高边坡变形及其防治对策课件.ppt

1、高边坡变形及其防治对策主 要 内 容 一、高边坡与高边坡病害 二、高边坡的种类 三、高边坡的变形类型 四、高边坡变形的原因分析 五、高边坡的勘察 六、高边坡的设计一、高边坡与高边坡病害 （一）何为高边坡（一）何为高边坡 （二）高边坡的变形、破坏及其造成的损失（二）高边坡的变形、破坏及其造成的损失 （三）高边坡的特征（三）高边坡的特征 （一）何为高边坡（一）何为高边坡 铁路、公路认为边坡高度大于20m的土质边坡，或高度大于30m的岩质边坡为高边坡。水利或露天矿另有规定。（二）高边坡的变形、破坏及其造成的损失（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

2、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：举例：云南澜沧江小湾电站边坡高达云南澜沧江小湾电站边坡高达500m500m 云南元江磨黑高速公路云南元江磨黑高速公路K259K259高高110m110m的砂泥岩高边坡的砂泥岩高边坡 十天高速公路黑河坝滑坡，花4000余万元治理 十天高速公路七里沟隧道进口滑坡十天高速白河互通区滑坡外貌十天高速白河互通区滑坡外貌 十天高速公路高十天高速公路高100m100m边坡滑坡边坡滑坡重庆机场填方区滑坡贵州某高速公路路堤滑坡深圳汕头高速公路深圳汕头高速公路K101滑坡推倒桩板墙滑坡推倒桩板墙深圳汕头高速公路深圳汕头高速公路K102滑坡

3、，抗滑桩与明洞处理花费滑坡，抗滑桩与明洞处理花费8000余万元余万元同江同江三亚高速公路闽北八尺门互通区设在三亚高速公路闽北八尺门互通区设在2个古滑坡上，治理费个古滑坡上，治理费5000余万元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，推倒中隔墙山西长治晋城高速公路山西长治晋城高速公路K31K31砂泥岩顺层滑坡，体积达砂泥岩顺层滑坡，体积达2525万万m m3 3北京珠海高速公路粤北段北京珠海高速公路粤北段K108高边坡高边坡滑坡，三次变更设计，治滑坡，三次变更设计，治理费用理费用20002000余万元余万

4、元重庆万州梁平高速公路重庆万州梁平高速公路K42K42砂泥岩顺层滑坡砂泥岩顺层滑坡西安秦岭某试验基地花岗岩高边坡滑坡西安秦岭某试验基地花岗岩高边坡滑坡花岗岩中长花岗岩中长100多多m、宽、宽80cm的张裂缝的张裂缝“5.12”地震崩塌砸断桥梁地震崩塌砸断桥梁“5.12”地震崩塌砸断桥梁、堵塞道路地震崩塌砸断桥梁、堵塞道路贵州凯里灰岩崩塌南昆铁路八渡滑坡宝兰二线伯阳隧道进口滑坡宝兰二线伯阳隧道进口滑坡宝天铁路葡萄园宝天铁路葡萄园1#滑坡滑坡宝成铁路宝成铁路K190滑坡滑坡(三)高边坡的特征 1 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、高边坡是将地质体的一部分改造成人为工

5、程设施，因此其稳定性取决于自然山坡的稳定状况于自然山坡的稳定状况(稳定、不稳定、极限平衡稳定、不稳定、极限平衡)、地质条件、地质条件(地层岩性、地地层岩性、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)和人为改造的程和人为改造的程度度(开挖深度、坡形、坡率等开挖深度、坡形、坡率等)。2 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、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

6、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。的基础。3 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、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

7、调整有一个过程，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，或在整较慢，或可自身稳定，或在1 13 3年后发生变形。只有当人工边坡顺应自然，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。破坏。4 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、自然山坡和人工边坡都处在各种自然营

8、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、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。爆破震动等都使边坡更容易发生变形。5 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、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。单独分析和计算，这也许就是目前高边坡设计尚无规范

9、可循的原因。分分 类类 指指 标标边边 坡坡 类类 型型1、按工程类别分、按工程类别分1、道路边坡：堑坡、堤坡、洞口边坡等、道路边坡：堑坡、堤坡、洞口边坡等2、水利边坡：坝肩边坡、渠道边坡等、水利边坡：坝肩边坡、渠道边坡等3、露天矿边坡：采场边坡、弃碴场边坡等、露天矿边坡：采场边坡、弃碴场边坡等4、城建边坡：堑坡与深基坑边坡等、城建边坡：堑坡与深基坑边坡等2、按使用年限分、按使用年限分1、临时边坡、临时边坡2、短期边坡（、短期边坡（30年以内）年以内）3、永久边坡（、永久边坡（30年）年）3、按边坡岩土构成分、按边坡岩土构成分1、土质边坡、土质边坡2、类土质边坡（全风化呈砂土状）、类土质边坡（

10、全风化呈砂土状）3、岩质边坡、岩质边坡4、二元结构边坡、二元结构边坡4、按边坡岩体结构分、按边坡岩体结构分1、类均质土结构边坡、类均质土结构边坡2、近水平层状结构边坡、近水平层状结构边坡3、顺倾层状结构边坡、顺倾层状结构边坡4、反倾层状结构边坡、反倾层状结构边坡5、斜交层状结构边坡、斜交层状结构边坡6、碎裂状结构边坡、碎裂状结构边坡7、块状结构边坡、块状结构边坡二、高边坡的种类二、高边坡的种类高边坡分类表高边坡分类表三、高边坡的变形类型1、按变形性质分、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、按变形深

11、度分（1）坡面变形（深12m）；（2）边坡变形（深1.2基本稳基本稳定边坡定边坡边坡的坡形坡率符合岩土体的强度条件，无倾向临空面边坡的坡形坡率符合岩土体的强度条件，无倾向临空面的不利结构面，少有地下水，整体和局部均稳定，但坡的不利结构面，少有地下水，整体和局部均稳定，但坡面有冲沟、剥落、落石等。面有冲沟、剥落、落石等。1.11.2欠稳定欠稳定边边 坡坡边坡整体稳定，但局部坡陡于岩土稳定角，或受地下水边坡整体稳定，但局部坡陡于岩土稳定角，或受地下水影响岩土强度降低，或有不利结构面倾向临空面，有局影响岩土强度降低，或有不利结构面倾向临空面，有局部坍、滑变形。部坍、滑变形。1.01.1不稳定不稳定边

12、边 坡坡边坡坡形坡率不符合岩土强度条件，或在古老滑体上开边坡坡形坡率不符合岩土强度条件，或在古老滑体上开挖、堆载引起古老滑坡复活，或有发育的不利结构面倾挖、堆载引起古老滑坡复活，或有发育的不利结构面倾向临空面，岩体破碎，地下水发育，开挖后会产生整体向临空面，岩体破碎，地下水发育，开挖后会产生整体失稳。失稳。1.06、高边坡的设计（一）高边坡设计的特点（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。、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。、高边坡设计是预测性设计。3、高边坡设计是风险性设计。、高边坡设计是风险性设计。4、高边坡设计应是动态设计。、高边坡设计应

13、是动态设计。5、高边坡设计对施工工艺提出严格要求。、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（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。、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、高度40m以下的边坡原则上以放稳定坡率为主，大于以下的边坡原则上以放稳定坡率为主，大于40m的边的边坡，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。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

14、坡脚应力和地下水集中，加固工程应贯彻、由于坡脚应力和地下水集中，加固工程应贯彻“固脚强腰固脚强腰”的的原则，原则，“固脚固脚”即加强坡脚即加强坡脚1、2或或3级边坡的支撑力，级边坡的支撑力，“强腰强腰”则是防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。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、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。定的影响。5、高边坡设计应充分考虑环境保护，美化环境。、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

15、三种方法相结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合：1、工程地质比拟法、工程地质比拟法从自然稳定坡的调查中寻找可供从自然稳定坡的调查中寻找可供比拟的坡形、坡率和坡高。比拟的坡形、坡率和坡高。2、力学计算法、力学计算法选择符合坡体结构和破坏模式的计算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。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、经验对比法以类似地质条件下稳定的人工边坡作以类似地质条件下稳定的人工边坡作参考设计新的边

16、坡。参考设计新的边坡。（三）高边坡的设计方法 4、坡形坡率的设计：、坡形坡率的设计：一般采用台阶状坡形。一般采用台阶状坡形。每级台阶的每级台阶的高度高度：810m。台阶（卸荷平台）台阶（卸荷平台）宽度宽度：一般：一般23m；高度大于；高度大于30m的边坡，在中部留的边坡，在中部留46m的宽平台。的宽平台。坡率坡率：土质边坡：土质边坡：1:11:1.5（黄土边坡除外）；类土质边坡：（黄土边坡除外）；类土质边坡：1:11:1.5；强风化岩边坡：强风化岩边坡：1:0.751:1；弱风化岩边坡：；弱风化岩边坡：1:0.51:0.75；微风化岩边坡：微风化岩边坡：1:0.3l:0.5。对岩层顺倾地段的高

17、边坡，当岩层倾角大于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。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。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：、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（

18、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。用。6、排水系统设计：、排水系统设计：（1）地面排水系统；（）地面排水系统；（2）地下排水。）地下排水。以下用一些图片实例作一说明。以下用一些图片实例作一说明。防治方案的拟定和比选防治方案的拟定和比选1.防治方案是防治设计的灵魂防治方案是防治设计的灵魂 2.制定防治方案应考虑的因素制定防治方案应考虑的因素（1）滑坡的性质、规模、稳定性和危害性）滑坡的性质、规模、稳定性和危害性（2）防治的目的和原则）防治的目的和原则保护对象的重要性；滑坡的危险性和危害性保护对象

19、的重要性；滑坡的危险性和危害性；一次根治还是分期治理；是治理整个滑坡还是只保工程建筑物等；一次根治还是分期治理；是治理整个滑坡还是只保工程建筑物等（3）分析各种防治措施对要防治滑坡的适用性）分析各种防治措施对要防治滑坡的适用性 a.如截水隧洞对地下水发育的堆积土石滑坡和岩石滑坡效果好，但对黄如截水隧洞对地下水发育的堆积土石滑坡和岩石滑坡效果好，但对黄土滑坡和粘性土滑坡不适用，多用支撑渗沟和仰斜孔排水。土滑坡和粘性土滑坡不适用，多用支撑渗沟和仰斜孔排水。b.抗滑桩具有普适性，但不同滑坡间距又有不同。锚索抗滑桩必须考虑抗滑桩具有普适性，但不同滑坡间距又有不同。锚索抗滑桩必须考虑有无锚固地层条件。锚

20、索框架（地梁）也一样。膨胀土滑坡含水量高，有无锚固地层条件。锚索框架（地梁）也一样。膨胀土滑坡含水量高，锚杆就不适用。锚杆就不适用。c.滑坡中后部减重会否引起后部牵引滑动，前缘填土反压又需考虑地下滑坡中后部减重会否引起后部牵引滑动，前缘填土反压又需考虑地下排水问题排水问题（4）方案的可靠性、耐久性、经济性，社会影响、施工难度等）方案的可靠性、耐久性、经济性，社会影响、施工难度等（5）特别要注意排水问题）特别要注意排水问题仰斜排水孔抗滑桩锚索锚杆锚索（a）（b）（c）（e）（d）（f）边坡加固方案示意图边坡加固方案示意图（a）预应力锚索加固；（b）桩与锚索联合加固；（c）两排桩加固；（d）锚索和

21、锚杆分层加固；（e）减载-抗滑桩加固；（f）锚杆、锚索加固。大型黄土滑坡的预加固大型黄土滑坡的预加固半坡桩问题（图）aa不留宽平台的半坡桩不留宽平台的半坡桩 bb留有宽平台的半坡桩留有宽平台的半坡桩半坡抗滑桩示意图半坡抗滑桩示意图万云高速公路半坡桩变形万云高速公路半坡桩变形半坡桩变形半坡桩变形半坡桩发生变形的类型和原因分析半坡桩发生变形的类型和原因分析坡脚桩板墙坡脚桩板墙坡脚锚索抗滑桩，中部锚索框架坡脚锚索抗滑桩，中部锚索框架坡脚锚索抗滑桩，以上锚索地梁坡脚锚索抗滑桩，以上锚索地梁坡脚锚索桩，以上锚索地梁坡脚锚索桩，以上锚索地梁路下锚索抗滑桩，路上锚索框架路下锚索抗滑桩，路上锚索框架锚索框架与

22、地梁结合锚索框架与地梁结合锚索框架锚索框架锚索框架与锚索桩结合锚索框架与锚索桩结合两排抗滑桩与锚杆框架结合两排抗滑桩与锚杆框架结合锚杆框架锚杆框架锚索墩锚索墩云万路菜地沟滑坡路肩桩板墙云万路菜地沟滑坡路肩桩板墙奉云路肖家包滑坡奉云路肖家包滑坡石忠路月耳岩隧道进口石忠路月耳岩隧道进口六棱砖植草防护六棱砖植草防护泄水洞截水泄水洞截水仰斜孔排水仰斜孔排水主动网防落石主动网防落石被动拦石网被动拦石网龙QdlQdelQdelQdelQdl515151151515Qdl+elQdl+elQdl+elQdl+elQdl+elQdl+elQdl+eldelQdelQdelQal+plQdl+plQdl+plQ

23、dl+plQdl+plQdl+elQdl+elQdl+elmlQQml5151515151515151515151515151QdlQdlQdl+eldl+elQdl+elQdl+elQdl+elQdl+elQdl+elQdelQdelQdelQdel151515151515dlQdlQQdel中铁西北科学研究院抱龙峪实验区高边坡病害治理工程施工图设计工程布置平面图设计复核审核图号2002.10日期SS2-01图 例排水沟护坡及平台锚索框架挡墙挂网喷浆钻孔滑坡断面观测孔印支期花岗岩第四纪坡积层河流断层护坡锚索抗滑桩平台sc4sc4K32#Qdl+el5l4#2#区秦岭某花岗岩秦岭某花岗岩高边坡

24、平面图高边坡平面图中铁西北科学研究院工程布置里面示意图抱龙峪试验区高边坡病害治理工程施工图设计设计复核审核图号SS01-04日期 2002.10秦岭某花岗岩高边坡立面图秦岭某花岗岩高边坡立面图中位水池上边坡岩体结构面产状和极射赤平投影图“（）”内角度为视倾角；标“”者为主要产状，并绘在右图中。断面距离（）地面高程（）43108131068注结构面号剖面线走向：317结构面产状2315106187068040(38.8)7080“（）”内角度为视倾角；标“”者为主要产状，并绘在右图中。试车台742m平台上边坡岩体结构面产状和极射赤平投影图试车台742m平台上边坡岩体结构面产状和极射赤平投影图外、

25、斜注30036(35)3453441(39)310813320554外倾外倾外倾270外倾75858083结构面产状3403606367335712编号1外倾内倾坡面180900外倾坡面180270结构面与坡面关系外倾外倾内倾斜交090SC5工程布置断面图中铁西北科学研究院抱龙峪试验区高边坡病害治理工程施工图设计复核设计SS01-04审核图号2002.10日期15/21预应力锚索，L=30m，锚固段长15m预应力锚索，L=19m，锚固段长12m85预应力锚索，L=19m，锚固段长10m3预应力锚索，L=22m，锚固段长12m1031:0.75预应力锚索，L=22m，锚固段长10m预应力锚索，L

26、=23m，锚固段长12m1031:0.75预应力锚索，L=23m，锚固段长10m预应力锚索，L=25m，锚固段长12m1031:0.75预应力锚索，L=25m，锚固段长10m预应力锚索，L=27m，锚固段长12m1031:0.75预应力锚索，L=27m，锚固段长10m预应力锚索，L=30m，锚固段长12m101:0.75预应力锚索，L=30m，锚固段长10m预应力锚索，L=29m，锚固段长12m预应力锚索，L=28m，锚固段长10m8101:1210预应力锚索，L=27m，锚固段长10m预应力锚索，L=27m，锚固段长12m2101:0.51:0.52m3m滑抗桩19m25800.0790.0

27、780.0770.0760.0750.0740.02525252525252525252525252525预应力锚索，L=33m，锚固段长12m预应力锚索，L=33m，锚固段长10m1:0.75325252525秦岭某花岗岩高边坡断面图秦岭某花岗岩高边坡断面图142507713000120180 1201425020000此面靠山侧桩身配筋图1:100钢 筋 明 细 表汇 总 表号草 图规格根 数总长(M)总重(kg)单位重规格 总长(M)(kg/m)1322 214198001780070331386.0587.41522.06.311.212135.4321413474.41841.7级钢

28、筋:C25混凝土:1.842T118.0M31:501-18608608601000200018000200010031430091425011142501314300814300101425012142501417010200015015013332432114250761233324182415002256150026332L=70802232 L=3000421201803000120860860860100100178014 L=1978514 L=2140610017801008080345678910111213143232321414141414141414147080156.0

29、2230006.021978134.568213872.73484161212144641612.82681613.62711614.22741614.82766615.32791615.82816616.32级钢筋:13.475T此面靠山86026001204602-21:503222318601201141432331 料粒径不大于60mm.钢筋用量未计损耗.截面之间的距离不小于2.5M,接头的 应相互错开,在同一截 6.未尽事宜,参见有关施工规范.5.桩底用1:3的水泥砂浆铺底,厚100mm.4.桩身采用C25混凝土浇注,混凝土粗骨 3.钢筋明细表中钢筋尺寸系中至中尺寸,1-2m点焊成束

30、.钢筋束三根钢筋需紧贴,沿 不超过钢筋总数的四分之一,同时有 2.受力钢筋应采用对焊接头,接头位置 1.图中尺寸除注明者外,均以毫米计.桩身箍筋示意图14250 284072840126812688184028401268141268 钢筋长 面内,接头数 附 注:钢筋22223234232151460014600333233321180此面靠山132 L=198006632 L=188003321靠河侧钢筋（11束）靠山侧第一、二排钢筋（每排11束）侧壁纵向钢筋1980032 L=208004钢筋束示意图178001:10014600614600513/28抱龙峪试验区高边坡病害治理工程施工

31、图设计中铁西北科学研究院MZH1型抗滑桩桩身结构图设计复核审核SS01-04图号2002.10日期秦岭某花岗岩高边坡抗滑桩结构图秦岭某花岗岩高边坡抗滑桩结构图64112111212002.10日期锚索框架结构图抱龙峪试验区高边坡病害治理工程施工图设计中铁西北科学研究院设计复核审核SS01-04图号秦岭某花岗岩高边坡框架结构图秦岭某花岗岩高边坡框架结构图C25钢筋砼框架自由段1:5预应力锚索结构图架线环大样图1:5B-B架线环侧面图1:5A-A预应力锚索结构图锚固段OVM15-7锚具715钢绞线j导向帽大样图1:51:5紧箍环架线环导向帽1:1水泥砂浆附注:j抱龙峪试验区高边坡病害治理工程施工图设计中铁西北科学研究院设计复核审核SS01-04图号日期 2002.10秦岭某花岗岩高边坡锚索结构图秦岭某花岗岩高边坡锚索结构图