不稳定边坡的防护和治理措施

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1. 引言

从风险管理的角度来说, 为了避免或降低人员伤亡, 最直接的应对措施边坡不稳定的措施是远离滑坡区域, 虽然这看起来有点儿明哲保身的意味, 但却是最直接最有效的防护措施. 具体地来说, 边坡顶上的建筑物距坡肩设置一定的安全距离, 边坡下的建筑物距坡脚也设置一定的安全距离, 同时在有潜在的危险因素时, 例如暴雨季节, 应该远离危险区域.

但是人与自然是共存的, 许多情况下我们不得不面对不稳定的边坡, 因此岩土工程师必须根据工程地质、水文地质条件以及施工影响等因素，认真分析滑坡可能发生或发展的主要原因，采取相应的防治滑坡的处理措施. 总的来说, 可以采取下面一些措施来治理不稳定的边坡: (1) 改变边坡的几何形状; (2) 边坡排水; (3) 边坡加固; (4) 岩崩治理. 本文仅讨论前三种方法, 岩崩治理参看<岩石崩落分析(Analysis of Rockfall)方法简述> <GIIC-UDEC操作教程(2)---岩石滚落>.

2. 不稳定边坡的防护措施

不稳定边坡的防护措施主要有: 改变边坡的几何形状; 边坡排水; 边坡加固;

2.1 改变边坡的几何形状

当发现一个边坡不稳定时, 可以考虑改变边坡的几何形状, 包括降低边坡角度, 保证卸载区上方及两侧岩土稳定的情况下进行边坡顶部卸载以及在坡脚增加阻挡物, 在滑体的阻滑区段增加竖向荷载以提高边坡的安全系数。在露天采矿中, 台阶是采矿工艺的一部分, 自然地起到了卸荷的作用; 在土木工程中, 条件允许的话, 也可以把边坡做成台阶状, 阶梯状边坡一方面卸载了边坡内的应力, 另一方面降低了边坡的整体边坡角.

2.2 边坡排水

在地表水和地下水丰富的边坡区域, 有多种方法可以防治边坡的不稳定, 例如设置排水沟以防止地面水浸入滑坡地段，必要时尚应采取防渗措施。在地下水影响较大的情况下，应根据地质条件，设置地下排水工程. 常用的方法包括地表水转向, 边坡内安设排水管降水, 边坡上种植根系深入的树木等措施.

(1) 在一些情况下, 如果担心河流冲刷坡脚引起边坡破坏, 可以让河流改道. 不过, 除非边坡顶上的建筑物极端重要, 否则不建议采用这种方法.

(2) 边坡上安装排水管. 边坡上安装排水管能够及时把雨水排出土体内, 避免岩土体饱和及软化, 在一些重点区域,还可以在坡顶附近设置排水通道(渠), 截断水流进入到边坡内. 但这是个比较矛盾的问题, 有些地方由于****或疏于管理, 明知边坡有遇水塌落的危险,也不安装排水管,从而为滑坡埋下隐患.

(3) 如果发现地下水位过高, 可以进行降水. 降水能够使得初始情况下可能的破坏面强度增加, 这是因为增加了土体内的有效应力, 大多数工业标准的岩土工程软件可以分析在不同水位下边坡的稳定性, 甚至可以分析在稳态流或瞬态流条件下边坡的稳定性, 例如SLIDE, SLOPE/W, FLAC等.

(4) 边坡上植树造林. 如果条件允许的话,尽可能在边坡上种植树木. 树的根系能够有效地吸收水分, 增加土的粘结力, 根系相当于一个天然的加固网络, 阻止土体移动, 但前提是根系必须置于滑动面下面.

显然象下面这种类型的滑坡, 植被根本没起作用.

2.3 加固边坡

加固边坡包括岩石锚杆和锚索,挡墙, 打桩等措施.

(1) 设立挡土墙. 根据滑坡推力的大小、方向及作用点，可选用抗滑挡墙、阻滑桩及其他抗滑结构。抗滑挡墙的基底及阻滑桩的桩端应埋置于滑动面以下的稳定土(岩)层中。必要时，应验算墙顶以上的土(岩)体从墙顶滑出的可能性. 这是一种被动的预防措施, 其目的是防止松散的滑坡材料流动到公路, 这种防护措施只能阻挡一些小型的局部的滑坡体, 且设置范围非常有限, 对于大规模的滑坡或者泥石流起不了多大作用. 例如, 7月8日深夜贵州铜仁石板村发生的第二次山体滑坡,引发了重达几吨的巨石滚落到公路上, 即使有挡土墙也阻挡不住.

此外, 象7月1日重庆地区发生的这种泥石流, 一般的挡土墙也是阻挡不住的.

(2) 岩石锚杆支护. 这种防护措施仅用来稳固岩体不太破碎的边坡, 必要时可以与挂网和喷射混凝土联合使用 (单纯的喷射混凝土支护有时并不管用). 岩石锚杆加固，不仅沿岩石锚杆的长度方向提供了抗剪强度, 而且提供了包括弯曲阻力在内的法向阻力。在UDEC 中, 使用STRUCT rockbolt 命令建立该模型。