大連市某邊坡的穩定性及防護治理探討

張紹波 張德艷 賀亞鋒

(遼寧師范大學城市與環境學院，遼寧大連 116029)

0 引言

目前，隨著我國現代化建設事業的迅速發展，城市建設速度不斷加快，規模不斷擴展，邊坡這一和我們生產生活聯系非常密切的地理環境，對我們的生產生活的影響不斷加大。特別是近幾十年來，城市各類建筑工程，包括港口建設、各類交通線路建設，再加上各類能源工程的不斷開展，邊坡施工中的高陡邊坡穩定性及大型災害性滑坡預測問題越來越受到重視。這些邊坡工程的穩定狀況，事關工程建設的成敗與安全，會對整個工程的可行性、安全性及經濟性等起重要的制約作用，并在很大程度上影響著工程建設的投資及使用效益［1］，尤其是在礦業、水利水電和交通工程中，由于邊坡的失穩破壞對工農業生產和人民生命財產造成了巨大的損失，所以邊坡工程中的穩定性研究及大型災害性滑坡預測問題也越來越得到人們的重視［2］。因此，對其進行研究具有重大的現實意義。

1 研究區概況

1.1 邊坡基本情況

該邊坡位于遼寧省大連市西崗區某居民小區內。邊坡總長178.7 m，自西向東122 m段為噴混凝土面支護，其余部位為重力式擋土墻支護。邊坡的地理位置為東經 121°36'53.7″，北緯38°54'00.6″。邊坡呈曲折弧形沿 NE70°方向延伸，坡向 160°。邊坡坡體由青白口系細河群橋頭組一段粉砂巖夾薄層砂巖組成，產狀為170°∠57°。另有兩組節理發育，產狀為 67°∠81°，350°∠57°巖體破碎，上覆第四系松散坡積物，厚度為1.2 m～2.0 m，坡積物由碎石夾粘土組成。巖層面與邊坡坡面近于平行。2011年6月25日下午大連地區發生較強降雨，造成該邊坡發生局部滑塌，經相關部門勘察，該滑塌部分位于整個邊坡的西側，長度為21.8 m，厚度為6.7 m，滑落巖土體向南垂直錯落3.8 m，向南水平推移最大距離為6.9 m，滑塌體體積為605 m3。由于邊坡周圍的建筑物比較多，所以周邊建筑物在這次塌滑中均受到了不同程度的影響。

1.2 區域地質氣候條件

總體來說，大連地區地質構造發育和地質環境相對脆弱，屬地質災害中易發區和高易發區。首先，氣象和水文條件:大連市為海洋性較強的溫帶季風氣候，年平均氣溫在10.6℃左右，多年平均降水量為647.2 mm，年平均蒸發強度為1 548.1 mm。季風氣候夏季多突發性暴雨，據統計，大連一日最大降水量為247.2 mm，極易導致滑坡、崩塌、泥石流等突發性地質災害的發生。具體來說，本研究區內沒有河流通過和其他大型水體的存在，只存在一條季節性雨水沖溝。其次，地形和地貌條件:大連市屬于遼東半島的低山丘陵地區。地貌類型:本地區為構造剝蝕形成的低山丘陵區。本文所研究的邊坡的坡度為24°～42°，地面高差為150.2 m，溝谷切割深度達到45 m～75 m。第三，地下水條件:區域內地下水類型為塊狀巖類裂隙水，含水巖組為橋頭組石英巖夾板巖，含水部位以風化裂隙帶為主，巖體破碎嚴重，入滲的地下水由上部風化裂隙沿坡腳徑流到地表和下游含水層［3］。

2 邊坡穩定性的影響因素分析

現實中，影響邊坡穩定性的因素多種多樣，但是概括起來可以分為兩大類:1)自然因素;2)人為因素。在不同的條件下，二者所發揮的作用是不同的，有的時候還是兩者共同作用的結果。邊坡穩定的狀態是各種因素共同作用的結果。邊坡穩定性和其各種影響要素構成一個相互聯系、相互作用和相互影響的整體，因此我們在評價邊坡穩定性的時候，應區別各因素在邊坡穩定中所起的作用，有重點地考察和分析起主導作用的因素［4］。

2.1 自然因素分析

自然因素是導致邊坡不穩定性的決定因素，影響邊坡穩定性的自然因素有很多，主要就是邊坡所在區域的水文條件、地質地貌條件、氣象條件等。1)水文影響因素。水文因素的影響主要表現為地表水和地下水對邊坡的作用。不少滑坡的典型實例都與水的作用有關，水的滲入使巖體質量增大，巖土體因被水軟化而抗剪強度降低;地下水的滲流，對邊坡巖土體產生不間斷的動水壓力，使巖土體的抗剪強度大為降低。另外還有地下水的侵蝕、溶蝕等;地表水對坡底的沖刷、對坡岸的侵蝕等。總之這些都對邊坡的穩定不利［4，5］。大連市西崗區滑塌區地下水類型為塊狀巖類裂隙水，含水部位主要為風化裂隙帶所致，含水巖組為橋頭組石英巖夾板巖，巖體破碎非常嚴重，遇降水形成坡面徑流，雨水就由上部風化裂隙，沿坡腳徑流到地表和下游含水層。區域內的地下水條件很容易導致邊坡的巖土體因被水軟化而抗剪強度降低，充水的裂隙不斷受到裂隙水靜水壓力的作用，加上地下水的不斷侵蝕，就為邊坡發生滑塌創造了條件。2)地質地貌因素。首先，地質條件是內因、是關鍵。大連市西崗區某居民小區的邊坡發生滑塌現象，地質地貌原因是內在原因。首先，滑塌區為坡度40°左右的單面坡，坡度較陡，這樣山體下滑力較大，很容易使上覆巖土體沿下伏泥巖(滑帶)產生蠕動變形，這樣就為滑坡的發生創造了條件;其次，該滑坡的滑體為表層透水性強的粉砂巖夾薄層砂巖組成，滑帶則由厚1.2 m～2.0 m的碎石夾粘土(第四紀)組成，這層碎石粘土風化嚴重，抗水性差，由于裂隙潛水的長期作用，已經失去了原巖的特性。再加上巖層面與邊坡坡面近于平行，傾角很大，只要條件具備就很容易誘發滑塌或滑坡等地質災害。3)氣象氣候因素。大量的邊坡發生滑坡或崩塌的實例表明，降雨特別是暴雨是觸發滑坡、泥石流等地質災害的主要誘因［6，7］。僅就三峽庫區的秭歸縣而言，1996年7月2日～4日持續的幾天暴雨，誘發大小滑坡達237處，且大都分布于該縣東半部的暴雨集中地區［8］。在《中國典型滑坡》一書中列舉了90多個滑坡實例，其中95%以上的滑坡都與降雨有著密切關系［9，10］。氣象氣候因素在這里主要是指大氣降水，尤其是夏季突發性的暴雨產生的作用最大，也是影響邊坡穩定的直接因素。大連市屬于海洋性明顯的溫帶季風性氣候，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥，多年平均降水量為647.2 mm。季風氣候降水主要集中在夏季，而且多突發性暴雨，一日最大暴雨量為247.2 mm，有時候還會受到北上臺風的影響。以2011年夏季為例，2011年6月25日和8月7日臺風“米蕾”和“梅花”先后襲擊大連，都給大連帶來了超強降雨。西崗區的邊坡滑塌就是在臺風“米蕾”過境時發生的。

2.2 人為因素分析

人為因素主要是指人類的工程施工建設等，工程活動對邊坡的改變與影響是十分巨大的。人為因素主要包括:不合理的開挖和工程施工方法不當。不合理的開挖主要是因為削弱了邊坡的支撐部分，破壞了邊坡原有的平衡，直接誘發邊坡發生災難;工程施工方法不當主要是因為施工過程中對邊坡的支擋防護工程未及時跟上，開挖邊坡長時間暴露，易產生邊坡坍塌;另外，施工前對所施工邊坡前期調查不足，出現施工事故。

3 防護對策建議

1)對邊坡面進行加固和綠化治理。首先，對邊坡的坡面要進行施工加固。對不穩定的邊坡前沿和坡肩部分，可以采用錨索加格構梁聯合支護，或者是往坡體打入防滑樁［11］。另外，還要在不影響坡邊建筑物安全的前提下，對坡面進行清理，清除碎石和可能滑動的危險巖體。在對坡面進行加固的過程中，可能形成或發現一些崖腔、空洞，這個可以采取鑲補錨噴或鋼混凝土柱來撐頂加固。工程措施完之后，可對坡面采取環境措施，進行綠化或美化。

2)加強對邊坡水環境的治理。要做好邊坡水的治理工作。把地表截、排水與地下排水有機結合。對邊坡地表水的治理，在邊坡頂部修建排水工程。可以在可能滑動的邊坡后緣或坡體內修建若干條截水溝，與滑坡周界以外的引水溝相接，使地表水不能進入滑坡范圍以內;要整平地表，對坡頂裂縫用粘土壓實填埋，修建隔水設施，減少地表水下滲。對坡體地下水的治理，可以通過截斷坡體內自由水來源、引出坡體內的自由水的措施加以實現。對潛在滑動帶附近的水可采用攔截、疏干、排除等措施來降低地下水位［12］。

3)加強管理，做好施工監測工作。做好施工質量監督、監管工作，邊坡工程的安全關系到整個邊坡治理的成敗。要把加大施工內部質量處理和完善外部質量監督體系有效結合起來，使施工的各個環節串聯成一個整體，不斷進行信息反饋;還要強化質量監督監管責任，以避免工程質量或工程安全事故的發生。施工監測能及時掌握土層和支護結構中的應力及位移等的實際變化規律，較為準確地評價邊坡的穩定性和支護結構的工作性能［13］。

4 結語

本文以大連市某邊坡為例分析了邊坡不穩定的影響因素，并結合西崗區某一邊坡進行了具體原因的闡述，發現水的因素和氣象氣候因素對大連市邊坡穩定的影響最大。在大氣降水和地下水的共同影響作用下，邊坡體的飽和度不斷縮小，導致邊坡出現局部暫態飽和區，土體也因不斷地浸泡或沖刷被水軟化，其抗剪強度也在不斷的下降，這樣邊坡就很容易產生不穩定隱患。綜合來說，雨水的不斷浸泡下滲是導致邊坡失穩的主要原因。因此對局部短時強降雨特別是強暴雨情況下的邊坡穩定情況要特別加以注意，并做好必要的人防和技防工作。

總之，邊坡治理是一項復雜的工程，在對邊坡治理之前，必須先對邊坡進行詳細的前期了解，最好進行實地勘察，根據實地考察的結果再進行相應的治理施工。在施工的時候，應該提高邊坡工程的分析和設計水平，加強對工程性質的研究和巖體結構的探測，將理論分析、室內外實驗和工程經驗相結合，并做好監測工作。

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