关键词：高边坡抗滑结构锚固减载排水治理水利水电工程
边坡稳定问题是水利水利和水电工程中经常遇到的问题。边坡的稳定性直接决定着工程修建的可行性，影响着工程的建设投资和安全运行。
我国曾有几十个水利水电工程在施工施工中发生过边坡失稳问题，如天生桥二级水电站厂区高边坡、漫湾水电站左岸坝肩高边坡、安康水电站坝区两岸高边坡、龙羊峡水电站下游虎山坡边坡等等。为治理这些边坡不但耗去了大量的资金，还拖延了工期，成为我国水利水电工程施工中一个比较严峻的问题，有的边坡工程甚至已经成为制约工程进度和成败的关键。我国正在建设和即将建设的一批大型骨干水电站，如三峡、龙滩、李家峡、小湾、拉西瓦、锦屏等工程都存在着严重的高边坡稳定问题。其中三峡工程库区中存在10几处近亿立方米的滑坡体，拉西瓦水电站下游左岸存在着高达700m的巨型潜在不稳定山体，龙滩水电站左岸存在总方量1000万m3倾倒蠕变体等。这些工程的规模和所包含的技术难度都是空前的。因此，加快水利水电边坡工程的科研步伐，开发出一套现代化的边坡工程勘测、设计、施工、监测技术，已经成为水利水电科研攻关的重大课题。
高边坡的地质构造往往比较复杂，影响滑坡的因素也很多，因此，我国广大水电科技人员在与滑坡灾害作斗争的过程中，不断总结经验教训，积极开展科技攻关，总结出了一整套水电高边坡工程勘测、设计和施工新技术，成功地治理了天生桥二级、漫湾、李家峡、三峡、小浪底等工程的高边坡问题。本文仅就水利水电工程岩质高边坡的加固与整治措施作一简要介绍。
一、混凝土抗滑结构结构的应用
1.1混凝土抗滑桩
我国在50年代曾在少量工程中试用混凝土抗滑桩技术。从60年代开始，该项技术得到了推广，并从理论上得到了完善和提高。到80年代，高边坡中的抗滑桩应用技术已达到了一定的水平。
抗滑桩由于能有效而经济地治理滑坡，尤其是滑动面倾角较缓时，其效果更好，因此在边坡治理工程中得到了广泛采用。如：天生桥二级水电站于1986年10月确定厂房下山包坝址后，11月开始在厂房西坡进行大规模的开挖，加上开挖爆破和施工生活用水的影响，诱发了面积约4万m2、厚度约25～40m、总滑动量约140万m3的大型滑坡体。初期滑动速度平均每日2mm，到次年2月底每日位移达9mm。如继续开挖而不采取任何工程处理措施，预计雨季到来时将会发生大规模的滑坡，为此，采取了抗滑桩等一整套治理措施。
抗滑桩分成两排布置在厂房滑坡体上，在584m高程上设置1排，在597m高程平台上设置1排，桩中心距6m，桩深为25～39m，其中心深入基岩的锚固深度为总深度的1／4，断面尺寸为3m×4m，设置15kg／m轻型钢轨作为受力筋，回填200号混凝土，每根抗滑桩的抗剪强度为12840kN，17根全部建成后，可以承受滑坡体总滑动推力218280kN。
第一批抗滑桩从1987年3月上旬开工，5月下旬开始浇筑，6月1日结束。第二批抗滑桩施工是在1987～1988年枯水期内完成的。
抗滑桩开挖深度达3～4m后，在井壁喷30～40cm厚的混凝土。对岩体较好的井壁采用打锚杆、喷锚挂网的方法进行支护，喷混凝土厚度10～15cm。对局部塌方部位增设钢支撑。抗滑桩开挖到设计要求深度后，进行钢筋绑扎和钢轨吊装。
混凝土浇筑采用水下混凝土的配合比，由拌和楼拌和，混凝土罐车运输直接入仓，每小时浇筑厚度控制在1.5m内，特别是在滑动面上下4m部位，还需下井进行机械振捣。在浇到离井口5～7m时，要求分层振捣。每个井口设两个溜斗，溜管长度为10～14m，管径25cm。
抗滑桩的建成，对桩后坡体起到了有效的阻滑作用。
天生桥二级水电站厂房高边坡采用打抗滑桩、减载、预应力锚杆、锚索、排水、护坡等综合治理措施后，坡体的监测成果表明：下山包滑坡体一直处于稳定状态，而且有一定的安全储备。
安康水电站坝址区两岸边坡属于稳定性极差的易滑地层，由于对两岸进行了大规模的开挖施工，所形成的开挖边坡最大高度达200余m，单坡段一般高度在30～40m。大量的开挖造成边坡岩体的应力释放，断面暴露，再加上雨水的侵入，破坏了边坡的稳定，致使边坡开挖过程中发生十几处大小不等的工程滑坡，严重地影响了工程的施工，成为电站建设中的重大技术难题。
采用抗滑桩是稳定安康溢洪道边坡的主要手段，在263m高程平台上共设置了9根直径1m的钢筋混凝土抗滑桩，每根桩都贯穿几个棱体，最深的达35m，桩顶嵌入溢洪道渠底板内。为了不干扰平台外侧基坑的施工，桩身用大孔径钻机钻成，孔壁完整，进度较快，两个月就全部完成。这9根抗滑桩按两种工作状态考虑：在溢洪道未形成时，抗滑桩按弹性基础上的悬臂梁考虑，不考虑桩外侧滑面上部岩体的抗力；在溢洪道建成后抗滑桩桩顶嵌入溢洪道底板，此时按滑坡的下滑力考虑。
抗滑桩混凝土标号为R28250号，钢筋为φ40Ⅱ级钢。抗滑桩于1982年1月施工，3月完成后，基坑继续下挖，边坡上各棱体的基脚相继暴露。同年11月，在Fb75与F22断层构成的棱体下面坡根爆破开挖后，发现在263m高程平台上沿Fb75、F22断层及7号抗滑桩外侧近南北向出现小裂缝，且裂缝不断扩大，21天后7号抗滑桩外侧的Fb75～F22棱体下滑，依靠7号抗滑桩的支挡，桩内侧山体得以保存。
1.2混凝土沉井
沉井是一种混凝土框架结构，施工中一般可分成数节进行。在滑坡工程中既起抗滑桩的作用，有时也具备挡土墙的作用。
天生桥二级水电站首部枢纽左坝肩下游边坡，在二期工程坝基开挖浇筑过程中，曾于1986年6月和1988年2月两次出现沿覆盖层和部分岩基的顺层滑动。滑坡体长80m，宽45m，高差35m，最大深度9m，方量约2万m3。
为了避免1988年汛后左导墙和护坦基础开挖过程中滑体再度复活，确保基坑的安全施工，对左岸边坡的整体进行稳定分析后，决定在坡脚实施沉井抗滑为主和坡面保护、排水为辅的综合治理措施。
沉井结构设计根据沉井的受力状态、基坑的施工条件和沉井的场地布置等因素决定，沉井结构平面呈“田”字形，井壁和横隔墙的厚度主要由满足下沉重量而定。井壁上部厚80cm，下部厚90cm；横隔墙厚度为50cm，隔墙底高于刃脚踏面1.5m，便于操作人员在井底自由通行。沉井深11m，分成4、3、4m高的3节。
沉井施工包括平整场地、沉井制作、沉井下沉、填心4个阶段。
下沉采用人工开挖方式，由人力除渣，简易设备运输，下沉过程中需控制防偏问题，做到及时纠正。合理的开挖顺序是：先开挖中间，后开挖四边；先开挖短边，后开挖长边。沉井就位后清洗基面，设置φ25锚杆(锚杆间距为2m，深3.5m)，再浇筑150号混凝土封底，最后用100号毛石混凝土填心。
沉井工程建成至今，已经受了多年的运行考验。目前，首部边坡是稳定的，沉井在边坡稳定中的作用是明显的。
1.3混凝土框架和喷混凝土护坡
混凝土框架对滑坡体表层坡体起保护作用并增强坡体的整体性，防止地表水渗入和坡体的风化。框架护坡具有结构物轻，材料用量省，施工方便，适用面广，便于排水，以及可与其他措施结合使用的特点。
天生桥二级水电站下山包滑坡治理采用混凝土护面框架，框架分两种型式。滑面附近框架，其节点设长锚杆穿过滑面，为一设置在弹性基础上节点受集中力的框架系统；距滑面较远的坡面框架，节点设短锚杆，与强风化坡面在一定范围内形成整体。
下山包滑坡北段强风化坡面框架采用50×50cm、节点中心2m的方形框架，节点处设置两种类型锚杆：在550～560m高程间坡面，滑面以上节点垂直于坡面设置φ36及φ32、长12m砂浆锚杆，在565～580m高程间坡面则设垂直于坡面的φ28、长6m的砂浆锚杆，相应地框架配筋为8φ20和4φ20。框架要求在坡面挖30cm深，50cm宽的槽，部分嵌入坡面内，表层填土并掺入耕植上，形成草本植被的永久护坡。
在岩性较好的部位可采用锚杆和喷混凝土保护坡面。
1.4混凝土挡墙
混凝土挡墙是治坡工程中最常用的一种方法，它能有效地从局部改变滑坡体的受力平衡，阻止滑坡体变形的延展。
在1986年6月，天生桥二级水电站工程下山包厂址未定之前，由于连降大雨(其降雨量达91.2mm)，550m高程夹泥层上面的岩体滑动10余cm，584m高程平台上出现3条裂缝，其中最长一条55m长，2.2cm宽，下错2cm。为此采取了在550m高程浇筑50余m长的混凝土挡墙和打锚杆等措施。
天生桥二级水电站厂房高边坡坡顶设置了混凝土挡土墙，以防止古滑坡体的复活，部分坡面采用浆砌块石护面加固，坡脚680m高程设置混凝土防护墙。
在漫湾水电站边坡工程中也采取了浇混凝土挡墙及浆砌石挡墙、混凝土防掏槽等措施，综合治理边坡工程。
1.5锚固洞
在漫湾水电站边坡工程中，采用各种不同断面的锚固洞64个，形成较大的抗剪力。在左岸边坡滑坡以前，已完成2m×2m断面小锚固洞18个，每个洞可承受剪力9000kN。此外，还利用地质探洞回填等增加一部分剪力。由于锚固洞具有一定的倾斜度，防止了混凝土与洞壁结合不实的可能性，同时采取洞桩组合结构的受力条件远较传统悬臂结构合理，可望提供较大的抗力。
二、锚固技术的应用
采用预应力锚索进行边坡加固，具有不破坏岩体，施工灵活，速度快，干扰小，受力可靠，且为主动受力等优点，加上坡面岩体抗压强度高，因此，在天生桥二级、漫湾、铜街子、三峡、李家峡等工程的边坡治理中都得到大量应用。
在漫湾水电站边坡工程中，采用了1000kN级锚索1371根、1600kN级锚索20根、3000kN级锚索859根、6000kN级锚索21根，均为胶结式内锚头的预应力锚索，采取后张法施工。预应力锚索由锚索体、内锚头、外锚头三部分组成。内锚头用纯水泥浆或砂浆作胶结材料，其长度1000kN级为5～6m，3000kN级为8～10m,6000kN级为10～13m；外锚头为钢筋混凝土结构，与基岩接触面的压应力控制在2.0MPa以内。
为提高锚索受力的均匀性，漫湾工程施工单位设计了一种小型千斤顶，采用“分组单根张拉”的方法，如3000kN锚索19根钢绞线，每组拉3根，7次张拉完；6000kN锚索37根，10次张拉完，既简化操作程序，又提高锚索受力均匀性。锚索在补偿张拉时可以用大千斤顶整体张拉(如3000kN锚索)，也可继续用分组单根张拉方法(如6000kN锚索)，都不会影响锚索受力的均匀性。
在小浪底工程中大规模采用的无粘结锚索具有明显的优点，其大部分钢绞线都得到防腐油剂和护套的双重保护，并且可以重复张拉。由于在施工时内锚头和钢铰线周围的水泥浆材是一次灌入的，浆材凝固后再张拉，因此减少了一道工序，提高了工效，但其价格相对较高。
在高边坡施工过程中为保证开挖与锚固同步施工，必须缩短锚索施工时间，及早对岩体施加预应力，以达到加快工程进度，确保边坡稳定的目的。为此，结合八五科技攻关，在李家峡水电站高边坡开挖过程中，成功将1000kN级预应力锚索快速锚固技术应用于工程中。室内和现场试验表明，采用N-1注浆体和Y-1型混凝土配合比可以满足1000kN级预应力锚索各项设计技术指标，而施加预应力的时间由常规的14～28d缩短到3～5d。该项成果对及时加固高边坡蠕变和松弛的岩体具有重要的现实意义，充分体现了“快速、经济、安全”的原则。
三峡永久船闸主体段高边坡工程规模之大、技术难度之高均为国内外边坡工程所罕见，其加固过程中，采取了喷混凝土、挂网锚杆、系统锚杆、打排水孔、设置排水洞、采用3000kN级预应力锚索等综合治理措施，其中，3000kN对穿锚束1924束，在国内尚属首例。系统设计3000kN级预应力对穿锚束1229束，孔深22.1～56.4m，主要分布在南北坡直立墙和中隔墩闸首及上下相邻段。南北坡直立墙布置两排，水平排距10～20m，孔距3～5m，第一排距墙顶8～10m，第二排距底板高20m左右，均于两侧山体排水洞对穿。中隔墩闸首布置3排，排距10m，孔距3.5～6.4m，第一排距墙顶10m。此外，动态设计3000kN级预应力对穿锚束695束，孔深16～66m，主要布置在中隔墩闸室和竖井部位。对穿锚束分为无粘结和有粘结两种型式，其结构主要由锚束束体和内外锚头组成。由于锚索采取对拉锚索的形式，将内锚头放在山体内的排水廊道中，因此，内锚头不再是灌浆锚固端，而是置于廊道内的墩头锚或双向施加张拉的预应力锚。这类加固方式将排水和锚固结合起来，减少了约占锚索长度1／3～1／4的内锚固段，是一种理想的加固形式。
预应力锚杆也是常见的一种加固形式，如天生桥二级水电站厂房高边坡工程中实施了减载、排水、抗滑桩等技术后，滑坡位移速度虽有明显减小，可未能完全停止。为了确保雨季在滑坡体前方的施工安全，稳定抗滑桩到滑坡体前缘的约20～40m长，10余万m3的滑坡体，决定在565m高程马道上设置300kN预应力锚杆。锚杆分两排，孔距2m、孔径90mm，孔与水平成60°夹角，用36的钢筋，共实施了152根预应力锚杆，保证了工程的安全。
三、减载、排水等措施的应用
3.1减载、压坡
在有条件的情况下，减载压坡应是优先考虑的加固措施。如天生桥二级水电站厂房高边坡稳定分析结果表明，滑坡体后缘受倾向SE的陡倾岩层影响，将向S(24°～71°)E方向滑动。该方向与滑坡前缘滑移方向有近20°～60°的夹角，将部分下滑力传至滑坡体前缘及治坡建筑物上，对滑坡整体的稳定不利，因此能有效控制后坡滑移也就能减缓整体滑坡。
在滑坡体后缘覆盖层最厚的部位，在保证施工道路布置的前提下，尽量在后缘减载。第一次减载14万余m3，至610m高程，第一次减载后，滑动速度明显降低。紧接着再减载12万余m3，至600m高程。两次减载共26万余m3，滑坡抗滑稳定安全系数提高约10%。
乌江渡水电站库区左岸岸坡距大坝约400m，有一石灰岩高悬陡坡构成的小黄崖不稳定岩体。滑坡下部软弱的页岩被库水淹没，地表上部见有多条陡倾角孔缝状张开裂隙，最大的水平延伸长度达200m，纵深切割190m。4年多的变形观测结果表明，裂隙顶部最大累计沉陷量达171.1mm，最大累计水平位移量达56.0mm，估计可能滑动的体积约50～100万m3。为保证大坝的安全，对小黄崖不稳定岩体先后进行了两次有控制的洞室大爆破，共爆破石方20.8万m3。从处理后的变形资料可以看出，已达到了削头、压脚、提高岩体稳定性的目的。
3.2排水、截水
地表水渗入滑坡体内，既增加滑坡体的重量，增加滑动力，又降低了滑动面上岩层的内摩擦力，对滑坡体的稳定是不利的。对于滑坡体以外的山坡上的地表水，采取层层修建拦水沟、排水沟的方法排水。在坡体范围内的地表水，对开裂的地方用黄土封堵，低洼积水地方用废碴填平，顺地表水集中的地方设排水沟排走地表水。如天生桥二级水电站厂房边坡工程治理中总共修建拦水沟、排水沟近10km。地下水的排除采取在滑坡体的后缘开挖总长384m的两条排水洞(距滑动面以下5～10m)，并相联通，形成一个∪形环，在排水洞内再设排水孔，把滑动体内地下水引入排水洞。
生态建设和环境保护是21世纪人类共同关注的热门话题，也是世界各国政府和人民为之不懈努力解决的焦点问题。基本建设的快速发展与生态环境的不协调，导致了人类赖以生存环境的生态破坏，同时也制约了社会经济的可持续发展，对人类的生存和社会发展构成了威胁。因此，项目开发与环境保护兼顾是经济可持续发展的重大课题，在工程建设中合理利用资源、保护环境、美化环境，是我们必须正视和认真对待的问题。
公路、铁路、水利等工程建设与自然环境密切相关。其工程规模大、项目多、涉及面广，土石填挖工程形成的大量土石边坡，破坏了既有植被，对当地生态环境影响较大，以往通常采用单纯的工程防护，如浆（干）砌片石、喷锚防护等，这些工程措施都导致原有植被破坏、水土流失、滑坡、边坡失稳等一系列生态环境和工程问题。国家已经十分重视工程建设中的生态建设和环境保护，国务院下达了［2000］31号文件“关于进一步推进绿色通道建设的通知”，工程建设中的生态建设、环境保护已提上议程，这对整个工程建设的可持续发展战略的实施起到了推动作用。
2.边坡生态防护现状
近十多年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护作用，又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术，与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。
根据不同的边坡土质条件，采用不同的施工方法和施工工艺可将边坡植物防护技术分为：①人工种草护坡；②平铺草皮护坡；③液压喷播植草护坡；④土工网植草护坡；⑤OH液植草护坡；⑥行栽香根草护坡；⑦蜂巢式网格植草护坡；⑧客土植生植物护坡；⑨喷混植生植物护坡。各类边坡植物防护技术的主要作用及应用条件各不相同。
2.1人工种草护坡
人工种草护坡，是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低兼等特点。但由于草籽播撒不均匀，草籽易被雨水冲走，种草成活率低等原因，往往达不到满意的边坡防护效果，而造成坡面冲沟，表土流失等边坡病害，导致大量的边坡病害整治、修复工程，使得该技术近年应用较少。
2.2平铺草皮护坡
平铺草皮护坡，是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。具有施工简单、工程造价较低等特点。适用于附近草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程，是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一，但由于施工后期养护管理困难，平铺草皮易被冲走，且成活率低，工程质量往往难以保证，达不到满意的边坡防护效果，而造成坡面冲沟，表土流失、坍滑等边坡病害，导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来，由于草皮来源紧张，使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。
2.3液压喷播植草护坡
液压喷播植草护坡，是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施，是交草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀，通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。其特点是：①施工简单、速度快；②施工质量高，草籽喷播均匀发芽快、整齐一致；③防护效果好，正常情况下，喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上，二个月后形成防护、绿化功能；④适用性广；⑤工程造价低。目前，国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。
2.4土工网植草护坡
土工网植草护坡，是国外近十多年新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用土工网是一种边坡防护新材料，是通过特殊工艺生产的三维立体网，不仅具有加固边坡的功能，在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用随着植物生长、成熟，坡面逐渐被植物覆盖，这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护，绿化作用，土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷，在一定条件下可替代浆（干）砌片石护坡。目前，国内土工网植草护坡在公路、堤坝边坡防护工程中使用较多，铁路部门相对较少。
2.5OH液植草护坡
该项技术是国外近十多年新开发的一项边坡化学植草防护措施。它是通过专用机械，将新型化工产品HYCEL_OH液用水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面，使之在极短时间内硬化，而将边坡表土固结成弹性固体薄膜，达到植草初期边坡防护目的，3～6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解，此时草种已发芽、生长成熟，根深叶茂的植物已能独立起到边坡防护、绿化双重效果，具有施工简单、迅速，不需后期养护，边坡防护、绿化效果好等特点。尽管OH液植草护坡具有理想的边坡防护、绿化效果，但由于该技术所用的这种HYCEL_OH液还末能实现国产化，使得其工程造价较高综合造价达40元/m2左右，故目前还无法推广应用。只是在京九铁路等个别工点进行了尝试性试验。
2.6行栽香根草护坡
香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物，具有长势挺立，在3～4月内可长成茂密的活篱笆；根系发达、粗壮，一年内一般可深入地下2～3m；根系抗拉强度大，达75MPa，耐旱、耐涝、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强等特点。行栽香根草护坡就是在土质边坡上行栽香根草进行边坡防护的一种工程措施，该技术充分利用了香根草的优良特征，具有显著增强边坡稳定性和理想的固土护坡功能，大有取代传统片石护坡之趋势。目前国内应用较少，还有待于在公路、铁路、堤坝、城市建设等边坡防护工程中进一步试验推广。
2.7蜂巢式网格植草护坡
蜂巢式网格植草护坡，是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后，在网格内铺填种植土，再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产，其受力结构合理，拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流，减缓水流速度，防止坡面冲刷，保护草皮生长。这种护坡施工简单，外观齐整，造型美观大方，具有边坡防护、绿化双重效果，工程造价适中，略高于浆砌片石骨架护坡，该技术多用于填方边坡的防护。
2.8客土植生植物护坡
客土植生植物护坡，是在边坡坡面上挂网机械喷填（或人工铺设）一定厚度适宜植物生长的土壤或基质（客土）和种子的边坡植物防护措施。该技术的特点是可根据地质和气候条件进行基质和种子配方，从而具有广泛的适应性，多用于普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和，挂网实施容易，因此施工的机械化程度高，速度快，无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷砼防护要优越，而且植被防护效果良好，基本不需要养护即可维持植物的正常生长。该技术在公路边坡防护中已被大量应用，在日本等国家已经被作为边坡绿化的常规方法加以应用。
2.9喷混植生植物护坡
喷混植生植物护坡，是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后，采用专用喷射机，将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上，植物依靠“基材”生长发育，形成植物护坡的施工技术，具有防护边坡、恢复植被双重作用，可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成，其种植基材的配方是成功的关键，良好的配方能够达到在陡于1∶0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和抵抗雨水冲刷，又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。该技术已广泛应用于铁路、公路、水利等各类岩石边坡绿化防护工程。
3.边坡绿化工程中的难点问题
随着边坡植物防护技术的推广应用，各类边坡植物防护技术已发展成为公路、铁路绿色通道建设中的重要组成部分，但也存在一些难点问题。
3.1边坡植草的退化
在公路、铁路等工程建设中，其边坡绿化防护上投入的资金比例较低，在低投入、低养护或无养护情况下，边坡草坪处于自生自养状态，极易退化、死亡。因为人工种植草种生长较弱、品种单一，随着时间的增长，在养分水分供应较差的边坡上都会呈现不同程度的草坡退化现象，这是一个十分突出和严重的问题，若草被退化得不到解决，不仅造成重复建设、资金浪费，而且起不到边坡绿化防护效果，最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多不良后果。
3.2喷播时的植物种子配比与最终植物状态
在较短的时间内把开挖的边坡恢复到自然状态，施工者将面临：①植物种子的配比如何确定；②如何考虑当地自生优势群落的结构特点进行种子配比；③如何确定喷播时的植物配比与最终形成的植物群落之间的动态关系。只有对这些问题作详尽的调查研究分析，才能正确指导施工，否则边坡的植物生长将无法实现人工强制绿化向原始植物群落的顺利演替。
3.3干旱对土体很薄的坡面植物构成威胁
开挖后的岩石边坡，岩石层厚、整体性好，坡体高陡，对边坡进行植物绿化后，随着时间的增长，秋冬季干旱、夏伏季炎热，土体养分逐渐流失，土壤肥力降低，如何解决边坡呈现的无土、缺水、缺肥的状态及边坡植被面临的干、热威胁，这将直接影响到边坡最终的绿化效果和生态效益。
4.边坡绿化工程可持续发展的着眼点
可持续发展，是指在人类与自然和谐的前提下，不断提高人类的生活质量和环境承载能力，满足当代人的需求又不损害对子孙后代的需求；满足一个区域或一个国家的需求面又不损害其他区域或国家的需求。根据可持续发展内涵的要求，边坡绿化工程中应着眼于与自然环境（生态系统）的协调性和环保生态功能，结合目前国内边坡绿化防护工程现状及问题，提出以下对策与建议。
4.1注重边坡生态防护的设计与资金投入
在公路、铁路设计与建设中，人们常将设计重点和大量资金放在它的工程功能及安全功能上，而生态功能的设计与投资力度不足，生态防护工程往往采取低价中标的方式，这种低投入、低质量的恶性循环，使边坡生态环境发展不够好，抗灾能力不强等。应建立和加大公路、铁路边坡建设、养护和生态环境保护的专项资金，在设计上要深入细化，根据不同气候条件、不同环境、不同区域结合具体情况单独设计，注重落实边坡的生态环境保护方案。
4.2边坡植草退化的防治技术
防治边坡草被退化的重要措施就是乔灌草相结合，尽量模拟出当地的植物群落结构，走向本地化。实际上国外已经开始流行以乔灌木为主的绿化方式。天然植被一般都是草木混生的，在较高的贫瘠土质或石质边坡上，采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工，可以将草种和灌木树种进行混播，早期以草坪防护为主，后期以灌木防护为主，构建乔灌草立体防护生态体系，达到恢复自然植被的目的。植物种子的选择及配置应走本地化的道路，以地带性植被、乡土植物为基调，适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物。同时也应考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物与非豆科植物的结合，还要尽可能配置抗逆性强的植物和水、肥、光、热利用率高的植物，这样才能使植物更能适应当地气候与自然植被融为一体，建设一个具有生物多样性的稳定的、生命力强的立体生态群落。
4.3积极引进开发边坡生态防护新技术
边坡绿化工程中的难点问题，是对边坡生态防护可持续发展和环境科学技术的挑战，边坡生态防护技术涉及到工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科，必须不断在这些理论领域有所突破，积极引进开发新材料、新工艺及配套施工机械设备，充分吸收新的科研成果、先进技术和工程施工经验，注重国际和行业间的技术交流与合作。总之，提高边坡生态防护技术的科技含量，是边坡绿化防护工程成败的重要环节。
目前在边坡绿化防护工程中，液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术；在边坡绿化养护工程中，滴灌、渗灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有节约水资源、提高成活率、促进草灌木植物生长的灌溉技术；在土壤肥力方面，ABT生根粉、菌根菌、农菌及各种微生物肥料的应用，具有促进植物生根、生长和发育，提高植物的生理机能和抗逆性。在这些新技术的应用过程中，还有许多问题和工艺需要探讨、改进，使其成本更低、操作更为简单、效果更好。随着边坡生态防护各项科研技术的不断深入，其各项新技术新工艺的应用将日趋完善和成熟。
5.结论
①在边坡植物绿化防护施工措施中，根据目前的国情、机械化施工程度、适用性、经济性和质量效果比较，液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术，符合边坡绿化工程可持续发展的理念，值得普遍推广应用。
②正确的决策必须建立在相关科学研究的基础上，在边坡生态防护方面，针对难点问题有必要开展系列研究，加大这方面的科研投入，积极引进先进的技术和设备，鼓励和扶持施工企业朝生态防护专门化队伍方向发展，为彻底解决边坡生态防护可持续发展问题提供坚定的基础。
1．1地形地貌该区属低丘台地地貌，本边坡为人工开挖形成，坡顶高程50．5m～59．9m，坡脚一带高程44．13m～53．25m，坡高6．2m～14．4m。
1．2气象水文勘查区位于深圳市中北部，地处南亚热带，气候温和湿暖，明显具海洋性季风气候特征。夏季盛行东南风、冬季吹西北风。地表水系不发育。
1．3地质构造及地震效应该区域的断裂主要为北东向断裂，走向北东55°，倾向北西，倾角70°左右，左旋斜冲。根据区域工程经验，勘查边坡的坡残积土属中硬～坚硬土，强风化岩剪切波速大于500m/s。按国家标准GB50011—2010建筑抗震设计规范标准进行划分，勘查区场地土的类型属中硬土，建筑场地类别为Ⅱ类。场地位于陡坡地段，地震时可能发生滑坡、崩塌，属抗震危险地段。据GB50011—2010建筑抗震设计规范第5．1．4条和附录A．0．17条，本场地的抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0．05g。勘查边坡范围内也不含砂土和粉土地层，故不对场地土的液化可能性进行评价。
1．4工程地质条件根据野外钻探揭露地层自上而下依次为人工堆积层、第四系晚、中更新统坡残积层、下浮基岩为石炭系下统测水组上段粉砂岩［2］。其中人工堆积层呈黄褐色，稍湿，主要由粘性土组成，密实程度不均，总体结构松散，厚度约在1．2m～3．5m，主要分布于勘查区西段坡脚一带，该层为新填土，填筑年代小于15年;第四系晚、中更新统坡残积层呈黄褐色、红褐色，稍湿，硬塑为主，含约10%碎石，碎石直径3cm～6cm，厚度0．5m～8．9m，主要分布于自然山体表层;勘查区下伏基岩岩性为粉砂岩夹变质石英砂岩，黄褐色、铁褐色，砂状结构，层状构造，泥质胶结，主要矿物成分为石英、长石、铁等，岩层产状341°∠35°。本次钻孔揭露了强风化层(带)、中风化层(带)、微风化层(带)。
2边坡稳定性分析和评价
边坡计算参数的选取。根据岩土原位测试和室内试验结果，依据GB50007—2011建筑地基基础设计规范和GB50330—2013建筑边坡工程技术规范中有关规定，类比同地区同条件的工程经验，边坡体稳定性及边坡支护设计时所需的岩土物理力学参数值，建议采用表1中的数值。该边坡坡体土层主要由人工填土、坡残积土组成，其破坏型式按沿圆弧滑动法计算。计算程序采用Geo-Slop边坡稳定性计算程序。选择有代表性剖面2—2''''进行计算。计算结果考虑了天然(自重)、饱和(自重+暴雨)两种工况，计算结果见表2，图1，图2。整体稳定性评价是对边坡稳定计算值与规范规定的稳定安全系数进行比较。根据GB50330—2013建筑边坡工程技术规范的规定，本边坡稳定安全系数取1．35。
3地质灾害治理方案建议
3．1治理工程方案根据地质环境条件和边坡的稳定状态，有关防治方案的建议如下:1)A段，B段边坡坡脚修建浆砌石护面，并增设泄水孔，对浆砌石护面上部边坡可采用钢筋混凝土格构梁+锚杆的支护形式+绿化支护措施;2)设置完善的截排水系统，截、排水沟可根据地形条件，因势利导;3)对滑坡HP1建议在进行经济技术比选的基础上，采用削方减荷进行治理。
1．1混凝土抗滑结构的应用
1．1.1混凝土抗滑桩
所谓的抗滑桩就是指穿过滑坡体并且深入到稳定土层或者是岩层的一种柱形构件，其作用是支挡滑体的滑动力，其设置的位置一般为滑坡的前端附近，这样可以稳定边坡，将其使用在正在活动的浅层以及中层的滑坡可以发挥出较好的效果。为了使得抗滑桩防止滑坡的效果更加有效，在进行设置时应该把抗滑桩身长的三分之一至四分之一埋在滑坡面下面的完整基岩或者是稳定的土层之中，并且使用灌浆的方法使得桩以及其周围的岩土体成为一个整体，并且将其设置在滑体的前端，使其可以承受较大的压力。
1．1.2混凝土沉井
所谓的沉井就是指混凝土的一种框架结构，在其施工中一般可以分为几节来进行，而其结构的设计是依照沉井的场地布置以及受力的状态还有基坑的施工条件等多种因素共同决定的。在高边坡的工程施工中，沉井不仅具有抗滑桩的作用还具有挡土墙的作用。沉井施工包含有很多方面，如:平整场地、沉井制作以及沉井下沉和封底等，在这之中沉井施工的难点就是沉井下沉以及封底。作为沉井施工中的关键工序的沉井下沉，其质量的好坏将对工程的质量以及进度起着直接的影响，在进行沉井下沉时，应该尽可能的将土体作用在沉井外壁的摩擦阻力减少;并且应该在混凝土的强度达到百分之百是才可以开始进行挖土下沉工作;在进行下沉的过程中还需要对防偏问题进行控制，并且将及时纠偏的措施给做好。
1．1.3混凝土挡墙
混凝土挡墙是一种能够有效地防止滑坡的常用方法，其主要是凭借自身的重量来支撑滑体的下滑力，它可以与排水等一系列措施联合起来使用。它可以有效地将滑体的受力平衡从局部来进行改变，从而在一定程度上阻止滑坡体的变形延展，其具有很多的优点，诸如:结构简单、可以快速的起到稳定滑坡的作用等等。在对混凝土挡墙进行设计时，应该依照最低滑动面的形状以及位置来对挡墙基础的砌置深度进行设计，并且还要在墙后面设置相应的排水孔，使其不仅可以在挡墙上的静水压力上起到消弱的作用，还可以将墙后因积水对基础进行侵泡而导致的挡墙滑移给有效地防止。
1．2锚固技术的应用
所谓的锚固技术就是指把一种受拉杆件的一端在边坡或者地基的岩层或者是土层中固定下来，在这里受拉杆件的固定端就叫做锚固端或者是锚固段，而与工程建筑物相联结的一端，能够承受土压力、水压力以及风力对建筑物所施加的推力，使用地层的锚固里将建筑物的稳定得以维持。按其结构形式可以将锚固分为4类，这4类分别是:抗滑桩、锚洞以及喷锚支护还有预应力锚固。
1．2.1锚固洞
对锚固洞进行加固处理是对边坡的稳定进行治理的一种较为有效地措施。在进行锚固洞加固的过程之中，应该遵循一定的原则，这些原则就是:由内向外、由上到下以及循序渐进和逐层加固等等，在同一高度的结构面的锚固洞应该跳洞来进行相应的开挖施工，从而使得不利结构面上已经有的抗滑力避免得到削弱，进而对边坡的稳定造成影响。
1．2.2喷混凝土护坡
喷混凝土护坡是一种新型的混凝土施工工艺，其具有很多的优点，诸如:生产效率高、施工速度快以及可以把混凝土的运输以及浇注和捣固这三个过程结合到一起等等。因为其形成依靠一定的冲击速度，所以将其作为临时的支撑比木结构具有强度高的优点，比钢结构具有经济的优点。而将其作为永久支护时，它较之于现浇混凝土衬砌的早期其强度更高。将其与锚杆的使用相配合，能够将洞室的开挖量减少，将衬砌的厚度减薄，还可以节约水泥的用量。尤其是在进行喷混凝土施工的时候，可以不使用模板，不设立拱架，这样就可以在一定程度上将洞内的有效空间给加大，对其进行施工的时间可以紧跟开挖面来进行喷射，从而将岩石暴露风化的时间减少，对围岩的变形进行及时的控制。
1．2.3预应力锚固
所谓的预应力锚索加固就是指通过锚固在坡体的深部对岩石上的锚索进行稳定，并且把力传递到混凝土的框架上，再由框架施加一个预应力给不稳定的坡体，挤压不稳定松散的岩体，大大提高岩体将的正压力以及摩擦阻力，从而将抗滑力给加大，使得不稳定的液体发育受到一定的限制，从而达到加固边坡以及稳定坡体的效果。
1．3减载、排水等措施的应用
1．3.1减栽反压
在高边坡的加固与治理中减载反压的应用较为广泛。减载的主要目的就是将坡体的下滑力降低，但又时候仅仅减载并不能够将阻滑的作用充分发挥出来，最好是将其余反压措施结合起来，这样不仅可以将其下滑力降低，还可以将其抗滑力增加，这个措施在上陡下缓的滑坡上其效果更佳。
1．3.2表里排水
这里的水包括地表水以及地下水。排除地表水主要是对流入边坡的地表水流利用拦截以及修沟等方法进行排除，以减少地表水降低滑动力，增强高边坡的抗滑力以及稳定性。而排除地下水的方法依照地下水的深浅分为两种，分别为:浅层以及深层地下水排水工程。将地下水个排除掉，可以最大程度的将边坡岩体的地下水位降低，将深水压力减小，使边坡的稳定条件得到改善，从而将边坡的稳定性不断地提高。
2结束语
1．1地层
区内出露沉积地层有晚太古代变质表壳岩即双山子岩群茨榆山组、中生代火山沉积岩及第四系残坡积物，由老至新分述：晚太古代变质表壳岩：分布在矿区的中东部，呈带状北北东向展布，南北长约1400m，东西最宽约700m，面积约0．7km2，周围被变质深成岩包裹，呈一个规模较大的俘虏体产于变质深成岩之中，总体呈单斜产出。2线以南地层走向近南北，倾向西，倾角70°～84°；2线以北地层走向渐变为北东38°，倾向南东，倾角75°～84°。岩石组合主要为角闪变粒岩夹黑云变粒岩、云母片岩和磁铁石英岩。根据岩石组合特征，按岩性对比，其地层年代相当于晚太古代双山子岩群茨榆山组［1］。其主要岩石特征：1）角闪变粒岩：岩石呈层状或似层状产出，空间分布稳定。岩石呈灰黑色，细粒变晶结构，变余晶屑结构，变余微层理构造。主要矿物为普通角闪石，含量25％～30％；斜长石占50％～55％，石英20％～30％；含少量黑云母。局部黑云母含量增高，过度为黑云母角闪变粒岩。2）云母片岩：主要分布在9～13线间，为Ⅱ号矿体直接围岩。岩石呈灰色～灰白色，细粒鳞片变晶结构，片状构造。主要由绢云母、白云母、黑云母、石英组成。云母和石英合计含量一般大于90％，含少量绿帘石，副矿物有磷灰石，金红石、梢石、锆石。矿物颗粒较细。中生代火山沉积凝灰岩：分部在矿区西南部，呈角度不整合覆盖在变质基底之上。属燕山早期岩浆活动的产物，岩石呈灰红和灰绿色，火山碎屑状结构，不明显的流纹状构造［2］。第四系：由残坡积和冲洪积物组成，主要分布在山间沟谷中，厚度一般2～5m。
1．2构造
区内构造复杂。太古代晚期，受区域变质作用改造，区内岩石普遍发生塑性变形；变质表壳岩形成一系列小型揉皱和褶曲；变质深成岩和变质深成侵入体形成一系列透入性面理和片麻理；构造线总体走向为北北东。中生代晚期，该区岩浆活动强烈，伴随响山岩体侵位，构造活动以脆性断裂为主；区内变质表壳岩总体为一单斜构造［2］，矿区内断裂构造不甚发育，主要有两条断层，即F1、F2。
1．3岩浆岩
区内岩浆活动强烈。太古代晚期岩浆活动，形成变质闪长岩及混合岩等变质深成岩，构成安子岭片麻岩套。中生代晚期，岩浆活动以响山花岗岩侵入为主，伴随一系列基性－酸性岩脉产出［2］。变质闪长岩：属太古代晚期变质深成侵入体，主要分布在矿区中西部，与变质表壳岩和混合片麻岩呈侵入或构造接触关系。原岩为闪长岩－石英闪长岩。变质闪长岩呈浅灰色。变余半自形粒状结构，块状构造，局部呈片麻状构造。混合岩：属太古代变质深成岩，为变质深熔作用或原地重融的产物。主要分布在矿区的北部，面积较大，构成安子岭穹窿的主体。与变质表壳岩呈侵入或构造接触关系。岩石呈浅肉红色，风化后呈灰白色，变晶结构，
2庙沟铁矿工程地质分区勘查
2．1南帮边坡地质勘查
10线以南范围内属矿区南帮，组成边坡的岩体呈浅肉红色，中粒花岗结构，斑状构造，南帮斑状花岗岩为主，受结构面切割岩体成块状结构。南帮敞口越小，弹性力学的泊松效应形成的“圈谷”环向的约束作用越明显，裂隙处于闭合状态，边坡整体稳定性并不一定降低，而且深部边坡岩体一般比较新鲜，风化弱，质量好于浅部，同时爆破震动和水的侵蚀弱，没有其他构造控制的情况下，稳定性较好［1］。
2．2西帮边坡地质勘查
西帮边坡岩性分布较为复杂，且边坡高度加陡，是该项目研究的重点区段。该区边坡岩石节理发育明显并具有明显的球状风化特征。西帮南区（4～10线）和西帮北区（1～4线）边坡岩性特征差别较大，4～10线岩体颜色灰褐色，1～4线岩体呈浅肉红色，风化后成灰白色，两种岩性有明显差异。因此，分别对4～10线西帮南区和1～4线西帮北区进行详细勘查［1］。西帮南区（4～10线）勘查结果：4～10线范围内岩石，节理较为发育，大部分节理走向与边坡倾向近乎平行，次生卸荷裂隙发育，边坡表面岩体破碎较为严重，成块状－散体结构，风化崩落岩石碎块较多。8～10线有F2断层经过，在断层带上下盘附近岩体较为破碎，同时潜在多组结构面和断层组合，存在局部单台阶的楔状危岩体。10号勘探线附近东西方向有一排水沟，流经台阶处有明显的渗水痕迹，矿山应做好防排水工作，防止渗水产生台阶局部滑落。虽然该区段的岩体结构面比较发育，但岩性为角闪变粒岩，岩块的强度较高。西帮北区（1～4线）勘查结果：矿区西帮北区1～4线边坡，岩体呈浅肉红色，风化后成灰白色，此处岩体主要以变质闪长岩、混合岩为主，此带主要由片理化很强的阳起石片岩组成，局部充填石英脉，走向340°～10°，倾向西，倾角约79°，0线以北倾向南东，其中变质岩风化强烈，微断裂和节理密集发育，片理化带宽12～25m，岩图1西帮北区片帮滑移带示意图块强度很低，侵水后强度更低。该处片理化带曾于2006年发生过厚2～3m的2～3个台阶的片帮滑坡（见图1），表明该处岩体稳定性较差，扩帮加陡过程中应密切监控该处的边坡稳定。0～4勘探线之间，564水平以上筑有高8m的砼坝。靠近砼坝北侧边坡岩体破碎，局部台阶风化成散体土状，坝体及台阶表面雨水冲刷痕迹较为明显，并存在与台阶走向平行的裂缝。
2．3东帮边坡地质勘查
东帮岩体以角闪变粒岩为主，岩石呈灰绿色，风化后局部呈灰色，主要由斜长石、角闪石、石英组成，含少量绿泥石。结构面发育，存在两组贯通性较好的节理，0～2线有地下水聚集涌出，矿山已铺设排水管道［1］。
3地质勘查分析结果
Abstract： In this paper， using the strength reduction method based on finite element theory and the rigid limited equilibrium method， it analyzes the slope stability of Kunming modern square project. By using two kinds of theories to make a comparative analysis of the different slope stability， the reasonable slope will be got. The research results provide a theoretical basis for the decision making of the slope engineering.
关键词： 强度折减法；刚体极限平衡法；直接放坡；边坡稳定
Key words： strength reduction method；the rigid limited equilibrium method；direct discharge slope；slope stability
中图分类号：U213.1+58 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）24-0273-02
0 引言
山区城镇建设中不可避免地会遇到边坡稳定性问题。对这类边坡处理不当，极易引起地质灾害。因此，建立合理的边坡分析模型，采用多种分析方法，得到边坡稳定的数值解，对边坡工程就显得非常重要。本文以昆明某广场项目为例，应用有限单元法软件PLAXIS，采用强度折减法分析项目边坡在不同坡比下的稳定性，并结合经济性，提出边坡处理的设计方案，为边坡工程施工提供理论依据。
1 边坡稳定计算理论
边坡稳定分析理论分为两大类，一类是不考虑岩土体变形的刚体极限平衡法，该方法通过假定破坏面，计算脱离体上滑动力矩与岩土提供的抗力力矩之比来确定边坡的稳定性，代表性的分析软件有理正、启明星以及Slide软件等；另一类基于有限元法，考虑岩土体的变形，以土体内塑性区的范围及贯通判据作为边坡失稳破坏标准，从而达到求解边坡稳定系数的目的，具体方法有强度折减法和容重增加法。研究表明：容重增加法对采取加固措施的边坡稳定计算误差较大。而大量工程案例表明：强度折减法对各类边坡稳计算结果的可靠性高，且与刚体极限平衡法具有一定的可比性。
2 工程概况
昆明现代广场项目规划总用地面积58377.24m2，设计场地平标高2052.5～2072.6m，场地高程变化大，其中在场地西侧形成坡高8.2m的边坡，边坡长约32m。边坡区域属于高中山剥蚀地貌，边坡走向近SN，倾向W。通过现场勘查，边坡工程区域内各地层的岩性特征及工程地质特征见表1。
3 计算结果与分析
根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013），边坡工程属于安全等级为三级的永久边坡工程，根据相关工程经验，设计拟采取直接放坡措施来提高其稳定性。虽然工程区域无地下水，但是考虑到工程区域地质条件差，且建设方对边坡工程投资额有要求，因此需要采用相关理论，对边坡的稳定性进行定量分析，以确定合理的边坡坡比，达到既确保工程安全，又节约工程投资的目的。研究采用强度折减法与刚体极限平衡法对拟建边坡的稳定性进行分析。
3.1 计算模型与计算参数
根据地质勘察资料，计算选取一个典型计算剖面，进行边坡稳定性分析。边坡建模范围为高度方向28.2m，水平方向80m，坡高约8.2m，建模范围类的岩土分区也进行了充分的考虑，设计开挖边坡见图1。结合项目工程勘察报告，各底层材料参数见表2。根据工程类似经验，初步设计边坡的坡比为1：0.65、1：0.75与1：0.85三种情况。
3.2 基于有限元理论的强度折减法计算结果
基于PLAXIS软件，建立边坡模型，采用15节点单元划分模型，对分析模型施加标准边界约束条件，采用强度折减法对边坡模型进行稳定性分析。经过分析得到：坡比为1：0.65的边坡的稳定系数为1.133，坡比为1：0.75的边坡的稳定系数为1.225，坡比为1：0.85的边坡的稳定系数为1.276。图2给出了坡比为1：0.75的边坡失稳临界状态时的速度分布图。
从图2可以看出，当达到边坡失稳临界状态时，在边坡临空面部分岩土体的速度远大于边坡其他区域，边坡其他区域岩土体的速度基本为零，这表明边坡临空面部分岩土体将从边坡中滑出。从图2可以看出，滑动体呈现圆弧状，将从边坡的坡脚处滑出。
3.3 刚体极限平衡法计算结果
基于刚体极限平衡法的边坡稳定性分析采用Slide软件。考虑到简化Bishop法给出的圆弧滑动面安全系数与严格条分法的计算结果接近，因此研究采用简化的毕肖普法（Bishop）对三种坡比的边坡进行稳定性分析。对于坡比为1：0.65的边坡的稳定系数为1.154，坡比为1：0.75的边坡的稳定系数为1.234，坡比为1：0.85的边坡的稳定系数为1.301。图3给出了坡比为1：0.75的边坡的稳定计算结果。从图3可以看出，当达到边坡失稳临界状态时，滑坡体成圆弧状，边坡坡脚滑出。
3.4 计算结果分析
对比图2与图3可知，两种方法计算得到的边坡滑动体类似，稳定系数接近。总体而言，对于同一边坡，刚体极限平衡法得到的结果要大于强度折减法计算结果。这是因为强度折减法考虑了岩土体的变形所致。
根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013），对于安全等级为三级的永久边坡的一般工况，其稳定安全系数Fn=1.2。根据强度折减法与刚体极限平衡法的计算结果可知，坡比为1：0.75与1：0.85的边坡的稳定均满足规范要求。但是对于长度为32米的边坡工程，坡比为1：0.85的边坡的土方开挖量比坡比为1：0.75的边坡的土方开挖量将多106.3m3。因此，推荐工程采用坡比为1：0.75的边坡直接放坡施工方案。
4 结论
本文采用基于有限元理论的强度折减法与刚体极限平衡法，对昆明现代广场项目工程边坡的稳定性进行了分析。通过采用两种理论，对不同坡比的边坡的稳定性进行对比分析，得到如下结论：①基于有限元理论的强度折减法与刚体极限平衡法对同一边坡的稳定性分析结果类似，总体而言，刚体极限平衡法结果大于基于有限元理论的强度折减法的计算结果。②对于该边坡模型，设计坡比为
1：0.75的边坡既满足规范规定的稳定性要求，同时经济性也较好。研究为边坡工程的施工决策提供定性分析结果。
参考文献：
[1]GB50330-2013，建筑边坡工程技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.
[2]闫超，刘松玉，籍晓蕾.一种基于强度折减法的次级滑动面分析方法研究[J].岩土力学，2016，37（4）：935-942.
[3]侯文萃.基于强度折减法的非均质多级边坡稳定性分析[J].路基工程，2016（2）：118-123.
【关键词】岩土工程；边坡稳定性；理论分析；极限平衡法；处治技术
1 概述
随着我国公路事业的发展，公路边坡出现的越来越多，伴随着的公路边坡稳定问题也越来越严重，尤其是在山区修建公路，山区公路由于受地形条件限制，往往需要开挖山体而形成路堑边坡，由于边坡的切脚效应常常导致边坡失稳定，路堑边坡的稳定性问题已成为当前山区公路建设和运营安全的关键问题，同时也是公路勘察设计中的难点之一。
2 公路边坡稳定性的理论分析
公路边坡稳定性分析的方法大体上可分为定性分析方法和定量分析方法两大类。其中定量分析方法主要有极限平衡法、极限分析法（有限元、边界元、离散元等）及可靠度分析方法。对公路土质边坡稳定性进行分析时，利用极限平衡法对不同的潜在滑动面进行试算，从中寻找出安全系数最小的滑动面，是一种常用的方法。
2.1 极限平衡法
目前工程中用到的极限平衡稳定性分析方法有：Fellenius法、Bishop法、Janbu法、Morgenstern-Price法、Spencer法、Sarma法、楔形体法、平面破坏计算法、传递系数法以及Baker-Graber临界滑面法等。
2.2 有限差分法
目前该方法在国内已被广泛应用于公路边坡、工程地质、岩土力学分析、如矿体滑坡、煤矿开采沉陷预测、水利枢纽岩体稳定性分析、采矿巷道稳定性研究等。
3 公路边坡稳定性影响因素及其处治技术
山区公路边坡的失稳破坏主要分为滑坡、崩塌和剥落三种。主要由雨水、地震、爆破、风化等因素引发，其中地震、爆破等可以直接引发边坡滑坡，而地表水和地下水侵蚀、风化等主要依靠长期的过程导致边坡抗滑力下降引发灾害。
3.1 边坡成分及其强度参数影响
现阶段我国山区公路边坡的强度主要依靠岩石土的强度决定，而土的强度参数主要体现在粘聚力和内摩擦力上，土的颗粒大小不一样，组成边坡的土的种类不一样，边坡所能承受的抗剪强度也不相同。
3.2 边坡坡度和施工因素影响
边坡的坡度用其高度和底部宽度的比来表示，坡度越小越安全，但为了方便施工，往往造就了一个又一个的高边坡。
3.3 人类活动和工程建设影响
随着人类工程活动的频繁，出现很多违规挖填土的行为，随意开挖坡脚填土，或者在坡顶修建建筑物增大坡体下滑力，也有公路附近大工程的建设给公路边坡施加了侧压力，这些都给边坡的稳定性注入了不稳定因素，另一方面在工程施工过程中无防护无定向的爆破，都会改变边坡内部的力学性质和水文地质条件，使抗滑力减小，下滑力增大。
3.4 水文地质条件和自然环境影响
由于不同地区不同季节各地边坡的自然条件不一样，最主要是含水量不一样，地表降雨和降雪融化后都会渗透入边坡内部降低软弱夹层的摩擦力。
4 公路路基边坡稳定性预防和防治措施分析
（1）因地制宜，做好边坡防护工作
工程建设中边坡出现频繁，必须因地制宜，根据当地的气候条件，工程地质条件等，合理选择坡度，选择适合的材料对边坡进行加固，将边坡上部一定范围的覆盖土层削掉，是坡度放缓。
（2）对边坡实行喷锚加固和土石拦截措施
目前边坡支护主要的方法是喷锚支护，是土质边坡颗粒加密或与注浆成高强混合物。其次在坡面需要采取拦截措施，防止石块下落、小型崩塌等影响行车安全的情况发生，在勘察设计时就应根据落石翻滚、弹跳以及落点位置提前来确定其位置、形式和尺寸，而一般的拦截措施包括修建落石槽、拦石墙、金属网等。
（3）做好边坡生物防护和绿化，保持边坡稳定不仅需要技术防护，同时生物防护也可以起到重大作用，在边坡开挖过程中，植被遭到破坏、水土流失严重，给边坡长期稳定带来了很多安全隐患，可以通过对比挑选植物品种，把握种植时机，对沿线边坡实行生态防护，这样既可以保持水土不流失，同时对沿线绿化做出很大贡献，另一方面相对其他防护措施工程造价低，实用性高，而且耐久性强，具有很大的现实意义。
（4）正确计算分析，理论符合实际：在边坡产生之后，必须对公路边坡进行稳定性计算，现阶段的极限平衡分析法、有限元分析、数值软件分析等都可以对边坡进行安全系数的求解，以及解出滑移面和危险滑动面，进而根据危险截面来确定安全加固措施，因此，在工程建设阶段，必须理论和实际两手抓，在理论计算后进行工程加固，确保公路边坡稳定性，保证整个公路工程建设的稳定进行。
（5）做好边坡监测工作，提前预防失稳发生：随着边坡出现的越来越频繁，危害越来越大，工程上对边坡稳定的预测技术也在逐渐加强，如探地雷达、地震勘探、数字摄影和放射测量等方法；现阶段主要依靠采集边坡的变形和位移信息，研究边坡的变形机制和破坏特征，从而提前发现边坡稳定状况，及时采取相关措施对边坡进行加固，将灾害扼杀在开始状态，这样既能降低经济损耗，又能对人们生活不构成影响，是最有现实意义的方法。
5 结语
公路路基边坡的稳定性一直是公路工程人员重点关注并着重解决的问题，公路边坡的稳定与否直接关系到工程的施工进度、施工安全和今后线路的安全运营，另一方面也会给公司利益和人民生活安全带来严重影响。因此，本文对山区公路边坡稳定性理论分析和防治技术进行了分析研究，为公路边坡的施工和治理提供理论基础，希望以后在公路边坡施工中要加强公路边坡稳定性的监测和防治工作。
参考文献
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[2]孙增奎，童海涛.土质边坡稳定性分析中极限平衡法与有限差分法的对比[J].岩土工程技术，2005，19（2）：98-100
[3]张明，吴野.岩石边坡稳定性分析方法[J].西部探矿工程，2000（111）：414-415
论文关键词：边坡稳定性，极限平衡法，边坡支护加固
1．引言
边坡(斜坡)是人类工程和经济活动中最普遍的地质地貌环境。它是岩石圈的天然地质和工程地质的作用范围内具有露天侧向临空面的地质体，是广泛分布于地表的一种地貌形态。边坡稳定性研究已有一百多年的历史，特别是近几十年来，随着环境保护与减轻自然灾害十年活动在我国的开展，边坡稳定性评价与滑坡预测已经成为具有特色的工程地质课题之一。
对于煤矿岩石高边坡极限平衡法，影响稳定性的因素总体上分为地质因素及非地质因素两类发表论文。前者是滑坡发生的地质基础条件，后者则为滑坡的发生提供了外动力因素和触发条件。影响边坡稳定状态的地质因素包括边坡岩体的结构特性、介质结构特性、地下水状态、水文地质条件及地应力等;非地质因素包括大气降雨、振动、坡脚切层开挖以及边坡下面地下开采等。
2．边坡稳定性分析
边坡稳定性分析理论在国内外的发展经历了一个很长的历史时期，国内外不少专家学者对其进行过研究，稳定性分析方法很多，如：定性分析方法，定量分析方法，不确定分析方法，确定性和不确定性方法的结合，物理模拟方法等。
2.1极限平衡法基本原理
现在边坡稳定性分析中比较常用的方法是极限平衡法。该方法基于该原理的方法很多，如瑞典圆弧法、Bishop法、Janbu法、Sarma法、Morgenstern-Price法极限平衡法，Spencer法，不平衡推力法等，并且开发了相应的计算机程序。
极限平衡法的基本原理是根据边坡破坏的边界条件，应用力学分析研究的方法，对可能发生的滑动面，在各种荷载作用下进行理论计算和抗滑强度的力学分析。通过反复计算和分析比较，对可能的滑动面给出稳定性系数。
一般建立在极限平衡原理基础上的边坡稳定性析方法包含强度准则、静衡、安全系数定义三个原则。
1）强度准则
现行的边坡稳定性分析方法中一般都是基于摩尔—库仑强度理论：
由库仑理论知，土的有效应力强度表达式为：
式中：——土的抗剪强度（kPa）；
——作用在剪切面上的法向就力（kPa）；
——土的内摩擦角（°）；
——土的粘聚力（kPa）；
——孔隙水压力（kPa）发表论文。
2）静力平衡条件
将滑动土体分成若干条块（如图1.1），每个条块和整个滑动土体都要满足力和力矩平衡条件，在静力平衡方程组中极限平衡法，未知数的数目超过了方程式的数目，解决这一静不定问题的办法是对多余未知数作假定，使剩下的未知数和方程数目相等，从而解出安全系数的值。
图1.1边坡稳定性分析简图
2）安全系数
边坡沿某一滑动面滑动的安全系数是指土体沿某一滑动面的抗滑力（矩）和滑动力（矩）之比值。
3. 工程实例
3.1工程概况
本工程为山西太原某煤矿边坡建筑场区。该建筑场区位于山脉东翼，呈西南高东北低的低中山区，区内山高坡陡，沟谷纵深。场区地貌单元属低中山斜坡，由勘探揭露，场区地层根据地层时代，成因类型和土特性的差异极限平衡法，大体划分为以下6个工程地质单元体：回填土、粉土、滑坡体产物、紫红灰绿色砂质泥岩、灰绿色细粒含泥质长石石英砂岩。
3.2边坡稳定性分析
选定其中剖面I—I’为计算分析的对象。
勘探结果表明，剖面I—I’的地层分布为，上部表面是主要有回填土、碎块石土、砂质泥岩强风化层和砂质泥岩微风化层，剖面图如图2所示
图2 I—I’剖面图
针对上述剖面，采用极限平衡法，计算正常状况下的安全系数以及在地震和暴雨情况的安全系数。剖面I—I’都存在着强风化泥岩，在地下水或者雨水的情况下，泥岩的力学性能明显降低，预计会产生滑坡。
由于所研究的边坡是折线形滑坡，因此采用不平衡推力法计算在不同情况下的最小安全系数发表论文。得到的滑动面如图3所示。由于滑动面均穿越强风化砂质泥岩极限平衡法，在遇水或者地下开采的情况下，其力学性能减弱明显，很容易产生变形，因此该滑动面成了边坡最不稳定部位，最容易出现滑移。表1是关于边坡通过不平衡力传递系数法计算在不同边界条件下的最小安全系数，可以看出边坡的稳定状态。
图3 I—I’剖面图滑坡图
表1 边坡计算剖面安全系数统计表
边界条件
正常
暴雨
地震
最小安全系数
0.977
主题词：公路 滑坡高边坡病害防治
一 绪论：
边坡是自然或人工形成的斜坡是工程建设中常见的工程形式，由于复杂的地形地质条件，滑坡与高边坡工程始终是山区铁路和公路建设中的一个重大工程地质问题，边坡在自然或人为因素作用下的破坏形式主要表现为滑坡、滑塌、崩塌和剥落。许多论著和规范都进行了系统论述，本文结合近年来我国山区公路建设中的滑坡及高边坡的研究和工程实践，简要介绍滑坡与高边坡变病害防治技术的发展概况、监测和防治技术等诸多方面取得的主要成果和经验及尚待研究探索的问题。
二滑坡与高边坡病害防治技术的发展概况
边坡研究的基础理论是建立在土力学和岩石力学之上的，所以土力学和岩石力学的成就和发展决定了对边坡研究的完善程度。早在20世纪50年代，我国铁路部门就遇到了严惩的滑坡与高边坡问题，因此对其研究起步较早。我国的滑坡与高边坡理论与实践主要是伴随20世纪60~70年代以来西南地区铁路建设、水电开发和大型露天矿山开采的需求发展起来的，首次采用抗滑技术并获得成功，由于它具有布置灵活、施工简单、对边坡扰动小、开挖断面小、圬工体积小、承载能力大施工速度快等优点，1985年修订的《路基设计规范》，抗滑桩作为一种主要措施被推荐。
20世纪90年代末期，由于锚固技术理论研究和岩浆机械突破性的发展，开始采用锚喷防护技术，对高边坡提供了一种施工简单、快速、安全的处治防护手段。90年代初，非线性科学被引入到边坡灾害的研究中。人们借助于非线性科学，认识到系统形成与演变的非线性特性，相继建立了一些初步描述边坡行为的动力学方程，提出了一些基于突变理论、分形理论及非线性动力学理认的预测模型。压力注浆加固手段及框架锚固结构越来越多用于边坡处治，尤其是用于处治高边坡防护工程中，能解决高边坡深层加固及稳定性问题。
我国岩石高边坡的稳定性控制和监测技术的进步，其标志性成果是大吨位岩石锚固工程的开展，我国先后在天生桥水电站二级厂房后高边坡、黄河小浪底进水口高边坡、长江三峡船闸高边坡、链子崖危岩体高边坡等应用大吨位岩石锚固技术对高边坡实施了成功的加固处理。
预应力锚固技术在我国铁路路基边坡加固中也得到了广泛应用，其中比较典型的实例是南昆铁路八渡滑坡整治工程。滑坡主滑体长约310~340m，宽400~540m，厚20~40m，体积约290×104m3；次级滑坡长约200m，宽约380m，厚10~20m，体积约130×104m3。滑坡加固过程中施工了132根、总长6400m的6束预应力锚索，锚索平均长度50m，最长的75m，锚固段长度10m，施加的预应力为800kN。
目前可被采用的边坡加固措施很多，有削坡减截技术、排水与截水措施、锚固措施、砼抗剪结构措施、支挡措施、压坡措施以及植物框格护坡、护面等，在边坡治理中强调多措施综合治理原则，以加强边坡稳定性。然而随着工程建设规模加大，尤其是山区高速公路建设的增多，边坡高度增高，复杂性增大，对边坡处治技术要求越来越高。
三 滑坡与高边坡病害防治的研究现状
改革开放以来，我国的公路建设有了较大发展，尤其是随着高速公路向山区延伸，公路建设中遇到 了前所未有、突如其来的高边坡与滑坡、长大深埋隧道和高架长跨桥等复杂艰险的公路工程地质问题。
与水利、矿山、城市建设不同，高等级公路和铁路都是线状工程，要穿越不同的地貌单元和岩层分布区，其遇到的高边坡使用年限较长，属永久边坡工程。它涉及的边坡以点多、线长、类型多为特点。
由于特殊的地形和地质环境，在建设中出现了从多高边坡和滑坡问题，施工开挖后发生了许多边坡变形，既增大了工程投资，又延误了工期，甚至破坏已有工程设施。面对飞速发展的山区高速公路建设中出现的大规模滑坡和高边坡病害，交通部门各单位十分重视，一方面借鉴铁路等部门的经验和技术，开放市场，引进了大量技术力量雄厚的勘察设计和研究单位；另一方面，针对高速公路建设中出现的滑坡与高边坡病害、特殊岩土（膨胀土、盐渍土、多年冻土、黄土、岩溶、沙漠、红层）等一系列的特殊和突出路基病害问题，开展了大量研究，并设立了西部开发交通建设专项研究基金，共设立251个研究项目，其中涉及滑坡与高边坡防治技术的有24项。这些科研成果的转化和推广应用，不仅为山区高速公路建设提供了可靠的技术支撑，取得了巨大的经济效益和社会效益，同时也推动了我国的滑坡与高边坡病害防治技术理论和实践的发展。
四 存在的问题
虽然公路建设结合山区高等级公路建设中的滑坡、高边坡病害防治的工程实践进行了大量的研究和总结，取得了显著的研究成果，并逐步接近或超过国内外水平，但对以下几方面的问题尚需进一步研究和探索：
在工程地质评价方面，一方面对地质选取线重视程度不够，对区域工程地质条件研究程度不足，致使高速公路一些区段仍先在大型古老滑坡和滑坡、崩塌连续分布地段，或岩层顺倾（顺层）地段，开挖后老滑坡复活和产生大量的新滑坡。另一方面，路线勘察中重桥隧而轻路基，桥、隧勘探量相对较多而对高边坡很少进行勘察，忽视了高边坡的工程地质勘察，设计中高边坡数量过多的高度过大。
设计人员普遍存在对边坡地段的地形地貌、地层岩性、风化破碎程度、构造、坡体结构和地下水分布以及自然斜坡的稳定状况等了解程度不足，设计的坡形、坡率和坡高及相应的加固、排水和防护措施与当地岩土特性不符，从而产生了大量的高边坡失稳破坏事例。
高边坡的施工应尽快制定科学的施工方法和细则，对施工季节，工序和办法，施工中爆破的药量控制，以及施工中的监测方法、分析和反馈系统有一个严格的规定。高边坡应贯彻动态设计、信息化施工原则，根据开挖后的实际地质条件调整设计，即地质工作应延伸到施工过程中，保证边坡的长远稳定。
在对高边坡稳定分析方法方面，还没有形成一套较成熟的、适用性和针对性强的综合评价方法。
