破裂岩质边坡变形机制及防治措施研究

陈国柱

[摘要]随着我国西部大开发、扶贫扶困战略的不断深入开展，我国边、远、贫困地区大型工程建设越来越多。裸露的边坡宜受风化、雨水等外力因素加剧其地质结构加剧边坡变形。因此，高陡边坡的稳定性防治工作显得尤为重要。本文通过对陕西某电厂边坡地质问题进行深入分析，以此基础提出针对性的防治对策。

[关键词]破裂岩质 边坡结构 变形机理 治理措施

[中图分类号] U213.1+3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-7-304-1

1工程地貌及气候简介

该边坡防护工程地处黄土高原与内蒙古高原接壤处。其地势呈西北高东南低，地貌以黄土丘陵为主。境内丘陵区沟谷密布，地形复杂。由于工程区域处于黄土高原向鄂尔多斯高原过度地带，是半干旱想干旱植被生长区域过度带。区域内农牧业交错，水蚀风蚀严重。本区属半干旱大陆性季风气候，地势较高，水资源较少，植被覆盖率低。区域内大风、暴雨、沙尘暴频发，生态环境脆弱，水土流失严重。

2边坡的地质问题分析

2.1边坡变形破坏的基本类型

边坡变形的基本类型主要有两种即：卸荷回弹和蠕动。

卸荷回弹主要斜坡面岩体内部积存大量弹性应变能，超负荷后释放而产生的。斜坡部位卸荷后，应力回弹会对没卸荷部位岩体回弹应力，导致岩体松弛，进而形成裂缝，这种裂缝又被称为卸荷缝隙。在厂区东部边坡施工开挖后，出现明显卸荷裂缝，如受到暴雨侵袭，极易造成边坡滑落、坍塌。

蠕动，斜坡的蠕动一般受自身重力影响为主，在长期的重力作用下，会形成缓慢而持续的变形，这种变形实也包含其结构破裂等，同时这种变形容易对某些局部形成应力也会产生新的破裂面。蠕动变形也分两种：表层蠕动和深层蠕动，两种蠕动主要由于表层和深层的结构不一导致。疏松的土质和破碎岩质的边坡容易产生表层蠕动，深层蠕动一般是由于整个边坡基地质地较软而无法承长期承受其自身重力而产生的蠕动变形。

2.2边坡的破坏类型

边坡的破坏类型从层次上划分有表层破坏和深层破坏两种。其中表层破坏主要以剥落、冲沟和滑塌等类型为主；一般大体积、大范围土石结构的剥落就属于滑坡性质，这种情形下就属于深层破坏，其主要原因是整体结构受内外力严重破坏所致。像表层蠕动就属于剥落现象的表层破坏，深层蠕动就属于整体结构变形的深层破坏。

3边坡变形机制的影响因素

造成边坡变形的影响因素有很多，从总体上可划分为内在因素和外在因素两种。内在因素中起控制作用的是岩性；其中内在因素影响较大的有两种：地质构造和岩体结构。外在因素中对边坡变形机制影响的主要有人为作用、水的作用以及其他自然因素

3.1岩性

岩性是指反映岩石特征的一些属性。在边坡的稳定及其坡高和坡角中起着重要的控制作用。如坚硬完整的花岗岩、砾岩等往往能形成数百米的陡坡，而像淤泥或沙土这类软质土，其流动性大，以其自身质地结构难以形成边坡。根据区域资料显示，边坡地质岩性主要以灰岩、石炭系二叠系砂岩为主，其岩性强度较差。

3.2地质构造和岩体结构因素

地质构造和岩体结构是边坡变形机制的重要因素。本区域处于鄂尔多斯盆地外围断裙带与盆地内部西倾大单斜构造的过度地带。该区域地质构造相对稳定，但其构造具有多期性的变动。区域内有断层通过产区边坡，其中断层的破碎带宽度达1～2m，最宽处达4m，其岩体结构主要由糜棱化的砂泥岩碎块组成，其结构松散。

岩层或结构的产状对边坡的稳定性也有很大影响。一般岩层越呈水平状，其稳定性越高，但呈水平状岩层如有陡倾斜状裂隙即使岩层结构出现破坏，也容易形成岩层崩塌变形。此外边坡倾斜角度与岩层结构面倾向对边坡的稳定性也有影响，一般情况下，边坡倾斜角与结构面越陡，其稳定性越差，同向缓倾比反向斜倾的稳定性要差。

3.3人为作用

除开内在因素及自然因素外，能使岩质边坡变形不可忽视的因素来自于人为因素。通常的人为因素有工程施工影响、植被破坏、水土流失等。这些人为因素都会直接或间接的对边坡变形造成影响。

3.4水及其他自然因素

我国总体上水资源丰富，地下水与地表水对边坡稳定性都有着重要的影响。不少滑坡、泥石流等边坡变形等，水都是重要的触发因素。一般水的影响有：水流运动的作用力、溶蚀等。尤其是在破裂岩质中，充水和渗水状态会对边坡形成两种相反的应力，两种应力反复出现，就会加剧边坡岩石缝隙，进而出现边坡变形。除开常见的“水”因素外，还有譬如地震作用、风力作用、热力作用等等。这些因素都对边坡变形起着重要的作用。

4边坡变形防护措施

在边坡防治工程中，对边坡岩性有深入检测数据后，加强边坡变形力学计算。可根据岩性强弱进行不同程度的边坡防护施工，从而减缓边坡变形速度，从源头上防治边坡变形。

4.1喷锚技术

在边坡防治工程中，针对地质构造的特殊性，对边坡进行不同程度的防护。针对地质构造复杂、岩性较差、强度较低且宜风化的边坡，一般采用喷锚网技术，进行边坡防护。喷锚网支护主要依靠，锚杆、混凝土及钢筋网共同协作来提高边坡结构强度，提升其抗变性能。

4.2生态还建的喷混植生技术

要想避免人为因素对边坡稳定性造成影响，要注意生态的稳定性，加强植被恢复率，减少水土流失。可采用喷混植生技术，该技术通过喷混凝土机将土壤、有机核心料、植物种子等混合干料辅以水对岩面边坡进行喷射形成硬化土层。此类防治手法，一般以客土为主，喷混土层一般不低于10CM，以满足灌木植被的生长。对边坡施行喷混植被后，其生长速度能在60天实现全覆盖、1年灌草立体生态成型。这种保障植被快速成型的生态还建技术，能够有效的阻挡雨水冲击、防止水土流失、降低风化，而且植被根系还能加固岩土体的结构。

4.3预应力锚索支护技术

此类技术在我国，尤其是在山区高速公路旁地质条件较差的高陡边坡防护中应用广泛。此类施工技术难度低，工程造价低，防护效果好。

4.4其他护坡方法

较为常见的有作柔性支护、水泥护坡、做护墙面、建抗滑挡土墙和抗滑桩等等。

参考文献

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[2]杨良策，刘春荣，徐志忠.边坡变形成因机理与整治措施[J].矿业工程，2008（01）.

[3]王辉.山区公路边坡变形破坏的防治措施[J].科技信息，2011（22）.