邊坡排水工程設計與施工

第10章排水工程設計與施工§10.1概述§10。1。1滑坡中的水及其對穩(wěn)定性的影響產生滑坡的因素是多種多樣的，其內因（如巖性、土性、地質構造、地形和風化狀態(tài)等）一般起著控制作用，但外因（如降雨、融雪等氣象條件和挖方、填土引起的應力變化等因素）往往加劇滑坡的運動，有時甚至是引起滑坡發(fā)生的主要直接原因。在產生滑坡的自然外因中，降雨、融雪和地下水的滲透水作用則是最大的外因.降雨、融雪形成的地表水下滲到土體的孔隙和巖石的裂隙中，一方面增加巖土的重度，加大滑坡體的重量，使下滑距離增加，另一方面使土石的抗剪強度降低；同時，降雨、融雪形成的滲透水補給到地下水中，使地下水位或地下水壓（在受壓狀態(tài)下）增加，其結果也將造成巖土體的抗剪強度降低.此外，滲透到地下的滲透水以一定的流速通過透水層到不透水的面層（此層與上層的結合層一般是滑動面或滑動帶）上滯留，這樣便形成了一個在均質斜坡中不可能有的具有很大孔隙水壓的含水層，這種孔隙水壓力一方面在透水層中將引起流砂或砂層剪切破壞，另一方面在不透水層上的結合層（滑動層或滑動帶）中，土顆粒將因之發(fā)生塑性破壞.因此，滑坡中的水將加劇滑坡的發(fā)生?！?0.1。2排水工程在滑坡處治中的地位和作用從上述分析可知，大氣降雨、融雪形成地表水，它經過地面裂縫或孔隙滲入滑坡體，并到達滑動面（帶），造成滑面（帶）巖土強度的降低，促使和加劇滑坡形成和滑動。水是產生滑坡的主要原因之一。要防止巖（土）體抗剪強度降低,就必須控制地表水和地下水。所以排水工程是整治滑坡病害中一項極其重要的內容，一切滑坡地區(qū)的防治措施，都必須修建排除地表水的工程和排出地下水的工程。排水不僅對土質滑坡是十分必須的，對巖質滑坡，譬如破碎巖石滑坡，也應考慮排水措施。對塑性牽引式滑坡，尤為重要當然，任何排水工程的設計和施工及其方案的確定，必須進行地表水和地下水的調查,搞清楚地下水補給、逕流和排泄條件以及地質狀況，尤其必須弄清楚如前所述的使滑動面產生孔隙水壓的地下水含水體的分布，并測定其壓力，以便用穩(wěn)定計算所需求的安全系數(shù)來制定排水方案。否則，不能收到預期效果。地下水的調查工作可分為初查和詳查兩個階段（圖10.1）.在初查階段，根據(jù)地下水的水質、地質和地質構造等推斷含水層的平面和垂直位置；而后通過詳查對初查結果加以驗證和明確確定?！杜潘こ虘蛊浔M量做到排泄地表水和疏導地下水，以減少引起滑動土體的重量,增加組成斜坡物質的強度洞時，還應該考慮排水系統(tǒng)的完整性和總體性。通過排水工程，使水不再滲透到或滯留在滑坡體內,并排出和疏干滑坡體內已有的水，從而增加滑坡的穩(wěn)定性，達到處治滑坡的目的?！?0.1。3滑坡處治中常見的排水措施滑坡處治中，對于滑坡體內的水應以“截、排和引導”為原則修建排水工程。通常，排水工程中所修建的排水建筑物可分為地表排水建筑物和地下排水建筑物兩大類型.對于地表水采用多種形式的截水溝、排水溝、急流槽來攔截和排引；對地下水則用截水滲溝、盲溝、縱向或橫向滲溝、支撐滲水溝、匯水隧洞、立井、滲井、砂井一平孔、平孔排水、垂直鉆孔群等排水措施來疏干和排引。通過這些排水措施，使水不再進入或停留在滑坡范圍內，并排除和疏干其中已有的水，以增加滑坡的穩(wěn)定性。排除地表水從大氣降雨后，水浸濕土壤，使土壤容重增大,而強度降低；如果匯聚成為逕流，可以引起地面的沖刷；滲入地下，又成為地下水的補給來源。由于氣溫的變化，土中水分發(fā)生干濕循環(huán)和凍融，可以加速土壤風化。所以，在滑坡區(qū)，排除地表水是處理路基病害不可缺少的輔助措施，而且是首先應當采取的措施，對整治滑坡更為如此。排除地表水的目的在于：攔截、引離滑坡范圍外的地表水，使其不致進入滑坡區(qū)；將降落或出露在滑坡范圍內的雨水及泉水盡速排除，使其不致滲入滑坡體。所以，修建地表排水建筑物工程措施，按其分布的相對位置可分為滑坡體內和滑坡體外的兩種。在滑坡體內的排水建筑物，為了使降落在滑坡體上的雨水能迅速排走，防止?jié)B入滑坡體內，應以防滲、匯集和盡快引出為原則。在滑坡體外的地表排水建筑物，應使所有的水不流入滑坡區(qū)，故以攔截、引離為原則.要求達到“水隨人意，溝溝皆通，有水必流，涓涓不滲〃。在透水性特強的地區(qū)，或在地表水特別豐富、滲透量也大的地區(qū)，則可做防滲工程。在地基上發(fā)生裂縫的地方，進行防滲，用粘土或水泥漿充填裂縫，在滑坡未采取工程措施穩(wěn)固前，并用聚乙烯布等不透水材料將滑坡區(qū)域覆蓋,以防止滑坡的發(fā)生。選擇地表水排水工程，應根據(jù)滑坡地貌，地形條件，利用自然溝谷，在滑坡體內外修筑環(huán)形截水溝、排水溝和樹叉狀、網(wǎng)狀排水系統(tǒng)，以迅速引走坡面雨水。在滑坡區(qū)范圍內則設樹枝狀排水溝等。同時，對滑坡體表面的土層應進行整平夯實，并采用粘土等夯填裂縫，使地表水盡快歸溝，防止或減少地表水下滲;對滑坡體范圍內的泉水、封閉洼地積水，應引向排水溝予以排除或疏干；對淺層和滲水嚴重的粘土滑坡，可在滑坡體上植樹、種草、造林等措施來穩(wěn)定滑坡。排除地下水對一般滑坡來講，地下水常是誘發(fā)滑坡的重要因素，而地下水的存在往往亦是形成滑坡的主要條件，所以疏干滑坡體內以及截斷和引出滑坡面附近的地下水常常是整治滑坡的根本措施，顯得十分必要。由于滑動面（帶）常常積聚了大部分地下水，因此，排除滑面（帶）積水又是滑坡地下排水的主要目的.因為排除地下水可使滑坡體土體干燥，從而提高其強度指標，降低土壤的重度，并可消除地下水的水壓力，以提高滑坡體的穩(wěn)定性。排除地下水是一項比較復雜、艱巨，而且投資較大的工程。設計中必須搜集足夠的水文地質資料，注意施工質量，確保施工安全。治理地下水的原則是“可疏而不可堵”。應該根據(jù)水文地質條件，特別是滑面（帶）水分布類型，補給來源及方式，合理采用攔截、疏干、排引等排水措施,達到:“追蹤尋源，截斷水流，降低水位，晾干土體，提高巖土抗剪強度，穩(wěn)定滑坡〃的目的.§10.2地表排水工程設計與計算§10.2.1地表水匯流量的確定進行地表排水工程設計時，要確定排水量大小，以合理確定排水工程的有效斷面.根據(jù)上述介紹，地表排水工程主要是攔截、引離滑坡范圍外的地表水和排除降落或出露在滑坡范圍內的雨水和出露的泉水以及封閉洼地積水。對于出露的泉水和封閉洼地積水等地表水可以通過實際調查，方便確定。對于雨水等降水形成的地表水則需根據(jù)當?shù)氐臍庀髼l件、地形地質狀況等因素，通過相關計算方法確定其匯流量。本節(jié)僅介紹后者的確定方法。地表水匯流量的計算方法很多，可用推理法、統(tǒng)計分析法、地區(qū)分析法或現(xiàn)場評判法等方法。這里僅介紹采用推理法確定地表水匯流量的有關計算公式.1。地表水匯流量的計算公式滑坡體外或滑坡體內的地表水設計匯流量可按下式計算確定：（10。1）式中：Q—-設計地表水匯流量,m2/s；q—-設計重現(xiàn)期和降雨歷時內的平均降雨強度，mm/min；巾 徑流系數(shù)；F——匯水面積，km2。地表水匯流量的計算公式相關參數(shù)的確定(1)設計降雨的重現(xiàn)期設計降雨重現(xiàn)期的確定，一方面會影響到滑坡的穩(wěn)定性措施，另一方面則會影響到排水設施的有效斷面尺寸。因此設計降雨的重現(xiàn)期應根據(jù)滑坡類型及其受水影響的程度、滑坡區(qū)域處建筑等級和排水設施等因素綜合分析確定.參照我國《公路排水設計規(guī)范》(JYJ018-97)，建議:對重要性建筑物處的滑坡，設計時降雨重現(xiàn)期可取15年，對一般性建筑物處的滑坡，設計時降雨重現(xiàn)期可取10年。但對多雨地區(qū)或特殊地區(qū)，可根據(jù)需要適當提高降雨重現(xiàn)期。(2)降雨歷時降雨歷時通常按匯流時間計，包括匯水區(qū)內的坡面匯流歷時和截流排水溝內的匯流歷時。坡面匯流歷時的計算坡面匯流歷時的計算方法很多此處介紹形式簡單、計算方便的柯畢(Kerby)公式及其相應的地表粗度系數(shù)(mi)o坡面匯流歷時可按下式計算確定：(10。2)式中：t] 坡面匯流歷時，min；Ls--坡面流的長度，m;j—-坡面流的坡降；m]-—地面粗度系數(shù)，可按地表情況查表10.1確定。截流排水溝內匯流歷時的計算截流排水溝內匯流歷時需在排水設施或構造物的過水斷面和出水口確定后才能計算得到。而設計排水量尚未確定，過水斷面和出水口又元法確定。因此,需采用試算法，先假定一個截流排水溝內的匯流歷時，計算匯流歷時和設計匯流量，確定截流排水溝的過水斷面和出水口;然后按滿寧公式計算設計排水溝內的平均流速，再計算匯流歷時，并同假設的匯流歷時進行比較。若相差較大時,則調整假設值，重新計算，直至滿足設計精度要求為止具體計算如下：先在斷面尺寸、坡度變化點或有支溝匯入處分段，分別計算各段的匯流歷時后再疊加而得,即:(10。3)式中：t2 截流排水溝匯流歷時,min；n和i——截流排水溝分段數(shù)和分段序號；1i—-第i段的長度，m；vi 第i段的平均流速,m/s。排水溝內的平均流速可按下式計算確定：(10.4)式中：n—-排水溝壁的粗糙系數(shù)，按表10。2選用；R 水力半徑，m，R=A/P，各種排水溝的水力半徑計算式可按表10。3計算；P——過水斷面濕周,m；I-—水力坡度，可取用排水溝的底坡。排水溝壁的粗糙系數(shù) 表1,0。2排水溝類別|粗糙系數(shù)(n)| 地表狀況 粗糙系數(shù)(n)|巖石質明溝0.035漿砌片石明溝0。032植草皮明溝（流速0.6m0。035~0.050水泥混凝土明溝（鏝抹面）0。015/s）植草皮明溝（流速1。0.050~0.090水泥混凝土明溝（預制）0。0128）漿砌片石明溝0。025各種排水溝的水力半徑和過水斷面積計算用表 表10。3初步設計時，排水溝內的平均流速可按下式估算（10。5）式中：i-—該段排水溝內的平均坡度。降雨強度的計算當?shù)貧庀蟛块T有10年以上自記雨量記錄資料時，可利用氣象部門的觀測資料按下式整理分析得到設計重現(xiàn)期的降雨強度：（10。6）式中：t 降雨歷時,min；a和b--地區(qū)性參數(shù).若當?shù)厝狈ψ杂浻炅坑涗涃Y料時，可利用標準降雨強度等值線圖和有關轉換關系，按下式計算降雨強度：（10.7）式中：q510-—表示5年重現(xiàn)期和10min降雨歷時的標準降雨強度，mm/min,可按地區(qū)，根據(jù)，我國5年一遇10min降雨強度（q5/等值線圖查取。Cp——重現(xiàn)期轉換系數(shù)，為設計重現(xiàn)期降雨強度qt同標準重現(xiàn)期降雨強度q5的比值（"/q5），可按地區(qū)，根據(jù)我國5年一遇10口3降雨強度區(qū)湖等值線圖查取。。 ^ M0Ct-一降雨歷時轉換系數(shù)，為降雨歷時t的降雨強度qt同10min降雨歷時的降雨強度q］的比值（qt/q10），可按地區(qū)的60min轉換系數(shù)（C：。），根據(jù)我國60min降雨強度轉換系數(shù)（CQ等值線圖查取。 °徑流系數(shù)的確定徑流系數(shù)按匯水區(qū)域內的地表種類由表10.4確定。當匯水區(qū)域內有多種地表時，應分別為每種類型選取徑流系數(shù)后，按相應的面積大小取加權平均值.3。地表水匯流量的計算程序地表水匯流量的計算程序可參照圖10。2所示進行?！?0o2.2地表排水體系設計及結構形式進行地表水排水體系設計,應根據(jù)滑坡區(qū)域地貌、地形特點，充分利用自然溝谷在滑坡體內外修筑截水溝、排水溝和樹叉狀、網(wǎng)狀排水系統(tǒng)，以迅速引走坡面雨水1?；麦w外截水溝設置及其結構型式為防止滑坡體外坡面匯水進入滑坡體，通常在滑坡體外修筑截水溝和排水溝。滑坡體外截水溝：可以沿滑坡體周圍，根據(jù)水流匯聚情況及滑坡在可以發(fā)展的邊界以外不小于5m處，設置環(huán)形截水溝。圖10.2設計匯流量計算框圖環(huán)形截水溝可以根據(jù)山坡匯水面積、降雨量（尤其是暴雨量）和流速等計算而得的匯水量大小，設置一條或多條，以攔截引離地表徑流，不使坡面雨水流入滑坡體范圍之內。環(huán)形截水設計數(shù)條截水溝時，其間距一般以50?60m為宜，每條截水溝的斷面尺寸，應按山坡溝間匯水面積和匯流量計算確定。其斷面形式，應根據(jù)當?shù)厮鸬淖饔眉巴临|等因素而定，多用倒梯形、矩形等型式.截水溝鋪砌時應先砌溝壁，后砌溝底，以增加其堅固性。迎水面溝壁應設泄水孔（10cmX20cm），以渲泄土中滲水。溝壁應嵌入邊坡內，如圖10。3所示。圖10.3截水溝鋪砌構造若滑坡附近的自然溝有水流補給滑坡體時，則應鋪砌其漏水地段。2.滑坡體地表排水溝設置及其結構型式為把滑坡區(qū)域內的雨水迅速地匯集并排到滑坡區(qū)外，防止或減少坡面流水滲入滑坡體，增加滑坡體下滑力和降低巖土抗剪強度，應在滑坡體內修筑樹又狀、網(wǎng)狀排水系統(tǒng)，以迅速引走坡面流水。因此，要盡可能詳細地測量滑坡區(qū)內的地形，并繪成地形圖來設計排水溝網(wǎng)。排水溝網(wǎng)分為集水溝和排水溝兩類，兩類縱橫交錯形成良好的排水系統(tǒng)。（1）集水溝這類溝渠主要是橫貫斜坡，以便盡可能地匯集雨水、地表水，并把橫貫斜坡的范圍較寬的淺的水溝與縱向的排水溝連結起來。集水溝有瀝青鋪面的溝渠、半圓形鋼筋混凝土槽和半圓形波紋槽等多種，用剛性材料時要縮短各槽的長度，并用樁支承在地基上（2）排水溝排水溝是用來把匯集的水盡快排出滑坡區(qū)，因此應采用較陡的坡度，并通過流量計算來確定斷面尺寸。地表凹形部位的排水溝，每隔20?30m設置一個連結箍，特別是在地基松軟的情況下,有時還要用樁來固定排水管路.排水溝的末端應設置端墻，并將水排到河流等處。排水溝可用石砌水溝，混凝土水溝，U形槽，半圓形波紋槽等。在滑坡范圍內的排水系統(tǒng)，可充分利用地形和自然溝谷為排除地表水的渠道，因此必須對自然溝谷進行必要的整修、加固和鋪砌，使水流暢通，不得滲漏.在滑坡區(qū)范圍內可設樹枝狀排水溝。其布置形式，排水溝的主溝應與滑坡的移動方向一致；支溝（集水溝）則應盡量避免橫切滑坡體，支溝與滑坡移動方向成30。?45。角的斜交，不宜太大，以免滑坡體移動時溝身變形。支溝間距以20?30m為宜。在滑坡體內的水溝應有防止?jié)B水的鋪砌:如采用漿砌片石、混凝土板或瀝青板鋪砌，砂膠瀝青堵塞砌縫搬口圖10.4和圖10.5所示。它既能防沖、防滲，而且經久耐用，亦便于施工和養(yǎng)護.通過滑坡裂縫處的溝身可用木質或塑料硬板水槽搭疊做成，以免溝身擠壓時斷裂滲水。同時，應整平地表，夯填裂縫，使地表水盡快歸溝，減少滲漏.在滑坡地區(qū)的灌溉溝渠、蓄水池、有裂縫的道路側溝等集水地，應對它們修建防漏工程。對于滑坡范圍內的泉水、濕地也必須處理.一般設置滲溝與明溝等引水工程，排除山坡上層滯水和疏干邊坡，如圖10。6所示。這類工程包括集水和排水兩部分，埋入地下部分類似一個集水滲溝，須設反濾層，露出地面部分是排水明溝，用漿砌片石或混凝土塊砌筑?！?0.2。3地表排水溝過流量的驗算地表排水溝排水的型式是多種多樣的，各種型式的排水溝其過水流量的大小是不一樣的。排水斷面尺寸的大小可通過相應的水力計算來驗算是否滿足設計要求，并檢查其流速是否在允許范圍內。對于一般溝或管的過水能力（過水流量）可按下式計算：Q=vA（10。8）c式中:Qc 表示溝或管的泄水能力，m3/s;v 溝或管內的平均流速，m/s；A 過水斷面面積，m2。溝或管內的平均流速可按式（10。4）進行計算。對于淺三角形溝過水斷面的泄水能力按下述修正公式計算：（10.9）式中：ih—-表示溝或過水斷面的橫向坡度；h——表示溝或過水斷面的水深，m?！?0。2。4地表排水工程設計原則和要求在整治滑坡工作中，無論是事先預防滑坡的發(fā)生，老滑坡的復活，即有滑坡的急劇惡化，都必須加強對滑坡區(qū)域水的排除。水是導致滑坡的重要因素，許多滑坡都是由于未能及時對水攔截、引離造成的.因此，必須隨時加強對滑坡區(qū)域內水的監(jiān)測，修筑排水工程，以消除水的危害.排水工程往往和其他工程相互配合使用，如'排”與“擋”，“減〃與“擋”等經常相互配合使用.實踐證明，相互配合使用是比較經濟合理、安全可靠的整治滑坡的方法。特別是在處理大型滑坡時,往往需要運用這些方法綜合的整治，才能徹底解決問題。而且一切滑坡地區(qū)的防治措施，都必須首先消除水的危害。進行地表排水工程設計的總原則是：滑坡體外的地表水，應予以截流引離；滑坡體上的地表水要注意防滲，并盡快匯集引離。在進行地表排水工程設計時，應詳細進行現(xiàn)場踏勘，充分收集設計資料，因地制宜，合理布置排水工程,選擇合適的斷面及結構型式，達到既有效排除地表水，又降低工程造價。1。 填平坑洼、夯實裂縫.山體坡面產生坑洼和裂縫，往往是滑坡的先兆，也是導致嚴重滑動的主要原因。大氣降雨，地表水就會匯集在坑洼處或沿著裂縫浸滲入土層，使土的粘著力和抗剪強度降低，造成山體滑動。因此，對坑洼和裂縫應仔細地查找，認真地夯填。發(fā)現(xiàn)山坡有坑洼、塌陷、裂縫時，應立即時行處理。要夯實整平坡面，減少坑洼，夯填裂縫，防止積水，盡量減少地表水滲入量。對于裂縫，應沿裂縫挖至失滅為止，若裂縫太深，至少需挖深1m,挖至一定寬度，裂縫兩側的擾動土也要挖掉，再用當?shù)氐挠羞m當含水量的粘性土分層填塞夯實，在夏季或氣候干燥的時候，如有必要在分層填塞時要隨時灑水。在填塞山坡裂縫切忌采用砂或透水性強的土壤.必須注意，夯實裂縫時，頂部要夯成魚背形，可以防止地表水在已夯實的裂縫處滯留而滲透下去。夯實裂縫后要不斷的進行觀測，尤其是雨后幾天內及每年的雨季前后都要細致的檢查，有裂縫出現(xiàn)要立即夯緊。滑坡體內外的坑洼處所，都為地表水帶來很好的滲透條件。因此，在滑坡區(qū)應該采取削高補低，填平坑洼，排除積水。2。 合理確定截水溝的平面位置截水溝主要是攔截滑坡體外的地表水.通常應設在滑坡體可能發(fā)展的邊界5m以外。根據(jù)需要截水溝可置數(shù)條，以分段攔截地表水。截水溝應與側溝、排水溝、橋涵相通，達到溝涵相連，以便有效、全面地控制地表水，使之迅速引離滑坡體范圍.截水溝平面布置時，應盡量順直，并垂直于徑流方向。如遇到山坡有凹地或小溝時，應將凹地填平或于外側作擋墻，內側與水溝密貼聯(lián)結，避免水溝內的水射流越出或滲入截水溝溝底流過，招致水溝破壞。截水溝橫斷面型式和尺寸大小應根據(jù)當?shù)氐匦魏偷刭|情況、匯水面積和地表水的大小以及流速和土壤中水分布情況，進行匯流量的計算后確定。設計時應對水溝斷面，尤其是溝底進行防滲處理，對地質軟弱地段進行加固措施的設計，保證截水溝的正常工作。3。 滑坡體內排水系統(tǒng)的布置在滑坡體范圍內，排水系統(tǒng)的布置以匯集和引離為原則。對滑坡體內的地表排水系統(tǒng)應結合地形條件，充分利用自然溝谷作為主溝，匯集并旁引坡面水流于滑坡體外排出。排水溝的布置與滑坡一致，以減少變形.支溝通常與滑動方向成30。?45。斜交，按人字形或樹枝形布置。排水溝布置應避免距滑坡裂縫太近，招致開裂破壞。必須經過滑坡裂縫區(qū)時可用臨時性的折疊式木槽溝或混凝土板和砂膠瀝青柔性混凝土預制塊板水溝，如圖10.7所示。它容許有一定的伸縮，以防止山坡變形拉斷排水溝，使坡面水集中下滲.它既能防沖、防滲、且較經久耐用，又便于施工和養(yǎng)護。采用漿砌片石、混凝土修筑的排水溝，應每隔4~6m設一沉降縫，用瀝青麻筋仔細塞實，表面勾縫，隨時發(fā)現(xiàn)斷裂，隨即修補。當滑坡地段上土中水豐盈時，則漿砌的排水溝上側應增設泄水孔，泄水孔背后設反濾層，必要時還應在水溝底設石磕或卵石墊層，如圖10.8所示。排水溝是順著地形向山谷或洼地排水，故縱坡不能太陡,陡度下的平面轉折處容易出'毛病”。在南方，暴雨時排水溝中的急流順陡坡而下，在轉折處向溝處溢水，常常引起邊坡滑坍.因此，平面轉折處的曲線半徑至少要有5?10m,外側溝壁應加高，其加高的數(shù)值根據(jù)流速和曲線半徑來計算。在地表水流速大于3m/s，同時磚、石的供應比較方便的時候，可以采用磚砌排水溝或是漿砌片石截水溝。排水溝的斷面要根據(jù)匯水面積最大的降雨量來驗算，溝底的寬度一般不應小于0o40m，深度不應小于0o60m，在干燥少雨地區(qū)，或巖石路塹中，深度可減至0o40m，多雨地區(qū)，匯水面積大，同時有集中水流進入該地段，其水溝斷面應進行水力計算后確定，并應采取防沖或防滲的加固措施.§l0o3地下排水工程設計與計算§10o3.1地下水滲透流量的確定1.滲透系數(shù)的確定為處治滑坡而進行地下排水工程設計時，必須通過詳細的調查、勘探等方法查明使滑動面(帶)產生空隙水壓力的地下水含水體的分布狀況，并測定其水壓力，以便用滑坡穩(wěn)定設計計算所要求的穩(wěn)定性安全系數(shù)來確定采用合理的地下水排水工程方案。地下水調查和測定是一項深入細致的工作。地下水調查可采用地質調查方法，對于水文地質條件較復雜的地區(qū)，還應結合坑探和鉆探等方法，了解和收集:地下水的類型和補給來源;含水層與不透水層的性質、層數(shù)和層厚；泉水出露的埋藏深度、水位變化規(guī)律和變化幅度；地下水的流向、流速、水力坡度和流量等；當?shù)氐叵滤睦煤鸵延械牡叵屡潘O施使用狀況等。作出地下水對滑坡體穩(wěn)定性影響的評價，為地下排水工程時提供可靠的依據(jù)。地下水的流向可采用三點法測定，在邊長約為50?150m的等邊三角形的頂點布置鉆孔，按各鉆孔的地下水水位高程繪制等水位線。垂直等水位線的方向即為地下水的流向。另外，向鉆孔內投放作色指示劑，可測定地下水的流速，或利用已知的水力坡度和滲透系數(shù)來計算流速。用排除地下水來處治滑坡，就要使引起滑坡發(fā)生的地下水位降至符合穩(wěn)定性設計計算所需的安全系數(shù)的相對應的水位以下。因此設計時必須根據(jù)滑坡體巖土滲透系數(shù)，合理確定排水工程類型和布置排水工程的間距，即時排除足夠的地下水量.這就要求合理確定巖土的滲透系數(shù).天然巖土內的滲透系數(shù)，由于不同位置處巖土的類別不同而有很大變化，在設計時應予以充分重視.求滲透系數(shù)的方法可采用室內試驗或現(xiàn)場試驗。但室內試驗需要采取大量的原狀巖土試樣，這對滑坡土是很難做到.采用室內試驗時，可采用常水頭或變水頭滲透試驗確定。常水頭滲透試驗適用于透水性高的粗粒巖土，而變水頭滲透試驗適用于透水性中等或低的細粒巖土。試驗方法可參考《公路土工試驗規(guī)程》(JTJ051-93)，但試件的直徑應為巖土顆粒最大粒徑的8倍或12倍。現(xiàn)場試驗又有抽水試驗和注水試驗。抽水試驗適用于地下水位較高的含水層，注水試驗則適用于地下水位較低的含水層。而在滑坡區(qū)一般采用抽水試驗.抽水試驗一般用垂直鉆孔進行,抽水的深度應達到含水層下部的弱透水層。通常在抽水孔的周圍，沿地下水流動的方向按20?30m間距設置水位觀測鉆孔，這些觀測孔也應深至所需要的含水層。通過對現(xiàn)場的抽水試驗，測定抽水量和水位隨時間的變化數(shù)據(jù)后，可通過計算確定滲透系數(shù)。具體的測定和計算方法可參考《工程地質手冊》。各類巖土的滲透系數(shù)，隨巖土的種類和組成巖土的顆粒成分、大小及其密實程度的不同而相差很大，同類巖土的滲透系數(shù)變化范圍也很大。表10。5為代表性巖土的滲透系數(shù)的經驗參考值范圍。利用表列數(shù)值或其他工程的經驗數(shù)值，可按含水層介質的巖土類別粗略估計其滲透系數(shù)，供初步設計參考。各類巖土滲透系數(shù)參考值表l0.5 巖土名稱滲透系數(shù)（cm/s）巖土名稱滲透系數(shù)（cm/s）粘土<6X10—6中砂6X10—3?2X10—2粉質粘土6X10-6~1X10-4粗砂2X10—2?6X10-2粉土1X10-4?4?礫石6X10-2~1X10-1粉砂6X10—410-4?1X10-3卵石1X10—1?6X10-1細砂1X10-3~6X10-3漂石6X10—1?1X1002.滲透流量的確定地下水滲透量的確定主要采用滲流定律.下面列出三種滲透流量的計算公式，其主要差別在于不透水層的坡度和排水滲溝的深度（相對于不透水層）。（1）滲溝深度達不透水層而不透水層的坡度又較平緩的情況滲溝底部挖至或挖入不透水層，而不透水層的橫向坡度較平緩時，可采用地下水自然流動速度近于零的假設，按下列計算公式計算單位長度滲溝由溝壁一側流入溝內的流量（如圖l0。9所示）：（10。10）（10.11）（10.12）（10。13）式中：Q 表示每延米長滲溝由溝壁一側流入溝內的流量，m3/（s?m）；Hc——含水層地下水位的高度，m；h-一滲溝內的水流深度,m，在滲溝底位于不透水層內，且滲溝內水面低于不透水層頂面g時，按式（10.11）計算；k——含水層巖土顆粒的滲透系數(shù)，m/s；rs—-地下水位手滲溝影響而降落的水平距離，m?？砂词剑?0。12）確定；I。一一地下水位降落曲線的平均坡度，可按含水層巖土顆粒的滲透系數(shù)由近似公式（10。13）估算。如地下水由兩側流入滲溝內，則上述滲溝內的流量應乘以2倍。（2）滲溝深度遠較不透水層淺的情況滲溝深度淺而不透水層很深時，滲流量計算的主要參數(shù)是滲透系數(shù)和地下水位受滲溝影響而降落的水平距離或平均坡度。地下水位受滲溝影響而降落的水平距離或平均坡度與含水層巖土的透水性，即滲透系數(shù)有關。這種情況下，位于含水層內單位長度滲溝內的流量按下式計算確定（如圖10.10所示）：（10。14）式中:孔 相臨滲溝間距之半，m；k——含水層巖土顆粒的滲透系數(shù)，m/s；Hg—-滲溝位置處地下水位的下降幅度,m。不透水層有較大橫坡的情況不透水層橫向坡度較陡時，假設地下水位的平均坡降與不透水層的橫向坡度相同，則單位長度滲溝由溝壁一側流入溝內的滲流量可按下式計算(如圖10.11所示)：(10。15)式中：ih——不透水層橫向坡度.§10。3.2地下排水體系設計排除地下水工程的目的在于把分布于滑坡體范圍內的地下水，造成滑坡土體中滲透系數(shù)大的地層，再通過它誘導排出,以降低滑動面(帶)的含水率或孔隙水壓力，使滑坡土體趨于穩(wěn)定。當?shù)叵滤畯幕麦w范圍外流入滑坡體內的透水層時，應在地下水流入滑坡體范圍之前，就將地下水截斷，而把地下水流量的一部分作為地表水排除。地下水從滑坡體范圍外流入的情況，也包括排除來自滑動面下基巖石的地下水。排除地下水工程分為排除淺層地下水和排除深層地下水兩類。1。 常用的排除地下水工程措施常用的排除滑坡體地下水的工程措施有：攔截地下水的建筑物:截水明溝、槽溝、排水隧洞以及截水滲溝等。疏干地下水設施:邊坡滲溝、支撐滲溝、疏干排水隧洞、滲水暗溝、滲井、滲管、滲水支垛、垂直鉆孔排水等。降低地下水的措施:多布置在路基兩側附近，其中常用的有槽溝、縱向滲溝、橫向滲溝、排水隧洞、帶滲井及滲管的隧洞等.地下水排水體系設計為了良好地排除滑坡體內的地下水，根據(jù)滑坡體內地下水的情況，通常各種排水設施應綜合運用。地下水排水體系的設計，一方面要合理進行各種地下水排水設施的布置,另一方面要根據(jù)各種地下水排水設施的特點進行構造設計，滿足排水量的要求.目前常用的排除地下水建筑物設計如下：明溝和槽溝明溝一般適用于地下水埋藏很淺，譬如深度僅在1?2m之內，或水溝通過地層穩(wěn)定能夠進行較深的明挖的地方。槽溝則用于處理地下水埋藏較深或地質不良，水溝邊坡容易發(fā)生滑塌的地方，其深度可達到3m左右。明溝、槽溝用處很廣，可以作攔截、排引、疏干、降低地下水之用。施工簡便，養(yǎng)護容易，造價低廉。明溝、槽溝的斷面形式，常用的有梯形和矩形兩種，如圖10。12和圖10.13所示.明溝常用漿砌片石或磚砌筑。槽溝則有用漿砌片石、木質結構及鋼筋混凝土結構。并可根據(jù)其設置的位置和作用的不同分別作好過濾、隔水和防滲等設施.暗溝和明暗溝這種設施最宜用來排除分布于自地表到地表下3m左右這個范圍的地下水它能排除分布于滲透系數(shù)小的土層中土顆粒間孔隙內的地下水。暗溝有集水暗溝和排水暗溝兩種。集水暗溝用來匯集它附近的地下水；而排水暗溝的主要目的是與地表排水溝連接起來，把匯集的地下水作為地表水排除。集水暗溝集水暗溝是在挖到預定深度的溝中砌成石籠，或是在溝中鋪填碎石和安設透水混凝土管的盲暗溝，為了防止漏水，在底部鋪設杉皮，聚乙烯布或瀝青板，在暗溝的上面和側面則設置樹枝及砂礫組成的過濾層，以防淤塞.在集水量特多的情況下，也可用有孔的管道.集水暗溝過長時，會使已匯集的水再滲透，也會引起管道淤塞，所以一般每隔20?30m設置一個集水池或檢查井，其端頭則與地表排水溝或排水暗溝連接起來。圖10。13漿砌片石排水溝槽排水暗溝排水暗溝用有孔的鋼筋混凝土管、波紋管、透水混凝土管等制成，有時也有一定程度上起集水暗溝的作用，在端墻及集水池等處，與地表排水溝相連接。管式暗溝易受滑坡運動引起的地基變形的影響，而使其作用顯著降低，同時由于檢修困難，所以暗溝的長度應盡量短,坡度應大一些，最好使其盡快地與容易檢修的地表排水溝連結起來。明暗溝淺層地下水的分布,與地表水一樣，受地表地形的支配，地表的凹部及谷部容易集水，所以暗溝網(wǎng)多同地表排水溝網(wǎng)一致。通常在滑坡地區(qū)，這種方法用得最多。大型暗溝在地表以下3?5m有含水層時，暗溝的規(guī)模就大，開挖的土方量也非常大.這樣的暗溝可用來截斷和匯集排除來自淺層流動狀滑坡或滑坡區(qū)外的淺層地下水。在滑坡區(qū)內修建這種暗溝時，可設置在滑坡斜坡上部的邊界附近.而在斜坡下部，則要注意由于設置這些暗溝的開挖，會使滑坡土體喪失穩(wěn)定，可能促使滑坡活動更加激化，施工時應特別注意.滲溝滲溝在整治中小型的淺層滑坡中能起到良好作用，在滑坡處治應用中較多。它具有疏干表層土體，增加坡面穩(wěn)定性;截斷及引排地下水，降低地下水位，防止土壤細粒間的沖移和浸蝕作用。滲溝如作到淺層活動面以下，可以起到土體的支撐作用。所以，它是整治滑坡中常用的一種有效措施。滲溝按其作用的不同可分為截水滲溝、邊坡滲溝、支撐滲溝等幾種型式。這些滲水設施只要在設計時資料搜集正確，布置得當，施工質量好，勤養(yǎng)細修，一般都能起到良好的排水效能。截水滲溝當滑坡范圍外有豐富的深層地下水進入滑坡體時，為了使地下水在流入滑坡體之前就被攔截引離，可在垂直于地下水流方向上設置截水滲溝。它適用于地下水位埋藏深度在15m以內，水量較大，地下水為單向流動，含水層較明顯的地區(qū)。截水滲溝的作用比支撐滲溝更好，它能攔截水源，使滑坡體干燥穩(wěn)定。截水滲溝的位置，一般設置在滑坡體的后緣及其周圍，距滑坡可能發(fā)展的范圍以外不少于5m的穩(wěn)定土體上，其平面位置呈折線或環(huán)狀形，如圖10.14所示。圖10.14截水滲溝平面布置截水滲溝的斷面尺寸：溝底寬度不應少于1。0?1.5m，隨著溝深的加大，溝底也要相應加寬。且滲溝愈深，施工愈困難，故做滲溝時，必須作技術經濟比較決定.截水滲溝的填料，采用碎石、卵石、粗砂或片石，以利排水。在正對地下水流向的截水滲溝背水面溝壁應設置隔滲層，以防止地下水透過截水滲溝后又滲入滑坡體。隔滲層可用粘土、粘土混合土或漿砌片石，其厚度一般采用0.3?0.5m.截水滲溝的正面設反濾層，其厚度一般采用45?60cm。滲溝的基底應埋入一層含水層以下的不透水層或基巖內，以攔截流入滑坡體的地下水并排于滑坡體之外。當溝底并非埋入完整基巖時，為防止溝底沖刷或被水泡軟，一般用漿砌片石砌筑溝槽，溝的流水應埋入穩(wěn)定的不透水層內.流水溝常用的斷面尺寸為0。4mX0.4m?0。7mX0o7m，如圖10.15所示。這種截水滲溝溝底斷面的缺點是：日常養(yǎng)護維修時工作人員不能入內檢查清理，且安置在流水孔內的鐵絲刷，日久生銹，加至溝內淤土沉積，平時鐵絲不容易拉動，有些甚至卡在孔內，堵塞了流水孔.截水滲溝深度達10m，翻修困難。建議今后修筑截水溝時，流水斷面采用寬度0.8?1o0m，高度1。5?1.6m左右，使維修人員可以進去檢查清理為宜。同時可以節(jié)省檢查井的費用。截水滲溝溝底縱坡要使水流夾帶的泥砂，既不淤積，又不致于沖刷的流速故此排水縱坡不得小于4%?5%。為了防止地表及坡面流泥滲入溝內堵塞填料空隙，在其截水滲溝的表面應設置適當?shù)母羲畬臃忭?，一般可采用圖10.16所示的型式。當?shù)乇砥露容^陡時夯填粘土的最小厚度應不小于0.5m，粘土表面呈弧形凸起，可以防止當粘土或填料沉落時滲溝頂面形成積水的凹坑，同時也可以作為截水滲溝位置的標志。有時為了防止地表水沿縫隙滲入截水溝內，在夯填粘土前應先將截水滲溝表面的回填片石大面均朝上砌筑平整，并在其上面先均勻的鋪一層小碎石，然后再倒鋪上一層草皮作為隔離層（亦可用草墊代替）。同時，將溝緣挖成臺階，分層夯填緊密；或者在溝內回填片石的表面用水泥漿砌勾縫，防止地表水下滲。截水滲溝亦往往由于勘測資料不足，或設置不當，極易錯斷失敗，遠不如支撐滲溝群那樣容易收效截水滲溝一般深而窄，為了維修和疏通的需要，在直線段每隔30?50m和滲溝轉折點、邊坡處設置檢查井.檢查井井壁應設泄水孔，以排除附近的地下水.檢查井的平面布置，如圖10。17所示。邊坡滲溝邊坡滲溝的作用是用以引排邊坡上局部出露的泉水或上層滯水，疏干潮濕的邊坡，并支撐對坡，減輕坡面沖刷。邊坡滲溝深度視邊坡潮濕土層的厚度決定，原則上應埋入潮濕帶以下的較穩(wěn)定的土層內或地下水位線以下，最好將溝底置于堅硬不透水層內，應當比滑動面低0。5m。且比濕潤土層深，并比凍結深度低0.4m，一般深度不小于1。5?2.0m。邊坡滲溝斷面一般采用矩形，寬度多用1。2~1.5m，一般不小于0。8m，其間距取決于地下水的分布、流量和邊坡土質等因素，一般采用6?15m.由于引排的地下水流量較小，故溝底填以大粒徑的石料作為排水通道，溝壁作反濾層。其余空間可利用當?shù)芈咽⒌[石、碎石、粗砂以及過篩的爐渣等滲水好的材料填充.邊坡滲溝頂面在緩于1：1。5的邊坡上多用粘土覆蓋，當邊坡陡于1：1時，一般則應用于砌片石砌筑，表面用水泥砂漿勾縫，以免受地表水沖刷而破壞。為保持邊坡滲溝本身穩(wěn)定，溝底大多挖成臺階式，臺階一般長2?3m，高1?2m，最下層的臺階長度大致應為其他臺階長的2倍。并用漿砌塊石砌筑，以防水流沖刷和滲漏。當?shù)叵滤谐袎毫r,溝底則應采用干砌片石碼砌，并設置好倒濾層。其下部出水口，一般用干砌片石垛支擋滲溝內的填料和排出所匯集的地下水邊坡滲溝的平面形式可分為垂直單個的、分岔的、拱形的等幾種，即1字型、Y字型等，如圖10。18所示。這種邊坡滲溝適用在地下水分布比較均勻，或者只見邊坡大片潮濕，而沒有明顯地下水露頭地段。邊坡滲溝對整治淺層的小型滑坡，疏于邊坡壤中水，效果更好。支撐滲溝支撐滲溝適用于較深層（2?1Om）滑動面的不穩(wěn)定邊坡;或在路暫、路堤坡腳的下部;或在自然溝溝壁或山坡濕地，有壤中水形成滑坍處；對堆積層或風化巖層邊坡上有滲水處;或者是滑坡堆積體的邊坡上有壤中水露頭處；或在抗滑擋墻背后與擋墻配合使用。主要是支撐不穩(wěn)定的土體兼引排土體中的地下水或上層滯水，疏干土體的作用.支撐滲溝是滑坡整治中廣泛使用的一種工程措施。它具有力的支擋與排水結合的措施，一般使用在滑坡體前部，尤其在整治牽引式土體滑坡時，成效顯著。支撐滲溝主要有主干和支干兩種。主干一般順滑坡移動方向平行修筑,布置在地下水露頭處或由土中水形成坍塌的地方。支溝應根據(jù)坡面匯水情況合理布置，一般其方向可與滑坡移方向成30。?45。的交角，并可伸展到滑坡體以外，以起攔截地下水的作用。若滑坡推力，大范圍廣，可采用抗滑擋墻與支撐滲溝相配合使用，以支撐滑坡體。支撐滲溝的深度一般以不超過10m為宜;斷面采用矩形，寬度一般采用2?4m，視滲溝深度、抗滑需要及便于施工等因素而定.其基底應設在滑動面以下的穩(wěn)定地層內0o5m，并設置2%?4%的排水縱坡。在修建這種支撐滲溝時，當滑面較陡時，為了加強支撐滲溝的支撐作用，以及滲溝本身的穩(wěn)定，應將溝底基腳筑成臺階形，將溝底埋入穩(wěn)定的干硬巖（土）層內。臺階寬應不小于l?2m，臺階的高度不應太高（高度與水平比1：1.5~1:2。0）,以免施工的臺階本身形成坍塌.在底部采用漿砌片石鋪砌隔水層，其厚度一般為0.2?0。3m,如圖10.19所示.為防止淤積，在支撐滲溝的進水側壁及頂端應做各層0。2m厚的礫砂及砂礫反濾層.在寒冷地區(qū)，滲溝出口應考慮防凍措施。支撐滲溝的填料是：內部堆砌堅硬片石，使它具有良好的透水性和支撐作用。通常支撐滲溝很少單個使用，常是成群分布，間距根據(jù)被疏干滑坡體的類型和地下水分布狀況、流量大小及巖土密實程度和透水性而定，一般為8~10m，最小的可用3?5m，最大不超過15m。多雨地區(qū)，宜布置得短而密的形式，間夾一、二條長的滲溝，效果更好.但是對規(guī)模大、滑體厚、地下水豐富的滑坡，支撐滲溝做得淺、短了，則不起作用，而深長了又給施工造成很大困難，且不安全。滲溝在干旱季節(jié)都可挖成直立坡，在雨季中必須支撐施工，這樣挖方量少，堵塞密實，作用亦大。支撐滲溝出露部分用石塊砌筑完整，在支撐滲溝頂部，一般不設置隔滲層，用大塊片石鋪砌表面即可，必要時為防止地表水及坡面流泥滲入溝內堵塞填料空隙，在溝上方修月牙形的擋水埝。如在溝頂采用夯填粘土（厚度至少0.5m），粘土表面夯成弧形凸起，在粘土與填料間應倒鋪一層草皮或草墊，以防止粘土落入滲溝填料中，或者漿砌片石封頂，或者用于砌片石表面水泥砂漿勾縫均可。支撐滲溝的結構形式有：直條形、枝叉形和拱形等。如做成Y形叉溝的應與邊坡主溝作成30。?45。角，這樣遭受破壞的較少。根據(jù)實踐經驗，不同土質地段支撐滲溝間距，如表10.6所示。（4）排水隧洞排水隧洞主要用于截排或引排滑面附近埋藏又較深的一層地下水對于滑面以上的其他含水層，可在排水隧洞頂上設置若干滲井或滲管（如圖10.20所示）將水引進。對于排水隧洞以下的承壓含水層,可在排水隧洞底部設置滲水孔將水引進洞內予以排出。在基巖內或基巖面附近，確實分布大量的地下水時，采用排水隧洞，是最可靠有效的排水工程，其維修也方便。關于排水隧洞的構造等將在后面詳細介紹.（5）檢查井（豎井、立井）檢查井（豎井、立井）可供滲溝、暗溝、排水隧洞的檢查、清理和通風之用。一般每隔30?50m設計一處,在滲溝、暗溝、排水隧洞的中線轉折處還需另行增設，如圖10.21所示.檢查井的結構形式可分臨時性與永久性兩種斷面。臨時性的多用木質的框木支撐，成方形尺寸1.0mX1。0m或2。0mX2。0m.而永久性的多采用圓形的混凝土、鋼筋混凝土預制的井筒或磚砌的井壁。內徑不少于1。0m.檢查井深度在30m以內時，可采用圓形混凝土襯砌，其井筒壁厚0.2?0.3m;如深度不大時亦可用圓形鋼筋混凝土襯砌，其井筒壁厚0.10?0。15m.在地層復雜、穩(wěn)定性差或地下水多的地帶，為了保證井壁有足夠的強度，在設計時應根據(jù)當?shù)氐貙油寥缊詫嵆潭群途睿磦葔毫τ嬎銇碓O計支撐和襯砌斷面。一般井壁上部可薄一些下部可厚些，并注意將井筒接頭接牢.檢查井井壁均應在上下左右每隔2。Om設置泄水孔一處，孔徑為10~15cm，孔后填小卵石等反濾層便于集水,以減少土體對井壁的側壓力。井口一般高出地面約0。5m，并加設井蓋.井蓋在春秋季打開，疏通空氣，冬季蓋上保暖，雨季蓋上防污穢物落入。此外所有井蓋及上下人的鐵梯均應刷油漆，否則，鐵梯受潮濕極易腐蝕生銹圖10.21檢查井結構斷面圖（6）滲水石垛滲水石垛亦稱滲水支垛或抗滑支垛。它好像一種不相連續(xù)的低擋墻，通常是用干砌片石或塊石砌筑。它適用于邊坡地下水多，易產生表層滑坍、坍塌，并且坡腳有較堅硬基底的地方如整治粘性土的塑性滑坡。滲水石垛可以分段隔開砌筑在路基邊坡中，有時常常成群的設置.一方面可以疏干路堤及路塹邊坡的地下水，另一方面對邊坡滑坍土體起一定的支撐作用。因此，滲水石垛又可以分為路塹支垛和路堤支垛。滲水石垛的設計方法與支撐滲溝相同。支垛有一定的間距，施工方便，且可避免過于切割所引起的滑坡體變形。所以，滲水石垛的基礎必須埋入滑坡以下堅硬地層上，并做好基底防滲工作，防止基礎土壤軟化而減少摩擦力.（7） 平孔排水用平孔排除滑坡地下水,這種排水設施具有施工簡便、工期短、節(jié)約材料和勞動力的特點，是一種經濟有效的排水措施.平孔的設置位置和數(shù)量應視地下水分布的情況和地質條件而定（如圖l0°22所示）。鉆孔一般上傾100?150，所以平孔排水亦稱仰斜孔排水。其孔徑大小一般不受流量控制，主要決定于施工機具和孔壁加固材料，通?？讖接蓴?shù)十毫米至100mm以上.由于其孔徑較小，集水能力較小，若不是匯集來自透水性很強的礫石層的地下水，則排水效果不好.因此，要排除來自透水性弱的地層中的地下水，就必須采用100mm以上的大孔徑鉆孔，但是由于土質關系（例如遇到礫石或夾巨礫的砂土）,有時也不能很好鉆進。平孔排水可單獨使用，也可與砂井、豎孔、豎向集水井等聯(lián)合使用。與砂井或豎孔聯(lián)合使用時，用砂井或豎井匯集滑坡體內的地下水，用平孔連砂井或豎孔把水排出;與豎向集水井聯(lián)合使用時，可在其井壁上打以短的水平鉆孔，使附近的地下水匯集到集水井中，再在坡面上設置水平鉆孔，使豎向集水井中的集水自然地流到滑坡體外，這樣可以縮短水平鉆孔的尺度，降低工程造價。平孔的布置：在平面上，依滑坡體內水文地質條件的不同，平孔可布置為平行排列或扇形放射狀排列，如圖10。23所示。原則上其方向應與滑動方向相一致，以免因滑坡滑動而破壞。當滑床頂面具有匯水洼槽時，應集中布置于洼槽部分。圖10.23平孔排水平面布置示意圖1-滑坡周界；2—滑動方向；3一水平鉆孔在立面上，依據(jù)地質縱斷面確定，在匯水面積較大的滑面洼部，地下水集中分布處，鉆孔一般穿過或伸入滑床.并可以根據(jù)要求排除的地下水層數(shù)、滑動面的陡緩和要求疏干的范圍，布置單層或多層，如圖10.24所示.平孔的位置必須埋于地下低水位以下，隔水層頂板之上，盡量擴大其滲水疏干面積.因此，設計時應該在充分研究分析水文地質條件下，先用直孔或物探找到了水的分布規(guī)律之后再設計水平鉆孔，力求達到每孔出水.圖10.24平孔立面布置示意圖a）單層；b）多層平孔的間距：視滑坡體含水層滲透系數(shù)和要求疏干的程度而定，一般采用5?15m為宜。平孔的深度：孔深隨含水層的分布位置和滑坡體的形態(tài)而定，為增加排水效果，總是盡量加大入水深度。平孔的孔徑；根據(jù)機械設備能力和排水效果，目前國內使用的有直徑127mm，孔內設107mm濾水套管，以防孔壁坍塌堵死和有利于泄水。插入孔內濾水管可用鍍鋅鋼管、硬質韌性的塑料管或竹管?除管底部分作流水槽外,上部約3/4范圍，均鉆巾0.5?1°0cm的孔眼以利排水，孔眼間距5cm，呈梅花狀排列。為防止孔眼被堵塞，管周應填以砂礫石，其顆粒直徑級配視含水層土顆粒大小和孔眼大小而定。平孔排水施工安全，操作方便，鉆一個孔只需2?3天，與開挖滲溝相比較，可大量節(jié)省挖方和支撐木材，是疏導滑坡內地下水的良好辦法.但是平孔排水亦存在著問題，即管徑太小，無反濾層，對于平孔的淤塞、使用年限、平孔的吸引管范圍和合理間距的確定等問題，均有待進一步研究解決。對于有多個含水層的滑坡，有時需打多層孔分別排水，其間距視土的滲透性而定，一般為5?30m不等，并和一定數(shù)量的豎孔或立井聯(lián)合使用，以穿通各個含水層。（8） 垂直鉆孔群排水當坡內含水層的滲透性較強，滑帶以下有含水層時，還可采用垂直鉆孔群排水.它是將滑坡體內的部分或全部水，借助一般勘探鉆孔群穿透滑床一隔水層而轉移到其下的另一較強透水層或含水層的一種工程措施。目的在于提高滑坡的穩(wěn)定性.它適用于排除處在相對穩(wěn)定階段的滑坡的地下水。它比排水隧洞排水，施工安全,工效高、造價低。排水鉆孔結構如圖10。25所示。排水鉆孔鉆機一般用水文、工程地質勘探用的100型或150型，即可滿足施工要求?？兹鹤詈贸膳诺仄叫械叵滤€等高線，即每排孔群方向是垂直于地下水流向?？拙嘁春畬拥臐B透能力和要求下降預定水位的指定工期而定?！?0.3。3排水隧洞的設計排水隧洞的布置排水隧洞適用于地下水埋藏較深（大于15?30m）,含水層有規(guī)律，水量較大，且多位于滑動面附近，為造成滑坡體滑動的主要因素的滑動區(qū)。修筑排水隧洞，一方面可截斷地下水流，疏干滑坡體，以增加其滑坡體穩(wěn)定性；另一方面又可避免明開挖太深而引起的施工困難。這種排除滑體及滑帶水的排水隧洞，國內采用較多。排水隧洞應盡可能避免在活動的土體中開挖。一般匯水隧洞洞身應置于滑動面以下的穩(wěn)定地層內，洞身設置方向最好垂直于地下水流向，出口應置于滑坡體以外的穩(wěn)定區(qū)域。它可事先按襯砌斷面分塊預制，邊掘進邊裝拼襯砌，這種施工既快捷、節(jié)省，又安全、可靠，是一種行之有效的措施。一般都根據(jù)地下水的水源、流向、含水層、水位等資料進行排水隧洞的設計。把排水隧洞與集水井連接起來，可利用該集水井作除淤口，或用作集水井的排水孔。當?shù)叵滤刂聟^(qū)外明顯的流路流入滑坡區(qū)時，可在地下水流入滑坡區(qū)前，就用隧洞將其截斷并加以排除，這種方法施工時的危險性也?。灰灿械脑诨聟^(qū)背后的山地上，設置洞口進行排水。排水隧洞的設計原則排水隧洞造價較高，施工養(yǎng)護也較困難，位置不易布置準確，采用時需要特別慎重，不得輕率從事。一般必須在地表排水工程修筑后，仍不能制止滑坡體滑動時，且滑坡滑帶附近地下水是流動的，和滑坡移動主要是因水量增大所造成等原因時，才有條件考慮修排水隧洞工程。這類建筑物設計前，必須收集詳細而準確的工程地質、水文地質資料。根據(jù)地質勘探，摸清地下水的活動規(guī)律和地質情況，即必須在獲得有詳盡的工程地質和水文地質資料之后，做出綜合剖面和橫斷面地質圖，經過仔細的研究分析，進行多種方案比較后,才能進行設計和修建。否則，難以收到預期的效果。設計時首先要分析滑坡體各層水的聯(lián)系，如水流的位置、性質（流速、流向和流量）和相互補給關系.通常是需要重復的進行鉆探與電探工作，并繪出各水層的水位等高線圖。如系堆積層沿基巖頂面滑動，則須繪出基巖頂面等線圖；如系巖層滑動須繪出滑坡床等高線圖。對各層地下水的流量、流向、流速和巖土滲透系數(shù)，均須搜集單獨資料，才能夠正確決定是否采用排水隧洞方案及其設置的位置、長度斷面形式和襯砌厚度等.設計時可以先在地質平面圖上確定排水隧洞平面位置，并根據(jù)地下水埋藏情況和地質縱斷面及橫斷面，定出排水隧洞縱斷面位置;或者為了控制排水隧洞洞身的平面位置，在勘探時可每隔40?60m打一鉆孔，并每隔20?30m加設一電探點，或盡可能在排水隧洞施工中可先開挖豎井（滲井或立井），隨滲井及豎井開挖后的情況，以便進一步調整隧洞的縱斷面位置，使設計更加切合實際。排水隧洞的橫斷面,應視地下水埋藏深度，排水要求，建筑材料，結構型式，施工和檢查維修方便而定，其寬度不宜小于1.2m,高度不宜小于1.6m.在排水隧洞平面轉折處，縱坡由陡變緩處及中間適當位置應設置檢查井，其間距一般為100?120m左右.排水隧洞的類型排水隧洞的類型按其作用可分為截水隧洞、排水隧洞、疏干隧洞三種（1）截水隧洞當查明補給滑坡的地下水來源是在滑坡體以外的上方或一側時，就應在地下水流入滑坡體內前設置截水隧洞截斷。一般截水隧洞布置滑坡體以外，其軸線應大致與地下水流向垂直，其底部應低于隔水層頂面最少0°5m。若截水隧洞布置在滑坡后部滑動面之下，其開挖頂線必須切穿含水層不小于0.5m，即切穿隔水的滑動帶,且襯砌頂拱必須低于滑動面0.5m。排水隧洞當滑坡體內有封閉式積水時，可設排水隧洞將其積水排出。這種排水隧洞穿過于正在活動的滑坡體時，應全部埋于滑動面或可以發(fā)展為滑動面的下部不小于).5m。穿過滑坡穩(wěn)定部分排水隧洞應低于含水層底面不小于0.5m，直接排出積水。疏干隧洞一般在老滑坡尚處于穩(wěn)定狀態(tài),而滑坡頭部常有土中水活動，濕潤軟化頭部抗滑土體，削弱滑坡的抗滑能力，這時可平行滑動方向設置疏干隧洞群，洞內回填片石，以疏干滑體。這種疏干隧洞底部應置干滑動面以下不小于0.5m。若潮濕土體厚度較大，可于洞頂設滲井、滲管等以增大疏干范圍。排水隧洞的斷面型式排水隧洞斷面的結構型式有：拱型、鵝卵型及梯型三種.一般采用磚、石及混凝土襯砌.拱型斷面拱型排水隧洞的拱圈多為圓弧形，邊墻內、外直立或斜坡如圖l0。26所示.當排水隧洞埋在較好的巖層中，如強度系數(shù)f=2?4時，采用拱型斷面，其邊墻可用C15混凝土或M10漿砌片石筑成直墻式；頂部可以采用C15混凝土預制塊拼裝或整體灌注.排水隧洞的橫斷面寬度一般為1。0?1。5m，高度為1。6?1。8m。鵝卵型斷面鵝卵型排水隧洞的襯砌斷面，受力條件好，襯砌厚度小，在風化破碎巖層及堆積層中，巖層強度系數(shù)f=1。5時，均可使用。并采用帶有泄水孔的C15混凝土塊拼裝砌筑，厚度為20cm，其橫斷面的寬度為1.2~1.5口,高度為1.6~1°7m.如圖10。27所示.這種排水隧洞的特點是能承受較大的壓力，但是施工比較復雜。當巖層松散，強度系數(shù)f小于1.5時，襯砌斷面應加厚，但一般不超過0。4m。梯型斷面圖10.28所示為拼裝式鋼筋混凝土結構，適用于松散地層，其最大優(yōu)點是可以預制構件，隨挖隨撐，一次完成正式建筑物，既節(jié)約支撐工程，又保證安全?？蚣荛g留適當間距或拱圈及邊墻各塊作凹槽，以利泄水。為了保證排水隧洞洞身的穩(wěn)定，基底必須做在滑動面以下的基巖或穩(wěn)定地層中。當含水層較多，被不透水層分隔時，應視當?shù)氐刭|及水文地質狀況，可埋在最低一層;也可埋在水量最大的一層。當上層還有地下水為害時，為了加強排水隧洞疏干土體的作用，則可在排水隧洞頂采用鉆孔、滲井或滲管收集上層的地下水經由隧洞排除。一般在隧洞頂部和兩側都是留有泄水孔的，可作為集水之用?？椎拇笮『涂淄獾募?反濾層)，都是按地下水滲入的流量、流速分層設計的。保證四周細顆粒不被帶入，反濾層在泄水孔外成自拱.底凹槽主要起排水作用，凹槽的深度，視當?shù)氐牡叵滤髁慷?，應保證可以流走最大的流量，一般為)。4?0。5m.當滑坡床以下有承壓水補給滑坡面時，可以在隧洞下加滲管，引水入隧洞內排走。排水隧洞也可修建在坡體內，但整個隧洞需要在滑動面以下，其深度視滑坡堆積體的巖土狀況而定。當隧洞因受地形限制或排水的需要，必須將隧洞設置在不太穩(wěn)定地層內或滑坡體內時，為了避免土體滑移破壞隧洞，在初期可采用木質臨時隧洞，待滑動體穩(wěn)定后再改為永久性襯砌。當山坡地下水埋藏情況復雜，有時單靠修建一條排水隧洞不能把所有的地下水均集中流出，因此在地下水流多，含水量紊亂的地方，往往還要修建支洞。一般情況下，先修好主洞，經過觀測，證明在主洞附近周圍尚有較大的水流需要引入隧洞內排除時，即沿著這些支流由外向內開挖，修建支洞。支洞可修成T、Y或叉形。支洞的斷面可采用與主洞一樣的尺寸，亦可以用較小的尺寸。滲井、滲管當排水隧洞頂上滑坡體內有一層或數(shù)層地下水時，可設滲水井或滲管匯集匯入隧洞中排出。滲井、滲管的間距根據(jù)集水半徑設計，一般約10?15m設置一處滲管；每隔20?30m設置一處滲井。滲管利用帶孔的鐵管、鋼管或塑料管放入鉆孔中，四周回填粗砂、礫石等滲水填料而成。滲井、滲管連接于隧洞上側或直接連于隧洞頂上。滲管施工比較簡便，但是由于管徑小，集水效能不大，而且易被淤塞，故不常采用。滲井采用支撐施工，從地面向下開挖，達到隧洞頂后再逐層填充，并隨填隨拆除支撐。在滲井與隧洞連接處應特別加固，以防隧洞承壓過大遭致破壞。滲井、滲管據(jù)現(xiàn)場調查，一般滲水不多，效果不佳，尚有待進一步調查研究和改建6。 排水隧洞的排水能力計算排水隧洞的斷面不受水流量的控制，主要決定于施工和養(yǎng)護的方便，并考慮節(jié)約投資。但一般排水隧洞的斷面都較大，因此其排水能力可以不需計算即能滿足滑坡體地下水排除量的要求。若需計算時，可參閱有關無壓力式涵洞的計算方法確定.排水隧洞的結構計算排水隧洞的結構計算與一般隧道相似，這里不作介紹，詳細請參閱有關書籍。§10.4排水工程的施工排水工程是一項綜合性的工作，要消除各種水源對滑坡體穩(wěn)定性的影響，提高滑坡穩(wěn)定安全系數(shù)，保護滑坡區(qū)域建筑物免遭破壞，應做好以下幾項工作：第一，認真設計，精心施工，及時維護，三者密不可分.任何工程，設計是前提，施工是關鍵，維護是補充。只有做到認真設計，精心施工，及時維護，才能建立和保持完善的排水系統(tǒng)，保證滑坡體外的水流不會入滑坡體內，也才能保證滑坡體內的地表水和地下水隨時排除，以提高滑坡體的穩(wěn)定性.第二，充分調查，合理布置，綜合治理。設計時，進行地面排水設施和地下排水設施時，應進行全面、詳細的調查研究，查明地表水和地下水的分布狀況和大小，分析水對滑坡的影響程度，做到地面排水設施和地下排水設施相互配合，相互協(xié)調，同時做到排水工程與其他處治工程相互配合，以最大可能排除影響滑坡的各種水源.第三，因地制宜，經濟實用。設計時，應結合地形、地質情況和水文情況，因地制宜，合理設計，盡量選擇有利的地形和地質的區(qū)域設置排水工程，既可起到排除、疏干滑坡堤范圍的地下水和地表水，又可對滑坡體起到加固和保護作用。同時，設計時，要注意就地取材，以降低工程造價.§10.4。1地表排水體系施工在滑坡體區(qū)域修筑的地表水排水措施主要有截水溝、排水溝和截水溝、排水溝組成的樹叉狀、網(wǎng)狀排水系統(tǒng)等設施。這些設施的修筑基本上是在滑坡體坡面外或坡面內進行的。由于其尺度一般較小，且土石方開挖量較小，其施工較為簡單。施工時關鍵要細致，各個施工程序應到位.截水溝的施工要求截水溝常用的橫斷面型式有梯形、矩形和三角形等幾種，用的最多還是梯形和矩形。它一般是設在滑坡體外適當?shù)牡胤?，用以攔截上方來水，防止滑坡體外的水流人滑坡體內.施工應注意：當山坡覆蓋土層較薄，又不穩(wěn)定時，截水溝的溝底應設置在基巖上,以攔截覆蓋土層與基巖面間的地下水，同時保證截水溝的自身穩(wěn)定和安全；在截水溝溝壁最低邊緣開挖深度不能滿足斷面設計要求時，可在溝壁較低一側培筑土埂。土埂頂寬l?2m，背水面坡坡采用l：1?1：1.5,迎水面坡則按設計水流流速、漫水高度所確定類型加強。如土埂基底橫向坡度陡于l：5時，應沿地面挖成臺階,臺階寬度應符合設計要求，一般不小于1.0m。截水溝的出口處應與其他排水設施平順銜接，同時要注意防滲處理，必要時可設跌水或急流槽，避免排水在山坡上任意自流，造成滑坡腳穩(wěn)定土體的沖刷，影響滑坡體的穩(wěn)定性。截水溝應結合地形地質合理布置，要求線形順直舒暢，在轉彎處應以平滑曲線連接，盡量與大多數(shù)地面水流方向垂直，以提高截水效果和縮短截水溝長度.若因地形限制，截水溝須繞行，工程艱巨，附近又無出水口，可分段考慮，中部以急流槽銜接。如圖10。29所示。圖10。29中部以急流槽銜接的截水溝截水溝應與側溝、排水溝、橋涵勾通，達到溝涵相連，以便有效地、全面地控制地表水，使之迅速流出滑坡范圍之外.截水溝布置應避免距滑坡裂縫太近，招致開裂破壞。必須經過坡裂縫區(qū)時可用臨時性的折疊式木槽溝或混凝土板和砂膠瀝青柔性混凝土預制塊板水溝。它容許有一定的伸縮，以防止山坡變形拉斷截水溝。它既能防沖、防滲，且較經久耐用，又便于施工和養(yǎng)護。采用漿砌片石、混凝土修筑的截水溝時，每隔4?6m應設一沉降縫，縫內用瀝青麻筋仔細塞實，表面勾縫，隨時發(fā)現(xiàn)斷裂，隨即修補.當滑坡地段上中水豐盈時，則漿砌的截水溝上側應增設泄水孔，泄水孔背后設反濾層，必要時還應在水溝底設石磕或卵石墊層。在砂粘土、粘砂土或黃土質砂粘土的路塹邊坡上，流速不大于2.5m/s時，可采用1：3石灰砂漿抹面，厚度3~5cm，表層再用1：3水泥沙漿抹面，厚度3cm，或用1：1：5(石灰：粘土：爐碴)三合土，或用l：3：6：9(水泥:石灰：河砂：爐碴)四合上捶面做防滲層。在巖層破碎、節(jié)理發(fā)育的坡面上修建截水溝，為減少造價，可以在溝壁、溝底采用1:3水泥砂漿抹面或采用1：3:6和1:3：6：9配合比的三合土、四合土捶面，勾縫等方法處理，以減少雨水沿巖層裂隙滲透。施工工程中要注意施工質量，溝底、溝壁要求平整密實，不滯水,不滲水，必要時要予以加固，防止?jié)B漏和沖刷.排水溝的施工要求排水溝的作用主要在于引排截水溝的匯水和滑坡體附近及其滑坡體內低洼處積水或出露泉水等水流。排水溝平面線形應力求簡捷，盡量采用直線，必須轉彎時，可做成圓弧形，其半徑不宜小于10?20m.在滑坡體內修筑排水溝時，應有防止?jié)B水的措施，如采用漿砌片石、混凝土板或瀝青板鋪砌，砂膠瀝青堵塞砌縫等，避免溝內排水滲入滑坡體內.利用地表凹形部位設置排水溝時，每隔20?30m應設置一個連結箍，特別是在地基松軟的情況下,有時還要用樁來固定.對于土質松軟的坡面，可就地夯成溝形,上鋪粘性土或石灰三合土加固.通過裂縫處，可采用搭疊式木質水槽、混凝土槽或鋼筋混凝土槽，以防山坡變形拉斷水溝，使坡面水集中下滲.排水溝的末端應設置端墻，并將水排到滑坡體以外的渠河或河道等處排水溝的施工要求與截水溝的施工要求相似，其施工質量應符合相關工程質量檢驗評定標準?！?0.4.2地下排水體系施工地下排水體系主要是攔截、排引或排除地下含水層的水分,降低地下水位，疏干滑坡體內含水,提高滑坡的穩(wěn)定性。地下排水體系設施主要有截排滲溝、集排水暗溝與明溝、平孔排水和排水隧洞等設施。這些設施一般距地面較深，土石方開挖量較大，施工難度也較大，有的需要專門的施工技術隊伍才能保證其施工質量。有時在進行這些設施的施工時，還對滑坡的穩(wěn)定性產生一