六盘水铁路枢纽建设中斜坡软土滑坡灾害整治

在贵州六盘水铁路枢纽工程建设中，线路经过煤系地层软岩山麓斜坡地段，施工开挖揭露出一种特殊罕见的“非近代水下、静水或缓慢水流中沉积”的坡残积、坡洪积型软粘土，暂定名“坡麓相斜坡软土”，简称“斜坡软土”。这种土的物理力学特征及其工程特性与一般常规软土相似，但因其底部横坡较陡，天然地基或工程边坡的稳定性极差，对工程的危害极大，工程施工期间曾发生了严重的滑坡灾害。笔者结合工程勘察与滑坡整治设计实践，论述斜坡软土成因、特征及其工程特性，分析探讨滑坡形成机理及整治措施。最后列举两个典型滑坡整治实例，总结勘察设计与施工的经验体会，供有关工程技术人员借鉴。     

黔桂线斜坡软土成因分析及整治措施

在地下水饱水带的长期浸泡软化下，亲水性强的坡残积和坡洪积的黏土层、泥炭质土、炭质页岩全风化层逐渐在斜坡上形成特殊的软土，简称“斜坡软土”。这种土的物理力学特征及其工程特性与一般常规软土相似，但对工程的危害极大。介绍了黔桂铁路全线的气象、地形地貌、岩性、地层结构等特征，阐述了该线斜坡软土的成因、分布及特性。结合并行中的贵新高速公路斜坡软土整治经验，提出了所采取的工程治理措施意见。     

潮州至惠州高速公路煤系地层边坡滑动机理研究

分析了广东省潮惠(潮州—惠州)高速公路沿线一煤系地层滑坡的地质结构特征及滑坡类型。运用饱和-非饱和渗流及强度理论,对煤系地层边坡在降雨条件下的变形特征及滑动机理进行了有限元分析。该边坡的滑动机理为:降雨引起边坡中的地下水位从坡脚开始上升,坡脚处的煤系地层遇水易软化,强度迅速降低,导致坡脚失稳,牵引上部边坡产生张拉裂缝;持续降雨沿张拉裂缝入渗,在煤系地层接触面上汇流并沿着岩层向坡脚贯通,形成了煤系地层软化的滑动带,促使其发生滑动。     

路堑边坡滑坡成因机制浅析及防治对策

研究目的:针对云桂铁路大菠萝黑路堑边坡滑坡,在现场地质调绘、钻探、物探及工程测试等综合勘探的基础上,从工程地质环境、采空区影响、降水及施工影响等几方面对该滑坡的成因机制进行分析研究,并提出防治对策,为类似工程提供借鉴。研究结论:(1)路堑工程边坡滑坡的产生主要受地层岩性及采空区的影响,特殊沉积环境下形成的砂岩、泥岩等膨胀岩,成岩作用差,力学强度低,受人为洞采影响形成扰动圈进一步降低了该区域地层的力学强度;(2)现场岩土体力学参数较施工图指标降低较多,岩体下滑力大于抗滑桩的抗滑力,造成第一排桩倾覆变形,第一级边坡滑动后,使第二排桩锚固段减小,致使第二排桩倾斜变形,最终形成工程边坡滑坡;(3)该工程边坡滑坡的破坏形式,下部表现为推移式破坏,而上部呈现为拉裂式破坏;(4)对该工程滑坡的整治,应在滑坡体上部清方减载的基础上根据力学指标合理布设抗滑桩,并辅以地表水及地下水的疏排措施的综合方案;(5)本研究结论对类似地质条件下的铁路及公路工程深路堑地段的勘察和施工具有借鉴意义。     

吉林省柯岛组砂岩边坡破坏机制和治理措施研究

以延图高速公路中里滑坡治理为依托,研究分析地层岩性、地质环境等对柯岛组砂岩边坡稳定性的影响,研究表明：柯岛组砂岩中的凝灰质成分易形成软弱泥化夹层,成为潜在滑动面,在开挖卸荷和地下水作用下,易发生沿潜在滑动面的顺层滑动或蠕滑破坏;边坡治理方案应首选抗滑桩,必要时可在滑坡体前缘设置抗滑挡墙;还可采取削坡与压脚工程,并采用植被护坡、地表排水、坡体裂隙封闭等方式防止地表水入渗。     

综合地质分析法在工程滑坡预测整治中的应用

研究目的:昆明南连接线高速公路工程五标段在即将交付验收前,一段路基地段出现两处较为严重的滑坡险情,其中一处已经完全滑塌,另一处处于滑溃前的极限状态。本文通过工程案例的现场调查分析及整治处理,试图找到一种能够早期预测工程滑坡隐情并减少甚至避免工程滑坡灾害发生的方法途经,为今后公路、铁路、地铁、水库大坝等工程中类似边坡工程问题的处理提供借鉴。研究结论:(1)现有两处滑坡的性质、状态截然不同,其中K 23+475~550段属于彻底滑溃的浅层顺层岩质滑坡,已基本稳定,K 23+680~800段属于深层牵引式土质滑坡,处于滑溃前蠕变阶段,状态极不稳定;(2)利用综合地质分析法分析预判出,K 23+550~680段边坡属于潜在的浅层顺层岩质滑坡,存在滑塌的极大可能;(3)根据滑坡各自的性质特征,提出了不同的整治方案,依次分别是:彻底清除、预加固、应急抗滑与永久抗滑;(4)本文提出的综合地质分析法可为类似边坡工程的灾害预判、应急抢险、永久整治提供借鉴。     

印尼Karawang地区泥页岩路堑边坡破坏模式及对策

研究目的:泥页岩是一种典型的膨胀性沉积地层,工程地质条件及力学性质较差,路堑边坡稳定性控制问题突出。雅万高铁在Karawang地区穿越泥页岩地段,路堑开挖后经历1～2个雨季后遇水软化、加速崩解,发生多处变形破坏,对工程建设产生较大影响。因此,有必要开展泥页岩路堑边坡破坏模式及对策研究,为该地区及类似地区泥页岩边坡治理与防护提供参考。研究结论:(1)海相沉积路堑边坡具有黏土-泥页岩二元结构,强度低、易崩解;(2)边坡破坏类型包括浅层溜塌、顺层滑动、坍塌,具有顺层性、季节性、平缓性、浅层性、滑面形态多为折线形的特点;(3)检算时需考虑抗剪强度的折减,采取适宜措施,加强排水,随挖随护;(4)滑坡治理可采取设置抗滑桩、支撑渗沟、仰斜排水孔、土工格栅、换填非膨胀土等措施;(5)本研究成果已用于雅万高铁泥页岩路堑滑塌治理,可为本地区及类似地区设计积累经验,同时可为规范修编提供参考和借鉴。     

预应力钢锚管加固煤系地层边坡施工技术研究

分析仁新(仁化—新丰)高速公路K227+210—K227+385段煤系地层边坡的工程地质条件、边坡滑动过程及成因、滑动带物质结构特征。滑动带位于煤层或全风化砂岩夹泥页岩中。采用传递系数法反算滑带土强度指标并计算滑坡推力,分析预应力钢锚管加固机理。总结分析预应力钢锚管注浆加固施工工艺,可供类似地层边坡加固工程参考。     

黄土特高边坡垮塌原因分析及综合整治措施

研究目的:黄土高边坡在地表水、地下水及隐形滑动面的作用下,极易发生溜坍或滑动。例如,陕北某黄土沟谷一挖方高边坡,其挖方边坡高度为110 m,为超高边坡且原始边坡中下部发育有大型古滑坡,2015年雨季持续降雨造成六级平台以下边坡发生坍塌,2016年雨季强降雨使边坡左、右两侧滑塌区范围进一步扩大,局部六级平台已全部垮塌,坍塌面局部延升至十二级平台边缘,整个黄土特高边坡处于极不稳定状态,本文旨在对该特高边坡垮塌原因进行分析并提出综合整治措施。研究结论:(1)查明了黄土超高边坡的地质结构及相应力学特性,采用瑞典圆弧法得到了边坡稳定性检算结果;(2)根据本边坡工程地下水补、径、排情况,得出了地下水对黄土边坡稳定性影响规律;(3)探明了原始边坡古滑坡分布范围和滑面埋深,找到了古滑坡和黄土边坡坍塌的内在关系及坍塌成因;(4)本黄土特高边坡高度超过了相关规范适用范围,但经过专门论证研究,采用设置竖向渗井、抗滑桩、挡土墙等综合整治措施,保证了边坡的稳定性;(5)本边坡综合治理设计及施工经验可为高大土质边坡、地下水丰富的边坡治理工程提供借鉴或参考。     

大田一号隧道洞门仰坡蠕滑体整治方案

贵广高速铁路大田一号隧道施工过程中,隧道进口仰坡山体发生了蠕动滑移,形成蠕滑体.在仰坡前缘继续临空及雨季地表水下渗进一步软化土体的情况下,该蠕滑体极有可能形成较大范围的工程滑坡,对工程带来较大的安全隐患.依据仰坡蠕滑体的工程地质条件、形成原因及稳定性评价,本文针对该蠕滑体采用多种措施相结合的综合整治方案进行治理:在垂直...     

中兰铁路黄土滑坡发育特征及成因机理研究

中兰铁路北湾至转石梁段发育有大量黄土滑坡,具有成因复杂、危害严重、治理困难等特点,对线路运营危害极大。在野外调查、无人机航拍的基础上,综合工程勘探、遥感解译成果,运用成因机制法分析沿线黄土滑坡的成因机理,提出了有针对性的防治措施。研究表明:(1)区内黄土滑坡在平面上多呈簸箕形或长舌形,普遍具有"低滑速、短滑距、多期滑动"的特征;(2)滑坡滑体多为砂质黄土,在下伏基岩风化严重的斜坡上,滑体底部存有母岩碎块,按地质成因机理可分为牵引-溜坍型滑坡和溜坍-剪切型滑坡两类;(3)牵引-溜坍型滑坡多孕育于斜坡的中、低处(多为小型滑坡),溜坍-剪切型滑坡多发育于斜坡的较高处(多为中型滑坡);(4)在降雨作用下,斜坡上覆黄土的力学行为是两类滑坡成灾的关键,可采取"清除上覆黄土+排水+坡面防护"的防治措施。     

成昆铁路昔格达地层工程地质特性及对策研究

研究目的:成昆铁路是四川、西北地区与云南省及东南亚地区的重要连接通道,沿线昔格达地层分布较广,但受其成因机制、物理力学特性、构造条件及地下水等因素的影响,在工程上主要表现为边坡失稳破坏及隧道围岩大变形等工程问题,给工程建设带来巨大危害。本文结合成昆铁路扩能改造工程建设,在前人研究的基础上,针对穿越昔格达地层铁路修建的关键技术问题,通过试验分析,提出其合理的地质参数和工程措施,从而解决实际工程问题。研究结论:(1)昔格达地层为极软岩,产状平缓,具有水稳性差、透水性弱的特性;(2)针对路基工程,昔格达地层路堑边坡当岩层倾角≥5°时应考虑顺层影响,高填方及斜坡填方段应设侧向约束桩,加强地表排水及坡面防护,防止基底受水软化;(3)针对桥梁工程,昔格达地层宜作为明挖基础和桩基础的持力层,但基坑开挖后应尽快浇筑混凝土,以免坑壁坑底渗水软化变形;(4)针对隧道工程,昔格达地层应遵守"短进尺、重超前、少扰动、严控水、强支护、快封闭、早衬砌"的极软岩隧道施工原则;(5)本研究成果对我国西南山区类似工程地质条件下的铁路、公路等工程建设具有借鉴意义。     

炭质泥岩工程力学特性试验研究

研究目的:路基沉降问题一直是交通运输行业关注的重点。近年来,在西南山区公路、铁路建设中相继发现炭质泥岩这类特殊岩土,炭质泥岩亲水性强,受水后软化效应明显,这给沉降控制标准极高的高速铁路后期运营带来极大危害。本文结合桂广铁路某车站炭质泥岩段路基沉降治理工程,在室内通过物理、水理及力学性质试验,结合扫描电镜(SEM)试验研究该炭质泥岩的工程力学特性。研究结论:(1)炭质泥岩干密度越大,其膨胀率、膨胀力也越大;含水率越大,其体积收缩越明显,缩限含水率为7. 2%～8. 5%;(2)炭质泥岩颗粒呈多边形、面积较大的薄片状颗粒,浸水后颗粒崩解、面积减小,大孔隙明显增多;(3)炭质泥岩浸水前表现出明显的剪胀特性,浸水软化后表现为剪切压密,浸水软化前后其黏聚力和内摩擦角分别为112. 7 k Pa、4. 5 k Pa和29. 9°、8. 1°;(4)炭质泥岩软化后的压缩变形量接近浸水前的19. 6倍;浸水软化前后的压缩模量E_(s,1-2)分别为13. 0～15. 0 MPa和3. 0～5. 0 MPa;(5)本研究结果可为炭质泥岩地层的在建和拟建交通工程的设计与施工提供借鉴或参考。     

高原斜坡软土地区铁路路基综合研究与施工

内昆铁路老锅厂—李子沟段的高原斜坡软土是一种罕见的地质现象 ,是在特定的地质条件和局部气候条件下形成的特殊性质的软土 ,在这样的地质条件下修筑路基都将面临路基稳定并如何施工这一课题。通过对该段路基施工的试验研究 ,有针对性地提出并实施“排水治软抗滑”指导原则和处理措施 ,形成与之相适应的高原斜坡软土地区的路基综合施工技术。     

堆载诱发型滑坡变形演化机理的模型试验研究

基于模型试验,对堆载诱发型边坡滑坡的变形机理及演化过程进行研究。研究结果表明:(1)堆载诱发型滑坡的变形演化规律可归纳为:后缘压缩阶段→蠕动变形阶段→加速滑动阶段→剧滑阶段,且剧滑启动之前的加速变形过渡时间极短;(2)利用FLAC3D软件进行堆载滑坡演化过程的动态数值分析,模拟过程中坡体应力场和位移场的演化特征表现为从上向下逐步贯通,与模型边坡破坏过程相符;(3)堆载诱发型滑坡破坏过程历时短、突发性强,在坡脚产生持续位移时即应做出滑坡预警。     

兰渝线太公车站滑坡病害原因分析及综合整治

以太公车站滑坡为例,综合分析了该滑坡的形成原因,进行了滑坡稳定性检算、滑坡工程整治受力计算,并根据该滑坡坡面形态、边坡高度、地层岩性等具体情况,采取了上部刷方减载、坡脚设支档结构结合排水工程的综合治理方案。     

川西全强风化卵石土边坡稳定性影响因素分析

研究目的:四川西部地区分布大量的全强风化卵石土(Q₂、Q₃)地层,该类边坡遇水易软化失稳,出现垮塌、溜坍等灾害。以川西铁路典型边坡工程为依托,利用颗粒流数值模拟分析该类边坡破坏及发展的全过程动态问题,研究坡率、坡高、含水率三种因素对边坡稳定性的影响,获得敏感性顺序,提出边坡设计时坡率、坡高的控制建议,为风化卵石土地层的边坡工程建设提供技术支撑。研究结论:(1)全强风化卵石土边坡整体失稳时符合牵引式滑动特征,滑体呈现散体状;(2)该类边坡稳定性因素敏感性顺序为：坡率>坡高>含水率,当坡率由1∶1.5增加至1∶0.75时,边坡稳定性系数降幅达1.9,含水率由14%增加到16%时,软化作用明显,坡高较小时边坡更稳定;(3)建议边坡设计时,坡率小于1∶1.25,坡高控制在8 m以下,并做好防排水措施,使边坡含水率控制在14%以下;(4)本研究可为川西地区全强风化卵石土边坡稳定性分析和防护设计提供依据。     

渝湘高速公路某顺层滑坡渐进破坏机理及防治措施研究

研究目的:针对工程隐患较大且整治困难的长大顺层滑坡,深入分析其分段滑动破坏机理,并提出具体施工防治措施.研究结论:(1)该长大顺层滑坡的分段渐进性破坏是受应力条件,炭质泥岩软化特征的综合影响,其中炭质泥岩的易滑特征起主导作用,工程建设中应多加重视;(2)该类滑坡的整治措施,多以抗滑桩为主,但由于目前滑体变形错动较大,且...     

斜坡软土地段路堑工程设计与施工

内昆铁路老锅厂—李子沟段 ,为罕见的云贵高原斜坡软土地带 ,全长 13 .6km ,气候恶劣 ,全年雨雾天气达2 2 0余天 ,地质条件不良。以挖方通过深厚软土顺层滑坡地段 ,既要满足抗滑挡护工程安全规范施工条件 ,又要保证抗滑挡护工程的长久稳定可靠 ;既要保证路堑基底施工处理质量 ,又要避免路基病害发生 ,控制工后沉降。对斜坡软土条件下路堑工程设计与施工技术进行分析与研究 ,并在施工中取得良好的效果。     

桩端炭质泥岩浸水前后动力变形特性模型试验

研究目的:近年来,在我国西南山区的公路、铁路建设中均出现了炭质泥岩这种特殊岩土,因其浸水后极易软化,而且发生膨胀变形,导致在荷载作用下经常发生承载力不足、沉降变形增大和边坡失稳等一系列工程地质灾害,对沉降控制标准极高的高速铁路后期运营带来极大危害。为评价桩端炭质泥岩在浸水和动荷载条件下对高铁路基沉降影响,本文通过动力模型试验研究了桩端炭质泥岩在浸水前后、动荷载作用下的变形特性。研究结论:(1)动荷载为200～400 N时,桩端炭质泥岩浸水前后的换算沉降分别在2. 92～9. 64 mm和36. 74～63. 48 mm之间,浸水后沉降变形显著增加;(2)浸水与列车动荷载是导致桩端炭质泥岩产生过大工后沉降的主要因素,水对炭质泥岩的沉降影响远大于动荷载作用;(3)荷载振动次数对滞回曲线的六项指标λ、k、d、S、ζ、η有显著影响;(4)炭质泥岩浸水后,强度、刚度明显降低,粘滞性显著增大,能量耗散能力增强,在动荷载下损伤程度明显增加,软化效应显著;(5)本研究结论可为类似工程地质条件下的公路与铁路路基设计与施工提供借鉴和参考。