滑坡治理的充氣截排水方法概述

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1、滑坡治理的充氣截排水方法概述1緒論1.1研究背景與意義滑坡地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生條件、影響因素、變形破壞機(jī)理具有多樣性和復(fù)雜性?；聻?zāi)害分布廣泛，發(fā)生頻繁，滑坡時(shí)間和空間預(yù)測(cè)困難，且治理費(fèi)用昂貴，常常造成生命財(cái)產(chǎn)的損失，一直是世界各國(guó)研究的重要地質(zhì)工程問題。近年來，由于城市發(fā)展和鐵路、高等級(jí)公路建設(shè)大規(guī)模地改變了土地利用方式，挖填方等土方工程曰益增大，施工強(qiáng)度急劇攀升，隨之而來的是滑坡災(zāi)害也曰益嚴(yán)重，滑坡防治工程研究日益成為工程研究中的熱點(diǎn)問題。統(tǒng)計(jì)2000年~2012年中國(guó)滑坡與地質(zhì)災(zāi)害頻次如圖1.1所示，

2、可以看出，滑坡在每年發(fā)生的各種地質(zhì)災(zāi)害中所占比重最大，一般都達(dá)到50%以上。在過去的2013年中，我國(guó)也有多起嚴(yán)重的滑坡災(zāi)害。2013年1月11曰，云南昭通市鎮(zhèn)雄縣滑坡，造成46人死亡；2013年3月29日西藏拉薩市墨竹工卡縣滑坡災(zāi)害造成66人死亡，17人失蹤。今年也同樣發(fā)生了大量致人死亡的滑坡災(zāi)害。據(jù)中新網(wǎng)報(bào)道，2014年3月30日廣東高要市南岸街道長(zhǎng)樂墓園發(fā)生山體滑坡造成6人死亡，2014年4月8日貴州省銅仁市江口縣發(fā)生山體滑坡造成2人死亡。在全世界范圍內(nèi)，滑坡災(zāi)害對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人們生命財(cái)產(chǎn)安全造成

3、損失的例子更是不勝枚舉。1997年澳大利亞的Thredbo滑坡造成兩間旅館被埋，18人死亡[2];1979年新西蘭的Abbotsford滑坡毀壞69幢房屋，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失[3]；1963年意大利的Vaiont水庫庫岸滑坡形成遺壩后果，導(dǎo)致1917人喪生；2001年厄瓜多爾一處山體滑坡造成36人死亡；2005年印度一處山體滑坡造成約1150人死亡；據(jù)環(huán)球網(wǎng)綜合報(bào)道，2014年3月22曰，經(jīng)濟(jì)社會(huì)高度發(fā)達(dá)的美國(guó)西北部華盛頓州發(fā)生山體滑坡已造成8人死亡108人失蹤；據(jù)央視新聞報(bào)道報(bào)道，2014年5月2

4、日，阿富汗東北部巴達(dá)赫尚省發(fā)生山體滑坡，巴達(dá)赫尚省官員證實(shí)至少2500人失蹤，我們很多人也身同感受滑坡災(zāi)害的殘摩無情。.1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀降雨入滲縮小巖土體非飽和區(qū)的范圍、增加非飽和區(qū)重度、抬井地下水位、降低潛在滑面的有效應(yīng)力、增加滲透力，從而增加滑坡風(fēng)險(xiǎn)。降雨會(huì)分別形成表面徑流和坡體入滲，二者間的比例與邊坡表層的水文地質(zhì)條件、降雨強(qiáng)度、前期飽和度、坡度和坡體結(jié)構(gòu)相關(guān)（Beighley，etal,2009[29])。降雨入滲的速率取決于降雨強(qiáng)度、坡體巖土體滲透特性及前期巖土體的飽和度（Ray，eta

5、l,2010[3g];Rahaxdjo,etal,2010[31]和2007[32])。而飽和度是土體基質(zhì)吸力的決定性因素，基質(zhì)吸力也是非飽和區(qū)滲透性的影響因素（Popt入滲模型、Kostiakov入滲模型、Smith降雨入滲模型和Moore表土結(jié)皮入滲模型等，這些模型主要關(guān)注降雨強(qiáng)度和土體的滲透性，但對(duì)不同的滲透介質(zhì)則適用程度迥異。在解析分析方面，滲流過程遵循由非飽和達(dá)西定律推導(dǎo)得出的Richard方程。.2充氣截排水治理滑坡的構(gòu)想2.1非飽和土的滲透特性松散堆積土滑坡受地下水位變化影響敏感，降雨入

6、滲引起潛在滑坡區(qū)地下水位上升，就可能導(dǎo)致滑坡啟動(dòng)，其治理應(yīng)以排水工程作為主要措施。我們無法阻止下雨，但可以探索截排地下水技術(shù)，減少外圍地下水向滑坡區(qū)補(bǔ)給，阻止?jié)撛诨聟^(qū)地下水位上升到啟動(dòng)滑坡的高度。截排地下水可以有多種技術(shù)方法，如丼點(diǎn)抽排、地下排水洞截排、甚或注漿形成相對(duì)隔水墻等，但這些方法或施工周期長(zhǎng)、費(fèi)用高或維護(hù)使用成本高，無法滿足大量滑坡截排地下水的需要，特別是滑坡應(yīng)急搶險(xiǎn)治理的需要。因此，需要探索新的快速經(jīng)濟(jì)的斜坡地下水截排技術(shù)，為滑坡防災(zāi)工程措施的實(shí)施贏得時(shí)間。注意到非飽和土的滲透性有隨飽和

7、度降低而快速減小的特性，我們期望利用這種特性，通過人工充氣驅(qū)水方法在潛在滑坡區(qū)后緣形成局部非飽和區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)截排邊坡后緣地下水向潛在滑坡區(qū)補(bǔ)給。..2.2邊坡充氣截排水方法的提出典型滑坡的結(jié)構(gòu)如圖2.3所示，由充氣排水形成的非飽和截水帷幕一般可選擇設(shè)置在潛在滑坡區(qū)的外圍，其具體位置應(yīng)以氣體爐散范圍不影響到滑坡體為原則，即在潛在滑坡的上游邊坡區(qū)構(gòu)建充氣孔，氣排水之后形成非飽和截水惟幕，并輔助于在坡面設(shè)置的其他截排水措施，減少后緣地下水入滲到潛在滑坡區(qū)，降低滑坡區(qū)地下水位，從而在一定程度上降低滑坡災(zāi)害的

8、發(fā)生或者為其他工程措施的實(shí)跑臝得時(shí)間?；鲁錃饨嘏潘椒ㄏ啾扔谄渌嘏潘胧┚哂惺┕ず?jiǎn)單、所需設(shè)備簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，可利用已勘探鉆探孔或者重新鉆孔，將充氣管插入鉆孔，開啟空氣壓縮機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)截排水的目的。當(dāng)然，對(duì)于一些長(zhǎng)度大的滑坡或?qū)嵤┩鈬嘏潘欣щy時(shí)，根據(jù)水文地質(zhì)條件分析和滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果，也可考慮在潛在滑坡區(qū)內(nèi)釆用此方法實(shí)施截水工程，例如小旦滑坡和上三公路6#滑坡等。如圖2.4所示是風(fēng)青公路小旦滑坡，由于小規(guī)模的坡腳開挖引起坡體內(nèi)原有的滲流通道被堵塞而