淺談公路滑坡與高邊坡病害防治
2012-06-04 來源：期刊之家
一、緒論
邊坡是自然或人工形成的斜坡是工程建設(shè)中常見的工程形式，由于復(fù)雜的地形地質(zhì)條件，滑坡與高邊坡工程始終是山區(qū)鐵路和公路建設(shè)中的一個(gè)重大工程地質(zhì)問題，邊坡在自然或人為因素作用下的破壞形式主要表現(xiàn)為滑坡、滑塌、崩塌和剝落。許多論著和規(guī)范都進(jìn)行了系統(tǒng)論述，本文結(jié)合近年來我國山區(qū)公路建設(shè)中的滑坡及高邊坡的研究和工程實(shí)踐，簡要介紹滑坡與高邊坡變病害防治技術(shù)的發(fā)展概況、監(jiān)測和防治技術(shù)等諸多方面取得的主要成果和經(jīng)驗(yàn)及尚待研究探索的問題。
二、滑坡與高邊坡病害防治技術(shù)的發(fā)展概況
邊坡研究的基礎(chǔ)理論是建立在土力學(xué)和巖石力學(xué)之上的，所以土力學(xué)和巖石力學(xué)的成就和發(fā)展決定了對邊坡研究的完善程度。早在20世紀(jì)50年代，我國鐵路部門就遇到了嚴(yán)懲的滑坡與高邊坡問題，因此對其研究起步較早。我國的滑坡與高邊坡理論與實(shí)踐主要是伴隨20世紀(jì)60~70年代以來西南地區(qū)鐵路建設(shè)、水電開發(fā)和大型露天礦山開采的需求發(fā)展起來的，首次采用抗滑技術(shù)并獲得成功，由于它具有布置靈活、施工簡單、對邊坡擾動(dòng)小、開挖斷面小、圬工體積小、承載能力大施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，1985年修訂的《路基設(shè)計(jì)規(guī)范》，抗滑樁作為一種主要措施被推薦。
20世紀(jì)90年代末期，由于錨固技術(shù)理論研究和巖漿機(jī)械突破性的發(fā)展，開始采用錨噴防護(hù)技術(shù)，對高邊坡提供了一種施工簡單、快速、安全的處治防護(hù)手段。90年代初，非線性科學(xué)被引入到邊坡災(zāi)害的研究中。人們借助于非線性科學(xué)，認(rèn)識到系統(tǒng)形成與演變的非線性特性，相繼建立了一些初步描述邊坡行為的動(dòng)力學(xué)方程，提出了一些基于突變理論、分形理論及非線性動(dòng)力學(xué)理認(rèn)的預(yù)測模型。壓力注漿加固手段及框架錨固結(jié)構(gòu)越來越多用于邊坡處治，尤其是用于處治高邊坡防護(hù)工程中，能解決高邊坡深層加固及穩(wěn)定性問題。
我國巖石高邊坡的穩(wěn)定性控制和監(jiān)測技術(shù)的進(jìn)步，其標(biāo)志性成果是大噸位巖石錨固工程的開展，我國先后在天生橋水電站二級廠房后高邊坡、黃河小浪底進(jìn)水口高邊坡、長江三峽船閘高邊坡、鏈子崖危巖體高邊坡等應(yīng)用大噸位巖石錨固技術(shù)對高邊坡實(shí)施了成功的加固處理。
預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)在我國鐵路路基邊坡加固中也得到了廣泛應(yīng)用，其中比較典型的實(shí)例是南昆鐵路八渡滑坡整治工程?；轮骰w長約310~340m，寬400~540m，厚20~40m，體積約290×104m3；次級滑坡長約200m，寬約380m，厚10~20m，體積約130×104m3?；录庸踢^程中施工了132根、總長6400m的6束預(yù)應(yīng)力錨索，錨索平均長度50m，最長的75m，錨固段長度10m，施加的預(yù)應(yīng)力為800kN。
目前可被采用的邊坡加固措施很多，有削坡減截技術(shù)、排水與截水措施、錨固措施、砼抗剪結(jié)構(gòu)措施、支擋措施、壓坡措施以及植物框格護(hù)坡、護(hù)面等，在邊坡治理中強(qiáng)調(diào)多措施綜合治理原則，以加強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性。然而隨著工程建設(shè)規(guī)模加大，尤其是山區(qū)高速公路建設(shè)的增多，邊坡高度增高，復(fù)雜性增大，對邊坡處治技術(shù)要求越來越高。
三、滑坡與高邊坡病害防治的研究現(xiàn)狀
改革開放以來，我國的公路建設(shè)有了較大發(fā)展，尤其是隨著高速公路向山區(qū)延伸，公路建設(shè)中遇到 了前所未有、突如其來的高邊坡與滑坡、長大深埋隧道和高架長跨橋等復(fù)雜艱險(xiǎn)的公路工程地質(zhì)問題。
與水利、礦山、城市建設(shè)不同，高等級公路和鐵路都是線狀工程，要穿越不同的地貌單元和巖層分布區(qū)，其遇到的高邊坡使用年限較長，屬永久邊坡工程。它涉及的邊坡以點(diǎn)多、線長、類型多為特點(diǎn)。
由于特殊的地形和地質(zhì)環(huán)境，在建設(shè)中出現(xiàn)了從多高邊坡和滑坡問題，施工開挖后發(fā)生了許多邊坡變形，既增大了工程投資，又延誤了工期，甚至破壞已有工程設(shè)施。面對飛速發(fā)展的山區(qū)高速公路建設(shè)中出現(xiàn)的大規(guī)?；潞透哌吰虏『?，交通部門各單位十分重視，一方面借鑒鐵路等部門的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，開放市場，引進(jìn)了大量技術(shù)力量雄厚的勘察設(shè)計(jì)和研究單位；另一方面，針對高速公路建設(shè)中出現(xiàn)的滑坡與高邊坡病害、特殊巖土（膨脹土、鹽漬土、多年凍土、黃土、巖溶、沙漠、紅層）等一系列的特殊和突出路基病害問題，開展了大量研究，并設(shè)立了西部開發(fā)交通建設(shè)專項(xiàng)研究基金，共設(shè)立251個(gè)研究項(xiàng)目，其中涉及滑坡與高邊坡防治技術(shù)的有24項(xiàng)。這些科研成果的轉(zhuǎn)化和推廣應(yīng)用，不僅為山區(qū)高速公路建設(shè)提供了可靠的技術(shù)支撐，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，同時(shí)也推動(dòng)了我國的滑坡與高邊坡病害防治技術(shù)理論和實(shí)踐的發(fā)展。
四、存在的問題
雖然公路建設(shè)結(jié)合山區(qū)高等級公路建設(shè)中的滑坡、高邊坡病害防治的工程實(shí)踐進(jìn)行了大量的研究和總結(jié)，取得了顯著的研究成果，并逐步接近或超過國內(nèi)外水平，但對以下幾方面的問題尚需進(jìn)一步研究和探索：
在工程地質(zhì)評價(jià)方面，一方面對地質(zhì)選取線重視程度不夠，對區(qū)域工程地質(zhì)條件研究程度不足，致使高速公路一些區(qū)段仍先在大型古老滑坡和滑坡、崩塌連續(xù)分布地段，或巖層順傾（順層）地段，開挖后老滑坡復(fù)活和產(chǎn)生大量的新滑坡。另一方面，路線勘察中重橋隧而輕路基，橋、隧勘探量相對較多而對高邊坡很少進(jìn)行勘察，忽視了高邊坡的工程地質(zhì)勘察，設(shè)計(jì)中高邊坡數(shù)量過多的高度過大。
設(shè)計(jì)人員普遍存在對邊坡地段的地形地貌、地層巖性、風(fēng)化破碎程度、構(gòu)造、坡體結(jié)構(gòu)和地下水分布以及自然斜坡的穩(wěn)定狀況等了解程度不足，設(shè)計(jì)的坡形、坡率和坡高及相應(yīng)的加固、排水和防護(hù)措施與當(dāng)?shù)貛r土特性不符，從而產(chǎn)生了大量的高邊坡失穩(wěn)破壞事例。
高邊坡的施工應(yīng)盡快制定科學(xué)的施工方法和細(xì)則，對施工季節(jié)，工序和辦法，施工中爆破的藥量控制，以及施工中的監(jiān)測方法、分析和反饋系統(tǒng)有一個(gè)嚴(yán)格的規(guī)定。高邊坡應(yīng)貫徹動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、信息化施工原則，根據(jù)開挖后的實(shí)際地質(zhì)條件調(diào)整設(shè)計(jì)，即地質(zhì)工作應(yīng)延伸到施工過程中，保證邊坡的長遠(yuǎn)穩(wěn)定。
在對高邊坡穩(wěn)定分析方法方面，還沒有形成一套較成熟的、適用性和針對性強(qiáng)的綜合評價(jià)方法。
在綜合監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用方面，監(jiān)測方法與手段單一，自動(dòng)化的監(jiān)測技術(shù)和信息反饋系統(tǒng)還需要進(jìn)一步的推廣，便于監(jiān)測成果的相互印證與綜合分析的參數(shù)如水位、滲壓、應(yīng)力變化、降雨、地溫、地聲、振動(dòng)等尚沒有應(yīng)用。此外新技術(shù)如GPS測量技術(shù)、近景攝影測量和INSAR干涉雷達(dá)測量等也沒有采用。
在新型支擋結(jié)構(gòu)方面。近年來，在高等級公路高邊坡病害的防治中，大量采用了新技術(shù)、新工藝和新方法，但往往是這些新技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐超前于理論研究，科學(xué)研究滿足不了工程實(shí)踐的需求。
