 质地软弱的土体充填于灰岩顶面溶槽中 土体在地表 地下水等的综合作用下 沿溶槽坍塌 堆积于下部坡面或坡脚 3 边坡滑坡 在边坡范围内发生的浅层滑坡 一般规模不大 滑面深度一般不超过5 7m 主要由于含水量高 或有倾向临空的不利结构面 变形破坏可以是一级或数级边坡的变形 5 3 坡体变形 边坡所在山体或斜坡体工程地质条件较差 有不良坡体结构或岩体结构 有贯通且延伸度长的倾向临空的不利结构面或软弱夹层 地下水发育 影响范围深 边坡高度高 会产生规模较大的滑坡 崩塌 错落等坡体整体失稳变形 其范围常超出边坡范围 对老滑坡体及不良堆积体 由于其厚度巨大 应按坡体变形考虑 针对此类坡体变形 结合坡形 坡率设计 必需采取工程支挡措施 如抗滑桩 预应力锚索框架 减重反压等 用以固脚强腰 同时辅以必要的排水及减重等措施 确保坡体的稳定 1 滑坡 一 滑坡的定义斜坡上的岩土体沿着一定的面或带整体向下向前滑移的现象叫做滑坡 二 滑坡的要素和术语 滑坡要素平 剖面示意图1 滑坡体 2 滑坡周界 3 滑坡壁 4 滑动面 5 滑坡床 6 滑坡剪出口 7 滑坡舌与滑坡鼓丘 8 滑坡台阶 9 滑坡后缘 10 滑坡前缘 11 滑坡洼地 滑坡湖 12 拉张裂缝 13 剪切裂缝 14 羽状裂缝 15 鼓胀裂缝 16 扇形裂缝 17 牵引性裂缝 18 主滑线 w1 D D w2 L L 17 9 3 8 1 15 7 10 2 11 16 3 18 13 9 17 7 15 12 14 10 返回 滑坡的类型和特征 滑坡的类型 1 滑坡的特征 一 平面特征 图1 5滑坡的平面形态1 簸箕形 2 舌形 3 椭圆形 4 长椅形 5 倒梨形 6 牛角形 7 平行四边形 8 菱形 9 树叶形 10 叠瓦形 11 复合形 1 7 2 3 9 8 10 4 5 6 11 滑坡纵断面特征 典型滑坡纵断面示意图 a 圆弧形 b 平面形 c 折线形 e 软岩挤出形 滑坡的形成条件及作用因素 滑坡的形成条件 一 地形条件 二 地质条件1 地层 岩性2 坡体结构和滑带地层3 地质构造4 水文地质条件滑坡变形的影响因素作用于滑坡的因素概括可分为自然因素和人为因素 也可分为长期作用因素 短期作用因素和周期性作用因素 但就其对形成滑坡的作用来说 一是改变坡体的应力状态 增大坡脚应力和滑带土的剪应力 即下滑力 的因素 如河流冲刷 开挖坡脚 坡上加载等改变坡形的因素 二是改变滑带土的性状减小抗滑阻力的因素 如地表水下渗 地下水位变化 水库水位升降 灌溉水和生产生活用水下渗 潜蚀和溶蚀作用等降低滑带土强度的因素 三是既增加下滑力又减小抗滑力甚至造成滑带土结构破坏 如液化 的因素 如地震和爆破震动等 总之 其作用既有力学作用 还有物理化学作用 还有作用的时间过程 进行综合动态分析是必要的 山西省运城 三门峡高速公路砂沟滑坡群 K13 700滑坡是路基施工过程中诱发的工程滑坡 路线布设于老滑坡体后部 在路堤工程施工过程中 在老滑坡体后部加载约1 26万m3 于1999年9月29日降雨一天 30日上午发现路基下错4m 靠中线 至10月7日下错约9m 滑体前部隆起 已砌筑下挡墙长约80m 被横向推移2 0 2 5m 滑坡区具老滑坡之微地貌 坡体平缓 前部呈舌状伸向沟底 后部为陡坎 该滑坡纵长95m 横宽75 100m 呈 似圆状 滑坡体积约11万立方米 整治工程采取综合整治工程措施 1 对路基部分采用高压旋喷桩加固 2 在路基外侧设置单排普通抗滑桩 3 路基内侧坡顶及滑坡周界附近设置地面截水沟 同时整平夯填落水洞 徽杭高速公路竹岭隧道西洞口左侧滑坡 竹岭隧道滑坡处于查坑复式例转向斜的NW翼 三阳断裂在此呈帚状分布 有四条支断层通过 节理裂隙十分发育 岩体破碎 为变形体的发育提供了结构条件 该滑坡采用了下部设置锚索抗滑桩支挡 中部预应力锚索锚固的治理工程措施 徽杭高速竹岭隧道左侧滑坡 徽杭高速公路YK76 360 520高边坡开挖诱发滑坡 剪出口位于炭质板岩 黑色 顶部 徽杭高速公路YK76 360 520滑坡 K76 340 520右侧路堑高边坡 最大坡高达104m 三阳 顺溪深大断裂的南支断裂带从坡前通过 断裂的多期活动 使岩体剧烈地柔皱 炭质板岩夹白云质灰岩 泥岩岩层非常破碎 风化程度高 深度大 地下水富集 在路堑施工开挖过程中 诱发坡体失稳 于2003年3月 位于坡高72m 86m和100m处发生三条圈椅状裂缝 其剪出口位于边坡坡脚 迫使施工中断 通过及时调绘和勘察 采取了预应力锚索抗滑桩和锚索框架等工程措施 山西省长治 晋城高速公路K31左侧路堑施工诱发大型 约20万m3 基岩滑坡下滑 长治至晋城高速公路的第五 六标段K25 K32段为石炭系与二叠系的砂 泥岩夹煤层的顺层地段 路堑挖方段长达2km 最大挖深32m 潜伏着开挖后发生顺层滑坡的危险 设计单位在施工前即作过两个用隧道避开顺层滑坡地段的比较方案 终因存在煤矿采空区 断层 隧道偏压和造价较高等问题而舍弃长隧道方案采用路基通过 在挖方路堑设计时 为防止发生顺层滑坡 在较详细工程地质勘察基础上 设计采用适当放缓边坡坡率 抗滑桩 预应力锚索抗滑桩 预应力锚索框架和锚墩 以及仰斜排水孔等加固措施 即使如此 在施工开挖过程中 由于开挖与加固工程未同步进行 仍发生了部分滑坡和山体开裂变形 银武高速公路固原至沿川子段K174 775 K175 240段左侧滑坡 地层为第三系渐新统清水营组泥岩 砂岩 胶结较差 泥质胶结 结构较疏松 岩体风化强烈 软弱 强度较低 多组与路线走向平行的构造面 倾向临空 倾角18 20 开挖后产生沿构造面的滑动变形破坏 采取了坡脚反压 上部减重 在二级边坡上设置抗滑桩 坡脚设置仰斜排水孔等处理措施 稳定了滑坡 陕西省泾河南岸黄土高速公路滑坡 滑坎高54米 滑距约230米 云南保龙线膨胀土滑坡 陕西洋勉线膨胀土滑坡 2 崩塌 基本特点 山体变形崩塌的前提仍然是危岩的存在 按其运动方式可分为滑移型崩塌 倾倒型崩塌和 V 型槽崩塌 一般规模较大 危害 形成崩塌性滑坡 摧毁公路 桥梁 堵塞交通 3 错落 基本特点 山坡高陡 上部为坚硬岩石 下部具厚度较大的软弱岩层 产生以压缩为主的向下 向前的变形现象 错落进一步发展形成挤出式滑坡 危害巨大 4 倾倒 基本特点 山坡高陡 岩石坚硬 岩层陡倾 内倾 在自然应力作用下形成松弛变形 坡体表层岩石向临空方向倒伏 最终演变为危岩 落石或崩塌 危害巨大 6 常见地段高边坡的一般破坏模式 1 老滑坡地段边坡破坏模式老滑坡地段 路堑开挖和路堤填筑会影响老滑坡的稳定 必须查清滑坡规模 性质 滑面形态和地下水分布 并评价其稳定性 进而采取预防其整体或局部复活的措施 同时老滑坡地段往往存在滑坡发育的地质基础 特别容易产生工程滑坡 必要时采取预加固措施 2 高陡硬质岩石地段边坡一般破坏模式岩体中节理将岩体切割成块状 坡体缷荷松弛 坡脚应力增大 容易造成陡坡岩土崩塌 崩塌性滑坡 危岩 落石等地质灾害 3 土质和类土质边坡的一般破坏模式土质边坡或类土质边坡岩体风化深度大 强度低 路堑开挖后 坡脚应力集中 常发生从坡脚变形开始的坍塌 进而发展为滑坡 或产生以坡脚为剪出口的圆弧形滑坡 类土质边坡的变形破坏一方面受岩性控制 但大多受结构面控制 同时存在上覆残坡积层沿下伏岩层界面滑动的可能 4 顺倾岩质边坡的破坏模式层面是岩体内最贯通发育的结构面 在构造运动中往往均会形成层间错动带 在长期地下水作用下形成软弱夹层 边坡开挖切断岩层支撑力 加之坡体因开挖松弛地表水渗入 极易沿层面发生顺层滑坡 其滑动方向可以垂直路线 也可以斜交路线 而且不一定高边坡发生滑坡 低边坡也会发生 5 破碎岩石边坡的破坏模式由于构造作用而使岩体结构较为破碎段落 路堑开挖扰动造成应力调整 岩体松弛 特别是存在有缓倾向线路的构造裂面或软弱夹层的情况下 在大气降雨和地下水的共同作用下 常产生较大规模的破碎岩石滑坡和坍塌 6 不利结构面组合的楔体破坏模式岩石路堑边坡 当岩体节理裂隙发育 不利结构面相互切割组成楔形岩体 且存在倾向临空的不利结构面组合时 经常发生在路堑边坡的楔形破坏 常由局部变形开始扩大而影响整体稳定 7 高陡边坡坡脚应力集中的变形和破坏模式高陡边坡将导致坡脚应力严重集中 当坡脚岩体相对软弱或为破碎带时 在地下水相对较为发育的情况下 因软弱岩层承载力不足 常产生高边坡以下错为主的变形和破坏 由于坡脚下错 导致坡体进一步松弛 进而诱发其它类型的变形和破坏 7 路堑高边坡的设计 1 一般设计原则1 路堑边坡设计应充分结合已有地质资料 根据边坡的岩性 地质构造 地下水的特点 有针对性地提出工程处理措施 确保边坡的安全可靠 防护加固工程应做到一次根治 不留后患 2 路堑边坡设计本着及早治理 主动防护的原则 避免因边坡开挖后长期裸露在外 边坡受雨水冲刷而变形破坏造成的工期延误和工程投资增加 应尽量节省工程投资 3 路堑边坡设计充分考虑土石方平衡 在填方较缺的路段 边坡坡率应尽量放缓 而弃方较多的路段 边坡应尽量采用较陡的坡率 同时 应本着保护生态环境的原则 尽量减少边坡开挖过大而对自然环境的破坏 4 路堑边坡设计应体现美观实用的原则 坡面尽量绿化 使保龙高速公路建设成一条绿色走廊 5 路堑边坡应吸收国内外高边坡治理的成功经验 防护加固措施应做到技术可行 经济合理 尽量采用新技术 新工艺和新材料 6 路堑边坡应充分结合边坡变形监测数据 及时根据边坡的变形情况进行动态设计 2 坡形坡率设计 坡形坡率是否合理很大程度上决定了边坡的稳定性和工程费用 一般而言 边坡的坡形 坡率根据边坡工程地质条件及工程地质类比 生态环境保护 绿化的难易程度及行车视觉等综合考虑确定 坡形设计 应首先考虑地形条件 堑顶以上坡度较陡 放缓坡率会较大地增加坡高 原则上应采用陡坡加固的工程处理措施 堑顶以上坡度较缓或反坡 现有坡率情况下会产生不同程度的地质病害 原则上采取放缓边坡坡形坡率的工程处理措施 土质和类土质边坡 设计高度较高时 容易产生坡脚压碎变形破坏 在地形条件容许的前提下 应放缓边坡 削留卸荷平台 将边坡分级 对于二元结构边坡 边坡坡率宜上缓下陡 岩质边坡 如不存在倾向临空构造面 岩石较为坚硬时 应采用较陡坡率 岩质边坡 存在倾向临空构造面 倾角较陡时 一般大于40度 应根据倾向临空不利结构面产状确定边坡的坡形坡率 倾角较缓时 应采用陡坡加固的处理措施 开挖边坡宜设计为台阶式边坡 台阶间设碎落平台 起保护上级加固防护工程基础 方便施工及分散沿坡面的应力传递的作用 坡率设计在边坡设计中 随着地层风化程度和强度的有所不同 其边坡的稳定坡角不一样 为保证边坡的稳定 设计边坡坡角应小于其稳定坡角或采取加固措施 高速公路坡率设计一般依据现场调查 比拟分析 结合试验数据及经验数据 考虑高速公路的不同安全系数要求后综合确定 常用的边坡坡率设计值如下 残积土及坡积土 设计坡率1 1 1 1 5 全风化层及强风化呈砂土状地层 设计坡率1 1 1 1 25 强风化呈块状 碎块状岩体 设计坡率1 0 75 1 1 强 弱风化岩体 设计坡率1 0 3 1 0 75 3 支挡加固工程措施的选用 对于有软弱或不利结构面 高度较大和不稳定 稳定性差的边坡 由于软弱地层或不利结构面控制边坡的稳定 为确保边坡的安全 应采用加固措施 略 京珠高速公路粤境南K108滑坡整治工程 该工程的特点是隐蔽了滑坡整治工程措施 突出了生态防护 将二级平台抗滑桩埋入坡面以下 边坡采用框架梁内植草 六棱砖植草 骨架植草三种生态防护形式 川藏公路二郎山隧道进口附近滑坡 路基外侧锚索抗滑桩 内侧锚索框架 锚索框架 京珠高速公路粤境南K155滑坡工点 一级边坡采用锚索框架 二级 三级边坡边坡采用锚索地梁 加固防护前 云南元磨高速K259滑坡治理工程 采用锚索框架 地梁及拱型骨架等坡面防护措施 治理效果良好 加固防护后 锚索墩 保龙高速公路高106米边坡锚索墩及主动防护网 锚杆框架 仰斜排水孔 京珠粤境南K305工点锚杆框架铺草皮护坡 京珠粤境南K302工点菱形骨架铺草皮护坡 京珠粤境南K155工点拱型骨架内铺六棱砖植草防护 广东惠河高速喷播植草喷播植草主要分为两种情况 一是土质边坡 直接喷播草种即可 二是石质边坡 用机械的方法直接喷射植物赖以生长的土壤或有机质 而无需人工回填种植土 喷混植生喷混植生是将植物种子 肥料