邊坡的病害分析及防治建議
2015-06-09
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，人類工程活動(dòng)越來(lái)越頻繁，規(guī)模越來(lái)越大。隨著山區(qū)公路建設(shè)的進(jìn)一步加快，邊坡的開挖破壞了原有植被覆蓋層，導(dǎo)致大量的次生裸地以及產(chǎn)生嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象，造成生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重失衡，甚至造成山體滑塌、滑坡及泥石流，給人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)巨大的損失。因此，邊坡的防護(hù)是工程建設(shè)中不可逾越的一項(xiàng)重要任務(wù)，而制定出合乎實(shí)際情況的防護(hù)措施又是工程建設(shè)者面臨的重要課題。
一、邊坡的分類及其危害
“邊坡”是指地球表面一切具有臨空面的地質(zhì)體。邊坡的種類，按物質(zhì)組成可分為巖質(zhì)邊坡和土質(zhì)邊坡；按人工改造程度，可分為自然邊坡和人工邊坡；按與工程的關(guān)系，分為工程邊坡和非工程邊坡；按邊坡的穩(wěn)定性分為穩(wěn)定邊坡、可能失穩(wěn)邊坡和失穩(wěn)邊坡等。
在山區(qū)公路建設(shè)過(guò)程中，不可避免地要大量開挖和填筑路基，形成大量的人工邊坡。這些人工邊坡在其形成過(guò)程中，巖土體內(nèi)部原有的應(yīng)力狀態(tài)隨著改造過(guò)程的進(jìn)行而發(fā)生變化，引起應(yīng)力的重新分布和應(yīng)力集中等效應(yīng)。有的邊坡經(jīng)過(guò)自身調(diào)整而穩(wěn)定，形成穩(wěn)定邊坡；有的經(jīng)過(guò)應(yīng)力調(diào)整，不能達(dá)到平衡，而失穩(wěn)發(fā)生崩塌、滑坡，形成失穩(wěn)邊坡。對(duì)失穩(wěn)的公路邊坡，我們必須經(jīng)過(guò)一定的工程措施，使其成為穩(wěn)定邊坡。
二、邊坡的病害分為以下3類
1.滑坡?；率切逼碌牟糠謳r土體自然向下移動(dòng)而形成。滑坡按其引起滑動(dòng)的力學(xué)特性來(lái)區(qū)分，可分為牽引式和推移式滑坡。牽引式滑坡是下部先滑動(dòng)，使上部失去支撐而變形滑動(dòng)，一般速度較慢，橫向張性裂隙發(fā)育狀。推移式滑坡是上部巖土擠壓下部巖土體產(chǎn)生變形，滑動(dòng)速度較快，多見于有堆積體分布的斜坡地段。在公路建設(shè)中，如因設(shè)計(jì)或施工不當(dāng)，改變了原來(lái)斜坡的平衡狀態(tài)，則可能引發(fā)工程新滑坡或工程復(fù)活古滑坡。
2.崩塌。所謂崩塌是整體巖土塊脫離母體突然從較陡的斜坡上崩落下來(lái)，并順斜坡猛烈翻轉(zhuǎn)、跳躍，最后堆落在山腳。它有突發(fā)性，危害較大。
3.剝落。邊坡表層受風(fēng)化，在沖刷和重力作用下，不斷沿斜坡滾落。
三、山區(qū)公路建設(shè)中常見滑坡機(jī)理分析
自然邊坡蠕變松動(dòng)巖體發(fā)育深度大，是工程邊坡變形的敏感部位。施工期隨邊坡下挖，當(dāng)下挖至敏感部位時(shí)，邊坡變形驟然增加，變形下大上小呈牽引式特征。加固治理后，坡腳變形停止，經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間的磨合和壓密，變形由下而上逐漸停止，邊坡穩(wěn)定。有關(guān)模型實(shí)驗(yàn)表明，在巖體自重、開挖卸荷、地下水等因素的影響下，邊坡向臨空面變形上部大于下部，坡面大于深部；沿層間及反傾向節(jié)理出現(xiàn)相對(duì)錯(cuò)位，坡面夾層壓縮；裂隙水壓力增加后變形加快。據(jù)調(diào)查云貴高原地區(qū)的滑坡原因大致歸納為以下幾方面：
1.從地質(zhì)構(gòu)造方面，大多數(shù)山體為古滑坡體，由砂巖夾泥巖組成，透水性較好，下伏基巖風(fēng)化嚴(yán)重，傾角較大，堆積體與基巖表面間形成軟弱的潤(rùn)滑面，在堆積體重力作用下沿軟弱面下滑。另外，結(jié)構(gòu)面的相互組合，邊坡巖體被切割成大小不一、形狀各異的單元塊體。若邊坡較陡，在重力和水的作用下，塊體間出現(xiàn)相對(duì)變位造成滑坡。
2.路塹開挖破壞了滑坡體抗滑段與下滑段之間力的平衡導(dǎo)致坡體失穩(wěn)。
3.雨季的影響，連日暴雨使本已豐富的地下水更加充盈，沿軟弱面的滲水量驟增，加速了滑坡體的運(yùn)動(dòng)速度。
工程滑坡災(zāi)害很多研究成果表明，邊坡變形可歸納為4種類型：劈楔型、傾倒型、傾倒反翹型、卸荷型。
四、邊坡滑坡防治主要措施
滑坡防治的思路：減少下滑力或增加阻滑力。降低下滑力的措施是針對(duì)滑坡發(fā)生的內(nèi)因而采取的工程措施，主要表現(xiàn)在治水（截、防、排地表水和地下水）和滑坡散步的消坡減載；增加阻滑力的措施主要采用坡腳壓載和各類支檔措施。
1.山區(qū)公路邊坡治理
上述治理方法中，抗滑樁用于穩(wěn)定極限標(biāo)準(zhǔn)，即只要求不發(fā)生大滑動(dòng)的情況，還是很好的加固措施。要控制變形，最好采用預(yù)應(yīng)力加固。對(duì)于巨大的堆積體，必須自上而下層層錨固。若擔(dān)心其下部可能發(fā)生滑動(dòng)，就要一直把預(yù)應(yīng)力錨索做到最底部。在滿足安全系數(shù)要求時(shí)其工程量和技術(shù)難度是巨大的。根據(jù)地形情況，還可以采用減載和壓腳的辦法。
邊坡治理方案的具體實(shí)施，一般根據(jù)場(chǎng)地邊坡工程性質(zhì)、水文地質(zhì)條件，并適當(dāng)考慮了滑坡近來(lái)的發(fā)展?fàn)顩r，本著山區(qū)公路對(duì)滑坡整治“一次根除，施工簡(jiǎn)便”的原則。邊坡的加固處理必須滿足以下幾個(gè)條件：（1）影響足夠深遠(yuǎn)但不破壞巖體或土體完整。巖體中斷層及軟弱夾層等軟弱結(jié)構(gòu)面的位置有時(shí)離坡面很遠(yuǎn)，這就要求加固措施能深入影響到巖體內(nèi)部；但同時(shí)又不能破壞巖體的整體性，給巖體穩(wěn)定帶來(lái)新的不利因素。（2）對(duì)周圍環(huán)境不致產(chǎn)生大的破壞。要考慮保護(hù)邊坡生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。這一問(wèn)題在邊坡開挖時(shí)就應(yīng)該考慮，并一直貫穿于整個(gè)邊坡治理過(guò)程中。（3）方便施工。
2.山區(qū)公路建設(shè)中邊坡穩(wěn)定問(wèn)題的建議
在西北山區(qū)公路的建設(shè)中，不可避免地要經(jīng)過(guò)一些山區(qū)，這些山區(qū)中有的甚至存在著古滑坡。當(dāng)邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)被破壞后，往往發(fā)生滑坡現(xiàn)象，這給公路的施工帶來(lái)了巨大的困難。而對(duì)其治理，又需花費(fèi)大量資金，并延誤工期。如何將其損失減少到最小，認(rèn)為進(jìn)行公路設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)邊坡問(wèn)題應(yīng)遵循以下原則：
2.1開挖前應(yīng)提前設(shè)計(jì)、提前處理、一次到位。山區(qū)公路建設(shè)中開挖后引起邊坡失穩(wěn)再治理的現(xiàn)象極為普遍。滑坡發(fā)生后再進(jìn)行治理，工程量巨大，耗資巨大，治理也較為困難。若能開挖前提前設(shè)計(jì)、提前治理則事半功倍。
2.2進(jìn)行滑坡的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。應(yīng)運(yùn)用各種先進(jìn)技術(shù)，對(duì)滑坡進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)地面和地下位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，作好滑動(dòng)面的預(yù)測(cè)工作，進(jìn)而對(duì)滑帶應(yīng)力變化和滑坡機(jī)理進(jìn)行研究，科學(xué)地制定滑坡治理方案，這樣才能產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。在現(xiàn)實(shí)中，任何災(zāi)害都不可能是完全一樣的，每種工程設(shè)計(jì)都有優(yōu)缺點(diǎn)，要因地制宜，根據(jù)勘察情況，適時(shí)調(diào)整，選用適宜的工程措施，使其充分發(fā)揮作用。
五、結(jié)語(yǔ)
由于復(fù)雜的地形地質(zhì)條件，滑坡與邊坡工程始終是山區(qū)鐵路和公路建設(shè)中一個(gè)重大工程地質(zhì)問(wèn)題，因此加強(qiáng)滑坡和高邊坡病害的防治研究，不僅將對(duì)高原山區(qū)公路交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展有重要意義，也將對(duì)我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害防治理論以及防治技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生積極作用。
