崩塌地质灾害调查及评价方法PPT课件.ppt

1 崩塌地质灾害调查及评价方法 2020 3 26 2 一 崩塌的特征二 崩塌调查方法三 崩塌评价方法四 崩塌的防治方法 2020 3 26 3 一 崩塌的特征 高陡斜坡 含人工边坡 上的岩土体完全脱离母体后 以滚动 跳动 坠落等为主的移动现象与过程 称为崩塌 特点 下落速度快 发生突然 垂直位移大于水平位移 2020 3 26 4 崩塌又称崩落 垮塌或塌方 2020 3 26 5 大小不等 零乱无序的岩块 土块 呈锥状堆积在坡脚的堆积物称为崩积物 也称为岩堆或倒石堆 2020 3 26 6 落石 2020 3 26 7 岩土类型 一般而言 各类岩 土都可以形成崩塌 但不同类型 所形成崩塌的规模大小不同 地质构造 各种构造面 如节理 裂隙面 岩层界面 断层等 对坡体的切割 分离 为崩塌的形成提供脱离母体 山体 的边界条件 地形地貌 江 河 湖 水库 沟的岸坡及各种山坡 铁路 公路边坡 工程建筑物边坡及其各类人工边坡都是有利崩塌产生的地貌部位 坡度大于45 的高陡斜坡 孤立山嘴或凹形陡坡均为崩塌形成的有利地形 1 崩塌的形成条件 2020 3 26 8 2020 3 26 9 自然原因人为原因外界原因 2 可能诱发崩塌的人类工程经济活动 2020 3 26 10 采掘矿产 我国在采掘矿产资源活动过程中出现崩塌的例子很多 边坡开挖 修筑铁路 公路时 开挖边坡切割了外倾的或缓倾的软弱地层 加之大爆破对边坡强烈震动 有时削坡过陡都可以引起崩塌 水库蓄水与渠道渗漏 主要是水浸润和软化作用 以及水在岩体 土体 中的静水压力 动水压力 可能导致崩塌发生 堆 弃 渣填土 加载 不适当的堆碴 弃碴 填土 如果处于可能生产崩塌的地段 等于给可能的崩塌体增加了荷载 从而可能而诱发崩塌 强烈的机械震动 如火车机车行进中的震动 工厂锻轧机械震动均可起诱发作用 人为原因 2020 3 26 11 地震 地震引起坡体晃动 破坏坡体平衡 从而诱发崩塌 一般烈度大于7度以上的地震都会诱发大量崩塌 融雪 降雨 特别是大雨 暴雨和长时间的连续降雨 使地表水渗入坡体 软化岩 土及其中软弱面 产生孔隙水压力等 从而诱发崩塌 表水的冲刷 浸泡 河流等地表水体不断地冲刷坡脚或浸泡坡脚 削弱坡体支撑或软化岩 土 降低坡体强度 也能诱发崩塌 外界因素 2020 3 26 12 2020 3 26 13 2020 3 26 14 2020 3 26 15 2 崩塌的分类 土崩 岩崩 2020 3 26 2020 3 26 16 滑移式崩塌 b h tg 倾倒式崩塌 b h tg 17 2020 3 26 滑动型主控结构面倾角小于45 重心在下内侧 18 2020 3 26 19 滑动型崩塌 2020 3 26 倾倒型主控面倾角 45 卸荷拉放结构面重心在主控结构面下端外侧旋转倾倒 20 2020 3 26 21 2020 3 26 坠落型倾角大于80 顶部为主控面 近水平 扩展贯通失稳坠落 22 2020 3 26 23 2020 3 26 崩塌的渐进性 24 2020 3 26 25 2020 3 26 26 2020 3 26 危岩 高陡斜坡产生了拉裂 松动变形并随时可能发生破坏 向坡下运动的岩体 27 2020 3 26 二 崩塌调查方法 28 1 基本要求 根据调查分级和工作精度 崩塌调查应按调查 测绘和勘查等3个层次进行 重点对可能产生崩塌的危岩体和高陡斜坡进行调查 崩塌 危岩体 的调查范围应包括危岩带和相邻地段 坡顶应到达卸荷带之外一定位置 坡底应到达危岩崩塌堆积区外一定位置 根据崩塌规模等级和崩塌发生机理 可按附录B 2的规定对崩塌进行分类 2020 3 26 29 2020 3 26 在1 50000地形图上 长 宽大于100m的崩塌用线 面表征 标示崩塌源 堆积区及潜在影响区 在1 10000地形图上长宽大于20m的崩塌用线 面表征 标示崩塌源 堆积区及潜在影响区 不能表示实际面积 形状的 用规定的符号表示 各种界线应在实地勾绘 其误差在图上不应大于2mm 野外调查记录按附录A崩塌野外调查表及记录表填写 不得遗漏崩塌主要要素 30 2020 3 26 2 崩塌调查 县城 村镇 矿山 重要公共基础设施以及崩塌灾害高发区的所有居民点须进行现场崩塌调查 崩塌灾害野外调查须采用以实地量测为主的调查方法 崩塌调查点应实测代表性剖面线 并绘制素描图 进行拍照或录像 调查崩塌及崩塌堆积体造成的灾害损失 分析预测危岩体 崩塌堆积体失稳可能造成灾害的影响范围 圈定危险区 确定受威胁对象 预测损失程度 31 2020 3 26 危岩体调查内容 危岩体位置 形态 分布高程 规模 危岩体及周边的地质构造 地层岩性 地形地貌 岩 土 体结构类型 斜坡组构类型 岩土体结构应初步查明软弱 夹 层 断层 褶曲 裂隙 裂缝 临空面 侧边界 底界 崩滑带 以及它们对危岩体的控制和影响 危岩体及周边的水文地质条件和地下水赋存特征 危岩体周边及底界以下地质体的工程地质特征 危岩体变形发育史 历史上危岩体形成的时间 危岩体发生崩塌的次数 发生时间 崩塌前兆特征 崩塌方向 崩塌运动距离 堆积场所 崩塌规模 诱发因素 变形发育史 崩塌发育史 灾情等 32 2020 3 26 危岩体成因的动力因素 包括降雨 河流冲刷 地面及地下开挖 采掘等因素的强度 周期以及它们对危岩体变形破坏的作用和影响 在高陡临空地形条件下 由崖下硐掘型采矿引起山体开裂形成的危岩体 应详细调查采空区的分布范围 顶板岩性结构 开采工艺 地压现象 底鼓 冒顶 片帮 鼓帮 开裂 压碎 支架位移破坏等 地压显示与变形时间 地压控制与管理办法 研究采矿对危岩体形成与发展的作用及影响 分析危岩体发生崩塌的可能性 初步划定危岩体崩塌可能造成的灾害范围 进行灾情的分析与预测 危岩体崩塌后可能的运移斜坡 在不同崩塌体积条件下崩塌运动的最大距离 在峡谷区 要重视气垫浮托效应和折射回弹效应的可能性及由此造成的特殊运动特征与危害 危岩体崩塌可能到达并堆积的场地的形态 坡度 分布 高程 地层岩性与产状及该场地的最大堆积容量 在不同体积条件下 崩塌块石越过该堆积场地向下运移的可能性 最终堆积场地 可能引起的灾害类型 如涌浪 堵塞河流形成堰塞湖等 和规模 确定其成灾范围 进行灾情的分析与预测 33 危岩体调查内容 2020 3 26 崩塌堆积体调查内容 崩塌源的位置 高程 坡向 规模 地层岩性 岩 土 体工程地质特征及崩塌产生的时间 崩塌体运移斜坡的形态 地形坡度 坡向 粗糙度 岩性 起伏度 崩塌方式 崩塌块体的运动路线和运动距离 崩塌堆积体的分布范围 高程 形态 规模 物质组成 分选情况 植被生长情况 块度 必要时需进行块度统计和分区 结构 架空情况和密实度 崩塌堆积床形态 坡度 岩性和物质组成 地层产状 崩塌堆积体内地下水的分布和运移条件 评价崩塌堆积体自身的稳定性和在上方崩塌体冲击荷载作用下的稳定性 分析在暴雨等条件下向泥石流 崩塌转化的条件和可能性 34 2020 3 26 3 崩塌测绘 应包括崩塌区地形测绘和工程地质测绘 崩塌测绘平面图比例尺宜在1 500 1 2000之间 崩塌测绘剖面图比例尺宜在1 100 1 1000之间 对主要裂缝应专门进行更大比例尺测绘 并绘制素描图 崩塌测绘内容同调查内容基本一致 35 2020 3 26 4 崩塌勘查 勘探方法应以物探 剥土 探槽 探井等山地工程为主 可辅以适量的钻探验证 危岩体和崩塌体应有不低于1条的勘查剖面 每条勘查剖面的勘探点不少于3个 勘探孔的深度应穿过堆积体或探至拉裂缝尖灭处 危岩体和崩塌堆积体勘查内容应包括 a 危岩体和崩塌类型 规模 范围 崩塌体的大小和崩落方向 b 岩体质量等级 岩性特征和风化程度 c 地质构造 岩体结构类型 裂缝和结构面的产状 组合关系 闭合程度 力学属性 延展及贯穿情况 d 崩塌前的迹象和崩塌原因 e 危岩体和崩塌堆积体稳定性评价与预测 36 2020 3 26 崩塌稳定性评价较为复杂 宜以定性为主 定量为辅 互相验证 须考虑暴雨时后部陡倾切割裂缝的静水压力和下部缓倾软垫面的地下水扬压力 在进行危岩稳定性计算之前 应根据危岩范围 规模 地质条件 危岩破坏模式及已经出现的变形破坏迹象 采用地质类比法对危岩的稳定性作出定性判断 三 崩塌评价方法 2020 3 26 37 38 1 地貌标志斜坡坡面形态在纵剖面上可分为直线坡 凹形坡和凸形坡 在总坡度相同的情况下 斜坡稳定性顺序为凹形坡 直线坡 凸形坡 即上陡下缓的凹形坡最不稳定 此外陡崖处的岩屋地貌常发育有不稳定崩塌体 2 植物标志崩塌体斜坡草木丛生 树木高大直立 坡体后缘壁长满了草木 则该崩塌较稳定 反之崩塌体斜坡草木不多 坡体后缘壁草木少 则该崩塌不稳定 1 崩塌稳定性的宏观判断标准 2020 3 26 39 3 建筑物标志崩滑体上建筑物有开裂 倾斜 下座等受破坏现象 则该崩塌滑坡活动迹象明显 不稳定 反之则较稳定 4 位移标志崩塌体上出现裂缝 崩滑体绝对位移 相对崩滑区外围稳定地段 越大 速率越快 裂缝相对位移越大 则该崩塌越不稳定 反之 则较稳定 5 坡体结构分析崩滑体斜坡有倾向于临空面的软弱层面 带 反之则较稳定 2020 3 26 40 崩塌的前缘掉块 坠落 小崩小塌不断发生 崩塌的脚部出现新的破裂形迹 嗅到异常气味 不时偶闻岩石的撕裂摩擦错碎声 出现热 氡 气 地下水质 水量等异常 动植物出现异常现象 前兆特征 2020 3 26 41 3 崩塌稳定性的定量计算 危岩稳定性评价应给出危岩在设计工况下的稳定系数和稳定状态 危岩稳定性计算所采用的荷载可分为危岩自重 裂隙水压力和地震力 危岩稳定性计算所采用的工况可分为现状工况 工况1 枯季工况 工况2 暴雨工况 工况3 和地震工况 校核工况 现状 应是勘察期间的状态 暴雨 应是强度重现期为二十年的暴雨 对工况1 工况2和工况3 应考虑自重 同时对滑移式危岩和倾倒式危岩应分别考虑现状裂隙水压力 枯季裂隙水压力和暴雨时裂隙水压力 对校核工况 应考虑自重和地震力 同时对滑移式危岩和倾倒式危岩应考虑暴雨时裂隙水压力 2020 3 26 裂隙充水高度对现状裂隙水压力应根据调查资料确定 对暴雨时裂隙水压力应根据汇水面积 裂隙蓄水能力和降雨情况确定 当汇水面积和蓄水能力较大时 可取裂隙深度的1 3 1 2 考虑降雨对危岩稳定性的影响时 除应计算暴雨时裂隙水压力外 还应分析降雨引起的土体物质的迁移及上覆土层重度的增加 危岩计算剖面应通过危岩块体重心 当危岩破坏模式难以确定时 应同时进行各种可能破坏模式的危岩稳定性计算 当危岩断面尺寸变化较大时 危岩稳定性计算应按空间问题进行 42 2020 3 26 危岩防治安全系数 43 地质灾害防治工程勘察规范 DB50143 2003 2020 3 26 危岩稳定性评价标准 44 地质灾害防治工程勘察规范 DB50143 2003 2020 3 26 45 后缘无陡倾裂隙 V 裂隙水压力 kN m F 危岩稳定性系数 c 后缘裂隙粘聚力标准值 kPa 当裂隙未贯通时 取贯通段和未贯通段粘聚力标准值按长度加权的加权平均值 未贯通段粘聚力标准值取岩石粘聚力标准值的0 4倍 后缘裂隙内摩擦角标准值 当裂隙未贯通时 取贯通段和未贯通段内摩擦角标准值按长度加权的加权平均值 未贯通段内摩擦角标准值取岩石内摩擦角标准值的0 95倍 1 滑移式危岩稳定性计算 2020 3 26 后缘有陡倾裂隙 滑面缓倾 46 2020 3 26 2 倾倒式崩塌稳定性计算 由后缘岩体抗拉强度控制 47 危岩体重心在倾覆点之外 危岩体重心在倾覆点之内 flk 危岩体抗拉强度标准值 kPa 根据岩石抗拉强度标准值乘以折减系数确定 2020 3 26 由底部岩体抗拉强度控制 48 2020 3 26 3 坠落式崩滑体稳定性计算方法 49 后缘有陡倾裂隙 危岩抗弯力矩计算系数 依据潜在破坏面形态取值 一般可取1 12 1 6 当潜在破坏面为矩形时可取1 6 2020 3 26 后缘无陡倾裂隙的悬挑式危岩 50 H0 危岩体后缘潜在破坏面高度 m 2020 3 26 四 崩塌的防治方法 51 总的原则 因地制宜 技术先进 经济合理 保护环境 工程措施设计思路 防治的目的并不是一定要阻止崩塌落石的发生 而是要防止其带来的危害 崩塌防治措施可分为防止崩塌发生的主动防护和避免造成危害的被动防护两种类型 具体方法的选择取决于崩塌历史 潜在崩塌特征及其风险水平 地形地貌及场地条件 防治工程投资和维护费用等 2020 3 26 52 人工清除加固 支撑 锚杆 索 支撑墩等排水 封闭拦石 拦石坝 拦石栅 SNS防护等绕避 2020 3 26 主动防治基本方法 支撑 遮挡 拦截 围护 嵌补 锚固及注浆 挂网喷射混凝土 清除和排水等 嵌补 支撑 锚固 2020 3 26 53 锚固技术板状 柱状和倒锥状危岩体极易发生崩塌错落 利用预应力锚杆或锚索可对其进行加固处理 防止崩塌的发生 2020 3 26 54 锚固技术 锚杆技术是指采用普通 预应力 锚杆 锚索 锚钉进行危岩治理的技术类型 包括预应力锚杆 非预应力锚杆 自钻式预应力锚杆及预应力锚索 2020 3 26 55 2020 3 26 56 57 2020 3 26 灌浆技术 危岩体中破裂面较多 岩体比较破碎时 为了增强危岩体的整体性 宜进行有压灌浆处理 灌浆孔宜陡倾 倾角中不大于45 并在裂缝前后一定宽度 一般3 0 5 0 内按照梅花桩型布设 灌浆孔应尽可能穿越较多的掩体裂隙面尤其是主控结构面 灌浆材料应该具有一定的流动性 锚固力要大 2020 3 26 58 灌浆加固 固结灌浆可增强岩石完整性和岩体强度 经验表明水泥灌浆加固可使岩体抗拉强度提高 相当于安全系数提高50 以上 2020 3 26 59 当危岩体顶部存在大量较显著的裂缝或危岩体底部出现比较明显的凹腔等缺陷时 宜采用封填技术进行防治 顶部裂缝的封填的目的在于减少地表水下渗进入危岩体的速度及数量 2020 3 26 60 排水技术 排水技术包括危岩体周围的地表截水 排水和危岩体内部排水 地表截水 排水沟应根据危岩体周围的地表汇流面积确定 通常采用地表明沟 其断面尺寸由地表汇流面积计算确定 由浆砌块石浆砌条石构成 底部地基填土时压实度不小于85 也可在危岩体侧部稳定岩体内凿槽作排水沟 2020 3 26 61 一般为5m 排水工程 纵坡不小于5 2020 3 26 62 清除技术 在危岩体下方地表坡度比较平缓 具有0 5 1 0倍陡崖高度的地形平台上无重要建构筑物及居民居住或危岩下方具有有效防御措施条件下 可采用清除处理 2020 3 26 63 2 被动防护技术 1 拦石墙陡崖或山坡上危岩数量多 存在勘察遗漏或治理难度较大时 以及对危害对象存在威胁的地段 当自然坡度角小于35 并存在一定宽度的地表平台时 宜设置拦石墙 2020 3 26 64 拦石网及拦石栅栏 当陡崖或山坡下部坡度大于35 且缺乏一定宽度的平台而不具备建造拦石墙的条件时 可采用拦石网及拦石栅栏 拦石网包括半刚性和柔性两大类 前者一般称为拦石栅栏 后者一般为狭义的拦石网 2020 3 26 6