CN111926830A - 一种轻量土滑坡地质灾害防治方法 - Google Patents

一种轻量土滑坡地质灾害防治方法 Download PDF

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司光辉
赵云龙
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    • E02D17/20Securing of slopes or inclines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • Y02A10/23Dune restoration or creation; Cliff stabilisation

Abstract

本申请公开了一种轻量土滑坡地质灾害防治方法,属于环境治理技术领域。本申请的轻量土滑坡地质灾害防治方法,包括如下步骤:对滑坡体进行削坡;在削坡后的坡面回填人工土,形成回填坡面;所述人工土包括如下重量份数的组分:原料土30‑50份、水泥15‑25份、粉煤灰30‑45份、聚合物微球10‑15份、乳胶粉5‑8份、重钙粉10‑18份。本申请的轻量土滑坡地质灾害防治方法采用将滑坡体削坡然后回填人工土的方式,将原有的不稳定的土体进行清理,清除隐患,利用回填的质地均匀的轻质人工土确保坡体的稳定性。

Description

一种轻量土滑坡地质灾害防治方法
技术领域
本发明涉及环境治理技术领域,更具体地说,涉及一种轻量土滑坡地质灾害防治方法。
背景技术
山体滑坡是常见的地质灾害,一般是指在雨水浸泡、河流冲刷、工程施工等因素的影响下,山体受重力作用沿着滑床向下滑移的地质现象。由于山体滑坡时,滑移体携带的能量较大,其造成的破坏性也非常大,严重时会将房屋掩埋、造成人员伤亡。
山体滑坡的发生通常都会在一定诱因存在下发生,如我国南方持续暴雨引发的山体滑坡。为避免或降低山体滑坡造成的危害,一般需要在山体滑坡出现前对地质环境进行治理改造。当前,滑坡治理常用的措施是采用抗滑桩或锚索框架。但是,这种抗滑桩或锚索装置对具有大滑坡推力、滑面深度大的滑坡体来说作用不太明显。而且,这种抗滑桩或锚索装置需在滑坡体上向地下开挖至滑床持力层中,以构筑支撑结构物,施工难度大,施工成本高。
申请公布号为CN109469075A的中国发明专利申请公开了一种滑坡治理方法,在土体上布置若干第一钻孔与第二钻孔,第一钻孔与第二钻孔交错均布,在第二钻孔中插入钢索并灌入混凝土;待第二钻孔中的混凝土凝固成型后,向第一钻孔中充气,当压入气体在地面冒出时停止充气,直至将滑坡土体中的水排出;在第一钻孔中注入化学灌浆材料,之后在第一钻孔中插入锚索,并在第一钻孔中注入混凝土;化学灌浆材料与第一钻孔中的混凝土凝固之后,在第二钻孔中的锚索与第一钻孔中的锚索之间连接有拉紧链;在滑坡土体表面种植植被进行表层土体加固。该方法在钻孔中插入钢索后灌入混凝土,使用这种方法施工后也可以起到较好的预防滑坡土体滑落作用。但是,这种方法仍然存在施工过程复杂、施工难度大的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本申请提供一种轻量土滑坡地质灾害防治方法,该方法施工过程简单、施工难度低。
本申请提供的轻量土滑坡地质灾害防治方法采用如下技术方案:
一种轻量土滑坡地质灾害防治方法,包括如下步骤:
1)对滑坡体进行削坡;
2)在削坡后的坡面回填人工土,形成回填坡面;所述人工土包括如下重量份数的组分:原料土30-50份、水泥15-25份、粉煤灰30-45份、聚合物微球10-15份、乳胶粉5-8份、重钙粉10-18份。
通过采用上述技术方案,本申请对滑坡体进行削坡,将原有的滑坡体的结构复杂、不稳定的土体进行清理,将滑移的隐患进行了消除或者部分消除,并且在削坡后的坡面回填人工土,利用人工土替代原有滑坡体,整个施工过程简单,施工成本非常低,便于大范围开展实施。由于本申请的人工土由多种轻质原料混合而成,整体密度非常小,将人工土填至削坡后的坡面上,人工土的自重比较小,不会对下方的滑坡体产生大的作用力,进而减小了整个滑坡体的下滑力,降低了滑坡体下滑的几率,起到良好的防治作用。人工土中加入了水泥,水泥与原料土中的水分或者后期的自然降水接触后发生水化,能够将人工土的各组分粘合在一起,提高了人工土的结合稳定性。粉煤灰具有较小的表观密度和较小的粒径,能够减轻人工土的自重,还能够填充到原料土的间隙中,阻止雨水下渗。聚合物微球具有良好的吸附能力,能够提高人工土中各组分的结合牢固程度,进一步提高坡体的稳定性。
本发明进一步设置为:所述人工土还包括3-5重量份的轻钙粉。
通过采用上述技术方案,在人工土加入的各组分的基础上加入轻钙粉,轻钙粉的粒径小,能够进入各组分颗粒的间隙中,减小原料颗粒间的孔隙度或者将原料颗粒间的孔隙堵塞,阻止雨水下渗,减轻了雨水对坡体的冲刷,提高了坡体的稳定性。
本发明进一步设置为:所述人工土还包括5-10重量份的草木灰。
通过采用上述技术方案,加入草木灰后,一方面可以利用草木灰超轻的特点降低人工土的密度,另一方面还可以利用草木灰中的无机盐成分提高人工土的植物营养成分含量,提高在人工土表面种植的植被的成活率,进而更好地利用植被对地表土的固定作用增加坡体的稳定性。
本发明进一步设置为:所述人工土还包括10-15重量份的珍珠岩。
通过采用上述技术方案,珍珠岩可以进一步降低人工土的密度,还具有良好的保水性和固水性,减少了人工土中的水分渗透流动,减弱了降水对滑坡体的冲刷作用。
本发明进一步设置为:所述人工土的密度为0.015-0.95g/cm3
通过采用上述技术方案,控制人工土的密度较小,能够最大限度地减小人工土对滑坡体的压力,进而大大降低了滑坡体发生下滑的几率。
本发明进一步设置为:步骤1)中削坡是将滑坡体上端占滑坡体高度1/3至2/3的滑坡体削去。
通过采用上述技术方案,将滑坡体上端的一大部分原土削去,然后再回填人工土,可以利用人工土的轻质特点,大幅度减小对滑坡体的作用力。
本发明进一步设置为:步骤1)中削坡是台阶式削坡。
通过采用上述技术方案,采用台阶式削坡,在削坡后得到的台阶形坡面上回填人工土,能够使台阶面对回填的人工土形成支撑,防止人工土沿滑面下滑。
本发明进一步设置为:所述回填坡面为由依次设置的回填平台构成的台阶式坡面,相邻两个回填平台的高差从上到下逐渐减小。
通过采用上述技术方案,将回填坡面也设置为台阶式坡面,设置相邻两个回填平台的高差从上到下逐渐减小,也即每一个削坡平台的高度从上到下逐渐减小,使得削坡后的坡面从上到下逐渐变得平缓,能够有效地防止回填的人工土沿坡面向下滑动。
本发明进一步设置为:沿回填坡面从上到下,每个回填平台的宽度逐渐增大。
通过采用上述技术方案,在上述回填平台高差的差异化设置的基础上,将回填平台的宽度也设置为从上到下逐渐增大,进一步提高坡面的整体平缓程度。
本发明进一步设置为:步骤2)中的原料土为步骤1)中削坡得到的土。
通过采用上述技术方案,采用步骤1)中削坡得到的土作为原料土,进行人工土的配制,无需将削坡得到的土全部运走,也无需将原料土运来,能够节约土方的运输量,节省了成本并提高了施工效率。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.本申请的轻量土滑坡地质灾害防治方法采用将滑坡体进行削坡然后回填人工土的方式,将原有的不稳定的土体进行清理,清除隐患,利用回填的质地均匀的轻量人工土确保坡体的稳定性。
2.本申请的轻量土滑坡地质灾害防治方法中采用的轻量土由原料土作为基体,还加入了大量的粉煤灰,利用粉煤灰轻质的特点,降低了回填人工土的重量,减少了坡体自重引发滑坡的几率。人工土中还含有水泥和乳胶粉,能大大提高人工土的颗粒间的粘结性,降低了雨水冲刷对坡体的影响。本申请将轻量材料加入人工土中,人工土密度仅为普通土的0.01-0.8倍,具有轻量性、耐久性、环境友好性等特点。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本申请作进一步详细说明。
本申请的轻量土滑坡地质灾害防治方法,包括如下步骤:1)对滑坡体进行削坡;2)在削坡后的坡面回填人工土,形成回填坡面;所述人工土包括如下重量份数的组分:原料土30-50份、水泥15-25份、粉煤灰30-45份、聚合物微球10-15份、乳胶粉5-8份、重钙粉10-18份。
本申请处理的滑坡体高度约为30-100m。厚度约为3-15m。原料土为壤土,含水量(质量分数)为10-18%。优选的,原料土的含水量为12-16%。进一步优选的,原料土的含水量为15-16%。
水泥为普通硅酸盐水泥,优选的,采用PO42.5普通硅酸盐水泥。
粉煤灰的粒度为60-120目。优选的,粉煤灰的粒度为80目或100目。
聚合物微球为聚丙烯酰胺微球、聚苯乙烯微球中的任意一种。聚合物微球的粒径为1-3mm。优选的,聚合物微球的粒径为1mm。乳胶粉为乙烯-醋酸乙烯共聚物乳胶、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯共聚物中的任意一种。
优选的,人工土还包括3-5重量份的轻钙粉。人工土还包括5-10重量份的草木灰。人工土还包括10-15重量份的珍珠岩。
优选的,人工土的密度为0.015-0.95g/cm3。进一步优选的,人工土的密度为0.35-0.9g/cm3。进一步优选的,人工土的密度为0.56-0.88g/cm3
步骤1)中削坡是将滑坡体上端占滑坡体高度1/3至2/3的滑坡体削去。进一步优选的,步骤1)中削坡是台阶式削坡。
步骤2)中的回填坡面为台阶式坡面,即台阶式回填坡面。由从上到下依次相连的回填平台构成。相邻两个回填平台的高差从上到下逐渐减小。每个回填平台的宽度沿回填坡面从上到下逐渐增大。优选的,相邻两个回填平台之间的高差为3-5m。回填平台的宽度为5-15m。
优选的,步骤2)中的原料土为步骤1)中削坡得到的土。
实施例1
本实施例的轻量土滑坡地质灾害防治方法包括如下步骤:
1)地形勘察
对待处理的滑坡地质区域进行地形测量、调查分析,确定潜在滑坡的区域,确定潜在滑坡体的大小、边界。本实施例中的滑坡体为黄土顺倾层状结构,层面倾角大致为25°左右。滑坡体的厚度(滑坡体表面至滑面的厚度)平均为10m左右。
2)削坡处理
将步骤1)中确定的潜在滑坡体进行削坡处理,削坡处理时,先将潜在滑坡体上端大约占潜占滑坡体高度三分之一的坡体削除至滑坡的滑面(即指滑坡体沿着下伏不动的岩、土体下滑的分界面)处,然后在滑面上进行台阶式削坡。相邻两个削坡平台的高差为3m,削坡平台的水平宽度大约为5m。
3)回填人工土
将步骤2)削坡后得到的削坡土作为原料土,将原料土35重量份、水泥15重量份、粉煤灰30重量份、聚合物微球10重量份、乳胶粉5重量份、重钙粉10重量份混合搅拌均匀得到人工土。将人工土填至削坡后的坡面上形成回填坡面。
其中,水泥为普通硅酸盐水泥,粉煤灰为二级粉煤灰,聚合物微球为聚苯乙烯微球,乳胶粉为乙烯醋酸乙烯共聚物乳胶。
将回填坡面和剩余的三分之二的原滑坡体的坡面上开设台阶式坡面形成回填平台,相邻两个回填平台的高差为3m,平台的宽度为5m。
实施例2
本实施例的轻量土滑坡地质灾害防治方法包括如下步骤:
1)地形勘察
对待处理的滑坡地质区域进行地形测量、调查分析,确定出现滑坡的区域,确定滑坡体的大小、边界。本实施例中的滑坡体为黄土顺倾层状结构,层面倾角大致为20°左右。滑坡体的厚度(滑坡体表面至滑面的厚度)平均为15m左右。
2)削坡处理
将步骤1)中确定的滑坡体进行削坡处理,削坡处理时,先将滑坡体上端大约占滑坡体高度三分之一的坡体削除至滑坡的滑面处,然后在滑面上进行台阶式削坡。相邻两个削坡平台的高差为5m,削坡平台的水平宽度大约为12m。
3)回填人工土
将步骤2)削坡后得到的削坡土作为原料土,将原料土50重量份、水泥25重量份、粉煤灰45重量份、聚合物微球12重量份、乳胶粉8重量份、重钙粉18重量份、轻钙3重量份,混合搅拌均匀得到人工土。将人工土填至削坡后的坡面上形成回填坡面。
其中,水泥为普通硅酸盐水泥,粉煤灰为二级粉煤灰,聚合物微球为聚苯乙烯微球,乳胶粉为乙烯醋酸乙烯共聚物乳胶。
将回填坡面和剩余的三分之二的原滑坡体的坡面上开设台阶式坡面,形成回填平台,相邻两个回填平台的高差为从上到下逐渐减小,处于最上端的两个回填平台的高差为5m,从上到下,每相邻两个回填平台之间的高差减小20cm。平台的宽度为12m。
4)在原滑坡体最下缘的坡脚处修建挡土墙,此处的滑坡体的厚度为2-5m左右,挡土墙的高度大约为10m,挡土墙的厚度为50cm。挡土墙采用钢筋混凝土浇筑而成。
实施例3
本实施例的轻量土滑坡地质灾害防治方法包括如下步骤:
1)地形勘察
对待处理的滑坡地质区域进行地形测量、调查分析,确定出现滑坡的区域,确定滑坡体的大小、边界。本实施例中的滑坡体为黄土顺倾层状结构,层面倾角大致为25°左右。滑坡体的厚度(滑坡体表面至滑面的厚度)平均为10m左右。
2)削坡处理
将步骤1)中确定的滑坡体进行削坡处理,削坡处理时,先将滑坡体上端大约占滑坡体高度三分之一的坡体削除至滑坡的滑面处,然后在滑面上进行台阶式削坡。相邻两个削坡平台的高差为5m,削坡平台的水平宽度大约为10m。
3)回填人工土
将步骤2)削坡后得到的削坡土作为原料土,将45重量份的原料土、水泥20重量份、粉煤灰35重量份、聚合物微球15重量份、乳胶粉7重量份、重钙粉15重量份、轻钙粉5重量份、珍珠岩12重量份,混合搅拌均匀得到人工土。将人工土填至削坡后的坡面上形成回填坡面。
其中,水泥为普通硅酸盐水泥,粉煤灰为二级粉煤灰,聚合物微球为聚丙烯酰胺微球,乳胶粉为醋酸乙烯-叔碳酸乙烯共聚物。
将回填坡面和剩余的三分之二的原滑坡体的坡面上开设台阶式坡面,形成回填平台,相邻两个回填平台的高差为从上到下逐渐减小,处于最上端的两个回填平台的高差为5m,从上到下,每相邻两个回填平台之间的高差减小20cm。处于最上端的回填平台的宽度为5m,从上到下,每个回填平台的宽度逐渐增加30cm。
4)在原滑坡体最下缘的坡脚处修建挡土墙,此处的滑坡体的厚度为2-5m左右,挡土墙的高度大约为10m,挡土墙的厚度为50cm。挡土墙采用钢筋混凝土浇筑而成。
5)在回填坡面及剩余三分之二的原滑坡体的坡面上的台阶式坡面上开设排水系统,排水系统包括泄洪渠和平台截水沟,泄洪渠沿坡面从上往下延伸。平台截水沟开设在每一个回填平台上。每一条平台截水沟均与泄洪渠相连。具体的,每一个回填平台上开设一条平台截水沟,平台截水沟在平台上靠里设置,即靠近该回填平台上高于该回填平台的边坡的坡脚处设置。泄洪渠包括坡面泄洪渠和平台泄洪渠,坡面泄洪渠沿每一个回填平台对应的边坡的坡面从上向下延伸设置,平台泄洪渠沿回填平台表面从里向外延伸并与相邻的两条坡面泄洪渠相连。平台截水沟与对应的平台泄洪渠相连。泄洪渠的数量根据滑坡体在水平方向上的宽度来设置,本实施例中,相邻两条泄洪渠之间的间距为10m。
在挡土墙靠近滑坡体的一侧设置排水沟,排水沟的延伸方向与挡土墙的延伸方向一致。每一条泄洪渠均与排水沟相连。
实施例4
本实施例的轻量土滑坡地质灾害防治方法与实施例3的区别在于,步骤3)中的人工土中还加入了10重量份的草木灰,并在治理后的回填坡面上撒播草种。
实施例5
本实施例的轻量土滑坡地质灾害防治方法与实施例3的区别在于,步骤3)中的人工土中还加入了5重量份的草木灰,并在治理后的回填坡面上撒播草种。
实施例6
本实施例的轻量土滑坡地质灾害防治方法与实施例3的区别在于,步骤3)中每一个平台的宽度从上到下逐渐增大,处于最上端的平台的宽度为5m,从上往下,每一级平台的宽度增加50cm。
对比例1
本对比例的轻量土滑坡地质灾害防治方法与实施例1的区别在于,人工土由如下重量份的原料混合制成:原料土35重量份、水泥15重量份、粉煤灰30重量份、重钙粉10重量份。
对比例2
本对比例的轻量土滑坡地质灾害防治方法与实施例1的区别在于,人工土由如下重量份的原料混合制成:原料土35重量份、粉煤灰30重量份、聚合物微球10重量份、乳胶粉5重量份、重钙粉10重量份。
对比例3
本对比例的轻量土滑坡地质灾害防治方法与实施例1的区别在于,削坡处理时,不采用台阶式削坡,而是沿大致平行于滑面的方向削坡,削掉的滑坡体的厚度约为3m。
试验例
将实施例1至实施例6中的轻量土滑坡地质灾害防治方法施工后的效果与对比例1至对比例3的方法施工后的效果进行对比,结果如表1所示。其中,地表位移是在治理后的坡面埋设若干地表位移监测标记,测量其相对于滑坡治理区域以外的参照物的相对位置,并将位移数据取平均值。局部崩塌是坍落土方在1立方米以上的崩塌。
表1实施例1-6及对比例1-3的轻量土滑坡地质灾害防治方法效果对比
由上表可知,本申请的轻量土滑坡地质灾害防治方法治理后的滑坡坡体土质稳定,在自然环境条件下不会出现较大的地表位移滑动,而且大大减少了回填后的坡面出现裂缝的几率。

Claims (10)

1.一种轻量土滑坡地质灾害防治方法,其特征在于:包括如下步骤:
1)对滑坡体进行削坡;
2)在削坡后的坡面回填人工土,形成回填坡面;所述人工土包括如下重量份数的组分:原料土30-50份、水泥15-25份、粉煤灰30-45份、聚合物微球10-15份、乳胶粉5-8份、重钙粉10-18份。
2.根据权利要求1所述的轻量土滑坡地质灾害防治方法,其特征在于:所述人工土还包括3-5重量份的轻钙粉。
3.根据权利要求1所述的轻量土滑坡地质灾害防治方法,其特征在于:所述人工土还包括5-10重量份的草木灰。
4.根据权利要求1所述的轻量土滑坡地质灾害防治方法,其特征在于:所述人工土还包括10-15重量份的珍珠岩。
5.根据权利要求1所述的轻量土滑坡地质灾害防治方法,其特征在于:所述人工土的密度为0.015-0.95g/cm3
6.根据权利要求1-5任意一项所述的轻量土滑坡地质灾害防治方法,其特征在于:步骤1)中削坡是将滑坡体上端占滑坡体高度1/3至2/3的滑坡体削去。
7.根据权利要求6所述的轻量土滑坡地质灾害防治方法,其特征在于:步骤1)中削坡是台阶式削坡。
8.根据权利要求7所述的轻量土滑坡地质灾害防治方法,其特征在于:所述回填坡面为由依次设置的回填平台构成的台阶式坡面,相邻两个回填平台的高差从上到下逐渐减小。
9.根据权利要求8所述的轻量土滑坡地质灾害防治方法,其特征在于:沿回填坡面从上到下,每个回填平台的宽度逐渐增大。
10.根据权利要求1所述的轻量土滑坡地质灾害防治方法,其特征在于:步骤2)中的原料土为步骤1)中削坡得到的土。
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