滑坡地段公路建設(shè)防治措施研究

王帥

（中煤科工集團(tuán)沈陽(yáng)設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110015）

滑坡地段公路建設(shè)防治措施研究

王帥

（中煤科工集團(tuán)沈陽(yáng)設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110015）

滑坡對(duì)于公路建設(shè)的危害巨大，如何采取有效的防治措施來(lái)對(duì)公路進(jìn)行必要的保護(hù)十分重要。通過(guò)分析滑坡土體特征，提出滑坡防治原則，并從滑坡排水、力學(xué)平衡以及改變滑帶土3個(gè)方面，進(jìn)一步論述了滑坡防治的主要方法。

滑坡；公路；防治措施

0 引 言

滑坡是一種常見(jiàn)的自然地質(zhì)災(zāi)害，其分布面廣、發(fā)生頻繁、危害時(shí)間長(zhǎng)，一旦發(fā)生，將會(huì)產(chǎn)生巨大的生命、財(cái)產(chǎn)損失，在我國(guó)山區(qū)公路的建設(shè)過(guò)程中極為常見(jiàn)?；聦?duì)公路的危害是潛在的，而且實(shí)際工程中，絕大多數(shù)滑坡都是可以整治的。因此，如何在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，采取經(jīng)濟(jì)有效的防治措施來(lái)對(duì)滑坡進(jìn)行整治，已經(jīng)成為滑坡地段公路建設(shè)的一項(xiàng)重要課題。

1 滑坡土體的特征

滑坡是指斜坡上的土體或巖體，受到河流沖刷、地下水活動(dòng)、雨水浸泡、地震、人工切坡等因素的影響，在重力的作用下，沿一定的軟弱面或軟弱帶，整體或分散地順坡向下滑動(dòng)的一種自然地質(zhì)現(xiàn)象?；率切逼率Х€(wěn)的主要形式之一，其特點(diǎn)是必備臨空面和滑動(dòng)面[1]。滑坡是山區(qū)公路的主要病害之一?；碌姆诸?lèi)方式較多，如按滑動(dòng)速度可分為蠕動(dòng)型滑坡、慢速滑坡、中速滑坡和高速滑坡；按滑坡體厚度可分為淺層滑坡、中層滑坡、深層滑坡與超深層滑坡；按滑坡體規(guī)模可分為小型滑坡、中型滑坡、大型滑坡與巨型滑坡等。各種類(lèi)型滑坡的共同特征主要表現(xiàn)在滑帶的土體軟弱，吸水易，排水難，呈軟塑狀且各種力學(xué)指標(biāo)低；滑帶形狀在勻質(zhì)土中多呈近似于圓弧形，而在非勻質(zhì)土中呈折線形?；掳l(fā)展的主要原因是水多，滑坡產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)是地層的巖性，多沿各種軟弱面發(fā)生[2]；自然、人為因素引起斜坡的應(yīng)力狀態(tài)改變（如爆破、施工機(jī)械振動(dòng)等)均有可能成為誘發(fā)滑坡的導(dǎo)火索[3]?；轮骰瑪嗝媸疽鈭D如圖1所示。

圖1 滑坡主滑斷面示意圖

2 防治原則

選擇防治措施前，首先要詳細(xì)地調(diào)查滑坡所處地區(qū)地形、地質(zhì)、水文條件等；調(diào)查后進(jìn)行認(rèn)真研究，以此確定滑坡的類(lèi)型，以及其所處的發(fā)展階段；然后根據(jù)調(diào)查資料認(rèn)真分析、評(píng)價(jià)形成滑坡的主要因素和次要因素，以及各因素彼此間的聯(lián)系[4]；最后結(jié)合該公路重要程度和施工條件以及其他情況進(jìn)行綜合考慮。

1）性質(zhì)比較復(fù)雜大型滑坡，盡量繞避，繞避有困難，或經(jīng)濟(jì)上明顯不合理時(shí)，則應(yīng)根據(jù)滑坡的規(guī)模、滑坡和公路間相互影響的程度、滑坡防治的費(fèi)用等有關(guān)條件，設(shè)計(jì)幾種可實(shí)施的具體方案來(lái)進(jìn)行比選。

2）可能突發(fā)急劇變形的滑坡體，須采取迅速、有效的措施進(jìn)行處理；緩慢滑動(dòng)的大型滑坡體，宜進(jìn)行全面規(guī)劃，并分期整治，同時(shí)要仔細(xì)觀察每一期工程的整治效果，據(jù)此采取治理措施；施工和運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中產(chǎn)生大型滑坡時(shí)，須慎重的作出繞避、治理方案，或局部改線與防治結(jié)合的方案，進(jìn)行綜合比較，選擇最有利的方案；古滑坡須采取必要的防范措施，避免復(fù)活或產(chǎn)生新滑坡。

3）中小型滑坡的性質(zhì)簡(jiǎn)單，一般均可整治，路線可選擇不繞避。設(shè)計(jì)時(shí)需要注意路線平面和縱斷面的位置，做到整治簡(jiǎn)單，施工便利。

4）當(dāng)路線無(wú)法繞避，必須通過(guò)滑坡體時(shí)，通過(guò)的位置宜首選在上緣或下緣，中部次之。設(shè)在下緣時(shí)宜采用路堤式，增加抗滑力；設(shè)在上緣時(shí)采用路塹式，減輕滑體重量；滑坡體窄且陡時(shí)，則可以采用旱橋的方式通過(guò)。

5）整治前應(yīng)先采取措施，減緩滑坡發(fā)展，然后再根據(jù)引起滑坡體滑動(dòng)各個(gè)因素，由主到次，實(shí)施治理。一般應(yīng)首先施工臨時(shí)排水設(shè)施[5]。滑坡的整治工程宜在少雨或旱季施工，施工時(shí)注意方法，盡量避免滑坡發(fā)展。

3 防治措施

在滑坡地段建設(shè)公路時(shí)，首先應(yīng)查明滑坡的性質(zhì)，滑坡體周邊的地形地貌、水文、地質(zhì)條件，滑坡成因類(lèi)型、規(guī)模、特征等，據(jù)此分析評(píng)價(jià)滑坡的穩(wěn)定狀況、發(fā)展趨勢(shì)和對(duì)公路的危害程度，進(jìn)而采取有效地防治措施。滑坡的防治措施主要有滑坡排水、力學(xué)平衡及改變滑帶土3種。

3.1 滑坡排水

地下水活動(dòng)是誘發(fā)滑坡產(chǎn)生的主要外因，且滑坡地表排水工程對(duì)滑坡的穩(wěn)定作用很大，因此，處理好地表水和地下水對(duì)防治滑坡極為重要，可采取如下方法：

1）環(huán)形截水溝。在潛在發(fā)生滑坡的滑坡體邊界外側(cè)不小于5 m的設(shè)環(huán)形截水溝，環(huán)形截水溝應(yīng)設(shè)在穩(wěn)定的土層上。防止地表水流入滑動(dòng)面內(nèi)。若山坡匯水面積較大，地表凈流量和流入均相應(yīng)較大，則須增設(shè)截水溝，間距宜為50～60 m，斷面尺寸根據(jù)相鄰兩道截水溝間的匯水面積計(jì)算確定。截水溝應(yīng)采取加固防滲措施，可采用漿砌片石砌筑或預(yù)制混凝土塊進(jìn)行鋪砌。

2）樹(shù)枝狀排水溝。當(dāng)滑坡范圍較大時(shí)，可在滑坡體范圍內(nèi)設(shè)置樹(shù)狀排水溝來(lái)排除滑坡體坡面上徑流。根據(jù)滑坡體表面地形，盡量利用自然溝系，將水流匯集旁引至滑坡體范圍以外。對(duì)于自然溝渠，應(yīng)采取加固防滲措施，使其不滲漏，并經(jīng)常疏通，防止堵水。排水溝通過(guò)裂縫時(shí)，則須對(duì)裂縫進(jìn)行防裂加固。裂縫導(dǎo)致的變形明顯的坡體，還須采用水泥砂漿或粘土填縫的方法進(jìn)行處理。整平滑坡體上的集水坑和洼地，使滑坡體表面水可以快速匯集并排泄，樹(shù)枝狀排水系統(tǒng)平面布置示意圖如圖2所示。

圖2 樹(shù)枝狀排水系統(tǒng)平面布置示意圖

3）平整夯實(shí)滑坡體表面土層?；麦w滲入地表水后，會(huì)造成表面高低不平，地表水流淌不順暢，甚至?xí)纬煞e水。而當(dāng)滑坡體表面土疏松時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致地下水下滲。因此，更需要對(duì)對(duì)滑坡體表面進(jìn)行整平夯實(shí)。整平夯實(shí)時(shí)坡面做適當(dāng)平整，以利排水。如坡面上有裂縫，應(yīng)先挖開(kāi)裂縫兩側(cè)土體，寬不小于0.5 m，深1～2 m，并分層用黏土填筑夯實(shí)。如有封閉洼地、泉水露頭，則須設(shè)排水溝將水排出，把積水疏干。

4）排除地下水。前可采用的排出地下水方法較多，支撐滲溝、截水滲溝、邊坡滲溝、仰斜式排水鉆孔以及排水隧洞等均可采用。地下排水可以分成淺層排水和深層排水。對(duì)于淺層的地下水，可采用滲溝；對(duì)于深層的地下水，可采用仰斜式排水鉆孔、排水隧洞等措施[6]。支撐滲溝既能支撐滑坡體前緣的潮濕土體，又能起到排出土體內(nèi)的淺層滯水及地表水。邊坡滲溝能疏干潮濕邊坡，并引排邊坡上層的滯水或泉水。截水滲溝能降流向滑坡體的淺層和深層地下水截阻并排除滑坡體。對(duì)于埋深較大的截水滲溝和排水隧洞，一般施工較困難，且造價(jià)高，因此，一般較少采用。

3.2 力學(xué)平衡

力學(xué)平衡主要是通過(guò)減重、反壓、抗滑支擋以及預(yù)應(yīng)力錨固等措施實(shí)現(xiàn)。

1）減重。減重的方法是通過(guò)減輕滑體自重的方法使滑坡穩(wěn)定，一般在滑坡后緣處挖除部分滑坡體，適用于推動(dòng)式或由錯(cuò)落轉(zhuǎn)化的滑床上陡下緩的滑坡，滑床的后緣、兩側(cè)地層均比較穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生由刷方原因引起滑坡后，繼續(xù)向后發(fā)展或向兩側(cè)發(fā)展。減重后的棄土應(yīng)盡量堆在滑坡體的前緣，起反壓穩(wěn)定滑坡體作用，不能堆在主滑地段。減重后的滑坡體坡面須做整平處理，并采取排水、防滲措施。通常減重的方法能夠減小下滑力，延緩下滑，但改變不了滑坡體下滑的趨勢(shì)。因此，在公路建設(shè)中，對(duì)中小型滑坡可采取以減重為主的方法治理，對(duì)于大中型滑坡，則須采用多種方法進(jìn)行綜合治理。在實(shí)踐中，減重常與其他整治措施配合使用。

牽引式滑坡坡腳土體先行失穩(wěn)，繼而向下滑動(dòng)，導(dǎo)致坡體后部土體失去支撐，相繼下滑?；麦w上部減重后，不能防治這一類(lèi)型滑坡的產(chǎn)生，也不能延緩繼續(xù)下滑的趨勢(shì)，所以，減重的方法對(duì)牽引式滑坡不適用。在粘土、堆積層的滑坡中，牽引式滑坡較為常見(jiàn)。膨脹性土質(zhì)的滑帶體具有卸荷膨脹特性，滑帶體減重后，坡面土質(zhì)松散，受地下水浸濕后，阻力減弱，繼而引起滑帶體下滑，因此，減重的方法對(duì)于膨脹性土質(zhì)的滑坡也不適用。

2）反壓。反壓的方法是通過(guò)增加滑坡體的抗滑力，延緩滑坡發(fā)展，一般是對(duì)滑坡體前部抗滑部分土體進(jìn)行堆土加載。填土應(yīng)分層填筑夯實(shí)，形成抗滑土堤，外露面采用圬工或植物防護(hù)，土堤內(nèi)設(shè)滲溝，新舊土間采取防滲措施，填筑時(shí)須做好原土的排水工程，疏通原地下水出口。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，須特別注意土堤的穩(wěn)定性，防止產(chǎn)生新滑坡。

3）抗滑支擋。在滑坡體的下部修建抗滑支擋工程再整治滑坡中使用較多，而且比較有效。抗滑支擋工程的形式有很多，常見(jiàn)的包括干砌片石垛、抗滑擋土墻、抗滑樁等。

對(duì)于滑體不大的、自然坡度平緩的滑坡，其滑動(dòng)面在路基坡腳下部較淺或位于路基附近時(shí)，可采用干砌片石垛。這種方法主要依靠片石垛自重來(lái)增加抗滑力，是一種簡(jiǎn)易的抗滑措施。片石垛可以采用片石干砌，也可用竹籠或木籠堆筑而成。

抗滑擋土墻修建在滑坡體的下部，是整治滑坡時(shí)經(jīng)常會(huì)采用，主要形式有重力式抗滑擋土墻、加筋土擋土墻、錨桿擋土墻等。抗滑擋土墻常作為綜合整治大型滑坡的配套措施之一，整治中、小型滑坡則常與支撐滲溝配合使用。抗滑擋土墻整治效果明顯，對(duì)山體破壞少，使用前需要進(jìn)行大量的勘察工作，充分了解滑坡體的性質(zhì)，包括滑體的結(jié)構(gòu)、滑動(dòng)面的層數(shù)、所在層位、擋墻基礎(chǔ)的地質(zhì)情況，滑體推力等?？够瑩跬翂Π椿麦w推力來(lái)計(jì)算承受的土壓力，其大小、方向、分布及作用點(diǎn)均與普通擋土墻不同。抗滑擋土墻示意圖如圖3所示。

圖3 抗滑擋土墻示意圖

抗滑樁是穿過(guò)滑坡體深入于滑床的樁柱，用以支擋滑體的滑動(dòng)力，起穩(wěn)定邊坡的作用，適用于淺層和中厚層的滑坡，是一種抗滑處理的主要措施。抗滑樁的的作用原理是通過(guò)滑動(dòng)面下穩(wěn)定地層對(duì)抗滑樁的抗力，來(lái)平衡滑動(dòng)體施加的推力，以增加穩(wěn)定性，抗滑樁前的滑坡體受到阻抗后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)?？够瑯犊梢圆捎没炷翗?、鋼筋混凝土樁、剛樁、木樁等，使用時(shí)須根據(jù)滑坡體薄厚、推力、防水要求、施工條件等因素綜合考慮。抗滑樁施工簡(jiǎn)便，布置靈活、且施工時(shí)對(duì)滑坡體的影響較小，因此，在山區(qū)公路建設(shè)中應(yīng)用較為普遍[7]?？够瑯妒疽鈭D如圖4所示。

4）預(yù)應(yīng)力錨固。預(yù)應(yīng)力錨固的方法是對(duì)可能或已經(jīng)產(chǎn)生滑動(dòng)的滑動(dòng)體打鉆孔至穩(wěn)定土體內(nèi)，將鋼筋插入孔內(nèi)，也可用鋼索代替，一端固定在穩(wěn)定土體中，拉緊鋼筋，施加預(yù)應(yīng)力，另一端固定在支擋結(jié)構(gòu)表面或巖土體的表面，施加的預(yù)應(yīng)力可以壓緊支擋結(jié)構(gòu)或滑坡體，增加滑動(dòng)面的抗剪強(qiáng)度，起到穩(wěn)定制支擋結(jié)構(gòu)或滑坡體的目的。 錨桿擋土墻示意圖如圖5所示。

圖4 抗滑樁示意圖

圖5 錨桿擋土墻示意圖

實(shí)踐中，錨桿技術(shù)應(yīng)用較多。錨固段多置于穩(wěn)定的巖層中，在土層中較少，內(nèi)錨采用高強(qiáng)砂漿錨固，外錨采用鋼筋混凝土的框架、地梁和墊墩，其尺寸應(yīng)根據(jù)滑坡體土體的承載力進(jìn)行計(jì)算，如為土層時(shí)，則應(yīng)采用框架和地梁。土層表面應(yīng)進(jìn)行防沖刷處理，防止錨桿松弛，避免錨桿失效。

3.3 改變滑帶土

改變滑帶土法即用物理和化學(xué)的方法改善滑坡帶中土石性質(zhì)的一種滑坡防治方法。通常有焙燒法、電滲排水法、注漿法等。焙燒法是用導(dǎo)洞對(duì)滑坡腳部滑帶進(jìn)行焙燒以形成“擋墻”，從而達(dá)到穩(wěn)定滑坡體的目的。電滲排水法是用電場(chǎng)作用排除地下水，以此來(lái)穩(wěn)定滑坡體。注漿法是利用灌如滑帶中的漿液，將滑帶水置換并固結(jié)滑帶土，提高滑帶土的抗剪強(qiáng)度，從而達(dá)到滑坡穩(wěn)定的一種治理方法，注漿可以采用爆破灌注樁和高壓旋噴樁這2種方式。改變滑帶土法是整治土質(zhì)滑坡和中小型滑坡的有效方法，可以與其他防治方法聯(lián)合使用[8]。

4 結(jié) 論

整治滑坡的目的在于防治滑坡危害公路工程和營(yíng)運(yùn)安全。為了達(dá)到整治目的，可以防治滑動(dòng)土體侵入公路范圍，也可以抑制滑坡變形，因此，采用何種整治方法，需要根據(jù)滑坡的位置和工程重要程度來(lái)確定。對(duì)于每一具體滑坡，其形成條件、誘發(fā)因素及其所起的作用都不盡相同，滑體結(jié)構(gòu)也都有其特別之處，因此，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，需要針對(duì)滑坡的具體特點(diǎn)來(lái)采取相應(yīng)的整治辦法。

［1］林宗元．巖土工程勘察設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］．遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1996.

［2］梁超，李道飛．山區(qū)公路滑坡成因機(jī)理分析及抗滑樁治理［J］．貴州科學(xué)，2012，30（5）：49-53.

［3］孫英勛．滑坡的處治分類(lèi)與治理模式探討［J］．地質(zhì)與勘探，2006，42（1）：85-88.

［4］何翠蓮，鄒永興．滑坡地段巖土體特性對(duì)滑坡穩(wěn)定性影響的研究［J］．巖土工程世界，2008，11（1）：62-64.

［5］焦金順．山區(qū)公路滑坡治理措施分析［J］．建筑，2011，（17）：65-66.

［6］鄭求才．含碎石粘性土滑坡排水與加固結(jié)合治理方法［J］．交通科技，2008（3）：47-50.

［7］何翠蓮，鄒永興．公路滑坡地段的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及工程治理措施研究［J］．甘肅科技，2008，24（3）：89-91.

［8］王洪峰．路線經(jīng)過(guò)滑坡地段的防治方案及施工要點(diǎn)［J］．山西交通科技，2007，187（4）：34-36.

【責(zé)任編輯：解連江】

Research on prevention and control measures of road construction in landslide area

WANG Shuai
(China Coal Technology and Engineering Group Shenyang Engineering Company,Shenyang 110015,China)

Landslide hazard for road construction is huge,how to take effective prevention and control measures to carry out the necessary protection is very important for road.Through analyzing the characteristics of landslide soil,the article puts forward the principle of landslide prevention.From the landslide drainage,mechanical balance and change the slide zone soil three aspects,the author further discusses the main methods of landslide prevention and control.

landslide;road;prevention and control measure

TD824.7

B

1671－9816（2017）03－0084－04

2016-10-10

王 帥（1983—），男，碩士，畢業(yè)于長(zhǎng)安大學(xué)交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事總圖、道路設(shè)計(jì)工作。

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.03.024

王帥.滑坡地段公路建設(shè)防治措施研究［J］.露天采礦技術(shù)，2017，32（3）：84-87.