高邊坡的勘察和設(shè)計(王恭先)

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1、高邊坡的勘察和設(shè)計王恭先中鐵西北科學(xué)研究院2003年11月主要內(nèi)容一、高邊坡問題的提出二、高邊坡的種類和變形類型三、高邊坡的勘察和穩(wěn)定性評價四、高邊坡的設(shè)計一、高邊坡問題的提出（一）高邊坡的界定——何為高邊坡（二）高邊坡的變形、破壞及其造成的損失（三）高邊坡的特征（一）高邊坡的界定一般認(rèn)為邊坡高度大于20m的土質(zhì)邊坡，或高度大于30m的巖質(zhì)邊坡。（二）高邊坡的變形、破壞及其造成的損失高邊坡早已存在，也曾造成過變形和損失。近年來，高邊坡數(shù)量越來越多，高度越來越高。變形量大，增加投資、延誤工期、造成災(zāi)害。舉例：云南瀾滄江小灣電站邊坡高

2、達(dá)500m云南元江－磨黑高速公路K259高110m的砂泥巖高邊坡深圳－汕頭高速公路K101滑坡推倒樁板墻深圳－汕頭高速公路K102滑坡，抗滑樁與明洞處理花費8000余萬元同江－三亞高速公路閩北八尺門互通區(qū)設(shè)在2個古滑坡上，治理費5000余萬元云南元江－磨黑高速公路三菁公隧道進(jìn)口高邊坡發(fā)生滑坡，高130m，推倒中隔墻山西長治－晉城高速公路K31砂泥巖順層滑坡，體積達(dá)25萬m3北京－珠海高速公路粵北段K108高邊坡滑坡，三次變更設(shè)計，治理費用2000余萬元重慶萬州－梁平高速公路K42砂泥巖順層滑坡西安秦嶺某試驗基地花崗巖高邊坡滑坡花崗

3、巖中長100多m、寬80cm的張裂縫(三)高邊坡的特征1、高邊坡是將地質(zhì)體的一部分改造成人為工程設(shè)施，因此其穩(wěn)定性取決于自然山坡的穩(wěn)定狀況(穩(wěn)定、不穩(wěn)定、極限平衡)、地質(zhì)條件(地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、坡體結(jié)構(gòu)、巖體結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件、風(fēng)化程度等)和人為改造的程度(開挖深度、坡形、坡率等)。2、由不同的地層、巖性、風(fēng)化程度的巖土體構(gòu)成的自然山坡，受地質(zhì)構(gòu)造影響程度不同，水文地質(zhì)條件不同，在自然營力作用下形成了各種形態(tài)的斜坡，如直線坡、凸形坡、凹形坡、階梯狀坡，且具有不同的穩(wěn)定狀態(tài)，這是在漫長的地質(zhì)歷史時期形成的，是動態(tài)的、變化的。自然斜

4、坡是人工邊坡的基礎(chǔ)。3、人工邊坡是對自然斜坡的改造，它也有直線坡、凸形坡、凹形坡，更多的是階梯狀邊坡。人工邊坡改變了自然山坡的應(yīng)力狀態(tài)和地下水的滲流條件，而且是在短短幾個月內(nèi)改造完成的。自然山坡的應(yīng)力調(diào)整有一個過程，強度低的軟弱巖層調(diào)整較快，常在施工期就發(fā)生變形；強度高的堅硬巖層調(diào)整較慢，或可自身穩(wěn)定，或在1～3年后發(fā)生變形。只有當(dāng)人工邊坡順應(yīng)自然，對其改變不大時，才可保持穩(wěn)定，否則就會發(fā)生失穩(wěn)，甚至引起自然山坡的破壞。4、自然山坡和人工邊坡都處在各種自然營力的作用之下，如陽光照射、降雨沖刷和下滲、風(fēng)化和地震等。但人工邊坡所造成的

5、自然狀態(tài)的改變使這種作用更強烈，如開挖暴露風(fēng)化加劇、破壞植被地表水容易下滲、坡體松弛、爆破震動等都使邊坡更容易發(fā)生變形。5、自然條件千差萬別，所以高邊坡設(shè)計也變得十分復(fù)雜，每個工點都需單獨分析和計算，這也許就是目前高邊坡設(shè)計尚無規(guī)范可循的原因。二、高邊坡的種類和變形類型（一）高邊坡的種類（二）高邊坡的變形類型（三）高邊坡變形的條件和原因分析分類指標(biāo)邊坡類型1、按工程類別分1、道路邊坡：塹坡、堤坡、洞口邊坡等2、水利邊坡：壩肩邊坡、渠道邊坡等3、露天礦邊坡：采場邊坡、棄碴場邊坡等4、城建邊坡：塹坡與深基坑邊坡等2、按使用年限分1、臨

6、時邊坡2、短期邊坡（30年以內(nèi)）3、永久邊坡（>30年）3、按邊坡巖土構(gòu)成分1、土質(zhì)邊坡2、類土質(zhì)邊坡（全風(fēng)化呈砂土狀）3、巖質(zhì)邊坡4、二元結(jié)構(gòu)邊坡4、按邊坡巖體結(jié)構(gòu)分1、類均質(zhì)土結(jié)構(gòu)邊坡2、近水平層狀結(jié)構(gòu)邊坡3、順傾層狀結(jié)構(gòu)邊坡4、反傾層狀結(jié)構(gòu)邊坡5、斜交層狀結(jié)構(gòu)邊坡6、碎裂狀結(jié)構(gòu)邊坡7、塊狀結(jié)構(gòu)邊坡（一）高邊坡的種類高邊坡分類表（二）高邊坡的變形類型1、按變形性質(zhì)分（1）坡面沖刷；（2）表層溜坍；（3）危巖、落石、崩塌；（4）坍塌；（5）滑坡；（6）傾倒；（7）錯落。2、按變形深度分（1）坡面變形（深1～2m）；（2）邊坡變形

7、（深<10m），變形在邊坡范圍內(nèi)；（3）坡體變形（深≥10m），變形超越邊坡范圍。3、按變形范圍分（1）整體變形——整個邊坡變形；（2）局部變形——部分邊坡變形。4、按變形新老分（1）古老滑坡復(fù)活；（2）新發(fā)生的變形。邊坡變形示意圖：坡面沖刷堆積層坍塌強風(fēng)化巖坍塌黃土滑坡破碎巖體滑坡強風(fēng)化砂泥巖局部順層滑坡砂泥巖順層滑坡砂泥巖切層滑坡砂泥巖老滑坡與新滑坡石灰?guī)r的傾倒變形老滑坡因開挖而復(fù)活危巖體花崗巖順緩傾節(jié)理面滑落錯落（三）高邊坡變形的條件和原因分析從已經(jīng)發(fā)生的大量高邊坡變形來分析有以下幾方面原因：1、選線、選廠、選址時對地質(zhì)工作

8、重視不夠，沒有貫徹“地質(zhì)選線”的原則，對已經(jīng)存在的古老滑坡和潛在滑坡（如巖堆地段、順層地段）沒有認(rèn)識或認(rèn)識不足，將線路布設(shè)在這些地段，甚至大填、大挖，造成老滑坡復(fù)活或新生滑坡。2、高邊坡變形最主要的原因是對高邊坡的地質(zhì)決定性認(rèn)識不足，道路工程中重橋