工程项目边坡治理措施实践分析

曹文正

重庆市渝西水利电力勘测设计院有限公司 重庆 402160

由于我国山区面积占陆地面积的85%以上，而我国人口主要依靠山区的资源供给进行生存，所以为了我国更好的发展，必须在山区开设更多的公路，铁路等建筑设施，在建设过程中会涉及到大量的边坡工程问题，而滑坡是边坡工程问题中最主要的灾害之一，尤其是随着我国经济建设规模的不断增大，滑坡问题更是越加严重，对人民的生命财产造成了严重的威胁，也使我国遭受了很多经济危机，除此以外，边坡工程灾害中的其他地质灾害也不容小觑，据统计，我国因边坡工程灾害所遭受的经济损失达30～50亿元，所以我们必须找到解决边坡工程灾害的措施，最大程度的降低人民损害。同时，边坡工程灾害往往还存在许多的潜在危险，使人防不胜防，给经济带来严重的打击[1]。为了降低边坡工程灾害发生的可能性，我们需要对边坡灾害发生的原因，类型以及解决措施进行深入的研究，通过深化防治技术，来对边坡工程灾害进行进一步的治理。

1 边坡破坏的主要类型

在实际的地形中边坡的破坏形式十分复杂多样，可能有倾倒，剥落或滑塌等多种形式，在此重点介绍，坍塌与滑坡两种，最为常见与重要的破坏方式。

1.1 坍塌

当岩质边坡的块状岩体与岩坡剥离开时，最容易发生坍塌事故，在坍塌发生时，从表面无法观测到岩体的滑移面，而此时的块状岩体已与岩坡进行了分离，此时的岩体为大块状，而岩体也可能直接脱落边坡倒在坡脚下，大量的岩体掉落后将会在坡脚下形成堆积，或由于自然原因导致岩层松动，岩体剥离掉落，如多雨季节时，雨水渗入边坡导致水压增强，冬季过渡至春季时，岩石由冰冻状态逐渐消融，或是地震等大型的强烈的振动引起的崩塌。

1.2 滑坡

滑坡的形式与坍塌不同，主要体现在滑坡式深层次的破坏，在滑坡发生时，坡内整体在土重力的作用下进行滑动，滑动面积较大，一般向坡体内部滑动并且可延伸至坡脚，而不同质地的滑面，其滑动速度也各不相同，但从整体来说，滑坡的滑动速度比坍塌的滑动速度要更加缓慢[2]。滑坡的滑动速度主要取决于滑面的质地，当滑面为塑料性的岩土体时滑速较慢，而为脆性的岩土体时滑速较快。滑坡的形式主要有三种，分别是平面滑动，楔形和旋转滑动。在平面滑动中必须保持滑面的倾角要大于内摩擦角才能够产生[3]。楔形滑动主要是两个软弱面相切形成四面体时才会产生，旋转滑动主要在非成层的均质岩土土体中产生，滑面呈现弧状，较易观察。

2 影响边坡稳定性的主要因素

2.1 结构面的影响

在判断边坡的稳定性时，不能单单从外形的陡峭与平缓来进行判断，有些陡峭的边坡即使在上百米的情况下也能够保持稳固，而有些看似平缓的边坡却在不足百米处就会发生严重破坏，稳定性并不好。边坡的稳定性主要取决于边坡内部岩体的结构面，如岩体的断层，节理的倾角是垂直或水平的情况时，即使是陡峭的边坡也不容易发生破坏，而与之相反，当结构面的倾角，在30度至70度之间时，就较为容易发生滑动现象。因此在考虑边坡的稳定性时需要认真分析坡体的各种结构面的具体情况，通过研究岩土体的连续性和均匀性，探索边坡出现破坏的主要原因，从而来区分边坡破坏的机制和边坡破坏的类型。

2.2 外坡形态改变的影响

由于各种周边环境如边坡周围存在的河流和水库等都会对边坡进行冲刷，日积月累下边坡的外形将逐渐发生变化，当侵蚀阶路坡体底部的软弱结构面时，坡体会处于一种临空状态，最后使坡体失去了平衡，造成了严重的破坏。除了自然环境原因外，还有一些人为原因导致边坡的外形发生改变，如在人工削坡时没有仔细的研究坡层的内部结构而切露了软弱结构面，这导致边坡的临空面增大，而支撑度不够，最后导致了边坡的变形，或是人为在坡顶开挖时形成了倒坡，坡脚随之增大，这也导致了坡脚的剪应力随之增大，这些都会导致边坡的外形发生改变，从而使边坡发生破坏[4]。所以对于周边的环境影响，我们需要做出相应的防范措施，而对于人为因素，我们在对边坡进行改变时都要做好认真的前期调研，理清边坡的内部结构面，对施工时的工程顺序和削坡坡角度与体积需要提前进行测算和模拟。

2.3 岩土体力学性质改变的影响

在长年的风化下，会改变坡体的倾角大小，使坡体的强度也逐渐变小，而这些最终都会导致破题的稳定性也逐渐降低，最后造成菩提的破坏。尤其对于多雨季节，在与7的前后都容易发生坡脚的减小，使斜坡的稳定性更差。而人为的蓄水和放水也会对斜坡的稳定性有显著的影响。同时这也与掩体的质地有很大的关系，当岩体为亲水性物质时。由于大量水的侵蚀也会导致边坡被腐蚀而产生变变形，如钙质页岩，凝灰质页岩等，都容易在大量水浸泡的情况下发生软化崩解。由此可知，水对岩土体力学性质的改变具有重大影响，当水过度浸润时，会对斜坡产生巨大的破坏。

2.4 各外力作用于边坡时产生的影响

在地震，爆破，地下静水水压力和动水压力等都会对坡面造成直接的受力，这都会对边坡的稳定性造成非常严重的影响，并且这种影响迅速而猛烈[5]。而通过研究发现在水平构造应力较多的地区容易发生边坡的破坏，尤其对于新构造运动强烈的地区这种水平构造应力更是有大量残余，往往会导致边坡的稳定性急剧下降，从而发生边坡破坏。而对于地震对边坡稳定性的影响，主要取决于地震程度的大小，地震引起的坡体震动相当于增大了坡体的负荷，菩提在反复的震动中使坡体的软弱面咬合松动，坡体结构失去了强度，坡体的稳定性将也会有急剧下降，同时除了地震的大小外，岩层的密度和坡面的方位等也会对地震下边坡的稳定性构成影响。在多雨季节，由于雨水对坡体的侵入，地下水位上涨，使破体的结构面受到了静水压力的作用，这导致坡体的法向应力加剧，从而降低了抗滑阻力。

3 对边坡稳定性的分析

在边坡工程灾害中滑坡是最重要的灾害之一，也是我们重点关注的问题，已有不少学者针对滑坡灾害作出了大量的研究报告，从文献中可知，对于边坡稳定性研究的方法一共分为了四种方式，分别是条分法，极限分析法，滑移线法，数值方法，这些重要方法对边坡的稳定性研究产生了重大影响，而其中使用最多的方法是条分法。条分法又包括垂直条分法和协调分法两种形式，在使用条分法时，我们将坡体看作刚体，采用摩尔—库伦破坏准则，在只考虑静力平衡条件的情况下分析滑坡的极限平衡状态，从而求解问题的答案[6]。但因为垂直条分法和斜条分法都需要有各种人为假定的情况参与，同时是在只考虑静力平衡条件的情况下，而不考虑应力应变关系和岩土材料的非线性，这使得通过这种方法得出的结论缺乏了严密的理论论证，因此现在有越来越多的学者更加倾向于采用极限分析法，致力于发展极限分析法的进一步创新与完善。

4 边坡问题的治理策略

4.1 地表及地下排水

在分析中可知水是造成边坡破坏的重要因素之一，所以我们在边坡问题中首要考虑的是关于水的治理举措，由于边坡周围的水库以及季节性的降雨都会导致地表水入渗，为了减少地表水的入渗，我们常采用地表和地下排水的方式来减少边坡体内的水体含量，以此来逐步增强边坡的稳定性，地表和地下排水是技术含量不高，较易操作的一种方式，但却对坡体中水的减少有重要作用，并且造价较低，对应用场景有普适性，可以进行大量的推广使用。在排水过程中可以有效的增加正应力从而提高抗滑力，尤其对于大型的滑坡整治过程中，地下排水这种方式更是最优的第一选择，但与普通的排水相比，大型边坡排水的施工过程更加复杂，做投入的人力物力也需要有更大的提升。

4.2 反压以及减重

对于边坡不同的情况，我们采用不同的措施，当滑坡的后缘滑带倾角大于前缘倾角时，我们也可采用刷方方法，以此减小滑坡体的下滑力，同时可在前缘进行填方反压，这样可以有效增加滑体的阻滑力。这种办法也较为简单易操作，并且能够及时的得到效果反馈，也是我们在治理边坡问题中最常使用到的方法之一，其中对厚度大的主滑段和牵引段滑面较陡的滑坡效果会更加明显，在使用此方法时，我们需要先判断主滑，牵引和抗滑段，对主滑段进行减重，对抗滑段进行加压[7]。此方法的理论依据来自于英国人Hutchinson的“中性线”方法，但我们在使用此种方法时仍需要谨慎使用，使用前需进行仔细的勘查研讨，不能够盲目刷坡。

4.3 支档工程

在使用前两种方法后对边坡的稳定性进行测试，若还不能达到理想的要求，则可以使用支挡结构物来防止斜坡岩土体变形。支档结构主要包括抗滑墙，抗滑墩，预应力锚杆挡墙，抗滑桩，锚杆抗滑桩，钢架抗滑桩等，其中预应力锚固技术已在我国推行多年，有较为完善的经验技术，以取得了重大进步，承重力与过去相比也有了显著提高，而锚索的防腐能力和拉伸力也使它进入了广泛的应用层面，预应力锚固的使用下，使得破碎岩质边坡的附加应力主要集中在表层，其中锚索可单独使用，也可与抗滑桩联合使用，都会有较为显著的效果。当锚索与抗滑桩联合使用时，可产生新的抗滑结构预应力力锚索抗滑桩，使得边坡的结构受力较为合适，从而推动工期的顺利开展，也降低了工期产生的费用，对于工期的建筑效果和经济。效益都有显著的作用。

4.4 对滑带土进行改良

若发现边坡有滑带特征，则可直接采用滑带土改良的方式，滑带物改良共两种形式，可使用物理方法，也可使用化学方法对滑带物进行填充和置换，从而可以改变摩擦系数，达到增加边坡稳定性的目的[8]。常使用的滑带物改良方法有灌浆，爆破等，这些方法的施工手段并不复杂，施工便捷，能够提高花带土的强度，对增加边坡的自抗滑力有很大的好处。如对于新型灌浆法，就采用了旋喷注浆和钢花管注浆加固滑动带土体的方式。

在对边坡进行治理时，往往不会采用一种单一的方式，而是多种方法联合使用的方式。我们在对边坡进行治理的过程中，需要根据边坡的结构面特点和坡面质地及各种特征，选取最适合的方法进行使用。

4.5 强化边坡检测精细度

精细的边坡检测对后续边坡的治理有重大作用，其中边坡检测有边坡位移地表监测，其方法是在边坡上纵向建立系列永久监测点；边坡位移地下监测，其方法是在边坡与假想滑动面之间垂直钻孔，通过仪器及时反馈数据，从而判断坡面是否发生滑动；爆破振动监测，其方法是在边坡上放置加速度传感器，通过爆破传感接受信息，再在仪器上进行波形分析；锚索支护质量指标监测系统，其作用主要用于对锚索的抗拔测试和几何参数检测，与锚索的施工同时进行。

4.6 建立预警体系

建立边坡灾害的预警体系，有助于增强对边坡灾害的反应时间，以最高效的方式和最优的策略解决边坡灾害问题，减少人员伤亡与经济损失，以避灾和消灾为主要目的，通过预警判断边坡灾害的类型与严重程度采取及时有效的措施。目前我们对于边坡灾害预警体系的分析，主要包括三个方面，第一，我们要探讨灾变规律，掌握研究清楚每种灾害类型的特征，同时针对每种灾害类型建立相关的力学模型，尤其对于边坡的稳定性需要着重进行探讨。第二，要健全完善监测体系，保证监测点能够对程序进行全面的覆盖，能够及时对质量监测实时反馈，生产质量报告，对相关的监测报告作出准确的判断，通过判断来采取相应的解决措施，使问题能够及时有效的得到处理，增加对边坡工程灾害的反应时间，及时做到减灾消灾工作。第三，建立减灾消灾的完整体系，使得当边坡工程灾害发生时，能够快速作出反应，环环相扣，通过分析报告和相关现场参数确定信息源，建立相应的力学模型，再经过研讨分析后做出破坏机制的模型与解决方案，在评估方案后应用在具体施工过程中，同时实施监测体系，最后进行检验和分析评估模型，向最初的分析报告作出正反馈，以便于下次边坡工程灾害发生时能够更有经验更及时的作出反应。

5 结束语

随着我国经济建设的不断增强，城市化水平不断提高，对公路，铁路，水利等建设的开发需求也愈加强烈，，其中边坡工程灾害是最为严重和紧急的灾害之一，如边坡灾害但随着建设规模的进一步增大所带来的建设危害也逐渐变多中的滑坡和滚石等都会造成严重的经济损失和人员伤亡，同时边坡工程灾害也常常导致工期延长和施工费用的增高，这都不利于工程的正常施展与投入应用。所以我们需要着重解决边坡工程中出现的问题，仔细分析边坡工程灾害的相关类型与发生原因，针对每一种类型作出相应的对策，但对边坡工程的治理是一个较为复杂的研究领域，需要我们投入更多的精力与时间去研究与实践，分别从边坡破坏的类型，边坡的稳定性和防治办法三个方面出发，从多方面探索，找出最优的解决策略，尽可能的减少和降低边坡工程灾害发生的可能性和边坡工程灾害带来的危险程度，使各项建设工程能够顺利开工，尽可能的缩短工期，减少经费消耗，以此使人民的生命安全不再受到威胁，使我国的经济利益能够得到保证，从而平稳推动我国国力的向前发展。