公路滑坡整治工程中水的作用及防治對策
發布時間：2010-01-14 共2頁
1 前言
隨著改革開放和國民經濟的迅速發展，高等級公路的修建在我國方興未艾，由于高等級公路結線形標準要求高，對沿線的地形地貌產生破壞是不可避免的，尤其在一些不良地質地段，由于對坡體穩定認識不足，大量開挖和填筑土石方以及施工方法等原因，破壞了坡體的穩定，促使了滑坡的產生和發展。而滑坡的產生與水極為密切，民間有“十滑九水”的說法，可見水對滑坡的影響之大。在滑坡整治過程中，采用何種方案排泄地表水、疏導地下水，改變滑坡體的物理力學性質，從而減少下滑力，達到經濟合理的目的已成為當前公路建設中的重要課題。
2 滑坡水文地質條件分析
滑坡是斜坡土石體在重力作用下失去其原有的穩定狀態，沿著斜坡向下作長期而緩慢的整體移動。按其物質組成可分為覆蓋層滑坡和基巖滑坡。
2.1 覆蓋層滑坡
我省常見的該類滑坡有粘性滑坡和碎石土滑坡，黃土滑坡和風化殼滑坡則較為少見，限于編幅，本文僅對前二種進行研究分析。
2.1.1 粘性土滑坡
由于粘性土在干燥時堅硬開裂，遇水后膨脹崩解，呈軟塑或流塑狀態，因而常沿土中的裂隙面和基巖面產生塑流性滑坡。這類滑坡與降雨量的關系十分密切，具有“大雨大滑，小雨小滑”的特點。如湘耒高速公路Ｋ76+000~K77+620路塹滑坡、107國道衡山縣段K122+780～+850路堤滑坡、婁湘二級公路K34+840～K34+880路塹滑坡。
2.1.2 碎石土滑坡
由于碎石土中土和石塊混雜，結構松散，粘結力小，透水性強，和下伏基巖的弱透水性有顯著差異，所以沿基巖面形成地下水富集帶，因而碎石土層多沿基巖頂面滑動。碎石土滑坡與地下水的活動有密切關系，地下水經常呈雞窩狀或透鏡體狀出現。如湘耒高速公路K79+200～+350炮石嶺滑坡。
2.2 基巖滑坡
產生在第四系以前不同時代巖層中的滑坡。以各種產生于軟弱巖層中的滑坡為多，堅硬巖石中的滑坡多沿各種軟弱構造面滑動。該類滑坡在我省分布最廣，最為多見。
在堅硬巖石中，巖塊的抗剪強度與軟弱結構面的抗剪強度差值很大，因此軟弱結構面結對斜坡的穩定就有決定性的影響，大量實例證明，在堅硬巖質邊坡中滑動面的位置與軟弱結構面的位置是相吻合的。
在組成斜坡的土石體中，滲透性能差異較大的接觸面上，易產生滑動，而且同一斜坡上差異面愈多，滑動面也往往愈多。
2.2.1 均質滑坡
在泥巖、頁巖、泥灰巖等各種軟弱巖層中，巖性大體均一，軟弱面的強度與巖層強度基本相同，當斜坡上的剪切力大于巖石的抗剪強度時，斜坡產生均衡破壞，滑坡變形顯著，滑體上出現各種性質的裂縫。這種類型滑坡的滑動面的位置可能部分與巖層中軟弱結構面吻合。如長潭高速公路K26+640～K27+020銼刀嶺滑坡、107國道衡山城郊K122+560～+650、K124+265～+350、K125+100～+190.
2.2.2 切層滑坡
滑動面與巖層面相切，具有水平結構和內傾結構的斜坡，巖層的傾向對山坡的穩定是有利的，若其中發育有和山坡傾向一致的節理面、斷層面和大型裂隙時，就構成了對山坡穩定的不利因素，斜坡下部被侵蝕或開挖之后，軟弱結構面出露，當軟弱結構面的傾角小于斜坡的傾角時，巖體就可能沿軟弱結構面與層間相切而產生滑動。如婁湘二級公路K31+200～K31+300金家沖滑坡。
2.2.3 順層滑坡
是沿著由于某些作用早先形成的面，例如沿兩個層面的交界面、沿裂隙面、沿坡積物與基巖的交界面以及沿堅硬巖層之間的不整合面所發生的滑坡。當巖層的傾向和山坡的傾向一致時，由于河流的侵蝕或人工切坡使巖層下部失去支撐，巖層僅以層間磨擦力保持其穩定性，當磨擦力進一步變小后，斜坡就會順層面滑動。如婁湘二級公路K35+855滑坡。
3 水在滑坡產生和發育中的作用
唯物辯證主義認為外因是變化的條件，內因是變化的根據，外因通過內因而起作用。滑坡產生的根本原因取決于組成斜坡的土石體性質和結構，但外界條件因素如水的作用、地震、人為因素等的作用不能忽視，它們是滑坡產生的誘發因素，它們的作用可改變斜坡土石體的性質、強度、結構和狀態，有時還可改變斜面坡的外形，其結果是引起斜坡的變形和破壞。
3.1 滑坡的產生和發育過程
滑坡的產生和發育形成過程通常分為三個階段：蠕動變形階段、滑動破壞階段和漸趨穩定階段。
3.1.1 蠕動變形階段
斜坡在發生滑動之前通常是穩定的，在水的作用下，可以使斜坡土石體強度逐漸降低，滑坡出口附近滲水混濁，水在此過程中起到了催化劑的作用。
3.1.2 滑動破壞階段
滑坡在整體往下滑動的時候，滑坡滑動過程中滑動面附近濕度增大，加之重復剪切，土石體結構進一步降低，促使滑坡加速滑動，水在此過程中起了潤滑劑的作用。
3.1.3 漸趨穩定階段
滑坡停止后，形成特殊的滑坡地形，在巖性、構造和水文地質條件等方面都相繼發生了變化，地層的整體性已被破壞，巖石變得松散破碎，透水性增強，含水量增高。滑坡前緣無水滲出或流出清晰的泉水時，表明滑坡已基本趨于穩定。
3.2 水的作用
從地層巖性分析，碎石類土不易產生滑坡，粘性土在受水作用后易產生滑坡，基巖中頁巖、泥巖、千枚巖、泥灰巖、云母片巖易風化及遇水軟化，易產生滑坡。不同性質的土石體對水的作用的反應也是不一樣的，如巖漿巖、沉積巖中的礫巖和砂巖，以及變質巖中花崗片麻巖、石英巖等，幾乎與水不起作用，是抗水的物質，它們在水的作用下抗剪強度不發生很大的變化，因而由這些巖石組成的斜坡穩定性與水的關系并不密切。而各種頁巖、泥巖和地表覆蓋層都是親水的，由親水性物質組成的斜坡在雨季或侵水后塑性增大，抗剪強度顯著降低，極易產生滑坡。各種松散無聯結的砂性土層容易被潛蝕，在地下動水壓力的作用下，結構和強度不斷變化，斜坡的穩定性逐漸降低。滑坡的產生與水的作用有密切關系，水的作用包括降雨、地表水和地下水等三個方面的作用。
3.2.1 降雨的影響
實踐證明，滑坡多集中在降雨量多的年份發生，而且很多滑坡是在雨季發生的，不少滑坡具有“大雨大滑，小雨小滑，無雨不滑”的特點，因為降雨尤其是長期的綿綿細雨使斜坡土石逐漸飽和，甚至在隔水層上形成暫時的含水層，這樣一方面增大了斜坡土石體的容重和降低了土石體的內聚力，另一方面還產生了動水壓力和靜水壓力，使斜坡的穩定性急劇降低而產生滑坡。
3.2.2 地表水的影響
地表水下滲增加了斜坡土體的含水量，使土達到塑性狀態，降低了土體的穩定性。當水滲入隔水層時使層面間摩擦力和內聚力降低，造成斜面坡失穩而下滑。
地表水系中水流不斷沖刷和切割岸坡，使岸坡增高變陡，有時水流的沖蝕淘空岸坡的完整巖層，暴露出斜坡內部的軟弱面，河水水位的上升下降引起與地下水補給關系的變化，在斜坡內形成很大的動水壓力，所有這些作用都造成斜坡穩定性降低，有利于滑坡的產生。
3.2.3 地下水的影響
地下水浸濕斜坡，使土石體的容重增加，浸濕范圍加大，浸濕程度加劇，就顯著地降低了土石體的抗剪強度，地下水位的升降，還會產生很大的動水壓力與靜水壓力，地下水還能溶解土石體中易溶物質，使組成斜坡的土石體成份和結構發生變化，導致滑坡的產生。
隨著改革開放和國民經濟的迅速發展，高等級公路的修建在我國方興未艾，由于高等級公路結線形標準要求高，對沿線的地形地貌產生破壞是不可避免的，尤其在一些不良地質地段，由于對坡體穩定認識不足，大量開挖和填筑土石方以及施工方法等原因，破壞了坡體的穩定，促使了滑坡的產生和發展。而滑坡的產生與水極為密切，民間有“十滑九水”的說法，可見水對滑坡的影響之大。在滑坡整治過程中，采用何種方案排泄地表水、疏導地下水，改變滑坡體的物理力學性質，從而減少下滑力，達到經濟合理的目的已成為當前公路建設中的重要課題。
2 滑坡水文地質條件分析
滑坡是斜坡土石體在重力作用下失去其原有的穩定狀態，沿著斜坡向下作長期而緩慢的整體移動。按其物質組成可分為覆蓋層滑坡和基巖滑坡。
2.1 覆蓋層滑坡
我省常見的該類滑坡有粘性滑坡和碎石土滑坡，黃土滑坡和風化殼滑坡則較為少見，限于編幅，本文僅對前二種進行研究分析。
2.1.1 粘性土滑坡
由于粘性土在干燥時堅硬開裂，遇水后膨脹崩解，呈軟塑或流塑狀態，因而常沿土中的裂隙面和基巖面產生塑流性滑坡。這類滑坡與降雨量的關系十分密切，具有“大雨大滑，小雨小滑”的特點。如湘耒高速公路Ｋ76+000~K77+620路塹滑坡、107國道衡山縣段K122+780～+850路堤滑坡、婁湘二級公路K34+840～K34+880路塹滑坡。
2.1.2 碎石土滑坡
由于碎石土中土和石塊混雜，結構松散，粘結力小，透水性強，和下伏基巖的弱透水性有顯著差異，所以沿基巖面形成地下水富集帶，因而碎石土層多沿基巖頂面滑動。碎石土滑坡與地下水的活動有密切關系，地下水經常呈雞窩狀或透鏡體狀出現。如湘耒高速公路K79+200～+350炮石嶺滑坡。
2.2 基巖滑坡
產生在第四系以前不同時代巖層中的滑坡。以各種產生于軟弱巖層中的滑坡為多，堅硬巖石中的滑坡多沿各種軟弱構造面滑動。該類滑坡在我省分布最廣，最為多見。
在堅硬巖石中，巖塊的抗剪強度與軟弱結構面的抗剪強度差值很大，因此軟弱結構面結對斜坡的穩定就有決定性的影響，大量實例證明，在堅硬巖質邊坡中滑動面的位置與軟弱結構面的位置是相吻合的。
在組成斜坡的土石體中，滲透性能差異較大的接觸面上，易產生滑動，而且同一斜坡上差異面愈多，滑動面也往往愈多。
2.2.1 均質滑坡
在泥巖、頁巖、泥灰巖等各種軟弱巖層中，巖性大體均一，軟弱面的強度與巖層強度基本相同，當斜坡上的剪切力大于巖石的抗剪強度時，斜坡產生均衡破壞，滑坡變形顯著，滑體上出現各種性質的裂縫。這種類型滑坡的滑動面的位置可能部分與巖層中軟弱結構面吻合。如長潭高速公路K26+640～K27+020銼刀嶺滑坡、107國道衡山城郊K122+560～+650、K124+265～+350、K125+100～+190.
2.2.2 切層滑坡
滑動面與巖層面相切，具有水平結構和內傾結構的斜坡，巖層的傾向對山坡的穩定是有利的，若其中發育有和山坡傾向一致的節理面、斷層面和大型裂隙時，就構成了對山坡穩定的不利因素，斜坡下部被侵蝕或開挖之后，軟弱結構面出露，當軟弱結構面的傾角小于斜坡的傾角時，巖體就可能沿軟弱結構面與層間相切而產生滑動。如婁湘二級公路K31+200～K31+300金家沖滑坡。
2.2.3 順層滑坡
是沿著由于某些作用早先形成的面，例如沿兩個層面的交界面、沿裂隙面、沿坡積物與基巖的交界面以及沿堅硬巖層之間的不整合面所發生的滑坡。當巖層的傾向和山坡的傾向一致時，由于河流的侵蝕或人工切坡使巖層下部失去支撐，巖層僅以層間磨擦力保持其穩定性，當磨擦力進一步變小后，斜坡就會順層面滑動。如婁湘二級公路K35+855滑坡。
3 水在滑坡產生和發育中的作用
唯物辯證主義認為外因是變化的條件，內因是變化的根據，外因通過內因而起作用。滑坡產生的根本原因取決于組成斜坡的土石體性質和結構，但外界條件因素如水的作用、地震、人為因素等的作用不能忽視，它們是滑坡產生的誘發因素，它們的作用可改變斜坡土石體的性質、強度、結構和狀態，有時還可改變斜面坡的外形，其結果是引起斜坡的變形和破壞。
3.1 滑坡的產生和發育過程
滑坡的產生和發育形成過程通常分為三個階段：蠕動變形階段、滑動破壞階段和漸趨穩定階段。
3.1.1 蠕動變形階段
斜坡在發生滑動之前通常是穩定的，在水的作用下，可以使斜坡土石體強度逐漸降低，滑坡出口附近滲水混濁，水在此過程中起到了催化劑的作用。
3.1.2 滑動破壞階段
滑坡在整體往下滑動的時候，滑坡滑動過程中滑動面附近濕度增大，加之重復剪切，土石體結構進一步降低，促使滑坡加速滑動，水在此過程中起了潤滑劑的作用。
3.1.3 漸趨穩定階段
滑坡停止后，形成特殊的滑坡地形，在巖性、構造和水文地質條件等方面都相繼發生了變化，地層的整體性已被破壞，巖石變得松散破碎，透水性增強，含水量增高。滑坡前緣無水滲出或流出清晰的泉水時，表明滑坡已基本趨于穩定。
3.2 水的作用
從地層巖性分析，碎石類土不易產生滑坡，粘性土在受水作用后易產生滑坡，基巖中頁巖、泥巖、千枚巖、泥灰巖、云母片巖易風化及遇水軟化，易產生滑坡。不同性質的土石體對水的作用的反應也是不一樣的，如巖漿巖、沉積巖中的礫巖和砂巖，以及變質巖中花崗片麻巖、石英巖等，幾乎與水不起作用，是抗水的物質，它們在水的作用下抗剪強度不發生很大的變化，因而由這些巖石組成的斜坡穩定性與水的關系并不密切。而各種頁巖、泥巖和地表覆蓋層都是親水的，由親水性物質組成的斜坡在雨季或侵水后塑性增大，抗剪強度顯著降低，極易產生滑坡。各種松散無聯結的砂性土層容易被潛蝕，在地下動水壓力的作用下，結構和強度不斷變化，斜坡的穩定性逐漸降低。滑坡的產生與水的作用有密切關系，水的作用包括降雨、地表水和地下水等三個方面的作用。
3.2.1 降雨的影響
實踐證明，滑坡多集中在降雨量多的年份發生，而且很多滑坡是在雨季發生的，不少滑坡具有“大雨大滑，小雨小滑，無雨不滑”的特點，因為降雨尤其是長期的綿綿細雨使斜坡土石逐漸飽和，甚至在隔水層上形成暫時的含水層，這樣一方面增大了斜坡土石體的容重和降低了土石體的內聚力，另一方面還產生了動水壓力和靜水壓力，使斜坡的穩定性急劇降低而產生滑坡。
3.2.2 地表水的影響
地表水下滲增加了斜坡土體的含水量，使土達到塑性狀態，降低了土體的穩定性。當水滲入隔水層時使層面間摩擦力和內聚力降低，造成斜面坡失穩而下滑。
地表水系中水流不斷沖刷和切割岸坡，使岸坡增高變陡，有時水流的沖蝕淘空岸坡的完整巖層，暴露出斜坡內部的軟弱面，河水水位的上升下降引起與地下水補給關系的變化，在斜坡內形成很大的動水壓力，所有這些作用都造成斜坡穩定性降低，有利于滑坡的產生。
3.2.3 地下水的影響
地下水浸濕斜坡，使土石體的容重增加，浸濕范圍加大，浸濕程度加劇，就顯著地降低了土石體的抗剪強度，地下水位的升降，還會產生很大的動水壓力與靜水壓力，地下水還能溶解土石體中易溶物質，使組成斜坡的土石體成份和結構發生變化，導致滑坡的產生。
