国际滑坡补救措施报告

1、滑坡补救措施报告的提议方案 来源：国土资源部信息中心 作者：李忠雄   发布时间：2006.11.20 1 引 言国际地科联滑坡工作组（IUGS WG / L）是联合国教科文组织国际岩土协会世界滑坡名录工作组（WP / WLI）的延续，它由国际工程地质和环境协会（IAEG）滑坡及其它块体移动委员会、国际土壤力学和岩土工程学会（ISSMGE）滑坡技术委员会，以及国际岩石力学学会国家工作组等单位组成。作为对“国际减灾十年（19902000）计划”的贡献，工作组一致通过建议使用描述滑坡的标准术语来帮助建立一个世界滑坡名录。工作组已经提出了一个用于报道滑坡（WP / WLI，199

2、0）、编写滑坡总结（WP / WLI，1991）及描述滑坡活动（WP / WLI，1993a）的方案，这些方案均总结在多语种的滑坡术语汇编中（WP / WLI，1993b），我们对滑坡下的定义是“大量岩石、土壤或碎屑沿着斜坡向下移动”（Cruden，1991）。工作组还成立了若干委员会，将滑坡报告的范畴分别扩展至滑坡的原因（WP / WLI，1994），滑坡的移动速率（WP / WLI，1995），它们的地质特征，以及可能造成的破坏。滑坡治理委员会提出的建议确定了滑坡治理的主要措施并将其用于补充滑坡报告。工作组欢迎为补充完善这个（和其它）建议方案而精心用文件证明的各种建议，这些建议应提交给工作

3、组主席（现任主席是D. M. Cruden博士，加拿大埃得蒙顿Alberta大学土木工程系）。 2 使用治理措施的有效性和被接受程度Terzaghi（1950）写到“如果一个滑坡开始移动，制止移动的手段必须适应引起滑动的作用”。例如，如果侵蚀是引起滑动的作用，考虑治理措施时可包括加固斜坡以防止侵蚀，或者消除造成侵蚀的源头。通过采用覆盖过滤材料或者用水平排水抽干泉水的方法使侵蚀泉变成不具侵蚀性等。了解产生滑坡的作用和机制的最大好处在于使用它来预先采取措施以减少和制止主要滑坡。这里应该强调“主要”这个术语，因为既不可能、也不可行、更不可期望预防所有滑坡。有许多这样的滑坡实例，在它们发生后

4、能更有效、低成本地予以治理。在许多情况中明显期望（甚至是要求）通过选择开发地点来回避滑坡，但是，安全和合意的建设用地数量的减少又需要增加易滑坡地区的使用。有许多可供选择的治理措施，同时在使用这些措施时也会产生许多有效性和可接受程度的问题，例如，也许我们会简单地选择与一个滑坡生活在一起，该滑坡并未对公众构成重大危害，但它也需要定期维护，如清除偶然侵占到路肩上的砂石。在英国1979年永久关闭曼彻斯特谢菲尔德公路Mam Tor路段（Skempton等，1989），以及Glen Ogle岩石滑坡发生后决定不再恢复联接Killin的铁路（Smith，1984），均是由于滑坡影响而放弃的著名例子，因为修复

5、这些路段在经济上是不可行的。然而，通常绝大多数滑坡迟早必须加以处理，如何处理它们取决于导致其发生并加速其运动的作用、滑坡类型、牵涉到的物质类型、滑坡的规模及位置、滑坡影响到的地方或事物、或滑坡造成的境况、可利用的资源，等等。技术解决方案必须与自然系统和谐，否则，治理工作只有短效用，或者过于昂贵。实际上，滑坡在类型和规模上是如此多变，而且总是如此依赖于当地的特殊条件，以致于对一个特定的滑坡问题，可能有多种能成功应用的预防或治理方法。每一种措施的成功应用在很大程度上取决于在调查过程中正确认识特定的土壤和地下水状况的程度，以及设计中应用的程度。由于事前并不清楚许多地质特征，例如剪切间断等，因此最好将

6、手中的治理措施设计为一个基础方案，例如，在修建治理工程之中或之后，设计方案应具有能足以进行修改的灵活性。 3 滑坡治理措施的简表和简短评论治理现有滑坡或预防即将发生的滑坡是一个降低驱动力或增加阻挡力的过程。对许多滑坡治理方法已经作过许多评述，感兴趣的读者可参阅Hutchinson（1977），Zaruba和Menel（1982），Bromhead（1992），Schuster（1992），Fell（1994）和Popescu（1996）等人的文章。为帮助在滑坡报告中用一种标准格式将与滑坡治理有关的信息都包括在内（WP / WLI，1990），IUGS WG / L滑坡治理委员会制做了

7、一个滑坡治理措施的简短清单（见表1），这些措施列为四个类别，即：斜坡几何形态改变、排水、拦挡构造及斜坡内部加固。Hutchinson（1977）指出排水是用于治理滑坡的主要措施，滑坡几何形态改变是第二种最常用方法，这二个方法是四个主要类别中最便宜的，这也是它们得到广泛应用的一个重要原因。经验告诉我们也许当一种措施占主导时，绝大多数滑坡治理牵涉到联合使用主要类型中的两种或更多种方法，例如当遏制作为主要措施用于治理特殊滑坡时，在某种程度上也需要使用排水和滑坡几何形态改变的措施。对根深蒂固的滑坡，滑坡几何形态改变是一个非常有效的方法，然而，治理斜坡坡度（充填或切割）的成功并不仅由改变的规模或形态决定

8、，而且也取决于在斜坡上治理的位置。Hutchinson（1977）提供“中线”方法的细节来帮助找到一个布置稳定充填或切割的最佳位置。在许多情况下此方法是不能简单采用的，这些情况包括没有明显前端和顶的长长的顺坡滑坡；几何形态是由工程条件决定的滑坡；以及不稳定区域情况复杂因而改变地貌会促进一个区域的稳定性而降低另外区域的稳定性（Leventhal和Mostyn，1987）。因为孔隙水压力在降低剪切应力方面能起重要作用，排水常常是一个重要治理措施。因为与成本有关的高稳定效率，地表水和地下水排水得到了最广泛应用，通常是最成功的稳定方法。作为一种长期解决方法，排水遭受的损失要大一些，因为排水系统必须加以

9、维护才能不断使用（Bromhead，1992）。 表1 滑坡治理措施简表 1. 斜坡几何形态改变 1.1 在驱动滑坡的地方清除掉物体 1.2 添加物体以保持稳定（平衡护道或充填） （尽可能用轻型充填物代替） 1.3 减小整体斜坡角度 2. 排水系统 2.1 地表排水以改变流向滑动区域的水流 2.7 排水渠、地下通道或平洞 方向（集水壕沟和管道） 2.2 用自由排水的地质材料充填排水沟 2.8 真空排水 （粗粒充填物和地质合成物） 2.3 粗粒物质的支撑护墙（水文作用） 2.9 虹吸排水 2.4 垂直钻孔（小口径），泵吸或自排水 2.10 电渗透排水 2.5 重力排水的垂直竖井（大口径） 2.1

10、1 植被（水文作用） 2.6 近水平或近垂直钻孔 3. 拦挡构造 3.1重力挡护墙 3.6用编织条、片、聚合物、金属物质加固的土质挡护结构 3.2迭木框阻挡墙 3.7粗粒物质的支撑护墙（机械作用） 3.3 金属筐墙 3.8岩石坡面的保护网 3.4 被动桩、防护墩、防水支架 3.9落石减少或制止系统（岩石拦护沟、台阶、栅栏和墙） 3.5 原地铸块的加固混凝土墙 3.10 防止侵蚀的防护石 / 混凝土块 4. 斜坡内部加固 4.1 岩石锚杆 4.6 石头或石灰水泥柱 4.2 微桩 4.7 热处理 4.3 土壤固定 4.8冷冻 4.4 锚固（预应力或无预应力的） 4.9 电渗透固定 4.5 灌浆 4

11、.10 植被（根加固机械作用）   地表水通过沟渠和管道从不稳定斜坡处转移走。浅层地下水的排水通过地沟排水网来获得。另一方面，破裂地面的排水是通过护墙或深部排水来实现的，后者是一些深入地下切穿剪切面并延伸到其下面的沟渠。在深层滑坡例子中，通常降低地下水位的最有效方法是将排水隧道穿进滑坡下面未受损伤的岩石中，在这个位置可从隧道的顶部钻一系列向上的排水孔以排出滑坡前端的水；另外一种方法是隧道可向上联接从地表打下来的一系列垂直井。在地下水太深，普通沟渠排水无法实现，以及滑坡太小不适合采用昂贵的排水隧道或排水廊通道时，可采用打近水平排水孔的方法，另一种方法是采用一个垂直排水井联接一个近水平钻

12、孔排水系统的方法。Schuster（1992）讨论了常用排水系统的最新进展，并简略提到了不常用但有创新的排水方式，如电渗透排水、真空和虹吸排水。置于不稳定斜坡前端的粗粒物质支撑护墙作为治理措施常常是成功的，它们被列于表1中，当主要使用其水文作用时列于“排水系统”之下；当主要使用其机械作用时列于“拦挡构造”之下。在战后的早期阶段，通常将滑坡视为需要“工程解决”牵涉到用结构技术来加以治理的“工程问题”。这种结构处理方法开始集中在挡墙上，但随后就分化为包括有各种各样更加复杂的技术，其中包括被动桩和保护墩，原地铸块的加固混凝土墙及加固的土质挡护结构。通过恰当的设计和建造，这些结构解决方法是非常有价值的

13、，特别是在那些具高风险或狭窄场地的地方。然而，在许多情形中结构解决方案的安装固定问题导致采用已被证明较其它方案(如斜坡几何形态改变或排水)更不划算的过于昂贵的措施（Jones和Lee，1994）。在过去的几十年中发生了一个朝着“软工程”非结构解决方案的重大转变，“软工程”既包括如排水和斜坡几何形态改变的经典方法，也包括诸如石灰/水泥固定，灌浆或土壤固定技术等许多创新方法（Powel，1992）。与结构解决方案相比较，非结构治理措施的花费很低。另一方面诸如挡墙的结构解决方案在施工中将涉及到开挖斜坡，并且常常需要陡峭的临时开挖。由于过陡或增加了雨水的渗透，这两种操作在施工中会增加失败的危险。相反，

14、使用非结构解决方案的土壤固定技术会加固斜坡，避免开挖或改变斜坡现状。在选择合适的治理方案时环境考虑已愈来愈成为一个重要因素，特别是对诸如风景区的观看效果，或者对自然环境或地质保护的影响问题。更加适合环境的“软工程”方案的一个例子是综合使用植被和人工结构要素来稳固斜坡的方法，这种方法名为生物技术斜坡稳固法（Schuster，1992）。植物稳固作用的基本概念并不新鲜：植被通过拦截雨水和蒸发地下水来保持土壤的干燥并大大降低地下水的潜在高压，从而对斜坡的稳定有很大的作用。除了这些水文作用外，植被的根加固了土壤，提高了土壤的抗剪强度，而树根还能扎根在坚硬的地层中，以通过支撑和成拱为斜坡上部的土壤盖层提

15、供支撑。树根使土壤粘结力稍稍增加，对浅部滑坡会产生重大影响。尽管对较深部的滑坡来说植被的机械影响不甚明显，但其水文影响对浅部和深部滑坡都是有益的。然而，植被并不总是有助于斜坡的稳定。植被的额外重量和风对裸露植被的吹动会产生摇动力量，尽管这两种力量影响很小。由于穿透和扩张岩石的裂缝，植物的根茎也会起到相反的作用。有关植被对斜坡稳定性工程作用研究的详细信息请参看Greenway （1987）和Wu（1991）的文章。另外，“斜坡土工手册”（香港土工控制办公室，1981）有一个非常好的记录植被水文和机械影响的表格。与单独使用结构要素相比较，生物技术斜坡稳定的概念通常是有成效的。它提高了环境的协调性，

16、并能允许使用当地的自然物质。拦挡构造的空隙中种上植被，其根可以固结构造内和构造后面的土壤，所有具有开阔的网格工程或层状覆盖物的拦挡构造的稳定性均可从这种植被中受益。Barker（1991）提供了一个称作“生物堤”的复合植被地质织物/地质网格加固构造的实例。需要报告给世界滑坡名录的、体积超过一百万立方米的大型滑坡要使其稳固是非常困难和极其昂贵的，对这些大型滑坡可行的目标是增加5%的安全系数，即使这个百分数有小小变化也将牵涉到作用在滑动物体上各种力巨大的绝对改变。因此，如果仅使用结构措施，将会需要与滑坡规模相一致的物质规模，这是非常昂贵的（Gongxian，1985）。可以大规模应用斜坡几何形态改

17、变措施，它能很容易地应用于厚度与长度比很大的单个旋转滑动上。在存在一系列叠置滑动机制的地方重新调配地面物体的结果是难以预测的，也容易变为有害的；如果物质的搬移稳固了一种机制，而另一种机制也许会变得不稳定（Hutchinson，1977）。对大型滑坡的稳定性来说，排水可能是最具吸引力的选择方案（Nakamura，1984） 4 讨 论用于滑坡报告（WP / WLI）中报道滑坡治理措施的建议方法将这些措施分为如表所列的四个实用类别：斜坡几何形态改变、排水、拦挡构造和斜坡内部加固。关于治理措施的滑坡报告部分应该有这四个标题，而每个标题下是应用到报告滑坡的一个治理措施名录。表1也许制作了附在

18、滑坡报告上的一个有用清单。下面简要讨论两个实例以说明治理措施的选择和在滑坡报告上相关部分的填写。4.1 La Frasse滑坡位于瑞士阿尔卑斯山脉的La Frasse滑坡是一个十分重要的不稳定现象，也许是在最后一个冰川撤退期在冰川冲刷作用下侏罗纪灰岩向斜的薄的倒转翼被破坏而产生的。这种磨蚀作用开始移动构成向斜核部的复理石相粘土质片岩。滑动物质目前深度在谷底为40至50m之间，而在滑坡的中心部位则为60到100m之间。一层稳定的物质将下部的断裂面与基岩分隔开。活动滑坡的体积是6 000多万立方米，下部较活跃的滑动物质的长期移动速率为150600mm/年。与它的巨大规模和相当大的活动性相比，La

19、Frasse滑坡并未造成巨大损害。最受影响的设施是两条穿过滑坡下部的重要公路。用9m长的桩和10m长的锚杆来固定表层的滑动物体，从而使下部一条公路的一小段得到部分稳固，这样的话，公路在10年左右时间内能保持良好状况。为减少滑坡前端的侵蚀作用，于1988年沿Grande Eau河修建了填石堤，该堤不到一年便被冲刷掉了。1994年，一次危机期过后，在最活跃的滑坡带的中部修建了一系列泵吸排水钻孔。尽管滑坡的移动速率降低了，而且每次危机期后总能观察到一次降低，但是，仍不清楚这种情况的发生是否与引进的排水措施有关（Bonnard，私人通信，1995）。表2 中用标准格式总结了迄今应用于La Frasse

20、滑坡的治理措施的信息。表2中的数字与表1中的数字一致。表2 La Frasse 滑坡报告中的滑坡治理措施（Novarez和Bonnard，1988） 斜坡几何形态改变 排水 2.4 拦挡构造 3.4、3.10 斜坡内部加固 4.4 4.2 Jizukiama滑坡第二个例子是日本Nagano城的Jizukiama滑坡（日本滑坡协会，1988）。滑动区域大部由受热液蚀变作用影响的流纹质凝灰岩和大量蒙脱石组成，多条断层使岩石破碎严重。该滑坡体积约500万立方米，在风化岩石带上具有突然跨塌的特点，古老塌积物向下推移。1981年的化雪季节在斜坡的上部出现了裂缝，斜坡发生间歇性的微微移动。198

21、5年的雨季在不同寻常的降雨之后，7月26日下午5时斜坡突然滑下山去，造成29人死亡，总共摧毁了50幢房屋。作为一个在滑动区域恢复平衡的紧急措施，在滑坡前端安装了110个H型钢桩，而将流进滑动区域的水流引开的地表排水工程也已进行。19851989年间在该区域进行了如下治理工程：29个原地铸块直径为5.1m的加固混凝土墩；23口直径为3.5m的排水井，157个直径为0.32m的钢桩；818根长度为1852m的锚杆；8400m近水平的钻孔排水工程和3个总长度为1630m的排水隧道。另外，还完成了改变坡度的工程和用加固混凝土网保护斜坡的工程。根据表1所列清单制作的Jizukiama滑坡报告部分列于表3

22、中。表3 滑坡报告中的滑坡治理措施Jizukiama滑坡（日本滑坡协会，1988） 斜坡几何形态改变 1.3 排水 2.1、2.2、2.5、2.6、2.7 拦挡构造 3.4、3.8 斜坡内部加固 4.4  附录：滑坡诱发因素 滑坡治理措施和滑坡诱发因素之间具有明显的联系（Popescu，1996）。IUGS WG/L的滑坡治理委员会根据记录所需的手段和程序将滑坡诱发因素分为四种实用类型，并制作了一简要清单（见表A1）。表的格式使其能制作简单数据库，该数据库能用于现今电脑的大多数数据库管理软件。收集的信息可与其它滑坡总结进行对比，并用于指导进一步的调查和采取进一步的减缓措施。表A1 滑坡诱发因素简表 1土地条件 (1)塑性软弱物质 (6)带节理或裂缝的物质 (2)敏感性物质 (7)反向物质不连续（包括层理、片理和节理） (3)易垮塌物质 (8)反向构造间断（包括断层、不整合、弯曲剪切、沉积接触） (4)风化物质 (9)渗透性的悬殊差别及其对地下水的影响 (5)剪切性物质 (10