云贵山区公路边坡稳定性分析及滑坡防治措施
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摘 要：云贵山区公路工程面临复杂的环境挑战，山区公路建设不仅能促进山区经济的发展，也是助力山区人民脱贫致富的重要保障。为了确保山区公路的安全运营，本文针对云贵山区公路复杂的工程地质环境，结合公路边坡特点，分析了影响云贵山区公路边坡失稳的重要因素，总结了边坡稳定性分析方法，并提出边坡防治防护与治理的相应措施。研究结果可为云贵山区公路工程施工提供一定的参考。
关键词：山区公路;边坡;稳定性;防治
1 引言
近年来，山区公路建设工程飞速发展，但是由于山区特殊且复杂的地质环境，公路边坡极易发生滑坡、崩塌等地质灾害，严重威胁到山区公路的运营及山区人民的生命财产安全。云贵山区路陡山高，地形更为复杂，地势起伏大，沟谷纵横，岩溶地貌也大量存在，这不仅对山区公路建设增加了难度，而且极易在公路运营期发生边坡垮塌等地质灾害。因此，加强对边坡稳定性分析可为边坡治理提供理论参考，在一定程度上指导工程实践。
2 云贵山区公路边坡失稳诱因
2.1 降雨软化土体
云貴山区降雨较为丰富，且雨水是诱发山区公路边坡滑坡的主要因素。据统计，在滑坡灾害最严重的华南和西南地区，90%以上的滑坡灾害由降雨引起[1]。降雨从多方面影响边坡的稳定性，不仅形成地表径流冲刷坡面，浸入坡体的雨水还会在一定程度上软化土体，导致土体抗剪强度参数减小，土体下滑力大于抗滑力，从而导致边坡失稳。降雨入渗的作用比较复杂，在物理和化学方面均有体现，包括水土化学作用和物理作用，以及降雨入渗的力学作用以及三者之间的相互耦合作用[2]。正是由于降雨所导致的复杂效果，因此需要全方面、多层次的研究滑坡破坏边坡过程。
2.2 喀斯特地貌发育
喀斯特地形又叫岩溶地形，在我国分布广、面积大，主要分布在西部地区的碳酸盐岩出露地区，尤其是云南、贵州等地极其发育。在公路建设过程中还有大量未知溶洞，需要通过超前地质预测对存在的隐伏溶洞进行勘探，云贵山区公路边坡可溶性岩山体表面或内部长期受到水体的溶蚀作用影响，使得岩体的裂隙发育程度相对于非可溶性岩体更为强烈，严重的甚至形成溶槽、溶腔或溶洞，内部易充填水体、软土以及碎石等物质，致使岩体的原有结构受到一定程度的损伤破坏，导致其整体强度降低，自身稳定性下降，因而在一定条件下发生滑落、倾覆、崩塌等灾害的危险性较高[3-6]。
2.3 水文地质条件复杂
研究表明，影响公路边坡滑坡发生的主要水文地质条件有以下八个因素[7-8]：地形地貌、地质构造、地层岩性、地震活动、水文条件、气象、地表植被与人类工程活动。云贵山区由于地形起伏较大，坡陡山高，气候条件变化较大，难以对其进行监测和勘探，施工阶段也难以准确掌握边坡水文地质变化，这也导致无法及时的对边坡进行加固处理，边坡支护不能及时或者支护方式不能因地制宜，则不能达到边坡最佳保护效果，也极易发生各种地质灾害。
3 公路边坡稳定性分析方法
从不同角度、采用不同方法分析公路边坡稳定性一直是岩土工程领域研究的热点，只有明确的知道边坡处于那种稳定状态，才能制定合理的加固措施对边坡进行防护，陈洪凯等[9]将边坡滑坡防治工程分为三级，为边坡稳定性评价提供了参考，如表1。边坡变形破坏的种类大致可分为坡体变形、边坡变形和破面变形。边坡受多种因素综合影响，其稳定性常表现出复杂多样性、不确定性等特征。长期以来，边坡稳定性分析方法可分为定性分析和定量分析，如表2。
随着科技发展和计算机科学的进步，边坡稳定性分析正逐步倾向智能化，深度学习、人工智能、遥感卫星等手段也得到广泛应用。尤其是利用计算机，采用数值模拟[10-12]（表3）方法对边坡进行稳定性分析越来越受到学者关注，数值模拟不仅可以形象的反应边坡受力破坏过程，还能通过设置不同工况，模拟边坡在多因素作用下的破坏，模拟结果较为真实、可靠。
4 山区公路边坡滑坡防治措施
云贵山区公路是山区人民的生命线和山区经济发展的重要纽带，因此，对山区公路边坡做好安全防治至关重要。长期以来，人们将格构、抗滑桩、锚杆、锚索、拦石网、挡土墙等技术用于山区公路边坡治理，取得了较好的效果。本文根据云贵山区公路边坡特点，提出以下集中边坡滑坡防治措施。
4.1 植被护坡
边坡生态防护是边坡工程研究热点，为了积极响应国家对环境保护的要求，对在建或已建工程进行生态修复已刻不容缓。植被护坡能对自然环境进行修复，可以很好的融入环境，还具有净化空气，美化环境等优点，在公路边坡滑坡治理、生态修复方面得到广发应用。植被护坡需要根据当地水文地质以及气候条件，选择适合该地区生长的植物。根据护坡要求不同，还可选择不同大小的植物，高大乔木根系发达，具有极强的抓土能力，与土体结合有类似“钢筋混凝土”的效果。同时，植物护坡能与自然环境相协调，美化环境。
4.2 截水引流
由于云贵山区公路降雨丰富且溶洞发育，大量的水侵蚀土体是导致边坡滑塌的重要原因，因此，需要对边坡做好排水节流。边坡排水时需要在坡内和坡外均布设排水沟、引流槽，复杂的边坡还可分级布置，要防止边坡表体水流进入土体内部，还要保证坡体内部排水设施合理分布，排水有序。排水沟排出的水需要做好汇流，防止对边坡形成二次冲刷。
4.3 支护锚固
对于公路边坡含有不易处理，或处理后对自然景观有较大影响的溶洞，可选择对溶洞内部进行支护，在洞内设置排水设施，维持溶洞原样，防止其垮塌。还可对边坡进行锚固，土质边坡可采用土钉支护，岩质边坡多采用预应力锚杆锚固，为了实现工程建设与环境协调，可以对出露在外部的锚杆涂抹与环境适宜的色彩，利用仿生技术和色彩学达到生态护坡。 4.4 拦石挂网
针对云贵山区山高路陡，公路邊坡也含有大量高边坡，同时由于山区多雨导致部分岩土体松动，极易发生落石灾害。因此，在公路修建过程中因仔细清理边坡上极易掉落的杂石，对无法清除的较大岩体做好支护，对裂缝进行勾缝处理，确保边坡整体稳定之后再设置拦石网，防止局部松动的落石掉下伤害行人和过往车辆。对于有景观要求的区域，还可以栽种绿色植物，使拦石网和植物形成有效整体，既能防止落石，又能形成生态护坡。
5 结束语
随着经济发展和国家对云贵地区的扶贫开发，山区公路建设在推动云贵地区综合发展过程中起到举足轻重的作用，加强对公路边坡稳定性分析和灾害防治至关重要。本文分析了云贵山区公路边坡灾害诱发原因，并总结了现有的稳定性分析方法，对灾害防治提出了相应措施，可在一定程度上实现对边坡的保护，具有积极的工程意义。
参考文献：
[1] 桑凯.近60年中国滑坡灾害数据统计与分析[J].科学传播，2013（5）：124～129.
[2] 吴小策.降雨入渗对土石混合体边坡稳定性影响机理研究[D].中南大学，2010.
[3] 谭志宏.岩溶区隐伏空洞对路桥工程稳定性影响的研宄[D].东北大学，2008.
[4] 康彦军.中国公路地质灾害区划研究的理论与实践[D].长安大学，2006.
[5] 丁晨，沈方.中国喀斯特地貌的形成机制及分布[J].唐山师范学院学报，2003（5）：72～73.
[6] 田岗.高速公路岩溶化边坡施工灾变特征及危险性评价研究[D].北京交通大学，2019.
[7] 姚凯.山区公路滑坡影响因素及防治措施研究[D].重庆交通大学，2009.
[8] 刘红卫.山区公路滑坡研究[D].长安大学，2005.
[9] 陈洪凯，唐红梅，王林峰，等.地质灾害理论与控制[M].北京：科学出版社，2011.
[10] 夏元友，李梅.边坡稳定性评价方法研究及发展趋势[J]. 西部探矿工程，2002（7）：1087～1090.
[11] 敖翔.北京丰台区大灰厂高边坡稳定性评价研究[D].中国地质大学，2008.
[12] 郭宁.某岩质边坡稳定性分析与桩锚支护应用研究[D].中国地质大学，2015.
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