浅析公路边坡失稳与防护

　　摘要:随着我国公路建设事业的高速发展和加大，高等级公路纷纷上马，对于公路边坡的变形破坏机制及稳定性研究愈显重要性和紧迫性。边坡本身就是一个地质体，只有从根本上认识边坡的工程地质条件、变形破坏机制才能够彻底地解决边坡失稳的问题，也才能做到预防和避免高边坡病害的产生，确保行车安全和公路通畅。本文介绍了公路边坡稳定性评价方法及滑坡防治措施，其次阐述了边坡植被恢复技术，从物种选择、配置及建植技术详细论述。接着对生态防护模式结合边坡稳定性计算进行研究，分析其适用性，提出生态防护体系的建立及综合防护理念。

　　关键词：边坡、防护工程、公路、植被

　　Abstract: along with the rapid development of the cause of the highway construction and increase, high grade highway horse in succession, for highway slope deformation and failure mechanism and stability studies and greater importance and urgency. Slope itself is a geological bodies, only then fundamentally know slope of the engineering geological conditions, deformation and failure mechanism to thoroughly solve the problem of slope unstability, also can do to prevent and avoid the generation of high slope disease, ensure safety and highway traffic flow. This paper introduces the highway slope stability assessment method and landslide prevention and control measures, then expounds the slope vegetation restoration technologies, from species selection, configuration and planting technology built in detail. Then the ecological protection mode combined with the slope stability calculation for the research, analyzes the applicability, puts forward the establishment of the ecological protection system and comprehensive protection concept.

　　Keywords: slope, protection engineering, highway, vegetation

　　中图分类号：U213.1+3 文献标识码：A 文章编号：

　　边坡是工程中最常见的工程形式，边坡工程中遇到的滑坡问题是全球性三大地质灾害之一。近年来，随着国民经济的飞速发展， “村村通公路”工程的进一步实施，在地形困难路段修建的公路越来越多。受各种条件的限制，大填、大挖方路段频繁出现，相伴而来出现了较多的路堤边坡失稳，边坡及路堑边坡坍塌等地质灾害现象，给公路建设、运营带来巨大的经济损失。因此在公路建设中需要选用合理的方法评价其边坡稳定性，根据评价结果确定合理的边坡治理措施进而做到既保证公路运营的安全，又节约投资。由此看来，稳定性评价的方法显得至关重要。本文汇集了边坡工程处治的最新技术，结合工程应用，浅析介绍边坡工程自治的各类方法。

　　按照成因，边坡分为天然斜坡和人工边坡两类，后者又分为开挖边坡和堤坝边坡等。按照物质组成，边坡分为岩体边坡、土体边坡,以及岩、土体复合边坡三种。按照稳定程度，分为稳定边坡、不稳定边坡，以及极限平衡状态边坡。不稳定的天然斜坡和设计坡角过大的人工边坡，在岩、土体重力、水压力，振动力以及其他外力作用下，常发生滑动或崩塌破坏。

　　公路边坡防护常采用的传统类型有：护面墙、挡土墙、骨架护坡、喷浆护面等。国内同行在边坡防护方面逐步形成一个共识：放缓路基边坡，保持边坡的稳定，在此基础上进行植草植树防护，尽可能少用或不用圬丁防护，减少行车视觉的单调感和疲劳感，使行车如同旅游、休闲的感觉。

　　在选择滑坡防治措施前，要详细调查地形、地质和水文条件;认真研究和确定滑坡的类型及其发展阶段;分析形成滑坡的主次要因素及彼此的联系;结合公路的重要程度、施工条件及其他各种情况综合考虑。

　　对于性质复杂的大型滑坡，可以绕避时应尽量绕避。当绕避有困难或在经济上显著不合理时，应视滑坡规模、公路与滑坡的相互影响程度、防治费用等条件设计几种具体方案比选。对于可能突然发生急剧变形的滑坡，应采取迅速有效的工程措施。对于滑动缓慢的大型滑坡，宜全面规划，分期整治，仔细观察每期工程的效果，以采取相应的治理措施。

　　对于性质简单的中小型滑坡，可进行整治，路线不需绕避。但应注意调整路线平、纵面位置，以求整治简单、工程量小、施工方便、经济合理。

　　滑坡整治之前，一般应先做好临时排水系统，以减缓滑坡的发展，然后针对引起滑坡滑动的主要因素，采取相应的措施。

　　(1)地表排水。滑坡体以外的地表水，应予拦截引离;滑坡体上的地表水要注意防渗，并尽快汇集引出。 (2)地下排水。排除滑坡地下水的工程措施有渗沟、盲洞及平孔等。渗沟按其作用不同可分为支撑渗沟、边坡渗沟及截水沟3种。盲洞主要适用于截排或引排集中于滑面附近埋藏又较深的一层地下水。对于地面上的其他含水层，可在渗水隧洞顶上设置若干渗井或渗管将水引入洞内;对于渗水隧洞以下的承压含水层，可在洞的底部设渗水孔将水引入洞内。平孔主要用于排除滑坡地下水，具有施工方便、工期较短、节省材料和劳动力的特点，是一种经济有效的措施。

　　减重是在滑坡后部挖除一定数量的滑体而使滑坡稳定下来。它适用于推动式滑坡或由错落转化的滑坡，并且滑床上陡下缓，滑坡后部及两侧的地层稳定，不致因为刷方引起滑坡向后及向两侧发展。在一般情况下，滑坡减重只能减小滑体的下滑力，不能改变其下滑的趋势，因此减重常与其他整治措施配合使用。

　　重力式抗滑挡土墙以墙身自重来维持挡土墙在土压力作用下的稳定，它是中国在公路滑坡防治中最常用的一种挡墙形式。重力式抗滑挡土墙的墙背坡度一般采用1:0.25，墙后常设卸荷平台，墙基一般做成倒坡或台阶形，墙高和基础的埋深必须按地基的性质、承载力的要求、地形和水文地质等条件，通过验算来确定。此外，为避免因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂，应根据地质条件的变化和墙高、墙身断面的变化而设置沉降缝和伸缩缝。

　　抗滑桩是穿过滑体深入滑床以下稳定部分以固定滑体的一种桩柱。多根抗滑桩组成的桩群共同支撑滑体的下滑力，阻止其滑动，同抗滑挡墙相比，抗滑桩的抗滑能力大，施工较复杂，但效果显著，因而被广泛应用。抗滑桩在滑坡治理中是造价最大的工程项目，因此优化设计显得尤为重要，从理论上应该采用优化论数学模型。

　　预应力锚固是近十多年发展起来的边坡加固的一种新型防护工程措施，在公路滑坡防治中也有许多成功的工程实例。它对岩质陡坡和危岩的加固，滑移面埋深浅的岩质滑坡加固效果很好，也可以用于强风化岩质陡边坡加固喷锚护壁。预应力锚固岩体边坡的优越性在于能为节理岩体边坡、断层、软弱带等提供一种强有力的“主动”支护手段。预应力锚固常常与抗滑桩(也可以与抗滑挡墙)结合使用，形成预应力锚索(杆)抗滑桩。由于在桩上增加了预应力锚索，使桩的埋深变浅，断面变小，可以节省材料和投资，经济效益显著。

　　产生滑坡的因素是多种多样的，其内因(如岩性、土性、地质构造、地形和风化状态等)一般起着控制作用，但外因(如降雨、融雪等气象条件和挖方、填土引起的应力变化等因素)往往加剧滑坡的运动，有时甚至是引起滑坡发生的主要直接原因。在产生滑坡的自然外因中，降雨、融雪和地下水的渗透水作用则是最大的外因。降雨、融雪形成的地表水下渗到土体的孔隙和岩石的裂隙巾，一方面增加岩土的重度，加大滑坡体的重量，使下滑距离增加，另一方面使土石的抗剪强度降低;同时，降雨、融雪形成的渗透水补给到地下水中，使地下水位或地下水压(在受压状态下)增加，其结果也将造成岩土体的抗剪强度降低。此外，渗透到地下的渗透水以一定的流速通过透水层到不透水的面层(此层与上层的结合层一般是滑动面或滑动带)上滞留，这样便形成了一个在均质斜坡中不可能有的具有很大孔隙水压的含水层，这种孔隙水压力一方面在透水层中将引起流砂或砂层剪切破坏。另一方面在不透水层上的结合层(滑动层或滑动带)中，土颗粒将因之发生塑性破坏。因此，滑坡中的水将加剧滑坡的发生。

　　从上述分析可知，大气降雨、融雪形成地表水，它经过地面裂缝或孔隙渗入滑坡体，并到达滑动面(带)，造成滑面(带)岩土强度的降低，促使和加剧滑坡形成和滑动。水是产生滑坡的主要原因之一。要防止岩(土)体抗剪强度降低，就必须控制地表水和地下水。所以，排水工程是整治滑坡病害中一项极其重要的内容，一切滑坡地区的防治措施，都必须修建排除地表水的工程和排出地下水的下程。

　　排水工程应使其尽量做到排泄地表水和疏导地下水，以减少引起滑动土体的重量，增加组成斜坡物质的强度;同时，还应该考虑排水系统的完整性和总体性。通过排水工程，使水不再渗透到或滞留在滑坡体内，并排出和疏干滑坡体内已有的水，从而增加滑坡的稳定性，达到处治滑坡的目的

　　边坡综合防护设计原则与注意事项：

　　(1)“综合设计、就地取材、以防为主、确保施工”是边坡综合防护设计的基本原则;(2)路基防护应按照设计、施工与养护相结合的原则，深入调查研究，根据当地气候环境、工程地质和材料等情况，因地制宜，就地取材，选用适当的工程类型或采取综合措施，以保证路基的稳固。不要轻易取消或减少必要的防护工程措施，而给养护遗留繁重的工作量;(3)路基防护措施是根据沿线不同土质岩性、水文地质条件、坡度、高度和当地材料、气候等因地制宜选择，应密切结合路面排水作综合考虑; (4)护坡方法应优先考虑采用植物防护，当土质不宜植物生长及难以保证边坡稳定时，要考虑经济性、施工及效果，采用圬工防护或相应的辅助设施; (5)对于土路堤的坡面铺砌防护工程，最好待填土沉实或夯实后施工，并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平，坑洼处应填平夯实;(6)对于不宜采用植物或混凝土网格中空植草的破碎岩路堑边坡，应综合考虑地形关系、基岩风化破碎程度、地震、暴雨、漏水、施工难易及经济性等因素，慎重选择喷浆(混凝土)、护面墙，落石防治等方案;(7)混凝土网格中空植草护坡的目的，是防止受雨水侵蚀和风化严重的土质产生沟槽，及不适宜植物生长的土质和由于周围环境需要绿化的地方。该护坡方法不能承受土压力且造价高于植物护坡。(8)综合防护应遵循"实用、经济、美观"的指导思想，明确"为行车服务"的目的，在实用、经济的前提下，力求边坡绿化三季有花。

　　通过对高等级公路边坡防护系统的综合研究，得到以下主要结论和研究成果：

　　(1)剖析了路基边坡的病害类型和原因，提出了在边坡防护方面理论上的欠缺和在工程中缺乏综合设计的观点;(2)通过对各种边坡防护类型的分析及其特点研究，提出了防护类型选择的原则;(3)通过对公路植物的特性研究及适应分析，推荐了公路常用植物的外观特征、气候、土壤适应性及建植、管理特点，使植物防护的选择有据可循.