摘要：通过对公路滑坡形成机理和各种处治措施的分析研究，系统阐述了公路工程滑坡处治的综合策略。
关键词：滑坡；分析研究；处治策略
1.前言
山区公路工程的地质和水文情况都比较复杂，施工中经常遇到滑坡体和高边坡，这些因素在很大程度上对公路工程的进度、质量、安全和投资有很大的影响，甚至影响到后续公路的维护和环水保工作。滑坡、不稳定边坡、高边坡的处治是当前公路建设中的重要课题，深入研究滑坡产生的机理和处治方法是此文阐述的关键内容。
2.边坡基本病害类型
路基边坡常见的主要有滑坡、崩塌、剥落三种破坏类型。
3.滑坡形成机理分析研究
边坡损毁的内因是土石体性质和结构组成，引起滑坡最常见的外界因素是水的作用、地形改变、地震等。
3.1滑坡的产生和发育过程
3.1.1蠕动变形阶段
在此阶段，滑坡体的组成颗粒产生相对位移、结构和状态发生变化、内部应力增大。
3.1.2 滑动破坏阶段
滑体内部抗剪强度进一步降低，山体开裂变形，下滑力增大，抗滑力减小，水在此过程中起到了催化剂剂的作用，土体的重力成了滑坡的推动力。
3.1.3 渐趋稳定阶段
滑体基本停止移动，山体裂隙不再变化，滑移土体无渗水，滑移部分土体趋于稳定。
3.2 水的作用
3.2.1 地表水的影响
降雨使边坡土石含水量逐渐饱和，增大了边坡土体的容重、降低了土体内部的粘聚力，造成边坡的稳定性急剧降低导致滑坡产生。
3.2.2 地下水的影响
地下水浸湿和毛细特性，造成土体容重增加，浸湿范围加大，严重的降低了土体的抗剪强度，
3.3地形改变、山体蠕变、应力重组
路堑边坡在开挖后，常见边坡滑坍的情况，分析其原因，主要是岩土体在开挖、爆破、地震、风化、水等各种外因的作用下，原有的结构和受力状态发生改变，导致岩土体的抗剪强度隆低、应力重新分布组合。损毁主要在以下几种情况下发生：
1、设计地质勘察深度不够，边坡坡比设计不合理，设计边坡在实际地质条件下本身就是不稳定的。按设计坡比开挖过程中，随着开挖边坡高度增加，坡体内应力在激烈重组，岩土体内产生拉应力，抗剪强度削弱至不能维持平衡时，产生裂缝，最后导致滑坍。
2、边坡岩土体中含有软弱夹层，随着边坡开挖，岩土体内应力重组，软弱夹层的抗剪强度降低，部分岩土体产生滑动，最终导致滑坍。
3、软岩在各种内外因素的作用下，缓慢蠕动变形，往往形成大中型滑坡。
4、古滑坡在各种内外因素的作用下，形成新的滑坡。
3.4滑坡形成机理综述
在各种因素的作用下，山体内应力重组，岩土体抗滑力削弱，下滑力增加，岩土体抗剪强度降低，失去受力平衡状态。滑体内滑块间出现剩余下滑力，上面滑块的剩余下滑力成了下面、左、右滑块的推动力或牵引力，随着下滑力不断积累，最终导致山体滑动破坏。
下滑力主要有岩土体重力引起，是重力的一个分力，也可由地震、边坡爆破、相邻滑块剩余下滑力等作用引起；下滑力的作用方向总是趋于重力方向，下滑力对于滑体来讲是一个主动力。
抗滑力主要是滑体与周围岩土体共同作用引起，表现为滑带材料的内摩擦角和粘聚力值变化，也可由对滑块的支撑力产生，主要以摩擦力、粘聚力的形式表现；抗滑力的作用位置在滑面，作用方向与滑块下滑方向相反，抗滑力对于滑体来讲，它是一个被动力。
根据滑坡的形成机理，各种处治措施都是平衡下滑力和抗滑力两个力的关系，尽可能地减小下滑力增大抗滑力，增大稳定系。力有三要素：大小、作用点、方向。下滑力、抗滑力的作用和影响，最终通过这两个力的三要素表现出来。
4.滑坡处治措施
4.1 滑坡处治总体思路
根据滑坡的形成机理和大量的工程实践表明，滑坡处治不外乎 “截”、“排”、“卸载”、“支挡”、“防护”、“锚固”、“固结”、“改移”等措施的合理运用。常有“一清二挡三改线，堵头断尾固中间”之说。“截”：即设置截水沟拦截排出坡面流水；“排”：即设置排水构筑物疏干或排除滑坡体内部积水；“卸载”：即削坡卸荷；“挡”：即设置抗滑桩或护脚挡墙等；“防护”：即设置坡面防护等；“锚固”：即设置锚杆、锚索，靠其拉力来平衡下滑力；“固结”：即向岩土体内压力注入诸如水泥浆等固结材料，加固岩土体，提高岩土体的整体性能，阻止岩土体向下滑塌。“改移”：改移原设计的路线避开滑坡体。
4.2 地表排水
4.2.1环形截水沟
根据坡面汇水面积和最大降雨量来综合考虑，要求截水沟布置在滑坡体边界5米之外，如汇水面积较大，可考虑设置数条截水沟，每条截水沟的距离大约50～60米，截水沟的断面尺寸由沟间汇水面积确定。
4.2.2 滑体内树枝状排水系统
优先考虑利用自然形成的沟谷来疏导和排除地表水，对自然沟谷进行必要的整修、加固，排水沟的布置每隔20～30m一条，尽量避免垂直横切滑坡体，主排水沟和滑坡移动方向大体一致，支沟与滑坡移动方向应斜交30～40度。
4.3地下排水
根据相关的地质和水文资料，探明地下水流入方向、大小和位置，采用拦截、排出、疏导等方法，设置必要的支撑盲沟、截水盲沟、边坡渗沟以及盲洞等排水构筑物。
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4.3.1 支撑盲沟
一般设置深度为2米至十多米，其主要作用是制约山体滑动和排除山体积水，通常情况下顺滑坡移动方向修建，设置在地下水露头以及因地下水作用形成坍塌的地方，其平面布置形式有Y形和I形以及上述形状的组合，盲沟间间距常采用6至15米。Y形支撑盲沟的上部分岔开成支沟，方向与滑移方向成30至45度交角，支沟的端头可延伸到滑坡范围以外，更好的拦截地下水。
4.3.2 截水盲沟
对滑坡边界之外较多的地下水，可在滑坡体外约5m的稳定地段设置截水盲沟，在地下水流入滑体之前将其拦截排走。
4.3.3 边坡渗沟
对滑坡前缘的边坡含水，可设置渗沟同时对边坡的局部地段有支撑加固的效果，其平面布置有垂直、分支、拱形等。此外还可采用盲洞、钻孔排水、砂井、平孔排水等方法。
4.4 卸载
改缓边坡，削坡减载，减少滑坡推力。这是一种常用、经济、施工简单的处治措施，但它首先应有坡顶地面线要趋于平缓的改缓边坡基本条件。边坡在开挖过程中或开挖好后不久，坡面、坡顶往往发生开裂，再根据开裂变形情况确定的边坡比开挖成型后，边坡就能稳定。这种情况往往是原设计边坡比过陡，原设计边坡对于实际地质条件来讲就是不稳定的。针对此种情况应在边坡开挖过程中，根据实际地质情况重新确认原设计边坡比是否合理，如不合理，应及时调整或采取其他措施，避免因小滑坍导致大滑坡。
4.5 支挡
支挡主要是在滑体的前缘采用护脚墙、抗滑挡墙、桩板墙、抗滑桩、反压回填等方式，阻止坡体下滑，有时候抗滑桩、桩板墙常与锚索、锚杆组合使用。坡脚反压回填在处治古滑坡、隧道进出口偏压可能引起的滑坡以及在具备坡脚反压回填条件的地方，是一种有效、经济、施工简单的处治方法。在有条件的地方，可在弃土场边坡脚回填压实土体，形成土体拦砂坝，既处理了弃土，又替代了弃土场石砌拦砂坝，一举两得。回填反压的前提是坡脚岩土体的稳定性，一定要确保回填土体不会引发新的滑坡。
4.6 防护
坡面防护常用的有浆砌片石、浆砌片石窗孔式护坡、砼拱型护坡、空心砖网格、人字格、六角空心砖、挂网喷锚、钢筋砼框格梁、植草等坡面防护型式。选择何种型式，主要取决于边坡土质和原材料情况。坡面防护主要是防止雨水渗透、冲刷拉槽、边坡土质风化、膨胀、碎落等，避免因坡面小滑塌引起大滑坍。坡面防护要做到及时和处理好水关系，特别全坡面封闭防护如挂网喷锚坡护坡，更要重视截排岩土体内的水。没有处理好水的关系，在雨季期间，山体饱水，水压力增加，岩土体抗剪强度降低，最终导致整个山体失稳，引起边坡滑坍，这样工程实例并不少见。
4.7锚固
4.7.1锚索锚杆
锚索是通过锚固段的反作用力作用于坡面，该压力分解成平行于滑面并与滑移方向相反的力和垂直滑面的压应力，前者直接抵消下滑力，后者产生逆移方向的摩擦力，而抵消下滑力。
4.7.2抗滑桩和预应力锚索组合抗滑桩
预应力锚索组合抗滑桩是一种复合受力体系，其抗力大小与合理配筋的桩截面、锚索的设计拉力、抗滑桩悬壁段的相关。在实际工程实例中，桩前土体滑坍，导致抗滑桩的抗滑能力削弱甚至失效的实例也不少，因此应慎重选择抗滑桩的位置。
4.8加固
向岩土体内灌注水泥浆或水泥砂将填塞空隙，加固岩土体，改变岩土体的内部结构，提高岩土体的整体性，增加岩土体抗剪强度。常与注浆导管联合使用。但此种处治措施的费用高，不宜大范围使用。
4.9改移
主要指改线避让、桥梁跨越、明洞或隧道穿越滑坡体等。在处治一些大中型滑坡地段，在经济、技术比较后，采用“改”的处治措施往往是一种较好的选择。实践证明，一些大中型滑坡在采用其他处治措施治理后，其费用超过或接近“改”的费用，而且还达到根治的目的，给养护、经营带来影响，增加了养护费用。改线避让、桥梁跨越可尽量不抗动山体或滑体；明洞或隧道可避免高边坡的产生和引发滑坡，施工受气候影响为小，养护费用低，便于环境保护。
而一个约100米长的大中型滑坡处治费用往往达几百万元。如果在设计阶段就采用“改”的方案，一次性处理到位，其造价往往会隆低。因此，对于路线穿过一些不良地质地段或开挖土石方量较大的路段应认真方案比较，选择合理方案，这是控制质量、进度、投资和安全的关键所在。
5.结语
土的主要特是分散性、复杂性和易变性。复杂的地质构造运动和自然界其他各种因素的作用，决定了岩土体物质组成、结构、形态的复杂多变性。
岩土工程是一门古老而又年轻的学课，它的理论很简单，但工程实践运用极为复杂，是一门实践性极强的学课。就公路滑坡处治来讲，常用到的岩土体强度指标c、φ值、容重γ、各种经验系数（如安全系数等）、计算模型（如滑面折线形、圆弧形等）的确定就受到很不确定因素的制约。
由于工程地质问题的复杂性，在实际滑坡处治设计中，常常采用经验法和工程类比法。常有“工程地质问题不能不计算，但不能全靠计算”之说。对于大型滑坡，利用桩、锚索、支挡构筑物等纯力学的方法去治理，不但成本巨大甚至是不可能的，而通过对滑坡体内部和周边水的防治，起到较好的效果。
对滑坡的处治，应在施工图设计和施工复测阶段进一步探明地质条件，作认真详细的方案比选，进行优化完善设计，从源头上避免大中型滑坡和高边坡的产生。对施工过程中的各种滑坡，要实事求是，因地制宜，根据具体的工程实际，认真作技术、经济比较，采取合理的处治措施。
鉴于工程地质这门学课的特点，结合我国公路建设黄金时期，在公路建设中，我们应加强实践和理论创新，以实施的工程为依托，进行现场测试和实践，重点研究岩土体的物质组成特性、工程问题如滑坡的形成和变化机理，进一步验证这门学课中的理论、参数、验算模型等的合理性，并在此实践基础上发展创新。
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论文作者:黄凤才
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/3
标签：滑坡论文; 岩土论文; 山体论文; 作用论文; 体内论文; 方向论文; 应力论文; 《基层建设》2019年第7期论文;