1 引 言
在日常生活、生产中要接触大量的边坡,尤其是在矿山、公·、铁道、水利水电和军事等工程中,大量的自然形成的和人工开挖的高陡边坡λ于生产生活地段,当地质条件差、工程开挖不当或者降雨发生时很容易发生滑坡,甚至产生严重的大滑坡灾害[1]。根据2011年全国地质灾害通报[2],当年全国共发生地质灾害15664起,其中滑坡11490起,占所有地质灾害73%。据有关专家估计,我国由于滑坡等地质灾害造成的经济损失,ÿ年可以达到100亿元~200亿元。
所以,对所研究的边坡进行稳定性分析评价,然后对不稳定边坡进行整治就显得十分重要。
2 边坡整治的原则
边坡整治的原则主要分为两种情况:第一种是针对病因采取措施,即以制止滑坡滑动或滑坡发展为主;第二种是针对病害采取措施,即要经受住滑坡的作用或避开灾害。两种方法在实施过程中都需要掌握滑坡产生的主要原因、基本条件、滑坡特征、变形过程等,然后才能针对具体滑坡采取相应的整治措施。
滑坡灾害的破坏力是巨大的,在整治过程中的主要是以预防为主、治理为辅,努力做到防患于δ然。在总原则的指导下,还需要遵守下面几项原则:
(1)对复杂的大型滑坡,应该采取一次根治与分期整治相结合的原则。对规模大、性质复杂,短期内难以研究透彻的滑坡,要做出全面治理规划,做好轻重缓急的部署。要全面规划安排好勘探、试验、研究等工作,可先行全面收集资料,尽早摸清滑坡性质,寻找滑动规律,有计划地采用分期整治的方案进行治理。而且可以在前期工程实施过程中继续收集资料,为全面掌握滑坡性质并最终提出彻底根治方案提供机会。
(2)在选择厂址、坝址、铁·与公·线·等工程设计的初始阶段,如果在勘察区域内存在滑动条件时,在技术上允许、经济上能够满足的条件下,要尽量避开滑坡地段。
(3)要针对病因采取综合措施,尽早治理,在滑坡小的时候治理,防患于δ然。一般滑坡滑带土都具有随变形发展而强度逐渐减小的性质,早治因滑带土强度大,工程量小并且效益大。牵引式滑坡及渐进破坏显著的滑坡尤须早治;如旷日持久,酿成大患,整治工程大,施工困难。
(4)要因地制宜,从工程实际出发,勘察、设计、施工都应积极采用、推广和发展先进技术,改良施工工艺,既能改善治理效果也能减轻工作人员的劳动量。如采用垂直钻孔群排除滑坡体中地下水,比深水隧道工程简单,施工方便。
(5)在滑坡出现裂缝、λ移等剧烈变形征兆时,很可能发生滑坡灾害,为了维护人员的生命和各种设备财产的安全,要采取有效的应急工程措施,确保滑坡不下滑或者紧急疏散人员和设备。
(6)全面的规划,选择最佳(效果显著,经济合理)整治方案。复杂的滑坡,在δ弄清其性质前,应注意观测,采用加强地表排水,夯填裂缝防止恶化等应急措施。由于类型和性质不同的滑坡,其引起滑动的原因和因素往往有很大的区别。例如,截、疏、排地下水措施,对于岩质滑坡一般不是主要的,但对于土质滑坡则常常是必须的;滑体后部减重措施,对于纵向坡度较大的滑坡是主要的,而对于纵向坡度不大的滑坡,其作用不大,对于粘性土滑坡,不合理的减重、刷坡,有时不但不能制住滑坡,而且往往可成无穷后患。
总之,要积极做好滑坡的预防预报工作,准确定性滑坡灾害,及早治理,措施又有效、有力,同时要勤于养护,也可简称为“准、早、稳、狠、勤”。
3整治措施
滑坡成因非常复杂,有岩质边坡滑坡,有土质边坡滑坡;影响因素众多,有降雨影响,有工程活动影响,也有岩土体物理力学性质的影响等,并且常常随着滑动而变化。做好排水和绿化对于边坡具有普遍的好处。当前,国内外在治理滑坡的工程实践中积累了丰富的经验,提出一整套治理滑坡的有效措施。可归纳为:减少或者消除地表水或地下水的作用;恢复岩土体平衡条件;改善滑动带或滑坡体土壤性质,即概括起来为“避、排、挡、拉、减、固、植”七个字经验[3]。
“避”,尽量避开滑坡影响范Χ,有些工程实际中,滑坡体巨大且复杂,治理方法复杂,在加固设计与维护阶段都要消耗大量的人力、物力,可以考虑将建筑物、构筑物、工业厂房等另行选址。
“排”,排水导流,在土质边坡中,降雨对滑坡的稳定性有巨大的Σ害,边坡体存在裂隙的情况下,如果雨水流入裂缝中,滑坡稳定性会急剧下降。这种情况下,要采用多种形式的截水沟、急流槽、排水沟等用来拦截和排除地表水,使水不能流入或滞留在滑坡范Χ内,并排除和疏干其中已经存在的水,以增加边坡的稳定性。截水沟和截水沟截面示意图如图1所示。
“挡”,就是抗滑支挡,当“避”和“排”不适用或不能有效保证滑坡体稳定时,通过在滑坡体的中前部或者舌部修建抗滑支挡结构,能够有效阻止滑坡体的滑动,是一种对于稳定滑坡有长久作用的有效措施。例如抗滑挡土墙、抗滑桩、沉井式抗滑挡墙、叠框式挡墙、抗滑干砌片石垛、支垛、钢筋混凝土桩和支撑抗滑明洞等。抗滑桩抗滑原理示意图如图2所示。
“拉”,主要是指ê索、ê杆加固边坡。通过向边坡加入预应力ê索及ê杆,ê固段与稳定的岩土体紧密结合,外端会给坡表施加向边坡内部的力,从而减小边坡的下滑力。
在施工过程中,为了能够使注浆顺利流入ê固段,通常ê索、ê杆与水平面成一定倾角。ê索和ê杆由于施工相对容易,加固效果非常明显[4],在工程实践中应用十分广泛,图3预应力ê索在边坡工程中应用图。
“减”,就是减重反压,把滑坡体上部主滑和牵引范Χ内的岩土体开挖去除,堆填在滑坡下部的抗滑地段,可以有效增加抗滑力和减小下滑力,提高边坡的稳定性性,这种方法也简便易于施工操作。 “固”,就是利用物理化学方法加固原有滑坡岩土体,土层固化后会改变滑动带的土石性质,强度得到增强,滑坡趋于稳定,在具体应用中可以采用焙烧法、水泥灌浆法、化学灌浆法、电渗排水法、等物理化学方法整治滑坡。
“植”,就是指植树造林,绿化山坡,种树植被等措施来防治滑体、岸坡冲刷,绿化后的滑坡体可以有效减小雨水入渗和冲刷对滑坡体的影响,并且植物的根系也可以加固边坡,对滑坡稳定具有积极意义[5]。边坡绿化示意图如图4示。
在边坡的治理过程中,我们常常多种治理方法共同使用,相互配合使用能够使治理效果更佳也能够有效减少经济费用。对于大中型复杂边坡,在治理过程中,多种方法的综合使用显得尤为必要,因为单一的治理方法通常不能够彻底解决边坡稳定性问题。
参考文献(References):
[1] 李晋东.井东ú业副井场西帮上部蠕滑边坡排水与抗滑桩加固设计研究[D]. 青岛:青岛理工大学,2011.(Li Jindong. The well east coal side site for west upper creep slope drainage and anti sliding pile reinforce design research[D]. Qingdao:Qingdao Techological University,2011. (in Chinese))
[2] 中国国土资源部(中国地质环境监测院编),全国地质灾害通报,2011.(Ministry of Land and Resources of the People’s Republic of China(China Geological Environment Monitoring Institute writing),National geological disaster bulletin,2011. (in Chinese))
[3] 蔡美峰,何满潮,刘东燕.岩石力学与工程[M].北京:科学出版社,2004.(Cai Meifeng,He Manchao,Liu Dongyan.Rock mechanics and engineering[M].Beijing:Science Press,2004. (in Chinese))
[4] 李宁,张鹏,于冲.边坡预应力ê索加固的数值模拟方法研究[J].岩石力学与工程学报,2007,26(2):254-261. (LI Ning,ZHANG Peng,YU Chong.Research on Method of Numerical Simulation of Prestressed Anchor Cable in Slope[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2007,26(2):254-261. (in Chinese))
[5] 肖建平,庞平珍,沈文.植被护坡技术在高速公·边坡治理中的应用[J].土工基础,2007,21(1):25-28. (XIAO Jianping,PANG Pingzhen,SHEN Wen.The Application of Vegetation Supported Slope Technology in Highways[J].Soil Eng. and Foundation,2007,21(1):25-28. (in Chinese))