滑坡地段公路建设防治措施研究

王帅

（中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110015）

滑坡地段公路建设防治措施研究

王帅

（中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110015）

滑坡对于公路建设的危害巨大，如何采取有效的防治措施来对公路进行必要的保护十分重要。通过分析滑坡土体特征，提出滑坡防治原则，并从滑坡排水、力学平衡以及改变滑带土3个方面，进一步论述了滑坡防治的主要方法。

滑坡；公路；防治措施

0 引 言

滑坡是一种常见的自然地质灾害，其分布面广、发生频繁、危害时间长，一旦发生，将会产生巨大的生命、财产损失，在我国山区公路的建设过程中极为常见。滑坡对公路的危害是潜在的，而且实际工程中，绝大多数滑坡都是可以整治的。因此，如何在设计和施工过程中，采取经济有效的防治措施来对滑坡进行整治，已经成为滑坡地段公路建设的一项重要课题。

1 滑坡土体的特征

滑坡是指斜坡上的土体或岩体，受到河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震、人工切坡等因素的影响，在重力的作用下，沿一定的软弱面或软弱带，整体或分散地顺坡向下滑动的一种自然地质现象。滑坡是斜坡失稳的主要形式之一，其特点是必备临空面和滑动面[1]。滑坡是山区公路的主要病害之一。滑坡的分类方式较多，如按滑动速度可分为蠕动型滑坡、慢速滑坡、中速滑坡和高速滑坡；按滑坡体厚度可分为浅层滑坡、中层滑坡、深层滑坡与超深层滑坡；按滑坡体规模可分为小型滑坡、中型滑坡、大型滑坡与巨型滑坡等。各种类型滑坡的共同特征主要表现在滑带的土体软弱，吸水易，排水难，呈软塑状且各种力学指标低；滑带形状在匀质土中多呈近似于圆弧形，而在非匀质土中呈折线形。滑坡发展的主要原因是水多，滑坡产生的物质基础是地层的岩性，多沿各种软弱面发生[2]；自然、人为因素引起斜坡的应力状态改变（如爆破、施工机械振动等)均有可能成为诱发滑坡的导火索[3]。滑坡主滑断面示意图如图1所示。

图1 滑坡主滑断面示意图

2 防治原则

选择防治措施前，首先要详细地调查滑坡所处地区地形、地质、水文条件等；调查后进行认真研究，以此确定滑坡的类型，以及其所处的发展阶段；然后根据调查资料认真分析、评价形成滑坡的主要因素和次要因素，以及各因素彼此间的联系[4]；最后结合该公路重要程度和施工条件以及其他情况进行综合考虑。

1）性质比较复杂大型滑坡，尽量绕避，绕避有困难，或经济上明显不合理时，则应根据滑坡的规模、滑坡和公路间相互影响的程度、滑坡防治的费用等有关条件，设计几种可实施的具体方案来进行比选。

2）可能突发急剧变形的滑坡体，须采取迅速、有效的措施进行处理；缓慢滑动的大型滑坡体，宜进行全面规划，并分期整治，同时要仔细观察每一期工程的整治效果，据此采取治理措施；施工和运营的过程中产生大型滑坡时，须慎重的作出绕避、治理方案，或局部改线与防治结合的方案，进行综合比较，选择最有利的方案；古滑坡须采取必要的防范措施，避免复活或产生新滑坡。

3）中小型滑坡的性质简单，一般均可整治，路线可选择不绕避。设计时需要注意路线平面和纵断面的位置，做到整治简单，施工便利。

4）当路线无法绕避，必须通过滑坡体时，通过的位置宜首选在上缘或下缘，中部次之。设在下缘时宜采用路堤式，增加抗滑力；设在上缘时采用路堑式，减轻滑体重量；滑坡体窄且陡时，则可以采用旱桥的方式通过。

5）整治前应先采取措施，减缓滑坡发展，然后再根据引起滑坡体滑动各个因素，由主到次，实施治理。一般应首先施工临时排水设施[5]。滑坡的整治工程宜在少雨或旱季施工，施工时注意方法，尽量避免滑坡发展。

3 防治措施

在滑坡地段建设公路时，首先应查明滑坡的性质，滑坡体周边的地形地貌、水文、地质条件，滑坡成因类型、规模、特征等，据此分析评价滑坡的稳定状况、发展趋势和对公路的危害程度，进而采取有效地防治措施。滑坡的防治措施主要有滑坡排水、力学平衡及改变滑带土3种。

3.1 滑坡排水

地下水活动是诱发滑坡产生的主要外因，且滑坡地表排水工程对滑坡的稳定作用很大，因此，处理好地表水和地下水对防治滑坡极为重要，可采取如下方法：

1）环形截水沟。在潜在发生滑坡的滑坡体边界外侧不小于5 m的设环形截水沟，环形截水沟应设在稳定的土层上。防止地表水流入滑动面内。若山坡汇水面积较大，地表净流量和流入均相应较大，则须增设截水沟，间距宜为50～60 m，断面尺寸根据相邻两道截水沟间的汇水面积计算确定。截水沟应采取加固防渗措施，可采用浆砌片石砌筑或预制混凝土块进行铺砌。

2）树枝状排水沟。当滑坡范围较大时，可在滑坡体范围内设置树状排水沟来排除滑坡体坡面上径流。根据滑坡体表面地形，尽量利用自然沟系，将水流汇集旁引至滑坡体范围以外。对于自然沟渠，应采取加固防渗措施，使其不渗漏，并经常疏通，防止堵水。排水沟通过裂缝时，则须对裂缝进行防裂加固。裂缝导致的变形明显的坡体，还须采用水泥砂浆或粘土填缝的方法进行处理。整平滑坡体上的集水坑和洼地，使滑坡体表面水可以快速汇集并排泄，树枝状排水系统平面布置示意图如图2所示。

图2 树枝状排水系统平面布置示意图

3）平整夯实滑坡体表面土层。滑坡体渗入地表水后，会造成表面高低不平，地表水流淌不顺畅，甚至会形成积水。而当滑坡体表面土疏松时，则会导致地下水下渗。因此，更需要对对滑坡体表面进行整平夯实。整平夯实时坡面做适当平整，以利排水。如坡面上有裂缝，应先挖开裂缝两侧土体，宽不小于0.5 m，深1～2 m，并分层用黏土填筑夯实。如有封闭洼地、泉水露头，则须设排水沟将水排出，把积水疏干。

4）排除地下水。前可采用的排出地下水方法较多，支撑渗沟、截水渗沟、边坡渗沟、仰斜式排水钻孔以及排水隧洞等均可采用。地下排水可以分成浅层排水和深层排水。对于浅层的地下水，可采用渗沟；对于深层的地下水，可采用仰斜式排水钻孔、排水隧洞等措施[6]。支撑渗沟既能支撑滑坡体前缘的潮湿土体，又能起到排出土体内的浅层滞水及地表水。边坡渗沟能疏干潮湿边坡，并引排边坡上层的滞水或泉水。截水渗沟能降流向滑坡体的浅层和深层地下水截阻并排除滑坡体。对于埋深较大的截水渗沟和排水隧洞，一般施工较困难，且造价高，因此，一般较少采用。

3.2 力学平衡

力学平衡主要是通过减重、反压、抗滑支挡以及预应力锚固等措施实现。

1）减重。减重的方法是通过减轻滑体自重的方法使滑坡稳定，一般在滑坡后缘处挖除部分滑坡体，适用于推动式或由错落转化的滑床上陡下缓的滑坡，滑床的后缘、两侧地层均比较稳定，不会产生由刷方原因引起滑坡后，继续向后发展或向两侧发展。减重后的弃土应尽量堆在滑坡体的前缘，起反压稳定滑坡体作用，不能堆在主滑地段。减重后的滑坡体坡面须做整平处理，并采取排水、防渗措施。通常减重的方法能够减小下滑力，延缓下滑，但改变不了滑坡体下滑的趋势。因此，在公路建设中，对中小型滑坡可采取以减重为主的方法治理，对于大中型滑坡，则须采用多种方法进行综合治理。在实践中，减重常与其他整治措施配合使用。

牵引式滑坡坡脚土体先行失稳，继而向下滑动，导致坡体后部土体失去支撑，相继下滑。滑坡体上部减重后，不能防治这一类型滑坡的产生，也不能延缓继续下滑的趋势，所以，减重的方法对牵引式滑坡不适用。在粘土、堆积层的滑坡中，牵引式滑坡较为常见。膨胀性土质的滑带体具有卸荷膨胀特性，滑带体减重后，坡面土质松散，受地下水浸湿后，阻力减弱，继而引起滑带体下滑，因此，减重的方法对于膨胀性土质的滑坡也不适用。

2）反压。反压的方法是通过增加滑坡体的抗滑力，延缓滑坡发展，一般是对滑坡体前部抗滑部分土体进行堆土加载。填土应分层填筑夯实，形成抗滑土堤，外露面采用圬工或植物防护，土堤内设渗沟，新旧土间采取防渗措施，填筑时须做好原土的排水工程，疏通原地下水出口。在实际应用过程中，须特别注意土堤的稳定性，防止产生新滑坡。

3）抗滑支挡。在滑坡体的下部修建抗滑支挡工程再整治滑坡中使用较多，而且比较有效。抗滑支挡工程的形式有很多，常见的包括干砌片石垛、抗滑挡土墙、抗滑桩等。

对于滑体不大的、自然坡度平缓的滑坡，其滑动面在路基坡脚下部较浅或位于路基附近时，可采用干砌片石垛。这种方法主要依靠片石垛自重来增加抗滑力，是一种简易的抗滑措施。片石垛可以采用片石干砌，也可用竹笼或木笼堆筑而成。

抗滑挡土墙修建在滑坡体的下部，是整治滑坡时经常会采用，主要形式有重力式抗滑挡土墙、加筋土挡土墙、锚杆挡土墙等。抗滑挡土墙常作为综合整治大型滑坡的配套措施之一，整治中、小型滑坡则常与支撑渗沟配合使用。抗滑挡土墙整治效果明显，对山体破坏少，使用前需要进行大量的勘察工作，充分了解滑坡体的性质，包括滑体的结构、滑动面的层数、所在层位、挡墙基础的地质情况，滑体推力等。抗滑挡土墙按滑坡体推力来计算承受的土压力，其大小、方向、分布及作用点均与普通挡土墙不同。抗滑挡土墙示意图如图3所示。

图3 抗滑挡土墙示意图

抗滑桩是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱，用以支挡滑体的滑动力，起稳定边坡的作用，适用于浅层和中厚层的滑坡，是一种抗滑处理的主要措施。抗滑桩的的作用原理是通过滑动面下稳定地层对抗滑桩的抗力，来平衡滑动体施加的推力，以增加稳定性，抗滑桩前的滑坡体受到阻抗后达到稳定状态。抗滑桩可以采用混凝土桩、钢筋混凝土桩、刚桩、木桩等，使用时须根据滑坡体薄厚、推力、防水要求、施工条件等因素综合考虑。抗滑桩施工简便，布置灵活、且施工时对滑坡体的影响较小，因此，在山区公路建设中应用较为普遍[7]。抗滑桩示意图如图4所示。

4）预应力锚固。预应力锚固的方法是对可能或已经产生滑动的滑动体打钻孔至稳定土体内，将钢筋插入孔内，也可用钢索代替，一端固定在稳定土体中，拉紧钢筋，施加预应力，另一端固定在支挡结构表面或岩土体的表面，施加的预应力可以压紧支挡结构或滑坡体，增加滑动面的抗剪强度，起到稳定制支挡结构或滑坡体的目的。 锚杆挡土墙示意图如图5所示。

图4 抗滑桩示意图

图5 锚杆挡土墙示意图

实践中，锚杆技术应用较多。锚固段多置于稳定的岩层中，在土层中较少，内锚采用高强砂浆锚固，外锚采用钢筋混凝土的框架、地梁和垫墩，其尺寸应根据滑坡体土体的承载力进行计算，如为土层时，则应采用框架和地梁。土层表面应进行防冲刷处理，防止锚杆松弛，避免锚杆失效。

3.3 改变滑带土

改变滑带土法即用物理和化学的方法改善滑坡带中土石性质的一种滑坡防治方法。通常有焙烧法、电渗排水法、注浆法等。焙烧法是用导洞对滑坡脚部滑带进行焙烧以形成“挡墙”，从而达到稳定滑坡体的目的。电渗排水法是用电场作用排除地下水，以此来稳定滑坡体。注浆法是利用灌如滑带中的浆液，将滑带水置换并固结滑带土，提高滑带土的抗剪强度，从而达到滑坡稳定的一种治理方法，注浆可以采用爆破灌注桩和高压旋喷桩这2种方式。改变滑带土法是整治土质滑坡和中小型滑坡的有效方法，可以与其他防治方法联合使用[8]。

4 结 论

整治滑坡的目的在于防治滑坡危害公路工程和营运安全。为了达到整治目的，可以防治滑动土体侵入公路范围，也可以抑制滑坡变形，因此，采用何种整治方法，需要根据滑坡的位置和工程重要程度来确定。对于每一具体滑坡，其形成条件、诱发因素及其所起的作用都不尽相同，滑体结构也都有其特别之处，因此，在实际应用过程中，需要针对滑坡的具体特点来采取相应的整治办法。

［1］林宗元．岩土工程勘察设计手册［M］．辽宁：辽宁科学技术出版社，1996.

［2］梁超，李道飞．山区公路滑坡成因机理分析及抗滑桩治理［J］．贵州科学，2012，30（5）：49-53.

［3］孙英勋．滑坡的处治分类与治理模式探讨［J］．地质与勘探，2006，42（1）：85-88.

［4］何翠莲，邹永兴．滑坡地段岩土体特性对滑坡稳定性影响的研究［J］．岩土工程世界，2008，11（1）：62-64.

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

［6］郑求才．含碎石粘性土滑坡排水与加固结合治理方法［J］．交通科技，2008（3）：47-50.

［7］何翠莲，邹永兴．公路滑坡地段的稳定性评价及工程治理措施研究［J］．甘肃科技，2008，24（3）：89-91.

［8］王洪峰．路线经过滑坡地段的防治方案及施工要点［J］．山西交通科技，2007，187（4）：34-36.

【责任编辑：解连江】

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 帅（1983—），男，硕士，毕业于长安大学交通运输规划与管理专业，现从事总图、道路设计工作。

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.03.024

王帅.滑坡地段公路建设防治措施研究［J］.露天采矿技术，2017，32（3）：84-87.