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第六章公路常見的地質(zhì)災(zāi)害崩塌的病害崩塌的病害湖北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院——胡新華2.14.03第一節(jié)崩塌第二節(jié)滑坡第三節(jié)泥石流第四節(jié)巖溶第五節(jié)地震第六節(jié)常見公路病害綜合治理案例本章內(nèi)容介紹及教學(xué)要求
教學(xué)要求:
1、分析各種不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因和發(fā)生條件;
2、分析各種不良地質(zhì)現(xiàn)象對公路工程建設(shè)的影響;
3、分析處理分析各種不良地質(zhì)現(xiàn)象對公路工程建設(shè)危害的措施;
4、進(jìn)行一般工程地質(zhì)問題的初步評價。在大規(guī)模的公路建設(shè)中,
經(jīng)常會遇到各種各樣的特殊地質(zhì)及不良地質(zhì)作用的地區(qū)(地段)。它們給路線的合理布局、工程設(shè)計和施工、運用管理帶來困難,或給建筑物的穩(wěn)定和正常使用造成危害,甚至是重大災(zāi)害。
本章介紹了崩塌、滑坡、泥石流、巖溶、地震等四種常見的不良地質(zhì)現(xiàn)象(作用)及常見的公路地質(zhì)病害綜合治理案例。第一節(jié)崩塌一、崩塌的定義二、形成崩塌的條件三、確定崩塌體的邊界四、崩塌的防治崩塌截斷河流形成堰塞湖沿河路基崩塌第一節(jié)崩塌一、崩塌的定義:1、概念:在陡峻的坡體上,巨大巖土體在重力作用下突然而猛烈的向下傾倒、翻滾、崩落的現(xiàn)象,稱為崩塌,包括巖崩和土崩。發(fā)生位置:山區(qū)陡峭的山坡、及高陡的路塹邊坡。2、種類:1)山崩:規(guī)模巨大的稱為山崩;2)碎落:斜坡表面由于巖石的風(fēng)化強烈,產(chǎn)生巖屑順坡滾落的現(xiàn)象;2)落石:懸崖陡坡上個別較大巖塊的崩落。1)滑移式崩塌陡俊巖質(zhì)坡體下部發(fā)育有光滑或軟弱結(jié)構(gòu)面(單一、組合、交線三種)且傾向坡外。巖塊或楔形體向下滑出,剪出點可在坡腳,也可在坡體的任何地方,往往為滑移式,一般下落不會太大,為累進(jìn)性。
2、崩塌的常見類型主要有第一節(jié)崩塌一、崩塌的定義巖質(zhì)邊坡,軟夾層結(jié)構(gòu),堅硬塊狀體。因腳下軟層等掏空而成懸臂式拉斷。破壞方式,可能為拉斷下墜,也可能稍后部拉斷,部分依托軟面而翻轉(zhuǎn)下墜,常見于河谷岸坡以及腳下開采條件。2)懸臂拉斷式崩塌第一節(jié)崩塌
2、崩塌的常見類型主要有一、崩塌的定義巖坡:垂直節(jié)理裂隙發(fā)育的巨大巖塊破壞時以坡腳某一點為轉(zhuǎn)點。成因主要有:A、水流長期沖刷坡腳。B、附加水平力—地震力、靜動水壓力、凍脹力、根劈力。C、軟化坡腳D、重力長期作用產(chǎn)生彎折。3)傾倒式崩塌第一節(jié)崩塌
2、崩塌的常見類型主要有一、崩塌的定義
土坡,為風(fēng)化破碎帶或第四系堆積層,坡段比較陡,松散層產(chǎn)生蠕動變形,形成雨季飽水等,產(chǎn)生累進(jìn)式破壞。4)滑移式崩塌第一節(jié)崩塌
2、崩塌的常見類型主要有一、崩塌的定義
巖土坡,下面層被掏空或變形破壞,上部失去支持而產(chǎn)生向下坍塌。5)座落式崩塌第一節(jié)崩塌
2、崩塌的常見類型主要有一、崩塌的定義第一節(jié)崩塌3、崩塌的成因:1)山坡坡度大于45度,可形成崩塌。
3)各種構(gòu)造面,軟弱夾層傾向臨空面且傾角較陡時,便構(gòu)成崩塌的依附面。
4)在暴雨或久雨之后,水分沿裂隙滲入巖層,降低了巖石裂隙間的粘聚力和摩擦力,增加了巖體的重量,就促進(jìn)崩塌的產(chǎn)生。
5)水流沖刷坡腳,削弱了坡體支撐能力,使山坡上部失去穩(wěn)定。6)地震會使土石松動,引起大規(guī)模的崩塌。7)工程活動造成的崩塌,如在山坡上部增加荷重,大爆破的震動等。
2)節(jié)理發(fā)育的塊狀或?qū)訝顜r石,如石灰?guī)r、花崗巖、砂巖、頁巖等;厚層硬巖覆蓋在軟弱巖層之上的陡壁均可形成崩塌。第一節(jié)崩塌一、崩塌的定義二、形成崩塌的條件(見下頁圖片)1、地形條件:斜坡高、陡是必要條件。一般高度大于30m,坡度大于45度,多數(shù)55-75度之間。斜坡的外形對崩塌也有重要影響,一般在凸形坡或凸凹不平的斜坡易發(fā)生.2、巖性條件:堅硬的巖石,具有較大的抗剪強度和抗風(fēng)化能力,形成高峻的斜坡,在外來因素下,一旦穩(wěn)定性遭到坡壞,產(chǎn)生崩塌現(xiàn)象。軟硬互層(相間)特別是下軟上硬巖層構(gòu)成的陡峻斜坡。老黃土組成的坡體。3、構(gòu)造條件:巖性不同的巖層以各種不同的構(gòu)造和產(chǎn)狀組合而成,常為各種構(gòu)造面所切割。從而消弱巖體內(nèi)部的聯(lián)結(jié),當(dāng)這種結(jié)構(gòu)面或其組合交線傾向臨空時易產(chǎn)生崩塌。4、其他自然因素:強烈風(fēng)化;凍融循環(huán);暴雨;地震;植物根系的楔入;人為不合理的工程活動等都易誘發(fā)崩塌。第一節(jié)崩塌斜坡高、陡易形成滑坡軟硬互層易形成滑坡地質(zhì)構(gòu)造形成的滑坡人為不合理的工程活動易形成滑坡
崩塌:
陡坡上的巖土體產(chǎn)生(移動、滾動、跳躍)的破壞現(xiàn)象。(土崩、巖崩)。第一節(jié)崩塌二、形成崩塌的條件地形地貌條件地形是引起崩塌的基本因素。斜坡坡度大于55°、高度超過30m的地段有利于發(fā)生崩塌。第一節(jié)崩塌二、形成崩塌的條件軟、硬巖相間發(fā)生的崩塌巖土條件巖性對崩塌有明顯的控制作用。堅硬脆性的巖石組成的高陡坡體以及硬、軟巖相間構(gòu)成的坡體較易發(fā)生崩塌。另外由老黃土組成的坡體也易產(chǎn)生崩塌。第一節(jié)崩塌二、形成崩塌的條件層理、節(jié)理組合發(fā)生的崩塌地質(zhì)構(gòu)造條件巖體中各種不連續(xù)面的存在是產(chǎn)生崩塌的基本條件。當(dāng)各種不連續(xù)面的產(chǎn)狀和組合有利于崩塌時,就成為發(fā)生崩塌的決定性因素。第一節(jié)崩塌二、形成崩塌的條件水的條件水是誘發(fā)崩塌的必要條件。氣候條件高寒地區(qū)冰劈作用廣泛發(fā)育,干旱、半干旱氣候區(qū)日溫差及年溫差較大,這些地區(qū)物理風(fēng)化強烈,巖石易破碎成碎塊,崩落極為盛行。第一節(jié)崩塌二、形成崩塌的條件其它條件主要是人為因素和振動影響。如果在工程設(shè)計和施工中處理不當(dāng),會促使崩塌的發(fā)生;地震、列車、爆破施工引起的振動,也是誘發(fā)崩塌的因素。第一節(jié)崩塌二、形成崩塌的條件爆破施工引起崩塌地震引起的崩塌第一節(jié)崩塌三、確定崩塌體的邊界
崩塌體的邊界特征對崩塌體的規(guī)模大小起著重要的作用。崩塌體邊界的確定主要依據(jù)坡體的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。首先,應(yīng)查明坡體中所發(fā)育的節(jié)理、裂隙面、巖層面、斷層等構(gòu)造面的延伸方向、傾向和傾角大小及規(guī)模、發(fā)育密度等,即構(gòu)造面的發(fā)育特征。通常,平行斜坡延伸方向的陡傾構(gòu)造面,易構(gòu)成崩塌體的后部邊界;垂直坡體延伸方向的陡傾構(gòu)造面或臨空面常形成崩塌體的兩側(cè)邊界;崩塌體的底界常由傾向坡外的構(gòu)造成或軟弱帶組織,也可由巖、土體自身折斷形成。
第一節(jié)崩塌三、確定崩塌體的邊界
其次,調(diào)查各種構(gòu)造面的相互關(guān)系、相合形式、交切特點、貫通情況及它們能否將或已將坡體切割,并與母體(山體)分離。最后,綜合分析調(diào)查結(jié)果,那些相互交切、組合可能或已經(jīng)將坡體切割與其母體分離的構(gòu)造面就是崩塌體的邊界面。其中,靠外側(cè)、貫通(水平及垂直方向上)性較好的構(gòu)造面所圍的崩塌體的危險性最大。
第一節(jié)崩塌三、確定崩塌體的邊界例如,如1980年6月3日發(fā)生在湖北省遠(yuǎn)安縣鹽池河磷礦區(qū)的大型巖石崩塌體的邊界面就是由后部垂直裂縫,底部白云巖層理面及其他兩個方向的臨空面組成的。黃土高原地區(qū)常見的黃土崩塌體的邊界面多由90°交角的不同方向的垂直節(jié)理面、臨空面及底面黃土與其他相異巖性的分界面組成。此外,明顯地受斷層面控制的崩塌體也是非常多見的。湖北遠(yuǎn)安鹽池河磷礦山體崩塌后部有巨大的垂直裂縫湖北遠(yuǎn)安鹽池河磷礦山體崩塌—工程地質(zhì)剖面圖2023/2/624興義木咱崩塌各種類型
崩塌一瞥興義雄武崩塌遵義縣城崩塌納雍宗嶺崩塌礦山崩塌開陽礦山崩塌
遵義縣城醬油廠崩塌開陽礦山崩塌開陽崩塌第一節(jié)崩塌四、崩塌的防治公路選線時,對于發(fā)生大、中型崩塌的地段,優(yōu)先采用繞避方案;當(dāng)繞避有困難時,應(yīng)離開崩塌一段位置,盡量減少防治工程、或采用其他方案(明洞、隧道)通過。
附:鐵路系統(tǒng)將崩塌分為大型(3000方以上)、中型(500-3000方)、小型(500方以下)三類。公路工程設(shè)計與施工中,避免使用不合理的高、陡邊坡,避免大切大挖,維持山體平衡。并選用合理的施工方法。1、防治原則(1)排除地表水:滑坡的發(fā)生和發(fā)展,與地表水的危害有密切關(guān)系。所以,設(shè)置排水系統(tǒng)來排除地表水,對治理各類滑坡都是適用的,對治理某些淺層滑坡,效果尤其顯著。為了防止水流的下滲,在滑坡體上也應(yīng)充分利用自然溝谷,布置成樹枝狀排水系統(tǒng),使水流得以匯集旁引。如地表條件許可,在滑坡邊緣還可修筑明溝,直接向滑坡兩側(cè)穩(wěn)定地段排水。如果滑坡體內(nèi)有濕地和泉水露頭,則需修筑滲溝與明溝相配合的引水工程;在地表水下滲為滑坡主要原因的地段,還可修筑不同的隔滲工程。當(dāng)?shù)乇沓霈F(xiàn)裂縫或滑坡體松散易于地表水下滲時,都要及時進(jìn)行平整夯實,以防地表水滲入。另外,在滑坡地區(qū)進(jìn)行綠化,尤其是種植闊葉樹木,也是配合地表排水、促使滑坡穩(wěn)定的一項有效措施。
第一節(jié)崩塌四、崩塌的防治2、防治措施1)排水(2)排除地下水:地下水通常是誘發(fā)滑坡的主要因素,排除有害的地下水、尤其是滑帶水,成為治理滑坡的一項有效措施。滑坡地下排水系統(tǒng)包括截水盲溝、支撐盲溝、盲洞、仰斜鉆孔、滲管、滲井、垂直鉆孔以及砂井與平孔相結(jié)合、滲井與盲洞相結(jié)合等工程設(shè)施。第一節(jié)崩塌四、崩塌的防治2、防治措施1)排水調(diào)整水流
在小型崩塌和落石地段,如可能崩塌的數(shù)量不大或落石的數(shù)量不多,且基巖破壞程度不嚴(yán)重時,可采用全部清除的辦法。第一節(jié)崩塌四、崩塌的防治2、防治措施2)刷坡清除機械刷路基下邊坡刷坡清除危巖邊坡或自然坡面比較平整、巖石表面風(fēng)化易形成小塊巖石呈零星墜落時,宜進(jìn)行灌漿、勾縫等坡面防護(hù)。易引起崩塌的高邊坡,宜采用邊坡加固工程,必要地段修建擋墻、邊坡錨桿、多級護(hù)墻和護(hù)面。如下圖所示。第一節(jié)崩塌四、崩塌的防治2、防治措施3)坡面加固錨桿三維網(wǎng)支護(hù)錨桿框格梁種草防護(hù)巖體嚴(yán)重破壞可采用落石網(wǎng)、落石平臺、、攔石堤等措施。第一節(jié)崩塌四、崩塌的防治2、防治措施4)攔截防御落石網(wǎng)防崩塌落石攔石網(wǎng)攔石格柵落石槽與攔石墻落石平臺對邊坡上的懸空危巖可采用混凝土作支垛、護(hù)壁、支柱支墩等防治措施。如下圖所示。第一節(jié)崩塌四、崩塌的防治2、防治措施5)支頂工程支頂危巖支頂對于大型崩塌,可采用棚洞或明洞等防護(hù)程。如圖所示。第一節(jié)崩塌四、崩塌的防治2、防治措施6)遮擋工程防崩塌明洞
若各種方法均不能解決問題時,只能采取繞避方案:或?qū)⒕€路內(nèi)移作隧;或?qū)⒕€路改移到河對岸。棚洞①②③幾種綜合防護(hù)措施①掛網(wǎng)噴砼+墊墩錨桿防護(hù)②主動網(wǎng)+墊墩錨桿防護(hù)③拱形骨架護(hù)坡1)工程地質(zhì)條件:某公路路塹邊坡上部為沖洪積卵礫石,礫石為次棱角狀,中等密實,無膠結(jié),沉積特征明顯,級配較差,礫石層中夾有砂層;下部為坡積和沖積混雜的塊碎石土,成分比例為塊石25%、碎石55%、細(xì)粒20%,密實狀態(tài),無膠結(jié)。3、防治案例工程實例——邊坡碎落坍塌病害的綜合處治
2)方案簡介:根據(jù)病害特征和環(huán)境條件,擬定攔渣墻及落石槽、重力式擋土墻后回填及直接削坡綠化等3個處治方案進(jìn)行比較。第一節(jié)崩塌四、崩塌的防治攔渣墻及落石槽方案需對落石槽的碎落物進(jìn)行經(jīng)常性清理,有一定的養(yǎng)護(hù)工作;病害坡面裸露,路容景觀較差,但與其它方案相比,較好地保護(hù)坡頂森林植被,工程造價也最省,因此作為推薦方案。重力式擋土墻后回填方案采用高大的擋土墻結(jié)構(gòu),與路容景觀難以協(xié)調(diào)。直接削坡綠化防護(hù)方案全坡面采用植草綠化,路容景觀較協(xié)調(diào),但削除坡頂較大寬度,對坡頂植被造成較大破壞。方案比選
K68+320~K68+580段邊坡病害處治方案比較表工程項目單位攔渣墻及落石槽方案重力式擋土墻后回填方案直接削坡綠化防護(hù)方案比較里程長度公里0.2600.2600.260占用林地平方米160160688路基挖土方立方米215218004192填土方立方米32075001040防護(hù)砌塊圬工砼立方米/4770/漿砌片石圬工立方米340//掛網(wǎng)植草綠化平方米/10565690直接種草綠化平方米1302224/建安費/征地費萬元15/126/155/6推薦方案推薦1、什么是崩塌?它形成的基本條件有哪些?如何防治?2、上網(wǎng)查閱崩塌相關(guān)資料,撰寫一篇崩塌整治方面的論文。作業(yè)ok第二節(jié)滑坡一、滑坡的概念及對公路工程的危害二、滑坡的形態(tài)特征
三、滑坡的形成條件及影響因素四、滑坡的分類
五、滑坡的野外識別六、滑坡的防治措施七、滑坡監(jiān)測預(yù)報(補充)第二節(jié)滑坡1、滑坡:斜坡上大量的巖土體,在一定的自然條件(地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖性和水文地質(zhì)條件等)及其重力的作用下,使部分巖土體失去穩(wěn)定性,沿斜坡內(nèi)部一個或幾個滑動面(帶)整體地向下滑動且水平位移大于垂直位移的現(xiàn)象,稱為滑坡?;乱话闶蔷徛?、長期而間歇性進(jìn)行的,延續(xù)時間可以是幾年、幾十年甚至百年以上。有的滑坡開始時滑動緩慢,但后來滑動速度可以突然變大,急劇下滑,這種滑坡又叫做“崩塌性滑坡”。一、滑坡的概念及對公路工程的危害滑坡形成示意圖我國滑坡的區(qū)域發(fā)育特點1.極密集區(qū):川滇南北帶:該地區(qū)滑坡類型多、規(guī)模大、頻繁發(fā)生、分布廣泛、危害嚴(yán)重。2.密集區(qū):(1)黃土高原地區(qū),面積達(dá)60余萬平方公里,連續(xù)覆蓋五?。▍^(qū))。以黃土滑坡廣泛分布為其顯著特征。
(2)秦嶺-大巴山地區(qū)也是我國主要滑坡分布地區(qū)之一。堆積層滑坡大量出現(xiàn)。變質(zhì)巖、頁巖地區(qū)容易產(chǎn)生巖石順層滑坡。
(3)東南、中南等省山地和丘陵地區(qū),滑坡也較多,規(guī)模較小,以堆積層滑坡、風(fēng)化帶破碎巖石滑坡及巖質(zhì)滑坡為主。滑坡的形成與人類工程經(jīng)濟(jì)活動密切相關(guān)。3.中等發(fā)育區(qū):在西藏、青海、黑龍江省北部的凍土地區(qū),分布有與凍融有關(guān),規(guī)模較小的凍融堆積層滑坡。第二節(jié)滑坡2、滑坡對公路工程的危害:(是山區(qū)公路主要的病害之一)山坡或路基邊坡滑坡,常使交通中斷,影響公路的正常運營;大規(guī)模的滑坡甚至堵塞河道、摧毀公路、破壞廠礦、掩埋村莊;對山區(qū)建設(shè)和交通設(shè)施危害很大??傊?,滑坡往往會干擾各項工程建設(shè),耽誤工期,耗費大量的人力、物力,因此對滑坡應(yīng)給予足夠的重視和加強相應(yīng)的研究。一、滑坡的概念及對公路工程的危害掩埋道路第二節(jié)滑坡3、滑坡與崩塌的區(qū)別:
1)滑坡沿固定的面或帶運動,而崩塌一般不會;
2)滑坡有較長的變形期,而崩塌具突發(fā)性;
3)滑坡以剪切破壞為主,而崩塌以張裂破壞為主
4)滑坡以水平位移為主,而崩塌以垂直運動為主
5)滑坡體具結(jié)構(gòu)性,而崩塌體破碎零亂不具有結(jié)構(gòu)
6)滑坡體一般很少完全脫離母體,而崩塌物一般都完全脫離母體;一、滑坡的概念及對公路工程的危害第二節(jié)滑坡滑坡在平面上的邊界和形態(tài)特征與滑坡的規(guī)模、類型及所處的發(fā)育階段有關(guān)。一個發(fā)育完全的滑坡,一般包括如下要素(如圖下圖所示):二、滑坡的形態(tài)特征第二節(jié)滑坡
1、滑坡體:指滑坡發(fā)生后與母體脫離開的滑動部分。二、滑坡的形態(tài)特征滑坡體第二節(jié)滑坡
2、滑動面:滑坡體沿其下滑的面。此面是滑動體與下面不動的滑床之間的分界面。形態(tài)可分為圓弧狀、平面狀和階梯狀等。
二、滑坡的形態(tài)特征第二節(jié)滑坡
3、滑動帶:滑動時形成的碾壓破碎帶。
二、滑坡的形態(tài)特征4、滑坡床:滑體以下固定不動的巖土體,它基本上未變形,保持了原有的巖體結(jié)構(gòu)。5、滑坡壁:滑體后部和母體脫離開的分界面,暴露在外面的部分,平面上多呈圈椅狀?;潞蟊诘诙?jié)滑坡二、滑坡的形態(tài)特征6、滑坡臺階:由于各段滑體運動速度的差異而在滑體上部形成的滑坡錯臺;7、滑坡舌:又稱滑坡前緣或滑坡頭,在滑坡前部,形如舌狀伸入溝谷或河流,甚至越過河對岸的部分。8、滑坡鼓丘:滑坡體前緣因受阻力,被擠壓鼓起而成小丘稱為滑坡鼓丘?;屡_階第二節(jié)滑坡二、滑坡的形態(tài)特征9、滑坡周界:指滑坡體與其周圍不動體在平面上的分界線,它決定了滑坡的范圍。10、滑坡裂隙:指滑坡體在滑動過程中形成的裂縫。它分為四類:1)分布在滑坡體上部的拉張裂隙;2)分布在滑體中部兩側(cè)的剪切裂隙;3)分布在滑坡體中下部的扇狀裂隙;4)分布在滑坡體下部的鼓張裂隙?;禄卤诨轮芙鐦?gòu)造條件和地形地貌條件地質(zhì)構(gòu)造條件:巖層層面、節(jié)理面、斷層面等地形地貌條件:具備臨空面和滑動面,多在丘陵、山坡和河谷地貌發(fā)生。滑動面地震的影響公路滑坡公路滑坡三、滑坡的形成條件及影響因素第二節(jié)滑坡四、滑坡的分類第二節(jié)滑坡四、滑坡的分類第二節(jié)滑坡1)黃土滑坡:發(fā)生在不同時期的黃土層中的滑坡,產(chǎn)生常與裂隙及黃土對水的不穩(wěn)定性有關(guān),多見于河谷兩岸高階地的前緣斜坡上,常成群出現(xiàn),且大多為中、深層滑坡。
1、按滑坡體物質(zhì)組成分類:分為黃土滑坡、粘土滑坡、堆積層滑坡、巖層滑坡。位于甘肅東鄉(xiāng)灑勒山,1983年3月7日發(fā)生,僅數(shù)十秒就使3個村莊蕩然無存,死237人,傷22人,壓死牲畜無數(shù)?;峦馏w近4億立方米,使一個水庫被填,三千畝農(nóng)田被毀。特點:速度快、規(guī)模大、災(zāi)害重。黃土滑坡實例四、滑坡的分類第二節(jié)滑坡1、按滑坡體物質(zhì)組成分類滑坡體為次生紅黏土2)粘土滑坡:發(fā)生在均質(zhì)或非均質(zhì)粘土層中的滑坡,多發(fā)生在久雨或受水作用之后,多屬中、淺層滑坡。四、滑坡的分類第二節(jié)滑坡1、按滑坡體物質(zhì)組成分類堆積層滑坡實例(新灘滑坡)
:1985年6月12日凌晨發(fā)生于湖北秭歸長江邊,滑體約2千萬立方米,為一巨型堆積層滑坡,對岸涌浪高達(dá)54m。預(yù)報及時,無一人傷亡。3)堆積層滑坡:是公路工程中經(jīng)常碰到的一種滑坡類型,多出現(xiàn)在河谷緩坡地帶或山麓的坡積、殘積、洪積及其它重力堆積層中。四、滑坡的分類第二節(jié)滑坡1、按滑坡體物質(zhì)組成分類4)巖層滑坡:發(fā)生在各種基巖巖層中的滑坡,屬巖層滑坡,它多沿巖層層面或其它構(gòu)造軟弱面滑動。順層滑坡示意圖切層滑坡示意圖四、滑坡的分類第二節(jié)滑坡2、按滑坡的力學(xué)條件分類主要按決定于始滑位置(滑坡源)所引起的力學(xué)特征進(jìn)行分類。這種分類,對滑坡的防治有很大意義。一般根據(jù)始滑部位不同而分為牽引式滑坡(滑體下部先失去平衡發(fā)生滑動,逐漸向上發(fā)展,使上部滑體受到牽引而跟隨滑動)、推移式滑坡(滑體上部局部破壞,上部先滑動,擠壓下部滑體而引起的滑坡)兩類。
牽引式滑坡土層推移式滑坡四、滑坡的分類第二節(jié)滑坡4、按規(guī)模大小分為:1)小型滑坡:滑坡體小于3萬立方米2)中型滑坡:3-50萬立方米3)大型滑坡:50-300萬立方米4)巨型滑坡:大于300萬立方米3、按滑坡厚度可分為:1)淺層滑坡(滑體厚度h≤6m);2)中層滑坡(6m<h≤20m);3)深層滑坡(20m<h≤50m);4)超深層滑坡(h>50m);6、按引發(fā)因素可分為:1)工程滑坡(由在滑坡或潛在滑坡體上及邊緣附近進(jìn)行的工程活動引發(fā))
2)非工程滑坡(由自然因素和其它人為因素引發(fā))5、按發(fā)生年代可分為:1)新滑坡(近50年內(nèi))2)老滑坡(大于50年的全新世)3)古滑坡(晚更新世及其以前)五、滑坡的野外識別第二節(jié)滑坡1、地貌特征雙溝同源圈椅型地貌凹岸反向突出五、滑坡的野外識別第二節(jié)滑坡2、地物特征馬刀樹五、滑坡的野外識別第二節(jié)滑坡醉漢林3、邊坡變形跡象滑體上產(chǎn)生小型褶曲和斷裂,滑體結(jié)構(gòu)松散、破碎。五、滑坡的野外識別第二節(jié)滑坡4、水文地質(zhì)現(xiàn)象山坡腳泉水較多,地表潮濕。在滑體兩側(cè)坡面洼地和上部常有喜水植物茂盛生長。五、滑坡的野外識別第二節(jié)滑坡5、穩(wěn)定滑坡與不穩(wěn)
定滑坡的形態(tài)特征相對穩(wěn)定的滑坡地貌特征不穩(wěn)定的滑坡地貌特征
1.滑坡后壁較高,長滿了樹木,找不到擦痕和裂縫
2.滑坡臺階寬大且已夷平,土體密實,無陷落不均現(xiàn)象3.滑坡前緣的斜坡較緩,土體密實,長滿草木,無松散坍塌現(xiàn)象4.滑坡兩側(cè)的自然溝谷切割很深,谷底基巖出露5.滑坡體較干燥,地表一般沒有泉水或濕地,滑坡舌泉水清澈
6.滑坡前緣舌部有河水沖刷的痕跡,舌部的細(xì)碎土石已被河水沖走,殘留有一些較大的孤石。
1.滑坡后壁高、陡,未長草木,常能找到擦痕和裂縫
2.滑坡臺階尚保存臺坎,土體松散,地表有裂縫,且沉陷不均
3.滑坡前緣的斜度較陡,土體松散,未生草木,并不斷產(chǎn)生小量的坍塌
4.滑坡的兩側(cè)多是新生的溝谷,切割較淺,溝底多為松散堆積物
5.滑坡體濕度很大,地面泉水和濕地較多、舌部泉水流量不穩(wěn)定
6.滑坡前緣正處在河水沖刷的條件下。五、滑坡的野外識別第二節(jié)滑坡六、滑坡的防治應(yīng)堅持“及早發(fā)現(xiàn),預(yù)防為主;查明情況,綜合治理;力求根治,不留后患”的原則。1)在路線走向范圍內(nèi)通過詳細(xì)調(diào)查、收集資料及勘察手段判定存在滑坡時,對性質(zhì)復(fù)雜以及正在發(fā)展中的大型滑坡應(yīng)使路線繞避。如繞避困難,應(yīng)根據(jù)滑坡規(guī)模大小,設(shè)計人工構(gòu)造物繞越方案。2)對于性質(zhì)簡單處于穩(wěn)定狀態(tài)的中、小型滑坡,一般可以進(jìn)行整治,但應(yīng)注意路線的平、縱面設(shè)計,避免大填大挖,并力求整治簡單、工程量小、施工方便、經(jīng)濟(jì)合理。3)一般情況下路線通過滑坡的上緣或下緣比通過中部好。通過滑坡下緣的路基宜為填土形式,以增加抗滑力,通過上緣的路基宜為挖方形式以減輕滑體重力。對于窄長而陡峭的滑坡也可采用橋梁通過。4)整治滑坡首先是做好排水工程,然后才是針對滑坡滑動的主要因素,結(jié)合公路的重要程度、施工條件及其它要求,采取防治結(jié)合、以防為主的綜合治理措施。1、滑坡的防治原則第二節(jié)滑坡2
.滑坡的防治措施1)排水(1)地表排水:整平夯實、填縫、灌漿勾縫等;為了防治滑坡下部水流的沖刷,設(shè)置護(hù)坡、護(hù)堤、石籠防護(hù);設(shè)置截水溝、樹枝狀排水溝系統(tǒng)。(2)地下排水:滲溝、盲溝、排水平孔、隧道。(3)沖刷防護(hù)2)減重和反壓:(滑坡體上方)刷方減重、填土反壓。3)修建支擋工程(1)滑坡體下方:抗滑片石垛、擋墻、抗滑樁等。(2)坡體錨固:錨索、錨桿等。4)改善滑動面上的土石性質(zhì)(1)培燒、電滲排水(粘土)。(2)壓漿及化學(xué)加固---加入水玻璃(硅酸鈉)六、滑坡的防治第二節(jié)滑坡措施排水盲峒滲溝截水盲溝仰斜孔1)排水:消除或減少地面水和地下水作用的措施2
.滑坡的防治措施六、滑坡的防治第二節(jié)滑坡護(hù)坡護(hù)堤護(hù)岸恢復(fù)斜坡平衡條件的措施措施抗滑擋墻滑坡后部刷方減重抗滑樁填土反壓支撐盲溝抗滑片石垛2)減重和反壓:3)修建支擋工程2
.滑坡的防治措施六、滑坡的防治第二節(jié)滑坡措施焙燒法爆破法化學(xué)灌漿法4)改善滑動面上的土石性質(zhì)措施2
.滑坡的防治措施六、滑坡的防治第二節(jié)滑坡滑坡地表排水系統(tǒng)示意圖截水溝斷面構(gòu)造圖1)排水對滑坡體地表水要截流旁引,不使它流入滑坡內(nèi)。2
.滑坡的防治措施六、滑坡的防治第二節(jié)滑坡公路(1)排除地表水支撐盲溝截水盲溝(2)排除地下水:其中水平排水設(shè)施有盲溝、盲洞、水平鉆孔。垂直排水設(shè)施有井、鉆孔等。1)排水2
.滑坡的防治措施六、滑坡的防治第二節(jié)滑坡平孔排水孔鉆進(jìn)(福廈高速路宏路滑坡)坡腳平孔排水(福廈高速路宏路滑坡)(3)沖刷防護(hù):防治河水、庫水對滑坡體坡腳的沖刷,可采用護(hù)坡、護(hù)岸、護(hù)堤、拋石、石籠、導(dǎo)流構(gòu)造物等工程防護(hù)。1)排水2
.滑坡的防治措施六、滑坡的防治第二節(jié)滑坡石籠護(hù)坡砌石護(hù)岸丁壩滑坡上部減重(1)減重:即削方減載,條件適宜時盡可能采用削方減載。削坡減載的條件:①滑坡屬于推移式滑坡②滑坡體中后部地表無道路、市政管網(wǎng)、居民聚集區(qū)等;③滑坡體附近有足夠的棄渣堆積場。2)減重和反壓2
.滑坡的防治措施六、滑坡的防治第二節(jié)滑坡箭豐滑坡減重后全貌(福建205國道)減載和反壓
致滑段
阻滑段
削坡減重
坡面線
滑動面
(2)坡腳回填反壓:運用巖土體反壓滑坡中前部,增大滑坡抗滑力。 載滑坡中前部無房屋、道路及市政管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施。地勢平坦,巖土填料易于獲取等條件下,優(yōu)先選用用坡腳回填反壓治理滑坡。條件適宜時回填反壓應(yīng)與滑坡削坡減載方案同時使用。治理工程設(shè)計時.應(yīng)確?;靥罘磯和馏w的自重穩(wěn)定。
致滑段
阻滑段
堆重物
坡面線
滑動面
坡腳回填反壓示意圖2)減重和反壓2
.滑坡的防治措施六、滑坡的防治第二節(jié)滑坡抗滑樁3)修建支擋工程:支擋工程的作用主要是增加抗滑力,直到不再滑坡。擋土墻錨固滑體2
.滑坡的防治措施六、滑坡的防治第二節(jié)滑坡83(2)抗滑擋墻重力式抗滑擋土墻多級抗滑擋土墻各種抗滑擋土墻示意圖3)修建支擋工程
抗滑擋墻示意圖(2)抗滑樁:是穿過滑坡體將其固定在滑床的樁柱。使用抗滑樁,土方量小,施工需有配套機械設(shè)備,工期短,是的一種抗滑措施。常張高速抗滑樁+擋土墻防護(hù)抗滑樁3)修建支擋工程
抗滑樁平面布置示意圖
抗滑樁斷面布置示意圖1.全埋式樁;2.懸臂樁;3.錨索樁87應(yīng)用實例3)修建支擋工程
抗滑樁的分類施工方式打入樁鉆孔樁挖孔樁材料木樁鋼樁鋼筋混凝土樁截面形態(tài)
圓形樁管形樁矩形樁剛度剛性樁彈性樁結(jié)構(gòu)形式排式單樁承臺式樁排架樁……3)修建支擋工程抗滑樁的優(yōu)點抗滑能力強,圬工數(shù)量小,在滑坡推力大、滑動帶深的情況下,能夠克服抗滑擋土墻難以克服的困難。(當(dāng)單排樁所承受的滑坡推力超過200噸,樁長超過35m時需作可行性論證)。樁位靈活,可以設(shè)在滑坡體中最有利于抗滑的部位,可以單獨使用,也可與其他構(gòu)筑物配合使用??梢匝貥堕L根據(jù)彎矩大小合理地布置鋼筋(優(yōu)于管形狀、打入樁)。(4)施工方便,設(shè)備簡單。采用混凝土或少筋混凝土護(hù)壁,安全、可靠。(5)間隔開挖樁孔,不易惡化滑坡狀態(tài),有利于搶修工程。(6)通過開挖樁孔,可直接揭露校核地質(zhì)情況,修正原設(shè)計方案。(7)施工影響范圍小,對外界干擾小。3)修建支擋工程抗滑樁排(蘭青公路享堂滑坡)(3)錨(桿)索擋墻①錨桿擋墻
可以利用錨桿與地層間的錨固力來維持結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定。墻后的土壓力作用于擋土板上,通過肋柱傳給錨桿。由錨桿與周圍地層之間的錨固力使之平衡。錨桿擋土墻一般適用于巖質(zhì)路塹地段,但其他具有錨固條件的路塹墻也可使用,還可應(yīng)用于陡坡路堤。3)修建支擋工程預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁工程(二郎山龍膽溪滑坡)抗滑樁施工錨索抗滑樁鋼筋(川藏公路二郎山滑坡)②錨索擋墻:通過對預(yù)應(yīng)力筋施加張拉力以加固巖土體使其達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的支護(hù)結(jié)構(gòu)。(3)錨(桿)索擋墻3)修建支擋工程
錨桿框架
錨索框架錨索抗滑樁和錨索地梁
坡腳錨索抗滑樁,以上錨索地梁工程實例…7路下錨索抗滑樁,路上錨索框架預(yù)應(yīng)力錨索框架治理滑坡(太原—古交公路K13+800)高邊坡錨索地梁加固(京珠高速公路粵北段)預(yù)應(yīng)力錨索(南昆鐵路八渡車站滑坡)編制錨索錨索綁扎情況地梁鋼筋地梁澆注砼拉力分散型錨索拉力分散型錨索返回4)改善滑動帶土石性質(zhì)2
.滑坡的防治措施六、滑坡的防治第二節(jié)滑坡土質(zhì)改良的目的在于提高巖土體的抗滑能力,主要用于土體性質(zhì)的改善。一般有電化學(xué)加固法、硅化法水泥膠結(jié)法、凍結(jié)法、焙燒法、石灰灌漿法及電滲排水法等。坡面防護(hù)4)改善滑動帶土石性質(zhì)2
.滑坡的防治措施六、滑坡的防治第二節(jié)滑坡土質(zhì)改良的目的在于提高巖土體的抗滑能力,主要用于土體性質(zhì)的改善。一般有、硅化法水泥膠結(jié)法、凍結(jié)法、、石灰灌漿法及電滲排等。焙燒法加固滑坡示意圖黃蠟石滑坡防治工程(巴東)3、滑坡防治案例六、滑坡的防治第二節(jié)滑坡
1)滑坡概況內(nèi)宜高速K40+300~K40+398段滑坡分布于公路右車道邊坡上,滑坡相對高差15.32~16.04m,長98m,寬22~23m,面積0.21×104m?;潞蟊诟?~9m,坡角50°~60°?;绿幍貙又饕獮橘_系上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組(J3p)和第四系(Q4)。第四系主要為填土層,厚0~1.5m;侏羅系地層巖性近地表主要為薄層泥巖,風(fēng)化強烈,破碎。路壁下部為三級平臺,一般8~10m,長約110m。三級平臺中部為農(nóng)灌渠,渠底為粉砂巖,發(fā)育有三組裂隙,透水性強。農(nóng)灌渠未作防滲處理,渠水和雨水透過土層與渠底石縫滲入邊坡巖體裂隙和邊坡護(hù)層內(nèi)壁填土,降低了巖土抗剪強度,誘發(fā)了邊破變形。2007年9月8日發(fā)生護(hù)面滑塌,堵塞路邊排水溝,牽引拉裂了內(nèi)宜高速K40+300~K40+398段坡面三級平臺?;乱坏┦Х€(wěn)整體下滑,不僅會威脅高速公路邊的農(nóng)灌渠、渠邊攔護(hù)網(wǎng)等構(gòu)筑物,而且會威脅高速路右車道的行車安全及三級平臺上鹵水管道的正常運行。3、滑坡防治案例六、滑坡的防治第二節(jié)滑坡該區(qū)降水充沛,是地下水主要補給來源之一。地下水為孔隙水和裂隙水,該地巖石透水性較強,據(jù)注水實驗資料,其滲透系數(shù)k=4.5×10-4m/s。2)滑坡治理方案:根據(jù)滑坡的成因、類型、規(guī)模和發(fā)展趨勢,提出滑坡治理方案有:①右車道邊坡坡腳布置重力式擋土墻;②在一級平臺下邊溝至三級平臺邊布置錨索和鋼筋混凝土格構(gòu)梁;③格構(gòu)梁4(長)×3(寬)m格子中鋪砌空心磚并植草;④對三級平臺和農(nóng)灌渠布置防滲帷幕。滑坡治理施工應(yīng)在滑坡范圍內(nèi)進(jìn)行,必須保證高速公路暢通,保證當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的正常通行?;轮卫砗螅鼙WC當(dāng)?shù)卮迕竦纳a(chǎn)安全,在公路設(shè)計使用年限內(nèi),滑坡不再發(fā)生滑移、蠕動變形等情況。經(jīng)分析論證,確定該滑坡采用如下綜合治理措施。3、滑坡防治案例六、滑坡的防治第二節(jié)滑坡①防水、排水:滲入滑坡體的雨水和滑坡體內(nèi)的地下水會加重滑坡體的重力,惡化滑動面的力學(xué)性質(zhì),因此防止雨水滲入和排泄滑坡體內(nèi)地下水對治理滑坡具有重要意義。具體措施為:a.所有直觀看到已滑下來的滑坡體,采用挖掘機清理,當(dāng)格構(gòu)梁澆注后,格構(gòu)梁需要補充土石方時,再用挖掘機回填,回填的土石方要進(jìn)行夯實;b.在治理滑坡前,對滑坡體后緣農(nóng)灌渠進(jìn)行改造;c.坡腳布置重力式擋墻,同時布置梅花形泄水孔,排出積存在滑坡體內(nèi)的部分地下水,改善滑動面的物理力學(xué)狀態(tài)。3、滑坡防治案例六、滑坡的防治第二節(jié)滑坡②支擋、加固:滑坡體暫時穩(wěn)定只表明滑坡體處于極限平衡狀態(tài),雨季時大量雨水滲入,會打破舊的平衡而引起坡體新的滑動,僅靠坡體自身穩(wěn)定是不能保證滑坡長期穩(wěn)定的,因此必須對滑坡進(jìn)行加固。具體措施是:設(shè)3排預(yù)應(yīng)力錨索+格構(gòu)鎖梁+鋪砌空心磚及植草+農(nóng)灌渠防滲處理,如課本圖6-47所示。③治理效果:內(nèi)宜高速K40+300~K40+398段滑坡治理工程結(jié)束后,業(yè)主進(jìn)行滑坡變形巡視檢測,檢驗治理效果和工程質(zhì)量。結(jié)果顯示,采用重力式擋墻、錨索、格構(gòu)梁澆注及植草、農(nóng)灌渠防滲等工程形式,不僅投資少,而且工期短,治理效果佳。目的:利用這些監(jiān)測資料分析滑坡的活動特征,為整治設(shè)計提供資料;在整治過程中,監(jiān)視滑坡的發(fā)展變化情況,預(yù)測發(fā)展動向,必要時作出險情預(yù)報,以防事故發(fā)生。整治工程完成后,通過一定時期的延續(xù)觀測,了解滑坡是否逐漸穩(wěn)定及趨勢,并檢驗以完成工程的整治效果。
滑坡監(jiān)測的內(nèi)容地面及建筑物位移觀測地表及建筑物裂縫觀測地面傾斜變化監(jiān)測滑體深部位移監(jiān)測地下水動態(tài)監(jiān)測及滑坡推力監(jiān)測1、滑坡監(jiān)測七、滑坡監(jiān)測預(yù)報第二節(jié)滑坡滑坡預(yù)報是指滑坡急劇滑動出現(xiàn)時間的預(yù)報?;骂A(yù)報長期預(yù)報臨滑預(yù)報根據(jù)誘發(fā)滑坡產(chǎn)生的各種因素的影響,來估計山坡穩(wěn)定性隨時間變化的細(xì)節(jié)滑坡發(fā)生具體時間的確切預(yù)報2、滑坡預(yù)報七、滑坡監(jiān)測預(yù)報第二節(jié)滑坡1、簡述防治原則和整治措施。2、滑坡的發(fā)生必須具備哪些條件?其中最重要的是什么?試分析其原因。3、在野外路線測設(shè)中,怎樣識別滑坡的存在?4、工程上對滑坡的防治措施常用“繞、排、擋、減、固”請說明這五字的含義。作業(yè)第二節(jié)滑坡第三節(jié)泥石流
一、泥石流的概念、危害及其分布二、泥石流形成條件三、泥石流的類型四、泥石流地區(qū)道路位置選擇(補充)五、泥石流的防治
第三節(jié)泥石流
1、概念:含有大量泥砂、石塊等固體物質(zhì),突然爆發(fā)的,具有很大破壞力的特殊洪流稱之為泥石流。2、危害:泥石流堆積于平緩開闊的山前地帶,形成洪積扇等。泥石流的規(guī)模有大有小,從數(shù)萬方至數(shù)百萬方,由于它具有暴發(fā)突然,流速快且呈直線運動,挾帶能力強,比一般洪水具有更大的能量等特點,破壞性極大,常沖毀交通線路和耕地,大的泥石流甚至毀壞城鎮(zhèn)和房屋或堵塞河道給人民生命財產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來嚴(yán)重危害。其注意危害方式如下:一、泥石流的概念、危害及其分布第三節(jié)泥石流
1)淤埋危害:淤埋是泥石流堆積區(qū)一種常見災(zāi)害形式,可使區(qū)內(nèi)所有設(shè)施被淤埋。2)沖毀危害:泥石流的流速很高,一般達(dá)每秒10余米,并挾帶大量巨型塊石,流動過程中產(chǎn)生巨大沖刷、撞擊能力。3)堵河阻水危害:當(dāng)泥石流規(guī)模大,并堆積于較大江河時,常形成“堆石壩”發(fā)生堵河阻水事件。輕者,使河床淤積抬高,形成險灘;阻塞嚴(yán)重者,形成水庫,庫區(qū)房屋、耕地淹沒,并在岸邊誘發(fā)滑坡、崩塌災(zāi)害,當(dāng)“堆石壩”潰決時,常使下游遭受洪水或泥石流災(zāi)害,并形成新的險灘。3)彎道爬高、超高危害:泥石流速度快、慣性力大,前進(jìn)遇障礙阻擋時,可沖擊爬高、翻越障礙而過;彎道流動,凹岸泥石流面的超高顯著,常使障礙物背面和凹岸坡成為潛在危險地帶,常造成生命、財產(chǎn)損失。一、泥石流的概念、危害及其分布2、危害2、危害沖毀道路和橋梁掩埋房屋擊毀行車泥石流對公路的危害(補充)①泥石流使溝道變遷改道,沖毀路基。②淤埋公路。③橋涵孔徑部分或全部被堵塞④沖毀橋涵。⑤泥石流固體物撞擊損壞橋涵。⑥堵塞河流,改變水流方向,造成河流下游橋梁水毀;抬高水
總的來講,泥石流主要災(zāi)害特征是成災(zāi)快、災(zāi)情重、危害面廣。
位,造成上游橋梁和沿河公路被淹沒。第三節(jié)泥石流
例:2004年7月5日,云南省德宏州的盈江縣發(fā)生特大洪澇泥石流災(zāi)害,造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。事隔僅半個月,暴雨導(dǎo)致的洪水再次無情地肆虐該地區(qū),造成了當(dāng)?shù)亟▏詠碜顬閲?yán)重的洪澇和泥石流災(zāi)害:江堤決口,農(nóng)田被淹,房屋被毀,交通、通訊和供電中斷,受災(zāi)群眾五萬四千多人……,見圖。
一、泥石流的概念、危害及其分布云南盈江特大泥石流云南盈江特大泥石流汶川泥石流
第三節(jié)泥石流
3、分布:我國是世界上泥石流最發(fā)育的國家之一,主要集中分布在西南、西北、華北山區(qū),在華東、中南及東北部分山區(qū)也有零星分布。如四川西部、云南西部和北部、西藏東部和南部、甘肅東南部等。一、泥石流的概念、危害及其分布第三節(jié)泥石流
二、泥石流形成條件泥石流的形成必須具備陡峻的便于集水集物的地形地貌、豐富的松散固體物質(zhì)、短時間內(nèi)大量的水源三個基本條件。另外,某些人為因素對泥石流的形成也有不可忽視的影響。1、地形地貌條件在陡峻的山岳地區(qū),地表崎嶇,高差懸殊,切割強烈,是泥石流分布區(qū)的地形特征。地形高差的大小決定了勢能的大小,高差越大,勢能越大,形成泥石流的動力條件越充足。1)上游形成區(qū)的地形多為三面環(huán)山,一面出口的瓢狀或漏斗狀,地形比較開闊、周圍山高坡陡、山體破碎、植被生長不良,這樣的地形有利于水和碎屑物質(zhì)的集中;云南東川泥石流
形成區(qū)第三節(jié)泥石流
二、泥石流形成條件1、地形地貌條件
流通區(qū)
堆積區(qū)第三節(jié)泥石流
二、泥石流形成條件1、地形地貌條件2)中游流通區(qū)的地形多為狹窄陡深的峽谷,谷床縱坡降大,使泥石流能迅猛直瀉;3)下游堆積區(qū)的地形為開闊平坦的山前平原或河谷階地,使堆積物有堆積場所。第三節(jié)泥石流
二、泥石流形成條件2、松散物質(zhì)條件(地質(zhì)條件)
泥石流分布多為新構(gòu)造運動活動顯著、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,斷裂、褶皺發(fā)育,裂隙密行,滑坡、崩塌等不良地質(zhì)作用強烈;山體巖石結(jié)構(gòu)疏松、軟弱、易風(fēng)化,地表巖石風(fēng)化破碎.有形成泥石流所需的大量顆粒狀松散固體物質(zhì)來源。第三節(jié)泥石流
二、泥石流形成條件3、水文氣象條件
泥石流形成必須有強烈的地表徑流,地表徑流是暴發(fā)泥石流的動力條件。泥石流的地表徑流來源于暴雨、高山冰雪強烈融化或水本潰決等。因此,在時間上多發(fā)生在降雨集中的雨季或高山冰雪消融季節(jié),主要是在每年的夏季。人類工程活動的不當(dāng)可促進(jìn)泥石流的發(fā)生、發(fā)展、復(fù)活或加重其危害程度。山區(qū)濫伐森林,不合理開墾土地,破壞植物和生態(tài)平衡,造成水土流失,并產(chǎn)生大面積山體崩塌和滑坡;開礦采石,筑路中任意堆放棄渣等都直接或間接地為泥石流提供了固體物質(zhì)來源和地表流水迅速匯聚的條件。(如下頁案例)4、人為因素第三節(jié)泥石流
二、泥石流形成條件如:云南東川大白泥溝,在距今一百多年前曾是山青水綠的小溪,溝口有個名叫“溜落”的村莊,它依山傍水,是富庶的魚米之鄉(xiāng)。后來,由于伐薪燒炭煉銅,山林被毀,泥石流隨之襲來,這里的田園村舍盡被摧毀,竟淪為一片荒蕪之地。由于大白泥溝的泥石流活躍,大量的堆積物迫使小江向右岸側(cè)蝕,嚴(yán)重威脅附近鐵路、公路路基的穩(wěn)定和安全。1)泥石流:這是由漿體和石塊共同組成的特殊流體,固體成分從粒徑小于0.005毫米的粘土粉砂到幾米至10~20米的大漂礫。泥石流1、按泥石流的物質(zhì)組成分類:分為泥石流、泥流、水石流三、泥石流的類型第三節(jié)泥石流
2)泥流:是指發(fā)育在我國黃土高原地區(qū),以細(xì)粒泥石流為主要固體成分的泥質(zhì)流。泥流中粘粒含量大于石質(zhì)山區(qū)的泥石流。泥流含少量碎石、巖屑,粘度大,呈稠泥狀,結(jié)構(gòu)比泥石流更為明顯。泥流三、泥石流的類型第三節(jié)泥石流
1、按泥石流的物質(zhì)組成分類3)水石泥:是指發(fā)育在大理巖、白云巖、石灰?guī)r、礫巖或部分花崗巖山區(qū),由水和粗砂、礫石、大漂礫組成的特殊流體,粘粒含量小于泥石流和泥流。水石流的性質(zhì)和形成,類似山洪。水石流水石流三、泥石流的類型第三節(jié)泥石流
1、按泥石流的物質(zhì)組成分類2、按泥石流的黏稠性分類:分為黏性泥石流、稀性泥石流1)黏性泥石流:這類泥石流含有大量的細(xì)粒粘土物質(zhì),固體物質(zhì)占含量的40~60%,最高可達(dá)80%,水和泥沙、石塊凝聚成粘稠的整體,粘性很大,密度大(大于1.6噸/m3),浮托力強。當(dāng)它在流通中經(jīng)過灣道或遇障礙物時,有明顯的爬高和截彎取直作用。粘型泥石流在堆積區(qū)不發(fā)生顯著的散流,而呈長舌狀,堆積物表面坎坷,停積時無分選性。粘性泥石流三、泥石流的類型第三節(jié)泥石流
2)稀性泥石流:這類泥石流固體物質(zhì)含量較少,一般為10~40%,而且細(xì)粒物質(zhì)少,不能形成粘稠的整體,在運動過程中,水泥漿速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于石塊的運動速度,石塊以流動或跳動方式下泄,具有極強的沖刷力和下切能力。在堆積區(qū)呈扇狀散開,將原來的對積山切割成條條深溝,堆積后水泥漿逐漸散開,堆積物表面較平坦,結(jié)構(gòu)松散,有一定的分選性。稀性泥石流2、按泥石流的黏稠性分類:三、泥石流的類型第三節(jié)泥石流
3、按發(fā)育泥石流的地貌分類:分為坡面泥石流、河谷型泥石流、標(biāo)準(zhǔn)型泥石流。1)標(biāo)準(zhǔn)型泥石流:其流域呈扇形,能明顯劃分出形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)。三、泥石流的類型第三節(jié)泥石流
2)河谷型泥石流:其流域呈狹長條形,固體物質(zhì)來源于溝谷中分散的坍滑體,對流通區(qū)和堆積區(qū)不能明顯分開。3、按發(fā)育泥石流的地貌分類:三、泥石流的類型第三節(jié)泥石流
3)山坡型泥石流:其流域呈斗狀,無明顯流通區(qū),形成區(qū)與堆積區(qū)直接相連。3、按發(fā)育泥石流的地貌分類:三、泥石流的類型第三節(jié)泥石流
三、泥石流的分類4、按泥石流的水源和物源條件分類(補充)潰決泥石流冰川泥石流降雨泥石流潰決泥石流:堤壩和堰塞湖潰決形成的洪水所導(dǎo)致的泥石流。棄渣泥石流降雨泥石流:主要是在降雨尤其是暴雨條件下,地表松散物質(zhì)(如土壤、碎石等)在地表徑流的侵蝕、搬運作用下,匯成集中急速洪流。
冰川泥石流:發(fā)育在現(xiàn)代冰川和積雪邊緣地帶,由冰雪融水或冰湖潰決洪水沖蝕形成的含有大量泥砂石塊的特殊洪流。常發(fā)生在增溫與融水集中的夏、秋季節(jié),晴、陰、雨天均可產(chǎn)生。棄渣泥石流礦渣泥石流(云南湯丹)礦山棄渣(四川鹽井溝)棄渣型泥石流:這是一種特殊的成因類型。根據(jù)共生作用的方式,它們包括了滑坡型泥石流、山崩型泥石流、湖岸潰決型泥石流、地震型泥石流和火山型泥石流等亞類。由于人類不合理經(jīng)濟(jì)——工程活動而形成的泥石流,稱為“人類泥石流”,也是一種特殊的共生型泥石流?;滦湍嗍鬏^常見,是一種特殊的能量轉(zhuǎn)換體運動類型。它是在很短時間內(nèi),由滑坡體的位能快速轉(zhuǎn)化為動能的一次性滑動—流動—堆積。滑坡型泥石流的活動是由塊體在整個連續(xù)運動過程中發(fā)展的兩個階段(先滑坡,后泥石流)組成。滑坡演化為泥石流山區(qū)道路選線一般都是利用山坡坡腳至河岸間的坡地或階地,沿河前進(jìn),穿越泥石流地區(qū)是難以避免的現(xiàn)象。如何合理地選擇交通線路的位置就成了一個十分重要的問題,如果選線不當(dāng),輕則可能造成很多泥石流病害工點,重則整段線路無法正常使用。這此付出的代價是無法估量的。從根本上講,掌握泥石流的獨有特征和其發(fā)生發(fā)展規(guī)律,選擇好線路的位置是防治泥石流的最有效措施。四、泥石流地區(qū)道路位置選擇第三節(jié)泥石流
一般來說,鐵路、公路通過泥石流區(qū),應(yīng)遵循以下原則:1、繞避處于發(fā)育旺盛期的特大型、大型泥石流或泥石流群,以及淤積嚴(yán)重的泥石流溝;四、泥石流地區(qū)道路位置選擇第三節(jié)泥石流
2、遠(yuǎn)離泥石流堵河嚴(yán)重地段的河岸;3、線路高程應(yīng)考慮泥石流發(fā)展趨勢;4、峽谷河段以高橋大跨通過;5、寬谷河段,線路位置及高程應(yīng)根據(jù)主河床與泥石流溝淤積率、主河擺動趨勢確定;6、線路跨越泥石流溝時,應(yīng)避開河床縱坡由陡變緩和平面上急彎部位;不宜壓縮溝床斷面,改溝并橋或溝中設(shè)墩;橋下應(yīng)留足凈空;7、嚴(yán)禁在泥石流扇上挖溝設(shè)橋或作路塹。五、泥石流的防治1.防治原則:1)路線跨越泥石流溝時,首先從流通區(qū)或溝床比較穩(wěn)定、沖淤變化不大的堆積扇頂部用橋跨越。河谷開闊,泥石流溝距大河較遠(yuǎn),可采用走堆積扇前緣。2)泥石流分布集中、規(guī)模較大、頻繁,危害嚴(yán)重的地段,進(jìn)行方案比選,走對岸或繞避。3)泥石流流量不大,在堆積扇中以橋隧或過水路面通過。4)散流發(fā)育并有相當(dāng)固定的溝槽的寬大堆積扇時,宜按天然溝床分散設(shè)橋。5)活動階段的泥石流堆積扇,不宜設(shè)路塹。第三節(jié)泥石流
道路通過泥石流地區(qū)的具體位置,通常有五種方案可供比選:一般應(yīng)在流通區(qū)或溝口選擇溝床穩(wěn)定、溝形順直、溝道縱坡比較一致、沖淤變化較小的地段盡可能以一孔或大孔徑的橋梁通過。公路通過泥石流區(qū)的方案2、泥石流的防治措施五、泥石流的防治第三節(jié)泥石流
2、泥石流的防治措施1)水土保持工程:一般在形成區(qū)封山育林、植樹造林、平整山坡、修筑梯田;修筑排水系統(tǒng)及支擋工程等措施。
五、泥石流的防治第三節(jié)泥石流
道路工程中常采用水土保護(hù)工程、攔擋工程、排導(dǎo)工程、跨越工程、防護(hù)工程等。2、泥石流的防治措施2)攔擋工程:在泥石流流通區(qū)一般修筑攔擋工程。攔擋工程的作用是攔蓄泥石流固體物質(zhì),穩(wěn)定溝岸崩塌及滑坡,減小泥石流沖刷和沖擊力,抑制泥石流發(fā)育和暴發(fā)規(guī)模。攔擋工程通常建于泥石流形成區(qū)或形成——流通區(qū)溝谷內(nèi)。一般采用格柵壩和攔擋壩。(1)格柵壩:格柵壩是用于稀性泥石流和水石流防治的一種工程結(jié)構(gòu)。它能攔蓄泥石流中粗大顆粒,排走泥沙、細(xì)礫和流體中的自由水,使進(jìn)入壩庫的泥石流很快被疏干,達(dá)到水土分離。格柵壩最適合于攔蓄含巨石、大漂礫的水石流、稀性泥石流和挾帶大量推移質(zhì)的高含沙洪水,也可布置在粘性泥石流與洪水相間出現(xiàn)的溝道;而不適用于攔蓄崩滑體和間發(fā)性粘性泥石流。(如下圖所示)五、泥石流的防治第三節(jié)泥石流
格柵壩2、泥石流的防治措施2)攔擋工程(2)攔擋壩攔砂壩是泥石流防治中的一種骨干工程,修建在泥石流形成區(qū)中下游或流通區(qū)內(nèi)的永久性工程。功能:攔蓄泥砂,調(diào)節(jié)下泄泥石流的流速、流量和規(guī)模,降低其危害作用,抬高局部溝床,控制溝道侵蝕基準(zhǔn),形成大范圍回淤,穩(wěn)定溝岸及崩滑體。攔砂壩以圬工重力式結(jié)構(gòu)采用得較為普遍。五、泥石流的防治第三節(jié)泥石流
由預(yù)制或整體澆筑的素混凝土,磚石砌筑構(gòu)成的結(jié)構(gòu)物,這兩種結(jié)構(gòu)通常統(tǒng)稱為圬工結(jié)構(gòu)。特點:抗壓強度大,而抗拉,抗剪性能較差。適用范圍:圬工結(jié)構(gòu)在工程中常用作以承壓為主的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,如拱橋的拱圈、涵洞、橋梁的重力式墩臺、擴(kuò)大基礎(chǔ)及重力式擋土墻等。2、泥石流的防治措施3)排導(dǎo)工程:主要用于下游的洪積扇上,目的是防止泥石流漫流改道。減小沖刷和淤積的破壞以保護(hù)附近的居民點、工礦點和交通線路。排導(dǎo)工程主要包括排導(dǎo)溝、渡槽、急流槽、導(dǎo)流堤、排洪道等。五、泥石流的防治第三節(jié)泥石流
3)排導(dǎo)工程適用于有排沙地形條件的路段。出口應(yīng)與主河道銜接,出口標(biāo)高應(yīng)高出主河道20年一遇的洪水水位。排導(dǎo)溝縱坡宜與地面坡一致。排導(dǎo)溝的橫斷面應(yīng)根據(jù)流量計算確定,排導(dǎo)溝應(yīng)進(jìn)行防護(hù)。(1)排導(dǎo)溝2、泥石流的防治措施五、泥石流的防治第三節(jié)泥石流
北川貓耳石響水溝泥石流排導(dǎo)溝3)排導(dǎo)工程適用于排泄流量小于30m3/s的泥石流,渡槽應(yīng)與原溝順直平滑銜接,縱坡不小于原溝縱坡,出口應(yīng)滿足排泄泥石流的需要。(2)渡槽
2、泥石流的防治措施五、泥石流的防治第三節(jié)泥石流
排泥石流渡槽它克服了一些作橋梁凈空不足,作隧道又埋深不夠之類的不易解決的泥石流病害工點的老、大、難問題。3)排導(dǎo)工程導(dǎo)流堤以防止泥石流直接沖擊路堤或壅塞橋涵。在泥石流可能受阻的地方或彎道處,要考慮上沖起高度和彎道高度。(3)導(dǎo)流堤
2、泥石流的防治措施五、泥石流的防治第三節(jié)泥石流
四川德陽市綿竹市清平大橋左岸泥石流導(dǎo)流堤2、泥石流的防治措施五、泥石流的防治第三節(jié)泥石流
4)跨越工程:修建橋梁、涵洞等工程,跨越泥石流溝,使泥石流在其下方排泄。穿越泥石流的護(hù)路明洞、護(hù)路廊道、隧道、渡槽等防護(hù)工程,讓泥石流從線路上方排泄。
5)防護(hù)工程:指對泥石流地區(qū)的橋梁、隧道、路基及重要工程設(shè)施修筑護(hù)坡、擋墻、順壩和丁壩等防護(hù)工程,從而抵御泥石流的沖刷、沖擊、側(cè)蝕和淤埋等危害。案例分析鎮(zhèn)寧至水城公路第七標(biāo)段泥石流的處治方案1)公路路線地質(zhì)特征A.鎮(zhèn)寧至水城公路是貴州省“3388”骨架公路網(wǎng)中“五聯(lián)”重要路段。起于國家級風(fēng)景區(qū)黃果樹瀑布,迄于六盤水市雙水開發(fā)區(qū)。全長117.9公里。B.路線第七標(biāo)段所經(jīng)地區(qū)地表橫坡陡峻,植被稀疏,水土流失嚴(yán)重,生態(tài)環(huán)境脆弱。
C.每當(dāng)雨季來臨,泥、沙、石塊與水體組合在一起并沿山坡上的沖溝溝床沖瀉而下,形成泥石流。3、泥石流的防治案例—①五、泥石流的防治第三節(jié)泥石流
2)泥石流的處治方案
主要采用設(shè)置有效的攔擋工程
A.攔碴滯流:在泥石流溝口內(nèi)筑壩攔截固體物質(zhì),放緩溝床縱坡,降低泥石流運動速度,從而減少下泄峰量和固體物質(zhì)總量,并控制下游淤積。B.護(hù)床固坡:通過修建攔擋壩控制或提高溝谷侵蝕基準(zhǔn)面,可防止溝床下切,從而促進(jìn)溝床和兩岸山坡的穩(wěn)定,減少泥石流固體物質(zhì)的來源。減少泥石流對下游道路的沖刷、撞擊和淤埋等危害
五、泥石流的防治第三節(jié)泥石流
3、泥石流的防治案例—①攔砂壩立面圖攔砂壩橫斷面圖攔砂壩鋪砌圖3、泥石流的防治案例—②2008年5月12日14時28分,四川省汶川縣發(fā)生里氏8.0級強烈地震。極震區(qū)泥石流的同步、高頻、群發(fā)性成為地震對泥石流活動性最大的影響特征。地震后有關(guān)專家以文家溝泥石流為研究對象,對其發(fā)育背景、形成條件、泥石流分區(qū)及活動性特征、動力學(xué)特征等方面做了較詳細(xì)地研究,并基于該溝谷泥石流的形成機理提出了文家溝泥石流防治措施。主要認(rèn)識和結(jié)論如下:1)文家溝在“5.12”汶川地震前并不是一條泥石流溝,地震中引發(fā)的文家溝巨型高速遠(yuǎn)程-碎屑流滑坡為該流域泥石流的發(fā)育提供了豐富的固體物源。五、泥石流的防治第三節(jié)泥石流
綿竹市清平鄉(xiāng)文家溝震后泥石流防治工程措施綿竹市清平鄉(xiāng)文家溝泥石流3、泥石流的防治案例—②2)通過對震前震后主溝及各支溝的形態(tài)、物源量等的變化分析,論證地震后該溝谷泥石流形成的地形地貌、物源條件。3)“5.12”汶川地震后,文家溝多次暴發(fā)泥石流,而每次泥石流災(zāi)害的發(fā)生均與該地區(qū)高強度降雨關(guān)系密切。研究表明震后泥石流形成的臨界雨量明顯降低了。文家溝泥石流處于發(fā)展期,活動性頻繁,屬于高頻泥石流,未來直至溝內(nèi)及岸坡兩側(cè)坡體上的堆積物穩(wěn)定,泥石流的活動才能趨于穩(wěn)定。五、泥石流的防治第三節(jié)泥石流
綿竹市清平鄉(xiāng)文家溝震后泥石流防治工程措施3、泥石流的防治案例—②4)借鑒劉希林—唐川的泥石流堆積模型,對文家溝“9.24”“8.13”、“8.19”和“9.18”四次泥石流的堆積范圍進(jìn)行評價,但評價結(jié)果與實際堆積情況相差較大;因此,引用增加地震影響系數(shù)K對模型進(jìn)行修正建立的修正模型對不同頻率的文家溝泥石流的危險范圍進(jìn)行預(yù)測,該模型為地震災(zāi)區(qū)泥石流危險性范圍的預(yù)測提供依據(jù)。5)結(jié)合文家溝泥石流形成條件、溝谷活動特征和動力學(xué)特征,分析了文家溝泥石流防治工程的總體思路即“水砂分離、固護(hù)攔停、監(jiān)測維護(hù)”,以及防治方案“治水為主,同時采取治土和攔擋、排導(dǎo)等相結(jié)合的綜合治理”的可行性。五、泥石流的防治第三節(jié)泥石流
綿竹市清平鄉(xiāng)文家溝震后泥石流防治工程措施3、泥石流的防治案例—②6)在2011年降雨汛期前,治理工程主體項目完成。通過收集從5月1日至8月31日的降雨量資料表明,有10次降雨量在50mm以上的降雨過程,單次最大降雨量180mm,小時最大雨強為54.5mm/h,自動雨量計監(jiān)測到的總降雨量為1223.5mm。這些降雨作用下,該溝未有規(guī)模較大的泥石流發(fā)生。結(jié)合防治工程實施前后的暴發(fā)規(guī)模、激發(fā)雨量的綜合對比表明,設(shè)計的上、中、下游工程措施基本發(fā)揮了應(yīng)有的工程效應(yīng)。
五、泥石流的防治第三節(jié)泥石流
綿竹市清平鄉(xiāng)文家溝震后泥石流防治工程措施防治工程措施見下圖綿竹市清平鄉(xiāng)文家溝泥石流上游引水工程綿竹市清平鄉(xiāng)文家溝泥石流中下游的綜合治理工程①加強山區(qū)基層的災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警能力,特別是進(jìn)一步加強群測群防的能力建設(shè)。②進(jìn)行全國性的災(zāi)害詳查,確定危險范圍與危險度。對危險區(qū)域及時采取治理與防護(hù)措施。將不便治理的危險區(qū)域中的人,遷往安全地帶。③在工程治理中,注重采用生態(tài)工程措施,特別是將生態(tài)工程措施與土木工程措施有機地結(jié)合在一起,實現(xiàn)災(zāi)害的生態(tài)化治理。④重視工程建設(shè)對環(huán)境的影響,在工程建設(shè)當(dāng)中采取環(huán)境友好的設(shè)計與施工措施,盡量減少對環(huán)境的影響及其次生災(zāi)害。⑤加強山區(qū)減災(zāi)知識的宣傳與普及,建議將災(zāi)害知識編入山區(qū)中小學(xué)的課本,或在中小學(xué)開展減災(zāi)教育講座。泥石流防治建議2023/2/6175盤縣河谷型泥石流
各種類型
泥石流一瞥礦渣泥石流棄渣泥石流坡面泥石流毀壞房屋溝谷泥石流河谷水性泥石流大方縣小屯山坡型泥石流大塊徑泥石流堆積物
第四節(jié)巖溶本節(jié)內(nèi)容:一、概念二、巖溶形成的基本條件及影響因素三、巖溶地貌類型四、巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)問題五、巖溶的防治第四節(jié)巖溶一、概念1、概念:巖溶,又稱喀斯特地貌(karst),是指可溶性巖石,在漫長的地質(zhì)年代里受地表水和地下水以化學(xué)溶蝕為主,機械侵蝕和巖漿為輔的地質(zhì)營力的綜合作用和由此產(chǎn)生的各種現(xiàn)象的統(tǒng)稱。地表水、地下水對可溶巖進(jìn)行溶解和沖刷,結(jié)果在巖石內(nèi)造成了空洞,使巖石結(jié)構(gòu)發(fā)生變化和破壞,形成了一系列獨特的地貌景觀,造成了特殊的地下水類型,降低了原有巖石的強度,導(dǎo)致了較復(fù)雜的地質(zhì)問題。第四節(jié)巖溶一、概念
2、巖溶在我國分布:分布廣泛,有的巖溶發(fā)育在巖鹽類巖石(如:巖鹽、鉀鹽)中;有的發(fā)育在硫酸鹽類巖石(如石膏、硬石膏)中;但以碳酸鹽類巖石中發(fā)育的巖溶現(xiàn)象最為普遍,如石灰?guī)r、白云巖等在我國西南各省幾乎到處可見,巖溶地質(zhì)現(xiàn)象奇麗壯觀、引人入勝,尤其是廣西桂林之巖溶現(xiàn)象更為著名,素有“桂林山水甲天下,陽朔山水甲桂林”之稱,是世界游覽圣地之一。
我國巖溶主要分布在西南、中南地區(qū),其中桂、黔、滇、川東、鄂西、粵北連成一片,面積達(dá)56萬km2。另外,在華北、華東、東北地區(qū)也有分布。
湖北省巖溶主要發(fā)育在該省的西部、東南部以及中部少部分地區(qū),巖溶地區(qū)面積為468042km2,約占該省總面積的1/4。第四節(jié)巖溶二、巖溶形成的基本條件及影響因素1、巖溶形成的基本條件可溶性的巖石巖石具有裂隙性具有溶蝕能力的水存在巖溶水的運動與循環(huán)垂直循環(huán)帶季節(jié)循環(huán)帶水平循環(huán)帶深部循環(huán)帶第四節(jié)巖溶二、巖溶形成的基本條件及影響因素1、巖溶形成的影響因素第四節(jié)巖溶三、巖溶地貌類型巖溶地貌可分為地表和地下兩種基本類型。常見的地表喀斯特地貌有:溶溝、石芽、石林、落水洞、漏斗、溶蝕洼地、喀斯特盆地、干谷、盲谷、峰叢、峰林和孤峰等不同形態(tài);地下喀斯特地貌有溶洞、地下河、地下湖等;與地表和地下聯(lián)系密切的喀斯特地貌有豎井、天生橋等。如右圖所示地表喀斯特地下喀斯特蝕空形態(tài)第四節(jié)巖溶三、巖溶地貌類型1、溶溝和石芽
溶溝是指地表水沿巖石表面和裂隙流動過程中不斷對巖石溶蝕和侵蝕,從而形成的石質(zhì)溝槽;石芽指突出于溶溝之間的石脊,其實它是溶溝形成過程中的殘余物。云南地區(qū)的石林就是發(fā)育比較好的形態(tài)高大的石芽群,它的形成條件是厚層、質(zhì)純、產(chǎn)狀平緩、垂直節(jié)理稀疏和濕熱的氣候環(huán)境。溶溝和石芽石芽巖溶的形態(tài)特征——石林第四節(jié)巖溶三、巖溶地貌類型2、溶蝕漏斗
巖溶漏斗又稱斗淋,石灰?guī)r地區(qū)呈碗碟狀或漏斗狀的凹地。平面形態(tài)呈圓或橢圓狀,直徑數(shù)米至數(shù)十米。深度數(shù)米至十余米。漏斗壁因塌陷呈陡坎狀,在堆積有碎屑石塊及殘余紅土的漏斗底部,常發(fā)育有垂直裂隙或溶蝕的孔道,孔道與暗河相通,當(dāng)孔道堵塞時,漏斗內(nèi)就積水成湖。巖溶漏斗是地表水流沿垂直裂隙向下滲漏時使裂隙不斷擴(kuò)大,先在地面較淺處形成隱伏的孔洞,隨孔洞的擴(kuò)大上部土體逐步崩落,開始在地面出現(xiàn)環(huán)形的裂開面,最后陷落成漏斗。巖溶漏斗常成串分布,其下往往與暗河有一定的聯(lián)系,因此是判明暗河走向的重要標(biāo)志。
溶蝕漏斗漏斗如果地面上有成連續(xù)分布的成串漏斗,這往往是地下暗河存在的標(biāo)志。第四節(jié)巖溶三、巖溶地貌類型3、溶蝕洼地溶蝕洼地是比漏斗規(guī)模較大的、四周為低山丘陵和峰叢所包圍的封閉性小型盆地。它的形狀和溶蝕漏斗相似,但:(1)規(guī)模比溶蝕漏斗大得多,直徑超過100m;(2)溶蝕洼地底部較平坦;(3)其邊坡形態(tài)在坡度上通常與鄰近山地直接連接,沒有明確邊界。貴州金城江源鄂西洼地溶蝕洼地是由漏斗進(jìn)一步溶蝕擴(kuò)大、合并而形成,故它的形態(tài)、排列方式與漏斗均有關(guān)。它的底部常發(fā)育落水洞和漏斗,還有一些小溪。從洼地四壁流出的泉水,經(jīng)小溪最后流進(jìn)落水洞中。第四節(jié)巖溶三、巖溶地貌類型4、落水洞
落水洞是巖溶區(qū)地表水流向地下河或地下溶洞的通道,它是由垂直方向流水對裂隙不斷進(jìn)行溶蝕并伴隨塌陷而成。落水洞大小不等,形狀也各不相同。按其垂直斷面形態(tài)特征,可分為裂隙狀落水洞、豎井狀落水洞和漏斗狀落水洞等;按其分布方向有垂直的、傾斜的和彎曲的。第四節(jié)巖溶三、巖溶地貌類型5、干谷和盲谷
1)干谷:指巖溶地區(qū)干涸的河道。地表水因滲漏或因地殼抬升而通過落水洞轉(zhuǎn)入地下,則地表原來的河谷變成干谷;底部較平坦,常覆蓋有松散堆積物,沿干河床有漏斗、落水洞成群地作串球狀分布,往往成為尋找地下河的重要標(biāo)志。
湖北利川騰龍洞附近干谷和溶洞第四節(jié)巖溶三、巖溶地貌類型5、干谷和盲谷
2)盲谷:區(qū)的地表河下游消失于落水洞或溶洞中形成的無出口的河谷。又稱斷尾河。常發(fā)育于地下水水力坡降變陡處,是地下河襲奪地表河所致,因此,在地表水沒入落水洞的上方為一陡壁。由喀斯特陡壁下流出的喀斯特泉或地下河,在地表出露形成的河流,稱為斷頭河
江西婺源靈巖洞附近的盲谷第四節(jié)巖溶三、巖溶地貌類型6、溶洞溶洞的形成是石灰?guī)r地區(qū)地下水長期溶蝕的結(jié)果;在洞內(nèi)有,在漫長地質(zhì)歷史中和特定地質(zhì)條件下形成的石鐘乳、石筍、石柱等不同形態(tài)碳酸鈣沉淀物。
張家界黃龍洞石鐘乳石筍第四節(jié)巖溶三、巖溶地貌類型7、暗河:也叫“伏流”,指地面以下的河流,是地下巖溶地貌的一種,是由地下水匯集,或地表水沿地下巖石裂隙滲入地下,經(jīng)過巖石溶蝕、坍塌以及水的搬運而形成的地下河道。8、地下湖:又稱暗湖。在天然洞穴中,具有開擴(kuò)自由水面的比較平靜的地下水體。它往往和地下河相連通,或在地下河的基礎(chǔ)上局部擴(kuò)大而成,起著儲存和調(diào)節(jié)地下水的作用,如云南六郎洞、廣西都安拉通洞等。暗河第四節(jié)巖溶三、巖溶地貌類型9、天生橋、峰叢、峰林、孤峰1)天生橋:是可溶性巖下部受流水溶蝕而形成的拱橋狀地貌。2)峰叢和峰林:峰叢是可溶性巖受到強烈溶蝕而形成的山峰集合體。峰林是由峰叢進(jìn)一步演化而形成的。當(dāng)然,在新構(gòu)造作用下,峰林會隨著地殼的上升轉(zhuǎn)化為峰叢。山峰表現(xiàn)為錐狀、塔狀、圓柱狀等尖銳峰體,表面發(fā)育石芽、溶溝,山峰之間又常常有溶洞、豎井。峰叢地貌可以說是喀斯特地貌的博物館。3)孤峰:是巖溶區(qū)孤立的石灰?guī)r山峰,它需要地殼長期穩(wěn)定而無太大的地質(zhì)運動。奇特美麗的桂林山水會把大自然對它的寵愛告訴你。峰叢、峰林、孤峰圖片見下三頁天生橋巖溶的形態(tài)特征——峰叢、孤峰峰叢孤峰(殘峰)是巖溶區(qū)的孤立石灰?guī)r山峰,常分布在巖溶平原或巖溶盆地中,相對高度由數(shù)十米至百余米。孤峰是在地殼相對長期穩(wěn)定條件下,峰林不斷溶蝕降低的產(chǎn)物。巖溶的形態(tài)特征——峰林桂林山水第四節(jié)巖溶四、巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)問題
1、被溶蝕的巖石強度大為降低2.降低地基承載力3.造成基巖面不均勻起伏
4.造成施工困難溶洞頂板坍塌引起的路基下沉和破裂;巖溶地面坍塌對路基穩(wěn)定性的破壞;反復(fù)泉與間歇泉浸泡路基基底,引起路基沉陷、坍塌或冒漿;突然性的地下涌水沖毀路基等。第四節(jié)巖溶四、巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)問題
在巖溶地區(qū)選線,要想完全繞避是不大可能的,尤其是在我國中南和西南巖溶分布十分普遍的地區(qū),更不可能。因此,宜按“認(rèn)真勘測、綜合分析、全面比較、避重就輕、興利防害”的原則。根據(jù)巖溶發(fā)育和分布規(guī)律,注意以下幾點:
1)在可溶性巖石分布區(qū),路線應(yīng)選擇在難溶巖分布區(qū)。2)路線方向不宜與巖層構(gòu)造線方向平行,而應(yīng)與之斜交或垂直,因暗河多平行于巖層構(gòu)造線發(fā)育。3)路線應(yīng)盡量避開河流附近或較大斷層破碎帶,不可能時,亦宜垂直或斜交通過,以免由于巖溶發(fā)育或巖溶水豐富而威脅路基的穩(wěn)定。
第四節(jié)巖溶五、巖溶的防治1、巖溶的防治原則:(公路選線的原則)第四節(jié)巖溶五、巖溶的防治1、巖溶的防治原則:(公路選線的原則)4)路線應(yīng)盡量避開可溶巖與非可溶巖或金屬礦床的接觸帶,因這些地帶往往巖溶發(fā)育強烈,甚至巖溶泉成群出露。5)巖溶發(fā)育地區(qū)選線,應(yīng)盡量在土層覆蓋較厚的地段通過,因一般覆蓋層起到防止巖溶繼續(xù)發(fā)展,增加溶洞頂板厚度和使上部荷載擴(kuò)散的作用。6)橋位宜選在難溶巖層分布區(qū)或無深、大、密的溶洞的地段;7)隧道位置應(yīng)避開漏斗、落水洞和大溶洞,并避免和暗河平行。1)堵塞:對基本停止發(fā)展的干涸溶洞,一般用碎石、素土或混凝土堵塞為宜。
第四節(jié)巖溶五、巖溶的防治2、巖溶的防治措施:對巖溶和巖溶水的處理措施為堵塞、疏導(dǎo)、跨越、加固。第四節(jié)巖溶五、巖溶的防治2、巖溶的防治措施2)疏導(dǎo):對巖溶水宜疏不宜堵。一般可以明溝、泄水洞等加以疏導(dǎo),避免巖溶水對工程造成影響。明溝泄水洞第四節(jié)巖溶五、巖溶的防治2、巖溶的防治措施3)跨越:位于路基基底的開口干溶洞,當(dāng)洞的體積不大,深度較淺時,宜予以回填夯實;當(dāng)洞的體積較大或深度較深時宜采用構(gòu)造物跨越。對于有頂板但頂
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