[發明專利]滑坡和邊坡病害治理的方法及裝置

有效

• 申請號: 200910175599.1
• 申請日: 2009-09-21
• 公開（公告）號: CN101654912A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 劉振明
• 申請（專利權）人: 中鐵西北科學研究院有限公司
• 主分類號: E02D17/20
• 分類號: E02D17/20
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司
• 代理人: 張 晉

技術領域

本發明涉及滑坡、邊坡等地質災害的治理措施。

背景技術

滑坡是常見的地質災害，為防止其破壞，在工程上必須采取措施進行治理。滑坡或邊坡治理常用的措施是抗滑樁或錨索框架(地梁)。但現有技術有如下不足：

1)對大滑坡推力、滑面深度大的滑坡體，設置抗滑樁的難度很大。

2)常規抗滑結構物施工，需在滑坡體上向地下開挖至滑床持力層中，以構筑支擋結構物，其工作的艱苦與危險性極大，由于抗滑樁施工需要在活動的滑坡體里爆破開挖大深度的樁井(有時樁井深達70米)，并需在樁井中進行鋼筋混凝土施工、鉆機鉆進錨索施工，因這些施工都是人工在樁井中操作，其施工是異常的艱難、危險和艱苦的在施工中極易發生人身傷亡事故。同時由于滑坡本身的不穩定，在進行相關施工時又會進一步加劇這種不穩定，極容易在施工中發生災害。

3)抗滑樁、錨索框架(地梁)等常規抗滑結構其材料消耗大，且造價高。

4)常規抗滑結構物的材料不是在最合理受力方式下工作，不能有效的發揮材料的力學性能。例如，抗滑樁的樁體受彎矩與剪力的作用，易發生失效破壞。

發明內容

本發明提供一種新的治理滑坡方法，由這種方法形成一種治理滑坡及邊坡病害的裝置。

本發明一種阻止滑坡的方法，其特征是按設計要求的間隔在下部坡腳與滑面相交處之下方設置下支墩，并在與各下支墩對應的位置在滑面之上方設置上支墩，在各上、下支墩上分別設置拉索的一端，設置于上支墩上的拉索的另一端穿過滑坡體設置于滑面下的穩定地層內，設置于下支墩上的拉索的另一端設置于滑面之下的穩定地層內，在對應的上、下支墩之間的滑坡體內采用滑體本身材料注漿加固，或者利用滑體本身材料旋噴加固，或者深層攪拌加固，或者用素混凝土澆筑形成一個呈類似懸鏈線的索線體，其中索線體的凸出部分指向滑坡下滑的相反方向，各索線間的距離滿足相鄰兩索線間滑坡體的穩定條件。各索線間的距離滿足相鄰兩索線間滑坡體的穩定條件(這一穩定條件是指相鄰兩索線體間的滑體在索線體的支撐下保持穩定平衡，既不發生滑動，也不發生從兩索線體間膨出的現象)。本發明的方法中各索線體平面最好與水面線垂直，但根據不同的地質條件，可以允許索線體平面與水平面間的夾角在90±8度范圍內。在具體確定索線體形成方法時，應根據現場地質情況，組成地層巖土材料的不同確定。

本發明的阻止滑坡的方法中所形成的索線體為多段直線段組成的包裹理論計算所得索線體并且與理論計算所得索線體曲線體形狀相近似的線體。

本發明的基本思想受到繩索受力的啟示，參見附圖1，圖1的左邊為繩索在受到集中力或分布力的作用時的情狀，繩索在受到外力時只能改變其形狀，繩索的內力只有軸力，也就是拉應力，而無彎矩和剪力。同樣，如果將前述的繩索改變成剛性或彈性材料，在此稱這種特殊的繩索為索線或索線體，同時將其受力改變，即將“繩索”也就是索線的受力按軸對稱的翻轉，這時這條曲線形式的結構體的內力同樣只有軸力(壓應力)，無彎矩和剪力。在滑坡體下部坡腳與滑面相交處之下方設置下支墩，在與各下支墩對應的位置在滑面之上方設置上支墩，在各上、下支墩上分別設置拉索的一端，位于上支墩上的拉索的另一端穿過滑坡體設置于滑面下的穩定地層內，設置于下支墩上的拉索的另一端設置于滑面之下的穩定地層內，同時將數個前述索線設置于滑坡體內，使索線的凸出部分指向滑坡下滑方向，使索線的兩個端點，即圖1中外力T1與T2所指的索線端點分別固定于上支墩與下支墩上，這樣整個滑坡體的下滑力就受到各方索線的作用的阻擋，以至約束而被固定，參見圖2所示。

顯然本發明的呈類似懸鏈線的索線體具體形狀、設置的索線數量及索線的具體截面參數均可根據實施地的具體地質條件及理論計算得出。其中：

滑坡體的滑坡推力＝滑坡下滑力-滑坡抗滑力

滑坡推力的計算可以采用常規的計算方法，如：推力傳遞法、滑弧法。

本發明的優點如下：

1、本發明的索線體結構是在滑坡體中形成合理支擋力學結構，可有效的發揮材料的力學性能。

2、本發明的索線體形成方式是以加固滑體本體地質材料構筑支擋結構物；或部分以素混凝土材料構筑支擋結構物，因此其材料的消耗及工程造價均低于現有技術。

3、本發明采用索線(合理軸線)設計理論和設計方法的抗滑結構設計，減少或不進行地下施工(既人不進入或少進入地下施工)，從而克服施工的艱苦性與危險性，因此其施工的工程量及施工危險程度均小于現有技術。