山区铁路防治滑坡的工程措施

(中铁二院西安勘察设计研究院有限责任公司，陕西西安 710054)

1 防治铁路滑坡工程措施

建国初期，我们对滑坡的认识比较肤浅，防治措施简单。新建线路路基病害较多，尤以滑坡为甚，由于对地质不良地区的危害性认识不足，未能详细勘察工程地质情况，结合工程地质选线，拟定有效措施，以致在线路运营后陆续出现滑坡病害。

整治手段，开始采用刷坡治理，边坡越刷越高，使病害更加扩大，后来改用支挡、明洞工程或改移线路处理;对一些短期内难以查清性质的滑坡，根据情况先做第一期工程，继续观察后效再进一步加强，以致未能得到彻底整治。

20世纪60年代后期，接受了先期修建铁路经验教训，在选线中，尽量绕避了大量严重滑坡区群，注意了综合考虑工程方案。但一些复杂滑坡整治工程仍多出现在车站挖方、洞口，同时又陆续碰到发生在平缓山坡的裂隙粘土滑坡。由于当时对其土质特征没有深刻认识，单纯采用放缓边坡治理，以至于滑坡扩大，后来增加支挡才取得稳定。

20世纪70年代，对整治大型滑坡，采取了以支挡为主，排、清反压为辅的综合措施。对通过特殊土质地段，注意了少填少挖，防止工程滑坡。支挡工程中，抗滑桩得到广泛应用，特别是挖孔桩使用特别多，开挖桩基由木支撑改为混凝土或钢筋混凝土护壁，省工省料、施工安全，质量有保证。桩长和截面都有较大增加。由最初2 m×2 m截面，开挖深度一般在25 m以内，发展到最大截面达3.5 m×7 m，竖井最大挖深达50 m。

在设计桩的理论和计算方法上，也有一些新认识。同时还进行了一些抗滑桩的测试、分析工作，初步已有较系统的设计方法。由于新的线路、地区，总有新的滑坡问题，需要摸索探讨，以免错误重犯。必须注意路基少挖少填，避免深路堑产生滑坡。

近年来，在宝成线、宝天线上降雨量大，原整治滑坡工程弱点暴露，有的老滑坡复活或在老滑坡体上又产生了新的滑坡，有的滑坡范围扩大，某些整治工程失效，严重影响了行车。目前正抓紧勘探、调查综合分析，采取有效措施积极整治，以保证铁路畅通。

2 山区铁路防治滑坡的工程措施

山区铁路都山高坡陡，地质复杂，滑坡成群，20世纪60年代勘测设计对不良地质严重危害认识不足，措施不够，致使新线建成后，需不断整治。为保证行车运输，增添了许多工程，已有的整治滑坡工程大多数是有效的。70年代选线重视了地质工作，对不良地质工点，设计过程中采取了有效措施，加之精心施工，精心养护，保证了行车安全。对整治原则、工程措施，谈些初步看法。

2.1 存在滑坡危害的原因

1)限于当时条件，对滑坡稳定演变分析，评价，未作肯定，没有根治。对已发现滑坡有的做了第一期工程，留待观测后效再补强，有的滑坡高出路面以上，难以判定其对线路的危害，没有整治。滑坡滑动往往具有蠕动、挤压、滑动阶段，其发展速度随外界影响而变，有的时间甚长，短期内不容易觉察，难下决心采取重大工程措施。因此，对滑坡稳定演变预见分析，仍需狠下工夫，提高水平。

2)设计路堑边坡，普遍过高，根治困难。宝成线南段的路堑高边坡普遍，临空面大，既难以设置有效的坡脚支挡，在车站地段更难用明洞遮拦、支挡。

3)滑坡受外部条件变化的影响，难以预见。河流冲刷坡脚，以及个别工点不适当的切割山坡，使滑坡体剪应力增大，陡坡地段种植开荒，破坏了地面天然迳流排泄条件，雨水大量渗入，又降低了层面间抗剪强度，也是引起滑坡滑动的原因。

4)工程措施不当，工程失效，滑坡再次滑动。有的滑坡整治后又有活动，有的范围扩大，有的支挡工程不够高、长、强。突出的是以清方、减载为主，易产生新的塌方、滑坡;20世纪70年代初个别滑坡工程，片面图省钱，反而浪费，如某某地段滑坡，施工时用换填砂卵石意图增大滑面间阻力，而将原设计挡墙断面大大减小，由于换填厚度太薄，只有0.5 m～0.7 m，易被淤塞污染，换填底部又未设封闭层，地下水长期积蓄浸泡基底页岩，形成新滑面，以致该工程1970年5月竣工，于1974年9月再度下滑，造成事故，中断行车。再次整治所用支挡圬工，较原设计挡墙之工程量反增大6000 m3。

5)对特殊土质滑坡发生，发展规律未能充分掌握，对症下药。如对红粘土，工程人员多从力学观点分析产生滑坡原因，少从滑坡土的物质组成及其性质的变化方面揭示，现有局部试验研究的资料，还没有系统的、定量的标准。我们提出多裂隙和蒙脱石的富集及水的作用是红粘土滑坡的重要原因，根据其强度衰减特性预作工程措施，是非常重要的一环。

类似的路堑山坡，在未切割坡脚，或在坡顶加载，排水条件亦无显著变化，滑坡内因土质中某些软弱面抗剪强度降低，有地下水作用、物理化学作用、流变作用和结构破坏，以及卸荷膨胀等等。应如何针对这些因素随时间、季节的变化而采取工程措施，没能掌握。

2.2 整治原则

1)对滑坡病因要分清主、次，早治、根治。一般滑坡带土都具有随变形进展而强度逐次衰减的性质，早治工程省，效果好。治理措施要力求根治可靠，关键工程必须先做、做够，防止滑坡发展，遗留后患。

2)对复杂、危害行车大的滑坡，要有全面规划，在未弄清其性质前，除采取应急措施外，全面规划安排好勘探、试验、研究等工作，早摸清滑坡性质，提出根治方案，分阶段配套施工。

3)对已暴露的滑坡，由于整治工程时间长、任务重，根据轻重缓急，结合设计、施工力量统一布置，分期分批处理，达到根治。

4)整治方案要尽可能减少行车、施工干扰，保证运输与施工安全，既要方便施工，措施经济可靠，还要注意施工中少扰动滑体，防止滑坡发展恶化，处理困难。

5)滑坡成因因素主次有别，且常有变化，整治多用综合措施，因地制宜，有主有辅。排水、绿化、封山育林，对任何滑坡均为有益的辅助措施。但主要工程是关键，必须先做、做够，才能充分发挥工程效益。

2.3 工程措施

在摸清了滑坡的形成条件，性质与危害的基础上，根据地形、地质特点，结合施工条件，运营要求采取相应措施，但须注意以下几点:

1)改线绕避与原线整治方案的选择:新线工程中处理滑坡，一般通过摸清滑坡可能的危害与范围，从选线上设法绕避滑坡，或选合理线路位置通过，或采用工程措施，比选较自由，效果也好。通车线路牵连既有工程报废，运输安全迫切要求，往往改线工期长，同时还要对现有线路防护，采用改线方案要慎重。对已经历年观察不断发展的重大复杂滑坡，在原线整治工程过分艰巨而又不可靠时，改线绕避是合理的。如某某线某处滑坡，已经多年观察，滑坡均有不同程度发展，1981年雨季后更为严重，已有挡墙、护墙、浅水洞、吊沟、涵洞等全部变形，线路也有外移下沉，为剧滑前兆。本滑坡规模巨大，要原线彻底整治，甚为困难，将线路内移以隧道绕避通过，很有必要。

2)路基支挡工程与隧道或明洞比选问题:比选时，既要讲究经济效果，又要注意建筑物在技术上的长期稳定性、安全可靠性。支挡工程除不被推走外，还要注意埋置深度，以适应滑面的变化，防止滑坡冒顶和建筑物“坐船”。从某某线南段来看，原设计挡墙多处滑坡自墙顶冒出，有的滑坡在半山坡滑出。设置挡墙过高，半坡作工程又困难的路堑滑坡，以及深路堑边坡有软弱结构面倾向线路，今后可能滑动的工点，宜作抗滑明洞，洞顶回填，可有效地支撑山体稳定，对防止滑坡有显著优越效果。如某某大河砭滑坡及小楚坝滑坡等均属这一类的典型工点。

3)从某某线南段暴露滑坡看，一般后缘高陡，多面临空，多数是前缘被开挖，或河水掏刷坡脚引起。整治措施宜以支挡为主，有河岸冲刷的要做防护工程。小型滑坡可用挡墙，结构形式要结合地形，地质特点设计。大型滑坡采用抗滑桩或桩墙结合，一则抗滑能力大，再则设桩根数，位置选择比较自由，施工中可少扰动滑体，比较安全。

4)综合措施要因地制宜，灵活运用，有水必疏，有坍必护;封山育林，水土保持，排好表水，对保持滑坡长期稳定都有好处。河水冲刷坡脚时，或加固减速，或改沟远离，针对河(沟)流情况确定。采用大型排地下水工程必须有详细水文地质资料为依据。单纯清方减载措施，只能在清光滑体无后患时采用。

5)特殊土质滑坡如粘土地段，以及严重风化破碎的云母片岩地区路堑，其类型和规模与路堑开挖切割地层的情况有着密切的关系，要认真分析，今后随时间而变化的工程地质，水文地质条件，采取有效措施。

3 几点体会

1)整治滑坡要注意接受以往铁路修建经验，治早、治准、争取主动。对新建线路要及早摸清滑坡分布特征，形成与发展条件，从线路位置，通过方式及防治措施综合研究，使防治方案臻于合理;同时对工程活动和外界因素变化，可能引起的地表，地下水条件改变和土体内软弱面的应力状态变化，进行稳定性分析，制定对策，以减少新生滑坡数量和危害程度。对已发生的滑坡，从判别到整治措施，反复调查印证，针对主要因素及其变化，判定其发育阶段，对症下药。对短期内难以查清性质、危害程度的滑坡，除采取应急措施控制其发展外，在进一步调查勘探的同时，可建立观测网进行观测，以摸清性质，速作处理，消除隐患。

2)对待受滑坡危害大的通车线路，在加强养护维修的同时要组织技术力量，继续定期普查观测，调查研究，掌握病害动态，及时处理。铁路修建后，由于外界因素变化，特别是自然排水条件改变和人为活动影响，都可诱发或使其他病害转为滑坡。有些滑坡的危害在通车后开始逐渐暴露其严重性，如某某线上的古滑坡，勘测设计与施工时都未觉察其严重危害，滑坡滑动是20余年后才暴露的。对已防治的滑坡工程，也有失效或损坏可能，如某某线上的棚洞被压垮。这些都说明，为了防微杜渐，在组织定员方面予以保证，长期观察很有必要。

3)对已成滑坡，滑床面上的抗剪指标(tgψ和C)，设计中目前一般采用反算法，并结合试验资料，近似地区经验数据，对比分析确定，实践说明，行之有效。对可能新生滑坡，在难以判定其最危险的软弱结构面时，分析、检算滑坡稳定，就十分困难。如裂隙粘土堑坡，在判定滑面，取用设计参数，滑坡发育过程都还须采用先进测试手段，取得可靠数据、资料、积累经验，加强研究。

4)设计选用安全系数K值，取决于工程的重要性，失事的后果，以及计算理论、方法，基本资料的可信程度等因素。目前还难以把概率的概念正确引进，多半依靠经验选定。对已滑动的滑坡，利用反算或取“残余强度”者，采用K值小些，一般用1.05～1.10。对可能产生滑动的滑坡，由于抗剪强度变化幅度大，选用值的可信程度差，选用K值要大些。但这些往往因地区而异，其计算结果影响工程规模甚大，值得推敲。

5)整治滑坡工程，既要保证运输安全，又要考虑经济。安全与经济的对立统一，在不同等级的线路上，如何体现，还希望能积累详细基础资料，诸如工程投资各项费用分析，运营后整治滑坡病害、养护、维修费用以及滑坡危害对行车运输损失影响，全面分析考核工程效果，从而制定出可行的技术政策，有所遵循。