发布时间：2022-07-06 18:03:13
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【关键词】植物防护；工程防护；生态防护系统；综合防护
1 概述
国际上对生态防护技术还没有一个确切的术语，目前一些专家将生态防护技术定义为基于生态工程学、工程力学、植物学、水力学等学科的基本原理，利用活性植被材料，结合其它工程材料在边坡上构建具有生态功能的防护系统，通过生态工程自支撑、自组织与自我修复等功能来实现边坡的抗冲蚀、抗活动和生态恢复，以达到减少水土流失、维持生态多样性和生态平衡及美化环境等目的技术。
边坡生态防护应该是工程防护与植被防护的适当的结合。边坡防护的理念应该是以保证边坡稳定性为出发点，再考虑经济、环保及美观。即对于一般地质情况相对简单，坡度较缓且高度不大的边坡，如果单独的植被护坡可以满足维持边坡稳定的要求，则可以取代工程防护，这种情况不仅可以美化环境，并且能减少造价；如果地质情况复杂的高陡边坡，则应该采用工程防护和植被结合的方法。
2 我国山区公路边坡生态防护研究现状
我国是个多山的国家，山地、丘陵和比较崎岖的高原总面积，约占国土面积的三分之二。我国的森林覆盖率只有13.92%。同时，我国是地质灾害严重发生的国家，水土流失面积占国土面积的51%，而且山地的各种工程（公路、铁路、水利、矿山及工业民用建筑）的大规模建设会造成一系列的环境问题，其中最突出的是破坏了当地原有植被，形成大面积不同程度的边坡（或坡地），这些边坡的存在进一步增加了水土流失、滑坡、泥石流的发生强度，也造成局部小气候的恶化及生物链的破坏等生态灾害。
国内山区公路边坡生态防护研究有以下特点：（1）目前比较成熟的技术主要有：三维植被网、浆砌片石骨架植草防护、藤蔓植物护坡、土工格室植草及钢筋混凝土框架植草护坡等，对于填方边坡或较缓的中小挖方边坡实施效果良好，但对于高陡岩质或劣质土边坡的防护措施，虽然己有如锚杆框架梁、客土喷播、液压喷播及厚层基材喷射工法等技术出现，但由于山区公路地域性的差别，而引起的地质土质差别较大，笼统照搬试点成功技术大多达不到满意效果，缺乏生态防护技术适应性研究，造成资源和财力的浪费。（2）对单一防护形式研究较多，但对于防护体系的研究较少，缺少综合防护研究；同时，在生态防护的重要内容—植被恢复中，缺乏系统全面的恢复理论研究，物种选择显得很随意，没有进行基于恢复生态学理论基础上的筛选与配置，导致了绿化效果的千差万别，造成了不必要的损失与浪费。（3）在防护形式研究中，缺乏对不同防护模式对边坡稳定性影响的计算分析，大多为定性分析，缺乏数据支撑。
3 易北公路生态防护技术的应用
3.1 地形地貌
易北公路位于云南省寻甸县境内， 寻甸回族彝族自治县地处云南省东北部，本项目穿越地貌相对高差在300m以下，主要地貌类型为构造侵蚀～剥蚀、溶蚀谷地、丘陵和低山地貌，最高海拔约2264m，最低海拔约1871m。项目区地处我国东南季风与西南季风接触地带，属低纬度亚热带高原季风气候区。降水水源主要由印度洋孟加拉湾的暖湿气流提供。
3.2 边坡生态防护系统设计
3.2.1 种草护坡
种草护坡采用狗牙根。狗牙根为多年生草本植物，具有根状茎和匍匐枝，须根细而坚韧。匍匐茎平铺地面或埋入土中，长10～110cm，光滑坚硬，节处向下生根，株高10～30cm。叶片平展、披针形，长3.8～8cm，宽1～3mm，前端渐尖，边缘有细齿，叶色浓绿。穗状花序3～6枚呈指状排列于茎顶，小穗排列于穗轴一侧，有时略带紫色。种子长1.5mm，卵圆形，成熟易脱落，可自播。狗牙根性 喜温暖湿润气候，耐阴性和耐寒性较差，最适生长温度为20～32℃，在6～9℃时几乎停止生长，喜排水良好的肥沃土壤。狗牙根耐践踏，侵占能力强。狗牙根繁殖能力强，但种子不易采收，多采用分根茎法繁殖。
3.2.2 三维植被网护坡
采用狗牙根和紫藤混种。紫藤为暖带及温带植物，对气候和土壤的适应性强，较耐寒，能耐水湿及瘠薄土壤，喜光，较耐阴。以土层深厚，排水良好，向阳避风的地方栽培最适宜。主根深，侧根浅，不耐移栽。生长较快，寿命很长。缠绕能力强，它对其它植物有绞杀作用。三月现蕾，四月盛花，每轴有蝶形花20～80朵。紫藤各地均有野生或栽培，根、种子入药，性甘，微温，有小毒。树皮含贰类，花含挥发油，叶子含金雀花碱等。与狗牙根一起混播，属于灌木+草本组合，增强固土能力和生态性，坡面植被参差不齐，高低有致，有立体美感。
3.2.3 拱形骨架植草护坡
采用狗牙根和黄金菊混种。黄金菊一年生或多年生草本植物，羽状叶有细裂，花黄色，花心黄色，夏季开花。全株具香气，叶略带草香及苹果的香气。生长习性喜阳光，排水良好的沙质壤土或土质深厚，土壤中性或略碱性。作为护坡灌木与狗牙根混合作用，属于灌木+草本组合。
3.2.4 锚杆框架梁植草护坡
梁镶六棱块内培土15cm，采用爬山虎、紫藤、黄金菊混种。爬山虎属多年生大型落叶木质藤本植物，其形态与野葡萄藤相似。藤茎可长达18公尺（约60尺）。夏季开花，花小，成簇不显，黄绿色或浆果紫黑色，与叶对生。花多为两性，雌雄同株，聚伞花序常着生于两叶间的短枝上，较叶柄短。紫藤和黄金菊在坡块内按每块各三株比例混播，靠平台的一排六棱块内栽植爬山虎，每个六棱块内一株，选择蔓长1.2m的株苗。
3.2.5 碎落台及挖方边坡平台种植
碎落台：在边沟碎落台上以2.5米间距规则式栽植1株海桐球，每间隔80米分别栽植一丛紫叶李（2株）和紫薇（2株）、红继木球（2株）组合，苗木栽植后统一对土路肩和碎落台人工铺草皮。草本植物为狗牙根。
护坡乔木紫叶李是喜光也稍耐阴，抗寒，适应性强，以温暖湿润的气候环境和排水良好的砂质壤土最为有利。怕盐碱和涝洼。浅根性，萌蘖性强，对有害气体有一定的抗性。护坡灌木海桐球为亚热带树种，喜温暖湿润的海洋性气候，喜光，亦较耐荫。对土壤要求不严，粘土、沙土、偏碱性土及中性土均能适应，萌芽力强，为中性树种，在阳光下及半阴处均能良好生长。适应性强，有一定的抗旱、抗寒力，喜温暖、湿润环境。耐盐碱，对土壤的要求不严，喜肥沃、排水良好的土壤。耐修剪，萌芽力强。红继木球喜光，稍耐阴，但阴时叶色容易变绿。适应性强，耐旱。喜温暖，耐寒冷。萌芽力和发枝力强，耐修剪。耐瘠薄，但适宜在肥沃、湿润的微酸性土壤中生长。
4 结论
本文结合对易北公路的气候、地质地貌及植被情况经过调查分析，结合工程特点，在确定边坡形式的基础上，选取了不同边坡条件下的防护形式，并针对不同的防护形式进行了恢复植被物种选择与配置。
沿线应用了多种生态防护形式，包括：种草护坡、三维植被网护坡、拱形骨架植草护坡及锚杆框架梁植草护坡。沿线用了多个品种的绿化、护坡植物，有草本植物：狗牙根；乔木有紫叶李、紫薇；灌木有海桐球、红继木球、紫藤、黄金菊；藤本植物有爬山虎。对不同位置、不同的边坡采用了不同的配置：包括草+灌、乔+灌、草、灌+藤本等多种组合方式，建立了公路边坡完备的植被群落，创造了公路两侧绿化带高低错落的多层立体景观。
参考文献：
[1]方华.植被护坡现状与展望[J].水土保持研究，2004（03）.
[2]席嘉宾等.高等级公路边坡绿化草的建植与管理技术.公路.1998（03）.
关键词:高陡边坡 喷锚 柔性防护技术
中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0058-01
高陡岩质边坡容易引发各种地质灾害,越来越多的高边坡防护引起了人们的注意。目前,高陡岩质边坡采取的主要治理措施有放缓边坡、支撑、加固和防护,但随着边坡高度增高,地质复杂性增大,对边坡的处治技术要求也越来越高,以往的治理措施不能满足工程的安全要求。
1 高陡边坡的地质灾害特点
高边坡病害从病害体形成的时间以及与边坡工程的关系等方面分两种情况:第一类是在边坡工程开挖之前,既己存在的老的斜坡病害,因边坡工程活动而复活。第二类是在边坡工程活动中,主要由于边坡工程的开挖等原因引发的新的边坡病害问题,包括边坡开挖引起的坍塌、崩塌、滑坡等。
高边坡在边坡顶部常常产生平行于坡面的张性拉裂缝,表现为边坡中上部极易失稳破坏,一旦失稳,造成的后果是比较严重的。因此,在高边坡治理时,对于中上部应加大削坡减载的力度,放缓边坡,并采取必要的加固处理措施,确保一次根治,不留后患。在现在边坡治理过程中,越来越多的人开始注意到,在边坡治理过程中,不仅要满足边坡稳定性的要求,还要使边坡与周边环境结合到一起,形成再造绿色人文景观。
2 高陡边坡常用防护方法
2.1 整体喷护
对于稳定性较好的岩质边坡,可在其表面喷射一层素混凝土,防止岩石继续风化、剥落,达到稳定边坡的目的。整体喷混适用于以下几种情况。
(1)适用于岩性较差强度较底易风化或坚硬岩层风化破碎节理发育其表层剥落的岩质边坡。
(2)当岩质边坡因风化剥落和节理切割而导致大面积碎落,以及局部小型坍塌、崩落可采用局部加固处理后,进行大面积喷浆(喷射混凝土)。
(3)对于上部岩层风化破碎下部岩层坚硬完整的高大路堑边坡。
2.2 支挡加固
对于不稳定的边坡岩土体,使用支挡结构(挡墙、抗滑桩等)对其进行支挡,是一种较为可靠的处治手段。它的优点是可从根本上解决边坡的稳定性问题,达到根治的目的。
以上两种治理措施过分的追求强度功效,破坏了多样性自然生态的和谐,工程所到之处,绿色清溪一去不复返,取而代之的是坚硬呆板的水泥和混凝土,而且随着时间的推移,混凝土表面会风化、老化,甚至造成破坏,后期整治费用高,生态环境效果极差。
2.3 植物防护
植物防护是在坡面上栽种树木、植被、草皮等植物,通过植物根系发育,起到固土,防止水土流失的一种防护措施。植被防护的局限性是一般只适用于边坡不高、坡角不大的稳定边坡。
3 喷锚和立体柔性防护技术
对于岩层风化破碎严重、节理发育、破碎岩层较厚的情况可以采用喷锚的措施。它具有较高的强度,较好的抗裂性能,能使坡面内一定深度内的破碎岩层得以加强,并能承受少量的破碎体所产生的侧压力。对于软质岩石边坡或石质坚硬但稳定性较差的岩质边坡,可采用挂网锚喷防护。挂网锚喷是在边坡坡面上铺设钢筋网或土工塑料网等,向坡体内打入锚杆或锚钉将网钩牢,向网上喷射一定厚度的素混凝土,对边坡进行封闭防护。
边坡柔性防护系统是以钢丝绳网为主要特征构件,以覆盖和拦截两种基本形式来防治各类坡面地质灾害和爆破飞石、坠物等危害的。土工格室植草护坡是指在展开并固定在坡面上的土工格室内填充改良客土,然后在格室上挂三维植被网进行喷洒施工的一种护坡技术。利用土工格室可以为草坪植物生长提供稳定良好的生存环境。将挂网与土工格室防护结合在一起,可以避免岩石边坡飞石带来的危害,又增加边坡的美观性,是一种典型的立体柔性防护技术喷锚技术与立体柔性防护技术相结合,发挥二者各自的优点,可有效解决边坡工程防护与生态环境的矛盾,既保证了边坡的稳定,又实现了坡面植被的快速恢复,达到人类活动与自然环境的和平共处,使边坡不仅是一项工程项目,更形成与环境相结合的一个景观。
4 工程实例与效果评价
4.1 工程概况
千灵山边坡工程位于北京千灵山景区入口处,山坡临空面面积约18154m2,其中边坡度较缓区面积约8510m2,边坡陡直区面积9644m2。该工程由3段边坡组成,边坡高度均在30m以上,最大高度为63.5m,属于岩质高陡边坡。
4.2 方案与措施
根据千灵山边坡工程的实际情况,边坡质地主要是岩石,落石较少。设计主要包括步骤和设计内容有以下几点。
(1）根据工程需要,在小于70°的边坡部分主要采用挂网拦截落石,同时运用土工格室植被防护技术。对于>70°的边坡部分采用打入锚杆及喷护混凝土的措施进行防护。
(2）运用FLAC软件计算初始状态下的地应力及安全系数,得出、边坡稳定所需要的锚固力。
(3）在边坡表面加护网,护网采用10×10,之后喷护采色混凝土8cm～10cm。
(4）在坡体内施工预应力锚杆和一定数量的系统锚杆。根据计算,选择锚杆直径为20mm～33mm,锚固长度5m,锚杆间距2m×2.5m梅花型布置。锚杆采用M30防水水泥砂浆灌浆固定。
(5）运用FLAC计算加固状态下的的地应力及安全系数,进行稳定性验算。
(6）对验算后不稳定的地段进行锚杆加固并根据滑动面的埋深,确定所需锚固力。
4.3 施工效果
结合坡度、高度、水文地质条件、边坡危害程度合理选择喷锚和立体柔性防护技术相结合,使其不仅提高了边坡潜在滑移面的抗剪强度、加固了危岩同时与周围环境相结合,形成了边坡景观。
5 结语
喷锚和立体防护技术相结合在此高边坡中的应用,可以解决传统边坡防护措施难以解决的难题。在满足稳定性的同时,使边坡成为与周边环境相结合的景观。喷锚与立体柔性技术相结合可靠的安全保障性、施工的快速标准化和利于环保等综合技术经济优势,及其新颖而巧妙的防护观念和设计思想使边坡柔性防护技术有着很好的推广应用前景。
参考文献
[1] 贺咏梅,彭伟,阳友奎.边坡柔性防护系统的典型工程应用[J].岩石力学与工程学报,2006.
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[4] 王恭先.高边坡设计与加固问题的讨论[J].甘肃科学学报,2003.
【论文关键词】柔性防护系统；矿山地质；环境治理
0.前言
我国将边坡柔性防护系统于 1995 年从外引入，先后应用于水利、公路、铁路等广泛领域，主要治理坡面的浅层危岩落石。柔性防护系统其边坡具有一定的稳定性，抑制边坡遭受风化剥蚀，该系统实施对坡面形态没有具体要求，且不改变和破坏原坡面地貌形态和不影响植被正常生长，最大化实现防护边坡和保护环境的目的。在某区域矿山地质环境的整治中，根据当地的自然地理风貌等，采用柔性防护系统对岩体进行防护施工设计，可有效解决环境遭受破坏以及地质灾害的发生，对环境工程有效实施防护，在实施过程中，要保证实施的工程质量，同时采用经济有效地防治措施对环境形成有效地保护。
1.柔性防护系统及其优势分析
柔性防护系统又被称之为 SNS，其具体是以高强度的钢丝绳柔性网作为主要构成部分，并以覆盖、拦截和紧固等途径来防护坡面岩石崩塌、滚石等危害的一种钢丝绳柔性防护网系统。SNS 本身属于一种主动防护系统，它是在采用国际最新的坡面防护以及岩石拦截标准的基础上设计出来的。与一些传统的施工方法相比，这种系统有效克服了刚性防护施工过程中的种种弊端，它的整个施工采用的是模块化安装方式，不但进一步缩短了施工周期，而且还节省了大量的施工成本。
1.1 SNS的特点
该系统的特点大致可归纳为以下几个方面： 其一，SNS 是以热镀锌钢丝绳作为主要材料的主动防护系统，其具有防护强度高、韧性高以及易铺展性等优点； 其二，经过大量的现场试验和实际工程应用表明，SNS 具有适应任何坡面地形、安装程序系统化和标准化等优点，其开放的系统特征能够使工程对环境的影响降至最低，并且在系统的防护范围内能够充分保持岩石、土体的稳固性； 其三，由于 SNS 采用的热镀锌高强度钢丝绳作为主要材料，这种材料本身具有较高的防腐和防锈性，正常情况下，系统的使用寿命长达 30-50 年； 其四，因系统采用的是模块化安装方式，从而使得参与的安装设备、工程材料以及作业人员等大幅度减少，分体式材料与组合式的安装特点决定了工程安装的易用性； 其五，SNS 是以锚杆之间的支撑绳来实现对边坡潜在灾害的主动防护，这样一来对整个边坡能够形成一种连续的支撑，进而达到局部承载、整体作用的目的。当 SNS 防护系统建成以后，其能够形成一道保护屏障，有助于降低安全事故的发生。
1.2 SNS 的优势
SNS 的优势具体体现在以下几个方面上： 其一，系统充分利用了柔性材料的高防冲击能力和易铺展性，使之能够适应各类边坡和自然坡面的地质灾害防护，并且便于工程量计量和施工质量控制； 其二，由于系统本身具有柔性和布置灵活的特点，使其能够适应各种复杂的地形地貌环境，同时避免了因大量开挖造成的环境破坏以及对边坡稳定性的影响； 其三，系统所具有的开放性能够进一步减小视觉干扰并对原有植被及其生长条件起到一定的保护作用，也为人工绿化的实现提供了便利条件，真正将工程治理与环保和改造融为一体。正是因为 SNS 的这些特点和优势，使其被广泛应用于交通、水电以及矿山等边坡防护领域当中。
2.工程概况
2.1 工程项目实施地点情况
某区域矿山，采矿条件优良，因此露天采矿区较多。一般采矿实施的是露天崩塌法实施开采，可在河北岸山坡见到较大规模的挖损面，造成山体大面积出现，同时对周围的植被以及地貌环境造成严重的破坏。坡面陡峭不平，岩体锋利，形成危岩，岩体的稳定性较差，导致泥石流、滚石以及崩塌现象的发生，这严重影响了正常的交通道路，影响到行人的正常通行。
2.2地层条件
坡体主要低层为层状或片状的白云岩或大理岩，发育多组节理，在风化侵蚀作用下，岩体日益风化成破碎块状结构，导致岩体地层条件极为恶劣。在实施工程修护之前，对地质条件进行勘查，其中矿区边坡地质灾害发育主要为： 第一，坡度相当陡，坡面不平整、坡面高度所占面积大； 第二，坡面的岩石破碎层一般 1.0m 左右，体积较小，局部较为严重的岩体发生变形深度为 3.0m，在该条件的影响下，形成了危岩； 第三，在整个边坡防护中，主要针对边坡所常发生的局部小型崩塌以及落石灾害为主，落石滚落或崩塌的发生，都会造成过往道路的阻塞以及严重威胁行人的健康安全。
3.设计方案
以往常规的方法，多采用削坡、锚杆（ 锚索） 格构的治理措施。这些方式工程量大，施工周期长，尤其在破碎的岩质边坡的施工中，施工难度大，将产生大量的土石方体对环境再次形成破坏，完工后工程构造物与环境的协调性差。清水毕家里矿山环境恢复治理工程的边坡设计方案，经过有关专家和部门的论证，认为针对灾害发育特征及危害方式，采用 SNS 主动柔性防护系统对坡面浅层危岩整体防护，危岩使用加强锚杆锚固以提高其稳定性防治崩塌灾害，最后对坡面覆土绿化，可达到灾害防治与环境恢复的目的。与其它方案相比，施工工艺简便、效率高、经济可行。
3.1施工工艺
第一，清理坡面的浮石和浮土，消除其可能会对防护区域造成的影响，对于局部地形可能会造成整体施工效果实现进行适当调整。第二，确定锚杆位置后，实施打孔，打孔多于低凹处，如地形条件不适宜，则选在贴近坡面的锚杆打孔，并在每一孔位凿一定深度不小于锚杆外漏环套长度的凹坑，一般口径为 20cm，深度为 20cm。第三，于孔内注入泥浆，三天后，实施下一步操作。第四，安装支撑绳，可纵横方向上受力，将其拉开后，用绳卡固定连接。第五，从上至下将格栅网铺挂开，将钢丝绳铺挂同时连接起来，将其进行固定完好。
3.2设计网型
为防止发生地质灾害所造成的岩体滑落或崩塌，对过往的行人以及车辆造成威胁，同时考虑到岩体发生破碎情况和后期坡面的绿化环境等方面的需要，对其实施防护修复，所采用的主要为柔性防护系统，该系统可对整个坡面进行防护。防护网型号选用常规的普通型，主要是由钢丝格栅 + 钢丝绳网等共同组成的双层防护网，可有效抑制崩坍岩体滑落，同时加入钢丝格栅也可阻挡一些较为碎小的岩块，实施绿化时，可有效稳定坡体土城结构，利于植物的生长。一般在实际施工操作中，多采用钢筋锚杆取代使用钢丝绳，因钢丝绳在施工中较难操作使用，且使用可靠性较低。
关键词：生态护坡技术，垄茶高速公路，椰纤维网种植护坡技术，边坡
中图分类号： U412 文献标识码： A
1 垄茶高速公路及边坡概况
垄茶高速是泉南高速公路湖南省茶陵至界化垄段，是国家重点公路泉州至南宁高速公路在湖南省内的最东段，是构成湖南省“五纵七横”公路主骨架的组成部分，同时也是湖南省连接东部沿海地区重要的运输通道，全线位于湖南株洲市茶陵县境内，主线全长45.242km，茶陵连接线6.231km。项目位于湘东盆地丘陵，低山地区，地势总体东高西低，最高海拔高程480m，最低高程92m，地面标高一般在100-180m之间。项目跨域较大，多岩质边坡，部分地段坡度较大。同时，项目区域湖南省属中亚热带季风性湿润气候，雨量充沛，降雨多集中于3～8月，其中4～6月为雨季，3个月降雨量占全年降水量的46%，年均降雨量1370.1mm[7]。大量的雨水对边坡冲击力强，对边坡防护提出更强的挑战。
2 生态护坡
2.1 生态护坡的功能
生态护坡具有以下功能：
(1) 固定边坡通过植被的根系可以有效地固定边坡，较深的根具有锚固的作用，浅根可以将表层的碎石、土壤等固定。
(2) 减少水土流失边坡表层的土壤很少，雨水的冲刷更能减少表层土壤。植物在生长过程中，通过截留降雨能减少降水对地表的冲刷使用；同时，植株的枯枝落叶覆盖在表层后能有效减少土粒的流失。
(3) 增加土壤肥力虽然生态护坡过程中增加了人工土壤，但是土壤肥力的持续增加需 要植物生长过程中枯枝落叶的不断被降解；
(4) 改善局部环境植被的生长能降低噪音，减少光污染，保证行车的安全；同时具有净化空气，降解空气中的汽车尾气的作用；
(5) 美化环境和形成景观通过植物的四季变化和植物种类的选择，能形成不同的景观。
2.2 生态护坡类型
高速公路边坡常用的生态护坡类型有如下几种：
(1)人工种草护坡 人工种草护坡通过人工在边坡撒播草种，通过草的生长固定边坡的一种方式。该技术一般适用于坡度不大的边坡。该护坡技术施工简单、成本低。但是在撒草种的过程中，容易撒播不均匀，同时草籽易被雨水冲走及被鸟类取食等而造成成活率低，从而达不到预期的防护效果。
(2)平铺草毯护坡 平铺草皮护坡是指在边坡人工铺设草皮的一种边坡植物防护措施。在坡度较小，风化较为严重的边坡较为适用，而且要求容易获得草皮。但草皮的铺植前期养护管理较为困难，容易受到各种自然灾害的影响，影响其景观和防护效果。
(3)生态袋护坡 植生袋具有透水、透气，但能防止土壤透出，能在短时间内对边坡起到有效的防护作用，施工快捷、方便。但是植物的生长受到空间的限制，同时边坡的稳定性较差。
(4)网格生态护坡网格生态护坡是通过用砖、石块、混凝土砌块、现浇混凝土等材料形成网格，在网格中栽植植物，形成网格与植物综合护坡系统。
(5) 土壤菌绿化法 土壤菌绿化法其核心及用有效的土壤菌将岩石的风化，土壤化的过程加速数万倍，从而适应草木的生存需求，使草木根系达到岩石内部，使岩石上植物永久生长成为现实，实现岩石，土壤，微生物，植物四者之间的生态平衡。
(6) 椰纤维网种植护坡技术 纤维网植物护坡技术即结合椰纤维地衣，椰粉碎渣等有机绿色工程材料栽植固土护坡植物，在边坡构建一个具有自然生长能力的防护系统，通过植物对边坡进行加固美化的技术。
3 生态护坡技术在垄茶高速公路边坡中的应用
3.1 植物种类的选择
(1) 多选豆科植物 豆科植物具有根瘤菌，能固氮，同时对土壤起到改良的作用,植物部分的花十分漂亮，极具观赏价值,能在土壤环境较差的边坡上生长。
(2) 少量蔷薇科植物 蔷薇科植物的花朵争先开放，有红、粉红、白等，颜色艳丽、且花量大，春季观赏性极高，在早春上点缀极具景观效果。
(3)草坪草草坪景观通透，能起到护坡和衬托景观的作用，因而在边坡防护中也具有一定的应用，观赏性也强。
(4)其它植物其他科属中也有大量能够改良土壤或观赏性较强的先锋树种，如桦木科、鼠李科、杜鹃花科、胡颓子科等。还樟科的乌药、木姜子、商陆科的商陆等。
3.2 生态护坡技术的应用及效果
(1) 针对不同地段采取了合适的生态护坡技术，采取的是人工砌种植槽进行护坡技术，节省人工和成本，植物生长良好，具有自然的野趣；
(2) 根据护坡要求，兼顾景观需求选择合适的植物所选取的植物种类中，以豆科植物为主，兼顾了部分观赏植物种类；
(3) 植物种类选择以乡土植物为主，少量外来植物进行点缀；同时，大胆应用一些乡土植物但是还没有在园林中应用的植物种类.
(4) 根据边坡情况，不要求种植大的乔木，以草本和灌木为主，以避免乔木在后续生长中由于边坡的不稳定造成滑坡；
(5) 采用最新的一些护坡技术，如土椰纤维网种植护坡技术，在实践中取得了良好的效果；
垄茶高速公路生态护坡的应用是对以往边坡生态防护应用的总结和提高，在借鉴以往应用技术的基础上，充分结合了本地的土壤、植被和降水等条件，探索出了一条最经济、最环保，符合景观效果的生态护坡系统。垄茶高速公路生态护坡技术为高速公路生态护坡增加了一条可选路径。为其它高速公路边坡的防护提供了借鉴和参考。
参考文献
[1] 廖乾旭,李阿根,徐礼根,辜再元.高速公路边坡生态恢复的问题与对策[J].中国水土保持科学,2006,4(S):100～102.
关键词：膨胀岩 路堑 边坡防护 破坏机理
中图分类号：U213.15 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（b）-0105-04
膨胀岩土属于特殊岩土，在我国分布较广[1]。因膨胀岩具有显著的胀缩特性，工程中往往不宜做出正确的评价，且施工方法缺乏应变能力，给实际工程带来许多预料不到的危害[2]。近年来，随着高速公路、铁路等工程的建设的快速发展，许多工程涉及到了膨胀岩路堑边坡问题。
工程人员借助工程地质学、岩体力学和土力学等学科的知识和成果，对膨胀岩边坡进行了研究与探讨，在理论和实践两方面均取得了一些进展[3]。蒋忠信等[4]从膨胀岩的胀缩性、碎裂性、低强度性及膨胀岩路堑边坡支护工程的适应性分析入手，提出了以膨胀岩工程地质分类为基础的膨胀岩地区铁路选线和路堑边坡设计原则；答治华等[5]在对膨胀岩边坡进行病害特征地质调查和分析的基础上，提出了膨胀岩边坡的防护加固原则；杨庆等[6]总结近几年的研究成果，认为在处理膨胀岩边坡工程时，应尽量避免原岩扰动，减小活化程度，有效的隔离膨胀岩与水分的接触，做好防排水工作，利用锚杆、锚索、支护或挡板等加固岩体，采取控制与适度膨胀相结合的防治方法；李青云等[7]对南水北调中线工程中的典型膨胀岩进行深入的试验研究，提出了膨胀岩渠坡治理的主要措施和设计施工导则，并对比了不同措施的处治效果。
尽管在工程实践中，对膨胀岩边坡已积累了一定的工程经验，但其边坡病害问题仍不断出现，这与膨胀岩边坡的工程特性与病害机理认识不足不无关系。因此，该文从膨胀岩路堑边坡的病害特征出发，阐述膨胀岩边坡的破坏机理及影响因素，总结了膨胀岩路堑边坡的设计基本原则，并针对其病害提出可采取的防治技术措施，以期为加深对膨胀岩边坡的认识提供一定参考。
1 膨胀岩路堑边坡病害特点
膨胀岩路堑边坡病害多是在工程开挖暴露条件下，因水的作用而发生，暴露失水、风化和降雨是膨胀岩产生强烈干缩膨胀的先决条件。因此，膨胀岩的病害分析必须考虑工程开挖和运营过程中可能引起的工程环境变化。
膨胀岩边坡失稳的特点是在无支护条件下，浅层逐次发生开裂、剥落和滑塌，如图1所示；在有支护条件下，常见表面开裂，严重时支护整体性丧失稳定性。在反复浸水和失水作用下，浅层膨胀岩边坡体反复胀缩，使岩体结构遭破坏，原有力学强度衰减，直至无法自稳而滑塌，巨大的膨胀压力是引起支护结构开裂的根本原因。膨胀岩滑坡往往具有：①季节性；②区域气候性；③逐级牵引性；④渐进性；⑤结构与构造性；⑥浅层性；⑦在相当平缓的边坡上也会发生滑坡。膨胀岩滑坡的这些特征，除了当地的气候和地形等因素外，还与膨胀岩本身所具有的多裂隙结构和构造性有关，其边坡破坏受到软弱结构面的控制，如图2所示。
膨胀岩边坡的破坏形态既不同于岩石的破坏形态，也不同于土体的破坏形态，其破坏形态可分为：①面滑动；②平面张裂滑动；③追踪式阶梯形滑动；④屈服拉裂剪切滑动；⑤弧形滑动；⑥胀裂破坏。工程中最为常见的破坏形态为胀裂破坏。就膨胀岩边坡的变形破坏类型而言，可分为三种破坏类型。①坡体失稳；②坡面失稳；③边坡失稳[8]。其中又以坡面失稳和边坡失稳两种类型为主。坡面失稳的破坏形式有剥落、溜塌、局部崩塌；边坡失稳的破坏形式有坍塌和滑坡。膨胀岩的坡面病害一般发生在边坡表层受气候影响较大的区带内，其深度与大气营力的作用直接相关，但一般不超过lm。湿胀干缩是膨胀岩产生这类病害的原因。坍塌是膨胀岩边坡中最常见的病害形式之一。边坡开挖引起坡脚应力集中，同时膨胀岩岩体结构破碎，吸水膨胀导致岩体强度衰减是产生这类病害的根本原因。坍塌体的边界受到岩体结构面控制，规模不一，大的可波及到整个坡体。
2 膨胀岩路堑边坡破坏机理
膨胀岩边坡在开挖后将经历不同阶段的动态变形。开挖后边坡表现出前缘水平滑动为主，后缘垂直下坐的运动趋势，但裂缝充水，受到持续孔隙水压力作用时，边坡表现出整体滑动趋势。在强膨胀岩中，常沿强度较低的面形成中型滑坡。但下伏砂岩、泥质砂岩中有地下水补给时，滑带可向下发展至膨胀岩内，出现顺层滑动，也可以产生切层滑动。
3 膨胀岩边坡失稳的影响因素
影响膨胀岩边坡失稳的主要影响因素有工程特性、边坡形状和工作条件、干湿效应、开挖及加固措施等[9]。归纳起来，分为三个方面：岩体内在原因、外在环境影响和人类工程活动[10]。①岩体内在原因主要表现在物质组成、裂隙作用和湿化性影响。膨胀岩含有大量亲水粘土矿物，如蒙脱石、伊利石等，具有吸水膨胀和失水干缩特性，这是影响其宏观工程性质的最关键因素。裂隙的存在破坏了岩体的连续性，同时也为风化营力进入岩体提供了通道，使得风化作用随着结构构造面延伸至地表以下较深的部位，也为工程性质更差的裂隙面填充物质提供了场所；此外，裂隙造成了岩体应力集中，为边坡的连续破坏创造条件。湿化性决定着膨胀岩边坡的坡面风化病害特征，同时也影响着边坡的坡体病害。②外在环境因素主要有：气候、地形地貌、地表水与地下水条件等。对于膨胀岩边坡，水的软化作用不容忽视，水能加剧膨胀岩的干湿循环作用，降低滑面（带）岩土强度，促使和加剧滑坡的形成和滑动。气候变迁与气象变化，也常导致膨胀岩边坡失稳，归根结底也是因为水的影响。③人类工程活动的影响。人们在膨胀岩地区所采取的不当工程活动（如勘察不准确、设计方案不合理或施工方法欠妥等）间对边坡稳定性产生不利影响，也是触发滑坡发生和发展的重要因素。
4 膨胀岩路堑边坡的设计原则
膨胀岩边坡的防护设计应基于其变形机制和破坏模式，根据不同的变形机制和潜在破坏模式设计相应的防护加固对策，以“放缓边坡、坡脚支挡、非全封闭防护”为宜[11]。用桩、墙固脚可解决坡脚岩体强度不足的问题并抵御滑动，以采用抗滑桩、重力式抗滑挡土墙或重力式锚杆挡土墙较有效。抗滑桩需要考虑侧壁应力的控制，加大埋深。挡土墙埋深需要超过气候剧烈影响层，考虑附加膨胀力加大截面以抗倾覆[12]。另外，边坡设计时，还必须综合考虑膨胀岩土的类型、性质、填筑条件，工程措施以及地区气候特点等因素。上部边坡放缓至稳定坡率，与岩体低剪切强度相适应。分级留平台以减小趾部压力。坡面防护措施贯彻“允许膨胀力释放和裂隙水排泄”的宜疏勿堵的原则，以采用锚杆框架加草皮护坡和干砌片石护坡等非全封闭防护为宜。若采用全封闭的浆砌片石护坡，则应注意泄水，加大厚度；若采用浆砌片石骨架加草皮护坡，则应加大骨架的埋深和截面，避免浅层溜坍和坡面鼓胀。
现行《铁路特殊路基设计规范》（TB10035-2006）[13]提出膨胀岩路堑边坡设计应遵循：“缓坡率、宽平台、加固坡脚和适宜的坡面防护相结合的原则”；边坡坡率及平台宽度视边坡的高度及岩土质条件按表1设计，边坡高度大于10 m时应结合稳定性分析计算进行设计。同时规范对边坡防护加固给出了应遵循的规定：
a）可能发生浅层破坏时，宜采取半封闭的相对保湿防渗措施；
b）可能发生深层破坏时，应结合浅层破坏，通过边坡稳定性分析确定加固处理措施；
c）膨胀岩强度指标应采用低于峰值强度值，可采用反算和经验指标；
d）支挡结构基础埋深应大于气候影响层深度，反滤层厚度应适当加厚；
e）路堑边坡防护加固类型依据工程地质条件、环境因素和边坡高度按表2～表3设计。
由于膨胀岩的复杂性、可变性和不确定性，地质勘察参数往往难以准确确定，而设计理论尚不完善，且设计方法带有经验性和类比性。因此，膨胀岩地区的路堑边坡工程设计，不应忽视的重要内容是根据施工中的信息反馈和现场监控资料进行不断校核、补充和完善原始设计，即采取信息化设计的原则。
5 膨胀岩边坡防治技术措施
膨胀岩边坡治理的工程实践表明，膨胀岩边坡防治应从边坡控制和边坡治理两个方面着手，综合运用边坡控制和边坡治理技术措施，保证边坡的长期稳定性。边坡控制技术措施主要有：排水工程、削方减载、浆砌片石、格构护坡、植物防护等；边坡治理的措施主要有：抗滑桩支挡、挡土墙支挡及格构锚固等。
5.1 排水工程措施
水分迁移变化是导致膨胀岩工程性状恶化，诱发边坡失稳的重要原因之一。因此，在膨胀岩路堑边坡治理中，要始至终保证边坡不受或降低遭受外界地表水及地下水的侵蚀。在易发生滑坡或已经产生滑坡的边缘上方修筑截水沟，隔离滑坡体以外的地面水，由截水沟引向桥涵或排水沟排出；在坡面上设置树枝状排水沟来排除坡体范围内的地表水；对于坡面裂缝，或截水沟渗水形成的大裂缝，应及时予以充填夯实，防止地表水向下入渗。对于地下水一般以疏导为主，通常设置盲沟排水。
5.2 坡面防护措施
（1）物理防护。
随着大气营力的作用，边坡表层暴露的膨胀岩岩体强度逐渐降低，使得坡面难于维持原有坡率，进而导致坡面病害的产生。因此，膨胀岩边坡坡面防风化是坡面防护的重要内容。目前，常用的物理性坡面防护技术措施主要有：水泥砂浆抹面、喷浆、喷混凝土、灰土捶面、浆砌片石骨架护坡、浆砌片（条、卵）石护坡、锚杆挂网喷混凝土、钢纤维混凝土喷锚、土工织物、植被防护等。这些坡面物理防护技术措施在许多大型工程中已得到广泛应用，但不同的技术措施在使用中各有利弊[14]。
（2）化学防护。
化学防护主要是使用化学改性方法改良膨胀岩土自身的膨胀性。常用的化学改性剂有：DAH（十二胺氯化物）混合溶液、树根桩+CMA混合溶液、土壤生态改性剂、NT无机防水材料等。该类方法主要用于膨胀土边坡的坡面防护[15]。对于膨胀岩坡面防护，不宜采用全封闭措施，护坡过程应以非全封闭或柔性封闭类型为宜。
5.3 坡体支护措施
膨胀岩坡体支护措施有传统的坡脚重力式挡土墙及新型的锚杆框架护坡、板桩墙、锚杆挡土墙等。其中，以浆砌片石坡脚挡墙应用的最多，对弱～中等的膨胀岩边坡支护效果较好。但对于强膨胀岩边坡，因坡脚挡墙设计尺寸不足而出现破坏的实例较多；锚杆框架护坡和锚杆挡土墙在膨胀岩堑坡的应用效果良好，但锚杆框架护坡的框架间坡面岩体的防风化措施必不可少，否则，坡面剥落、碎落、溜塌病害不断发展，会使框架梁支护作用失去效果；边坡较低时可采用干砌片石护坡、浆砌片石骨架护坡，地面反坡时方可采用浆砌片石护坡，草皮作为框架、骨架护坡补充，支撑渗沟、石灰土桩可作固坡之用。土钉墙在膨胀岩边坡工程中应慎用。另外，在弱成岩或强或全风化的膨胀岩堑坡中，支撑渗沟的作用是明显的。
6 结语
膨胀岩是一类受气候和环境影响较敏感的岩土体，因其易扰动，且具有胀缩性、裂隙性、崩解性和流变性等复杂工程性状，使膨胀岩边坡病害及其防治成为工程中的突出难题之一。对于工程中常遇的膨胀岩路堑边坡，应充分认识膨胀岩工程力学特性和病害产生机理，采用综合防治方法，以“稳固坡脚，保湿防渗、刚柔结合、以柔治胀”为主要思路，同时应针对主要病因和膨胀岩性质不同而有所侧重。总之，膨胀岩路堑边坡工程有章可循，但决不可生搬硬套，无论采取何种技术措施，把握膨胀岩的工程力学属性才是根本。
参考文献
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关键词：边坡处治技术，抗滑挡土墙，抗滑桩，锚杆，格构，加筋边坡，加筋土挡墙，注浆
边坡是人类工程活动中最为常见的一种自然地质环境，边坡处治是一项技术复杂、施工难度大的灾害防治工程。随着大型重点工程项目的日益增多，使得边坡处治在公路、铁路、水利、市政、土建、矿山等工程中占有极其重要的地位，特别是在地质条件复杂，人工边坡和自然边坡环境较为恶劣的西部地区，各类工程建设遇到的边坡问题尤为突出。如何准确分析边坡的稳定性，提出既经济又安全的最优处治方案，是人们长期以来不断探索的关键技术问题。
随着工程建设与科学技术的迅猛发展，各种新技术、新方法、新理论源源不断地用于边坡工程的处治当中。人们对边坡的了解更深入，处治措施更加多样化，更趋于经济、安全。边坡处治过程不但注重边坡本身的安全，更加注重对环境的保护和美化。
边坡是否稳定受多种因素的影响，主要有：岩土性质的影响、岩层的构造与结构的影响、水文地质条件的影响、地貌因数、风化作用的影响、气候作用的影响、地震荷载的影响。一个边坡的失稳往往是多种因素共同作用的结果，其破坏形式主要表现为滑坡、崩塌剥落等，严重危及到国家财产和人民的生命安全，因此，边坡处治工程已经成为一项极其重要和突出的任务。
建国早期，我国处治边坡主要采用地表排水、清方减载、填土反压、抗滑挡墙及浆砌片石防护处治等措施。后来，抗滑桩技术和锚固技术的引进成为处治边坡的主要措施。。近期，压力注浆加固手段越来越多地用于边坡处治，成为一种极具广泛应用前景的边坡处治技术。随着科学技术的发展，边坡处治技术将得到进一步的发展，并逐步走向完善。
边坡工程的地质勘查是边坡处治设计前必须进行的一项重要工作。其主要目的是查明边坡的工程地质条件，确定边坡的类型和破坏模式，为边坡稳定性分析和设计计算提供必要的参数，同时给出不稳定边坡的整治建议性措施，从而“对症下药”。
设计开始前，需掌握整个有关边坡的资料，例如工程地质勘查报告、水文条件、地震资料等，为随后的边坡处治提供理论数据和指导依据，使其安全、适用、耐久。
边坡处治的常用措施有以下几种：
1、放缓边坡通常为首选措施，其优点是施工简便，经济，安全可靠。
2、支挡是基本措施，其优点可以从根本上解决边坡稳定性问题，达到根治的目的。
3、加固为主要措施，可分为注浆加固、锚杆加固、土钉加固、预应力锚索加固等。对于一些较难治理的边坡，采用这些技术无疑是最好的选择。
另外，采用植物防护和工程防护也是边坡处治中常见的措施，以达到美观的效果。
下面例举几种常见的措施来说明边坡工程处治技术在现实中的运用情况。
一、抗滑挡土墙的施工：
抗滑挡土墙是目前整治中小型滑坡中应用最为广泛且较为有效地措施。它的布置应根据滑坡位置、类型、规模、滑坡推力大小、滑动面位置和形状，以及基础地质条件等因素综合分析来进行。合理选择墙后填料和墙身材料，保证抗滑挡土墙既能安全正常工作，又降低工程造价。应尽可能在滑坡变形前设置，或在坡脚土体尚未全面开挖前，以较陡的临时边坡分段开挖设置。事先做好排水系统，并掌握施工季节，对墙后的回填土必须分层夯实，达到设计要求。墙体施工时，砌筑砂浆必须饱满，以保证墙体的整体性和刚度，基础埋深必须达到设计要求。
二、抗滑桩的施工：
抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体推力传给桩下部的侧向土体或岩体，依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力，而使边坡保持平衡或稳定。。木桩是最早采用的桩，其特点是就地取材，易于施工，但桩长有限，强度不高，一般用于浅层滑坡治理，临时工程或抢险工程。钢桩强度高，施打容易、快捷，但受桩身断面尺寸限制，造价偏高。钢筋混凝土桩是广泛采用的桩，施工方法多样，可打入、静压、机械钻孔和人工钻孔就地灌注。灌注桩施工从总体上来看比较简单，但在成孔及钢筋笼吊放和混凝土灌注中也经常出现一些问题，如坍孔、钻孔偏斜、钻孔漏浆等。施工中要熟悉工艺要求，操作要点，严格控制质量，规范现场管理。
三、锚杆的施工：
岩土锚固技术是把一种受拉杆件埋入地层中，以提高岩土自身的强度和自稳能力的一种技术。在边坡工程中，当潜在的滑体沿剪切滑动面的下滑力超过抗滑力时，将会出现沿剪切面的滑移和破坏。在许多情况下单纯采用削坡或挡墙往往是不经济或难以实现的，这时可用锚杆加固边坡，它能够提供足够的抗滑力，并能提高潜在滑移面上的抗剪强度，有效地阻止坡移，这是一般支挡结构所不具备的力学作用。锚杆施工包括施工准备、造孔、锚杆制作与安装、注浆、锚杆锁定与张拉等五个环节。第一步就是按照施工图的要求造孔，锚杆钻孔应满足设计要求的孔径，长度和倾角，采用适宜的钻孔方法确保精度，要使后续的杆体插入和注浆作业能顺利进行。在锚杆制作上，棒式锚杆的制作非常简单，一般首先按要求长度切割钢筋，并在外露端加工成螺纹以便安放螺母，然后在杆体上每隔2~3m安放隔离件以使杆体在孔中居中。最后对杆体进行防腐处理。其次，锚孔一般采用水泥浆或砂浆灌注，浆液的拌合成分，质量和灌注方式在很大程度上决定了锚杆的粘结强度和防腐效果，因此要严格把握浆材质量，浆液性能，注浆工艺和质量，最后，在锚杆的张拉过程中应注重张拉设备选择、标定、安装、张拉荷载分级、锁定荷载以及测量精度等方面的质量控制。
四、格构加固边坡的施工：
格构加固技术是利用浆砌块石，现浇钢筋混凝土或预制预应力混凝土进行边坡坡面防护，并利用锚杆或锚索加以固定的一种边坡加固技术。浆砌块石格构应嵌置于边坡中，嵌置身度大于格构截面高度的2/3，护坡坡面应平整、密实，无表层溜滑体和蠕滑体，块石可采用毛石或条石，规格应符合相关设计要求，格构每隔10~15m设置伸缩缝，缝宽2~3cm，填塞麻油沥青。钢筋混凝土格构可嵌置于边坡中或上覆边坡上，护坡坡面应平整、密实，水泥等原材料应符合相关设计要求。
五、加筋边坡和加筋土挡墙的施工：
加筋土技术实际上是一种土工增强技术，通过在土中放入加筋材料以提高土的强度，增强土体的稳定性。它与传统的支挡结构相比，具有结构新颖，造型美观，技术简单，施工方便，节省材料，工期短，造价低，适应性强，应用广泛等特点，在国内尤其是公路、水运、铁路等部门应用较多，取得了巨大的经济效益和显著地社会效益。加筋材料可分为天然植物、金属、合成材料、复合材料，是加筋土结构的关键部分。加筋边坡的施工方法与一般堤筑工程类似，首先需要平整坡底和基础，其次铺放加筋材料，最后再铺土压实。加筋土挡墙施工一般包括基槽开挖、地基处理、基础施工、面板预制和安砌、加筋材料铺设、填料采集、摊铺、压实以及附属工程的施工等，其中加筋材料的质量以及填料压实质量为施工质量控制的关键。
六、注浆加固边坡的施工：
注浆加固技术是用液压或气压把能凝固的浆液注入物体的裂缝或孔隙，以改变注浆对象的物理力学性质，以满足各类土木建筑工程的需要。注浆加固技术在边坡处治中的应用有两个方面，一是对于由崩滑堆积体、岩溶角砾岩堆积体，以及松动岩体构成的极易滑动的边坡或由于开挖形成的多卸荷裂隙边坡，对坡体注入水泥砂浆，以固结坡体并提高坡体强度，避免不均匀沉降，防止出现滑裂面；二是对于正滑动的边坡，存在潜在滑面或不稳定的滑坡，运用注浆技术对滑带压力注浆，从而提高滑面抗剪强度，提高滑体稳定性。由此可见，边坡注浆加固一般适用于以岩石为主的滑坡、崩塌堆积体、岩溶角砾岩堆积体、以及松动岩体边坡。。注浆施工前必须进行原位现场调查及注入实验，制定详细的施工计划和管理方案。其常用方法按照注入方式可以分为钻杆法、花管法、双层管双栓塞法、同步注浆法、压实注浆法、布袋注浆法、高压喷射搅拌法等。
综上所述，边坡处治技术措施已被越来越多地运用到工程实践中，不仅如此，在进行边坡设计，滑坡治理中充分结合生态工程绿化、美化环境、保护和恢复自然，促进人类文明的可持续发展正越来越受到全世界的重视。我们已经不能满足于只是单纯的把某种技术运用在处治边坡的过程中，而要放眼于未来，把边坡 环境紧密地结合起来，这也是边坡处治技术运用的升华，是今后发展的重要方向。
参考文献：赵明阶何光春 王多垠 《边坡工程处治技术》人民交通出版社
1.1边坡稳定性的影响因素①地质构造。地质构造因素主要是指边坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层和节理裂隙的发育程度以及新构造运动的特点等。通常在区域构造复杂、褶皱强烈、断层众多、岩体裂隙发育、新构造运动比较活跃的地区，往往岩体破碎、沟谷深切，较大规模的崩塌、滑坡极易发生。②岩体结构。不同结构的岩体，物理力学性质差别很大，边坡变形破坏的性质也不同。③风化作用。边坡岩体，长期暴露在地表，受到水文、气象变化的影响，逐渐产生物理和化学风化作用，出现各种不良现象。当边坡岩体遭受风化作用后，边坡的稳定性大大降低。④地下水。处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用，使坡体的有效重力减轻；水流冲刷岩坡，可使坡脚出现临空面，上部岩体失去支撑，导致边坡失稳。⑤边坡形态。边坡形态通常指边坡的高度、坡度、平面形状及周边的临空条件等。一般来说，坡高越大，坡度越陡，对稳定性越不利。⑥其他作用。此外，人类的工程作用、气象条件、植被生长状况等因素也会影响边坡的稳定性。
1.2边坡工程稳定性分析方法
1.2.1边坡极限平衡法。极限平衡法是根据边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理(即静力平衡原理)分析边坡各种破坏模式下的受力状态，以及利用边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。极限平衡法是边坡稳定分析计算的主要方法，也是工程实践中应用最多的一种方法。
1.2.2边坡可靠性分析法。边坡工程是以岩土体为工程材料，以岩土体天然结构为工程结构，或以堆置物为工程材料，以人工控制结构为工程结构的特殊构筑物。这些构筑物都程度不同地存在组成和结构上的不均匀性，天然边坡尤为突出，因为构成边坡的地质体经受长期的多循环的地质作用，而且作用强度不一，且又错综复杂，致使它们的工程地质性质差异很大。现阶段边坡可靠度分析的常用方法有蒙特卡洛模拟法，可靠指标法，统计矩法以及随机有限元法。
2边坡工程处治技术
2.1抗滑桩技术边坡处置工程中的抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体推力传给桩下部的侧向土体或岩体，依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力，从而使得边坡保持平衡或稳定。抗滑桩与一般桩基类似，但主要承受的是水平荷载。钢筋混凝土桩是目前边坡处治工程广泛采用的桩材，桩断面刚度大，抗弯能力高，施工方式多样，其缺点是混凝土抗拉能力有限。抗滑桩施工最常用的方法是就地灌注桩，机械钻孔速度快，桩径可大可小，适用于各种地质条件；但对地形较陡的边坡工程，机械进入和架设困难较大。钻孔时的水对边坡的稳定也有影响。人工成孔的特点是方便、简单、经济，但速度慢，劳动强度高，遇不良地层(如流沙)时处理相当困难。另外，桩径较小时人工作业面困难。
2.2注浆加固技术注浆加固技术是用液压或气压把能凝固的浆液注入物体的裂缝或孔隙，以改变注浆对象的物理力学性质，从而满足各类土木建筑工程的需要；注浆加固技术的成败与工程问题、地质问题、注浆材料和压浆技术等直接相关，如果忽略其中的任何一个环节，都可能造成注浆工程的失败。工程问题、地质特征是灌浆取得成功的前提，注浆材料和压浆技术是注浆加固技术的关键。
2.3加筋边坡和加筋挡土墙技术加筋土是一种在土中加入加筋材料而形成的复合土。在土中加入加筋材料可以提高土的强度，增强土体的稳定性。因此，凡在土中加入加筋材料而使整个土工系统的力学性能得到改善和提高的土工加固方法均称为土工加筋技术，形成的结构亦称为加筋土结构。和传统支挡结构相比，加筋边坡和加筋挡土墙的特点有：结构新颖、造型美观、技术简单、施工方便、要求较低、节省材料、施工速度快、工期短、造价低廉、效益明显、适应性强、应用广泛等。由于加筋边坡和加筋挡土墙的这些优点，目前其已从公路路堤、路肩发展到应用于其他各种支挡结构和边坡防护。目前已用于处理公路边坡、市政建设、护岸工程、铁道工程路基边坡、工民建配套的支挡及边坡工程、防洪堤、林区工程、工业尾矿坝、渣场、料场、货场等；甚至还用于危险品或危险建筑的围堰设施等。
2.4锚固技术岩土锚固技术是把一种受拉杆件埋入地层中，以提高岩土自身的强度和自稳能力的一门工程技术。由于这种技术大大减轻结构物的自重，节约了工程材料并确保工程的安全和稳定，具有显著的社会效益和经济效益，因而目前在工程中得到极其广泛的应用。锚杆在边坡加固中通常与其他只当结构联合使用，例如以下几种情况：①锚杆与钢筋混凝土桩联合使用，构成钢筋混凝土排桩式锚杆挡墙。排桩可以是钻孔桩、挖孔桩或预置桩；锚杆可以是预应力或非预应力锚杆，预应力锚杆材料多采用钢绞线(预应力锚索)、四级精轧螺纹钢(预应力锚杆)。锚杆的数量根据边坡的高度及推力荷载可采用桩顶单锚点作法和桩身多锚点作法。②锚杆与钢筋混凝土格架联合使用形成钢筋混凝土格架式锚杆挡墙。锚杆锚点设在格架节点上，锚杆可以是预应力锚杆(索)或非预应力锚杆(索)。这种支挡结构主要用于高陡岩石边坡或直立岩石切坡，以阻止岩石边坡因卸荷而失稳。③锚杆与钢筋混凝土板肋联合使用形成钢筋混凝土板肋式锚杆挡墙，这种结构主要用于直立开挖的Ⅲ，Ⅳ类岩石边坡或土质边坡支护，一般采用自上而下的逆作法施工。④锚杆与钢筋混凝土板肋、锚定板联合使用形成锚定板挡墙。这种结构主要用于填方形成的直立土质边坡。
2.5预应力锚索加固技术用高强度、低松驰型钢绞线预应力锚索对滑坡体或崩落体施加一定的预应力，提高它们的刚度，使预应力锚索作用范围的岩石相应挤压，滑动面或岩石裂隙面上摩擦力增大，加强它们的自承能力，可有效地限制岩体的部份变形和位移。
2.6排水工程的设计地表排水工程的设计要求：①填平坑洼、夯实裂缝。坡面产生坑洼和裂缝，往往是滑坡的先兆，也是导致严重滑坡的主要原因。大气降雨、地表水就会汇集在坑洼处或沿着裂缝渗入土层，使土的抗剪强度降低，造成坡体滑动。因此，对坑洼和裂缝应仔细查找，认真夯填。②合理确定截水沟的平面位置。截水沟的平面布置，应尽量顺直，并垂直于径流方向。如遇到山坡有凹地或小沟时，应将凹地填平或与外侧挡土墙相连，内侧与水沟联结，避免水沟内的水流越出或渗入截水沟沟底，导致水沟破坏。应该结合边坡的区域地貌、地形特点，充分利用自然沟谷，在边坡体内外修筑截水沟、平台截水沟、集水沟、排水沟、边沟、急流槽等，形成树杈状、网状排水系统，以迅速引走坡面雨水。
3结语
论文对常用边坡工程的处治措施进行了初步探讨，指出了常用边坡工程处治措施的适用性，然而随着工程建设规模的不断增大，边坡高度增高，复杂性增大，对边坡处治技术的要求也越来越高。可以预见，随着科学技术的发展，边坡处治技术将得到进一步的发展，并逐步趋于完善。
参考文献：
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[3]郭长庆，梁勇旗等.公路边坡处治技术.北京：中国建筑出版社.2007.5.
关键词：膨胀土；边坡；治理
Abstract: the expansive soil has always been a global construction hazard problems, this paper, from the expansive soil slope failure mechanism and damage characteristics, this paper introduces the principle of expansive soil prevention and control, and puts forward the measures of prevention expansive soil slopes of expansive soil slope of the control has the positive significance.
Keywords: expansive soil; Slope; management
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
所谓膨胀土，是指具有较大的吸水后显著膨胀、失水后显著收缩特性的高液限粘土，其因胀缩性(遇水膨胀、失水收缩)、裂隙性及超固结性“三性”复杂的共同作用，使得膨胀土的工程性质极差，在工程建设中，膨胀土作为建筑物的地基常会引起建筑物的倾斜、开裂而破坏，作为开挖介质时可能在开挖体边坡产生滑坡失稳现象，作为堤坝的建筑材料则可能在堤坝表面产生滑动，因此，膨胀土也被岩土工程界称为灾害性土。在我国，膨胀土分总面积达10万以上，涵盖广西、云南、江苏、湖北、四川等20多个省(区)。以广西为例，全区有27个县、7个市有膨胀土分布，其中以南宁、百色等四市及宁明、田阳等五县分布最广、破坏最严重，据不安全统计，膨胀土对广西建筑物的破坏面积达数百万平方米，损失达数千万元。因此，研究膨胀土边坡破坏机理及治理措施，具有积极的现实意义。
1膨胀土边坡破坏机理及特点
膨胀土的成因多数为残坡积土，其生成一是基性火成岩或中酸性火成岩风化而成，二是与不同时代的粘土岩、页岩、泥岩的风化密切相关。因此，膨胀土的分布地域性较强，且随着母岩的分布而分布。对于膨胀士边坡的破坏理论，国内外许多学者均做了很多研究，其中，Bjerrum及A．w．Bishop认为膨胀土边坡由于应力集中及吸水等原因会造成土质软化，导致粘聚力c随时间而降低，引起滞后破坏；Skempton及R．J．Chandler认为滞后破坏的根本原因，除由于存在裂隙使粘聚力c随时间减小外，关键因素为孔隙水压力使平衡的速度非常缓慢所致。廖世文等认为，膨胀土边坡的变形破坏实际上由土体在风化营力作用下，经往复干缩湿胀效应致其抗剪强度逐渐衰减所致，此外还有一些学者从土力学角度分析雨水渗入对膨胀土堑坡表层稳定性的影响。综合以上研究可见，膨胀土边坡破坏的根本性原因是其自身内在特性所致，具体如表1所示，诱发因素为降雨及地表泾流的影响。
表1膨胀土边坡破坏机理分析
与其他土质的边坡破坏相较，膨胀土边坡具有如下破坏特点：1）浅层性。即膨胀土滑坡的深度一般仅2m左右，最深不超过4m，这是与裂隙的开展深度及受气候影响的风化深度有关。2）逐级牵引性。据对滑坡过程的观测表明，滑动时水平向的变形在坡顶部位较小，底部及坡腰处位移大，因此，作为应力集中区，滑坡往往先从底部开始，并逐渐向上发展形成渐进性滑坡。3）缓坡滑动。由于膨胀力的作用，膨胀土边坡在坡度很缓的条件下也会发生破坏，这与一般性土质边坡滑动有所不同。
2膨胀土边坡治理原则
结合上述膨胀土特性及其变形规律的研究，要对膨胀土边坡进行防治，其总原则可概括为“治坡先治窝，治基要治坡，治土必保湿，保湿须排渍”，具体如下：
2.1治窝
首先，针对面积较大的滑坡体，要从根源上治理，在平整场地中彻底挖掉；其次，采用自下而上分级建设，先挡住滑舌，再在滑坡体上布置建筑物，并使建筑物基础持力层穿透滑动临界面以下约2m，让建筑物分别起到抗滑的作用，以确保滑体趋于稳定状态；最后，在滑坡体以外，在浇筑一定数量灌注桩后再在桩外分段开挖砌筑挡土墙。
2.2治坡
大于8°的膨胀土边坡，在大气影响深度范围内土体向下蠕动，在土层抗剪强度大大下降时产生地裂，蠕动相伴地裂而生互相影响，影响深度及大气影响深度一致，其中以坡肩表现最为严重。因此，在平整场地时结合地形特点分台平整，陡坡窄平、缓坡宽平，但在分台中必须处理新出现的台坎边坡等不利地质因素，合理利用。台与台之间可设置重力式挡土墙，并做好墙面勾缝及泄水孔，封闭挡墙顶面的场地。挡墙高度以小于3m为宜，若超过3m则应错台处理，挡墙上部可放1:2～1:3的土坡并夯实，用片石或植被护坡，从而使得挡墙上部土体及墙底持力层保持稳定。
2.3治湿
膨胀土地基吸水膨胀、失水干缩的特性往往造成建筑物及构筑物的开裂，因此，要使膨胀土保持相对稳定的含水量以确保土体保持相对安全性，必须在建筑物周围创造良好的排水和保湿条件。对此，为保持建筑物基底含水量的稳定性，应在建筑物周围设计坡度约为2.5%的柔性散水，坡面宽不小于1.5m。
2.4治渍
膨胀土边坡地面上的渍水会导致建筑物周围膨胀土湿软，降低地耐力，造成建筑物局部下沉开裂，此破坏现象在为膨胀土地区最为常见。因此，为保证膨胀土场地含水量变化的同一性及控制在允许的范围之内，在处理建筑物周围地基及排水时必须防止渍水现象。
3膨胀土边坡防治措施
膨胀土边坡的治理思路是通过一定的措施解决表层土体浸水变形以至强度衰减以及土体浸水引发膨胀力的问题，具体如下：
3.1 改性法
改性法即改变膨胀土特性，消除其原有的湿胀干缩特性成为适用土。主要如下：1）化学加固。膨胀土的主要成分是伊利石、蒙脱石、高岭石，可用化学方法使之与、及离子进行交换，从而改变膨胀土的性质，起到防护目的。2）石灰改良。即在膨胀土边坡上打入一定数量的孔，孔内装入石灰或石灰土，与膨胀土成分进行离子交换，改变膨胀土性质，起到防护目的。3)燃烧法。在坡顶面一定范围内的大气活动带内，打入相对数量的水平方向孔与垂直孔，孔与孔互相连通，用火加热到一定温度使之燃烧，使膨胀土失去膨胀性，使含水率降低，内摩擦角及粘聚力提高，以起到防护目的，坡面再用石灰拍实。
3.2 封闭法
自然气候干湿变化导致的胀缩变形是膨胀土工程病害的主要因素，因此可通过封闭法，隔绝自然气候变化对膨胀土的影响，从而达到防治膨胀土病害的目的。具体如下：1）掺石灰粘土回填或人工换土回填。该法适用于坡高小于10的中弱膨胀土边坡，边坡自上而下开挖，每2米设置作业平台，边坡适当超挖，用掺石灰粘土或非膨胀粘土回填回填拍实，再在边坡上砌石防护，如有必要，可设置挡土墙。该法能及时封闭边坡，但易于忽略边坡中存在的软弱夹层、强膨胀土层和节理较发育的裂隙。2）人工草皮。该法主要适用于高度小于6的弱膨胀土边坡，在网状格栅撒上粘土及种子，待长草后移到要防护的坡面，以起到及时封闭的作用。3）灰土包围法。边坡超挖一定宽度，用石灰土回填分层压实至坡项，边坡用石灰土包围一定厚度，坡顶面一定宽度范围内用石灰拍实，边坡用预制块防护，坡面植草皮防护。
3.3 支挡法
支挡法主要是用支挡结构物提供的抗滑力，来平衡膨胀土边坡的下滑力，达到稳定边坡的目的，在实际应用中，经常采用支挡结构同护坡相结合的方式。1）挡土墙防护。是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物。挡土墙分坡脚墙、坡腰墙和坡顶墙。2）加筋挡土墙。在膨胀土中加入拉筋，利用拉筋与土体之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙由填料、在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成。3）土钉墙。通过土钉技术的加固使其与膨胀土边坡成为一个复合挡土结构，充分发挥土体的空间支护作用，使边坡位移和变形及时得到约束限制。4）抗滑桩。通过穿过滑坡体深入于滑床的桩柱，用以支挡滑体的滑动力，进而稳定边坡。5）锚杆。作为深入土层的受拉构件，锚杆一端深入边坡土体中，另一端与工程构筑物连接，以阻抗膨胀土变形破坏。6）钢筋网。由横向及纵向钢筋十字交叉通过绑扎或焊接制作而成的网来防护膨胀土边坡。7）喷射混凝土。用压力喷枪喷涂灌筑细石混凝土于膨胀土坡面，从而阻止风化及雨水的入渗。
总之，膨胀土是影响工程建设的一种特殊土质，在实际工程中，其破坏力巨大，我们要解决膨胀土的问题，应着重从影响其物理力学性质变化的内在因素和外在因素上考虑，从而通过改变土的力学性质达到处理目的。
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