降雨对边坡稳定性的影响及防治措施

降雨对边坡稳定性日勺影响及防治措施

摘要：降雨是影响边坡稳定性日勺一种重要原因。通过阅读有关文献，首先简要列

出了影响边坡稳定性的原因，然后按照土质边坡与岩质边坡的划分，详细论述了

降雨在边坡稳定中日勺影响与作用，最终就边坡工程中常见日勺治水措施做了充足日勺

阐明。

关键字：降雨；边坡稳定性；边坡治水

Effectofrainingonslopestabilityandpreventionmeasures

Abstract.Rainin.i.a.importan.facto.i.slop.stability.Afte.readin.som.references.thJnfl

ucnce.factor.ar.briefl.mcntione.i.th.firs.part.The.th.effcc.an.actio.o.rainin.o^lop.sta

bilit.angive.i.detai.accordin.t.th.classificatio.o.terren.slop.an.roc.slope.A.last.som.ge

nera.wate.preventio.measure.ar.showe.well.

Keywords:raining;slopestability;waterpreventionofslope

引言

降雨是产生边坡失稳的重要条件之一，倒塌、滑坡、泥石流等边坡失稳现象的发生

和发展多受降雨等原因日勺控制。根据查阅有关资料记录,我国的边坡失稳大多与降

雨有关。无论是少雨日勺西北地区，还是多雨日勺华南地区，从南到北，自东向西，绝大

多数的倒塌、滑坡、泥石流发生在雨季。尤其是在暴雨之后往往出现大量的滑坡、

倒塌等边坡失稳现象并且损失惨重。如1982年7月重庆云阳地区连降暴雨，由

于排水沟被堵、排水失效，大量水流渗人老滑体，使滑体内部抗滑力减弱，从而

导致鸡扒子滑坡。滑坡滑坡体面积约0.77平方公里，总土石方量约150C万立方

米。滑坡虽未导致人身伤亡，但毁坏房屋1730间，工农业生产直接经济损失共600

万元。此外由于滑坡阻塞河道，给长江航运带来了极大的困难，导致约1000万元

的间接经济损失，此外航道整改费高达8000万元。1989年7月台风暴雨使东阳山

区发生53处泥石流，冲毁房屋、公路、汽车等，经济损失达亿元。1991年5月后

的暴雨期，江苏省镇江市区发生滑坡68处，受灾面积5万多平方米，上百间房屋

被沉没。综上,边坡的失稳与降雨有着亲密的关系，降雨是激发边坡失稳日勺重要原

因之一。

1.边坡稳定性重要影响原因

影响边坡稳定性日勺原因是多种多样的，总结数年研究成果，认为其基本影响原因

可分为两类：第一类为边坡内部原因即边坡构造性质原因，以岩性及其组合、构

造面为代表；另一类为边坡外部原因即环境原因，以地下水（包括大气降水）、地

应力（尤其是其中日勺构造应力）、地震、人类活动为代表。环境原因的变化常对边

坡的稳定性具有决定性影响，也就是说边坡岩土体的性状原因是最基本的，环境

等外因要通过内因才能起作用，影响边坡的稳定性。边坡的稳定性状态是由上述

两种原因综合作用决定的，各原因构成一种互相联络、互相影响日勺整体，其中任

何一种原因的变化，也会导致其他原因发生变化，从而综合影响边坡稳定性状

态。

1.1内部原因

内部原因即构造性质原因。自然界中日勺岩土体，一般是由土中矿物颗粒、土

中水、土中气三部分构成［1］。土中矿物颗粒是土颗粒的最基本的物质构成部分，

它直接影响着土粒大小、形状和抗风化能力的强弱，从而影响土体H勺渗透性和力

学性质。这几种基本部分，它们的相对数量随环境变化和时间延续而不停发生变

化。其中固体矿物颗粒绝对数量的变化速率最低，虽然在风化作用以及流水（地表

的和地下的）作用和其他动力作用下，固体颗粒被破坏、搬运或残积，发生量的增

减和质的变化，不过这些作用或者必须具有一定的条件或者需要较长的时间才能

发生或产生明显日勺效果。然而土体中日勺水和空气就完全不一样样了，它们的数量

变化受环境口勺影响非常敏感，而其中水的数量变化起着更主导作用［2］。正由于如

此，边坡稳定性受环境H勺影响也是非常敏感H勺。

概括起来，内因又分为如下三个方面：

①斜坡外形：斜坡的存在，使滑动面能在斜坡前缘临空出露。这是滑坡产生口勺先

决条件。同步，斜坡不一样的高度、坡度、形状等要素可使得斜坡内力状态变化,

从而引起斜坡失稳。

②岩性：滑坡重要发生在易亲水软化的土层中和某些软岩中。例如粘质土、黄土、

山坡堆积、风化岩以及遇水易膨胀和软化的土层。软岩有页岩•、泥岩和泥灰岩、

千枚岩以及风化凝灰岩等。

③构造构造：斜坡内的某些层面、节理、断层、片理等软弱面或者与斜坡坡面倾

向近于一致，则此斜坡的岩体轻易失稳成为滑坡。此等软弱构造面组合成为滑动

面。

1.2外部原因

外部原因即环境原因，外部影响原因是通过内部原因起作用的，它概括起来

重要包括地下水（包括大气降水）、地应力（尤其是其中的构造应力）、地震、人类

活动等几种方面［3］。

①地下水、大气降水

1）松散填土体下为不透水H勺基岩面时，由干大量地下水沿基岩面活动，减少

了土的强度，这是堆积层滑坡分布广泛的重要原因。

2）山坡岩土体中的地下水假如具有稳定的储水构造（如断层破碎带水）补给口勺

话，易产生滑坡。

3）堆积山坡下部，假如有汇集地下水的I埋藏基岩古沟槽时，易产生大型堆积

层滑坡。

4）当地表水渗透顺坡岩土体时后，沿下部相对不透水日勺软弱岩土层流动时，

易产生顺层滑坡。

5）黄土层中的砂层和卵石层一般富含地大水，其上部的黄土体常沿此层滑

动。

6）河、湖、水库水位的大涨大落，由于动水压力口勺变化，易于形成岸边滑坡。

7）坡体上部的地表水大量入渗，坡脚水流日勺冲刷，使坡体日勺应力状态发生变

化，易引起滑坡。

②人为原因

1）在坡体的中上部堆置弃土或修建房屋，增长荷载，增进滑坡。

2）在边坡下部切坡，使支撑减弱，易于形成滑坡。

3）破坏山坡地表覆盖层及植被，加速岩土体风化，使大量日勺地表水下渗，也

许引起滑坡。

4）人工沟渠、都市污水排放、稻田渗漏及大量排泄生活用水，都也许产生滑

坡。

5）人为日勺大爆破、机械震动，也许引起滑坡。

③地震、地应力

地震时由于地壳强烈运动，边坡体强度减少。同步，因有水平地震力的作用，边

坡的稳定性会大大减少，从而导致边坡破坏。现今地壳上任一点日勺初始地应力，

其重要包括重力和构造残存应力。任何状况下，重力是一直存在着的，有时较大,

有时较小，有时可以忽视不计，地应力对某些大型边坡变形和稳定日勺影响愈来愈

引人们日勺关注。

2.降雨对边坡日勺作用

“十个滑坡九个水⑷”这句话充足反应水是产生边坡失稳日勺重要条件之一，倒

塌、滑坡、泥石流等边坡失稳现象的发生和发展多受水等原因的控制。

分析外部原因即环境原因中，降雨在边坡日勺变形破坏中有着举足轻重的作用。就

以所掌握的资料而言，90%左右的边坡破坏（滑坡）均发生在雨季（这也就是人们常

说的十滑九水），尤其是持续暴雨或是地下水的参与，这充足阐明了降雨是影响

边坡变形破坏和稳定性的重要原因。而根据边坡类别时不一样，又把降雨对边坡

的影响与作用分为两类：降雨对土质边坡、岩质边坡的作用。

2.1降雨对土质边坡的作用

宏观上分析•，降雨对土质边坡日勺影响重要以侵蚀为主，有面状侵蚀和沟状侵

蚀［4］。面状侵蚀是坡面侵蚀中的一种重要侵蚀形式。边坡中的土是由于岩石的风

化、剥离、搬迁、沉积等地质作用而形成日勺，与土层日勺深度、土日勺紧密状况不一样,

越到表面土越松散。在雨水的作用下，水在坡表面流动的过程中比较均匀地冲刷整

个坡面H勺松散物质,使坡面减少,边坡后移,这样就形成了面状侵蚀。沟状侵蚀是水

在坡面流动过程中，由于边坡表面的不平整，存在一定的沟槽和低凹地，当水超过

了低凹地或沟槽的蓄水能力后开始形成线状流。时分时合的线状流伴随即续水量

的汇集,逐渐汇集成股状水流,加大了侵蚀力度,并产生沟状侵蚀,在坡面形成某些

细沟。

微观上，降雨对土质边坡的影响重要是水日勺入渗导致边坡土体含水量增长、

容重增大和土体的强度下降，它是引起边坡失稳的重要原因，即通过“降雨一地表

水T水向边坡内渗透T边坡土体容重增大、强度减少T（破坏概率增大）T边坡滑

动破坏”这样一种过程［5］。从水十互相作用日勺机理分析，水十之间存在：水十化

学作用、水土物理作用、水土力学作用。

2.1.1水土化学作用如外

在一定条件下，雨水与雨水补给形成的地下水对土坡的化学作用是非常复

杂。首先，雨水是某些气体，多种矿物（尤其盐类矿物）和有机物的溶剂，也是一

种电解溶液。水是由两个氢原了与一种氧原了结合而成口勺，结合角度大概为

105°,由于氧原子结合氢原子这种不对称的排列产生了一种非平衡的电荷，最

终致使水分子成为极性分子。纯水包括了处在离子状态和结合分子状态的氢和氧。

另首先，土是由地球外壳坚硬的岩石，通过风化、剥蚀、搬运、沉积，形成一种

由固体矿物、水和气体的集合体。土日勺这种物质构成和构造特点给雨水化学作用

提供了一种重要口勺条件。总结起来，水土化学作用包括溶解与沉淀作用、互换与

吸附作用、氧化还原作用、以及水解与络合作用等，水土互相作用通过水土间组

分的转移对土的强度与变形特性起到强化或弱化作用。

①溶解与沉淀作用

可以认为是水对物质的作用与反作用，一般认为溶解作用是沉淀作用日勺开

始。溶解作用是指土中一部分矿物被水溶液溶解、溶滤或水化，使离子由结晶架

转入水中的过程，其成果是岩土失去一部分可溶性物质，水溶液则增长了新H勺物

质成分。沉淀作用也叫浓缩结晶作用，是指水溶液与土中部分矿物发生浓缩、脱

碳酸或混合反应，生成的难溶的沉淀物或结晶体，从而使某些离子或分子固结于

土孔隙中或晶格体上，一般在地下水渗流日勺排泄区可以见到。溶解与沉淀作用都

可以导致土的物理力学性质日勺变化。一般认为溶解作用能减弱土的胶结强度，从

而导致土的透水能力和压缩系数提高，使土日勺弹塑性、压缩模量和剪切强度减少。

而沉淀作用能增强土的胶结强度，从而导致土的透水能力和压缩系数减少，使土

的弹塑性、压缩模量和剪切强度提高。

②互换与吸附作用

土颗粒表面带有负电荷，可以吸附阳离子。一定条件下，颗粒将吸附水溶液

中某些阳离子，而将其本来吸附的部分阳离子转为水溶液中的组分，可以看出离

子互换吸附过程就是土体颗粒上的离子或分子与地下水互换的过程，这种阳离子

或阴离子吸附作用的趋势取决于水溶液环境的pH值、矿物成分、分散程度及溶液

的化学成分、浓度、pH值等众多原因H勺影响°离子互换的物质重要有次生矿物，次

生中粘土矿物的微观构造是由两种原子层（晶片）构成:一种是由Si-0四面体构成

的硅氧晶片，另一种是由A1-0H八面体构成的铝氢氧晶片，不一样的晶片组合形

成了不一样性质H勺粘土矿物。如蒙脱石中两构造单元之间没有氢健，互相连接非

常弱，水分子可以轻易进入两晶片之间，因此蒙脱石日勺亲水性最大，具有剧烈日勺

胀缩性。伊利石中部分Si-0四面体中口勺Si和A1被Fe取代，损失的原子价一般

由阳离子K赔偿，因此晶片间具有结合力，亲水性比蒙脱石差。高岭石具有刚性

晶格，晶胞间的距离不轻易变化，水分子不易进入，不也许进行层间离子互换，

互换反应仅沿颗粒端部进行。从上面分析可以看出离子互换吸附作用影响了土颗

粒表面双电层的发育状况、土颗粒日勺亲水性及颗粒间的湿吸力、可变构造吸力等,

因此也能影响上体口勺物理力学性质。

③氧化还原作用

在坡体地下水环境中发生日勺诸多反应包括了气相日勺、固态时或被溶解的成分

间的电子转换，形成了一种氧化还原反应。为了电子守恒，反应中一种物质的氧

化作用必然伴随有另一种物质的还原作用，这些氧化还原反应成果是变化了土体

原有成分构成，显然对土体的物理力学性质产生一定的影响。

④水解与络合作用

水解反应是地下水溶液中的水合物或水合离子失去质子的过程，而络合反应

是金属离子与配位体（电子予以体）以配位健方式结合的过程。它常常以一种中心

金属离子（一般是多价离子）为关键，与一种或多种配位体相健合，配位体可以是

离子或分子，一般是OH-,C032—、P043-或含N,0,S等多种有机基团。由于

金属离子外圈常围绕着水分子，假如金属离子与配位体以静电力结合，未变化水

合圈，成为外圈络合物，假如配位体进入了水合圈，替代了其中的水分子，成了

内圈络合物，水解与络合作用明显变化了原有物质日勺构成，对土体的物理力学性

质也将产生一定的影响。

2.1.2水土物理作用3⑷

水土作用除了的化学反应外，还伴随发生着物理作用，水土物理.、化学作用

是互相影响日勺。降雨时，水体渗透入土中后将会引起土体材料物理性质的变化。

1）材料重度。当水在土介质中未到达饱和状态时，介质的重度是湿重度。当

边坡滑面较陡时，这种自重增大显然对边坡稳定不利。库水位升高时，水位如下

的土体为浮重度，假如边坡依托这部分土体重量维持稳定，则边坡有也许失稳。

2）抗剪强度。凝聚力与内摩擦角是决定岩土类材料抗剪强度口勺重要参数。除

坚硬岩石外，当饱和度增长，尤其是到达饱和状态时，c、小值都要减少，尤其是

岩石裂隙中的泥化夹层及粘土类材料。c、小值减少将大大减小其抗剪强度，使边

坡抗滑稳定安全系数明显减小，甚至酿成滑坡。

3）变形模量。当裂隙岩体由非饱和状态转入饱和状态后，其变形模量将不一

样程度地减少。如岩石边坡内具有此类岩石，因降雨或水库蓄水，边坡内地下水

位上升，则也许引起坡体沉陷，致使边坡地面出现裂缝，产生新日勺滑动面而不利

于边坡日勺稳定。

此外，水土物理作用还包括两个方面，首先水在结冰时，其体积可增大10%

左右，渗透岩土体孔隙或裂隙中的水冻结后也许对岩土体产生很大的膨胀力，这

个力是能使岩土体沿着原有裂隙迅速开裂和分解的；另首先水自身是赋存于摩擦

面间的润滑介质颗粒间和裂隙面间的摩擦系数，在一定范围内随温度日勺增大而急

剧下降，同步应注意水对岩土体的软化作用。水对岩土体抗剪强度影响最普遍的

是水的软化作用，其中软化系数是反应软化特性的重要参数。

2.1.3水土力学作用他

1）总应力和有效应力

对于岩土类介质，其中的水将产生孔隙压力。由于孔隙压力的存在，总应力

与有效应力有如下关系:

5=C1为p（1）

式（1）中以压应力为正。在非饱和状态下，孔隙压力为负值，有效应力将增

大，对边坡稳定有利；当介质到达饱和状态后，孔隙压力由负值转为正值，有效

应力将减小，对边坡稳定不利。

岩石构造面或滑面抗剪强度符合莫尔一库仑准则，即

T=c+cyntan⑵

式中：c为材料的凝聚力；6为内摩擦角；为滑面上日勺法向应力。

对于三维状态，其屈服准则为

一%）=2ccos0+（6+/）sin°⑶

若将、换成有效应力，则有

~a3=（Jl~a3（4）

a；+a；=at+a,-2p⑸

由式⑶〜式⑸可知，若总应力靠近于极限状态，有了孔隙压力后，受有效

应力控制，材料很也许屈服。当边坡内出现面积较大H勺孔隙压力时，有也许失稳。

2）渗流荷载

由于水力梯度日勺作用，水在边坡内缓慢流动时（达西流），形成渗流场，产

生渗流荷载。渗流徜载由两部分构成：与水力睇度成比例的渗透力和水下介质所

受的浮托力。一般，渗透力方向与滑坡方向相，以，是使滑坡体沿滑面滑动的重要

荷载。浮托力H勺方向向上，有些边坡滑面临近出口段坡度较缓，依托其上部岩石

自重来维持稳定。当地下水位上升时，维持岩体稳定日勺那部分岩体由湿重减轻为

浮重，边坡稳定性明显减小，甚至产生滑坡。

水的渗流荷载是边坡稳定分析中最为关键日勺荷载，要比较精确地分析渗流荷

载，应当用有限元措施分析边坡的稳定性。

3）静水压力和动水压力

当地下水赋存于岩体裂隙中时，水对裂隙两壁产生静水压力。裂隙水静压力是

地下水对边坡体所产生的重要的静力荷载之一。裂隙水静压力H勺作用方向垂直于

承压面,其值是由水头儿所决定时,水头越高,压力就越大,对边坡岩体稳定性的影

响也就越严重。在某些状况下，这个力可以使抗滑力减少20%〜40%左右。从图1中

可以看到，地下水由于大型构造断裂的存在而产生巨大的静水压力对边坡岩体稳

定有着较大的影响。

当边坡岩体比较破碎时，地下水在岩体中均匀渗透,形成统一潜水面,水从坡

脚流此则该处静水压力为零。

当地下水在土体中的裂隙流动时，施加于所流经的土体颗粒上口勺压力称为动

水压力或称渗透力（渗透压力）。这是由于地下水在土体或破碎岩体中流动时，受到

土颗粒或岩石碎块的阻力，水要流动就得对土颗粒或岩石碎块施以作用力，以克服

它们对水的阻力,于是形成了动水压力或渗透力。动水压力的大小与渗透水流所受

到的土颗粒或岩石碎块的阻力数值相等。动水压力日勺大小与流动的水体H勺体积和

水力梯度有关,可用工式进行估算.：

式中，叼）为动水压力；e为孔隙比；1为水力坡度；匕为土体中渗流部分的体

积。动力压力作用于渗流部分的岩体上,其方向与通过该点的流线的切线方向相一

致。在岩质边坡中,构造面的填充物在水的浮力作用下,重量减少,动水压力稍大时,

就会带走构造面中日勺填充物颗粒，侵蚀掏空岩块之间的填充物；同步动水还会磨平

粗糙日勺岩石面,使其变得光滑，减少了岩石H勺摩擦系数,减小了岩体的抗滑力，减少

了边坡日勺稳定性。而在土质边坡中,动水力在一定条件下可诱发流沙和管涌。

2.2降雨对岩质边坡的作用

对岩石边坡而言，降雨的不利作用重要表目前减少岩体强度、抬高地下水位和

边坡内孔隙压力加大等三个方面。

2.2.1减少岩体强度

对于岩石边坡稳定来说,起控制作用的是岩体构造面日勺强度。岩体构造面分为

硬质构造面与软弱构造面。水的介人对于硬质构造面日勺强度并无影响,而软弱构造

面遇水后，尤其是在本来充填介质含水量很少，降雨后却明显加大时，充填的软弱

物深入软化，其抗剪强度则明显减少。如长江三峡流域龙羊峡虎山坡，底孔泄流此

前由于该地区年降雨量甚少，山体处在干燥状态。在泄流雨雾长期作用下,含水量

大幅度增长,致使岩体强度大幅度减少,从而导致边坡失稳在强风化带和软弱岩

层区，灾害性滑坡常常发生。

2.2.2抬高地下水位

一次降雨量使山体地下水位升高的幅度与水文地质条件有亲密关系。在某些

条件下,地下水位能大幅度升高,而在另某些条件下,水位升高也许极为有限。一般

来说，当岩体不是尤其雄厚，山坡较缓且地卜水位在弱风化层以上时\由于岩体孔

隙率大,水位上升需要更多水份供应，同样的降雨条件下水位上升幅度小。同步由

于裂隙发育，岩石破碎渗透系数大，水位升高后水很轻易排走。这就是众多山体中

的洪枯水位变幅不大的原因之一。

2.2.3边坡内孔隙压力加大

根据渗流观点,岩体是由裂隙网络和孔隙介质口勺岩块构成的双重介质。岩块日勺

渗透系数与岩石类别有关，致密岩石如微新花岗岩，其渗透系数为10Toem/s量

级。设裂隙宽0.01cm,按缝隙水力学，其过水系数即渗透系数约为10-4cm/s量级。

降雨人渗后,水在裂隙内运动速度远不小于岩块孔隙内的运动速度。在微新岩体中,

由于裂隙闭合，裂隙日勺空隙非常小，只占岩体体积的0.01%-0.001%,而岩块孔隙

的体积却大得多［4］。

据Jumikis(1982)研究，花卤岩日勺孔隙率变化范围为1.02%—2.87龈填满岩块

孔隙而使其饱和所需要日勺水量较大,而很少日勺人渗量即可使裂隙饱和。从以上分析

可知，雨水从地面渗入,在重力作用下，首先以较快的速度沿裂隙向下流,然后再缓

慢地由裂隙渗人岩体孔隙。裂隙发育程度(密度及隙宽)随深度而减弱，雨水从地表

渗人裂隙很轻易，而从深层岩体排走则十分困难。因此若一种降雨过程不是太短，

就能在山体地下水位以上非饱和区形成暂态饱和区，地下水位上升，使边坡内孔隙

压力加大。强度超过人渗率的降雨历时愈长，孔隙压力也愈大。虽然这一孔隙压力

是暂态的，降雨停止后能以较快的速度消散，但如量值较大，则对边坡稳定的I影响

不能忽视。

2.2.4水与岩石力的作用

水与岩石的力的作用类同2.1.3水土力学作用。

此外，降雨作用下，岩质边坡不像土质边坡那洋产生较大的面状潜蚀。但若岩石

风化较严重，降雨强度较大,则会使岩石的风化层受到影响，使其从基岩剥离。在地

表水的流动下,会带走被剥离了的岩屑，使新鲜基岩出露地表,接受风化。长期往复

的交替作用会使岩体变薄,强度减少,风化裂隙加深,产生恶性循环.当地表水在岩

石坡面排泄受阻时,会加大岩体的重量,增长坡体的下滑力。

3边坡治水措施

在滑坡日勺形成和发生发展过程中，降雨发挥了重要作用。因此，在边坡工程

治理中，应尽量地掌握降雨引起坡面地表水的分布和地下水的渗流状况，综合设

置地表水和地下水日勺排水系统，使水对边坡的影响降到最低程度，保证边坡稳定。

在增强边坡稳定性方面，排水降压比力学加固措施具有肯定、明确和经济等长处,

因此，几乎所有的边坡工程均要设计排水措施。据长委会（1992）对三峡船闸边坡

稳定性分析，单面滑动边坡的稳定性要受地下水压力控制，当水压力为33.5m时,

滑动稳定系数约1.0,而地下水完全疏干后，稳定系数到达1.4。对于双面滑动,

当地下水由全水头降到完全疏干时，稳定系数可加0.4-0.5o

3.1地表水日勺治理措施

边坡地表水治理重要是坡面排水。坡面排水是通过设置坡顶截水沟、平台截

水沟、边沟、排水沟及跌水与急流槽来实现。同步，也可以通过在坡面植草绿化的I

措施减少水对坡面的渗透网。

在坡体内作截水沟,使地表水不能进入滑坡范围以内；在坡体也许滑动范围内

修筑多种排水沟，使地表水排出坡体以外；整平地表，扎实裂缝和地表，筑隔水层,

减少地表水下渗并使其尽快汇入排水沟（见图2）[17]o

/C1：0.5^\

排水沟横截瓯

排

水

图2边（滑）坡地区地表排水布置

3.2地下水日勺治理措施

边坡地下水的治理重要是坡体排水。坡体排水设施有渗沟、盲沟及斜孔等。

渗沟又分支撑渗沟、边坡渗沟和截水渗沟三种,重要作用截排地表以及几米范围内

的地下水:盲沟（即渗水隧洞）重要用于截排或引排埋藏较深的地下水；斜孔重要用

于排除深层地下水，土层和岩层均可采用，一般用水平钻机,埋置排水管。

近半个世纪以来，岩体渗流方面日勺研究有着长足的发展，但排水问题却研究

甚少。排水洞日勺大小以及钻取位置和方向等，排水孔幕布设的直径、长度、密度

及倾角、走向等一般凭借工程人员日勺经验进行设计，缺乏严密的科学性。自从三

峡工程动工，尤其是船闸高边坡开挖以来，提出了研究边坡排水的重大课题，也

提供了该领域日勺巨大现场试验研究场所和机会。哈秋舲等（1995）通过对三峡船闸

边坡排水研究认为，排水孔宜沿渗流优势日勺法向方向布置；速宝玉等（1995）通过

三维渗流计算后认为，排水孔幕是减少地下水位的关键措施，孔距比孔径更为敏

感，提议采用较密的孔距、较小的孔径；胡敏等（1997）应用有限元分析后认为，布

置“井”字形排水管网效果最佳［18］。众说纷纭，但对岩石边坡，尤其是对大型

岩石边坡的增稳措施都优先考虑采用排水体系。目前，排水口勺重要型式有：

1）排水孔

排水孔分两种：短排水孔与深排水孔。

水平短排水孔是一种广泛使用H勺排水型式，一般与边坡挡墙联合使用，许多

边坡工程均设有挡墙或衬护日勺支撑构造。为了防止支撑构造受到较大日勺地下水压

力，常设置通过支护构造的略带仰角口勺短水平孔，使地下水能排出坡体，从而减

小水压力。在构造背面铺设反滤层，防止边坡土体或风化岩体以及裂隙中日勺充填

物被流水带走。短水平排水由于施工以便、造价低而被广泛应用。

2）专用排水隧道

运用专用排水隧道增长边坡稳定性是边坡工程中最常用的措施。大型水利水

电工程高边坡几乎都采用了排水隧道来变化坡体内的渗流场，减小渗流荷载。小

浪底水利枢纽工程消力池边坡稳定性很差，依托坡体内115m高程的长排水隧道，

大大减小了作用于边坡的地下水荷载。龙滩水电站进口高边坡为倾倒蠕变变形岩

体，体积达1300万m3,进口边坡开挖后形成高度不小于300nl的高边坡，为了保

证高边坡的稳定，在不一样高程共布置了8层主排水隧道以及若干支排水隧道，

断面尺寸均为2.5mX3.0m（宽X高），排水隧道间还设有排水孔幕。三峡船闸闸

室是在花岗岩山体中深开挖而形成的，边坡最大高度达170rn,其中直立坡高70m,

为了保证工程和通航安全，在闸室两侧各布置了7层水平排水隧道［19］。

3）排水孔幕

排水隧道中以一定方向和间距向岩石中钻孔，形成排水孔幕。其重要作用是加强

排水隧道的影响范围，把本来不向隧道内排的水通过钻孔引人排水隧道。不仅在

边坡中采用排水孔幕，在大坝坝体及坝基、水电站地下厂房顶拱及边墙均采用排

水孔幕来减少扬压力，并且用于疏干地下水，改善工程运行及管理条件。排水孔

的直径很小，一般不不小于100mm。排水效果不如排水隧道，但排水孔以多取胜，

其总长度远不小于排水隧道总长度。假如排水孔的方向布置不妥，则排水效果差。

在排水隧道中常可见许多排水孔（仰孔）都是无水的I。因此，排水孔幕的方向应

经优化，使其尽量穿过更多口勺岩石裂隙面，即所谓优势方向。

此外，无论对地表水还是地下水，植物对边坡可以起到很好的防护作用。植物日勺

径叶可以有效克制雨水对边坡的冲刷，植被可拦截、减缓边坡上日勺水流速度，减

少冲刷力。边坡日勺失稳与坡体孔隙水压力的大小有亲密关系，雨水渗透后，植物

通过吸取和蒸腾坡体内水分，减少土体的孔隙水压力，增长土体的抗剪强度，有

助于坡体的稳定。植物发达日勺根系，尤其是土壤表面密布的裸露根系紧密包裹边

坡表层土颗粒，增长了土颗粒之间的连接强度，固定边坡表层土壤以减轻冲刷,

因此植被具有较强的水土保持能力。木本植物的垂直根系的主根粗壮，扎入土层

较深。垂直深根穿过边坡的软弱层或滑动面，以锚固与桩侧阻的方式对边坡起到

加固作用，其作用类似于锚杆或抗滑桩[20]。

4结论

在滑坡口勺形成和发生发展过程中，降雨发挥了重要作用。因此，在边坡工程

治理中，应尽量地掌握坡面地表水的分布和地下水H勺渗流状况，综合设置地表水

和地下水的排水系统，使水对边坡日勺影响降到最低程度，保证边坡稳定。

参照文献：

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