滇南红层区公路修建的主要地质灾害与治理模式ppt

1、滇南红层区公路修建的主要地质灾害与治理模式一、前言与区域地质背景 1、云南省的地层岩性与地质构造 1）、深断裂有：哀牢山深断裂带、小江深断裂带、澜沧江深断裂带。 2）、大断裂有：富宁大断裂、文麻大断裂（即盘龙江大断裂）、弥勒一师宗大断裂、南盘江大断裂、嵩明大断裂、普渡河大断裂、元谋一绿汁江大断裂（四川为米易大断裂）、程海一宾川大断裂、红河大断裂、安定大断裂、阿墨江大断裂、柯街一南汀河大断裂、怒江大断裂、翁水河一小金河大断裂。2、滇南红层分布 红层是一套侏罗系、白垩系非海相陆源碎屑物的红色地层，岩性以泥岩、泥质砂岩、粉砂岩的互层组合为主。滇南红层指分布在北纬2400以南的云南南部红层。东西向基本

2、处于澜沧江与哀牢山脉之间，平面上呈北西-南东条带状，涉及镇远、景谷、墨江、普洱、思茅、江城、景洪、勐海、勐腊等地区，约占云南省面积的10%左右。3、滇南红层的主要特点1）矿物成分:为石英、方解石、粘土矿物，少量长石、云母，绿泥石、石膏、高岭石；2）化学成分:Sio2、Al2o3、Cao、Mgo、Fe2o3等；3）岩石成分:以软质岩泥岩、泥质粉砂岩为主，少量硬质岩砂岩、粉砂岩，不等厚互层；4）工程特点:力学指标整体偏低，饱和单轴抗压强度一般30MPa；软硬岩石相间出现，层间结合强度低；泥岩等软质岩石遇水易软化与泥化，形成软弱层；抗风化能力弱，失水易崩解；普遍含膏盐成分，其地下水中含SO42-较多

3、，对混凝土有侵蚀作用。二、滇南红层区公路修建的主要地质灾害及其原因分析 云南省南部地区地形起伏大，山高沟深；地质构造复杂，区域经向、纬向大构造发育；干湿季节明显，雨季集中在510月，旱季集中在11月至次年4月，因而岩石风化强烈；许多地质灾害频繁发生。通过对景谷普洱二级公路、元江墨江普洱（磨黑）高速公路、普洱（磨黑）思茅二级公路、思茅景洪（小勐养）高速公路、思茅江城公路、景洪（小勐养）勐腊（磨憨）高速公路的分析研究，公路病害主要为坡体变形、滑坡、泥石流三大类 。2.1 坡体变形坡体变形指由于公路修建过程中，由于对边坡进行开挖或填方引起边坡应力集中、隆起、开裂的现象，但尚未产生滑坡。如不加以预防，

4、随着时间的推移，在干、旱季节交替变化的情况下，范围不断扩大，最终使边坡失稳形成滑坡。2.1.1 滇南红层区公路修建坡体变形的主要类型有：（1）路堑开挖段，坡体变形普遍；（2）路堤填方段，坡体变形较多；（3）桥梁施工开挖便道段，引起坡体桥梁变形较多；（4）隧道施工中的明挖段/仰坡段，引起坡体隧道变形较多。2.1.2 坡体变形的主要原因为：（1）红层的固有特性所决定，如红层岩体强度低，抗风化能力弱，遇水易软化等；（2）人工开挖产生裂隙面及临空面，破坏了边坡的自然稳定；（3）人工填方加大荷载，破坏了坡体的自然平衡；（4）气候、水的影响。2.2 滑坡滇南红层区自然滑坡及施工中产生的工程滑坡较普遍，为主

5、要病害类型。2.2.1 红层区滑坡按构造物划分，主要类型有：（1）路堑边坡滑坡，该类型滑坡普遍；（2）路堤边坡滑坡，该类型滑坡相对较多；（3）桥梁基础因边坡滑动而产生破坏，该类型滑坡相对较多；（4）隧道进出口滑坡，该类型滑坡相对较多。2.2.2 红层区滑坡按滑动面与层面的关系分，主要类型有：（1）均质滑坡：红层风化的第四系残坡积土层/堆积层地段产生的土层滑坡相对较多，而在单一岩石类型中产生的岩质滑坡相对较少；（2）顺层滑坡：多发生在风化层土与下伏基岩之间及软质岩与硬质岩之间的接触面上，为红层滑坡中的主要类型；（3）切层滑坡：多发生在节理裂隙广泛发育的红层地段，该类型滑坡相对较少。2.2.3 若

6、按滑动力学性质分，主要类型有：（1）牵引式或混合式滑坡，该类型滑坡普遍；（2）推落式滑坡，为红层中较多的类型之一；（3）平移式滑坡，该类型滑坡相对较少。2.2.4 红层区滑坡主要原因有：（1）红层固有的物理力学特性所产生，主要由于有易于软化与泥化的软弱夹层泥岩层，具有隔水作用，在外界条件影响下形成软弱面，而产生滑坡；（2）由于边坡开挖与爆破挖断了层面下部支撑部分，产生新的结构面，改变了原始地形地貌地应力和水文地质环境，边坡岩体松驰，裂隙张开在地表水下渗后使泥岩软化，强度降低，失去平衡而产生滑坡；（3）由于工程加载，导致阻滑力小于下滑力而沿滑动面产生滑动；（4）由于施工用水，使土体内含水量增大，

7、降低了坡体的粘聚力与抗剪强度，从而产生滑动。2.3 泥石流2.3.1按流域特征分：（1）标准型泥石流，为红层中较多的类型；（2）沟谷型泥石流，为红层中较普遍的类型；（3）山坡型泥石流，为红层中较多的类型。2.3.2 按物质组成分：（1）泥流，为红层中较多的类型；（2）泥石流，为红层中较普遍的类型；（3）水石流，该类型泥石流相对较少。2.3.3 按物质状态分：（1）粘性流石流，该类型泥石流相对较多；（2）稀性泥石流，该类型泥石流相对较少。2.3.4 原因分析（1）地形因素：红层区山高沟深，地势陡峻，沟床纵坡大，便于地表水的汇集；（2）构造条件：红层区地质构造复杂，断层皱褶发育，岩层破碎、滑坡、崩

8、塌等不良地质发育，有丰富的固体物质来源；（3）岩性条件：红层区岩石风化节理发育，软硬相间成层的红层极易风化破碎，在植物破坏较严重的地方更易产生泥石流；（4）水文条件：红层区暴雨集中，雨季来临时在短时间内能实然性地集中大量水源。3、治理模式研究3.1 坡体变形治理3.1.1 路堑挖方坡体变形路堑挖方坡体变形时主要处治方法有支挡、锚固、适当削坡、排水等方法。（1）削坡适宜于路堑边坡局部隆起且地形相对较缓、削坡后不会引起坡体滑动为原则，一般每级削坡高度810m，卸荷平台2m，下部坡比1:0.50.75，上部坡比1:0.751:1。（2）支挡路基靠山一侧设置抗滑挡墙，一般配合削坡或锚固进行。（3）锚固

9、当挖方边坡自然坡度陡，不能达到预设的稳定边坡比时，必须采取锚固方法：锚索或锚杆。锚杆一般适用于覆盖层不太厚，基岩出露较浅时使用；目前使用的锚杆长度多数20m。锚索则适用于覆盖层较厚且坡体较陡的情况，目前使用的锚杆长度多数在1545m范围内。锚杆与锚索可混合使用。（4）排水主要设置截水沟，坡体内采用仰斜排水孔（疏干孔）、边坡渗沟等，一般结合削坡、支护、锚固使用，尤其适合于边坡水较多的情况。3.1.2 路堤填方边坡变形在斜坡上加载造成边坡变形时，主要采取抗滑挡墙、锚索桩板墙、反压等方法，同时设置排水设施，抗滑挡墙仅适用于滑动面浅、基岩埋深不大的情况。而锚索桩板墙适用范围广，造价略高；反压必须有沟谷

10、地形、丰富的土石料来源、工期较松等条件，目前相对采用较少。3.1.3 桥梁变形主要由于开挖施工便道及施工用水引起斜坡上的桥梁基础变形，主要采取抗滑桩、排水等方法，有时也采用锚索。一般在桥位靠山体一侧设置一排平行于桥轴线的抗滑桩，抗滑桩一般布于桥位外侧3-4米，且桥墩位应与单根抗滑桩位对应。若坡向与桥轴线一致，则在墩与墩、墩与台之间设垂直于桥轴线的抗滑桩。3.1.4 隧道的挖段/仰坡段变形由于开挖引起隧道的明挖段或仰坡段的变形，多采用管棚注浆、锚杆、锚索等方法处治。3.2 滑坡治理3.2.1 按构造物分类对公路的路基工程、桥梁工程、隧道工程中产生的滑坡，可参照3.1坡体变形治理方法。但由于已产生

11、滑坡，故锚杆、抗滑挡墙尽量少用，多采用抗滑桩、桩板墙、预应力锚索等组合形式，有条件时也可适当减载。3.2.2 按滑面与层面关系分类3.2.2.1 均质滑坡（1）、土质滑坡在纯土层中产生滑坡，滑动面位于土层中时，大多采用桩板墙、适当减载、排水等方法，有时也采用锚索。减载必须在地形较缓且不致于产生临空面而引起再次牵引式滑动为原则，一般应慎用。（2）、岩石滑坡在覆盖层浅的单一岩石层中产生滑坡，滑动面也位于岩层中，大多采用减载削方、预应力锚索、抗滑桩等方法。当具备减载削方条件时，宜优先考虑该方法；由于基岩埋藏，锚索具有较好的应用条件，造价低，而抗滑桩相对造价高，一般在规模大时才采用。3.2.2.2 顺

12、层滑坡（1）、浅层滑坡当土层或石石层滑坡且滑动面较浅时，大多采用预应力锚索、适当减载、排水等方法。如有减载削方条件时，可局部适当减载；特殊情况时也可采用抗滑桩或桩板墙。（2）、深层滑坡当滑动面较深时，一般采用抗滑桩/桩板墙、预应力锚索、适当减载、排水等方法，大多采用以上几种方法的组合来进行处治。3.2.2.3 切层滑坡由于滑动面与岩层倾向相反产生切层滑坡，大多采用减载削坡、预应力锚索、锚杆等处治办法。由于滑动面与岩层倾向相反，宜优先考虑减载削坡，再适当进行锚固。在锚固方法中，滑动面浅时优先考虑锚杆；滑动面深时，考虑锚索。3.3 泥石流处治3.3.1 形成区主要采取水土保持措施，进行治水、治土。

13、方法有：平整山坡、治理不良地质，加固沟岸，修建谷坊；改善坡面排水，修建坡面排水系统，使水土分离；修建排水沟、引水渠、导流堤及调洪水库；进行植树造林，种植草皮等。3.3.2 流通区主要采取拦挡措施。方法有：修筑各种拦栽坝、如拦截坝、溢流坝、谷坊、护坡、挡墙等，可采用石笼坝、混凝土拱坝等，沟边进行支挡。3.3.3 堆积区主要采取排导停淤措施，其方法有：修筑导流堤、排导沟、渡槽、急流槽、束流堤、停淤场、拦淤库等。3.3.4 已建工程区主要采取支挡措施，进行护坡，修筑挡墙、顺坡、丁坝等。四、滇南红层区地质灾害处治的典型实例滇南红层区已建和在建的各种等级的公路较多，所遇到的地质灾害多种多样。文中所讲的元

14、江墨江普洱（磨黑）高速公路总投资66.47亿元，长147.37KM，桥隧比例占30%（有长隧道及世界第1高桥：长801米，主跨265米，高163米）。超过50米的高边坡有232处（超过100米的高边坡有66处），滑坡155处， 采用抗滑桩1434棵，锚索33.147万米，锚杆7.01万米。先后邀请的咨询专家有：院士2人，勘察大师2人，国务院参事2人，研究员等6人。在2003年已经修建完毕并通车，其地质灾害比较典型，处治也很成功。五、结论5.1 滇南红层分布范围广，坡体变形、滑坡、泥石流等地质灾害普遍发育。5.2 路堑挖方坡体变形主要采取支挡、锚杆、锚索、适当削坡、排水等方法处治。5.3 路堤填方边坡变形主要采取抗滑挡墙、锚索桩板墙、反压等方法处治。5.4 桥梁隧道边坡变