公路工程建设中预防滑坡的措施

一、前言

　　公路工程建设中滑坡现象时有发生，其危害程度人所共知，轻则增大工程投资，影响工期，重则掩埋设备、殃及人员生命。因此，如何在公路工程建设中预防滑坡的发生？杜绝或减少滑坡发生的频率，这是公路工程建设者所关注的滑坡焦点问题之一。作者现就这一问题发表一些拙见。本文的“预防”具有两层涵义：一是预防公路工程建设引发新的滑坡；二是预防公路工程建设引起古滑坡复活

　　二、预防滑坡发生的原则

　　1、贯彻“预防为主，治理为辅”的原则。

　　由于滑坡危害严重，必须贯彻“预防为主，治理为辅”的原则，力求做到防患于未然。公路工程建设中的每一项工作都应当严格按有关规范和技术要求执行，消除或减少滑坡现象的发生。

　　2、正确认识滑坡的原则

　　总结过去公路工程建设中发生滑坡的教训，大多是因为工程地质勘察力度不足，对岩土体特征和外部因素的认识不清所造成的。正是因为忽视了工程地质勘察工作，不能正确地认识滑坡的发生、发展和赋存状况，导致了公路工程建设中滑坡现象时有发生。

　　3、动态设计、动态施工的原则

　　地质体是一种复杂的结构体，受时间、资金、手段、人力等各方面条件的限制，仅通过工程地质勘察工作还很难正确地探明工程地质体各部位的真实状况，尤其在工程地质条件复杂地地区更是如此。施工开挖直接揭露工程地质体，有利于进一步查明地质体的情况和特征，从而可以根据实际情况调整或变更设计，使设计更符合工程地质结构体的实际情况，这就是动态设计。

　　施工开挖直接揭露工程地质体,设计依据工程地质条件的变化而进行调整或变更，而施工方案、施工方法、施工顺序等也必须做出相应的调整，这就是动态施工。

　　4、将危害消除在萌芽阶段的原则

　　滑坡的发生和发展是一个由小到大的逐步变化的过程，预防滑坡最好是把它消灭在萌芽状态和初始阶段。如滑坡处在初期变形挤压阶段，虽然其后缘张拉裂缝已经贯通或有下错，但整个滑动面尚未贯通，抗滑段还有较大的抗阻力，滑带上的强度也未完全达到其残余强度，整体稳定系数尚大于1，若此阶段及时采取措施治理滑坡，可充分利用土体的强度，支挡工程量小，可节约工程投资，缩短治理工期，尤其是牵引式滑坡更适合用这一原则，因为牵引式滑坡具有逐级扩大的特性，即前一级滑动后，后一级因失去支撑力而跟着滑动、扩大。若能及时稳定前一级，后一级就不会再发展、扩大，因为前一级范围小，治理投资也少，否则等滑坡扩大后再治理，难度和工程量将大大增加。

　　5、将危害控制在最小的原则

　　在滑坡刚出现或即将出现各种急剧变形的征兆时，对线路随时可能产生危害，必须采取果断有效的应急工程措施，确保山体不致下滑将危害控制最小。此时，可在充分利用既有工程地质勘察资料的前提下，提出偏于安全的整治措施。

　　三、宏观预防措施

　　1、公路选线时应充分重视工程地质条件，工程地质工作应当紧密配合选线工作（即所谓“地质选线”）。

　　2、严格按《公路工程地质勘察规范》（JTJ064—98）要求认真开展工程地质勘察工作。

　　3、工程建设区应尽量避开已有的大型滑坡和多个滑坡连续分布的地段，以及开挖后可能发生滑坡的地段（如岩层层面倾向线路倾角大于10°及厚层堆积层分布地段、大型断层破碎带及多条断层交叉地段等）。

　　4、对于工程建设避不开的滑坡要尽量少破坏其稳定性，如局部变动线路平面位置和纵坡，少填少挖，必要时采取一定的加固措施提高其稳定性。

　　5、严格按有关规范及要求进行边坡设计，使设计的边坡符合设计段的岩土结构和构造条件及强度特征等。

　　6、采取正确的施工方法和工序，严格按设计要求进行。

　　7、对重要、高大复杂的边坡必要时应进行动态监测。这样可以获得坡体变化的定量数据、变形规律，能够对坡体未来稳定状况和发展趋势做出预报，有利于及时采取防治措施，使边坡处于安全、稳定状态。

　四、高边坡预防滑坡措施

　　1、定量评价人类工程活动对边坡稳定性的影响：

　　（1）开展工程地质调查。

　　从地层、岩性、构造上分析有无易滑地层？注意周围有无斜坡变形现象？有无古滑坡和正在活动的滑坡？它们产生的条件、性质和规模，以便与将要开挖的地段比较，判断开挖后会否产生滑坡。

　　（2）自然山坡和人工边坡稳定状况的调查。

　　调查自然山坡的走向、朝向、坡形、坡度和坡高、植被状况，同类地层在河岸或沟岸所能保持的稳定斜坡坡度和高度，从中寻找极限稳定坡；自然坡上的变形现象、类型、规模和稳定状况；已有的人工边坡的岩土种类、性状、稳定状况、设计的坡形、坡度、坡高和防护措施，从中寻找出稳定坡形和设计参数。

　　（3）软弱结构面的调查

　　着重调查软弱结构面的产状、分布、与开挖面的关系，开挖后会否被切断或接近于暴露，是否含水、是否有充填物等。这些因素控制着滑坡会否发生？以及发生滑坡的位置、规模。一般说，当这些软弱结构面倾向山或接近水平时，发生滑坡的可能性较小，而当其倾向临空面的倾角大于10°～30°时，发生滑坡的可能性较大，采用赤平极射投影图更能清楚地说明这些问题。

　　（4）地下水调查

　　应注意地下水露头的出露标高及相应的隔水层性状，并应考虑开挖后坡体松弛变形裂隙张开，引起地下水向下渗透和变化，导致边坡滑移。

　　（5）在上述调查的基础上，可以定性地确定边坡开挖后会发否发生滑坡及滑坡的类型、位置、规模，但要做到定量评价，还需要借助力学计算方法，否则得不出边坡的稳定系数值，也不知道加固工程所应平衡的力量大小。

　　2、设计和施工方面的措施：

　　①尽量减小边坡的总高度，特别是工程地质条件不良和岩层顺倾地段的边坡，必要时应和隧道方案比较。

　　②高度低于30m的边坡以放缓边坡坡率为主，而高度大于30m的边坡，则不宜以放缓边坡坡率为主而应增加一定的支挡或锚固工程减小边坡的总高度，也可在边坡中部留设较宽的平台以减小坡脚应力。过高的边坡大量破坏原有植被，破坏斜坡的稳定性，不仅增大了坡面防护工程量，还潜伏了边坡变形的隐患。

　　③地下水发育的边坡，除地表排水系统外，还应设置地下排水工程，提高软弱带的强度增加边坡的稳定性。

　　④有滑坡可能的边坡必须设置预防滑动的支挡工程，最好是先加固后开挖，防止坡体松弛和滑动。

　　⑤具有多层潜在活动面的高边坡加固设计，应特别注意不同施工工况下的局部和整体稳定问题：

　　A、当滑面较陡峻，一、二、三、四级边坡均用预应力锚索加固，且每级的锚索均穿过深层滑面时，上层锚索既要稳定浅层滑坡的推力，自然要作分层稳定析算和设计。设计上往往以整个四级边坡上锚索的总抗力平衡最深一层滑坡的推力。事实上，当开挖最下一级边坡到设计高度时，最下一级边坡上锚索尚未施工或未施工完成，这时是边坡整体上最不稳定的状态。若考虑不周，会造成深层滑动变形，破坏已做好的锚索工程，后果十分严重。因此，设计上必须考虑施工过程这一特点，使第二、三、四级锚索的抗力略大于深层滑坡的推力，防止其变形，而第一级锚索的抗力作为提高边坡的稳定系数到1.2～1.3，这样才能确保施工过程中和工后的安全。

　　B、当滑动面较平缓，上层边坡锚索伸入深层滑面，长度太大施工困难时，可以分层加固，即上层只稳定浅滑坡，中下级锚索才伸入深层滑面以下保证深层滑坡的整体稳定。这时，中、下级锚索必须有足够的抗力抵抗整个滑坡的推力，而且同样应考虑上面已说明的第一级开挖后尚未锚固的情况。若第一级用抗滑桩加固，应当先作桩后开挖，这样情况会好得多。

　　⑥应考虑建立绿色通道和环境保护，避免大刷方，宁可设置支挡工程以减小刷方高度。

　　⑦对重要、高大复杂边坡必要时应当进行动态监测。

　3、在边坡设计上应综合应用工程地质比拟法，力学计算法和经验数据对比法：

　　工程地质比拟法是指从当地同类地层结构的自然山坡和已有人工边坡的调查中找出稳定的、不稳定的和极限平衡的斜坡的坡高和坡率，作为设计参考值。

　　力学计算法是在工程地质调查、勘探的基础上，拟定边坡变形破坏的模式、变形范围，可用有限元方法计算不同工况下边坡的应力分布和可能的松弛范围，但主要还是应用极限平衡方法计算边坡整体和各个局部稳定系数及滑动时的推力大小，从而决定是放缓坡率还是增加加固工程？

　　经验数据对比法是已有工程经验的总结，可供类似工程参考。

　　（3）采取正确的施工开挖法

　　①施工最好安排在旱季。②先做好山坡截水沟，减少地表水渗入坡体。

　　③高边坡开挖应当开挖一级，立即加固一级，不允许一直挖到坡底再加固。

　　④施工中不允许大药量爆破，以免振动引起边坡变形。

　　⑤若最下一级边坡用桩加固，应先做桩后开挖。

　　五、高填方路堤预防滑坡措施

　　1、严格按设计边坡填筑，不得缺填。如因场地条件限制达不到设计规定的坡度要求时，应根据实际坡度重新进行验算，制订处理方法，如采取反压护道、砌筑短墙、用土工合成材料包裹等。

　　2、在高填方路堤填筑时，每层的填筑厚度应根据采用的填料，按规范要求执行。如果填料的来源不同，其性质相差又较大时，应当分层进行填筑，不得采用分段或纵向分幅填筑。

　　3、在高填方路堤压实时，路基边坡应同路基一起全断面分层填筑压实，填筑宽度应比设计宽度大20～50cm，然后再削坡成形。

　　4、高填方路堤受水浸淹部分应当采用水稳性高、渗水性好的填料，其边坡坡度一般不宜小于1：2。必要时可设边坡防护，如抛石防护、石笼防护、浆砌块石、干砌块石护坡等。

　　5、半挖半填的一侧高填方路堤基底为斜坡时，应按规定挖好横向台阶，并在填方路堤完成后，对设计边坡外的松散弃土进行清理。

　　6、在工期安排上应分期填筑，每期均留有足够的固结完成时间，在工序衔接上应比较紧凑，路基工程完工后防护工程应及时修筑；在工程管理上要做好防水排水工作。

　　六、路基预防滑坡措施

　　1、路基设计时，要充分考虑公路使用年限内地震、洪水和水位变化给路基稳定带来的不利影响。

　　2、对于填筑路基的所有基底要进行仔细的检查，软土地基的处理要严格按有关规定进行，要及时发现暗沟、暗塘和其它缺陷，并要进行妥善处治。

　　3、在路基施工和完工使用过程中，要有专人进行沉降观测和侧向位移观测，以便及早发现滑坡苗头，采取有效措施进行处理。

　　4、当路基的高度较大，填料不太理想、含水量较大时，应采用掺加稳定剂提高路基层位的强度，并严格控制填土的速率不宜过快。

　　5、在路基填筑过程中，严格应按照设计要求控制其有效铺筑宽度，路基两侧超填宽度一般控制在30～50cm，逐层填压密实，然后削坡整形。

　　6、路基在施工和使用过程中，应注意加强对地表水和地下水的排除，提高路基的水稳定性。

　　7、减轻路基滑体上部重量或采用支挡、锚拉工程维持滑体的力学平衡；同时设置导流、防护设施，减少洪水对路基的冲刷侵蚀。

　　8、原地面纵坡大于12%的路段，应采用纵向水平分层法施工，沿纵坡分层，逐层填压密实。

　　9、用透水性较差的土填筑于路基下层时，应做成4%的双向横坡；如用于填筑上层时，除干旱地区外，不应覆盖在由透水性较好的土所填筑的路堤边坡上。

　　10、对于路基边缘和边坡应选用小型专用压实机具进行施工，以满足窄狭作业场所的操作需要，确保路基填料压实度的均匀性。

　　11、路基所处的原地面斜坡面（横断面）陡于1：5时，原地面应开反坡蹬。

　　12、准确判断原地岩土，对工程可能构成的危害应进行预估和处理（如膨胀岩不能进水等）。