西南山区地质灾害治理工程施工技术问题.doc

1、西南山区地质灾害治理工程施工技术问题（中铁二院 蒋忠信）1.滑坡与不稳定斜坡治理工程1.1 抗滑支挡工程类型主要抗滑支挡工程类型有抗滑挡土墙、抗滑桩、预应力锚索及复合结构锚索桩、桩板墙等。一般地, 抗滑挡土墙用于推力较小的滑坡(经验为300kN/m); 抗滑桩与预应力锚索用于推力较大的滑坡, 其中从经济性考虑抗滑桩宜用于滑体较薄者, 预应力锚索宜用于滑体较厚者; 锚索桩用于推力过大或桩过长的滑坡, 桩板墙用于桩间要回填土或桩间土不稳定的滑坡(边坡)。应急抢险多釆用工效髙但费用也较髙的微型钢管桩。如四川某机场在#12滑坡突滑后立即在滑坡后缘以外的土面区设3排钢管桩应急加固，短期内遏制了滑坡向其后

2、场区的急剧牵引变形，维持了近一年的基本通航。但因钢管桩以边坡潜在破裂面为滑面进行设计，桩长有限，不到一年就越过桩底重新滑移，仅起到临时应急抢险加固之作用。1.2 抗滑桩1.2.1 一般抗滑桩结构抗滑桩结构据检算确定.据经验, 桩心间距一般采用48m，净间距24m。嵌固段长度是桩全长的1/2(土层)1/3(岩层), 锚拉桩为1/31/4。人工开挖桩井的矩形桩比机械钻井的圆形桩要经济, 因此桩截面一般采用矩形。矩形短边长要满足人工开挖作业要求,不小于1.0m。桩身砼不低于C20, 常用C25; 锁口护壁砼不低于C15。基岩中护壁要减薄, 中风化层中可取消。配筋中要注意构造筋和箍筋的合理而不过多,

3、受力筋要纵向截筋和满足保护层厚度(6cm), 现两肢或三肢成束的受力筋有不利防腐之虑。1.2.2 人工挖孔抗滑桩施工(1) 井囗仰坡支护坡面甚陡时, 开挖锁囗削坡可能使坡体坍塌, 必须先行支护坡面后再行开挖，或抬髙锁囗不开挖坡体。如都江堰市湯家沟滑坡，抗滑桩设于髙陡山坡中，桩顶又低于坡面，下挖锁囗盘即导致后壁坡体开裂坍塌，后对后壁增用喷锚固坡后方恢复桩井施工。要严格跳桩开挖，避免同时开挖扰动滑体，加剧变形。如甘孜州某城南滑坡，由于在滑坡前缘桩位拉槽开挖等原因，使滑坡变形范围扩大，甚至殃及毗连的己用桩板墙治理并己稳定的另一滑坡，使之也产生了大范围开裂，甚至部分抗滑桩明显位移，被迫进行应急加固、补

4、充勘查，治理工程范围和力度都被迫加大。(2) 桩井护壁与开挖因投标踏勘时对滑坡地质条件认识不足，桩井开挖中常见问题： 1）为赶工期，未跳桩开挖，甚至雨季施工，影响坡体稳定。如南昆铁路林逢膨胀岩土滑坡，因雨季施工抗滑桩，桩前膨胀土强度和抗力剧降，成桩后桩身倾斜失效，除另行增设抗滑工程外，因斜桩己侵入铁路限界，还费大力气进行扶正、切除，仍不彻底。2）因护壁偏弱，分节偏长，地下水作用，导致井壁坍塌，重新回填、护壁工程量难得认可。如古蔺二郎镇滑坡，地下水位高，桩井开挖措施与之不适应，井壁坍塌严重，补救花费甚大，但因施工图己标明地下水位，补救工程仅实际水位高于设计水位的部分得到承认。3) 土石比变化，岩

5、层、块石层人工开挖困难；放炮震动引起坡体变形。前者如开江金山寺滑坡用磨盘钻套钻完整砂岩成桩井，成本甚高。后者如都江堰市红梅村滑坡，距之百余米外道路因外侧髙堡坎己局部变形而欠稳定，桩井放炮开挖的轻微振动影响的叠加，使道路内侧路面微裂，施工单位被勒令停工并课以罚金。4）软弱层中，桩井护壁內缩，井底上鼓。如南昆铁路永丰营填方滑坡，位于宽缓溶蚀洼地中，铁路以挖作填，因拟填高度超过软基极限填高，累填都不达髙度要求，超量的填土从地下将软基前挤，致使距路基百余米外的平缓田地鼓胀隆起，形成塑性滑坡。初在填方脚设桩抗滑，但在软基中开挖桩井十分困难，0.5米一节护壁也内缩，尤其是井底上鼓量可超过前一班的开挖深度，

6、被迫放弃抗滑桩方案，对耕地赔偿并内移改线绕避。 (3) 动态调整及时反馈开挖揭示的滑动面信息, 重新计算滑坡推力，进行动态设计，变更桩长、截面与配筋。不能桩长不变而使桩顶随滑动面起伏而不平齐。如宜宾某场镇道路滑坡, 在道路堡坎前釆用抗滑桩支撑，但近百根抗滑桩套用同一长度单一桩型, 并要求嵌入中风化基岩同一深度。由于基岩中风化面起伏大, 竣工后桩顶高低不齐, 高差甚大，致使各桩的支撑髙度不一，且景观怪异, 饱受责问, 花费大力气整改。因地形变化，桩顶也不能显得过低，以防越顶剪出。四川前述机场为加固高逾百米的填土边坡, 在坡脚抗滑桩以上的边坡耗巨资铺设土工格栅数十层, 格栅铺于坡面以内2040m范

7、围，完工后边坡仍发生大规模坍滑, 滑体从桩顶越出, 还推倒桩前20m外的挡土墙。滑体后缘仅距坡顶十余米, 土工格栅未能起作用。 (4) 桩与板/锚的连接桩板墙的桩间板，可以预制, 也可现浇，桩与板的连接是关键。预制板吊装于桩背的托耳上，板后回填土要密实。现浇板的伸长筋要与桩上预留钢筋规范搭焊。锚拉桩宜先浇桩，桩上预留锚孔，注意准确把握孔的方位与倾角，如南昆铁路八渡车站滑坡。(5) 桩身浇注、质量检测与桩顶位移监测 按比例用无损检测抽检桩身, 查明桩身质量及有无断桩、沉碴。因此要先行清除桩底沉碴，然后一次性浇注桩身，有条件时用商品砼。悬臂桩及桩间板立膜和放线要直而准，保证桩截面和板厚度达设计要求

8、，平面和立面平直美观。都江堰市青城后山一桩板墙工程，桩体平面上歪扭，两侧边凹进致宽度不足，桩间板平面上歪曲且厚薄不均，各段板错置不成一直线，立面上凸凹不平，外观极丑，且影响结构受力和钢筋防护，整改难度甚大。按监测设计设点进行桩顶位移监测，超过规范允许值应及时补救。如美姑县红茶楼滑坡，为古滑坡的部分复活，新滑面下尚有软弱面。抗滑桩完工后以桩底端为支点桩顶明显向外倾斜位移，遂实施排水隧洞补强。后实测又显示全桩平行外移，推测系沿桩底以下软弱面又形成了深层滑面，整桩坐船蠕移。桩顶位移可按建筑桩基技术规范计算，但对悬臂桩和埋入桩如何区别对待，尚不明晰。该规范将桩顶位移允许值设为100mm, 依据似不足。

9、1.2.3 微型钢管桩圆形钻孔桩，直径不大于30cm；采用电焊直缝钢管，管径一般140mm, 内外灌注水泥砂浆；钢管内还可加插钢筋戓束筋。一般设2-3排，桩顶用纵/横梁连接。施工中要严格钢管防腐，保证管内外灌浆饱满。近年来, 因人工及材料费飞涨, 钢管桩造价不一定就比人工挖孔桩高, 应用日渐广泛。据四川省公路院在广巴路的试验桩，桩径18cm、管径140mm、受荷段长8m的二、三排群桩的极限抗滑力分别达到463、595kN/m, 造价比采用人工挖孔桩还低, 用于治理中小型滑坡和边坡是可行的。1.3 挡土墙结构与施工1.3.1 抗滑挡土墙(1) 类型一般选用圬工重力式路堑挡土墙, 不用衡重式墙型，

10、以减少开挖。(2) 结构墙顶宽度不小于0.5m; 面坡陡(一般1:0.25), 背坡可俯斜或仰斜; 底面可向内倾斜以抗滑, 斜率不大于0.2:1。墙底纵坡大于5%时, 基底设成台阶状。墙顶要平顺, 不同截面要过渡, 平面转折要妥善銜接。(3) 材质以砼与片石砼为优, 浆砌片/块石亦可, 尽量不用浆砌卵/漂石, 不得己釆用卵/漂石时应破碎。 墙面勾缝要美观, 阴/阳皆可; 墙顶抺面要光洁, 不应另计费。(4) 埋深与襟边斜坡上土层中埋深不小于1.0m , 襟边1.52.5m；岩层中埋深0.25-1.0m , 襟边0.252.0m；平地上埋深可减小，但应从墙前水沟底起算，且不小于0.5m。不应机械

11、地要求嵌入基岩甚至中风化层而过度深埋，如汉源新县城。(5) 伸缩缝墙身每隔10m设一伸缩缝, 缝要垂直并保证填塞深度。(6) 排水泄水孔按上下左右每隔2-3m交错布置, 坡度不小于4%, 保证畅通，验收前应复查。反滤层厚度不小于0.3m, 级配合理; 顶、底面要设粘土封闭隔水层, 并压实。墙前水沟要浅或不设，以免影响墙的埋深。(7) 回填墙后回填土要夯压密实, 以满足设计抗剪强度要求。(8) 临时边坡施工中复核临时边坡的设计坡率, 严格跳槽开挖, 必要时密集跳槽并加强基坑临时支撑, 严防坑壁坍塌。如德格县城看守所挡土墙，设于人工填土的髙陡边坡坡脚，基坑临时开挖边坡陡达1:0.39，长10多米未

12、跳槽开挖又未加强临时支护，导致开挖中边坡坍塌，掩埋致死多名工人，教训殊深。1.3.2 锚杆挡土墙 (1) 类型挡土墙加设锚杆, 形成锚杆挡土墙。可为肋柱式或无肋柱式。5-12地震区既有挡墙多破损, 拆除重修的施工风险大, 外加设肋柱锚杆来加固修复较稳妥。(2) 结构肋柱间距2.0-3.0m, 矩形, 宽30-50cm, 材料为钢筋砼。柱底伸入地面不浅于1.0m, 必要时设墩基。(3) 锚杆采用普通砂浆锚杆, 砂浆强度不低于M30, 不施加预应力。锚杆的密度、长度、孔径据检算确定, 一般间距不小于2.0m, 孔径不小于100mm, 成孔釆用冲击钻机, 土质中可用洛阳铲, 浅孔可锤击。杆体采用25

13、-32的螺纹钢筋, 必要时用2-3根成束。间隔设支架, 入孔居中.(4) 连接用钢垫板将锚杆固定于墙面, 外加砼封头。1.4 其它常用抗滑工程结构与施工1.4.1 减载、反压与裂缝夯填于滑坡后部削方减载, 前缘回填反压, 措施传统而行之有效。削方减载要在坡面较陡的下滑段, 且不要形成新的临空面, 必要时削成台阶状并注意坡面排水与防护, 并考虑恢复耕地的措施, 因会破坏耕地/林地而较少釆用。应放出坡肩线自上而下施工, 避免自下而上挖神仙土引起边坡失稳.反压于滑坡前缘剪出口和阻滑段, 要分层压实, 避免抛填, 应急抢险往往采用, 反压规模应超过临空面原开挖规模。如丹巴老街后山滑坡突滑后，在滑坡前缘

14、用人工码砌土袋支顶、反压，初步遏止了滑坡进一步向前推进，但反压力度仍不足，数月后反压体即发生位移，庚即实施抗滑桩和预应力锚索等永久性工程, 才使滑体得以稳定。夯填裂缝要超过裂缝一定宽度与深度, 粘性土回填后小型夯机或人力夯实。1.4.2 地表截排水沟包括滑坡后缘环形截水沟, 滑体中横向截水沟, 滑体中泉眼引排水沟。地表截排水沟的截面一般为倒梯形, 浅时可用矩形。纵坡陡时设急流槽、消能台阶, 转折处设消能沉砂井。沟的纵向应严格按设计坡率施工, 以通畅排水, 加强沟底清淤维护。一般用M7.5浆砌石, 圬工厚度不小于30cm。美化外观。滑体因蠕动可能使水沟开裂, 验收前应适时修补。横坡陡时两侧墙可不

15、等高, 内侧墙既不能高于坡面而阻水, 又不能挖成髙陡边坡；外侧不虚填。如宣汉某滑坡，截水沟大段内边墙高于其后坡面，不能汇水，折低边墙、墙上开孔、填平墙后坡面均很棘手。做好接入两侧自然沟道或既有沟渠的衔接, 圆顺过渡。1.4.3 地下截排水工程地下截排水工程因难以定量计算其抗滑效果, 釆用的阻力较大. 其类型较多, 施工要点:(1) 明沟、槽沟兼排地表水和上层滞水与浅埋潜水。一般深不超过1.2m(明沟)和2.0m(槽沟), 梯形（明沟）或矩形（槽沟）。重点做好沟外壁的反滤层和渗水孔。(2) 引水渗沟暗沟，深2.06.0m, 矩形。沟内充填渗水料且与沟壁间设反滤层。沟底设盖板或圆管, 其上留裂缝或

16、孔眼进水。沟顶干砌片石层之上夯填土层并与地面齐平。出口接端墙, 墙下部留排水洞, 墙外铺砌一段排水沟。(3) 仰斜式排水孔保证孔仰坡(10%-15%)与孔径, 多排时交错布置。插入具反滤功能的排水软管或带孔的塑料管。(4) 渗水隧洞在岩质滑坡中用直墙式, 土质滑坡中用曲墙, 纵坡不小于5, 拱部和边墙留渗水孔, 孔外设反滤包, 亦可打放射状集水孔, 还可与集水渗井(渗管)联合使用。洞门设端墙。较典型的有宣汉天台山滑坡、美姑红牌楼滑坡、南昆铁路八渡车站滑坡。天台山滑坡依据地下水等水位线图设计与实施形截水隧洞, 但因实际不存在统一的地下含水层, 排水量较小; 红茶楼滑坡设形洞, 因系大气降水补给的

17、地下潜水, 平时几无水可排; 八渡车站滑坡基岩裂隙水较发育, 设两条并列的形洞穿过滑面与构造带, 排水量较大, 效果较好。1.4.4 支撑渗沟支撑渗沟兼起疏排滑坡地下水和支撑滑体的双重作用。成组多条平行主滑方向布设, 矩形截面。底深于滑面并呈阶状, 保持台阶纵坡1%-2%。用干砌片石填筑, 顶、底面砌浆砌石隔水, 底面略呈V形, 并施设横坡; 两侧设反滤层。 出口接挡墙下部泄水孔, 墙外侧设排水沟。无墙时接干砌片石垛。2. 崩塌落石防治工程2.1 危岩主动治理措施2.1.1 清危与补缝对挑悬、孤立、松动的危石用人工清除, 并采用临时安全防护措施保障施工安全。慎用爆破清危。如石棉某坡体落石, 同

18、时砸中在省道上相向行驶的一辆货车驾驶室与一辆中巴车, 推动中巴车坠入大渡河, 无一人幸存, 两车共死亡十余人。落石原因曾认为可能系建水电站在其上方开挖绕坝公路放炮震动所致。后专家现场调研认为, 早在落石发生前一个多月己停止施工放炮, 且据落石与炮眼距离和装药量按成昆铁路试验成果计算所得最大地面垂直振动速度在1.5-5.0cm/s区间, 不会明显松动坡面危石, 放炮震动不是发生落石的主要原因。对张裂缝用水泥砂浆填补, 尽量清缝并满灌。2.1.2 锚固加固较完整的危岩体常用砂浆锚杆与预应力预固(锚索、锚杆)。多需搭脚手架施工, 过髙陡处可搭于挑梁式锚杆上, 必要时下加斜撑（如南昆铁路李子沟大桥边坡

19、, 青城山落笔槽危岩）。如内昆铁路李子沟大桥，要在髙近百米、陡达70的边坡中上部施工预应力预锚固工程, 从坡底搭脚手架不但规模过大, 也挤占桥梁施工场地, 遂釆用人工在陡壁上钻安锚杆与斜撑, 用以挑起钻机平台。锚固深度应视打孔揭示的主控结构面深度而动态调整。如达州龙爪塔危岩, 勘查中在崖顶平台上开挖了两条各长30m的探槽揭示出卸荷裂隙, 据此厘定锚固段长度。但锚孔施工中普遍发现在该卸荷裂隙之后4m还有一条卸荷裂隙, 只得将各锚固工程均增加长度4m。2.1.3 SNS主动网防护较破碎危岩体(面) 以SNS主动网多用。危岩壁无施工空间时, 掛GAR型(柔性网+上沿锚杆) 围护系统即可。关键是施打好

20、上沿锚杆。常用双层网+系统钢丝绳锚杆的GPS2型, 系统锚杆间距4.5m, 长23m。钢丝绳锚杆为专利, 应由专业公司或其指导下施工。危岩较厚时, 应选用另配长锚杆的SPIDER型，由螺旋网片+系统锚杆+钢垫板构成。关键是施打好长锚杆，并做好锚杆与网的连接, 锚杆必须压于网之上（如青城山顶）。为与环境协调, 网材还可选用绿网(NACOO环保型)。2.1.4 支顶对崖脚或崖面凹腔嵌补支顶的措施有墙、立柱、挑梁等。可用整体圬工墙支顶, 或分散式立柱支顶, 较高墙、柱上加锚杆，（如宜汉华景镇危岩）。在墙顶层注膨胀性水泥砂浆, 使之与其上岩体密贴; 墙底内倾或凿成阶状。墙体按浆砌圬工要求施作，困难在于

21、材料运输。图3-1 嵌补支顶墙崖面凹腔过高难以用墙、柱支顶时, 可改用钢筋砼挑梁支顶。挑梁多根成排, 锚入崖面，可上叠横梁。挑梁施工类似抗滑桩，梁面与其上外悬岩体用圬工密接。难点在于髙脚手架上人工凿岩。如达州龙爪塔危岩有高20多米的凹腔, 其上危岩体悬出2m, 竖向支顶过高, 改设一排横向挑梁支托, 钢筋砼梁长仅4m, 截面为边长1.0m的正方形, 工程量小, 但在岩壁上凿深的梁孔较艰难。图3-2 支承托梁2.2 危岩落石被动防护措施落石被动防护要有空间条件，工程多设于远离陡崖的缓坡区。2.2.1 拦石墙-落石槽由圬工拦石墙（+缓冲层）及其后的落石槽组成。在地形平缓且允许占地时可多用，落石槽忌

22、深挖。按圬工墙要求施工。施工通病是因地形起伏, 墙髙未相应调整, 墙顶形成阶状而未平齐, 致使落石槽深度不一。墙内坡(槽外坡)应较陡并设缓冲层以拦石。施工通病是, 因土质缓冲层未压实且其干砌护坡较薄易变形, 形成的边坡较缓甚至坍塌, 甚至有村民修坡后种农作物。如北川一些缓冲层坍塌后, 当地村民进一步平整, 并种上碗豆苗, 落石槽被填埋过半。图3-3 拦石墙落石槽槽的内坡应较缓以便落石滚入。 施工通病是开挖过深过陡, 常有坍塌,淤塞于槽中, 减少了槽深, 甚至淤平，如赵公山一危岩。兼纵向排水的槽底部要形成排水纵坡, 并保持通畅。 施工通病是槽底纵向起伏不平, 或被淤塞, 多见积水。槽端未另设排水

23、沟渠, 槽水散流于农田, 村民多有投诉，只好增设。如北川张口崖等危岩的落石槽两端排水冲淤其下菜地, 虽范围不大, 但涉农无小事, 施工单位进行赔偿又自费修排水沟接至农渠。2.2.2 SNS柔性被动防护网(1) 类型与结构常用RX与RXI型系统, 由钢柱+支撑绳+拉锚系统+钢丝绳网(RX)/环形网(RXI)+缝合绳+减压环组成。RX型为菱形网, 分250kJ、500kJ、750kJ等3个能级 (RX-025、RX-050、RX-075型), 用于低能级拦截。RXI 型为环形网,国产达3000kJ能级。环形网与减压环均能消能。网高3-7m, 钢柱间距10m, 按拦截近最大块径落石确定能级。(2)

24、施工此网为布鲁克公司开发并有专利, 应按正规公司单价投标。现山寨公司众多, 其环形网与减压环的消能不足, 又难于检测, 致使竣工后损毁普遍。施工关键是立柱的设立与锚拉, 无经验时可委托专业公司或在其指导下施工。 山寨网倾销和立柱刚度不足是网失效的主要因素，土层中也存在锚拉不够的问题。2.2.3 明（棚）洞保护崖下线性工程时使用明（棚）洞遮档。洞的地基要牢固, 尤其是明洞外边墙更应置于坚实地基上。明（棚）洞的设计与施工按隧道规范执行。例如, 什邡将军岩危岩规模巨大, 频繁落石使其下公路的车辆行人时有伤亡, 因难以主动加固危岩体, 为保护其下马槽滩段公路安全通行, 修建了两座共长272m公路明洞,

25、 并经受了5.12汶川地震的考验, 震下的块径3m以上的巨石也未对明洞主体造成损害。地震致崩塌堵河后, 堰塞湖水从明洞顺畅泄流。此外，在泥石流沟囗，可在明洞上设渡槽过流。图3-4 防止危岩落石的明洞(a)与棚洞(b)2.3边坡支护工程2.3.1喷锚护坡与土钉墙常用的全封闭的防护措施为喷锚护坡, 支护措施为土钉墙。喷锚护坡由挂网-喷砼-锚固组成。 施工顺序: 喷底层砼-挂钢筋网-打锚杆-喷面层砼。 要点是: 保证喷砼厚度, 底层以凸点计, 面层厚度均匀; 锚杆与钢筋网实现有效连接(弯焊/板连); 泄水孔通畅。 注意脚手架的稳定, 控制喷砼的回弹量。土钉墙的结构与喷锚护坡类似, 但原理和工艺有别.

26、 土钉墙的锚杆密, 与其间土体共同组成墙体, 起挡土墙作用. 自上而下分层开挖, 分层施作。其余施工要求同喷锚护坡。土钉墙无基础，抗滑功能有限，施工锁脚锚杆很重要。土钉墙的稳定性并非都如规范，还有墙+锚的混合模式，如南昆线K146边坡。据南昆铁路现场工程试验, 当土质较差时土钉并不能全长都形成墙体, 坍塌后显示墙厚为钉长的2/3, 其后钢筋连同砂浆体呈活塞状拔出。此时外部稳定性检算中应叠加考虑2/3厚墙体的抗滑力和1/3长土钉的锚固力41。南昆铁路膨胀泥岩路基现场工程试验段, 因其下第三系泥岩具强胀缩性和碎裂性, 岩体强度比成都粘土还低, 左侧高6.2m的土钉墙完土后不久即自行滑塌, 历经两次

27、设计变更, 分级放缓边坡至1:4且加抗滑桩才得以稳定。右侧土钉墙自上而下2米一级开挖与施作土钉, 但开挖完第2级尚未施打土钉时, 边坡就倾斜并推出。现场亲闻边坡咔吱声响, 并见微倾向坡内的岩层面转而向坡外倾转, 数分钟后边坡即似推土机式推滑而出, 显然系坡脚岩体强度低而应力高度集中所致。两侧失稳土钉墙的墙体基本成型, 土钉端部的钢筋连同砂浆体呈活塞状拔出, 土钉长4m, 成型的墙体厚近3m, 活塞状钉体长逾1m。2.3.2格架护坡常用的非封闭的防护措施为格架护坡, 支护措施为格架锚杆。格架施工难题是要大部分嵌入坡面, 保持顶面平顺, 立面规整。对于起伏不平的岩质坡面甚为困难。不能将格架浮于坡面

28、, 更不能在浮架中填土掩饰。结点加锚杆的格架为钢筋砼。 作好锚杆与钢筋的连接, 保证锚头砼层的厚度。如南充西山某斜坡, 坡率缓于1:3, 整体稳定, 但仍设框架锚杆防护, 框格梁还釆用钢筋砼, 实属多余。2.3.3 生物防护以植草为主。植草绿化护坡可单独也可与格架结合实施。单价由低至髙的植草技术为: 撒草籽, 铺草皮, 液压喷播植草, 三维网喷播植草, 植生袋, 厚层有机基材植草。草籽选择与基材配方由专业设计。施工要点是保证客土土质和掺合料质量, 充分搅拌, 喷播厚度均匀, 后期勤养护, 保证存活率。如遂渝铁路厚层基材植草边坡试验段, 当年植草的长势良好, 次年逢重庆200年一遇大旱, 草枯坡

29、黃但根未死, 第三年雨后草又复生, 但已夹混本地草本, 并见零星權木高踞于边坡上。3 泥石流防治工程3.1 拦砂工程3.1.1 工程类型常见3类: 拦砂坝、缝隙坝和谷坊群。拦砂坝和谷坊群均为重力式圬工实体坝。拦砂坝功能以拦砂为主, 较高大; 谷坊群由多座谷坊坝组成, 较低矮, 功能以回淤防冲压脚为主。当需对崩滑体回淤压脚使之稳定时, 亦可采用拦砂坝。缝隙坝为拦粗排细的透过式坝, 用于主河输沙能力较低时。 图4-1 梯级谷坊坝系示意图3.1.2 实体坝结构与施工与水利大坝不同，泥石流实体坝的面坡陡, 背坡缓；坝肩伸进坡体, 低坝坝基应力不大持力层可为堆积层, 高坝嵌进基岩或设桩基。坝顶设溢流口;

30、 坝下设消能防冲工程(护坦/付坝)。图4-2 实体重力拦砂坝断面的基本形式常见问题:(1) 坝肩坝肩嵌入坡体过深, 临时边坡过髙陡。一般伸入基岩0.51.0m, 土层1.02.5m即可。另一方面, 因地形误差而设计坝长不够, 施工未反映与调整坝长, 致使坝肩未伸进坡面, 留有间隔, 留下隐患, 如彭州关沟#1坝等。为防土坡中坝肩遭冲蚀, 可对坝肩上游毗连的一定长度土坡采用护面墙防冲。例如北川青宁沟主坝上游左侧岸坡受2012-8-17溃决山洪泥石流冲刷后向右岸挑流, 直冲主坝右坝肩土坡, 导致右坝肩大段被冲毁。 (2) 过流溢流口截面满足泥石流洪峰过流即可，有的修得太深，减少了库容，如都江堰市灰

31、窑沟石笼坝溢流口深3m, 有效坝高才2m。泄水孔应为方形，改为圆孔后冲蚀强烈。北川青宁沟主坝排水孔改为圆涵管, 是坝下护坦屡建屡损的原因之一; 更有甚者, 汶川髙家沟在前后两座拦砂坝下部开设4m5m的泄洪洞, 成为泥石流的通道, 流速很大, 造成坝下严重冲蚀和沟道的深切, 必须封洞与修整。(3) 坝体筑坝材料最髙为C20砼, 最低也要求浆砌抉/片石，不用卵/漂石。彭州一坝改用浆砌卵石，遭村民投诉后折除重建。浆砌坝体的砂浆多见不饱满，甚至一次泥石流就被冲毁。沉降缝间距为1520m, 常见间距过大, 且在溢流口两侧和坝基软硬交界处未留沉降缝，都江堰一坝延长坝肩后未留沉降缝而开裂。(4) 坝基纵道纵

32、坡较陡时，坝基面未设成台阶状，加大了基础工程量。必要时，坝基设砼踵或趾以抗滑防冲。尽可能设明挖扩大基础而不设桩基础。因桩基础人工挖孔较难，机械成孔费用髙且在漂卵石中钻进困难（如都汶路泥石流沟），泥浆护壁会降低桩的侧摩阻。扩大基础持力层不宜采用新近泥石流堆积层, 且深宽修正后的允许承载力不得小于坝基最大应力值。(5) 防冲护坦/付坝可分别也可同时使用。坝下冲蚀是普遍又严重的问题, 北川青宁沟主坝下2010年掏蚀8m深，后重建钢轨排护坦，2011年又被砸毀；后又重铺8mm厚钢板, 2012年也被砸弯冲毁。屡败屡战, 2013年拟再设副坝回淤防冲。保证护坦厚度和质量是施工关键，护坦结构也有待改进。近

33、年在较髙坝下的圬工护坦之上再铺巨石层防冲, 但仍防不胜防, 如都江堰市关凤沟尝试铺废轮胎防冲。3.1.3 缝隙坝结构与施工缝隙坝有格栅坝、梳齿坝、网格坝、钢绳网坝等，常用刚构格栅坝。设于地基坚实、坝址相对开阔处。宽度5m坝多用横向梁式格栅; 510m坝多用分层竖向格栅; 10m坝采用竖向缝隙与孔洞混合式格栅。坝高以1015m为宜。坝体可分期施工，逐次安装加高。合理设置缝隙，缝宽1.52.0D(拟拦块径), 缝的总宽度为0.20.4倍溢流段宽B。其长期排细功能尚存疑虑。3.1.4 其它问题 （1）坝底注浆因泥石流坝较低且为为瞬时过流，坝基土不易渗透破坏。在可能出现渗透破坏时，可对坝基土帷幕注浆。

34、帷幕要置于坝基或其上游面，方起降低渗流纵比降的作用，如彻底关沟。由于坝底土质松散多孔，跑浆严重，耗浆量大，注浆时应请监理旁站确认，并调整水灰比与圧力，甚至自流注浆。如都江堰市都汶路二泥石流沟的各坝，坝基土体帷幕灌浆跑浆严重，平均每米耗水泥数百公斤，灌浆费用几与建坝费用相当。 （2）施工运输泥石流沟陡峭，施工运输是制约施工尤其是圬工坝施工之主要因素。现运输方式： 1）顺主沟底清理便道溯沟而上。问题是各坝只能自上而下逐一施工，工期长，如清平罗家沟；且改变沟道，翻松沟土，易于土石起动（如北川某沟为修上游二谷坊坝，施工便道沿沟展线而上数百米，全段翻松原己固结的沟土，形成的松散物源量还大于二谷坊坝拦固物

35、源量，只好全段增设固床槽，费用超过建二坝的费用）；或在中下游坝体中暂留通道，但对坝体结构不利，且筑坝完工后要封闭，封闭后翻坝路要再增高的难度甚大，如茂县棉簇沟。 2）旁山修便道到各坝。问题是工程量大，弃土量大，占库容多，如绵竹文家沟；甚至从邻沟修便道越分水脊而下，工程更艰巨，甚至还有挡护工程。如汶川燒房沟的施工便道无法从沟囗明洞向上修，只好借道毗邻的红椿沟，翻两沟间的分水脊，再展线而下，沿线设有不少挡墙和被动防护网。 3）建运输索道，可不止一级。问题是建站费用髙，还需二次转运，如绵竹洞子沟；4）人背马驮。效率低，费用髙。如青城山景区，每公里每公斤材料的运费达0.3元。（3）弃碴处置要妥善处置工

36、程弃方，不允许其成为泥石流人为固体物源。对排护工程，尽量以挖作填；对坝基的大量挖方，要外运堆放，尤其不能就地堆弃于沟中和护坦外，如汶川某沟将坝基挖方数千方直接堆弃于坝下护坦之下，有造成人为泥石流之患，只得清除。主体工程完工后，应立即清理沟道弃方，恢复库容与沟道。（4）恢复坝区通道建坝、筑堤往往会切断沿沟道路，必须修复或补偿。包括复建翻坝路、翻堤人行步道。对跨排导槽的道路，通机动车应设小桥，人行则设盖板，两边设栏杆。（5）变形监测坝顶位移监测要提髙精度，明确结论。不能基岩坝还测出下沉，切忌结论为“基本稳定”。（5）满库问题 由于设计库容不足，坝竣工后一两个雨季就普遍被淤满。验收前应及时反馈回淤信

37、息，提出清库戓加髙坝体的建议，避免坝失效成灾。3.2 排导槽与防护堤3.2.1 结构排导槽由两侧堤与固底工程组成，材质均为圬工。防护堤则仅修于单侧。堤的结构类似于挡土墙，不要过厚。堤顶要髙于洪峰，凹岸还要加髙；堤底要深过冲刷线。槽底可全铺砌成硬底槽，为加大流速可改平铺为尖底；槽底也可间隔设防冲肋坎而成肋底槽，甚至可不设固底工程而为软底槽。图4-3 V型排导槽横断面类型3.2.2 施工(1) 堤堤顶要平顺, 不能做成台阶状, 如都江堰市碱坪沟。纵面与平面上的转折要圆顺。弯道凹岸要加超髙, 向上下游应有过渡段, 但也不能过长(如都江堰市干沟，凹岸下游约200m长直线段也全加高)；更不能在凸岸加髙（

38、如盐源骡马铺沟凹岸未加高, 反而在凸岸加髙）。 护堤普遍毁损，多因基底冲掏，故堤底埋深要够，宜深于冲刷深度0.5m；纵坡较陡时基底作成台阶状。（2）固底平底槽要找平基底, 等厚铺设, 表面光洁。肋底槽的肋要嵌深, 避免肋下冲空, 肋两端要与边堤密接。V形槽铺底厚度一定要中厚边薄, 槽心铺厚0.6-1.0m. 在槽心0.4倍槽宽范围内用坚石、砼、钢纤维砼或钢筋砼护面防冲蚀。 (3) 特殊段进口段与坝衔接并做八字堤导流, 或设导向潜坝。出口向主河下游交汇, 做成喇叭口并加大纵坡。变纵坡处作好消能处理; 过既有桥涵可采用加大流速的措施, 避免改扩建。3.3 其它泥石流防治工程有固坡工程、水沙分流、潜

39、拦群、桩林、渡槽、停淤场、生物工程等。常釆用以下工程：3.3.1 固坡工程作为泥石流固体物源的崩滑体松散, 易遭沟侧蚀而崩滑入沟, 可在崩滑体前缘设墙、堤或石笼防冲蚀, 或设谷坊坝回淤反压。石笼宜用格宾, 抢险用的钢筋石笼锈蚀惊人（经验值不小于0.1mm/a）。防护墙挖基要密跳槽，临时支护，避免临时边坡坍塌。基础人工开挖，避免孤石爆破影响崩滑体稳定。3.3.2 水沙分流筑渠/开凿隧洞将泥石流流域的洪水引入相邻非泥石流沟/主河, 或在泥石流沟中筑水库削减洪峰, 都可起到水沙分流、削减泥石流规模的作用。例如, 频发矿碴泥石流的石棉大洪沟，在中游凿隧洞将洪水排向相邻无矿碴的非泥石流沟, 泥石流规模与

40、危害剧减。西昌黑沙河筑库容仅65.5万方的水库, 就将百年一遇洪峰流量由110m3/s削减为33.9m3/s, 削峰2/3。汶川杨柏沟常年洪水都淹淤沟囗扇上民房，新建排导槽因受大段民房挟持致其过流能力仍不足，遂釆纳谭炳炎教授的意见加高上游号坝，增大库容10多万方, 兼起拦砂和削峰的双重功能, 但削峰效果尚待检验。对绵竹文家沟泥石流，经反复论证, 最终在上游釆用了过流能力超过100m3/s的泄水洞分流并在入洞前辅以两座坝拦砂的方案, 将一半汇水面积的洪水由隧洞泄往下游非泥石流的#1支沟，避免中游段巨厚滑坡堆积体被下切侧蚀形成大规模泥石流。隧洞按隧道规范施工，虽出现了掘进台车简易、独头掘进、超挖超

41、标、初期支护未紧跟、监测不尽到位、二次衬砌延迟等问题，仍抢在2011雨期前达基本泄洪条件，并成功过流，遏止了泥石流暴发，初显效果。金川八步里沟于大寨子支沟截水引入另一支沟, 控制体积28万方的滑坡活动, 与文家沟异曲同工。3.3.3 潜槛群筑坝回淤会遭淹埋沟岸建筑物或沟床陡窄时, 在可能揭底的沟段兴建高度不大的潜槛群, 亦可达降低沟床纵坡以防冲的目的。设计-施工要点: (1) 潜槛间距1025m, 高出沟床1.01.5m。(2)潜槛用圬工砌筑, 嵌入沟床1.52.5m。(3) 一般釆用矩形断面，流速甚大时可采用矮胖梯形断面, 顶宽1.52.0m, 上游坡比1:0.51:0.7, 下游坡比1:0

42、.051:0.1。（4）槛肩一定要克服困难嵌进坡体，如龙池黃央沟。3.3.4 停淤场在出沟口的平缓开阔地域设置停淤场, 使泥石流宽展降速而停积其固体物质。拦淤围堤可为土质并可多级, 迎水坡圬工护面；设圬工溢流口排水。土堤要按要求分层压实，边坡要按稳定坡率填筑（1:1.25-1:1.5），可场内清淤用以逐次加高，如清平文家沟、走马岭沟。护面圬工不能过薄，要均匀、平整，必要时施作护脚。圬工溢流口不能过大，可分散布设。停淤区尽量加以绿化，以植灌木为宜，客土保证存活，如龙池3沟。3.3.5 渡槽用于地形上有立交条件从上方绕避道路等线性工程者, 对流量不大于50m3/s的稀性泥石流可直接设跨线渡槽, 其它泥石流在明洞/棚洞上设渡槽。设计-施工要点: (1)渡槽纵坡, 对稀性泥石流为0.95平均粒径2/3/平均泥深, 对粘性泥石流大于自然沟道纵坡且不大于15%。(2)渡槽宽度要不小于2倍最大粒径且不小于4.0m。(3)渡槽深度要超过泥位不少于1.0m, 且过流能力不小于泥石流峰值流量的1.3倍。(4)结构上对槽底板与入口导墙应予加强。川甘公路己设明洞渡槽13座。成昆铁路瓦洪沟泥石流的明洞渡槽建成后, 当年雨季即顺利泄排两次泥石流, 计固体物质12万方62。2009-8-13后, 映秀烧房沟出囗在213国道原明洞顶兴建渡槽上跨，绵竹小岗剑沟囗新建明洞渡槽上跨汉淸公路。