边坡的防治对象与防治方法

8.1　边坡的防治对象与防治方法

8.1.1　边坡的防治对象

根据边坡的稳定状况及其发展趋势，可将边坡分为稳定边坡、可能失稳边坡和失稳边坡。而边坡的防治主要是针对失稳边坡和可能失稳边坡。从工程的安全出发，并非所有失稳边坡都对工程造成危害。例如，远离工程建筑物的水库周边的某些小型滑坡，在水库运行过程中，虽然有可能继续滑动，但因不危及工程和人民生命财产的安全，可任其变形，无需对其进行防滑处理。又如露天矿台阶边坡，由于它并非露天矿的最终边坡，在生产过程中出现局部失稳，只要采取安全措施，不会危及人员的安全，生产设施和设备可免遭损害，个别小台阶的滑落是允许的，也无需治理。因此，边坡防治的重点是那些因失稳或可能失稳给工程或人民生命财产造成危害的边坡。

在工程实践中，不一定都要通过安全稳定性分析计算来决定是否对边坡进行防治，也可以用经验和类比的方法，根据边坡的地形地质特征、组成边坡岩体的力学性质等，从工程的安全出发，决定是否采取防治措施。因此，除明显的失稳和可能失稳边坡需要治理外，通常以下边坡需要防治。

1）过高过陡的边坡

边坡过高过陡，容易造成边坡失稳。当坡体由厚层松散岩类覆盖层组成时，当边坡的坡度大于或接近于松散堆积层的自然安息角时，或者边坡的高度超过极限坡高的条件下，都有可能引起边坡的变形破坏。高陡的岩石边坡，因各种成因类型的节理、裂隙比较发育，使边坡岩体整体稳定性较差，在自然力（如震动、水、风化等）的作用下，可能出现不可预测的崩塌、滑动等变形破坏。因此，为安全起见，过高过陡的边坡，特别是具有危岩耸立的边坡，一般都需要进行防治处理。

2）岩性软弱的边坡

当边坡由易于风化、崩解、滑动、湿陷的岩（土）层组成时，虽然边坡暂时可能是完整和稳定的，但经浸水和长期暴露风化作用后，边坡岩体强度将会降低，从而引起边坡变形破坏，有可能危及边坡的稳定。例如，由易风化、失水干裂、浸水软化、湿陷的和抗冲击能力低的岩（土）层组成的渠道或其他工程边坡，经风化冲刷剥蚀后，岩土剥落流失严重，一般都必须预先防护处理。所以，对于由软弱岩土层组成的边坡，既要了解其当前的稳定状况，又要考虑在工程兴建和运用期间岩（土）层强度弱化后对边坡稳定性的影响，从安全角度出发，一般都需要先做防治处理。

3）岩体结构不利于抗滑稳定的边坡

边坡岩体中结构面的存在，往往对边坡岩体是否沿着某一或某些面滑动起控制作用，特别是与滑动结构面的形态和产状关系极大。凡具有顺坡向的缓倾角结构面（如层面、断裂面等），且开挖边坡可能切断这类结构面，或当滑动楔形体的棱线可能被切断时，都可能构成滑动条件，这种情况下，一般也应预先进行防治。

4）可能出现局部崩落的主要工程边坡

某些边坡就整体上看是稳定的，但因处于主要工程部位（如电厂厂房后的边坡），一旦出现滚石、坠石等局部崩塌时，可能直接危及工程与厂房的安全。因此，一般都需要预先做好防治处理。

8.1.2　滑坡的防治原则

滑坡治理工作应贯彻“安全第一、以防为主、防治结合、及时治理、分期实施”的原则。根据线路边坡、航运边坡以及其他人工边坡的重要程度不同，提出相应的治理方案和治理措施。因此，在防治时应注意以下几个问题：

①对线路及航运的滑坡地段，应查明滑床性质及滑体附近的地形、地貌、地质构造、岩性特征、水文地质条件，以及滑坡的成因、类型、特征和规模等条件；对性质复杂和正在发展中的大型滑坡，应根据滑坡大小制定治理方案。

②对于性质简单处于稳定状态的中、小型滑坡，一般可以进行整治。但应避免大填大挖，力求整治简单、工程量小、施工方便、经济合理。

③一般情况下，路线通过滑坡上缘或下缘比通过中部合理。通过滑坡下缘的路基宜为填土形式，以增大抗滑力；通过上缘的路基宜为挖方形式，以减轻滑体重力；

④对于人工边坡要正确选择建筑场地，合理制定人工边坡的布置和开挖方案。在高应力区开挖人工边坡时，应注意合理布置边坡方向，尽可能使边坡走向大致与地区最大主应力方向一致，深凹露天矿应采用似椭圆形或矩形封闭圈，其长轴应平行于最大主应力方向。对于稳定性极差，治理难度大，耗资高的自然边坡地段，应以绕避为宜。

⑤查清可能导致自然边坡或人工边坡稳定性下降的因素，事先采取必要的措施消除或改变这些因素，防止灾害的产生，以保持边坡的稳定性。

⑥针对已出现变形破坏边坡的具体状况，及时采取必要的增强稳定性的措施。当边坡变形迹象已十分明显或已经进入加速蠕变阶段时，必须及时采取降低边坡的下滑力，增强抗滑力的有效措施，以便迅速增强边坡的稳定性。

⑦工程的重要性是制定整治方案所必须遵循的经济原则。对于威胁到重大永久性工程安全的边坡，应采取较全面的、严密的治理措施，保证边坡具有较高的安全系数；对于一般性工程或临时性工程，可采用较简易的防治措施。

⑧治理滑坡，首先是做好排水工程，然后针对滑坡滑动的主要因素，结合工程的重要程度、施工条件及其他要求，采取防治结合，以防为主的综合治理措施。

8.1.3　滑坡的防治方法

滑坡的防治方法种类很多，就其所起的作用来看，原则上可分为2类：一类是当边坡整体稳定无滑动问题，仅对边坡表面或局部出现的变形破坏而采取的防护措施，其目的是为了防止边坡表面侵蚀、岩土流失、风化剥落以及防止局部崩落。这类方法是以边坡本身保持稳定为前提，只对边坡表面采取治理措施，故称之为边坡坡面的防护。另一类则是边坡本身不能保持稳定，有可能失稳滑动，为消除或减少各种不稳定因素，增强边坡稳定性的整治工程措施。常采用的治理方法可归纳为3大类，本章主要介绍后者。

图8.1　滑坡体受力图

在介绍滑坡防治方法之前，先以一滑坡体为研究对象进行受力分析，并以此原理作为滑坡防治的依据。如图8.1所示，设ADF是一个滑坡体，为了研究方便起见，做如下假定：

①滑坡体的滑动面是以O为圆心，R为半径的圆弧面；

②边坡走向相当长，因此，可把它作为平面问题来处理；

③只考虑岩体的抗剪力和重力的作用。

从圆心O向下做铅垂线，交滑坡体于C，E两点。CE是个平衡面把滑坡体分为两部分，右侧岩体ACEF有沿着AC面向下滑动的趋势，是滑坡体的主滑动部分，称为主动岩体；左侧岩体CDE起阻止主动岩体滑动的作用，是滑坡体的被动滑动部分，称为被动岩体。

滑坡体的受力如图8.1所示。如果滑坡体处于极限平衡状态，则所有外力对O点力矩代数和应等于零，即

∑M_o＝0

W₁d₁－T′R－W₂d₂＝0

式中　W₁——主动岩体的重力；

　W₂——被动岩体的重力；

　T′——AD滑动面上的抗剪力；

　d₁——主动岩体的重力对O点的力臂；

　d₂——被动岩体的重力对O点的力臂。

从上式可以看出，如果

T′R＋W₂d₂＞W₁d₁，则边坡处于稳定状态；

T′R＋W₂d₂＝W₁d₁，则边坡处于极限平衡状态；

T′R＋W₂d₂＜W₁d₁，则边坡处于不稳定状态。

从上面的分析，可以得出以下结论：

若要增加边坡的稳定性，必须提高岩体的抗滑力，增加岩体的强度，减少主动岩体的重量，增加被动岩体的重量，从而减小滑体的下滑力。因此，根据以上分析，滑坡的3大类治理方法主要有：

1）减小下滑力增大抗滑力的方法

·削坡减载法　对滑坡体上部削坡，从而减小接触面上的下滑力，增强边坡的稳定性。

·减重压脚法　对滑坡体滑动部位削坡，并将削坡岩（土）堆积在滑坡体抗滑部位，从而增大抗滑力和减小下滑力。

2）增大边坡岩体强度的方法

·疏干排水法　将滑坡体内及附近的地下水疏干，以便降低水压，提高岩体的内摩擦角和内聚力。

·注浆法　用浆液注入边坡岩体的裂隙中，以提高岩体的完整性并使地下水没有活动的通道，从而提高边坡的稳定性。

·焙烧法　对滑面附近的岩体进行焙烧，以提高岩体的强度。

·爆破破坏滑面法　以松动爆破法破坏滑动面，加大滑面的粗糙度，增大滑动面的内摩擦角，增强滑动面上的抗滑阻力。

3）人工加固法

·抗滑桩加固　以桩体与桩周围的岩体的相互作用，将滑体的下滑力由桩体传递到滑面以下的稳定岩体。

·锚索（杆）加固法　对锚索（杆）施加预应力，增大滑面上的正压力，使滑面附近的岩体形成压密带，增大滑面的抗剪强度。

·挡墙法　在滑体下部修筑挡墙，以增大滑体的抗滑力。