滑坡防治措施的总体分析及实例应用研究

韩 帅

（中铁一局集团第二工程有限公司，河北 唐山）

引言

近年，滑坡灾害频发，不仅带来了巨大的经济损失，还会严重威胁区内居民的生命财产安全，因此，开展滑坡防治措施的总体分析及实例应用研究具有重要的现实意义[1-3]。目前，吴巍[4]、徐文刚[5]开展了滑坡灾害的防治措施研究；谭银龙等[6]开展了滑坡稳定性分析；上述研究虽取得相应成果，但较少涉及滑坡灾害评价方法介绍及防治措施分析，即使涉及，也仅是针对具体项目开展的相关研究，因此，仍有必要针对具体滑坡开展针对性研究。

综合上述，论文以滑坡实例为工程背景，先详述分析了滑坡灾害防治措施的总体分析，再进一步进行了实例应用研究，以期为其防治提供一定的理论指导。

1 实例分析

1.1 滑坡地质条件

结合现场调查成果，将某滑坡的地质条件详述如下。

①地形地貌。滑坡区具河谷中低山地貌，地形呈东北低西南高，且微地貌具“两沟夹一山”地势，区内高程432 m～585 m，高差153 m，斜坡坡度主要间于30°～55°，整体地形起伏相对较大。

②地层岩性。滑坡区第四系地层主要为崩坡积层和残坡积层，岩性主要为含碎石粉质黏土，紫红色，可塑～硬塑状，较为稀松，遇水易软化，所含碎石岩性为砂、泥岩，含量间于15%～25%，磨圆度较差；下覆基岩为三叠系中统关岭组砂岩、泥岩，两者具互层结构，紫红色，中厚层状，所取岩芯主要呈短柱状，完整性相对较好。

③地质构造。滑坡区位于大型向斜翼部南侧，该向斜基本特征为：轴线近似沿60°～70°展布，延伸长度约40 km，岩层倾斜角度约20°，倾斜范围约30°。因此，滑坡区地质构造相对较为发育，尤其是大型构造发育过程引发的次生构造，较大程度上减弱了岩土体完整性。

④水文地质条件。由于滑坡区地形起伏较大，使得区内地表水不发育，多以强降雨条件下的地表径流为主，流量受季节性影响较大，且多具短期特征。

地下水类型主要为孔隙水和裂隙水，前者位于浅表层孔隙中，整体富水性相对较差，无统一水面；后者位于深部基岩裂隙中，其分布位置主要受节理裂隙影响；两类地下水均接受降雨补给，蒸发排泄为主。

1.2 滑坡发育特征

1.2.1 滑坡边界及形态特征

滑坡位于斜坡下部，地表属上缓下陡特征，平面整体呈圈椅状（见图1），且前宽后窄，后缘边界主要为基岩出露陡坎，左侧边界为自然冲沟，右侧边界为山脊，前缘为道路陡坎。

图1 滑坡平面形态示意

滑坡主滑方向为230°，纵向长度约340 m，横向宽度50 m～300 m，厚度10 m～25 m，平均厚度约20 m，总体积约130×104m3，属大型土质滑坡。

总体来说，滑坡边界特征显著，规模也相对较大，潜在威胁较大。

1.2.2 滑坡物质组成特征

据现场钻探特征，将滑坡物质组成特征分述如下。

①滑体。滑体土主要为粉质黏土，含一定量碎石，紫红色，可塑～硬塑状，碎石含量间于15%～25%，磨圆度较差，这有利于降雨入渗。

②滑带。滑带位于基覆界面，岩性为粉质黏土，紫红色，稍湿，软塑～可塑状，含有少量角砾，含量间于5%～10%，磨圆度较优，粒径间于5 mm～15 mm，遇水易软化。

③滑床。滑床主要砂、泥岩，紫红色，互层结构，中厚层状，岩体结构相对较破碎。

据上，滑坡坡面结构示意见图2。

图2 滑坡坡面结构示意

1.3 滑坡防治措施分析

1.3.1 滑坡防治措施的总体分析

滑坡防治措施相对较多，总体可归纳为三类（见图3）。

图3 滑坡常用的防治措施

（1） 减轻或消除水威胁

一般来说，水是滑坡发生的重要诱因，其滑坡稳定性的影响相对较为密切，因此，该类措施的设置是十分必要的。

①地表水排除措施。地表水排除措施是长期运营措施，也是滑坡防治过程中不可缺少的辅助措施，主要手段包括截水沟、排水沟等，其目的是将地表降雨汇集于沟内，将其排至坡体外，以阻止降雨入渗至滑体内部。在该类措施的实施过程中，应结合地形进行合理设置，截、排水沟应具网状特征，且排水系统的尺寸大小，应充分结合地方降雨量及汇水面积等综合设定。

②地下水排除措施。地下水存在于地表以下，隐蔽性较好，因此，对其防治主要以疏导为主，切不可堵，具体手段包括截水盲沟、支撑盲沟、仰斜孔群、渗管及盲洞等。值得指出的是，在地下水排除措施设置过程中，应切实考虑地层稳定性及其隔水性，保证地下水能在地下排水系统中汇集，并顺利排至滑坡体外。

（2） 设置抗滑措施

该类措施主要又可细分为两类，其一是减小滑坡下滑力，主要包括削方减载等手段；其二是增加滑坡抗滑力，主要包括抗滑桩、抗滑挡墙等手段。

①削方减载。该措施主要是将滑坡后缘或下滑力较大部位处的滑体土进行削方，达到减弱滑坡下滑力的目的，该措施具有所用费用少、操作简便等优点，但其实施可能造成大面积斜坡裸露，易引发次生灾害，因此，该手段实施过程中，应辅助浅表层加固措施。

②抗滑桩。该措施主要是在滑坡前缘或合适位置设置抗滑桩，其提供较大抗滑力，适用于具有剩余下滑力较大的滑坡。该措施虽能提供有效的抗滑力，但其经济投入相对较大，且施工难度也较大，需进行局部深开挖，危险性较高。

③抗滑挡墙：该措施也是滑坡防治过程中的常用手段，其适用于剩余下滑力较小的滑坡，具有操作简便的优点，但该手段的防治效果较为局部，难以实现大型滑坡的整体防治。

（3） 土体改善措施

该措施的实现手段主要包括爆破灌浆法、焙烧法等。

①爆破灌浆法。该方法主要是利用爆破后注浆加固岩土体，以增加土体抗剪强度，实现提高抗滑力的目的。

②焙烧法。该方法主要是对滑坡前缘进行掘洞焙烧，以提高前缘滑带及临近土体的物理力学性质，达到增加滑坡稳定性的目的。

但是，由于此类措施的实施过程较难，加之其后续效果评价手段有限，因此，该类措施的工程应用相对较少，并不普遍。

综合上述，滑坡防治措施相对较多，各类措施的适用性也存在一定差异，在具体滑坡防治过程中，可有效结合工程实际，开展多种措施的联合防治。

1.3.2 滑坡防治措施设计

在前述滑坡防治措施总结基础上，该节再进一步结合工程实际，开展其防治措施设计。

（1） 设计原则

①滑坡防治的目的是为了彻底消除隐患，保证区内居民的生命财产安全。

②在防治措施设计过程中，应坚持预防为主，兼顾治理、避让等手段，以实现全面规划，保证治理重点突出的原则。

③在治理过程中，应充分确保工程安全，也应充分考虑治理措施的经济性及可行性。

④在设计过程中，应充分考虑工程实施流程，采用可行的实施方案，确保施工周期。

⑤防治措施应顾及周边环境特征，尽量让治理措施与周围环境融合，以兼顾自然景观协调的原则。

（2） 设计方案比选

为保证滑坡防治方案的合理性，结合滑坡工程实际，先制定出两套方案进行比选，具体如下。

方案一：“抗滑桩+挡土墙+截排水措施”，其中，在滑坡前缘设置一排抗滑桩，初拟设置25 根；挡土墙设置于滑坡中后部陡坎处，主要用于保证滑坡后缘岩土体的稳定性，避免其局部垮塌；在滑坡后缘及两侧设置相应的截、排水沟，主要用于排泄雨水，避免其入渗。

方案二：“抗滑桩+削方减载+截排水措施”，其中，抗滑桩依旧设置于滑坡前缘，根数依旧为25 根，只是设计尺寸相较方案一略小；滑坡中后部采用削方减载，用于减少后缘下滑力，并放缓其斜坡坡度，避免出现局部垮塌；截、排水沟的设计与方案一保持一致。

据上方案设计，再进一步开展方案优劣比选，具体对比如表1 所示。

表1 方案优劣指标对比

据表1，将两类方案的优劣对比具体说明如下。

①工程技术比选。由于两类方案的防治措施均被广泛使用，在技术可靠性上，两者均相当，即均具有较强的技术可靠性。

②工程安全比选。两类方案均是采用了抗滑支挡措施，其一旦实施，可不用太多的后续维护，因此，两者的安全性也相当。

③工程实施的比选。对比两套方案，方案一对地形地貌的影响相对较小，即其对自然景观的破坏较小；方案二的削方减载会涉及大面积征地，也存在一定的潜在风险，因此，方案一的工程实施性相对更优。

④工程经济的比选。结合两类方案的初步设计，对其工程投资进行估算，其中，方案一的工程投资费用为782.51 万元，方案二的工程投资费用为824.82万元，两者对比，以方案一相对更优。

（3） 设计措施

结合方案一的设计思路（“抗滑桩+挡土墙+截排水措施”），再进一步将其防治措施细化设计如下：

①抗滑桩设计。在滑坡前缘共计设计25 根抗滑桩，桩型共计有两类，其中，A 型桩共计16 根，主要分布于滑坡前缘中部，截面尺寸为1.8 m×2.2 m，桩间距为5 m，桩长设计为20 m，其锚固段长度为9 m；B 型桩共计9 根，主要分布于滑坡前缘两侧，截面尺寸为1.6 m×2.0 m，桩间距为6 m，桩长设计为18 m，其锚固段长度为9 m。

②挡土墙设计。挡土墙共计设计5 段，总长度247 m，截面尺寸均一致，均按梯形截面设置，顶宽0.7 m，总高4 m，基础埋深1.2 m，墙背直立，墙面斜率1:0.3，墙体材质采用C25 砼；为保证挡土墙后续运营安全，按10 m 间距进行沉降缝设计，缝宽2 cm～3 cm，并在墙体上设置两排泄水孔，其横向间距2 m，竖向间距1.5 m，梅花形排布，材质为φ100PVC 管，且泄水孔后缘设置反滤层；在挡土墙实施过程中，为便于施工，墙后采用1:1.5 放坡开挖，待施做挡土墙后，再进行回填，压实系数不低于0.97。

③截排水设计。在本次设计过程中，共计设计6段截排水沟，总长度840 m，排水沟长26.8 m，净宽0.4 m，净深也为0.4 m，壁厚设计为20 cm，底厚设计为20 cm，材质仍采用C25 砼。

待防治措施实施后，需再进行专项监测设计，建议监测水文年不低于两年，主要以变形监测为主。

2 结论与讨论

通过滑坡防治措施的总体分析及实例应用研究，主要得出如下结论与讨论。

（1） 滑坡防治措施主要包括减轻或消除水威胁、设置抗滑措施及土体改善措施，各类措施的适用性存在一定差异，可以结合工程实际，联合应用多种方法以实现综合防治。

（2） 本文滑坡实例的潜在威胁较大，结合其工程实际，建议采用“抗滑桩+挡土墙+截排水措施”的防治手段，以充分保证区内居民的生命财产安全。

（3） 本文开展了滑坡防治措施的总体分析及实例应用研究，建议后续可在此基础上，进一步开展防治效果研究，以评价防治措施的合理性。