道路边坡的滑坡因素分析和防治措施

严 红,吴晓旭,魏国容

（中国市政工程西南设计研究总院有限公司，四川 成都 610081）

道路边坡的滑坡因素分析和防治措施

严 红,吴晓旭,魏国容

（中国市政工程西南设计研究总院有限公司，四川 成都 610081）

划分了道路边坡类型并分析了其特点，探讨了各类边坡滑坡的影响因素及影响机理。通过对现有道路边坡的滑坡类型分析，提出了防止边坡滑坡的设计方法和原则，并从表层边坡防护和深层边坡加固两个方面，提出了防治措施及技术要点，以提高道路边坡稳定与安全性能。

道路；边坡稳定；滑坡；因素分析；防治措施

0 引言

我国近年来经济大力发展，交通基础设施不断完善，使得交通运输业广泛兴起，从而促进着资源的重新整合、社会与经济的交流。在交通基础设施网络基本健全的情况下，为了进一步促进我国东西部发展平衡，实现中部地区崛起，就需要在这些偏僻区域进一步建设公路工程，促进各类资源的交流与沟通。这些地区建设公路基础设施的难点在于地形、地质条件复杂，为了满足路线规划的要求，道路建设往往需要挖方、填方或者直接围绕山体建设，使得高边坡变成道路建设的常态问题[1]。

高边坡均有诸多安全隐患，其中影响最为恶劣和严重的就是滑坡风险，这种风险事态始终是存在的，但其发生概率则依赖于边坡岩土特性、外界荷载因素和地下水系发展等因素，而且这些因素在道路运营中处于不断变化的过程[2]，因而，需要很好地评估高边坡道路的运营安全，争取在施工中做好防护措施，以防道路运营中出现滑坡病害，不仅造成道路瘫痪，还会形成人员伤亡等事故，形成不良社会影响。

论文首先分析道路建设所形成的高边坡类型和特点，通过高边坡特征分析，明确边坡滑坡的影响因素，并对各种影响因素进行细致讨论和分析；最后，提出边坡滑坡防治措施及技术实施要点，保障道路边坡的稳定性，提升其运营质量。

1 道路边坡类型及其特点

道路建设所形成的边坡类型主要为自然边坡和人工边坡，主要是按照其成因进行分类。

1.1 道路自然边坡

道路建设中由于路线规划要求，部分区域会绕着高大山体进行修建，使得道路周边就是自然的山坡和谷坡。自然边坡是由于地壳自然运动形成，例如地壳的隆起或者下陷形成边坡，这类边坡往往处于侵蚀基面以上，且处于不断的侵蚀过程中，因此自然边坡的稳定性能也是随着地壳运动在不断地变化，例如表面的风化、解体作用，内部的基岩运动以及滑塌等，自然边坡形成的滑坡往往危害很大。

1.2 道路人工边坡

人工边坡是道路建设中又一常态问题，为了满足路线建设和规划要求，需要在高程不满足要求的区域进行挖方和填方处理，深挖方所形成的就是高挖方边坡，而深填方所形成的就是高填方边坡，到填方边坡由于路基的分层填筑过程具有严格地要求，因此其发生边坡滑塌的风险不大；但挖方所形成的高边坡问题，由于受到开挖影响，边坡的稳定性能存在很多不确定因素，而这也往往被设计与施工所忽视。

2 道路边坡的滑坡因素分析

无论是自然边坡还是人工边坡，岩土特性、地质构造和地下水分布往往造成道路滑坡的内在因素，而边坡堆载、爆破、雨水冲刷则是外在的诱因。

2.1 内在因素

岩土特性直接决定了边坡稳定性：对于土质边坡，砂土容易流沙滑坡而黏性土的粘聚力较大不易产生破坏；对于岩质边坡，如若岩石自身强度不高，形成不连续，存在破裂等软弱层，则破坏往往是岩石最弱连接界面展开，顺坡向层状岩层容易产生剪切型破坏，碎裂散状岩层则易形成滑动型破坏。

地质构造同样对道路边坡产生显著影响，是否存在地震和震动、岩土风化状况及出露位置等是关键因素，地震和震动是最大的安全隐患，受地震作用的惯性力作用，边坡的失稳和破坏往往是瞬时的。此外，岩土表面的风化情况，使得边坡在表层形成节理裂隙，引导地下水渗入从而进一步加大边坡的滑塌风险。

地下水由于直接影响岩土的基本物理特性和力学特性，因此是边坡滑坡的主要影响因素。随着地下水位的变化，岩土的剪切力和法向力在变化，相应的最弱破坏面也在不断地变化，如果边坡中某些微裂缝存在，则地下水的存在严重削弱结构抗力，并形成静水压力增加裂缝的开展，从而可能形成连续的破坏面。

2.2 外在诱因

边坡不合理的堆载会诱发边坡的失稳，从诸多边坡滑塌事故的调研就显示，由于在边坡上的不合理堆载，例如废弃土渣，当边坡上的堆载荷载处于滑动面以内时，其作用就是增加滑动外界力，加大了边坡滑动面的形成，引发滑动失效。

爆破具有极大的瞬时冲击效果，为了进行岩体的开挖，形成挖方路基，往往需要借助爆破手段。如果对边坡岩层掌握不准确，导致爆破位置选取不当，很容易引发大面积的滑塌，不仅威胁施工人员安全，同样需要较大的代价进行后期的边坡整治，爆破常见于边坡施工中，同样需要引起注意。

雨水冲刷则是道路运营中的长时间作用问题，如果边坡雨水排泄不合理，雨水的渗入和长久冲刷会削弱岩土特性，破坏边坡植被，造成水土流失，进而引发边坡滑坡风险。

3 道路边坡滑坡类型及防护设计原则

3.1 道路边坡滑坡类型及特征

基于对道路边坡滑塌事件的调研总结，其滑坡破坏型式主要有平面破坏、锲形体破坏、圆弧破坏和倾倒破坏四类，见图1。

图1 道路边坡滑坡类型示意图

平面破坏是岩土沿着一个节理面、断层或者层面，发生整体的错动下滑。这类破坏一方面对于岩层或者土层有软弱平面下卧层，则会沿着软弱下卧层直接发生整体平面破坏；另外，对于岩层而言如果其节理面与边坡倾向一致，且节理面的倾向角小于边坡角而大于其摩擦角，则同样很容易发生这类的平面破坏。

锲形体破坏则是边坡中有两组结构面与边坡斜交，且相互斜交形成锲形体，这类破坏也主要针对岩质边坡。当两个结构面的组合交线与边坡倾向一致，且倾角要小于坡面角并大于其摩擦角，则也容易发生此类的破坏。

圆弧形破坏则整体是验证圆弧形面形成山体滑坡，一般是土质边坡或者岩性较差的岩质边坡，其破坏机理是岩土的摩擦角与粘聚力形成的圆弧表面形成最弱层面，在长期作用下形成的滑坡现象，此类滑坡问题也是剪切型破坏。

倾倒性破坏则是岩层面非常陡时，直接发生倾倒破坏，主要是重力作用大于岩层面之间的摩擦效应，使得发生一次性倾倒破坏。

3.2 道路边坡防护设计原则

显然，道路边坡滑坡所形成的危害和影响是较为严重的，不仅对道路的运营形成安全威胁，还会有相关的人员伤亡，以及因为道路瘫痪及中断所引起的经济损失和社会影响，因而需要在施工过程中，尽可能详细考虑道路边坡的不稳定因素，防止滑坡发生，提高运营质量。

道路边坡的防滑坡设计需要遵循一定的原则，首先，应该以就地取材、以防为主、方便施工的原则制定防护方案。防护方案充分利用建造区域的材料和措施，以避免产生边坡滑塌为主要设计导向，同时方便施工，减少建造成本。其次。深度调研，制定科学防护方案。防护方案的确定应该以实际地形、地质条件为基础，同时需要掌握建造区域的实际环境特性，科学选择材料、工艺和建造工法，不可随意减少必要的防护措施，也没必要进行非常片保守的设计。最后，内因和外因同时治理。引发边坡失稳的内在因素如岩土特性差、地质构造复杂处于断裂带、地下水发达等，需要进行必要的岩土加固、地下水排放等；同时，也需要特别关注外在因素如堆载、爆破、雨水冲刷等，避免滑动面内的堆载，爆破选择适宜的途径和位置，建造完成后进行边坡表面排水防护等。

4 道路边坡滑坡防治措施与技术要点

根据前述分析，道路边坡滑坡的防治需要从内因和外因两个层次实施。针对外因如堆载、爆破和雨水冲刷等，需要采用表层防护措施，针对内因如岩土特性、断裂带、软弱层等，需要采用深层加固防护措施。

4.1 边坡表层防护

边坡的表层防护主要是对坡面进行处理，稳定坡面岩土，避免因坡面岩土风化以及雨水冲刷引起的滑坡病害。常见的坡面防护措施包括植物防护、工程防护和排水截水三类。

植物防护就是通过种草、铺设草皮或者种植树木的方式对边坡进行覆盖，利用植物的根系达到稳定加固边坡的效果，一般是针对土质边坡进行。植物防护的要点是选择适宜当地且容易存活的植物进行种植，植物防护不仅能够稳定加固边坡，还能吸收公路车辆尾气，净化和美化环境。

工程防护是通过人工建设框架梁、喷浆、坡面护槽等混凝土或者浆砌块石坡面结构，在边坡上形成坡面固定骨架，以提高边坡的表面粗糙系数，减缓水流，稳定边坡。

表层防护和工程防护往往伴随采用排水和截水沟，由于雨水对边坡岩土特性的显著影响，必须控制雨水浸入边坡的含量，因而往往需要在边坡顶部设置截水沟，将水流引出边坡范围之外；为了降低雨水对边坡岩土的浸泡效应，需要在坡面和坡顶设置排水沟。

4.2 边坡深层防护加固

有些边坡的滑坡风险很大，采用表层防护不能完全解决该风险事件的发生，因此需要进行深层次的防护加固，主要有力学加固方法和化学加固方法两种。

力学加固方法是通过土钉、锚杆、锚索等外在措施，将软弱岩层通过力学转移措施固定到稳定岩层上，或者采用管桩和挡土墙等构造直接将边坡进行稳定，从而将边坡与更稳定的基础连成整体，降低边坡滑坡的风险，采用管桩加固和挡墙加固措施（见图2）。力学加固需要合适的设计锚杆或者管桩的数量、间隔、尺寸等，通过合理的设计构造，将风险边坡进行控制。

图2 边坡力学加固方法

化学加固方法则是通过外加剂的措施，将外加剂与岩土进行混合，产生化学作用，使得软弱岩层、土层与新材料粘结形成整体，实现整体受力，降低边坡滑坡风险。常用的化学加固有注浆法、化学剂法等。需要注意到的是，完全的化学加固通常也很难达到边坡防护的效果，而一般是通过化学加固和力学加固两种措施，更好地保证边坡的稳定性。

3 结论

随着基础设施建设的深入，道路工程的建设环境更加复杂，其中高边坡就是重要问题之一，高边坡滑塌会对道路的运营使用产生非常严重影响，需要在设计与施工阶段考察道路边坡的稳定性，并尽量采取措施保障边坡稳定安全。论文通过对道路边坡类型划分及特征的分析，探讨了影响道路边坡滑坡的主要因素，并根据已有边坡滑坡的型式，确定了设计原则和方法，最后提出了边坡防护措施，用于保证道路边坡的运营稳定与安全。

[1]王阔然,房国龙.浅谈路基边坡滑塌防护设计[J].公路交通科技(应用技术版),2015(9):31.

[2]熊晓江.高速公路路基边坡防护问题分析[J].黑龙江交通科技, 2014,37(4):30.

U416.1+4

B

1009-7716（2017）08-0074-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.08.023

2017-04-01

严红（1986-），男，江西大余人，工程师，从事道桥设计工作。