云貴山區(qū)公路邊坡穩(wěn)定性分析及滑坡防治措施

楊浩瓊

摘 ? 要：云貴山區(qū)公路工程面臨復(fù)雜的環(huán)境挑戰(zhàn)，山區(qū)公路建設(shè)不僅能促進(jìn)山區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也是助力山區(qū)人民脫貧致富的重要保障。為了確保山區(qū)公路的安全運(yùn)營(yíng)，本文針對(duì)云貴山區(qū)公路復(fù)雜的工程地質(zhì)環(huán)境，結(jié)合公路邊坡特點(diǎn)，分析了影響云貴山區(qū)公路邊坡失穩(wěn)的重要因素，總結(jié)了邊坡穩(wěn)定性分析方法，并提出邊坡防治防護(hù)與治理的相應(yīng)措施。研究結(jié)果可為云貴山區(qū)公路工程施工提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：山區(qū)公路;邊坡;穩(wěn)定性;防治

1 ?引言

近年來(lái)，山區(qū)公路建設(shè)工程飛速發(fā)展，但是由于山區(qū)特殊且復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，公路邊坡極易發(fā)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重威脅到山區(qū)公路的運(yùn)營(yíng)及山區(qū)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。云貴山區(qū)路陡山高，地形更為復(fù)雜，地勢(shì)起伏大，溝谷縱橫，巖溶地貌也大量存在，這不僅對(duì)山區(qū)公路建設(shè)增加了難度，而且極易在公路運(yùn)營(yíng)期發(fā)生邊坡垮塌等地質(zhì)災(zāi)害。因此，加強(qiáng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性分析可為邊坡治理提供理論參考，在一定程度上指導(dǎo)工程實(shí)踐。

2 ?云貴山區(qū)公路邊坡失穩(wěn)誘因

2.1 ?降雨軟化土體

云貴山區(qū)降雨較為豐富，且雨水是誘發(fā)山區(qū)公路邊坡滑坡的主要因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在滑坡災(zāi)害最嚴(yán)重的華南和西南地區(qū)，90%以上的滑坡災(zāi)害由降雨引起[1]。降雨從多方面影響邊坡的穩(wěn)定性，不僅形成地表徑流沖刷坡面，浸入坡體的雨水還會(huì)在一定程度上軟化土體，導(dǎo)致土體抗剪強(qiáng)度參數(shù)減小，土體下滑力大于抗滑力，從而導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。降雨入滲的作用比較復(fù)雜，在物理和化學(xué)方面均有體現(xiàn)，包括水土化學(xué)作用和物理作用，以及降雨入滲的力學(xué)作用以及三者之間的相互耦合作用[2]。正是由于降雨所導(dǎo)致的復(fù)雜效果，因此需要全方面、多層次的研究滑坡破壞邊坡過(guò)程。

2.2 ?喀斯特地貌發(fā)育

喀斯特地形又叫巖溶地形，在我國(guó)分布廣、面積大，主要分布在西部地區(qū)的碳酸鹽巖出露地區(qū)，尤其是云南、貴州等地極其發(fā)育。在公路建設(shè)過(guò)程中還有大量未知溶洞，需要通過(guò)超前地質(zhì)預(yù)測(cè)對(duì)存在的隱伏溶洞進(jìn)行勘探，云貴山區(qū)公路邊坡可溶性巖山體表面或內(nèi)部長(zhǎng)期受到水體的溶蝕作用影響，使得巖體的裂隙發(fā)育程度相對(duì)于非可溶性巖體更為強(qiáng)烈，嚴(yán)重的甚至形成溶槽、溶腔或溶洞，內(nèi)部易充填水體、軟土以及碎石等物質(zhì)，致使巖體的原有結(jié)構(gòu)受到一定程度的損傷破壞，導(dǎo)致其整體強(qiáng)度降低，自身穩(wěn)定性下降，因而在一定條件下發(fā)生滑落、傾覆、崩塌等災(zāi)害的危險(xiǎn)性較高[3-6]。

2.3 ?水文地質(zhì)條件復(fù)雜

研究表明，影響公路邊坡滑坡發(fā)生的主要水文地質(zhì)條件有以下八個(gè)因素[7-8]：地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、地震活動(dòng)、水文條件、氣象、地表植被與人類工程活動(dòng)。云貴山區(qū)由于地形起伏較大，坡陡山高，氣候條件變化較大，難以對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)和勘探，施工階段也難以準(zhǔn)確掌握邊坡水文地質(zhì)變化，這也導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)的對(duì)邊坡進(jìn)行加固處理，邊坡支護(hù)不能及時(shí)或者支護(hù)方式不能因地制宜，則不能達(dá)到邊坡最佳保護(hù)效果，也極易發(fā)生各種地質(zhì)災(zāi)害。

3 ?公路邊坡穩(wěn)定性分析方法

從不同角度、采用不同方法分析公路邊坡穩(wěn)定性一直是巖土工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，只有明確的知道邊坡處于那種穩(wěn)定狀態(tài)，才能制定合理的加固措施對(duì)邊坡進(jìn)行防護(hù)，陳洪凱等[9]將邊坡滑坡防治工程分為三級(jí)，為邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供了參考，如表1。邊坡變形破壞的種類大致可分為坡體變形、邊坡變形和破面變形。邊坡受多種因素綜合影響，其穩(wěn)定性常表現(xiàn)出復(fù)雜多樣性、不確定性等特征。長(zhǎng)期以來(lái)，邊坡穩(wěn)定性分析方法可分為定性分析和定量分析，如表2。

隨著科技發(fā)展和計(jì)算機(jī)科學(xué)的進(jìn)步，邊坡穩(wěn)定性分析正逐步傾向智能化，深度學(xué)習(xí)、人工智能、遙感衛(wèi)星等手段也得到廣泛應(yīng)用。尤其是利用計(jì)算機(jī)，采用數(shù)值模擬[10-12]（表3）方法對(duì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析越來(lái)越受到學(xué)者關(guān)注，數(shù)值模擬不僅可以形象的反應(yīng)邊坡受力破壞過(guò)程，還能通過(guò)設(shè)置不同工況，模擬邊坡在多因素作用下的破壞，模擬結(jié)果較為真實(shí)、可靠。

4 ?山區(qū)公路邊坡滑坡防治措施

云貴山區(qū)公路是山區(qū)人民的生命線和山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要紐帶，因此，對(duì)山區(qū)公路邊坡做好安全防治至關(guān)重要。長(zhǎng)期以來(lái)，人們將格構(gòu)、抗滑樁、錨桿、錨索、攔石網(wǎng)、擋土墻等技術(shù)用于山區(qū)公路邊坡治理，取得了較好的效果。本文根據(jù)云貴山區(qū)公路邊坡特點(diǎn)，提出以下集中邊坡滑坡防治措施。

4.1 ?植被護(hù)坡

邊坡生態(tài)防護(hù)是邊坡工程研究熱點(diǎn)，為了積極響應(yīng)國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求，對(duì)在建或已建工程進(jìn)行生態(tài)修復(fù)已刻不容緩。植被護(hù)坡能對(duì)自然環(huán)境進(jìn)行修復(fù)，可以很好的融入環(huán)境，還具有凈化空氣，美化環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，在公路邊坡滑坡治理、生態(tài)修復(fù)方面得到廣發(fā)應(yīng)用。植被護(hù)坡需要根據(jù)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)以及氣候條件，選擇適合該地區(qū)生長(zhǎng)的植物。根據(jù)護(hù)坡要求不同，還可選擇不同大小的植物，高大喬木根系發(fā)達(dá)，具有極強(qiáng)的抓土能力，與土體結(jié)合有類似“鋼筋混凝土”的效果。同時(shí)，植物護(hù)坡能與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)，美化環(huán)境。

4.2 ?截水引流

由于云貴山區(qū)公路降雨豐富且溶洞發(fā)育，大量的水侵蝕土體是導(dǎo)致邊坡滑塌的重要原因，因此，需要對(duì)邊坡做好排水節(jié)流。邊坡排水時(shí)需要在坡內(nèi)和坡外均布設(shè)排水溝、引流槽，復(fù)雜的邊坡還可分級(jí)布置，要防止邊坡表體水流進(jìn)入土體內(nèi)部，還要保證坡體內(nèi)部排水設(shè)施合理分布，排水有序。排水溝排出的水需要做好匯流，防止對(duì)邊坡形成二次沖刷。

4.3 ?支護(hù)錨固

對(duì)于公路邊坡含有不易處理，或處理后對(duì)自然景觀有較大影響的溶洞，可選擇對(duì)溶洞內(nèi)部進(jìn)行支護(hù)，在洞內(nèi)設(shè)置排水設(shè)施，維持溶洞原樣，防止其垮塌。還可對(duì)邊坡進(jìn)行錨固，土質(zhì)邊坡可采用土釘支護(hù)，巖質(zhì)邊坡多采用預(yù)應(yīng)力錨桿錨固，為了實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)與環(huán)境協(xié)調(diào)，可以對(duì)出露在外部的錨桿涂抹與環(huán)境適宜的色彩，利用仿生技術(shù)和色彩學(xué)達(dá)到生態(tài)護(hù)坡。

4.4 ?攔石掛網(wǎng)

針對(duì)云貴山區(qū)山高路陡，公路邊坡也含有大量高邊坡，同時(shí)由于山區(qū)多雨導(dǎo)致部分巖土體松動(dòng)，極易發(fā)生落石災(zāi)害。因此，在公路修建過(guò)程中因仔細(xì)清理邊坡上極易掉落的雜石，對(duì)無(wú)法清除的較大巖體做好支護(hù)，對(duì)裂縫進(jìn)行勾縫處理，確保邊坡整體穩(wěn)定之后再設(shè)置攔石網(wǎng)，防止局部松動(dòng)的落石掉下傷害行人和過(guò)往車輛。對(duì)于有景觀要求的區(qū)域，還可以栽種綠色植物，使攔石網(wǎng)和植物形成有效整體，既能防止落石，又能形成生態(tài)護(hù)坡。

5 ?結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家對(duì)云貴地區(qū)的扶貧開(kāi)發(fā)，山區(qū)公路建設(shè)在推動(dòng)云貴地區(qū)綜合發(fā)展過(guò)程中起到舉足輕重的作用，加強(qiáng)對(duì)公路邊坡穩(wěn)定性分析和災(zāi)害防治至關(guān)重要。本文分析了云貴山區(qū)公路邊坡災(zāi)害誘發(fā)原因，并總結(jié)了現(xiàn)有的穩(wěn)定性分析方法，對(duì)災(zāi)害防治提出了相應(yīng)措施，可在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡的保護(hù)，具有積極的工程意義。

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