【52监测网】第126期 岩层反倾地段地质病害识别、评价及防治
 52监测网专家报告分享-第126期 《岩层反倾地段地质病害识别、评价及防治》 田义斌 中交公路规划设计院有限公司 内容介绍 岩层反倾地段几种病害：①崩塌；②错落；③切层岩石滑坡； 第一部分：工程实例 ◇ 实例1（漏判）：重庆奉云高速肖家包切层岩石滑坡 （1）朱衣河背斜轴部稍北； （2）滑坡区岩层反倾向山； （3）滑坡区岩性：①表层：第四系残坡积层(Q4el+dl)；②滑体：三叠系巴东组(T2b)灰岩、泥岩互层； （4）K97滑坡在施工开挖卸荷，支挡严重措施滞后情况形成的典型的切层岩石滑坡
◇ 实例2（单面山片岩地区）：某逆向灰岩边坡典型的崩塌体
◇ 实例3（错落体）：贵州省德余高速乌江特大桥桥台错落体
第二部分：病害识别 ◇ 逆向坡病害突发原因总结 岩层反倾地段病害多发原因： 1、遇到逆向岩质坡主观认为其稳定性高，病害少（观念问题）。 2、建设工期紧，前期选线地质工作深度广度不够，地质经验不到位，大型错落及切层岩石滑坡误判、漏判； 3、岩质坡破破坏模式、变形机理、稳定性评价方法不科学，计算选用参数不合理，部分采用边坡软件搜索计算与实际严重失真； 4、支挡措施不到位、支挡措施严重滞后、施工工序不合理； （一）崩塌病害 ◇ 崩塌4种破坏模式 崩塌产生的岩体结构，一般有如下4种模式： （1）上大下小楔体破坏模式：高大陡峻的坡体内发育多组构造面相互切割，其中倾向临空构造面较陡，组成大量上大下小不同体积的向临空的楔体，在降雨或楔形体楔尖因应力集中而压坏下产生的岩体破坏现象；
该种破坏常在：地震、暴雨、雪后融冻等暂时外力作用下突然脱离母岩倒塌滚落而下，如此往复，直至楔形体全部脱离完； （2）两组构造面组合下破坏模式：高大陡峻的坡体内发育多组构造面相互切割，其中一组倾向临空构造面（或断层）较陡，将崩塌体同母岩分离后，与另一组缓倾角倾向临空的构造面组合下，岩体破坏现象。
（3）软、硬岩坡体中崩塌破坏模式：由顶部完整硬岩和下部软岩组成的高大陡峻的坡体：由于临空遭切割使底部软岩侧向卸荷而应力集中产生蠕动或揉皱，产生似楔体向下的尖端破坏，使得厚层硬岩在下部悬空而逐块沿顺倾陡倾角结构面向下的崩塌破坏。
（4）黄土、堆积土或岩堆陡峻坡体崩塌：由于坡脚遭掏空使上部悬空，在长期自重作用下由拉应力作用下产生顺倾的陡倾角结构面，在地震、地下水等不利作用下沿此结构面产生的上大下小的楔体的崩塌破坏； （5）崩塌破坏次序归纳：
（二）错落病害 ◇ 错落外貌识别 （1）重庆武水高速K41错落体侧面照
地质背景：上陡下缓，外貌上呈半个馒头状程 （1）后部为高20 m的稳定砂岩(T3xj)陡壁； （2）中部为高约120 m泥灰岩、砂岩错落体； （3）坡脚出露质地较软的页岩(T2l)，形成典型的上硬下软的坡体结构； （4）坡体前部为一深切沟，在地质历史时期，因河流下切、降水等作用产生了老错落；
（2）某铁路线典型多级错落体
某铁路线典型多级错落体 （3）断层和顺倾错落带控制的错落
典型错落体平剖示意图 ◇ 构成错落体必备条件 错落体必备条件归纳：最重要2条——①后缘下错带：横切后体完整山体，依附于顺倾陡立的断层、大构造面发育而成②下卧软垫层：下部错动带沿软垫层松软、破碎软岩中一层顺倾挤压呈碎屑、岩粉状岩带发育而成；
◇ 错落体变形历程 错落体变形历程总结：压缩变形，垂直位移为主。 ① 初动阶段（整体位移速度慢，垂直位移量＞＞水平位移量，以压密为主） ② 错动阶段（下错突然，垂直位移量远＞水平位移量，出现裂缝、岩块掉落） ③ 残余变形阶段（大多数一次完成压密作用逐渐趋于稳定，一定条件下可转化为切层岩石滑坡） （三）切层岩石滑坡部分 ◇ 切层岩石滑坡 （1）重庆武水高速K41错落体转化的切层岩石滑坡（2009年40万方）
滑体受风化界限控制，滑动面受结构面控制
（2）重庆奉云高速肖家包切层岩石滑坡（2007年50万方）
滑体受风化界限控制，滑动面受结构面控制
肖家包切层滑坡剖面 （3）重庆石忠高速磨刀溪切层岩石滑坡(2009年60万方)
（1）齐耀山背斜北西翼； （2） 岩层产状：①正常岩层产状：顺倾NE50°～60°/NW55°～60°；②滑坡区岩层：反倾向山NE70°/N19～22°； （3）滑坡区岩性：①表层：第四系残坡积层(Q4el+dl)；②滑体：侏罗系珍珠冲组（J1Z）泥岩、砂岩互层； （4）磨刀溪滑坡为人工切坡及防护措施不当引发的典型的切层岩石滑坡； 滑体受风化界限控制，主滑动面受结构面控制，后缘受顺倾岩层层面控制
第三部分：病害评价 ◇ 主要针对滑坡 1、定性与定量相结合的评价方法（针对滑坡稳定性判断检算及滑坡推力计算） 徐邦栋先生总结8法：由定性向定量过渡判断分析计算滑坡（1）定性分析：前4种从自然条件、作用因素及滑坡变化上对比滑动与稳定之间的关系以分析评价滑坡；（2）定量分析：采用各种力学方法检算滑坡在数量上的界限；针对不同滑坡性质不同，同一滑坡往往可采用其中3～5方面进行评价。
地质条件对比分析 2、定性分析：地质条件对比分析 （1）在地质调查及测绘阶段定性判断滑坡的稳定性； （2）在勘探后的滑坡工程地质纵横剖面上综合判断滑坡的稳定性； 监测滑动迹象分析 3、定性分析：监测滑动出现迹象方面分析 （1）地表位移监测（举例分析：+表示受拉，-表示受挤压）； 某滑坡主轴断面上个观测桩位移量，综合判断滑坡各个阶段受力性质（两桩之间位移差，144#～109#为正，表示受拉；109# ～7#为负数，表示受压；如果该滑坡仅一层滑动面），滑坡属推动性质（中部位移量远大于前部），具体解析如下图。
（2）深孔位移监测（举例分析）； 监测结果：① 滑坡滑动面与地质钻探确定的滑动带(错落带)基本一致（20m～30m），滑动方向为NW33°，水平位移速率最大达40～60 mm/d； ②前级2个监测孔历时21d，在约23～26 m位置处被剪断，孔口最大累积位移142 mm，之后对剪断上部测试，深孔位移曲线见图； ③开挖引发牵引式切层岩石滑坡。
武水高速K41错落体转化的切层岩石滑坡深孔监测分析 解析：1、累计位移曲线；2、水位分析；
武水高速K41错落体转化的切层岩石滑坡综合监测分析 山体平衡核算分析 4、定性分析： （1）极限平衡法计算稳定系数（Fs ） 以滑坡大动瞬间状态为准，认为此时滑坡下滑力=抗滑力即Fs=1，据此反求滑坡全断面平均抗剪指标（C、Φ值），将反求出的C、Φ值代入当前状态下进而求得的滑坡在当前的稳定系数。 ①综合C法：内摩擦角Φ对滑带土贡献很小时而采纳此法； ②综合Φ法：粘聚力C对滑带土贡献很小时而采纳此法； ③同时反求C、Φ法：其抗剪强度C、Φ值贡献均较大； （2）传递系数法计算滑坡推力,大型复杂滑坡数值模拟 ①正常工况 ②暴雨工况 ③地震工况 第四部分：病害防治 ◇ 绕避及相应对策 绕避对策及措施 对巨型、大型、大中型滑坡、无法整治之滑坡，在掌握地质情况基础上，采取绕避措施，绕避及保护对象措施主要如下： （1）彻底移线至滑坡范围以外； （2）隧道移线至滑坡后缘稳定山体及深层滑动面以下，掌握隧道移线至滑坡发展范围以外； （3）高大垮桥从滑坡前缘或后缘跨过滑坡体，桥下应有足够净空，桥基应深入稳定基岩，能抗击局部冲击或有加固措施； （4）滑坡前缘滑带以下以坚固明洞通过时，明洞顶部以上应有承受冲击的能力或强有力的支挡措施 • 彻底绕避 （1）云南省盐津高速木杆互通在此通过，调查发现马家坪滑坡，采取移线至对岸改路基和隧道；彻底摆脱马家坪大滑坡历史最大发展范围。
• 隧道绕避 （2）隧道移至滑坡后缘及深层滑动面以下距离要足够，避免开挖滑坡发展影响隧道。
• 滑坡前部桥梁绕避 （3）宝天线跨河桥绕避滑坡
◇ 支挡+排水综合方案
向家坡路堤滑坡坡脚支撑盲沟（坡脚挡墙+支撑盲沟整治5m以内浅层滑坡效果显著） 截水隧洞截排深部地下水措施、地下仰斜排水孔排水措施、竖井平孔排水措施、应急抢险措施、崩塌棚洞措施、错落体清方+坡脚支挡综合措施、抗滑桩板墙支挡措施、支挡+加固+排水综合措施、应急+锚固+排水综合措施、支挡+加固+排水综合措施。 结束语：固基修道，履方致远，交融天下，建者无疆。绘基础设施蓝图、铸工程咨询旗舰。
《岩层反倾地段地质病害识别、评价及防治》 田义斌 中交公路规划设计院有限公司 注：内容源自“第三届全国边坡安全防护与生态修复新技术高峰论坛”，本文仅供个人研学交流，版权归原作者所有 |
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