地质灾害防治工程研究和现状课件

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地质灾害理论研究、防治工程殷坤龙国土资源部地质灾害治理工程1中国重大地质灾害点分布中国重大地质灾害点分布中国重大地质灾害点分布2西南西北中南西南西北中3地质灾害防治工程研究和现状课件4地质灾害防治工程研究和现状课件5地质灾害防治工程研究和现状课件6地质灾害防治工程研究和现状课件7 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家，其余发生在中等发达国家中中。发展中国家自然灾害所导致的人员伤亡十分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严重的主要原因之一是无规划的土地占用和高危无规划的土地占用和高危险性灾害易发区的土地使用。险性灾害易发区的土地使用。全世界在1960至1990年期间共有300万人死于自然灾81 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。1、1970年秘鲁Huascaran 山区因地震而触发的一起山9我国地质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）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。我国地质灾害与防治研究特点灾情：灾害越来越多，受地质灾害困扰10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地质灾害与人类活动的关系地质灾害人类活动地质环境11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几个有影响的滑坡灾害实例分析12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 新滩滑坡Before the eventJune 12 13After the eventAfter the event14 新滩滑坡地面位移曲线新滩滑坡地面位移曲线 15 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 重国内社会影响很大的滑坡灾害事例16地质灾害防治工程研究和现状课件17 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 2004-12-11 甬台温高速公路边坡崩塌灾害 高速公路18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）地质灾害分布图（陕西省旬阳县）19地质灾害防治工程研究和现状课件20地质灾害防治工程研究和现状课件21地质灾害防治工程研究和现状课件22地质灾害防治工程研究和现状课件23地质灾害防治工程研究和现状课件24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香港地区滑坡导致的死亡人数25風險趨勢風險受控197720011949風險趨勢風險受控19772001194926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 地质灾害考虑的主要方面 自然地质体 27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。减少地质灾害损失的两种途径 Min 的途径28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自然地质体稳定性描述的概率模型29灾害的基本术语灾害的基本术语1灾灾害害 H（Hazard）：特特定定地地区区范范围围内内某某种种潜潜在在的的灾灾害现象在一定的时间内发生的概率；害现象在一定的时间内发生的概率；2易易损损性性 V(Vulnerability)：灾灾害害现现象象以以一一定定的的强强度度发发生生而而对对受受威威胁胁对对象象所所造造成成的的损损失失程程度度，易易损损性性可可以以用用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受受威威胁胁对对象象 E(Element at risk)：给给定定区区域域内内受受灾灾害害威威胁胁的的对对象象，包包括括人人口口、财财产产、经经济济活活动动、公公共共设设施、等等；施、等等；4专专门门风风险险 Rs(Specific risk)：特特定定的的灾灾害害现现象象可可能能造成的损失，它等于造成的损失，它等于H 与与 V 的乘积；的乘积；5.总总风风险险 Rt(Total risk)：特特定定的的灾灾害害现现象象对对生生命命、财财产产、经经济济活活动动、等等等等，所所可可能能造造成成的的损损失失，它它等等于于Rs与与 E 的乘积。的乘积。灾害的基本术语1灾害 H（Hazard）：特定地区范围内某30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Pf工程地质问题风险评价的基本公式31HVR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HVR模型分析+风险区划图的基本步骤32风险评价矩阵风险评价矩阵风险评价矩阵33Geological Map of the Three-gorges ReservoirChongqingDamSinian period granite base nearby the dam site.Paleozoic and Mesozoic formations: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Geological Map of the Three-go34Dam 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 reservoir water table:135 m a.s.l.Population resettlement:more than one millionDam top elevation:185 m a35The over view of new town of Badong county The over view of new town of B36Over view of Xingshan county(will be totally submerged in 2007)Pool level of 175mOver view of Xingshan countyPo37The current view of Wanzhou city in the middle section of the reservoirYangtze at 135m pool levelYangtze The current view of Wanzhou ci38The comparison of old and new town of Badong county Current view of the old townThe new town of Badong 135 m175 mThe comparison of old and new 39Geotechnical worksGeotechnical worksStressed-fabric-grid retaining wall in Wushan countyStressed-fabric-grid retaining wall in Wushan countyGeotechnical works40Stressed-fabric-grid retaining wall in Zhongxian countyStressed-fabric-grid retaining wall in Zhongxian countyStressed-fabric-grid retaining41Artificial cut slope engineeringArtificial cut slope engineeri42Potential damages to environments by the disposal of debris wastes Potential damages to environme43三峡库区重大滑坡分布三峡库区重大滑坡分布三峡库区重大滑坡分布44Geological pro Chonggang landslideGeological pro Chonggang lands45Expansive clay layer along slip surfaceExpansive clay layer along sli46Slip surface along sedimentary bedding Slip surface along sedimentary47Risks to foundation engineering as fills in new urban areas Risks to foundation engineerin48地质灾害防治工程研究和现状课件49地质灾害防治工程研究和现状课件50地质灾害防治工程研究和现状课件51地质灾害防治工程研究和现状课件52三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三峡库区地质灾害防治工程可能遇到的几个特例53地质灾害防治工程研究和现状课件541、裂隙带问题、裂隙带问题1、裂隙带问题55垂直压力垂直压力（KPa）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、膨胀性问题垂直压力012.52550100Y1样膨胀力95.624.3564 4、水平地层滑坡问题、水平地层滑坡问题4、水平地层滑坡问题575 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。5、抗滑桩桩间距问题 用土拱理论和临界桩间距来考虑滑586 6、抗滑桩锚固段长度问题、抗滑桩锚固段长度问题 6、抗滑桩锚固段长度问题 59防治工程技术防治工程技术防治工程技术60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 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 滑坡的治理措施 主 要 滑 坡 治 理 措 施 分 类 表 61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 鸡扒子滑坡深埋式抗滑桩工程 62边坡排水沟边坡排水沟边坡排水沟63平孔排水孔钻进平孔排水孔钻进平孔排水孔钻进64排水洞与仰斜孔联合排水排水洞与仰斜孔联合排水排水洞与仰斜孔联合排水65韩城电厂滑坡抗滑桩排韩城电厂滑坡抗滑桩排韩城电厂滑坡抗滑桩排66京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京珠高速公路东坪古滑坡锚索抗滑桩施工67 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 八渡滑坡预应力锚索抗滑桩工程68预应力锚索地梁预应力锚索地梁预应力锚索地梁69八渡车站滑坡预应力锚索八渡车站滑坡预应力锚索八渡车站滑坡预应力锚索70 地梁钢筋地梁钢筋 地梁浇注混凝土地梁浇注混凝土 地梁钢筋 地梁浇注混凝土71香港大学边坡锚固工程香港大学边坡锚固工程香港大学边坡锚固工程72地质灾害防治工程研究和现状课件73地质灾害防治工程研究和现状课件74地质灾害防治工程研究和现状课件75长江长江承重阻滑工程承重阻滑工程猴子岭猴子岭拦石工程拦石工程危 岩 体危 岩 体锚固工程锚固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长江承重阻滑工程猴子岭危岩体三峡库区链子崖危岩体治理工程76Stabilization by Piles (Section 23 m2，length 30 m)Stabilization by Piles (Secti77某滑坡上部减重某滑坡上部减重某滑坡上部减重78Stabilization of shoreline slopes in Wanzhou cityStabilization of shoreline slopes in Wanzhou cityStabilization of shoreline slo79Stabilization of shoreline slopes in Yunyang countyStabilization of shoreline slopes in Yunyang countyStabilization of shoreline slo80地质灾害防治工程研究和现状课件81地质灾害防治工程研究和现状课件82注重地质灾害防治工程设计与环境保护的协调注重地质灾害防治工程设计与环境保护的协调83地质灾害防治工程研究和现状课件84地质灾害防治工程研究和现状课件85地质灾害防治工程研究和现状课件86地质灾害防治工程研究和现状课件87地质灾害时间预测预报地质灾害时间预测预报地质灾害时间预测预报88预测预报分类预测预报分类 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 预测预报分类 89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：其它信息源：动物异常行为动物异常行为 信息源90 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）信息源的监测常用仪器经纬仪（Theod91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地表位移监测滑坡剖面图位移监测位移矢量图92深部位移变化曲线深部位移变化曲线 深部位移变化曲线 93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钻孔倾斜仪获取信息的常用仪器94Data readoutData readoutData readout95水压力计水压力计 PiezometerPiezometer水压力计 Piezometer96土压力盒土压力盒 Earth pressure cellEarth pressure cell 土压力盒 Earth pressure cell 97裂缝计裂缝计 CrackmeterCrackmeter 裂缝计 Crackmeter 98