边坡的病害分析及防治建议
2015-06-09
随着我国经济建设的迅速发展，人类工程活动越来越频繁，规模越来越大。随着山区公路建设的进一步加快，边坡的开挖破坏了原有植被覆盖层，导致大量的次生裸地以及产生严重的水土流失现象，造成生态环境的严重失衡，甚至造成山体滑塌、滑坡及泥石流，给人民的生命财产带来巨大的损失。因此，边坡的防护是工程建设中不可逾越的一项重要任务，而制定出合乎实际情况的防护措施又是工程建设者面临的重要课题。
一、边坡的分类及其危害
“边坡”是指地球表面一切具有临空面的地质体。边坡的种类，按物质组成可分为岩质边坡和土质边坡；按人工改造程度，可分为自然边坡和人工边坡；按与工程的关系，分为工程边坡和非工程边坡；按边坡的稳定性分为稳定边坡、可能失稳边坡和失稳边坡等。
在山区公路建设过程中，不可避免地要大量开挖和填筑路基，形成大量的人工边坡。这些人工边坡在其形成过程中，岩土体内部原有的应力状态随着改造过程的进行而发生变化，引起应力的重新分布和应力集中等效应。有的边坡经过自身调整而稳定，形成稳定边坡；有的经过应力调整，不能达到平衡，而失稳发生崩塌、滑坡，形成失稳边坡。对失稳的公路边坡，我们必须经过一定的工程措施，使其成为稳定边坡。
二、边坡的病害分为以下3类
1.滑坡。滑坡是斜坡的部分岩土体自然向下移动而形成。滑坡按其引起滑动的力学特性来区分，可分为牵引式和推移式滑坡。牵引式滑坡是下部先滑动，使上部失去支撑而变形滑动，一般速度较慢，横向张性裂隙发育状。推移式滑坡是上部岩土挤压下部岩土体产生变形，滑动速度较快，多见于有堆积体分布的斜坡地段。在公路建设中，如因设计或施工不当，改变了原来斜坡的平衡状态，则可能引发工程新滑坡或工程复活古滑坡。
2.崩塌。所谓崩塌是整体岩土块脱离母体突然从较陡的斜坡上崩落下来，并顺斜坡猛烈翻转、跳跃，最后堆落在山脚。它有突发性，危害较大。
3.剥落。边坡表层受风化，在冲刷和重力作用下，不断沿斜坡滚落。
三、山区公路建设中常见滑坡机理分析
自然边坡蠕变松动岩体发育深度大，是工程边坡变形的敏感部位。施工期随边坡下挖，当下挖至敏感部位时，边坡变形骤然增加，变形下大上小呈牵引式特征。加固治理后，坡脚变形停止，经较长时间的磨合和压密，变形由下而上逐渐停止，边坡稳定。有关模型实验表明，在岩体自重、开挖卸荷、地下水等因素的影响下，边坡向临空面变形上部大于下部，坡面大于深部；沿层间及反倾向节理出现相对错位，坡面夹层压缩；裂隙水压力增加后变形加快。据调查云贵高原地区的滑坡原因大致归纳为以下几方面：
1.从地质构造方面，大多数山体为古滑坡体，由砂岩夹泥岩组成，透水性较好，下伏基岩风化严重，倾角较大，堆积体与基岩表面间形成软弱的润滑面，在堆积体重力作用下沿软弱面下滑。另外，结构面的相互组合，边坡岩体被切割成大小不一、形状各异的单元块体。若边坡较陡，在重力和水的作用下，块体间出现相对变位造成滑坡。
2.路堑开挖破坏了滑坡体抗滑段与下滑段之间力的平衡导致坡体失稳。
3.雨季的影响，连日暴雨使本已丰富的地下水更加充盈，沿软弱面的渗水量骤增，加速了滑坡体的运动速度。
工程滑坡灾害很多研究成果表明，边坡变形可归纳为4种类型：劈楔型、倾倒型、倾倒反翘型、卸荷型。
四、边坡滑坡防治主要措施
滑坡防治的思路：减少下滑力或增加阻滑力。降低下滑力的措施是针对滑坡发生的内因而采取的工程措施，主要表现在治水（截、防、排地表水和地下水）和滑坡散步的消坡减载；增加阻滑力的措施主要采用坡脚压载和各类支档措施。
1.山区公路边坡治理
上述治理方法中，抗滑桩用于稳定极限标准，即只要求不发生大滑动的情况，还是很好的加固措施。要控制变形，最好采用预应力加固。对于巨大的堆积体，必须自上而下层层锚固。若担心其下部可能发生滑动，就要一直把预应力锚索做到最底部。在满足安全系数要求时其工程量和技术难度是巨大的。根据地形情况，还可以采用减载和压脚的办法。
边坡治理方案的具体实施，一般根据场地边坡工程性质、水文地质条件，并适当考虑了滑坡近来的发展状况，本着山区公路对滑坡整治“一次根除，施工简便”的原则。边坡的加固处理必须满足以下几个条件：（1）影响足够深远但不破坏岩体或土体完整。岩体中断层及软弱夹层等软弱结构面的位置有时离坡面很远，这就要求加固措施能深入影响到岩体内部；但同时又不能破坏岩体的整体性，给岩体稳定带来新的不利因素。（2）对周围环境不致产生大的破坏。要考虑保护边坡生态环境问题。这一问题在边坡开挖时就应该考虑，并一直贯穿于整个边坡治理过程中。（3）方便施工。
2.山区公路建设中边坡稳定问题的建议
在西北山区公路的建设中，不可避免地要经过一些山区，这些山区中有的甚至存在着古滑坡。当边坡的稳定状态被破坏后，往往发生滑坡现象，这给公路的施工带来了巨大的困难。而对其治理，又需花费大量资金，并延误工期。如何将其损失减少到最小，认为进行公路设计时针对边坡问题应遵循以下原则：
2.1开挖前应提前设计、提前处理、一次到位。山区公路建设中开挖后引起边坡失稳再治理的现象极为普遍。滑坡发生后再进行治理，工程量巨大，耗资巨大，治理也较为困难。若能开挖前提前设计、提前治理则事半功倍。
2.2进行滑坡的动态监测。应运用各种先进技术，对滑坡进行动态监测，对地面和地下位移进行监测，作好滑动面的预测工作，进而对滑带应力变化和滑坡机理进行研究，科学地制定滑坡治理方案，这样才能产生良好的经济社会效益。在现实中，任何灾害都不可能是完全一样的，每种工程设计都有优缺点，要因地制宜，根据勘察情况，适时调整，选用适宜的工程措施，使其充分发挥作用。
五、结语
由于复杂的地形地质条件，滑坡与边坡工程始终是山区铁路和公路建设中一个重大工程地质问题，因此加强滑坡和高边坡病害的防治研究，不仅将对高原山区公路交通基础设施建设与生态环境保护协调发展有重要意义，也将对我国地质灾害防治理论以及防治技术的发展产生积极作用。
