3.4.3 路基滑坡的防治
1.现象原因
中国铁路有些区段滑坡病害较为密集,平均每百千米分布高达20~30处,多为山区铁路。发生滑坡后常常中断行车,甚至使列车颠覆,给运输安全带来严重危害。斜坡上的岩土体沿坡内的软弱带或软弱面向前和向下发生整体移动的现象,称为滑坡。发生滑坡的软弱带又称滑动带。滑动带在重力作用下或在其他外力作用下其剪切应力大于强度,或因振动液化、溶蚀、潜蚀、人为开采等因素的作用使其结构破坏、岩土性质改变而丧失强度,就会引起滑动带上覆岩体或土体发生滑动。滑坡一般从地表上呈现的裂缝等迹象的变化可大致划分出蠕动、挤压、微动、滑动、大动和滑带固结六个阶段。在发生滑坡的地方,常出现环状后缘、月牙形凹地、滑坡台阶和垅状前垣等独特的地貌景观。但岩体滑坡由于其界面的生成多依附于岩体内既有的构造裂面,因此其后缘和分块裂缝一般呈直线或折线状。
2.分类与原因
滑坡按特点可进行各种不同的分类。中国铁路按滑体的物质组成及其成因,把滑坡分为黏性土滑坡、黄土滑坡、堆填土滑坡、堆积土滑坡、破碎岩石滑坡和岩体滑坡等六类。
产生滑坡的原因有内在因素,也有外在因素。内在因素是形成滑坡的先决条件,包括岩土性质、地质构造、地形地貌等。外因通过内因对滑坡起着促进作用,包括水的作用、地震和人为因素等。所以,滑坡是内、外各因素综合作用的结果。
3.防治原则
(1)预防。对有可能新生滑坡的地段或可能复活的古滑坡,应采取必要的工程措施,防止产生新的滑坡或古滑坡的复活。
(2)治早。滑坡的发生与发展,是有一个过程的,早期整治能收到事半功倍的效果。一次根治与分期整治相结合。滑坡一般应一次根治,杜绝后患。但对规模较大、性质复杂、变形缓慢,暂时尚不致造成重大灾害的滑坡,也可在全面规划下,分期整治。同时注意观测每期工程的效果,为确定下期工程措施提供依据。
防治滑坡应在弄清滑坡成因的基础上,对诱发滑坡的各种因素,分清主次,采取相应的工程措施。
4.防治措施
常用的防治措施有排水、减重、支挡、改善土体物理力学性质等。
(1)排水。滑坡的发生和发展都与水的作用有关,排水是防治各类滑坡之本。但应根据具体情况,采用切合实际的排水方式。对滑坡体以外的地表水,应加以拦截和引出,在滑坡可能发展的边界5m以外修建一条或多条环形截水沟;对滑坡体以外的地下水,应修建截水盲沟;滑坡体内的地下水可采用疏干和引出,浅层地下水可采用支撑盲沟排出,深层地下水采用泄水隧洞,亦可采用垂直孔群或仰斜孔群排水;对滑体范围内的地表水,应尽快汇集引出以防其下渗,在充分利用天然沟谷的基础上,修建排水系统。
(2)减重。当滑动面不深,且滑体呈上陡下缓情形时,或当滑坡范围外有稳定的山坡,滑坡不可能向上发展时,在滑坡上部减重,以减小滑坡的下滑力,是一种操作简单、经济实惠的防治措施。将减重的土体堆在坡脚反压,以增加抗滑力,效果更好。
(3)支挡。根据滑体推力的大小,可以选用适当的支挡结构防滑。
①抗滑挡墙。抗滑挡墙是广泛应用的一种防治滑坡措施,其施工方便,稳定滑坡收效快。抗滑挡土墙多为重力式、石砌,也有用混凝土或钢筋混凝土的。
②抗滑桩。抗滑桩是利用桩体在稳定岩土中的嵌固力支挡滑体的建筑物,具有对滑体扰动少、操作简便、工期短、收效快、对行车干扰小、安全可靠等优点。抗滑桩多为挖孔或钻孔而后放入钢筋骨架灌注混凝土而成。抗滑桩在滑动面以下的锚固深度,应根据滑体作用在桩上的主动土压力、桩前的被动土压力、岩土性质等确定。
③锚杆挡墙。锚杆挡墙是一种新型支挡结构,由锚杆、肋柱和挡板三部分组成,用于薄层块状滑坡或基岩埋深较浅、滑体横长滑面较陡的滑坡。锚杆挡墙具有结构轻盈、节约材料、适宜机械化施工、生产效率高等优点。
④抗滑明洞。若滑动面的下缘处在边坡上的较高位置,可视地基情况设置抗滑明洞,洞顶回填土石支撑滑体,或滑体越过洞顶落在线路之外。但这一措施对行车干扰大,施工困难,造价昂贵,只有在其他措施难以奏效时采用。
(4)改善滑坡土体的物理力学性质。用物理化学方法加固和稳定滑坡,如焙烧、成浆、加灰土桩、硅化、电渗、离子交换等。这些方法由于工序复杂、成本较高,目前在我国铁路中仅小规模试用。
(5)改线绕避。上述整治措施难以奏效时,在经济技术合理的情况下,可以考虑改线绕避。
5.养护维修要点
(1)滑坡区的地表排水设备,如截水沟、排水沟、吊沟等应做到无淤积、无漏水、无冲刷、排水畅通、沟涵相通;对失效损坏之处,应及时修补,确保状态良好。
(2)滑坡区的地下排水设备,如支承渗沟、暗沟、隧洞、渗井、渗管等,应定期检查,及时清理和疏通;对失效或损坏之处,应及时修补或整治。地下排水设施,一般每年在春融之后和冰冻之前,在雨季开始之前和暴雨之后,必须仔细观测其流量,掌握其变化规律和排水效果,发现异常及时处理。
(3)滑坡区的防护和加固建筑物,应保持完整无损,如有开裂、滑移,必须认真查明原因,采取治理措施。
(4)对规模大、情况复杂的大滑坡,虽经整治仍在缓慢变形或间歇变形,应进行认真的观测,实施动态监控,掌握变化规律和发展趋势,以便及时采取有效措施。
(5)保护好山坡植被,做好水土保持,也是滑坡区养护维修的重要任务。