邊坡受降雨的作用機理及防治對策探討

摘要：邊坡受降雨作用后出現失穩的情形較多，也是常見的自然災害之一，分析降雨對邊坡的作用機理，并提出相應的防治策略有著重要的現實意義。文章針對該問題展開討論，首先分析降雨對邊坡的作用機理，再分別對治理地表水及地下水兩個方面提出防治策略。

關鍵詞：邊坡治理；降雨；作用機理；防治對策；抗剪強度；靜水壓力

中圖分類號：TD824 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）33-0100-03

1 降雨對邊坡的作用機理

降落的雨水滲入邊坡后，提高了邊坡土體的含水率，相應其重度也有所增加，滑移面的剪應力也越來越大；在受到雨水的入滲作用后，土體的力學性能也會發生改變，降低其內聚力與抗剪強度。在雨水滲入邊坡過程中，邊坡土體受自重增加以及強度降低兩個因素的影響，當這種影響達到一定程度即導致邊坡失穩。具體可以通過以下幾點具體分析：

1.1 降雨滲入降低土體的抗剪強度

1.2 降雨會對地下水產生補給作用

降雨的滲入會提高邊坡土體的含水率，受降雨作用，雨水沿著土體裂縫逐漸滲入到邊坡內，其在運移至坡腳的過程中，會對土體產生動水壓力；而坡內的黏性土又具備一定的隔水作用，阻礙雨水繼續下移，導致其在坡內聚集；雨水越滲越多，坡內的水位就越來越高，最終在邊坡土體內形成靜水壓力，對邊坡的穩定性產生不利影響。此外，地下水滲流過程中會作用于土體顆粒，土體顆粒間易溶的膠結物隨水流失后就會降低其黏結強度與內摩阻系數，從而導致邊坡失穩。

1.3 降雨對邊坡的沖蝕作用

如果降雨強度大于入滲強度，則坡面就會產生下流水力沖刷作用。降雨對邊坡坡面的沖蝕過程如下：首先雨水會對坡面造成濺蝕，逐漸形成面蝕，而后慢慢沖刷為細溝沖蝕，再到澆溝沖蝕，最終出現崩塌、滑坡的現象。沖蝕的主要動力來源于降雨及其形成的坡面流。

2 邊坡治理措施

2.1 地表水的治理

只有防止地表水滲入坡體失穩地區，才可有效治理地表水造成的邊坡失穩現象，因此要采取相應的排水措施。具體防治對策如下：

2.1.1 設置排水溝。通常可以在坡頂距離邊沿4m左右的位置設置外圍截水排水溝，以降低地表徑流向邊坡土體的入滲；如果邊坡的穩定性不良或者遭遇多次測坡，則其外圍截水水溝可以設置在其后緣最遠處裂縫5m外的穩定斜坡面處；為了及時排出順坡流及坡面內排水孔流出的水，還要在邊坡的坡腳位置設置排水溝。在設置排水溝時要注意，具體的尺寸設計要以工程所在地基于最大降雨強度條件下不漫溝為準，結合工程的實際地形條件設置溝底高程與溝底比降；如果在平面上布置排水溝，則視具體地形而定，通常以“人”字形展布。

2.1.2 邊坡加固措施。除設置排水溝外，還可以通過加固邊坡來提高其穩定性。針對一些受地下水位影響較小的邊坡，可以利用噴射混凝土防護的方法來保護截水溝、排水溝范圍內的天然地表與開挖坡面，通常混凝土的噴射厚度控制在10～15cm；如果邊坡的某些部位風化比較嚴重，則必須采用掛網噴射混凝土的方案。需要注意的是，混凝土防護區內間隔4m左右就要設置一個排水孔，直徑約為5～10cm，深為5～20cm，經過排水孔排出的水可以匯集至坡面縱橫排水溝后排走。此外，在邊坡治理過程中經常遇到一些大面積的封閉式防護要求，比如邊坡山體比較平緩，地下水位處于弱化風層以上，無法徹底切斷地下水的補給源，這種情況下就不能采用噴射混凝土的方法，而需要選擇空心磚植草護面的措施。空心磚植草護面不僅可以防護坡面，而且對地下水的排泄不會產生影響，還可以對邊坡的生態環境起到保護作用。不過需要注意一點，空心磚植草護面方案同樣要求在適當的位置鉆取排水孔，具體深度根據地下水的位置與埋深

而定。

2.2 地下水的治理

針對地下水的治理可以采取以下措施：

2.2.1 設置排水洞。設置排水洞的主要目的是攔截滑坡體后山或者其后部深層的地下水，降低滑坡內的地下水位。通常在滑坡體后緣、滑動面以下設置橫向攔截排水洞，其垂直于地下水的流向；而滑坡體內可以設置縱向排水洞，兩側要設置分支截排水洞仰斜排水孔，同樣要垂直于地下水流向。相對而言，該方法是排除坡體內地下水最有效的措施，不過工程規模大且成本高。

2.2.2 設置排水盲溝。如果滑坡體內存在積水濕地或者泉水露頭時，可以把排水溝的上端做成滲水盲溝，其深入濕地內部，可以及時將濕地內的上層滯水疏通排泄出去。要注意用塊石或者碎石將滲水盲溝填實，不得含泥，盲溝兩側與頂部要設置反濾層。

2.2.3 排水孔幕。在排水洞設置排水孔幕的主要目的是降低地下水位，降低地下水的水滲壓力。邊坡處于不同的巖區，其排水孔幕的布置形式也各不相同，通常普通巖段采用一排鉛直孔的形式即可；如果工程所在區域地下水富集，則可以采用兩排或者兩排以上的排水孔；排水孔盡量采用仰孔的形式，可以提高排水效果；通常排水孔的直徑在5～10cm之間，而孔深則在5～30m之間。

3 結語

總之，降雨對邊坡的作用主要表現在兩個方面：一方面是邊坡非飽和區域受到雨水的入滲作用，吸力與土體強度均有所降低，造成邊坡失穩；另一個方面則是雨水會對邊坡坡面產生侵蝕作用，導致邊坡失穩。針對這類情況，要視工程的具體情況采取有針對性的治理措施，做好邊坡地表水與地下水的治理工作，從而提高邊坡的穩定性。

參考文獻

[1] 張高杰，鄭玉元，夏江黔.軟巖基坑邊坡破壞機理及其防治方法探討[J].內江科技，2012，（3）：30-31.

[2] 謝仁斌.邊坡水毀防治在公路工程施工過程中的重要性研究[J].中國新技術新產品，2012，（6）：56.

[3] 楊鋒.淺談膨脹土邊坡滑坡機理及防治措施[J].安徽建筑，2011，（6）：120-121.

[4] 任建德.基于改善邊坡巖土體力學強度的滑坡防治措施[J].黑龍江科技信息，2011，（29）：321.

[5] 袁國慶，檀瑞青，張明森，等.雙江口水電站環境邊坡孤石及危巖體發育特征與防治措施[J].四川地質學報，2011，（4）：435-437.

[6] 余勝祥，和耀林，楊世賢，等.維德二級公路典型土質邊坡破壞機制及防治措施研究[J].中外公路，2011，（6）：81-85.

[7] 肖碧，王逢睿.黃土基坑邊坡滑坡病害成因分析與防治對策——以準格爾煤礦選煤廠產品倉基坑邊坡滑坡防治工程為例[J].四川建材，2010，（4）：78-80.

作者簡介：覃京音（1974-），男（壯族），廣西來賓人，廣西地礦建設工程有限公司工程師，研究方向：水文地質、地質災害勘查、設計與治理以及巖土爆破工程。

（責任編輯：秦遜玉）