一种化学电渗法联合微型抗滑桩治理滑坡工程的方法

摘要

一种化学电渗法联合微型抗滑桩治理滑坡工程的方法，通过在钻孔内布置金属电极并灌入不同的化学溶液，在直流电场作用下，形成电渗和化学反应，提高滑动带潜在破坏面的抗剪强度；然后在钻孔内浇筑混凝土，形成微型钢筋混凝土抗滑桩体系，提供滑坡阻滑力。本发明的优点和效果在于：经过化学电渗法对潜在滑坡带软弱土层的电渗加固，显著提高潜在滑坡带的抗剪强度系数，有效减少抗滑桩或其它治理方法的处理费用；微型抗滑桩所需的钻孔孔径较小，且与化学电渗法在同一钻孔内依次施工完成，钻孔难度和费用低；有效提高滑坡滑动带抗剪强度和阻滑力。该方法施工工艺简单、可操作性强，便于质量控制，经济效益明显，治理滑坡效果显著。

说明书

技术领域

本发明属于岩石滑坡治理工程技术领域，一种化学电渗法联合微型抗滑桩治理滑坡工程的方法。

 背景技术

我国是一个滑坡灾害相当严重的国家，滑坡灾害直接影响着人民生命、财产安全，而滑坡治理是一项技术难度高、投资金额大、施工危险且破坏性巨大的国家防灾减灾工程。随着三峡工程正常蓄水位的运作，三峡库区滑坡治理工程显得尤为突出，库区滑坡将直接影响航运以及坝体安全。目前对滑坡体的治理主要集中在削坡、减重反压、设置抗滑挡墙、抗滑桩、锚固和预应力锚固、抗滑键等几种方法上；而针对潜在滑动带抗剪强度处理方面的技术方法相对较少。

在本发明之前，中国专利“坡体抗滑桩”（专利号：ZL200410008780.0）公开了一种抗压侧在横截面上呈V形的抗滑桩，当土体有局部的变形时，滑坡体会沿抗滑桩外表面向两两抗滑桩之间构成的V形区域移动，滑坡体会越压越密，以致形成拱效应，从而确保滑坡稳定；但是由于桩型特殊、钻孔施工难度大、施工成本较高；同时由于未对潜在滑动面进行有效的处理，所需要施加的阻滑力较大，导致工程量增大、处理成本增加。中国专利“边滑坡破坏面锁固体及其安设方法”（专利号：ZL200910103618.X）公开了一种边滑坡破坏面锁固体，通过在锁固体内填生石灰和膨胀剂的混合物，打入锁固体后，钻孔内的锁固体吸水后能与孔壁紧密结合，增强边滑坡滑动面上部岩土体、滑床与锁固体之间的整体刚度；但是桩径相对较大、钻孔施工成本较高，外套刚圈的使用也促使治理成本升高；锁固体对滑坡体内的水份的吸附能力有限。尽管这些方法都是治理滑坡的有效方法之一；但是破坏面的形成及贯通是诱发滑坡的关键性环节，因此，遏制破坏面的扩展、增强潜在滑动带抗剪强度参数是治理具有潜在地质安全隐患的滑坡的重要技术途径。但是，已有技术在改善潜在破坏面抗剪强度参数方面做的工作较少，且没有较好的提高潜在破坏面的技术方法；而仅通过抗滑桩或者锚固技术等常规方法治理滑坡，所需要付出的抗滑力和工程成本相对较高。

 发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，联合提高滑动带抗剪强度和增设阻滑力两种方法系统治理滑坡体，结合化学电渗法处理潜在滑坡破坏面，提高抗剪强度，并利用微型抗滑桩提供滑坡阻滑力，增强滑动面上部岩土体、滑床和抗滑桩之间整体稳定性，从而提供一种经济、高效的化学电渗法联合微型抗滑桩治理滑坡工程的技术方法。

一种化学电渗法联合微型抗滑桩治理滑坡工程的方法，通过在钻孔内布置金属电极并灌入不同的化学溶液，然后通以直流电，在直流电场作用下，滑动带软弱土中带正电荷的水及阳离子溶液向阴极流动，带负电荷的阴离子溶液向阳极流动，形成电渗和化学反应，从而提高滑动带潜在破坏面软弱土抗剪强度；然后在钻孔内浇筑混凝土，形成微型钢筋混凝土抗滑桩体系治理滑坡整体稳定性。

本发明的钻孔孔径在150-300 mm之间，在化学电渗处理结束后灌注混凝土，形成桩径在150-300 mm之间的微型抗滑桩，起到增强滑坡体阻滑力的作用；钻孔分布和深度根据地质勘测滑动带位置和走势结果确定，钻孔间距为2-6倍钻孔直径，钻孔穿越滑动带2-5 m。

本发明的金属电极为钢筋，其直径在15-25 mm之间、长度在5-30 m之间，为了方便连接电缆线，电极钢筋一般露出地面0.2-0.3 m；电极穿越潜在滑动带岩土层；阴、阳电极交错布置，且在两电极之间设置反转电极。

本发明采用的加速电渗速度的化学溶液为氯化钙溶液和硅酸钠溶液；通过顶端向阳电极所在钻孔内注入氯化钙溶液，加入后使钻孔现场溶液浓度达到15-20 %；通过顶端向阴电极所在钻孔内注入硅酸钠溶液，加入后使钻孔现场溶液浓度达到30-40 %。

本发明所采用的直流电场，根据现场土性、含水率的不同，确定工作电压和电流，一般电压在80-120 V之间，电流在60-200 A之间。

本发明的优点和效果在于：经过化学电渗法对潜在滑坡带软弱土层的电渗加固，显著提高潜在滑坡带的抗剪强度系数，有效减少抗滑桩或其它治理方法的处理费用；与普通抗滑桩相比，本发明的微型抗滑桩所需的钻孔孔径较小，钻孔难度和费用相对降低；化学电渗法和微型抗滑桩施工在同一钻孔内依次完成，在不增加钻孔费用的前提下，有效提高滑坡滑动带抗剪强度，同时有效布置抗滑阻力；氯化钙溶液、硅酸钠溶液以及发生化学反应后生成的盐和沉淀物对环境不造成污染，且原材料价格便宜。该方法施工工艺简单、可操作性强，便于质量控制，经济效益明显，治理滑坡效果显著。

 附图说明

图1为本发明的滑坡治理纵向剖面结构示意图；

图2为本发明的滑坡治理横截面结构示意图；

其中(1)为滑坡体，(2)为滑动带，(3)为稳定基岩，(4)为钻孔，(5)为金属电极，(6)为反转金属电极，(7)为氯化钙溶液或者硅酸钠溶液，(8)为混凝土填料，(9)为微型抗滑桩，(10)为侧斜管。

 具体实施方式

以下结合附图详细叙述本发明的具体实施方式。本发明的保护范围并不仅仅局限于本实施方式的描述。

如图1和图2所示，实施时，在滑坡体下方设置侧斜管10，实时监测滑坡体在治理前、治理过程中、以及治理后位移变化情况，起到指导施工和评价治理效果的作用；侧斜管10要穿越滑坡体1和稳定体之间的潜在滑动带2底部，并打入基岩3，且距离钻孔4间距为2-3 m之间。根据地质勘查情况确定潜在滑坡带2的具体位置和走势，根据设计要求，确定钻孔4的深度，钻孔4深度要穿越潜在滑动带2-5 m，并尽可能打入基岩3；钻孔4间距为2-6倍钻孔直径；在相应钻孔内分别布置阴、阳金属电极5和反转金属电极6，金属电极露出地面0.2-0.3 m，阴、阳金属电极5和反转金属电极6采用直径为15-25 mm的钢筋，长度为5-30m；往阴、阳电极所在的钻孔内分别注入硅酸钠溶液和氯化钙溶液7，使两者溶液浓度比值为2：1，通过顶端向阳电极所在钻孔内注入氯化钙溶液，加入后使钻孔现场溶液浓度达到15-20 %；通过顶端向阴电极所在钻孔内注入硅酸钠溶液，加入后使钻孔现场溶液浓度达到30-40 %；接通直流电，开始化学电渗处理加固滑动带软弱土层，间隔一定时间连接反转金属电极，调换电极极性，提高加固效果，当阳极温度显著升高或者阴极所在钻孔出水量为零时，停止化学电渗法施工，撤离直流电源；往钻孔内浇注混凝土填料8，形成微型抗滑桩9，最终形成整体滑坡治理体系。