【技术实现步骤摘要】
本专利技术基于流体力学、固体力学、水动力模型、结构模型、工程地质模型，研究了针对特大富水滑坡灾害的排水抗滑组合结构成套施工方法。首先利用可机械化快速成孔的小口径桩，采用“圆形”布置形成排水抗滑结构的护壁；其次制作安装内部预制衬砌管片，管片表层预设透水孔及排水花管；然后在滑面附近增设钢筋混凝土阻滑键；最后利用多分支定向钻进工艺，将仰斜排水管与排水抗滑结构组合形成“渗-集-排”抗滑组合立体结构系统。本专利技术属于地质灾害防治安全，具体涉及轻型小口径桩治理，非开挖定向钻进等技术，可广泛适用于即将失稳变形或正在变形的特大富水滑坡灾害的快速治理。
技术介绍
1、传统抗滑桩在提高特大滑坡体抗滑稳定性的同时，由于截面面积大，往往减少了坡体内部水的渗流通道，从而可能抬高了滑体水位，增加了滑体自重，并使滑体、滑床的黏聚力和内摩擦角下降，导致滑坡稳定性下降，受此启发，兼具排水和抗滑功能的抗滑桩近年来成为研究的热点，成为地质工程、土木工程、水利工程等学科持续关注的新型技术，多种排水抗滑桩类型被相继提出，例如：抗液化桩、空心排水抗滑桩、箱型排水抗滑桩、截水导流式桩板墙等，该技术已逐渐成为前景广阔的新型实用技术。
2、然而，目前排水抗滑技术应用并不常见，其中施工周期长、施工工序复杂、及施工难度大等不利因素制约了排水抗滑技术技术的进一步推广和普及，特别是特大滑坡灾害治理工程中的应用。
3、因此，迫切需要研究一种能在特大富水滑坡中快速施工、便于现场制安装配的机械化程度高的施工技术方法。
4、高位碎屑流防治具有重要的社会意义
技术实现思路
1、本专利技术与已有的排水抗滑桩施工方法不同，摆脱了以抗滑桩桩身为主体，排水为辅的传统施工思路，利用组合立体结构系统理念，提出一种基于轻型结构、非开挖定向钻进方法，以及预制装配式结构的施工方法。其中，抗滑及排水结构的施工可同步实施，并相互配合，提升了结构系统稳定性。
2、本专利技术的目的以及解决其技术问题可以通过以下技术方案来实现。
3、本专利技术涉及主要结构如附图1-3所示。
4、首先，小口径桩群施工(据《滑坡防治设计规范》(gbt 38509-2020)规定的单桩桩径不宜大于500mm为小口径桩，详见图1)，对于堆积层或土体滑坡，单桩开挖采用跟管钻进，桩径d＝300～500mm。桩群的总数量为n，计算公式为：
5、n≥d/1000 (1)
6、其中：
7、d——“圆形”圈直径，单位mm，当d＜1000mm时，不建议采用本专利技术涉及的结构。
8、桩群按“圆形”成圈等间距s布置(详见图2)，计算公式：
9、s＝d×π/n (2)
10、桩群底部超过滑面长度占桩身总长l的1/3。
11、其次，自上而下在“圆形”圈内开挖土体，制作安装内部预制钢筋混凝土衬砌管片，管片厚度为dg，在滑坡正面挤压侧的衬砌管片上预设透水孔，透水孔直径130～150mm，透水孔外部开挖安装辐射状，长约l＝1～3m的集水花管。
12、然后，开挖至滑面附近，开挖制作钢筋混凝土阻滑键。据《滑坡防治设计规范》(gbt38509-2020)，抗滑键在滑坡治理中可单独使用，也可与其它抗滑支挡结构联合使用，而本申请着重于抗滑键、小口径桩群、排水衬砌管片组合形成一种组合结构系统使用。此外，小口径桩群提供的抗滑力为rfm、抗滑键抗滑力rfk，两者组合后的滑坡抗滑力为rfcouple。相应计算公式：
13、rfm＝nτfm＝n([τ]msams+[τ]mcamc) (3)
14、rfk＝τfk＝([τ]ksaks+[τ]kcakc)/cosα (4)
15、rfcouple＝rfm+rfk+ep (5)
16、其中：
17、n——前述小口径桩群的总数量；
18、[τ]ms——小口径桩单桩钢材抗剪强度；
19、ams——小口径桩单桩配筋截面积；
20、[τ]mc——小口径桩单桩混凝土抗剪强度；
21、amc——小口径桩单桩混凝土截面积；
22、[τ]ks——抗滑键钢材抗剪强度；
23、aks——抗滑键配筋截面积；
24、[τ]kc——抗滑键混凝土抗剪强度；
25、akc——抗滑键混凝土截面积；
26、α——滑面与水平线的夹角；
27、ep——单个“圆形”圈在直径(d-2d)范围内承受的被动土压力；
28、最后，利用多分支定向钻进工艺，将仰斜集水花管与排水抗滑结构衬砌管片相联通，继续钻进，穿透衬砌至坡底，钻孔安装坡外排水管，组合形成“渗-集-排”抗滑组合立体结构系统。集水花管的角度与滑面角度相等，均为α。“渗-集-排”抗滑组合立体结构系统的排水能力可用公式(6)计算：
29、
30、其中：
31、——综合渗透系数，集水花管穿越i＝1，2，3，...，m层岩土体，土体厚度hi，ki为第i层岩土体的渗透系数；
32、hh——单个“圆形”圈综合水位，hh＝(h1+h2)/2，h1、h2为“圆形”圈前、后两侧至抗滑键顶部的距离，详见图4；
33、hw——坡体内最高水位至抗滑键顶部的距离；
34、l——辐射状集水花管的长度；
35、m——辐射状集水花管的数量；
36、b1——等效排水半径，当辐射状集水花管l等长时，当辐射状集水花管l不等长时，li为第i根的集水花管的长度；
37、b2——最大影响半径，本专利技术指“圆形”圈中心至坡体内最高水位的最短水平距离。
38、本方法同样适用于用小口径桩群按“矩形”布置。
39、本方法主要过程如附图5所示。
40、可分为以下主要四个步骤：可机械化快速成孔的小口径桩群轻型结构施工、土体开挖与渗-集水衬砌结构拼装、钢筋混凝土阻滑键施工、排水管非开挖定向钻进施工。
41、(1)可机械化快速成孔的小口径桩群轻型结构施工
42、本专利技术为了提供大断面排水抗滑结构，跳出了大断面抗滑桩表层或内置排水通道的普通抗滑桩模式，而采用组合结构排水方式。具体步骤为：施工准备→测放桩位→钻机就位跟管钻进成孔→制安钢筋骨架(工字钢、加强定位钢筋)→浇筑细石混凝土→插管压浆→起拔套管→形成“圆形”圈护壁→护壁桩顶施做连系梁。
43、(2)土体开挖与渗-集水衬砌结构拼装
44、对于渗-集水结构形式，本专利技术采用的是衬砌管片拼装模式，其中衬砌管片上预设透水孔。具体步骤：自上而本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种特大滑坡灾害排水抗滑组合结构施工方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种特大滑坡灾害排水抗滑组合结构施工方法，其特征在于，分为以下四个步骤：
【技术特征摘要】
1.一种特大滑坡灾害排水抗滑组合结构施工方法，其特征在于：
2.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷跃平，王文沛，王立朝，朱赛楠，张楠，赵慧，刘明学，沈亚麒，何清，
申请(专利权)人：中国地质环境监测院自然资源部地质灾害技术指导中心，
类型：发明
国别省市：
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