大连市某边坡的稳定性及防护治理探讨

张绍波 张德艳 贺亚锋

(辽宁师范大学城市与环境学院，辽宁大连 116029)

0 引言

目前，随着我国现代化建设事业的迅速发展，城市建设速度不断加快，规模不断扩展，边坡这一和我们生产生活联系非常密切的地理环境，对我们的生产生活的影响不断加大。特别是近几十年来，城市各类建筑工程，包括港口建设、各类交通线路建设，再加上各类能源工程的不断开展，边坡施工中的高陡边坡稳定性及大型灾害性滑坡预测问题越来越受到重视。这些边坡工程的稳定状况，事关工程建设的成败与安全，会对整个工程的可行性、安全性及经济性等起重要的制约作用，并在很大程度上影响着工程建设的投资及使用效益［1］，尤其是在矿业、水利水电和交通工程中，由于边坡的失稳破坏对工农业生产和人民生命财产造成了巨大的损失，所以边坡工程中的稳定性研究及大型灾害性滑坡预测问题也越来越得到人们的重视［2］。因此，对其进行研究具有重大的现实意义。

1 研究区概况

1.1 边坡基本情况

该边坡位于辽宁省大连市西岗区某居民小区内。边坡总长178.7 m，自西向东122 m段为喷混凝土面支护，其余部位为重力式挡土墙支护。边坡的地理位置为东经 121°36'53.7″，北纬38°54'00.6″。边坡呈曲折弧形沿 NE70°方向延伸，坡向 160°。边坡坡体由青白口系细河群桥头组一段粉砂岩夹薄层砂岩组成，产状为170°∠57°。另有两组节理发育，产状为 67°∠81°，350°∠57°岩体破碎，上覆第四系松散坡积物，厚度为1.2 m～2.0 m，坡积物由碎石夹粘土组成。岩层面与边坡坡面近于平行。2011年6月25日下午大连地区发生较强降雨，造成该边坡发生局部滑塌，经相关部门勘察，该滑塌部分位于整个边坡的西侧，长度为21.8 m，厚度为6.7 m，滑落岩土体向南垂直错落3.8 m，向南水平推移最大距离为6.9 m，滑塌体体积为605 m3。由于边坡周围的建筑物比较多，所以周边建筑物在这次塌滑中均受到了不同程度的影响。

1.2 区域地质气候条件

总体来说，大连地区地质构造发育和地质环境相对脆弱，属地质灾害中易发区和高易发区。首先，气象和水文条件:大连市为海洋性较强的温带季风气候，年平均气温在10.6℃左右，多年平均降水量为647.2 mm，年平均蒸发强度为1 548.1 mm。季风气候夏季多突发性暴雨，据统计，大连一日最大降水量为247.2 mm，极易导致滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害的发生。具体来说，本研究区内没有河流通过和其他大型水体的存在，只存在一条季节性雨水冲沟。其次，地形和地貌条件:大连市属于辽东半岛的低山丘陵地区。地貌类型:本地区为构造剥蚀形成的低山丘陵区。本文所研究的边坡的坡度为24°～42°，地面高差为150.2 m，沟谷切割深度达到45 m～75 m。第三，地下水条件:区域内地下水类型为块状岩类裂隙水，含水岩组为桥头组石英岩夹板岩，含水部位以风化裂隙带为主，岩体破碎严重，入渗的地下水由上部风化裂隙沿坡脚径流到地表和下游含水层［3］。

2 边坡稳定性的影响因素分析

现实中，影响边坡稳定性的因素多种多样，但是概括起来可以分为两大类:1)自然因素;2)人为因素。在不同的条件下，二者所发挥的作用是不同的，有的时候还是两者共同作用的结果。边坡稳定的状态是各种因素共同作用的结果。边坡稳定性和其各种影响要素构成一个相互联系、相互作用和相互影响的整体，因此我们在评价边坡稳定性的时候，应区别各因素在边坡稳定中所起的作用，有重点地考察和分析起主导作用的因素［4］。

2.1 自然因素分析

自然因素是导致边坡不稳定性的决定因素，影响边坡稳定性的自然因素有很多，主要就是边坡所在区域的水文条件、地质地貌条件、气象条件等。1)水文影响因素。水文因素的影响主要表现为地表水和地下水对边坡的作用。不少滑坡的典型实例都与水的作用有关，水的渗入使岩体质量增大，岩土体因被水软化而抗剪强度降低;地下水的渗流，对边坡岩土体产生不间断的动水压力，使岩土体的抗剪强度大为降低。另外还有地下水的侵蚀、溶蚀等;地表水对坡底的冲刷、对坡岸的侵蚀等。总之这些都对边坡的稳定不利［4，5］。大连市西岗区滑塌区地下水类型为块状岩类裂隙水，含水部位主要为风化裂隙带所致，含水岩组为桥头组石英岩夹板岩，岩体破碎非常严重，遇降水形成坡面径流，雨水就由上部风化裂隙，沿坡脚径流到地表和下游含水层。区域内的地下水条件很容易导致边坡的岩土体因被水软化而抗剪强度降低，充水的裂隙不断受到裂隙水静水压力的作用，加上地下水的不断侵蚀，就为边坡发生滑塌创造了条件。2)地质地貌因素。首先，地质条件是内因、是关键。大连市西岗区某居民小区的边坡发生滑塌现象，地质地貌原因是内在原因。首先，滑塌区为坡度40°左右的单面坡，坡度较陡，这样山体下滑力较大，很容易使上覆岩土体沿下伏泥岩(滑带)产生蠕动变形，这样就为滑坡的发生创造了条件;其次，该滑坡的滑体为表层透水性强的粉砂岩夹薄层砂岩组成，滑带则由厚1.2 m～2.0 m的碎石夹粘土(第四纪)组成，这层碎石粘土风化严重，抗水性差，由于裂隙潜水的长期作用，已经失去了原岩的特性。再加上岩层面与边坡坡面近于平行，倾角很大，只要条件具备就很容易诱发滑塌或滑坡等地质灾害。3)气象气候因素。大量的边坡发生滑坡或崩塌的实例表明，降雨特别是暴雨是触发滑坡、泥石流等地质灾害的主要诱因［6，7］。仅就三峡库区的秭归县而言，1996年7月2日～4日持续的几天暴雨，诱发大小滑坡达237处，且大都分布于该县东半部的暴雨集中地区［8］。在《中国典型滑坡》一书中列举了90多个滑坡实例，其中95%以上的滑坡都与降雨有着密切关系［9，10］。气象气候因素在这里主要是指大气降水，尤其是夏季突发性的暴雨产生的作用最大，也是影响边坡稳定的直接因素。大连市属于海洋性明显的温带季风性气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，多年平均降水量为647.2 mm。季风气候降水主要集中在夏季，而且多突发性暴雨，一日最大暴雨量为247.2 mm，有时候还会受到北上台风的影响。以2011年夏季为例，2011年6月25日和8月7日台风“米蕾”和“梅花”先后袭击大连，都给大连带来了超强降雨。西岗区的边坡滑塌就是在台风“米蕾”过境时发生的。

2.2 人为因素分析

人为因素主要是指人类的工程施工建设等，工程活动对边坡的改变与影响是十分巨大的。人为因素主要包括:不合理的开挖和工程施工方法不当。不合理的开挖主要是因为削弱了边坡的支撑部分，破坏了边坡原有的平衡，直接诱发边坡发生灾难;工程施工方法不当主要是因为施工过程中对边坡的支挡防护工程未及时跟上，开挖边坡长时间暴露，易产生边坡坍塌;另外，施工前对所施工边坡前期调查不足，出现施工事故。

3 防护对策建议

1)对边坡面进行加固和绿化治理。首先，对边坡的坡面要进行施工加固。对不稳定的边坡前沿和坡肩部分，可以采用锚索加格构梁联合支护，或者是往坡体打入防滑桩［11］。另外，还要在不影响坡边建筑物安全的前提下，对坡面进行清理，清除碎石和可能滑动的危险岩体。在对坡面进行加固的过程中，可能形成或发现一些崖腔、空洞，这个可以采取镶补锚喷或钢混凝土柱来撑顶加固。工程措施完之后，可对坡面采取环境措施，进行绿化或美化。

2)加强对边坡水环境的治理。要做好边坡水的治理工作。把地表截、排水与地下排水有机结合。对边坡地表水的治理，在边坡顶部修建排水工程。可以在可能滑动的边坡后缘或坡体内修建若干条截水沟，与滑坡周界以外的引水沟相接，使地表水不能进入滑坡范围以内;要整平地表，对坡顶裂缝用粘土压实填埋，修建隔水设施，减少地表水下渗。对坡体地下水的治理，可以通过截断坡体内自由水来源、引出坡体内的自由水的措施加以实现。对潜在滑动带附近的水可采用拦截、疏干、排除等措施来降低地下水位［12］。

3)加强管理，做好施工监测工作。做好施工质量监督、监管工作，边坡工程的安全关系到整个边坡治理的成败。要把加大施工内部质量处理和完善外部质量监督体系有效结合起来，使施工的各个环节串联成一个整体，不断进行信息反馈;还要强化质量监督监管责任，以避免工程质量或工程安全事故的发生。施工监测能及时掌握土层和支护结构中的应力及位移等的实际变化规律，较为准确地评价边坡的稳定性和支护结构的工作性能［13］。

4 结语

本文以大连市某边坡为例分析了边坡不稳定的影响因素，并结合西岗区某一边坡进行了具体原因的阐述，发现水的因素和气象气候因素对大连市边坡稳定的影响最大。在大气降水和地下水的共同影响作用下，边坡体的饱和度不断缩小，导致边坡出现局部暂态饱和区，土体也因不断地浸泡或冲刷被水软化，其抗剪强度也在不断的下降，这样边坡就很容易产生不稳定隐患。综合来说，雨水的不断浸泡下渗是导致边坡失稳的主要原因。因此对局部短时强降雨特别是强暴雨情况下的边坡稳定情况要特别加以注意，并做好必要的人防和技防工作。

总之，边坡治理是一项复杂的工程，在对边坡治理之前，必须先对边坡进行详细的前期了解，最好进行实地勘察，根据实地考察的结果再进行相应的治理施工。在施工的时候，应该提高边坡工程的分析和设计水平，加强对工程性质的研究和岩体结构的探测，将理论分析、室内外实验和工程经验相结合，并做好监测工作。

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