淺談滑坡的降排水措施和在一些工程中的應用

(成都理工大學環境與土木工程學院 四川 成都 610059)

前言

我國幅員遼闊，人口密集，地質條件復雜，是世界上受地質災害困擾最嚴重的國家之一，據不完全統計，截至2015年底，全國有地質災害隱患點288525處，共威脅1891萬人和4431億元財產的安全，其中滑坡148214處。[1]由統計數據可知，滑坡發生的數量之多幾乎占據所有地質災害總數的50%以上。所以對滑坡的形成機理和防治措施進行深入研究是十分必要的。影響滑坡穩定的因素有很多，通過對大量實際滑坡災害的研究可知，地下水條件是造成邊坡變形和失穩的主要自然因素。外來水滲入坡體后將與坡內巖土體發生物理化學作用，降低坡內巖土體的抗剪強度。還會增加坡體容重，加大坡體下滑力，致使邊坡失穩。故在滑坡治理工程中，對滑坡采取降排水措施變得尤為重要。這樣不僅可以提高坡體穩定系數，還會在一定程度上減少滑坡防治工程的投入資金。

一、常用坡面截排水措施

(一)坡面鋪設PE(聚乙烯)防水薄膜

滑坡治理初期，永久降排水措施還未設置之前，為了滑坡的安全，可以在坡面鋪設一層PE(聚乙烯)防水薄膜來作為臨時防滲水措施，可以有效的收集降雨并排到滑坡范圍以外防止其入滲至坡體內對巖土體的性質產生影響，造成坡體穩定性降低。

(二)噴射混凝土防滲護面

在坡面噴射混凝土作為防滲護面，其主要作用也是防止外部水入滲至坡體內，但相較于鋪設PE(聚乙烯)防水薄膜，坡面噴射混凝土可作為一種永久防滲水措施。但因其作為封面防滲措施，不利于坡體內水的排出，故主要用于地下水位較低的滑坡。值得注意的是，若坡面巖土體風化破碎程度較高，進行噴射作業前應先進行掛網處理。

(三)植草空心磚護面

與主要用于地下水位較低滑坡的噴射混凝土護面不同，植草空心磚護面主要用于地下水較為富集的滑坡，旨在能夠順暢的排出地下水。除此之外，還可以對坡面起到防護作用。

(四)地表截排水溝

為避免坡體表面水滲入地下，可選擇在穩定性較好的坡面上修建地表排水溝，在滑坡體邊界范圍以外不小于5m處設置截水溝。將坡面水收集后排出滑坡范圍或者阻截外部水進入滑坡范圍。地表排水溝也常與仰斜排水孔組合使用，將仰斜排水孔收集的地下水通過排水溝轉移至滑坡范圍外。值得注意的是在進行截排水溝設計時，截排水溝的尺寸需滿足在該邊坡歷史最大降雨強度條件下進行排水時不出現漫溝現象。在目前的工程治理中，截排水溝應用非常普遍，但排水效率較低，但排水效果也有待提升。

二、常用地下水降排水措施

(一)仰斜排水孔

以一定仰角向坡體內鉆孔，并在鉆孔內埋設排水管的一種降低地下水位的方式。值得注意的是，仰斜排水孔的仰角設置在6°～10°范圍較為合理。排水管一般采用PVC或PE滲水管，管身宜用土工布包裹，避免孔眼堵塞。孔口應進行灌漿和防曬處理，孔口以下坡面應該做加固處理，防止沖刷坡面；定期對排水孔進行清理，防止排水孔淤塞。宜和截排水溝組合使用。

(二)集水井

排除滑坡深部地下水時，可選擇使用集水井，集水井的深度應該視滑面深度情況或者不透水層深度情況而定，井底應位于滑動面以下的穩定地層中。為了提高集水井的治理影響范圍，可選擇與仰斜排水孔形成聯合體系，即在集水井內向四周布設呈放射狀的仰斜排水孔用以收集遠部坡體內的地下水，但此時集水井內徑應按實際情況擴大設計，這種大直徑集水井還可用PE管或者鋼筋混凝土管串聯在一起，將地下水統一排出滑坡范圍外。[2]

(三)滲溝

滲溝分為三種：邊坡滲溝、支撐滲溝、截水滲溝。一般作為滑坡體地下水埋深較淺時的排水措施。邊坡滲溝設置在滑坡前緣，對滑坡有一定支擋作用。支撐滲溝設置在滑坡體中部，其形狀通常有Y型和Ⅲ型。截水滲溝設置在滑坡上部范圍以外，與地下水流方向垂直，在坡外地下水還未進入滑坡時將其排走。應根據滑坡具體情況選擇。

(四)排水隧洞

地下排水隧洞在實際工程中常與排水孔一同形成集排水體系，在各種排水措施中，排水效率最高，學界對該體系研究較多，故在各類工程實踐中廣泛使用。大量工程實踐表明，在設置了排水洞后，邊坡的穩定性都得到了顯著提高。如三峽永久船閘高邊坡、浙江上三公路6#滑坡等。[3-4]但排水隧洞體系的不足點在于施工周期長、費用高。

(五)虹吸排水

滑坡虹吸排水是一種可以免動力高效實時排水的新型邊坡排水措施，從其興起至今大約30年時間。其排水原理是排水管通過下傾斜孔進入邊坡的深部，并從斜孔的孔底引出虹吸排水管到坡面一定位置，在坡體內部水位上升時，利用虹吸管兩端的進出水口高差實現實時排水。其優勢是造價低，排水效率高，但尚受限于虹吸過程的持續有效性、虹吸跨越極限高度約為10m等條件的制約，還未能推廣使用。

三、結論

目前滑坡排水措施眾多，但每個滑坡巖土體構成不同，滲透性也不同，應該根據工程實際情況來選擇具體的排水措施或排水措施組合，下表給出一些具體工程選擇的排水措施形式，為治理措施的選擇提供一些參考。[5]

表1 滑坡過程中排水方法的組合應用