边坡排水工程设计与施工.doc

第10章　排水工程设计与施工 §10.1概　述 §10.1.1滑坡中的水及其对稳定性的影响 产生滑坡的因素是多种多样的，其内因(如岩性、土性、地质构造、地形和风化状态等)一般起着控制作用，但外因(如降雨、融雪等气象条件和挖方、填土引起的应力变化等因素)往往加剧滑坡的运动，有时甚至是引起滑坡发生的主要直接原因。在产生滑坡的自然外因中，降雨、融雪和地下水的渗透水作用则是最大的外因。降雨、融雪形成的地表水下渗到土体的孔隙和岩石的裂隙中，一方面增加岩土的重度，加大滑坡体的重量，使下滑距离增加，另一方面使土石的抗剪强度降低；同时，降雨、融雪形成的渗透水补给到地下水中，使地下水位或地下水压(在受压状态下)增加，其结果也将造成岩土体的抗剪强度降低。此外，渗透到地下的渗透水以一定的流速通过透水层到不透水的面层(此层与上层的结合层一般是滑动面或滑动带)上滞留，这样便形成了一个在均质斜坡中不可能有的具有很大孔隙水压的含水层，这种孔隙水压力一方面在透水层中将引起流砂或砂层剪切破坏，另一方面在不透水层上的结合层(滑动层或滑动带)中，土颗粒将因之发生塑性破坏。因此，滑坡中的水将加剧滑坡的发生。 §10.1.2排水工程在滑坡处治中的地位和作用 从上述分析可知，大气降雨、融雪形成地表水，它经过地面裂缝或孔隙渗入滑坡体，并到达滑动面(带)，造成滑面(带)岩土强度的降低，促使和加剧滑坡形成和滑动。水是产生滑坡的主要原因之一。要防止岩(土)体抗剪强度降低，就必须控制地表水和地下水。所以，排水工程是整治滑坡病害中一项极其重要的内容，一切滑坡地区的防治措施，都必须修建排除地表水的工程和排出地下水的工程。 排水不仅对土质滑坡是十分必须的，对岩质滑坡，譬如破碎岩石滑坡，也应考虑排水措施。对塑性牵引式滑坡，尤为重要。当然，任何排水工程的设计和施工及其方案的确定，必须进行地表水和地下水的调查，搞清楚地下水补给、迳流和排泄条件以及地质状况，尤其必须弄清楚如前所述的使滑动面产生孔隙水压的地下水含水体的分布，并测定其压力，以便用稳定计算所需求的安全系数来制定排水方案。否则，不能收到预期效果。地下水的调查工作可分为初查和详查两个阶段(图10.1)。在初查阶段，根据地下水的水质、地质和地质构造等推断含水层的平面和垂直位置；而后通过详查对初查结果加以验证和明确确定。 《排水工程应使其尽量做到排泄地表水和疏导地下水，以减少引起滑动土体的重量，增加组成斜坡物质的强度洞时，还应该考虑排水系统的完整性和总体性。通过排水工程，使水不再渗透到或滞留在滑坡体内，并排出和疏干滑坡体内已有的水，从而增加滑坡的稳定性，达到处治滑坡的目的。 §10.1.3滑坡处治中常见的排水措施 滑坡处治中，对于滑坡体内的水应以“截、排和引导”为原则修建排水工程。通常，排水工程中所修建的排水建筑物可分为地表排水建筑物和地下排水建筑物两大类型。对于地表水采用多种形式的截水沟、排水沟、急流槽来拦截和排引；对地下水则用截水渗沟、盲沟、纵向或横向渗沟、支撑渗水沟、汇水隧洞、立井、渗井、砂井－平孔、平孔排水、垂直钻孔群等排水措施来疏干和排引。通过这些排水措施，使水不再进入或停留在滑坡范围内，并排除和疏干其中已有的水，以增加滑坡的稳定性。 1.排除地表水 从大气降雨后，水浸湿土壤，使土壤容重增大，而强度降低；如果汇聚成为迳流，可以引起地面的冲刷；渗入地下，又成为地下水的补给来源。由于气温的变化，土中水分发生干湿循环和冻融，可以加速土壤风化。所以，在滑坡区，排除地表水是处理路基病害不可缺少的辅助措施，而且是首先应当采取的措施，对整治滑坡更为如此。排除地表水的目的在于：拦截、引离滑坡范围外的地表水，使其不致进入滑坡区；将降落或出露在滑坡范围内的雨水及泉水尽速排除，使其不致渗入滑坡体。 所以，修建地表排水建筑物工程措施，按其分布的相对位置可分为滑坡体内和滑坡体外的两种。在滑坡体内的排水建筑物，为了使降落在滑坡体上的雨水能迅速排走，防止渗入滑坡体内，应以防渗、汇集和尽快引出为原则。在滑坡体外的地表排水建筑物，应使所有的水不流入滑坡区，故以拦截、引离为原则。要求达到“水随人意，沟沟皆通，有水必流，涓涓不渗”。 在透水性特强的地区，或在地表水特别丰富、渗透量也大的地区，则可做防渗工程。在地基上发生裂缝的地方，进行防渗，用粘土或水泥浆充填裂缝，在滑坡未采取工程措施稳固前，并用聚乙烯布等不透水材料将滑坡区域覆盖，以防止滑坡的发生。 选择地表水排水工程，应根据滑坡地貌，地形条件，利用自然沟谷，在滑坡体内外修筑环形截水沟、排水沟和树叉状、网状排水系统，以迅速引走坡面雨水。在滑坡区范围内则设树枝状排水沟等。同时，对滑坡体表面的土层应进行整平夯实，并采用粘土等夯填裂缝，使地表水