山区铁路滑坡的成因分析及治理研究

【摘 要】滑坡是山区铁路建设中常见的地质灾害，不仅给铁路工程施工造成极大不便，还容易在以后的线路运营过程中产生诸多安全隐患。本文简要地分析了山区铁路建设中滑坡形成的原因及诱发因素，介绍了滑坡的分类及特征，阐述了滑坡对铁路行车安全的影响，根据滑坡形成因素提出常见的治理方案，并指出了各方案的使用条件，以此来更好地解决山区铁路工程建设中滑坡的防治问题。

【关键词】滑坡；山区铁路；治理方案；安全隐患

1 引言

山区铁路工程建设的桥梁隧道较多，高切边坡也众多，其地质结构、地层、地形地貌等复杂多变，线路地质勘察由于受专业、认识等因素影响，其边坡施工设计措施在某些重要地段或工点针对性不强。在山区铁路工程建设中仅根据铁路路基设计规范考虑岩石种类、风化程度、边坡高度等因素设计边坡，容易在加固防护措施方面考虑不周，导致在施工中出现一系列的边坡稳定性问题，尤其是边坡滑塌，更是施工中经常遇到的问题，给山区铁路工程建设造成了极大的危害。建国初期，由于对地质不良地区滑坡的危害性认识不足，防治措施相对简单，未能详细勘察工程地质情况并结合工程地质选线来拟定有效措施，以致新建线路路基病害较多，尤以滑坡为甚，在线路运营后陆续出现滑坡病害。因此，认识滑坡的形成并采取合理的手段进行治理显得尤为重要[1]。

2 滑坡发育的地质环境条件及诱发因素

2.1 滑坡发育的地质环境条件

2.1.1 地层岩性

地层岩性条件是决定滑坡发育的物质基础。结构松散，抗剪强度和抗风化能力低，在水作用下容易发生变化的松散覆盖层、黄土、粘土、页岩、千枚岩等均是易于产生滑坡的地层。滑床岩体多为含有泥岩、页岩、泥灰岩、片岩、千枚岩及凝灰岩等软弱岩层[2]。

2.1.2 地质构造及岩土结构

地质构造控制区内的地貌格局，构造复杂地区亦为滑坡高易发区。断裂、褶皱等地质构造，控制着滑动面的空间产状和基本界限，特别是对岩质斜坡稳定性的影响十分明显。一般说来，水平岩层的斜坡稳定性较好，但如存在陡倾的节理时，则易形成崩塌和剥落。当岩层倾向与斜坡同向时，斜坡的稳定性较差，易产生顺层滑坡；当两者倾向相反时，形成反向倾斜岩层，斜坡通常较稳定。但如果垂直节理和沿片理方向发育的节理发育，且顺山坡倾斜，则易产生倾斜滑坡。

2.1.3 地形地貌

适宜的坡度和高差是产生滑坡的基本条件。形成滑坡的最优斜坡坡角为30o～40o，坡脚大于50o的斜坡虽然发生滑动的可能性比较大，但发生的多为滑崩。地形相对高差较大、山体坡角在20o～50o之间、上下陡而中间缓的坡形是易产生山体滑坡的优势地形，故大部分滑坡都发育在高程为400～8O0m、坡度为20o～50o的斜坡上。

2.1.4 地下水的作用

地下水容易使岩土软化，进而降低岩土的抗剪和粘结强度，产生动水压力和孔隙水压力，潜蚀岩土，增大岩土容重，对透水岩石产生浮托力等，有利于滑坡的形成。

2.2 滑坡诱发因素

产生滑坡通常有以下几点诱发因素。

2.2.1 大气降水

降雨是一个比地质环境条件更为活跃的诱发因素，往往是斜坡失稳的决定性因素。另外，各种水体渗漏等作用在山体斜坡上，也会导致滑坡的产生。

2.2.2 沟谷、河流等水流的冲刷

沟谷、河流等水流冲刷岸坡、掏蚀坡脚、削弱支撑力，造成岸边斜坡体失稳而产生滑动，形成滑坡。

2.2.3 人为工程活动破坏坡体平衡

铁路滑坡灾害的发育大多与人为工程活动有着密切的关系。

①开挖坡脚。由于修建铁路产生的斜坡削方挖土，将原本不存在斜坡的山体或平台在人工开挖后形成了较陡峻的斜坡，从而为滑坡的产生创造了条件。

②地下采掘活动引起地表坡体失稳。地下大规模的采空区及坑道密布，会造成山坡坡角增大和引起顶板岩层的变形，进而引发滑坡。

③爆破、重型运输等引发的动力振动促使山坡失稳，形成滑坡。

3 滑坡的分类及特征

3.1 滑坡的分类

滑坡是指在一定的地形地质条件下，由于各种自然的和人为的因素影响，山坡的不稳定土（岩）体在重力作用下，沿着一定软弱面或带作整体的、缓慢的、间歇性的滑动变形现象。

3.1.1 按滑坡物质组成分类

滑坡按照滑坡物质组成可分为：粘性土滑坡、黄土滑坡、堆积层滑坡、基岩滑坡等。

3.1.2 按滑动形式分类

滑坡按照滑动部分先后顺序可分为：牵引式滑坡和推动式滑坡。

3.1.3 按滑动面与斜坡岩层层面关系分类

滑坡按照滑动面与斜坡岩层层面关系可分为：均质滑坡、顺层滑坡和切层滑坡等[3]。

3.2 滑坡的特征

滑坡的发生发展表现出一定的形状特性和变形特性。

3.2.1 滑坡形状特征

铁路沿线滑坡地质灾害多沿人工开挖坡面呈条、带状分布，受开挖的深度和高度控制。一般斜坡开挖高度越高，为滑坡提供的有效临空面就越大。滑坡的滑动面多呈弧形，由雨水软化的裂隙面发展而成，倾角比较大、垂直高差小、纵向宽度大。

3.2.2 滑坡变形特征

受斜坡的形状所限，铁路沿线滑坡一般没有明显的滑坡舌，其蠕动至挤压阶段的变形不易被察觉，前缘斜坡无崩塌现象发生。当滑坡体开始滑动时，滑坡周界铁路斜坡处有明显的剪切裂缝，前缘斜坡碎石土大量坍塌，堆积于坡脚，掩埋铁路。

4 滑坡治理的常见方法

根据滑坡地质灾害的类型及特点，在铁路工程建设中滑坡的防治措施在选用时一定要结合滑坡的类型、规模、地形地貌等具体工程条件，有针对性的实施。根据防治的目的不同，其主要采用的方法有以下三种。

4.1 清除或减少滑坡形成的因素

对小型浅层滑坡可全部或部分挖除；修建截水沟、排水沟、疏通自然沟等以排出地表水；修建盲沟、渗沟、垂直钻孔群、水平钻孔群等以排除地下水；修建防冲挡水墙、砌石护坡、抛石护坡等工程防止水的冲刷；削坡、护坡、整平、修梯级台阶、填实裂缝等进行边坡面的整理。

4.2 改变坡体内部力学平衡

清方减重和坡脚反压是最简单有效的一种方法。当坡体后缘周界为稳定岩体时，在滑坡顶部清方减压，不会破坏斜坡上部及左右的平衡，还能利用清方土体反压滑坡前缘，特别适用于推动式滑坡或由错落转化的滑坡。

4.3 直接阻止滑坡的发育

直接阻止滑坡的发育通常采用设置各种抗滑工程的方法，如抗滑片石垛、抗滑挡墙、抗滑墩、预应力锚固、预应力锚固抗滑挡墙、抗滑桩、预应力锚固抗滑桩、钢架抗滑桩、拦砂坝工程等。近年来，抗滑桩在铁路滑坡治理中被广泛采用，多是人工挖孔灌注桩，在滑坡上布设两到三排，适用于浅层处于蠕动挤压阶段的滑坡。

其原理是通过把斜坡上被软弱结构面切割的岩层组成一个稳定的结合体，并利用岩体与锚杆密贴所产生的摩阻抗力来阻止岩块向下滑动。在设计时要考虑雨水入渗的不利影响、锚杆锈蚀、岩体抗力松弛等问题，一般只适用于浅部岩层滑坡。当滑坡体岩性为破碎岩或滑体表层风化带较厚时，不易采用。

实践表明，经过以上三种方法进行治理后的滑坡体比较稳定，基本排除了存在的安全隐患，能够保证铁路工程施工的顺利实施及线路的行车安全。

5 结语

滑坡是山区常见的地质灾害之一，其破坏作用在铁路建设中主要体现为破坏铁路线路及沿线桥梁、隧洞，威胁行车安全，造成人员伤亡，影响资源开发，阻碍山区经济发展等。为了保证铁路工程施工及线路运营的安全，需要对滑坡体进行充分认识，结合理论知识和工程实际经验采取合理的治理方案，为我国山区铁路建设的快速发展提供安全保障。

参考文献：

[1]张郑伟.山区铁路防治滑坡的工程措施.山西建筑，2012.10

[2]徐卫亚.边坡及滑坡环境岩石力学与工程研究[M].北京：中国环境科学出版社，2000

[3]王恭先.中国铁路滑坡灾害及其防治研究[J].中国地质灾害与防治学报，1996，7（1）

[4]石文慧.论中国铁路地质灾害问题[J].中国地质灾害与防治学报，1992，3（1）

[5]国土资源部.中国地质灾害的现状与防治工作[J].中国地质，2004（4），3一5

[6]潘亚军.山西省地质灾害现状与防治[D].太原：太原理工大学，2004

[7]车石轩.防治滑坡的工程措施[J].滑坡文集.中国铁道出版社，第七集，1990.42-48