摘要：各类工程建设中形成的边坡稳定性问题关系到工程的成败与人员的安全，而采用合理的边坡支护技术是边坡稳定与否的关键。依托国内外边坡加固的工程案例，探讨边坡的破坏机理和破坏形式，以及对广泛应用于工程中的成熟的边坡支护技术进行系统的总结，并对各类支护方法的适用范围进行深入探讨。
关键词：边坡工程；破坏形式；支护；稳定性评价
我国多山地丘陵，特别是在广袤的西南地区，地势极不平坦，但各类自然资源丰富，在国家大力开展基础设施建设的大背景下，各类大型的交通运输项目、水利电力开发项目和矿产资源开采项目在西南地区得以实施。高陡边坡的安全稳定性问题一直是工程建设者们研究的重点，为了确保边坡的安全稳定，往往需要采用各类边坡支护技术，而不同的工程地质条件所采用的支护方式是不同的。只有依据工程地质条件，确定边坡潜在的破坏形式，从而采用合理的支护方法才能确保边坡的安全稳定。
1 边坡稳定性评价方法
1.1刚体极限平衡分析法
刚体极限平衡分析法分为瑞典条分法、Bishop法、Janbu法、Spencer法、Morgenstern-Spencer法、Hoek楔体分析法、不平衡推力法以及Sarma法等。刚体极限平衡分析法按是否考虑滑动面的宽度影响而分为二维刚体极限平衡分析法和三维刚体极限平衡分析法。传统的二维刚体极限平衡分析法将失稳面假定为无限宽，不考虑滑体末端效应和变形[1]，而岩质边坡的破坏具有显著的三维效应。三维刚体极限平衡分析法考虑到有限宽度的失稳面且不假定条间力方向为水平，不对滑裂面的形状和边坡的几何特征做出假定，因而分析结果更贴近工程实际。
1.2弹塑性理论分析方法
弹塑性极限平衡法在各类数值分析方法中广泛运用[2]，适用于岩质边坡，用弹塑性（或粘弹塑性）有限元等方法，计算边坡应力应变分布情况，按一定的屈服准则计算出塑性区的分布情况和破坏点，由此得到稳定系数。
1.3其他分析方法
近年来还发展出变形破坏判据法、破坏概率法、能量法等方法。
2 岩质边坡破坏形式
变电站岩质边坡主要分为顺层岩质边坡和反倾向岩质边坡，顺层岩质边坡的破坏形式和反倾向岩质边坡的破坏形式存在根本的区别。
2.1顺层岩质边坡的破坏形式
根据顺层岩质边坡滑动面的几何形态，可将顺层边坡的破坏模式分为以下五种形态，即平面滑动、台阶形破坏、曲面滑动破坏、楔形体破坏、顺层压溃破坏。顺层边坡破坏时主要沿层面或层面与其他结构面的组合方向滑动；只有当岩层风化严重或岩体结构非常破碎时，才有可能出现曲面弧形滑动；当坡面与层面一致，由于边坡较高或较陡，在重力作用下，中-薄岩层的中下部弯曲隆起，使边坡产生溃屈或弯折变形，产生顺层压溃破坏。具体的破坏模式如图1所示。
2.2反倾向岩质边坡的破坏形式
对于反倾向岩质边坡的破坏形式国内外学者均做出了深入研究。由于各学者的出发点和研究对象的不同工程实际，往往得出的破坏形式分类存在区别。如Goodman和Bray在研究层状边坡弯曲倾倒变形破坏时，将层状边坡弯曲倾倒变形破坏形式分为弯曲倾倒、块体倾倒和块状弯曲倾倒等三类基本破坏类型；Cruden和Hu在研究贯通性不连续面倾向与坡向一致但倾角比坡脚要陡的顺层倾倒边坡的工程实例中，将破坏形式划分为块状弯曲倾倒、多重块体倾倒和人字型倾倒三种基本类型[3-4]。
3 变电站边坡支护方法
边坡支护方法的设计遵循“减载、强腰、固脚、排水”的原则，贯彻“绿色通道，走环保之路”、“恢复自然、综合治理、因地制宜、技术先进、经济美观”的理念。在卸载受限制，放坡对自然植被影响严重的路段，采取“强支挡、弱削方”的原则，采用“强腰、固脚”的加固措施。具体的边坡支护方法及其适用条件如下：
①预应力锚索（锚式体系）：预应力锚索主要适用于岩石边坡或具有深层潜在滑动面的各类边坡，对于浅表层的潜在滑动不适合。通过预应力锚索结构自身的特点，锚索体锚入（锚固段）边坡一定深度，并按设计需要对锚索体系施加一定张拉力，由此锚索体主动对边坡岩土产生预应力，及时平衡边坡楔形体、潜在滑裂面（或滑坡体）产生的下滑力，并有效遏制边坡松驰区的发展，从而达到稳定边坡的目的。
②钢筋砂浆锚杆（含预应力锚杆）：钢筋砂浆锚杆具有施工简便、快捷、工程造价低廉的优点，适用于边坡浅层变形（坍塌、小型楔形破坏等）的预防性加固。钢筋砂浆锚杆配套格梁增强了破面的整体性和稳定性外，并为岩质边坡的绿化提供了良好的条件。
③注浆钢锚管（锚式体系）：该项技术措施如同钢筋砂浆锚杆一样，与坡面成一定角度由潜孔钻机成孔，置入钢花管并注水泥砂浆构成锚管体达到稳定边坡的目的。该项措施适用于破碎岩层（岩层节理裂隙极度发育、岩体破碎，断层构造带等）和极软弱岩层（炭质页岩、煤层及含煤地层）以及地下水丰富的边坡、施工简便，工程造价略高于普通砂浆锚杆，这些年来已普遍推广应用，加固效果良好。
④衬砌拱喷混植生：在坡面用浆砌块石、片石构筑衬砌拱，并在拱内喷播草籽，该项措施能很好地防止坡面表层土体的流失，而且绿色环保，生态美观。适用于土质、类土质边坡以及土层较厚的二元结构边坡，岩质边坡不适宜。
⑤截水沟：在堑顶外侧开挖并用浆砌块石、片石构筑截水沟，将坡体外侧地表汇水通过截水沟排到挖方路基边沟，减少降雨流入坡体及下渗，并防止冲刷坡面。该项措施经济、施工简便、效果良好，常被采用，尤其对堑顶汇水面积较大的边坡，应设置截水沟。
⑥引流槽、排水沟：在边坡各级平台内侧用浆砌块石、片石构筑引流槽、排水沟，将坡面汇水引向边沟，减少坡面汇水对下部坡面的冲刷，并能有效减少水流入渗。
参考文献
[1]李静.高速公路路堑边坡稳定分析及治理方法综述[J].黑龙江交通科技,2013(2):68-68.
[2]高俊明,刘文生.边坡稳定性分析与加固综述[J].中国新技术新产品,2008(14):85-86.
[3]谭儒蛟,杨旭朝,胡瑞林.反倾岩体边坡变形机制与稳定性评价研究综述[J].岩土力学,2009,30.
[4]陈林.岩质边坡稳定性评价方法综述[J].市政技术,2013,31(1): 105-108.
论文作者:陈向
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/10/19
标签：刚体论文; 形式论文; 方法论文; 砂浆论文; 岩层论文; 汇水论文; 塑性论文; 《电力设备》2017年第21期论文;