崩塌滑坡治理設計及泥石流工程措施(劉宏2009)

1、崩塌滑坡治理設計及泥石流工程措施,喀斯特環(huán)境與地質(zhì)災害防治教育部重點實驗室2009年11月,劉 宏,,主要內(nèi)容,1、滑坡與崩塌 主要工程措施&工程設計2、泥石流 主要工程措施3、三階段設計報告編寫,,,《滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范》(DZ/T 0219-2006)《貴州省地質(zhì)災害防治工程設計技術要求》,地質(zhì)災害主要類型及基本概念,滑坡：在重力作用下，斜坡巖土體沿著一定的軟弱面（帶）整體向下

2、滑移的坡面變形現(xiàn)象。 崩塌 ：陡崖或陡峭斜坡上的巖土體在重力作用下，突然脫離母體，發(fā)生崩落、滾動的現(xiàn)象或者過程 。泥石流 ：由于降水、融雪等原因發(fā)生在山區(qū)的一種挾帶大量泥砂、石塊等松散固體物質(zhì)的重力流 。,,地質(zhì)災害危害程度分級,,《貴州省地質(zhì)災害防治工程設計技術要求》,崩塌與滑坡,崩塌滑坡的工程治理程序,（一）勘察：查明情況并確定危險性 (1)查明崩塌滑坡的險情狀，包括性質(zhì)、成因、變形機制、邊界、規(guī)模、活動狀況、穩(wěn)定狀況及危險程

3、度；(2)參與計算評價的有關巖土物理力學參數(shù)及水文地質(zhì)條件； (3)危害程度，包括可能遭受危害的人、物、設施的位置、規(guī)模、價值及可遷移程度； (4)影響治理工程實施的自然條件（地形、水源、天然建材等）及社會條件（交通、能源供應、勞工等）(5)經(jīng)濟效益、社會效益?進行防治的必要性、可行性論證。（二）防治工程設計（三）施工,,勘察－>設計－>施工,滑坡防治基本方法,一、消除或減輕水對誘導滑坡的影響；二、改變滑坡外形

4、、增加滑坡的抗滑力；三、改變滑帶土石性質(zhì)，阻滯滑坡體的滑動。（1）地表水和地下水誘發(fā) 排水工程 ：“截、排、疏” 排水溝、截水溝、肓溝、肓洞、仰孔、 滲管、滲井、砂井等（2）河流侵蝕掏蝕 工程措施：丁壩挑流，石籠護坡，砌石片石護坡,,,,,,一般為5m,,排水工程,縱坡不小于5%,,支撐肩溝,0.5m2‰～4‰,,削方減載,,,防侵蝕沖刷工程,,支擋工程,抗滑樁抗滑擋墻錨拉樁,,防

5、治工程設計,工況與荷載組合設計荷載與校核荷載,,［永久性、可變性和偶然性 ］,工況1：滑體自重＋地面荷載＋靜水壓力＋動水壓力－浮力；工況2：組合1＋水平地震力。,穩(wěn)定系數(shù)&穩(wěn)定安全系數(shù),,*應急搶險工程設計 ，可采用假設滑動面計算設計滑坡推力，假設滑動面可選用直線、折線或圓弧，按最不利力學條件，計算其相關的幾何要素。滑坡穩(wěn)定性安全系數(shù)應在表2的基礎上增加0.05～0.10后采用；,暴雨強度&洪水位,,水平地震系數(shù)&a

6、mp;水平地震力,天然容重&飽和容重,地下水以下取飽和容重較長時間降雨誘發(fā)滑坡，取飽和容重計算滑坡推力設計值時，取飽和容重,,計算方法,,傳遞系數(shù)法－－－條塊劃分,,滑坡推力零界面及零界高度,,,零界高度,,,分界面的應用,,有可能為主動土壓面，也有可能是條塊過大，有新的潛在滑面,崩塌基本類型,位于陡斜坡上的塊石堆積體或孤石位于陡崖上的危石及危巖體,,,,,穩(wěn)定性計算,墜落傾倒滑移,,穩(wěn)定性系數(shù)&穩(wěn)定性安全系數(shù)

7、,,,,,,B1-B1,,,,,,,,,傾倒－崩落,,拉裂－崩落,,,滑移－崩落,,,崩落巖塊運動,,,崩塌防治基本方法,遮擋、攔截、圍護、支撐及嵌補、錨固及注漿、掛網(wǎng)噴射混凝土、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與措施,地質(zhì)調(diào)查—>防治工程設計－>施工1．開展泥石流區(qū)的專門性地質(zhì)調(diào)查研究，查明泥石流溝固體物源、水源和地形等形成條件的特征和發(fā)展趨勢，劃分各泥石流溝的危險程度。 2.對危害性大

8、泥石流溝谷，應進行生物、工程防治。,,(1)收集或測繪泥石流形成區(qū)、堆積區(qū)內(nèi)，比例尺為1：1000—1：5000的地形圖，流通區(qū)內(nèi)比例尺為1：200—1：500。測定各地段斜坡和溝谷坡度。 (2)對泥石流溝進行全流域工程地質(zhì)勘察，主要查明流域內(nèi)松散土層(包括已有崩、滑坡分布、體積，大塊石直徑)斜坡的穩(wěn)定狀況，可能產(chǎn)生滑坡、崩塌的地段和規(guī)模；溝內(nèi)松散土層的分布、厚度，大漂礫直徑，土層下伏巖層的埋藏深度、巖性和物理力學指標；流域內(nèi)井水、泉

9、水的分布及流量，流通區(qū)、堆積區(qū)地下水位，埋藏深度和水量。 (3)收集、觀測流域內(nèi)的降雨量和水文資料(包括溝谷水量、水位、泥砂含量和洪水發(fā)生時的樹枝雜草含量等)。 (4)在上述資料基礎上編寫泥石流災害防治工程地質(zhì)勘察報告。 (5)擬定包括生物措施、工程措施在內(nèi)的多種防治方案，進行技術、經(jīng)濟論證、對比推薦優(yōu)選方案報請主管部門審批。,,,基本措施,坡面侵蝕及溝谷侵蝕為主的泥石流地區(qū)、應以生物措施為主、輔以工程措施； 在崩塌、滑坡強烈活

10、動的泥石流發(fā)生(形成)區(qū)，應以工程措施為主，兼用生物措施 在坡面侵蝕和重力侵蝕兼有的泥石流地區(qū)，綜合治理。,,生物措施,恢復植被和合理耕牧 #生物措施一般需要在泥石流溝的全流域?qū)嵤?，對宜林荒坡更需采取此種措施。但要正確地解決好農(nóng)、林、牧、薪之間的矛盾，如果管理不善，很難收到預期的效果。 #生物防治措施具有應用范圍廣，投資省、風險小，能促進生態(tài)平穩(wěn)，改善自然環(huán)境條件，具有生產(chǎn)效益，以及防治作用持續(xù)時間長的特點。,,工程措施,

11、在泥石流的形成、流通、堆積區(qū)內(nèi)，相應采取蓄水、引水工程，攔擋、支護工程，排導、引渡工程，停淤工程及改土護坡工程等治理工程，以控制泥石流的發(fā)生和危害泥石流防治的工程措施通常適用于泥石流規(guī)模大，暴發(fā)不很頻繁、松散固體物質(zhì)補給及水動力條件相對集中，保護對象重要，要求防治標準高、見效快、一次性解決等情況。,,防治工程主要措施,跨越工程 －橋涵跨越是通過泥石流地區(qū)的主要工程形式 穿過工程 －隧道、明洞從泥石流下方穿過，泥石流在其上方排泄 防

12、護工程 －護坡、擋墻、順壩和丁壩，目的是用以抵御或消除泥石流對主體建筑物的沖刷、沖擊、側(cè)蝕和淤埋等危害。,,,,防治工程主要措施,排導工程－導流堤、急流槽和束流堤等，改善泥石流流勢，增大橋梁等建筑物的泄洪能力，使泥石流按設計意圖順利排泄。 攔擋工程 控制固體物質(zhì)供給：攔碴壩、儲淤場、支擋 控制雨水和洪水：截洪工程,,,按照泥石流的基本性質(zhì)，采用多種工程措施和生物措施相結(jié)合，上、中、下游統(tǒng)一規(guī)劃，山、水、林、田綜合整治

13、，以制止泥石流形成或控制泥石流危害。這是大規(guī)模、長時期、多方面協(xié)調(diào)一致的統(tǒng)一行動。 穩(wěn)－主要是在泥石流形成區(qū)植樹造林，在支、毛、沖溝中修建谷場，其目的在于增加地表植被、涵養(yǎng)水分、減緩暴雨徑流對坡面的沖刷，增強坡體穩(wěn)定性，抑制沖溝發(fā)展。    攔－主要是在溝谷中修建擋壩，用以攔截泥石流下泄的固體物質(zhì)，防止溝床繼續(xù)下切，抬高局部侵蝕基準面，加快淤積速度，以穩(wěn)住山坡坡腳，減緩溝床縱坡降，抑制泥石流的進

14、一步發(fā)展。    排－主要是修建排導建筑物，防止泥石流對下游居民區(qū)、道路和農(nóng)田的危害。這是改造和利用堆積扇，發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要工程措施。,全流域綜合治理,,,,,工程設計三階段及報告編寫,,可行性方案設計階段初步設計階段施工圖設計階段,,滑坡防治工程可行性研究報告編寫內(nèi)容及格式,0 概 述0.1 任務由來0.2 主要的目的與任務0.3 可行性研究編制依據(jù)及編制情況1 項目的必要性與

15、緊迫性 1.1 地質(zhì)災害體災情評價 1.1.1 地質(zhì)災害分布位置，規(guī)模，范圍（含地質(zhì)災害體的坐標：采用北京坐標系，高程應標注是何種高程） 1.1.2 主要危及對象（居民、建筑、設施、交通、航道、資源、土地等必須量化） 1.1.3 地質(zhì)災害體破壞后造成損失估算,項目的必要性與緊迫性 1.2 項目的必要性及緊迫性 2 地理地質(zhì)環(huán)境 2.1 地理環(huán)境 2

16、.1.1 地理位置、行政區(qū)劃、交通狀況 2.1.2 氣象與水文 2.1.3 區(qū)域經(jīng)濟狀況,2 地理地質(zhì)環(huán)境 2.2 地質(zhì)環(huán)境 2.2.1 簡述區(qū)域地質(zhì)環(huán)境（包括地貌、地層巖性、構(gòu)造與地震、水文地質(zhì)條件等） 2.2.2 工程地質(zhì)條件 （1）地形地貌 （2）地層巖性及巖土工程地質(zhì)特性（含物理力學性質(zhì)、水理性） （3）地質(zhì)構(gòu)造 （4）水文地質(zhì)條件（含巖土層的滲透系數(shù)，地下

17、水位及變化，地水類型及其補給、逕流、排泄條件） （5）地震（提供地震基本烈度及對應的地面加速度等）,地質(zhì)災害體基本特征及穩(wěn)定性分析 3.1 地質(zhì)災害體基本特征 3.1.1 分布特征（邊界、前緣、后緣、分布高程） 3.1.2 地質(zhì)災害體規(guī)模（長、寬、厚、面積、體積） 3.1.3 與水庫蓄水水位的關系 3.1.4 主要變形特征（建筑物的變形、破壞、地面變形等） 3.1.5 影響地質(zhì)災害

18、體穩(wěn)定性的主要因素,3 地質(zhì)災害體基本特征及穩(wěn)定性分析 3.2 地質(zhì)災害體穩(wěn)定性分析及評價 3.2.1 滑動帶及滑床巖體物理力學性質(zhì)分析評價 3.2.2 計算剖面的確定 3.2.3 計算參數(shù)的選取 3.2.4 穩(wěn)定性計算（計算方法不少于兩種，復雜情況應做專門的數(shù)值分析） 3.2.5 敏感性分析 3.2.6 主要結(jié)論,地質(zhì)災害體防治工程技術方案4.1 當?shù)胤乐蔚刭|(zhì)災害體的概

19、況4.2 防治本災害體與有關的工程的關系（如與塌岸、防護堤等的關系）4.3 防治目標與原則4.4 設計工況、參數(shù)和標準的確定（工程安全運行年限按不低于50年標準設計）4.5 防治技術方案的設計（必須具有兩種以上的方案且兩種方案的設計應具有不同思路，并且優(yōu)先采用新技術、新方法和生物整治的建議方案） 4.6 不同方案的分項工程設計,5 工程監(jiān)測設計方案（含防治效果監(jiān)測方案） 5.1 監(jiān)測工作的任務和目的

20、 5.2 監(jiān)測設計方案主要技術依據(jù)及原則5.3 監(jiān)測工作現(xiàn)狀5.4 監(jiān)測工作方案 5.4.1 監(jiān)測工作布置 5.4.2 監(jiān)測工作實施步驟建議（人員、設備、監(jiān)測年限等）,6 項目實施大綱 6.1 項目管理形式 6.1.1 政府監(jiān)督 6.1.2 項目法人（組建方案、資質(zhì)及營業(yè)執(zhí)照等及填報） 6.1.3 項目管理形式（項目法人制、項目招標制、建設監(jiān)理制等）6.2 招標方案

21、6.2.1 招標范圍、招標方式、資質(zhì)要求、標段劃分 6.2.2 業(yè)主組建方案：含政府批準的組建批復文件，若有工商執(zhí)照應附上；項目法人情況；項目法人資本金等及填報。,7 項目施工組織設計 7.1 施工條件（道路、供水、供電、占地、搬遷等）7.2 天然建筑材料（含工程材料分布、質(zhì)量及運輸條件等）7.3 施工交通及施工總布置圖7.4 施工方法及施工機械基本要求7.5 施工順序及進度計劃7.6 施工管理與監(jiān)理

22、,,8 投資估算 8.1 編制依據(jù)及原則8.2 基礎資料編制8.3 分部估算編制8.4 預備費8.5 前期工作費（含勘察費、設計費）,9 方案比選 9.1 技術方案的比選9.2 施工技術比選（含施工難易程序、工期等）9.3 投資估算比選9.4 確定推薦方案 10 工程實施效果評價 10.1 環(huán)境影響評價10.2 經(jīng)濟、社會、減災效益評價,11 下步工作建議 11.1 存在的主要問題

23、 11.2 建議 附 件 （1）承擔單位的資質(zhì)等級證書、營業(yè)執(zhí)照、主要業(yè)績介紹（2）委托書（3）《地質(zhì)災害防治項目地質(zhì)勘察報告》的專家審查意見及相關批復（4）《地質(zhì)災害防治項目工程地質(zhì)勘察報告》（另冊，份數(shù)視情況確定）,附圖及附表 （1）總平面布置圖（1:500～1:1 000） （2）剖面圖（1:500～1:1 000） （3）分項工程平面布置圖（1:100～1:500） （4）分項工程典型剖面圖（1

24、:100～1:200） （5）新工藝、新方法實施說明及示意圖 （6）基礎資料統(tǒng)計表（含主要材料、單項工程量等） （7）投資估算的所有表格 （8）提交數(shù)字化成果（光盤或軟盤） （9）項目法人登記表 （10）項目主要參數(shù)表 （11）項目特征表 （12）招標方案,,滑坡治理工程初步設計報告編寫內(nèi)容格式,0 前 言 0.1 任務由來0.2 項目地理位置、行政區(qū)別、坐標0.3 可行性研究報告的

25、主要結(jié)論及批復意見0.4 設汁依據(jù),1 概 述 1.1 地質(zhì)災害治理的必要性與緊迫性1.2 工程的任務與規(guī)模1.3 工程布置及主要防治工程1.4 施工組織設計1.5 環(huán)保設計1.6 工程管理1.7 工程概算1.8 經(jīng)濟評價,2 工程地質(zhì)條件與地質(zhì)災害特征 2.1 地理環(huán)境 2.1.1 地理位置 2.1.2 氣象水文 2.1.3 庫水調(diào)度 2.1.4 社會經(jīng)

26、濟狀況及交通條件,2 工程地質(zhì)條件與地質(zhì)災害特征 2.2 地質(zhì)環(huán)境 2.2.1 地形地貌 2.2.2 地層巖性 2.2.3 地質(zhì)構(gòu)造 2.2.4 水文地質(zhì) 2.2.5 新構(gòu)造運動與地震（地震基本烈度與地面加速度）,2 工程地質(zhì)條件與地質(zhì)災害特征 2.3 地質(zhì)災害基本特點 2.3.1 地質(zhì)災害類型、位置、分布范圍、前后緣高程、面積、體積等 2.3.2 地質(zhì)災害空間形

27、態(tài)（平面、剖面形態(tài)及微地貌特征） 2.3.3 地質(zhì)災害體的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)（如滑體的物質(zhì)組成與組構(gòu)，滑帶特征等） 2.3.4 各類巖土體的物理力學性質(zhì) 2.3.5 水文地質(zhì)（含水層類型，巖土體的滲透性及地卜水位等） 2.3.6 變形破壞及危害特征,3 地質(zhì)災害體穩(wěn)定性評價和預測 3.1 計算剖面的確定（規(guī)模較小而簡單者計算主滑面，規(guī)模較大且復雜者應視情況計算數(shù)個剖面） 3.2 計算參數(shù)的確定

28、3.2.1 地勘報告推薦（室內(nèi)及原位試驗分析） 3.2.2 反演分析 3.2.3 參數(shù)選?。ǜ鶕?jù)試驗和反演按權重綜合確定）,3 地質(zhì)災害體穩(wěn)定性評價和預測 3.3 穩(wěn)定性計算（計算方法不少于兩種，復雜情況應做專門數(shù)值分析）及計算結(jié)果 3.4 敏感性分析 3.5 穩(wěn)定性綜合評價 4 滑坡推力計算 4.1 工程等級、工況及安全系數(shù)的確定 4.2 設計依據(jù)、標準與安全系數(shù) 4.3 工程布置,5

29、治理工程設計 5.1 設計指標（如滑坡推力，排水溝的設計排洪量等） 5.2 分項工程的綜合作用分析 5.3 分項工程設計 5.4 工程量,6 工程監(jiān)測設計 6.1 監(jiān)測工程的目的與任務 6.2 設計原則與依據(jù) 6.3 監(jiān)測工程布置 6.4 監(jiān)測工程設計（方法、手段等） 6.5 監(jiān)測工程量,7 施工組織設計 7.1 施工條件（三通一平、地形地貌、水文） 7.2 料場選擇與開

30、采 7.3 施工方法及施施工工序 7.4 施工交通運輸 7.5 施工總體布置 7.6 施工總進度,8 環(huán)保規(guī)劃設計 8.1 設計依據(jù) 8.2 施工對環(huán)境影響評價 8.3 環(huán)境保護設計 8.4 環(huán)境管理與環(huán)境監(jiān)測,9 工程管理 9.1 管理體制和組織機構(gòu) 9.2 工程管理范圍和保護范圍 9.3 工程管理設施 10 工程概算 10.1 編制依據(jù)及標準 10.2 工程量統(tǒng)

31、計表 10.3 經(jīng)濟概算,11 經(jīng)濟、社會效益評價 11.1 經(jīng)濟效益評價 11.2 社會效益評價12 主要結(jié)論與建議 12.1 主要結(jié)論 12.2 建議,初步設計圖冊應含： （1）地質(zhì)平面圖（1:500～1:2 000） （2）工程地質(zhì)剖面圖（1:200～1:1 000） （3）防治工程總平面布置圖（1:500～1:1 000） （4）總剖面圖（1:500～1:1 000

32、） （5）分項工程平面布置圖（1:100～1:500） （6）分項工程剖面圖（1:100～1:200） （7）工程監(jiān)測布置圖 （8）施工組織設計平面布置圖 （9）重點項目、部位細部大樣圖（1:50～1:100） （10）新工藝、新方法實施說明及大樣圖,附 件： （1）地質(zhì)災害防治項目地質(zhì)勘察報告、可行性研究報告、專家審查意見及批復（其中，地質(zhì)災害防治項目地質(zhì)勘察報告、可行性研究報

33、告另冊） （2）業(yè)主委托書 （3）承擔單位資質(zhì)證書（復印件）、營業(yè)執(zhí)照、設計人員執(zhí)業(yè)證明等 （4）設計計算書（含結(jié)構(gòu)力學及計算參數(shù)） （5）基礎資料統(tǒng)計表（含單項工程材料等表格） （6）工程概算所有相關表 （7）治理工程試驗報告 （8）治理項目特征表 （9）數(shù)字化成果軟盤或光盤,滑坡治理工程施工圖設計報告編寫內(nèi)容及格式,0 前 言 0.1 任務由來0.2

34、項目地理位置、行政區(qū)別、坐標0.3 初步設計報告的主要結(jié)論及批復意見0.4 設汁依據(jù),1 概 述 1.1 工程的任務與規(guī)模 1.2 工程布置及主要治理工程 2 治理工程設計 2.1 設計指標 2.2 分項工程設計 2.3 工程量,3 工程監(jiān)測設計 3.1 監(jiān)測工程的目的與任務 3.2 設計原則與依據(jù) 3.3 監(jiān)測工程布置 3.4 監(jiān)測工程設計（方法、手段等） 3.5 監(jiān)測工程

35、量,4 施工組織設計 4.1 施工條件（三通一平、地形地貌、水文） 4.2 料場選擇與開采 4.3 施工方法及施工工序 4.4 施工交通運輸 4.5 施工總體布置 4.6 施工總進度,5 環(huán)保規(guī)劃設計 5.1 設計依據(jù) 5.2 施工對環(huán)境的影響評價 5.3 環(huán)境保護設計 5.4 環(huán)境管理與環(huán)境監(jiān)測,6 工程管理 6.1 管理體制和組織機構(gòu) 6.2 工程管理范圍和保護范圍 6.3

36、 工程管理設施 7 工程預算 7.1 編制依據(jù)及標準 7.2 工程量統(tǒng)計表 7.3 經(jīng)濟預算,施工圖設計圖冊應含： （1）地質(zhì)平面圖（1:500～1:2 000） （2）工程地質(zhì)剖面圖（1:200～1:1 000） （3）防治工程總平面布置圖（1:500～1:1 000） （4）總剖面圖（1:500～1:1 000） （5）分項工程平面布置圖（1:100～1:500）

37、（6）分項工程剖面圖（1:100～1:200） （7）工程監(jiān)測布置圖 （8）施工組織設計平面圖 （9）重點項目、部位細部大樣圖（1:50～1:100） （10）新工藝、新方法實施說明及大樣圖,附 件： （1）地質(zhì)災害防治項目地質(zhì)勘察報告、可行性研究報告、初步設計報告、專家審查意見及批復（其中，地質(zhì)災害防治項目地質(zhì)勘察報告、可行性研究報告、初步設計報告另冊）。 （2）業(yè)主委托書。