高边坡的勘察和设计(王恭先)

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1、高边坡的勘察和设计王恭先中铁西北科学研究院2003年11月主要内容一、高边坡问题的提出二、高边坡的种类和变形类型三、高边坡的勘察和稳定性评价四、高边坡的设计一、高边坡问题的提出（一）高边坡的界定——何为高边坡（二）高边坡的变形、破坏及其造成的损失（三）高边坡的特征（一）高边坡的界定一般认为边坡高度大于20m的土质边坡，或高度大于30m的岩质边坡。（二）高边坡的变形、破坏及其造成的损失高边坡早已存在，也曾造成过变形和损失。近年来，高边坡数量越来越多，高度越来越高。变形量大，增加投资、延误工期、造成灾害。举例：云南澜沧江小湾电站边坡高

2、达500m云南元江－磨黑高速公路K259高110m的砂泥岩高边坡深圳－汕头高速公路K101滑坡推倒桩板墙深圳－汕头高速公路K102滑坡，抗滑桩与明洞处理花费8000余万元同江－三亚高速公路闽北八尺门互通区设在2个古滑坡上，治理费5000余万元云南元江－磨黑高速公路三菁公隧道进口高边坡发生滑坡，高130m，推倒中隔墙山西长治－晋城高速公路K31砂泥岩顺层滑坡，体积达25万m3北京－珠海高速公路粤北段K108高边坡滑坡，三次变更设计，治理费用2000余万元重庆万州－梁平高速公路K42砂泥岩顺层滑坡西安秦岭某试验基地花岗岩高边坡滑坡花岗

3、岩中长100多m、宽80cm的张裂缝(三)高边坡的特征1、高边坡是将地质体的一部分改造成人为工程设施，因此其稳定性取决于自然山坡的稳定状况(稳定、不稳定、极限平衡)、地质条件(地层岩性、地质构造、坡体结构、岩体结构、水文地质条件、风化程度等)和人为改造的程度(开挖深度、坡形、坡率等)。2、由不同的地层、岩性、风化程度的岩土体构成的自然山坡，受地质构造影响程度不同，水文地质条件不同，在自然营力作用下形成了各种形态的斜坡，如直线坡、凸形坡、凹形坡、阶梯状坡，且具有不同的稳定状态，这是在漫长的地质历史时期形成的，是动态的、变化的。自然斜

4、坡是人工边坡的基础。3、人工边坡是对自然斜坡的改造，它也有直线坡、凸形坡、凹形坡，更多的是阶梯状边坡。人工边坡改变了自然山坡的应力状态和地下水的渗流条件，而且是在短短几个月内改造完成的。自然山坡的应力调整有一个过程，强度低的软弱岩层调整较快，常在施工期就发生变形；强度高的坚硬岩层调整较慢，或可自身稳定，或在1～3年后发生变形。只有当人工边坡顺应自然，对其改变不大时，才可保持稳定，否则就会发生失稳，甚至引起自然山坡的破坏。4、自然山坡和人工边坡都处在各种自然营力的作用之下，如阳光照射、降雨冲刷和下渗、风化和地震等。但人工边坡所造成的

5、自然状态的改变使这种作用更强烈，如开挖暴露风化加剧、破坏植被地表水容易下渗、坡体松弛、爆破震动等都使边坡更容易发生变形。5、自然条件千差万别，所以高边坡设计也变得十分复杂，每个工点都需单独分析和计算，这也许就是目前高边坡设计尚无规范可循的原因。二、高边坡的种类和变形类型（一）高边坡的种类（二）高边坡的变形类型（三）高边坡变形的条件和原因分析分类指标边坡类型1、按工程类别分1、道路边坡：堑坡、堤坡、洞口边坡等2、水利边坡：坝肩边坡、渠道边坡等3、露天矿边坡：采场边坡、弃碴场边坡等4、城建边坡：堑坡与深基坑边坡等2、按使用年限分1、临

6、时边坡2、短期边坡（30年以内）3、永久边坡（>30年）3、按边坡岩土构成分1、土质边坡2、类土质边坡（全风化呈砂土状）3、岩质边坡4、二元结构边坡4、按边坡岩体结构分1、类均质土结构边坡2、近水平层状结构边坡3、顺倾层状结构边坡4、反倾层状结构边坡5、斜交层状结构边坡6、碎裂状结构边坡7、块状结构边坡（一）高边坡的种类高边坡分类表（二）高边坡的变形类型1、按变形性质分（1）坡面冲刷；（2）表层溜坍；（3）危岩、落石、崩塌；（4）坍塌；（5）滑坡；（6）倾倒；（7）错落。2、按变形深度分（1）坡面变形（深1～2m）；（2）边坡变形

7、（深<10m），变形在边坡范围内；（3）坡体变形（深≥10m），变形超越边坡范围。3、按变形范围分（1）整体变形——整个边坡变形；（2）局部变形——部分边坡变形。4、按变形新老分（1）古老滑坡复活；（2）新发生的变形。边坡变形示意图：坡面冲刷堆积层坍塌强风化岩坍塌黄土滑坡破碎岩体滑坡强风化砂泥岩局部顺层滑坡砂泥岩顺层滑坡砂泥岩切层滑坡砂泥岩老滑坡与新滑坡石灰岩的倾倒变形老滑坡因开挖而复活危岩体花岗岩顺缓倾节理面滑落错落（三）高边坡变形的条件和原因分析从已经发生的大量高边坡变形来分析有以下几方面原因：1、选线、选厂、选址时对地质工作

8、重视不够，没有贯彻“地质选线”的原则，对已经存在的古老滑坡和潜在滑坡（如岩堆地段、顺层地段）没有认识或认识不足，将线路布设在这些地段，甚至大填、大挖，造成老滑坡复活或新生滑坡。2、高边坡变形最主要的原因是对高边坡的地质决定性认识不足，道路工程中重桥