關(guān)于公路邊坡坍塌問題的探討

曹 婧 曹云武

（贛州博達(dá)公路有限公司，江西 贛州 341000）

1 邊坡坍塌現(xiàn)象及特征

坍塌是土層、堆積層或風(fēng)化破碎巖層斜坡，由于土壤中水和裂隙水的作用、河流沖刷或人工開挖坡陡于巖體自身強(qiáng)度所能保持的坡度而產(chǎn)生逐層塌落的變形現(xiàn)象。其具有“滑坡”和“崩塌”兩種機(jī)制和“先滑后塌”的變形破壞過程。由于其突發(fā)性和頻繁發(fā)生的特點(diǎn)，給公路造成嚴(yán)重危害。

坍塌主要產(chǎn)生于邊坡表面松散的風(fēng)化破碎層，邊坡的設(shè)計(jì)坡率超過了巖土體所能保持的穩(wěn)定角，在風(fēng)化、干濕循環(huán)和降雨作用下，或因開挖改變了地下水的滲流條件而使坡面滲水，巖土軟化，從而引起邊坡上部失穩(wěn)。坍塌形成必須具備以下兩個(gè)條件：（1）松散的巖土邊坡，坡度較大，一般大于潮濕狀態(tài)下天然休止角，平均坡度為 30°～40°以上；（2）有較豐富的降水或地表水與地下水水源。

坍塌的基本特征：（1）坍塌發(fā)生后，坍塌體堆于坡腳，整體性完全破壞；（2）坍塌裂縫逐次向邊坡上方發(fā)展，最外一條裂縫受邊坡坡度控制，一般自坡腳以上平均坡度在1：1.5范圍內(nèi)；（3）每次坍塌均不按固定的面移動(dòng)，而是按新的不規(guī)則的面移動(dòng)，一直坍塌至潮濕土層穩(wěn)定為止；（4）坍塌體下緣均在臨空面以上；（5）雨水、坡面水和地下水是誘發(fā)坍塌的重要原因，其中90%以上直接由降雨引起；（6）坍塌體厚度不大，通常小于6m。坍塌按照物質(zhì)組成可以分為巖石類坍塌、坡殘積層坍塌和土質(zhì)坍塌三類。

2 公路邊坡坍塌災(zāi)害發(fā)生機(jī)理及影響因素

2.1 公路邊坡坍塌災(zāi)害發(fā)生機(jī)理

公路邊坡是有人工開挖或填筑而成的斜坡，由于公路斷面形式的不同而分為路塹邊坡和路基邊坡。公路邊坡坍塌是指發(fā)生在路域邊坡范圍內(nèi)的坍塌，將直接造成公路邊坡的破壞，嚴(yán)重的將造成公路及其附屬設(shè)施的破壞，進(jìn)而將帶來經(jīng)濟(jì)損失。

坍塌是高邊坡常見的變形現(xiàn)象，其變形是從表層開始，逐漸向內(nèi)部發(fā)展，受坡體整個(gè)松弛帶內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的控制，無貫通的軟弱帶，非坡內(nèi)某一軟弱帶或面的破壞。破壞的主要原因是坡度大于其穩(wěn)定坡率，在降雨等因素誘發(fā)下發(fā)生局部破壞，破壞面為巖土體最危險(xiǎn)剪切面，即同生面。

2.2 公路邊坡坍塌災(zāi)害的影響因素

影響公路邊坡坍塌災(zāi)害的因素很多，按不同因素的作用特點(diǎn)及作用形式，主要可以歸納為內(nèi)因和外因或誘發(fā)因素兩部分：

2.2.1 災(zāi)害形成的內(nèi)在條件有：巖土類型，坡形、坡度、坡高，節(jié)理裂隙發(fā)育程度，巖石風(fēng)化強(qiáng)度等。在各類內(nèi)因之中，坡度、坡體結(jié)構(gòu)、坡型和巖性是主要因素。邊坡類型按不同的分類指標(biāo)可有多種分類。（1）按構(gòu)成邊坡的物質(zhì)種類可以分為土質(zhì)邊坡（整個(gè)邊坡均由土體構(gòu)成，按土體種類又可分為：1）粘性土邊坡、黃土邊坡、膨脹土邊坡、堆積土邊坡、填土邊坡等）；2）巖質(zhì)邊坡（整個(gè)邊坡均由巖體構(gòu)成，按巖體的強(qiáng)度又可分為硬巖邊坡、軟巖邊坡和風(fēng)化巖邊坡等，按巖體結(jié)構(gòu)分為整體狀（巨塊狀）邊坡、塊狀邊坡、層狀邊坡、碎裂狀邊坡、散體狀邊坡）；3）巖土混合邊坡（邊坡下部為巖層，上部為土層，即所謂的二元結(jié)構(gòu)的邊坡）。（2）按邊坡的高度分為：一般邊坡（巖質(zhì)邊坡總高度在30m以下，土質(zhì)邊坡總高度在15～20m以下）和高邊坡（巖質(zhì)邊坡總高度大于30m，土質(zhì)邊坡總高度大于15～20m）。（3）按公路斷面形式分為路塹邊坡和路基邊坡。（4）按坡體結(jié)構(gòu)特征可以分為類均質(zhì)土邊坡、近水平層狀邊坡、順傾層狀邊坡、反傾層狀邊坡、塊狀巖體邊坡、碎裂狀巖體邊坡和散體狀邊坡等。

2.2.2 坍塌災(zāi)害的誘發(fā)因素很多，主要有地震、降雨、地表沖刷、融雪、浸泡、地下水活動(dòng)、沖刷或開挖坡腳，凍融、晝夜溫度變化等。其中，降雨和人類工程活動(dòng)（邊坡開挖）是誘發(fā)災(zāi)害的主要因素。大量的調(diào)查表明，邊坡坍塌災(zāi)害的發(fā)生大都與降雨有關(guān)。在降雨量較多，雨季持續(xù)時(shí)間較長的滑坡地段，大量雨水滲入坡體內(nèi)，使巖（土）層潮濕軟化，從而降低了抗剪強(qiáng)度，也導(dǎo)致容重增大。同時(shí)，自然災(zāi)害的產(chǎn)生并不完全是自然因素決定的，在相當(dāng)程度上受到人類活動(dòng)的影響。譬如：亂砍濫伐森林導(dǎo)致水土流失；無全局計(jì)劃的截流使河流下游土地沙漠化；工程開挖使邊坡失穩(wěn)，引起坍塌；過量開采地下水造成地面沉降等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)己發(fā)生的各類地質(zhì)災(zāi)害約有50%與人類活動(dòng)有關(guān)。隨著近年來我國高等級(jí)公路的大規(guī)模修建，隨之而來的是人類對(duì)自然地表物質(zhì)的剝蝕、搬運(yùn)、堆積以及對(duì)地形和地貌進(jìn)行的局部改造，使地球表面原有的自然平衡遭到不同程度的破壞，加劇了各類地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生。公路建設(shè)具有線路長、規(guī)模大、類型復(fù)雜等特點(diǎn)，特別是山區(qū)公路的建設(shè)，對(duì)環(huán)境的影響比較明顯。山區(qū)的地質(zhì)作用一般較為強(qiáng)烈，地質(zhì)條件復(fù)雜，在這樣的情況下，公路建設(shè)過程中的邊坡開挖有可能會(huì)改變天然山體的穩(wěn)定條件，巖層的軟弱結(jié)構(gòu)面被切斷而形成各種不利組合，以及開挖面在大氣與水的作用下，巖體強(qiáng)度的降低等，都會(huì)形成對(duì)開挖邊坡穩(wěn)定十分不利的因素。

3 公路邊坡坍塌災(zāi)害的主要防治措施

3.1 預(yù)防坍塌災(zāi)害的首要措施是削坡，即減小邊坡坡率，增加邊坡穩(wěn)定性。

3.2 對(duì)于存在軟弱結(jié)構(gòu)面而易引起坍塌的高邊坡，可根據(jù)情況采用支擋墻或支護(hù)墻等措施，以支撐邊坡并防止軟弱結(jié)構(gòu)面的張開或擴(kuò)大。對(duì)邊坡坡腳因受河水沖刷而易形成坍塌者，河岸要做防護(hù)工程。

3.3 在可能發(fā)生坍塌的地段，必須做好地面排水設(shè)施，其中坡頂截水溝能起到防止邊坡上部坍塌的作用。

3.4 巖質(zhì)坍塌宜采取下列措施：（1）刷坡：清除坡面危巖、嚴(yán)重風(fēng)化破碎表層及不穩(wěn)定部分，清除影響路基及邊溝的坡腳坍塌堆積物、風(fēng)化剝落碎屑物等；（2）設(shè)置截水溝：水是誘發(fā)各類地質(zhì)災(zāi)害的主要因素之一，坍塌也不例外，攔截地表水入滲坍塌體裂縫是防治坍塌的有效措施之一；（3）支護(hù)加固：對(duì)局部坡面風(fēng)化破碎層較厚的地段設(shè)置護(hù)坡、擋墻。

3.5 土質(zhì)邊坡宜采取下列措施：（1）分級(jí)開挖：根據(jù)邊坡的物質(zhì)組成、松散程度及天然坡度等工程地質(zhì)特征設(shè)置適宜的邊坡坡比將邊坡設(shè)計(jì)成臺(tái)階狀，并分級(jí)放坡開挖，以增大邊坡的穩(wěn)定性；（2）護(hù)面：加強(qiáng)坡面植被及水土保持措施，對(duì)于植被破壞嚴(yán)重或放坡開挖不得不破壞植被的地段應(yīng)盡力恢復(fù)坡面植被；（3）排水：在容易產(chǎn)生坍塌地段設(shè)排水工程，以攔截疏導(dǎo)地表水。

3.6 SNS主動(dòng)柔性網(wǎng)。公路邊坡坍塌災(zāi)害的防治是一個(gè)系統(tǒng)工程，一個(gè)科學(xué)合理的防治體系是十分必要的。因此，在坍塌災(zāi)害防治時(shí)往往需要將上述防治措施中的幾種措施進(jìn)行組合、配套，以便達(dá)到很好的防治效果。

4 結(jié)束語

產(chǎn)生邊坡坍塌的原因較多，我們要盡量減少由于主觀原因造成的邊坡坍塌，要充分的做好各種防范措施，特別是做好防水措施，防止水流滲入土體。對(duì)于邊坡地質(zhì)原因而產(chǎn)生的邊坡坍塌，要根據(jù)坍塌的規(guī)模大小、邊坡的地質(zhì)巖性、層理結(jié)構(gòu)、走向、滑動(dòng)面的位置及深度及危害程度等多方面因素綜合考慮，采用經(jīng)濟(jì)、有效的邊坡坍塌處理方案，同時(shí)力求與周邊環(huán)境相適應(yīng)。

[1]馬惠民.山區(qū)高速公路高邊坡病害防治實(shí)例[M].北京：人民交通出版社，2006.

[2]李鐵峰.災(zāi)害地質(zhì)學(xué)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2003.

[3]何兆益.路基路面工程[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2001.