崩塌滑坡治理设计及泥石流工程措施

崩塌滑坡治理设计及泥石流工程措施喀斯特环境与地质灾害防治教育部重点实验室2009年11月刘宏主要内容1、滑坡与崩塌主要工程措施&工程设计2、泥石流主要工程措施3、三阶段设计报告编写《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006)《贵州省地质灾害防治工程设计技术要求》地质灾害主要类型及基本概念•滑坡：在重力作用下，斜坡岩土体沿着一定的软弱面（带）整体向下滑移的坡面变形现象。•崩塌：陡崖或陡峭斜坡上的岩土体在重力作用下，突然脱离母体，发生崩落、滚动的现象或者过程。•泥石流：由于降水、融雪等原因发生在山区的一种挟带大量泥砂、石块等松散固体物质的重力流。地质灾害危害程度分级《贵州省地质灾害防治工程设计技术要求》崩塌与滑坡崩塌滑坡的工程治理程序（一）勘察：查明情况并确定危险性(1)查明崩塌滑坡的险情状，包括性质、成因、变形机制、边界、规模、活动状况、稳定状况及危险程度；(2)参与计算评价的有关岩土物理力学参数及水文地质条件；(3)危害程度，包括可能遭受危害的人、物、设施的位置、规模、价值及可迁移程度；(4)影响治理工程实施的自然条件（地形、水源、天然建材等）及社会条件（交通、能源供应、劳工等）(5)经济效益、社会效益进行防治的必要性、可行性论证。（二）防治工程设计（三）施工勘察－设计－施工滑坡防治基本方法一、消除或减轻水对诱导滑坡的影响；二、改变滑坡外形、增加滑坡的抗滑力；三、改变滑带土石性质，阻滞滑坡体的滑动。（1）地表水和地下水诱发排水工程：“截、排、疏”排水沟、截水沟、肓沟、肓洞、仰孔、渗管、渗井、砂井等（2）河流侵蚀掏蚀工程措施：丁坝挑流，石笼护坡，砌石片石护坡一般为5m排水工程纵坡不小于5%支撑肩沟0.5m2‰～4‰削方减载防侵蚀冲刷工程支挡工程抗滑桩抗滑挡墙锚拉桩防治工程设计•工况与荷载组合•设计荷载与校核荷载［永久性、可变性和偶然性］工况1：滑体自重＋地面荷载＋静水压力＋动水压力－浮力；工况2：组合1＋水平地震力。稳定系数&稳定安全系数*应急抢险工程设计，可采用假设滑动面计算设计滑坡推力，假设滑动面可选用直线、折线或圆弧，按最不利力学条件，计算其相关的几何要素。滑坡稳定性安全系数应在表2的基础上增加0.05～0.10后采用；暴雨强度&洪水位水平地震系数&水平地震力天然容重&饱和容重•地下水以下取饱和容重•较长时间降雨诱发滑坡，取饱和容重•计算滑坡推力设计值时，取饱和容重计算方法传递系数法－－－条块划分滑坡推力零界面及零界高度零界高度分界面的应用有可能为主动土压面，也有可能是条块过大，有新的潜在滑面崩塌基本类型•位于陡斜坡上的块石堆积体或孤石•位于陡崖上的危石及危岩体稳定性计算坠落倾倒滑移稳定性系数&稳定性安全系数020406080100270290310330350370390120140160180200220240B1-1剖面图409410m250260280300m290310330350370390410m270250302B边界公路河滩185°305°/∠18°图例321采石陡坡采石场1花岗石厂天然陡坡B1-B1倾倒－崩落拉裂－崩落滑移－崩落崩落岩块运动崩塌防治基本方法遮挡、拦截、围护、支撑及嵌补、锚固及注浆、挂网喷射混凝土、清除和排水等泥石流防治工程泥石流防治工程的基本程序与措施地质调查—防治工程设计－施工1．开展泥石流区的专门性地质调查研究，查明泥石流沟固体物源、水源和地形等形成条件的特征和发展趋势，划分各泥石流沟的危险程度。2.对危害性大泥石流沟谷，应进行生物、工程防治。(1)收集或测绘泥石流形成区、堆积区内，比例尺为1：1000—1：5000的地形图，流通区内比例尺为1：200—1：500。测定各地段斜坡和沟谷坡度。(2)对泥石流沟进行全流域工程地质勘察，主要查明流域内松散土层(包括已有崩、滑坡分布、体积，大块石直径)斜坡的稳定状况，可能产生滑坡、崩塌的地段和规模；沟内松散土层的分布、厚度，大漂砾直径，土层下伏岩层的埋藏深度、岩性和物理力学指标；流域内井水、泉水的分布及流量，流通区、堆积区地下水位，埋藏深度和水量。(3)收集、观测流域内的降雨量和水文资料(包括沟谷水量、水位、泥砂含量和洪水发生时的树枝杂草含量等)。(4)在上述资料基础上编写泥石流灾害防治工程地质勘察报告。(5)拟定包括生物措施、工程措施在内的多种防治方案，进行技术、经济论证、对比推荐优选方案报请主管部门审批。基本措施•坡面侵蚀及沟谷侵蚀为主的泥石流地区、应以生物措施为主、辅以工程措施；•在崩塌、滑坡强烈活动的泥石流发生(形成)区，应以工程措施为主，兼用生物措施•在坡面侵蚀和重力侵蚀兼有的泥石流地区，综合治理。生物措施•恢复植被和合理耕牧#生物措施一般需要在泥石流沟的全流域实施，对宜林荒坡更需采取此种措施。但要正确地解决好农、林、牧、薪之间的矛盾，如果管理不善，很难收到预期的效果。#生物防治措施具有应用范围广，投资省、风险小，能促进生态平稳，改善自然环境条件，具有生产效益，以及防治作用持续时间长的特点。工程措施•在泥石流的形成、流通、堆积区内，相应采取蓄水、引水工程，拦挡、支护工程，排导、引渡工程，停淤工程及改土护坡工程等治理工程，以控制泥石流的发生和危害•泥石流防治的工程措施通常适用于泥石流规模大，暴发不很频繁、松散固体物质补给及水动力条件相对集中，保护对象重要，要求防治标准高、见效快、一次性解决等情况。防治工程主要措施•跨越工程－桥涵跨越是通过泥石流地区的主要工程形式•穿过工程－隧道、明洞从泥石流下方穿过，泥石流在其上方排泄•防护工程－护坡、挡墙、顺坝和丁坝，目的是用以抵御或消除泥石流对主体建筑物的冲刷、冲击、侧蚀和淤埋等危害。防治工程主要措施•排导工程－导流堤、急流槽和束流堤等，改善泥石流流势，增大桥梁等建筑物的泄洪能力，使泥石流按设计意图顺利排泄。拦挡工程控制固体物质供给：拦碴坝、储淤场、支挡控制雨水和洪水：截洪工程按照泥石流的基本性质，采用多种工程措施和生物措施相结合，上、中、下游统一规划，山、水、林、田综合整治，以制止泥石流形成或控制泥石流危害。这是大规模、长时期、多方面协调一致的统一行动。稳－主要是在泥石流形成区植树造林，在支、毛、冲沟中修建谷场，其目的在于增加地表植被、涵养水分、减缓暴雨径流对坡面的冲刷，增强坡体稳定性，抑制冲沟发展。拦－主要是在沟谷中修建挡坝，用以拦截泥石流下泄的固体物质，防止沟床继续下切，抬高局部侵蚀基准面，加快淤积速度，以稳住山坡坡脚，减缓沟床纵坡降，抑制泥石流的进一步发展。排－主要是修建排导建筑物，防止泥石流对下游居民区、道路和农田的危害。这是改造和利用堆积扇，发展农业生产的重要工程措施。全流域综合治理工程设计三阶段及报告编写可行性方案设计阶段初步设计阶段施工图设计阶段滑坡防治工程可行性研究报告编写内容及格式0概述0.1任务由来0.2主要的目的与任务0.3可行性研究编制依据及编制情况1项目的必要性与紧迫性1.1地质灾害体灾情评价1.1.1地质灾害分布位置，规模，范围（含地质灾害体的坐标：采用北京坐标系，高程应标注是何种高程）1.1.2主要危及对象（居民、建筑、设施、交通、航道、资源、土地等必须量化）1.1.3地质灾害体破坏后造成损失估算1项目的必要性与紧迫性1.2项目的必要性及紧迫性2地理地质环境2.1地理环境2.1.1地理位置、行政区划、交通状况2.1.2气象与水文2.1.3区域经济状况2地理地质环境2.2地质环境2.2.1简述区域地质环境（包括地貌、地层岩性、构造与地震、水文地质条件等）2.2.2工程地质条件（1）地形地貌（2）地层岩性及岩土工程地质特性（含物理力学性质、水理性）（3）地质构造（4）水文地质条件（含岩土层的渗透系数，地下水位及变化，地水类型及其补给、迳流、排泄条件）（5）地震（提供地震基本烈度及对应的地面加速度等）3地质灾害体基本特征及稳定性分析3.1地质灾害体基本特征3.1.1分布特征（边界、前缘、后缘、分布高程）3.1.2地质灾害体规模（长、宽、厚、面积、体积）3.1.3与水库蓄水水位的关系3.1.4主要变形特征（建筑物的变形、破坏、地面变形等）3.1.5影响地质灾害体稳定性的主要因素3地质灾害体基本特征及稳定性分析3.2地质灾害体稳定性分析及评价3.2.1滑动带及滑床岩体物理力学性质分析评价3.2.2计算剖面的确定3.2.3计算参数的选取3.2.4稳定性计算（计算方法不少于两种，复杂情况应做专门的数值分析）3.2.5敏感性分析3.2.6主要结论4地质灾害体防治工程技术方案4.1当地防治地质灾害体的概况4.2防治本灾害体与有关的工程的关系（如与塌岸、防护堤等的关系）4.3防治目标与原则4.4设计工况、参数和标准的确定（工程安全运行年限按不低于50年标准设计）4.5防治技术方案的设计（必须具有两种以上的方案且两种方案的设计应具有不同思路，并且优先采用新技术、新方法和生物整治的建议方案）4.6不同方案的分项工程设计5工程监测设计方案（含防治效果监测方案）5.1监测工作的任务和目的5.2监测设计方案主要技术依据及原则5.3监测工作现状5.4监测工作方案5.4.1监测工作布置5.4.2监测工作实施步骤建议（人员、设备、监测年限等）6项目实施大纲6.1项目管理形式6.1.1政府监督6.1.2项目法人（组建方案、资质及营业执照等及填报）6.1.3项目管理形式（项目法人制、项目招标制、建设监理制等）6.2招标方案6.2.1招标范围、招标方式、资质要求、标段划分6.2.2业主组建方案：含政府批准的组建批复文件，若有工商执照应附上；项目法人情况；项目法人资本金等及填报。7项目施工组织设计7.1施工条件（道路、供水、供电、占地、搬迁等）7.2天然建筑材料（含工程材料分布、质量及运输条件等）7.3施工交通及施工总布置图7.4施工方法及施工机械基本要求7.5施工顺序及进度计划7.6施工管理与监理8投资估算8.1编制依据及原则8.2基础资料编制8.3分部估算编制8.4预备费8.5前期工作费（含勘察费、设计费）9方案比选9.1技术方案的比选9.2施工技术比选（含施工难易程序、工期等）9.3投资估算比选9.4确定推荐方案10工程实施效果评价10.1环境影响评价10.2经济、社会、减灾效益评价11下步工作建议11.1存在的主要问题11.2建议附件（1）承担单位的资质等级证书、营业执照、主要业绩介绍（2）委托书（3）《地质灾害防治项目地质勘察报告》的专家审查意见及相关批复（4）《地质灾害防治项目工程地质勘察报告》（另册，份数视情况确定）附图及附表（1）总平面布置图（1:500～1:1000）（2）剖面图（1:500～1:1000）（3）分项工程平面布置图（1:100～1:500）（4）分项工程典型剖面图（1:100～1:200）（5）新工艺、新方法实施说明及示意图（6）基础资料统计表（含主要材料、单项工程量等）（7）投资估算的所有表格（8）提交数字化成果（光盘或软盘）（9）项目法人登记表（10）项目主要参数表（11）项目特征表（12）招标方案滑坡治理工程初步设计报告编写内容格式0前言0.1任务由来0.2项目地理位置、行政区别、坐标0.3可行性研究报告的主要结论及批复意见0.4设汁依据1概述1.1地质灾害治理的必要性与紧迫性1.2工程的任务与规模1.3工程布置及主要防治工程1.4施工组织设计1.5环保设计1.6工程管理1.7工程概算1.8经济评价2工程地质条件与地质灾害特征2.1地理环境2.1.1地理位置2.1.2气象水文2.1.3库水调度2.1.4社会经济状况及交通条件2工程地质条件与地质灾害特征2.2地质环境2.2.1地形地貌2.2.2地层岩性2.2.3地质构造2.2.4水文地质2.2.5新构造运动与地震（地震基本烈度与地面加速度）2工程地质条件与地质灾害特征2.3地质灾害基本特点2.3.1地质灾害类型、位置、分布范围、前后缘高程、面积、体积等2.3.2地质灾害空间形态（平面、剖面形态及微地貌特征）2.3.3地质灾害体的物质组成与结构（如滑体的物质组成与组构，滑带特