【52監測網】第126期 巖層反傾地段地質病害識別、評價及防治
 52監測網專家報告分享-第126期 《巖層反傾地段地質病害識別、評價及防治》 田義斌 中交公路規劃設計院有限公司 內容介紹 巖層反傾地段幾種病害：①崩塌；②錯落；③切層巖石滑坡； 第一部分：工程實例 ◇ 實例1（漏判）：重慶奉云高速肖家包切層巖石滑坡 （1）朱衣河背斜軸部稍北； （2）滑坡區巖層反傾向山； （3）滑坡區巖性：①表層：第四系殘坡積層(Q4el+dl)；②滑體：三疊系巴東組(T2b)灰巖、泥巖互層； （4）K97滑坡在施工開挖卸荷，支擋嚴重措施滯后情況形成的典型的切層巖石滑坡
◇ 實例2（單面山片巖地區）：某逆向灰巖邊坡典型的崩塌體
◇ 實例3（錯落體）：貴州省德余高速烏江特大橋橋臺錯落體
第二部分：病害識別 ◇ 逆向坡病害突發原因總結 巖層反傾地段病害多發原因： 1、遇到逆向巖質坡主觀認為其穩定性高，病害少（觀念問題）。 2、建設工期緊，前期選線地質工作深度廣度不夠，地質經驗不到位，大型錯落及切層巖石滑坡誤判、漏判； 3、巖質坡破破壞模式、變形機理、穩定性評價方法不科學，計算選用參數不合理，部分采用邊坡軟件搜索計算與實際嚴重失真； 4、支擋措施不到位、支擋措施嚴重滯后、施工工序不合理； （一）崩塌病害 ◇ 崩塌4種破壞模式 崩塌產生的巖體結構，一般有如下4種模式： （1）上大下小楔體破壞模式：高大陡峻的坡體內發育多組構造面相互切割，其中傾向臨空構造面較陡，組成大量上大下小不同體積的向臨空的楔體，在降雨或楔形體楔尖因應力集中而壓壞下產生的巖體破壞現象；
該種破壞常在：地震、暴雨、雪后融凍等暫時外力作用下突然脫離母巖倒塌滾落而下，如此往復，直至楔形體全部脫離完； （2）兩組構造面組合下破壞模式：高大陡峻的坡體內發育多組構造面相互切割，其中一組傾向臨空構造面（或斷層）較陡，將崩塌體同母巖分離后，與另一組緩傾角傾向臨空的構造面組合下，巖體破壞現象。
（3）軟、硬巖坡體中崩塌破壞模式：由頂部完整硬巖和下部軟巖組成的高大陡峻的坡體：由于臨空遭切割使底部軟巖側向卸荷而應力集中產生蠕動或揉皺，產生似楔體向下的尖端破壞，使得厚層硬巖在下部懸空而逐塊沿順傾陡傾角結構面向下的崩塌破壞。
（4）黃土、堆積土或巖堆陡峻坡體崩塌：由于坡腳遭掏空使上部懸空，在長期自重作用下由拉應力作用下產生順傾的陡傾角結構面，在地震、地下水等不利作用下沿此結構面產生的上大下小的楔體的崩塌破壞； （5）崩塌破壞次序歸納：
（二）錯落病害 ◇ 錯落外貌識別 （1）重慶武水高速K41錯落體側面照
地質背景：上陡下緩，外貌上呈半個饅頭狀程 （1）后部為高20 m的穩定砂巖(T3xj)陡壁； （2）中部為高約120 m泥灰巖、砂巖錯落體； （3）坡腳出露質地較軟的頁巖(T2l)，形成典型的上硬下軟的坡體結構； （4）坡體前部為一深切溝，在地質歷史時期，因河流下切、降水等作用產生了老錯落；
（2）某鐵路線典型多級錯落體
某鐵路線典型多級錯落體 （3）斷層和順傾錯落帶控制的錯落
典型錯落體平剖示意圖 ◇ 構成錯落體必備條件 錯落體必備條件歸納：最重要2條——①后緣下錯帶：橫切后體完整山體，依附于順傾陡立的斷層、大構造面發育而成②下臥軟墊層：下部錯動帶沿軟墊層松軟、破碎軟巖中一層順傾擠壓呈碎屑、巖粉狀巖帶發育而成；
◇ 錯落體變形歷程 錯落體變形歷程總結：壓縮變形，垂直位移為主。 ① 初動階段（整體位移速度慢，垂直位移量＞＞水平位移量，以壓密為主） ② 錯動階段（下錯突然，垂直位移量遠＞水平位移量，出現裂縫、巖塊掉落） ③ 殘余變形階段（大多數一次完成壓密作用逐漸趨于穩定，一定條件下可轉化為切層巖石滑坡） （三）切層巖石滑坡部分 ◇ 切層巖石滑坡 （1）重慶武水高速K41錯落體轉化的切層巖石滑坡（2009年40萬方）
滑體受風化界限控制，滑動面受結構面控制
（2）重慶奉云高速肖家包切層巖石滑坡（2007年50萬方）
滑體受風化界限控制，滑動面受結構面控制
肖家包切層滑坡剖面 （3）重慶石忠高速磨刀溪切層巖石滑坡(2009年60萬方)
（1）齊耀山背斜北西翼； （2） 巖層產狀：①正常巖層產狀：順傾NE50°～60°/NW55°～60°；②滑坡區巖層：反傾向山NE70°/N19～22°； （3）滑坡區巖性：①表層：第四系殘坡積層(Q4el+dl)；②滑體：侏羅系珍珠沖組（J1Z）泥巖、砂巖互層； （4）磨刀溪滑坡為人工切坡及防護措施不當引發的典型的切層巖石滑坡； 滑體受風化界限控制，主滑動面受結構面控制，后緣受順傾巖層層面控制
第三部分：病害評價 ◇ 主要針對滑坡 1、定性與定量相結合的評價方法（針對滑坡穩定性判斷檢算及滑坡推力計算） 徐邦棟先生總結8法：由定性向定量過渡判斷分析計算滑坡（1）定性分析：前4種從自然條件、作用因素及滑坡變化上對比滑動與穩定之間的關系以分析評價滑坡；（2）定量分析：采用各種力學方法檢算滑坡在數量上的界限；針對不同滑坡性質不同，同一滑坡往往可采用其中3～5方面進行評價。
地質條件對比分析 2、定性分析：地質條件對比分析 （1）在地質調查及測繪階段定性判斷滑坡的穩定性； （2）在勘探后的滑坡工程地質縱橫剖面上綜合判斷滑坡的穩定性； 監測滑動跡象分析 3、定性分析：監測滑動出現跡象方面分析 （1）地表位移監測（舉例分析：+表示受拉，-表示受擠壓）； 某滑坡主軸斷面上個觀測樁位移量，綜合判斷滑坡各個階段受力性質（兩樁之間位移差，144#～109#為正，表示受拉；109# ～7#為負數，表示受壓；如果該滑坡僅一層滑動面），滑坡屬推動性質（中部位移量遠大于前部），具體解析如下圖。
（2）深孔位移監測（舉例分析）； 監測結果：① 滑坡滑動面與地質鉆探確定的滑動帶(錯落帶)基本一致（20m～30m），滑動方向為NW33°，水平位移速率最大達40～60 mm/d； ②前級2個監測孔歷時21d，在約23～26 m位置處被剪斷，孔口最大累積位移142 mm，之后對剪斷上部測試，深孔位移曲線見圖； ③開挖引發牽引式切層巖石滑坡。
武水高速K41錯落體轉化的切層巖石滑坡深孔監測分析 解析：1、累計位移曲線；2、水位分析；
武水高速K41錯落體轉化的切層巖石滑坡綜合監測分析 山體平衡核算分析 4、定性分析： （1）極限平衡法計算穩定系數（Fs ） 以滑坡大動瞬間狀態為準，認為此時滑坡下滑力=抗滑力即Fs=1，據此反求滑坡全斷面平均抗剪指標（C、Φ值），將反求出的C、Φ值代入當前狀態下進而求得的滑坡在當前的穩定系數。 ①綜合C法：內摩擦角Φ對滑帶土貢獻很小時而采納此法； ②綜合Φ法：粘聚力C對滑帶土貢獻很小時而采納此法； ③同時反求C、Φ法：其抗剪強度C、Φ值貢獻均較大； （2）傳遞系數法計算滑坡推力,大型復雜滑坡數值模擬 ①正常工況 ②暴雨工況 ③地震工況 第四部分：病害防治 ◇ 繞避及相應對策 繞避對策及措施 對巨型、大型、大中型滑坡、無法整治之滑坡，在掌握地質情況基礎上，采取繞避措施，繞避及保護對象措施主要如下： （1）徹底移線至滑坡范圍以外； （2）隧道移線至滑坡后緣穩定山體及深層滑動面以下，掌握隧道移線至滑坡發展范圍以外； （3）高大垮橋從滑坡前緣或后緣跨過滑坡體，橋下應有足夠凈空，橋基應深入穩定基巖，能抗擊局部沖擊或有加固措施； （4）滑坡前緣滑帶以下以堅固明洞通過時，明洞頂部以上應有承受沖擊的能力或強有力的支擋措施 ? 徹底繞避 （1）云南省鹽津高速木桿互通在此通過，調查發現馬家坪滑坡，采取移線至對岸改路基和隧道；徹底擺脫馬家坪大滑坡歷史最大發展范圍。
? 隧道繞避 （2）隧道移至滑坡后緣及深層滑動面以下距離要足夠，避免開挖滑坡發展影響隧道。
? 滑坡前部橋梁繞避 （3）寶天線跨河橋繞避滑坡
◇ 支擋+排水綜合方案
向家坡路堤滑坡坡腳支撐盲溝（坡腳擋墻+支撐盲溝整治5m以內淺層滑坡效果顯著） 截水隧洞截排深部地下水措施、地下仰斜排水孔排水措施、豎井平孔排水措施、應急搶險措施、崩塌棚洞措施、錯落體清方+坡腳支擋綜合措施、抗滑樁板墻支擋措施、支擋+加固+排水綜合措施、應急+錨固+排水綜合措施、支擋+加固+排水綜合措施。 結束語：固基修道，履方致遠，交融天下，建者無疆。繪基礎設施藍圖、鑄工程咨詢旗艦。
《巖層反傾地段地質病害識別、評價及防治》 田義斌 中交公路規劃設計院有限公司 注：內容源自“第三屆全國邊坡安全防護與生態修復新技術高峰論壇”，本文僅供個人研學交流，版權歸原作者所有 |
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