CN101718095B - 一种滑坡微创愈合治理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滑坡微创愈合治理方法，其步骤为：1)根据实地勘测、常规土工试验和理论计算，确定待治理滑坡的基本参数和滑动面位置，推算出治理滑坡所需微创孔的数量和布设区域，2)在待治理滑坡表面的治理区域内钻取多个深度达到滑动面以下的微创孔，在微创孔内滑动面位置进行微爆破，形成愈合体孔，3)在愈合体孔内灌注预配制的砂浆至愈合体孔被完全填充，且砂浆液面高出滑动面，得到愈合体，愈合体上部的微创孔采用土体回填闭孔。本发明的有益技术效果是：避免大规模、大工程量的开挖和支挡，治理效果好，对周边环境无破坏。

Description

一种滑坡微创愈合治理方法

技术领域

本发明涉及一种滑坡病害治理技术，尤其涉及一种滑坡微创愈合治理方法。

背景技术

我国是一个多山的国家，山地丘陵占国土总面积的2/3以上，滑坡灾害广泛发育。随着人类活动频繁，公路施工、矿山开采、城镇建设等使滑坡灾害隐患日益加剧，如三峡库区内具有安全隐患的滑坡便有4000余处，这些安全隐患严重威胁着人民的生命和财产安全。

目前滑坡工程治理技术主要有减载、反压、抗滑挡土墙、锚杆、锚索、抗滑桩、桩板墙等，辅助方法有截排水、护坡等。这些治理技术都是从工程结构角度实施滑坡的治理，即采用工程结构限制滑坡的侧向位移，均需对滑坡进行大规模、大工程量的开挖或支挡，对滑坡体及其周边生态环境造成严重破坏。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明把滑坡的治理重点放在滑坡滑动面上，采用微创愈合治理方法，用所开发的滑动面愈合体显著提高滑动面的抗剪强度参数，达到消除滑坡潜在安全隐患的目的。

一种滑坡微创愈合治理方法，1)根据实地勘测、常规土工试验和理论计算，确定待治理滑坡的基本参数和滑动面位置，推算出治理滑坡所需微创孔的数量和布设区域，2)在待治理滑坡表面的治理区域内钻取多个深度达到滑动面以下的微创孔，在微创孔内滑动面位置进行微爆破，形成愈合体孔，3)在愈合体孔内灌注预配制的砂浆至愈合体孔被完全填充，且砂浆液面高出滑动面，得到愈合体，愈合体上部的微创孔采用土体回填闭孔。

步骤1)中推算治理滑坡所需的微创孔数量的方法为：

(1)根据下式计算待治理滑坡在最不利荷载组合下的稳定系数K_s1：

其中，N_i＝(G_i+G_bi)cosθ_i+P_wi sin(α_i-θ_i)，

T_i＝(G_i+G_bi)sin θ_i+P_wi cos(α_i-θ_i)；

式中，K_s1为滑坡治理前的稳定系数；

c_1i为治理前第i条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值(kPa)；

为治理前第i条块滑动面上岩土体的内摩擦角标准值(°)；

    l_i为第i条块滑动面长度(m)；

    θ_i为第i条块地面坡角(°)；

    α_i为第i条块地下水位面倾角(°)；

    G_i为第i条块单位宽度滑坡体自重(kN/m)；

    G_bi为第i条块单位宽度地表建筑荷载(kN/m)；

    P_wi为第i条块单位宽度的动水压力(kN/m)；

    N_i为第i条块滑体在滑动面法线上的反力(kN/m)；

    T_i为第i条块滑体在滑动面切线上的反力(kN/m)；

(2)根据滑坡防治工程安全等级，选定治理后的滑坡应达到的安全系数，记为F_S，预设滑坡治理后的稳定系数K_S2；

设滑坡治理前，滑动面的抗剪强度参数相同，即c_1i＝c₁、

令K_S2＝F_S、c₂＝2c₁，根据下式计算

式中，A＝F_S∑T_i，B＝∑l_i，C＝∑N_i，E＝A-3c₁B；

式中，c₁为滑坡治理前滑动面的粘结力(kPa)；

      c₂为滑坡治理后滑动面的粘结力(kPa)；

为滑坡治理前滑动面的内摩擦角(°)；

为滑坡治理后滑动面的内摩擦角(°)；

F_S为治理后的滑坡安全系数，一级防治工程F_S取1.25，二级防治工程F_S取1.20，三级防治工程F_S取1.15：

(3)预设愈合体直径为d，愈合体材料的抗剪强度粘结力为c₀，愈合体材料的内摩擦角为

若滑坡滑动面的纵向弧形总长度为L，则根据下式计算需要的愈合体数量n，也即所需的微创孔数量：

式中，s为滑坡体的平均宽度(m)；

k为放大系数，根据滑坡防治工程安全等级取值，一级防治工程取1.15，二级防治工程取1.10，三级防治工程取1.05；

max{}表示括号内两相计算结果取大值。

3、根据权利要求1所述的一种滑坡微创愈合治理方法，其特征在于：步骤1)中确定微创孔布设位置的方法为：

将n个微创孔按照梅花桩型布设在滑坡中前部，微创孔之间的净距离80～100cm；若微创孔数量较多，按照微创孔之间的净距离80～100cm在滑坡中前部不能完全布完时，可将1/3数量的微创孔布置在滑坡体中后部，2/3数量的微创孔布置在滑坡体中前部，且均按照梅花桩型布设，微创孔之间的净距离80～100cm；

所述的微创孔，孔径18～20cm，微创孔孔深达到滑动面以下10～20cm；愈合体孔直径20～30cm；灌注的预置砂浆液面高出滑动面15～20cm。

预置砂浆的规格为：砂浆标号＞M15，稠度70～90mm；砂：干松散堆积表观密度1430～1460kg/m³的中砂，含水率＜2％；石灰膏稠度120～125mm；参考重量配合比为：水泥∶石灰膏∶砂∶水＝252∶78∶1479∶310。

本发明的有益技术效果是：避免大规模、大工程量的开挖和支挡，治理效果好，对周边环境无破坏。

附图说明

图1、常见滑坡结构示意图；

图2、愈合体安设位置示意图一；

图3、愈合体安设位置示意图二；

图4、愈合体放大图；

图5、愈合体安设位置平面示意图；

具体实施方式

滑坡是指地表岩土体沿着滑动面发生显著水平及竖向位移的动力地质过程及其地貌形态，滑动面的形成及贯通是诱发滑坡的关键环节。因此，遏制滑动面的破坏扩展、增强滑动面抗剪强度参数是治理具有潜在地质安全隐患的滑坡的重要技术思路。

针对具体的滑坡，收集地质勘察部门提供的滑坡几何形态及范围大小、滑动面长度、地下水线、岩土物理参数、滑动面抗剪强度参数等基础资料；确定滑坡防治工程安全等级，计算所需愈合体数量n，并提出工程布置方案，其具体步骤为：

(1)根据下式计算待治理滑坡在最不利荷载组合下的稳定系数K_s1：

其中，N_i＝(G_i+G_bi)cosθ_i+P_wi sin(α_i-θ_i)，

T_i＝(G_i+G_bi)sinθ_i+P_wicos(α_i-θ_i).

式中，K_s1为滑坡治理前的稳定系数；

      c_1i为治理前第i条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值(kPa)；

为治理前第i条块滑动面上岩土体的内摩擦角标准值(°)；

      l_i为第i条块滑动面长度(m)；

      θ_i为第i条块地面坡角(°)；

      α_i为第i条块地下水位面倾角(°)；

      G_i为第i条块单位宽度滑坡体自重(kN/m)；

      G_bi为第i条块单位宽度地表建筑荷载(kN/m)；

      P_wi为第i条块单位宽度的动水压力(kN/m)；

      N_i为第i条块滑体在滑动面法线上的反力(kN/m)；

      T_i为第i条块滑体在滑动面切线上的反力(kN/m)；

(2)根据滑坡防治工程安全等级，选定治理后的滑坡应达到的安全系数，记为F_S，预设滑坡治理后的稳定系数K_S2；

因为

且F_S和K_S2应满足K_S2≥F_S，故不妨令K_S2＝F_S，则有

为安全起见，还可令c₂＝2c₁，设滑坡治理前，滑动面的抗剪强度参数相同，即c_1i＝c₁、

由

可得确定

的计算式：

式中，A＝F_S∑T_i，B＝∑l_i，C＝∑N_i，

E＝A-3c₁B；

式中，c₁为滑坡治理前滑动面的粘结力(kPa)；

      c₂为滑坡治理后滑动面的粘结力(kPa)；

为滑坡治理前滑动面的内摩擦角(°)；

为滑坡治理后滑动面的内摩擦角(°)；

F_S为治理后的滑坡安全系数，一级防治工程F_S取1.25，二级防治工程F_S取1.20，三级防治工程F_S取1.15：

(3)预设愈合体直径为d，愈合体材料的抗剪强度粘结力为c₀，愈合体材料的内摩擦角为

，若滑坡滑动面的纵向弧形总长度为L，则根据下式计算需要的愈合体数量n：

式中，s为滑坡体的平均宽度(m)；

k为放大系数，根据滑坡防治工程安全等级取值，一级防治工程取1.15，二级防治工程取1.10，三级防治工程取1.05；

max{}表示括号内两相计算结果取大值。

愈合体数量n确定后，进行现场定位，确定滑坡微创治理范围及微创孔位置，确定微创孔位置按如下方法进行：当微创孔数量n可以满足微创孔之间的净距离80～100cm时，将n个微创孔按照梅花桩型布设在滑坡中前部，微创孔之间的净距离80～100cm；若微创孔数量较多，按照微创孔之间的净距离80～100cm在滑坡中前部不能布完时，可将1/3数量的微创孔布置在滑坡体中后部，2/3数量的微创孔布置在滑坡体中前部，且均按照梅花桩型布设，微创孔之间的净距离80～100cm；

微创孔布设位置确定后，运用普通地质钻机钻设微创孔，孔径18～20cm，微创孔的深度达到滑动面以下10～20cm，并在孔内的滑动面位置进行微爆扩孔，实际工程时，扩孔段可在滑动面上下15～20cm位置，扩孔后得到愈合体孔，愈合体孔直径20～30cm。

按照强渗透性高强砂浆配合比在地面运用普通搅拌机配制预置砂浆，备用，预置砂浆的规格为：砂浆标号＞M15，稠度70～90mm；砂：干松散堆积表观密度1430～1460kg/m³的中砂，含水率＜2％；石灰膏稠度120～125mm；参考重量配合比为：水泥∶石灰膏∶砂∶水＝252∶78∶1479∶310。

将灌浆管伸入微创孔底部，采用压力灌浆注浆方式将配制好的预置砂浆注入愈合体孔，愈合体孔填充满后，还应使注入的砂浆液面高出滑动面15～20cm，得到愈合体；待愈合体内砂浆凝固后，采用土体回填闭孔。

Claims (5)

1.一种滑坡微创愈合治理方法，其特征在于：1)根据实地勘测、常规土工试验和理论计算，确定待治理滑坡的基本参数和滑动面位置，推算出治理滑坡所需微创孔的数量和布设区域，2)在待治理滑坡表面的治理区域内钻取多个深度达到滑动面以下的微创孔，在微创孔内滑动面位置进行微爆破，形成愈合体孔，3)在愈合体孔内灌注预配制的砂浆至愈合体孔被完全填充，且砂浆液面高出滑动面，得到愈合体，愈合体上部的微创孔采用土体回填闭孔。

2.根据权利要求1所述的一种滑坡微创愈合治理方法，其特征在于：步骤1)中推算治理滑坡所需的微创孔数量的方法为：

(1)根据下式计算待治理滑坡在最不利荷载组合下的稳定系数K_s1：

其中，N_i＝(G_i+G_bi)cosθ_i+P_wi sin(α_i-θ_i)，

      T_i＝(G_i+G_bi)sinθ_i+P_wi cos(α_i-θ_i)；

式中，K_s1为滑坡治理前的稳定系数；

c_1i为治理前第i条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值(kPa)；

为治理前第i条块滑动面上岩土体的内摩擦角标准值(°)；

l_i为第i条块滑动面长度(m)；

θ_i为第i条块地面坡角(°)；

α_i为第i条块地下水位面倾角(°)；

G_i为第i条块单位宽度滑坡体自重(kN/m)；

G_bi为第i条块单位宽度地表建筑荷载(kN/m)；

P_wi为第i条块单位宽度的动水压力(kN/m)；

N_i为第i条块滑体在滑动面法线上的反力(kN/m)；

T_i为第i条块滑体在滑动面切线上的反力(kN/m)；

(2)根据滑坡防治工程安全等级，选定治理后的滑坡应达到的安全系数，记为F_S，预设滑坡治理后的稳定系数K_S2； 

设滑坡治理前，滑动面的抗剪强度参数相同，即c_1i＝c₁、 

令K_S2＝F_S、c₂＝2_c1，根据下式计算 

式中，A＝F_S∑T_i，B＝∑l_i，C＝∑N_i， 

E＝A-3c₁B；

式中，c₁为滑坡治理前滑动面的粘结力(kPa)；

c₂为滑坡治理后滑动面的粘结力(kPa)；

为滑坡治理前滑动面的内摩擦角(°)；

为滑坡治理后滑动面的内摩擦角(°)；

F_S为治理后的滑坡安全系数，一级防治工程F_S取1.25，二级防治工程F_S取1.20，三级防治工程F_S取1.15；

(3)预设愈合体直径为d，愈合体材料的粘结力为c₀，愈合体材料的内摩擦角为 

若滑坡滑动面的纵向弧形总长度为L，则根据下式计算需要的愈合体数量n，也即所需的微创孔数量：

式中，s为滑坡体的平均宽度(m)；

k为放大系数，根据滑坡防治工程安全等级取值，一级防治工程取1.15，二级防治工程取1.10，三级防治工程取1.05；

max{}表示括号内两相计算结果取大值。

3.根据权利要求1所述的一种滑坡微创愈合治理方法，其特征在于：步骤1)中确定微创孔布设位置的方法为：

将n个微创孔按照梅花桩型布设在滑坡中前部，微创孔之间的净距离80～100cm；

若微创孔数量较多，按照微创孔之间的净距离80～100cm在滑坡中前部不能完全布完时，可将1/3数量的微创孔布置在滑坡体中后部，2/3数量的微创孔布置在滑坡体中前部，且均按照梅花桩型布设，微创孔之间的净距离80～100cm。

4.根据权利要求1所述的一种滑坡微创愈合治理方法，其特征在于：所述的微创孔，孔径18～20cm，微创孔孔深达到滑动面以下10～20cm；愈合体孔直径20～30cm；灌注的预置 砂浆液面高出滑动面15～20cm。

5.根据权利要求1所述的一种滑坡微创愈合治理方法，其特征在于：预置砂浆的规格为：砂浆标号＞M15，稠度70～90mm；砂：干松散堆积表观密度1430～1460kg/m³的中砂，含水率＜2％；石灰膏稠度120～125mm；各种物质的重量配合比为：水泥∶石灰膏∶砂∶水＝252∶78∶1479∶310。 

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