地质灾害治理：边坡的水毁机理及处治

含水量偏高的坡体在水作用下易造成坡体出现一系列的物理和化学弱化作用，导致坡体稳定性降低。如水作用下导致岩土体发生潜蚀、淘蚀、冲刷，以及岩土体颗粒之间的连接减弱而力学性能降低。由于水不具备抗剪能力，因此，当坡体中孔隙水压力升高而有效应力降低时，将导致岩土体抗剪性能减弱，从而造成坡体出现各类形式的病害。

图1 膨胀性残积体富水滑塌

图2 碎石土堆积体富水滑塌

坡体在富水作用下，导致边坡的休止角降低时将出现边坡滑塌。甚至是稳定多年的边坡在暴雨等不利工况下也会由于坡体中应力场和渗流场的变化而导致坡体变形。如2021年的河南省和山西省百年不遇的大暴雨，形成了大量的黄土边坡病害，其中发生频率最高的就是暴雨入渗造成黄土休止角降低而出现的边坡上部变形为主的滑塌病害。
既然坡体由于富水而形成滑塌，那么治水就是处治此类病害的首要之选。而既然是由于水作用下导致坡体的休止角降低而出现滑塌，那么有效降低构成坡体的岩土体含水量，或保持含水量的稳定而不出现大的波动的对应工程措施就成为了此类滑塌病害的首要之选。因此，确保坡体表层一定厚度内岩土体的含水量稳定是防治富水坡体滑塌的有效方案。
当然从另一个角度来看，在不排水的情况下减小边坡的坡度或设置支挡加固工程措施，使边坡的形态适应富水后的坡体休止角，从而达到边坡稳定，这也是解决问题的一种方法。不过这种调整边坡应力的工法肯定没有直接稳定边坡渗流场的工法高效、环保。
基于此，对于富水型边坡滑塌病害处治措施如下：
1、控水方面
1）依据岩土体的性质、坡形坡率等因素，在坡面上设置一定间距、深度的边坡渗沟，有效保持大气影响范围内岩土体的含水量稳定或有效大幅减小岩土体的含水率，从而提高坡体的自身稳定性。
2）加强坡面绿化等防护工程措施，完善地表排水系统，从而在暴雨等不利工况下快速疏排地表水，减小地表水入渗，从而确保边坡的稳定。
总的来说，控制或疏排岩土体中的含水率，往往可以起四两拔千斤的效果，工程造价低而工程耐久性好，且方案的环保性较高，是处治富水滑塌边坡病害的上策。
2、加强工程支挡
设置支挡工程辅助提高边坡的稳定性，这是很多技术人员喜欢采用的常见工程措施。它的工程措施直截了当，可快速起到提高边坡稳定性的效果。主要应用的工程措施有重力式挡墙、轻型微型桩挡墙、锚杆加固等工程措施。但支挡工程的设置方案总的来说显得简单粗暴，工程造价较高，环保性较差，是处治富水滑塌边坡病害的中策。
3、适应休止角
地形地貌容许的情况下，适当刷方放缓坡率，从而使坡体的岩土体力学性质适应富水坡体的休止角，从而确保边坡的稳定。不过过缓的放缓坡率，可能会增大坡体表面的大气影响层面积，继而增大地表水下渗的概率。因此，放缓边坡的处治措施需配置相应的坡面防护和地表排水系统才能起到较好的处治效果。但总的来说，放缓边坡的适当休止角的方案总的来说工程环保性差，遗留的安全隐患较多，是处治富水滑塌边坡病害的下策。
需要说明的是，边坡滑塌病害多属于浅层坡体病害，故不宜采用支挡力度较大的抗滑桩、锚索等支挡加固工程；也不宜采用仰斜排水孔、集水井、排水隧道等疏排深层地下水的工程措施；也不宜采用挂网喷砼等在富水边坡防护中耐久性较差的工程措施。正所谓，贵的不一定就是好的，适合的才是好的。


以上内容来源于公众号：悠游2019，作者：成永刚