地质灾害防治工程研究和现状课件.ppt

1、地质灾害理论研究、防治工程地质灾害理论研究、防治工程现状与发展趋势现状与发展趋势殷坤龙殷坤龙中国地质大学中国地质大学2005-10-19 2005-10-19 重庆重庆国土资源部地质灾害治理工程监理专业技术培训班国土资源部地质灾害治理工程监理专业技术培训班中国重大地质灾害点分布中国重大地质灾害点分布全 国 大 型 滑 坡 灾 害 分 布 情 况全 国 大 型 滑 坡 灾 害 分 布 情 况西南 73%西北 11%华北 4%华东 4%中南 7%东北 1%西南西北中南 全世界在全世界在19601960至至19901990年期间共有年期间共有300300万人死于万人死于自然灾害，其中约有四分之三发生

2、在发展中国家自然灾害，其中约有四分之三发生在发展中国家，发达国家仅占，发达国家仅占0.75%0.75%，其余发生在中等发达国，其余发生在中等发达国家中家中。发展中国家自然灾害所导致的人员伤亡十发展中国家自然灾害所导致的人员伤亡十分严重的主要原因之一是分严重的主要原因之一是无规划的土地占用和高无规划的土地占用和高危险性灾害易发区的土地使用。危险性灾害易发区的土地使用。1 1、19701970年秘鲁年秘鲁HuascaranHuascaran山区因地震而触发的一起山崩，造成山区因地震而触发的一起山崩，造成 18000 18000人死亡的惨局；人死亡的惨局；2 2、19631963年的意大利年的意大利

3、VajontVajont水库滑坡致使当时世界上最高的双水库滑坡致使当时世界上最高的双 曲拱坝失效，涌浪夺去了坝下游曲拱坝失效，涌浪夺去了坝下游26002600多人的生命；多人的生命；3 3、19811981年我国四川盆地因暴雨诱发滑坡有年我国四川盆地因暴雨诱发滑坡有6 6万多处；万多处； 4 4、19981998年，全国共发生滑坡、崩塌和泥石流等突发性滑坡年，全国共发生滑坡、崩塌和泥石流等突发性滑坡1818 万处，较大规模的有万处，较大规模的有447447处，造成处，造成11571157人死亡，人死亡，1 1万多人受万多人受 伤，伤，5050多万间房屋被毁坏；多万间房屋被毁坏；4 4、宝成铁路

4、因滑坡灾害，在铁路接轨后对滑坡整治长达一年、宝成铁路因滑坡灾害，在铁路接轨后对滑坡整治长达一年 多才恢复通车；多才恢复通车；5 5、19801980年成昆线铁西车站因滑坡中断行车达年成昆线铁西车站因滑坡中断行车达4040天；天；6 6、陇海铁路宝鸡、陇海铁路宝鸡天水段由于处于我国滑坡灾害的高发区，天水段由于处于我国滑坡灾害的高发区， 铁路线在建成后的三十年间，因滑坡灾害中断行车铁路线在建成后的三十年间，因滑坡灾害中断行车195195天，天，7 7、19241924年宁夏海源地震死亡年宁夏海源地震死亡2020万人，其中万人，其中1010万人死于诱发的万人死于诱发的 黄土滑坡。黄土滑坡。 我国地质

5、灾害与防治研究特点我国地质灾害与防治研究特点灾情灾情：灾害越来越多，受地质灾害困扰的县级城镇达：灾害越来越多，受地质灾害困扰的县级城镇达 400 400多个，有多个，有1 1万多个村庄受到滑坡、崩塌、泥万多个村庄受到滑坡、崩塌、泥 石流灾害的威胁。石流灾害的威胁。思考点思考点：理论研究和防治水平逐步提高，灾害却越来：理论研究和防治水平逐步提高，灾害却越来 越严重。越严重。原因原因：（：（1 1）预防性研究远远跟不上治理工程；）预防性研究远远跟不上治理工程； （2 2）治理工程偏重工程技术方面忽视地质灾）治理工程偏重工程技术方面忽视地质灾 害发生的地质机理研究；害发生的地质机理研究； （3 3）

6、人类因素的参与，造成自然地质体平衡）人类因素的参与，造成自然地质体平衡 状态的恶化、自然生态环境的破坏等加速状态的恶化、自然生态环境的破坏等加速 了大区域地质灾害的发生频率和规模。了大区域地质灾害的发生频率和规模。地质灾害与人类活动的关系地质灾害与人类活动的关系地质灾害地质灾害人类活动人类活动地质环境地质环境几个有影响的滑坡灾害实例分析几个有影响的滑坡灾害实例分析新滩滑坡新滩滑坡Before the Before the eventeventJune 12 ,1985June 12 ,1985 3000 3000万万m m3 3Yangtze River After the event 新滩滑

7、坡地面位移曲线新滩滑坡地面位移曲线 重重 庆庆 武武 隆隆 滑滑 坡坡(2001)国内社会影响很大的滑坡灾害事例国内社会影响很大的滑坡灾害事例 2004-12-11 2004-12-11 甬台温高速公路边坡崩塌灾害甬台温高速公路边坡崩塌灾害 高速公路塌方位置高速公路塌方位置塌方现场塌方现场地质灾害分布图地质灾害分布图（陕西省旬阳县）（陕西省旬阳县）香港地区滑坡香港地区滑坡导致的死亡人数导致的死亡人数02040608010012014016019491953195719611965196919731977198119851989199319972001死 亡 人 數死 亡 人 數No. of F

8、atalities each year露天場地Open Spaces道路Roads樓宇Buildings寮屋區Squatter Areas死 亡 人 數No. of Fatalities each year寶 珊 道Po Shan Road觀 龍 樓Kwun Lung Lau秀 茂 坪Sau Mau Ping喇 沙 利 道La Salle Road秀 茂 坪Sau Mau Ping土力工程處成立前Pre-GEOPost-GEO土力工程處成立後年份年份Year風險趨勢風險趨勢風險受控風險受控197720011949地质灾害考虑的主要方面地质灾害考虑的主要方面 自然地质体自然地质体 对象对象 潜在

9、的危害潜在的危害 滑坡、地震滑坡、地震 建筑物、人口建筑物、人口 建筑物破坏建筑物破坏 地基稳定性地基稳定性 环境、资源环境、资源 人员伤亡人员伤亡 洪水、火山洪水、火山 通讯通讯 、经济、经济 环境恶化环境恶化 减少地质灾害损失的两种途径减少地质灾害损失的两种途径 Min 的途径的途径： 1 1、 提高自然地质体的稳定性；提高自然地质体的稳定性； 2 2、 减低人类及资源、环境等的易损性。减低人类及资源、环境等的易损性。 某些地质体的稳定性可以人为提高，如：某些地质体的稳定性可以人为提高，如：地基承载力、斜坡稳定性系数，即第一种途径；地基承载力、斜坡稳定性系数，即第一种途径；而某些地质体的稳

10、定性是无法采用人为办法来而某些地质体的稳定性是无法采用人为办法来提高，如：地震、火山爆发、洪水等，只能采提高，如：地震、火山爆发、洪水等，只能采取第二种途径。取第二种途径。自然地质体稳定性描述的概率模型自然地质体稳定性描述的概率模型,.),(whcfFs灾害的基本术语灾害的基本术语 1灾害灾害 H（Hazard）：）：特定地区范围内某种潜在的特定地区范围内某种潜在的灾害现象在一定的时间内发生的概率；灾害现象在一定的时间内发生的概率； 2易损性易损性 V (Vulnerability)：灾害现象以一定的强度灾害现象以一定的强度发生而对受威胁对象所造成的损失程度，易损性可以发生而对受威胁对象所造成

11、的损失程度，易损性可以用用0 1来表示，来表示，0表示无损失、表示无损失、1表示完全损失；表示完全损失； 3受威胁对象受威胁对象 E (Element at risk)：给定区域内受灾给定区域内受灾害威胁的对象，包括人口、财产、经济活动、公共设害威胁的对象，包括人口、财产、经济活动、公共设施、等等；施、等等； 4专门风险专门风险 Rs (Specific risk)：特定的灾害现象可能特定的灾害现象可能造成的损失，它等于造成的损失，它等于H 与与 V 的乘积；的乘积； 5. 总风险总风险 Rt (Total risk)：特定的灾害现象对生命、财特定的灾害现象对生命、财产、经济活动、等等，所可能

12、造成的损失，它等于产、经济活动、等等，所可能造成的损失，它等于Rs与与 E 的乘积。的乘积。 工程地质问题风险评价的基本公式工程地质问题风险评价的基本公式 H：相当于稳定性评价中的破坏概率相当于稳定性评价中的破坏概率PfVHRsEVHERRstHVR模型分析模型分析+风险区划图的基本步骤风险区划图的基本步骤风险评价矩阵风险评价矩阵Geological Map of the Three-gorges ReservoirChongqingDamSinian period granite base nearby the dam site.Paleozoic and Mesozoic formatio

13、ns:limestone and sandstone,Three-Gorges sectionMesozoic formation:sandstone and claystone三峡库区地质单元图三峡库区地质单元图Dam top elevation: 185 m a.s.l., Normal reservoir water pool elevation: 175 m a.s.l.Reservoir: 640-kilometer long, 39.3 billion m3Starting of electricity generation: June 1, 2003, Current reser

14、voir water table: 135 m a.s.l.Population resettlement: more than one millionThe over view of new town of Badong county Over view of Xingshan county(will be totally submerged in 2007)Pool level of 175mThe current view of Wanzhou city in the middle section of the reservoirYangtze at 135m pool levelYan

15、gtze The comparison of old and new town of Badong county Current view of the old townThe new town of Badong 135 m175 mGeotechnical worksStressed-fabric-grid retaining wall in Wushan countyStressed-fabric-grid retaining wall in Zhongxian countyArtificial cut slope engineeringPotential damages to envi

16、ronments by the disposal of debris wastes 三峡库区重大滑坡分布三峡库区重大滑坡分布Geological pro Chonggang landslideExpansive clay layer along slip surfaceSlip surface along sedimentary bedding Risks to foundation engineering as fills in new urban areas 三峡库区地质灾害防治工三峡库区地质灾害防治工程可能遇到的几个特例程可能遇到的几个特例1、裂隙带问题、裂隙带问题垂直压力垂直压力（KP

17、a）0 012.512.525255050100100Y1样膨胀力样膨胀力（KPa）95.695.624.324.315.815.87.97.90 0Y2样膨胀力样膨胀力（KPa）86.186.119.119.113.613.67.27.20 03 3、膨胀性问题、膨胀性问题4 4、水平地层滑坡问题、水平地层滑坡问题5 5、抗滑桩桩间距问题、抗滑桩桩间距问题 用土拱理论和临界桩用土拱理论和临界桩间距来考虑滑坡推力在间距来考虑滑坡推力在桩间的传递过程，计算桩间的传递过程，计算出形成土拱的临界桩间出形成土拱的临界桩间距的大小，这样避免了距的大小，这样避免了桩间距的过小或过大。桩间距的过小或过大。6

18、 6、抗滑桩锚固段长度问题、抗滑桩锚固段长度问题 防治工程技术防治工程技术滑坡的治理措施滑坡的治理措施 主主 要要 滑滑 坡坡 治治 理理 措措 施施 分分 类类 表表 绕绕 避 排 水 力 学 平 衡 滑带土改良滑带土改良 1.改移线路改移线路 2.用隧道避开滑坡用隧道避开滑坡 3.用桥跨越滑坡用桥跨越滑坡 4.清除滑体清除滑体 1.地表排水地表排水 滑体外截水沟 滑体内排水沟 自然沟防渗 2.地下排水地下排水 截水盲沟 盲（隧）洞 平孔群排水 垂直孔群排水 井群抽水 虹吸排水 支撑盲沟 边坡渗沟 洞 孔联合排水 电渗排水 1.减重工程减重工程 2.反压工程反压工程 土堤 (护道 ) 片石垛

19、 3.支挡工程支挡工程 抗滑挡墙 挖孔抗滑桩 钻孔抗滑桩 锚索 抗滑桩 锚索 支撑盲沟 抗滑键 排架桩 刚架桩 刚架锚索桩 1.化学注浆化学注浆 2.旋喷桩旋喷桩 3.石灰桩石灰桩 4.石灰砂桩石灰砂桩 5.焙烧焙烧 鸡扒子滑坡深埋式抗滑桩工程鸡扒子滑坡深埋式抗滑桩工程 边坡排水沟边坡排水沟平孔排水孔钻进平孔排水孔钻进排水洞与仰斜孔联合排水排水洞与仰斜孔联合排水韩城电厂滑坡抗滑桩排韩城电厂滑坡抗滑桩排京珠高速公路东坪古滑坡锚索抗滑桩施工京珠高速公路东坪古滑坡锚索抗滑桩施工 八渡滑坡预应力锚索抗滑桩工程八渡滑坡预应力锚索抗滑桩工程预应力锚索地梁预应力锚索地梁八渡车站滑坡预应力锚索八渡车站滑坡预应

20、力锚索 地梁钢筋地梁钢筋 地梁浇注混凝土地梁浇注混凝土香港大学边坡锚固工程香港大学边坡锚固工程猴子岭猴子岭拦石工程拦石工程三峡库区链子崖危岩体治理工程三峡库区链子崖危岩体治理工程Stabilization by Piles (Section 23 m2，length 30 m )某滑坡上部减重某滑坡上部减重Stabilization of shoreline slopes in Wanzhou cityStabilization of shoreline slopes in Yunyang county注重地质灾害防治工程设计与环境保护的协调地质灾害时间预测预报地质灾害时间预测预报预测预报分类

21、预测预报分类 空空 间间 时时 间间 区域区域 长期长期 地段地段 短期短期 场地场地 报警报警 信息源信息源地质体内部信息源：地质体内部信息源： 位移场（深部断层位移、地面沉降位移、斜坡位移）位移场（深部断层位移、地面沉降位移、斜坡位移） 地应力场（构造应力、自重应力）地应力场（构造应力、自重应力） 孔隙水压力场孔隙水压力场 水化学场水化学场 声波场（岩石变形要发生破裂声波场（岩石变形要发生破裂） 电磁场电磁场地质体外部信息源：地质体外部信息源： 大气要素（降雨、冻融、大气要素（降雨、冻融、) 河岸侵蚀河岸侵蚀 人类活动（开挖、切坡建房、后缘加载人类活动（开挖、切坡建房、后缘加载）其它信息源

22、：其它信息源： 动物异常行为动物异常行为 信息源的监测信息源的监测常用仪器常用仪器经纬仪（经纬仪（ Theodolite Theodolite ）钻孔倾斜仪钻孔倾斜仪（ Inclinometer Inclinometer ） 伸长仪伸长仪 （ Extensometer Extensometer ）水压力计水压力计 （ Piezometer Piezometer ）裂缝计裂缝计（ Crackmeter Crackmeter ）地表位移监测地表位移监测滑坡剖面图滑坡剖面图位移监测位移监测点布置图点布置图位移矢量图位移矢量图深部位移监测孔号 位置变形部位累计最大变形量ZKW23B12桩前28m38mmZKW24A8桩前12-14m之间25mm深部位移变化曲线深部位移变化曲线 钻孔倾斜仪钻孔倾斜仪获取信息的常用仪器获取信息的常用仪器Data readoutData readout水压力计水压力计 PiezometerPiezometer土压力盒土压力盒 Earth pressure cellEarth pressure cell 裂缝计裂缝计 CrackmeterCrackmeter