第二章 水土保持工程
第一节 坡面治理工程
坡面工程是治理面状侵蚀防止坡面水土流失的一系列工程技术措施的总称。水对坡面土壤的侵蚀主要有降雨对坡面的击溅侵蚀和降水所形成的地表径流对坡面的冲蚀两方面。就降雨而言，并不是一切规模的降雨都会对坡面土壤发生侵蚀作用。
坡面工程规划设计标准：根据原水利电力部颁发的《水土保持技术规范》（SD 238—87）及水利部颁发的《开发建设项目水土保持技术规范》（GB 50433—2008）规定，水土保持坡面工程“应能拦蓄一定频率的暴雨径流泥沙，超标准洪水允许排泄出沟”，且坡面工程设计标准为拦蓄5～10年一遇24h最大暴雨。目前我国南方均按拦蓄10年一遇24h最大暴雨进行设计。
在进行坡耕地或荒地治理规划的基础上，因地制宜地在水土流失坡面上规划布设蓄水沟、水窖、蓄水池、鱼鳞坑和截流沟等坡内小型蓄排水工程，以蓄排多余的雨水径流、保护梯田等坡面耕作区的安全、减少径流泥沙的入沟侵蚀量，建立完整的坡面水土保持防护体系。在我国南方和北方雨量较多的地区，都应考虑在坡面上规划布设小型蓄排水工程。规划布设时须考虑以下原则：
（1）坡面小型蓄排水工程应与坡耕地治理中的梯田、保水保土耕作等措施和荒地治理中的造林、种草等措施紧密结合，配套实施。
（2）在坡耕地治理的规划中，应将坡面小型蓄排水工程与梯田、保水保土耕作措施统一规划，同步施工，达到出现设计暴雨时能保护梯田区和保水保土耕作区安全的目的。同时，小型蓄排水工程的暴雨径流和建筑物设计，也应考虑梯田和保水保土耕作措施减少径流泥沙的作用。
（3）在荒地治理的规划中，应将坡面小型蓄排水工程与造林育林、种草育草统一规划，同步施工，达到出现设计暴雨时能保护林草措施的安全。同时，小型蓄排水工程的暴雨径流和建筑物设计，也应考虑造林育林和种草育草减少径流泥沙的作用。
（4）坡面小型蓄排水工程还应考虑蓄水利用。
一、蓄水沟设计
蓄水沟又称平水沟，沿等高线修筑，沟底水平，用来拦截梯田或坡地上游降雨径流，使其转变为土壤水。因沟埂均保持水平故又称为等高沟埂。我国南方多暴雨的山区田间及坡面应用较为普遍。
（一）蓄水沟设计原则
蓄水沟的间距和断面大小，应保证设计频率暴雨径流不致引起土壤流失，即蓄水沟截面大小要满足能拦蓄其控制的设计频率暴雨径流，蓄水沟的间距应使暴雨径流不引起坡面土壤侵蚀。蓄水沟的间距随山坡的陡缓及雨量的大小而异。在缓坡上一般为5～7m；在陡坡上为4～10m，雨量大的地区取小值。蓄水沟的横断面尺寸，一般情况下沟深度为0.5～1.0m，沟底宽度为0.4～0.7m，沟口宽为0.8～1.2m，土埂高度为0.4～0.7m，埂顶宽为0.3～0.5m，埂底宽为1.2～1.5m。沿蓄水沟纵向每隔5～10m设一道横档，保证沟底不水平时蓄水也能较均匀地下渗。常用的蓄水沟断面型式如图2-1-1所示。
图2-1-1 蓄水沟断面图（单位：m）
1—沟壑；2—水沟
（二）蓄水沟布置
布置蓄水沟应根据山坡地形状况进行。在较规整的山坡上，蓄水沟可按设计间距，成水平的连续布置，分段拦蓄坡面径流。在切割严重的山坡上，结合治沟，在冲沟内修筑谷坊群，在坡面上修筑等高蓄水沟，使谷坊与蓄水沟共同承担蓄水拦沙任务。
由于蓄水沟的蓄水能力有限，为防止超设计暴雨而造成破坏，一般在布置蓄水沟时，还应设置泄洪口，使超量径流有出路。解决的办法是每隔1～2条蓄水沟布置一条截流沟，将水流引出坡面，或者挖筑一定数量的蓄水池，将超设计径流储存起来，干旱时用于灌溉农田。
（三）蓄水沟施工
蓄水沟的工程量均按挖方断面的土方量计算。蓄水沟施工主要包括确定基线、放土埂和开沟中心线，埂基清理，挖沟及筑埂等工序。
（1）确定基线和放土埂和开沟中心线。蓄水沟的基线为垂直等高线的直线。一般在坡面上可以确定一条或几条，以控制整个坡面。然后按蓄水沟的设计间距将基线分段，得到沟埂基点。从基点开始，用仪器或工具测出与基点等高的土埂中心线。同样按埂与沟中心的距离，放出开沟中心线。
（2）埂基清理。按土埂设计的基底尺寸，沿土埂中心线两侧清理地基，清基时要求消除坡面上的浮土、植物根系，并将坡面修成倒坡台阶。
（3）挖沟及筑埂。按开沟中心线和沟断面尺寸，开挖蓄水沟的挖方部分。将挖出来的土做埂，做埂时要求夯压密实，使土埂达到稳定。开沟时，应注意在沟底每隔5～10m留一道高度为沟深1/3~1/2的横向土隔墙。
（4）留好蓄水沟的泄洪口。按设计布置留好蓄水沟的泄洪口，并挖好泄水道。为了防止泄流冲刷，一般泄水口及泄水道应用块石或草皮衬砌保护。
蓄水沟施工时，由于土埂不易夯实，雨后容易被冲蚀，同时蓄水沟也会沉积泥沙。使蓄水沟容量减少。因此，在雨前雨后应对蓄水沟（埂）进行维修养护，以维护土埂的等高水平。修补时，用蓄水沟内的沉积土。
蓄水沟施工完成后，应按规划要求在蓄水沟的沟埂内侧植树造林，在土埂外坡上铺草皮或栽种灌木（如山毛豆和胡枝子等）以保护土埂安全，对整个坡面也应按规划要求合理配置林草措施，尽快地控制整个坡面的土壤侵蚀。
二、蓄水池设计
蓄水池是在地面挖坑或在洼地筑坑用以拦蓄地表径流和泉水的小型坡面蓄水工程。在我国北方习惯称为涝池，南方常称为水塘、池塘等。其任务就是拦蓄上游径流、泥沙，防止水土流失和储蓄水量用于灌溉。
蓄水池的设计一般按其所承担的主要任务，分别采用以下几种方法。
（一）按蓄水拦沙、防止水土流失要求设计
设计时，应使蓄水池容积大于或等于上游设计降雨径流量与泥沙总淤积量之和，即
式中 V——蓄水池容积，m3；
W——上游设计降雨径流量与设计泥沙总淤积量之和，m3。
上游泥沙径流总量可用式（2-1-2）计算：
式中 h1——设计频率24h最大暴雨量，m；
h2——土壤年侵蚀深度，m；
φ——径流系数，采用当地经验值；
n——淤积年限，n=5～10；
F——集水面积，m2。
蓄水池按不同形状（如圆柱形、矩形和锅形等）计算出具体尺寸并使V≥W。水池内所蓄水，应尽量用于灌溉农田或待泥沙淤积后，及时放空。
（二）按储蓄水量、用于灌溉要求设计
设计时，应满足农田灌溉蓄水量，同时，也满足蓄水拦沙的要求。灌溉农田蓄水容积计算：
式中 V1——灌溉需要蓄水池容积，m3；
Ai——某作物种植面积，hm2；
Mi——某作物每公顷地一次最大需水量，旱作物M=900～1050m2，水稻应按泡田期用水计M=145～155m2；
η——池水有效利用系数，η=0.7～0.8；
其他符号意义同前。
蓄水池容积V要求：V≥W且V≥V1，式中W按式（2-1-2）计算。
规划布置蓄水池时，应满足有利于引水入池和自流灌溉的要求，同时蓄水池不应靠近陡坎、切沟，防止渗水造成沟坎倒塌，一般最小距离应大于2～3倍的沟（坎）深度。
（三）按作养鱼或水域利用进行设计
若利用挖损坑、塌陷坑蓄水养鱼或作其他水域利用，要防止泥沙或其他污染物进入蓄水池内，设计可参照灌溉用蓄水池。
（四）以泥沙沉积为目的的蓄水池设计
除上述一般情况下田间和坡面蓄水工程外，另一类是利用挖损坑或塌陷地或低凹地修筑的蓄水池，其目的是拦蓄利用地面径流，减少冲刷。若专门用于沉淀淤泥泥沙，即为沉淀池，其设计原理基本上与蓄水池相似，只是要充分考虑径流含沙量（或其他泥沙物质含量）、淤积年限、清淤次数及相隔期限。
此外，还有旱井和水窖等蓄水工程。
三、截流沟设计
截流沟又称导流沟，是在坡面上与等高线斜交开挖的排水沟，沟底具有一定坡度。它的作用是将坡地上部的径流导引至天然冲沟，保护下部田地免遭冲刷。截流沟的断面形式同蓄水沟，一般均为梯形。截流沟不仅可以切断坡上产生的暴雨径流，还可以将径流按设计要求引至坡面蓄水工程或农田、林地和草场。由于水流在沟内流动，故沟底不留土隔墙，但需控制水流速度，防止沟内发生冲刷。当截流沟通过突变地形时，要设置适当的衔接建筑物消能防冲（如跌水和陡坡等）。
设计时根据截流沟的位置、地形、土壤、植被及设计降雨强度等因素，按式（2-1-4）计算出截流沟的最大过流量Qmax：
式中 Qmax——最大径流量，m3/s；
I1——设计频率降雨强度，m/min；
I2——土壤平均入渗强度，m/min；
F——集雨面积，m2。
然后，根据沟线土壤特性选定其允许不冲流速v不冲，计算出沟底坡度i和沟断面积A。按明渠均匀流计算，流速为
故沟底坡度i：
沟断面积：
由式（2-1-6）可以看出，沟断面积将随集雨面积的增加而加大。故一般上游的沟断面积较小，下游的沟断面积将逐渐加大。
截流沟断面尺寸计算：首先按式（2-1-5）计算沟的底坡，并以此坡降在坡面上布置截流沟位置。再将截流沟全线分成若干个段，取分段点为断面积计算点，按集雨面积用式（2-1-6）计算各点的过流断面积。然后按蓄水沟断面尺寸的计算方法计算截流沟各点的断面尺寸。通过对截流沟全线各分段点的计算，可得到若干个不同的断面尺寸。施工时，一般以分段点的断面作为该点上游段截流沟断面。为了避免沟断面在分段点形成突变，两个计算点之间的断面尺寸，可以作渐变安排。这样做可以减少施工工程量。
截流沟的施工：方法与蓄水沟大致相同，也有测量放线、挖沟与做埂过程。所不同的是测量放线的方法有区别。截流沟放线时，先在坡面上找到截流沟起点位置，在起点位置定基线和基点。然后从各层基点开始，用仪器按设计的底坡i放出土埂中心线。再按这条中心线在上坡挖沟取土做埂形成截流沟。为了保护截流沟，还应及时维修养护和植树造林。
四、鱼鳞坑设计
鱼鳞坑是在被冲沟切割破碎的坡面上，由于不便于修筑水平的截水沟，于是采取挖坑的方式分散拦截坡面径流、控制土壤流失的水土保持措施。挖坑取出的土，在坑的下方培成半圆的埂以增加蓄水量。在坡面上，坑的布置上下相间，排列成鱼鳞状，故名鱼鳞坑。
鱼鳞坑的布置及规格，应根据当地降雨量、地形、土质和植树造林要求而定。一般来说，鱼鳞坑间的水平距离（坑距）为1.5～3.0m（约两倍坑径），上下两排坑的斜坡距离（排距）为3.5~5.0m。坑深度约0.4m，土埂中间部位填高约0.2～0.3m，内坡1∶0.5、外坡1∶1，坑埂半圆内径约1.0～1.5m，埂顶中间应高于两头。
鱼鳞坑设计：一般按能全部储蓄设计降雨径流确定鱼鳞坑的规格及数量，另外还可根据植树造林要求来确定鱼鳞坑的规格和密度，即按植树造林的株行距设置鱼鳞坑，使每树一坑。
在鱼鳞坑蓄水过程中，当单位面积来水量大于蓄水量时，鱼鳞坑蓄满，多余的水将沿埂端地面漫溢，流向下坡，例如按储蓄全部设计降雨径流设计的鱼鳞坑，遇到超设计标准降雨时，或者按植树造林要求，鱼鳞坑布置过稀，坑内蓄水容量不足时，均可能发生漫溢。鱼鳞坑发生漫溢时，最下一排鱼鳞坑的上沿土坡最易被冲蚀，因此须限制该处的流速小于土壤不冲流速，达到坡面不发生冲蚀。
图2-1-2 鱼鳞坑与截流沟联合使用
1—鱼鳞坑；2—截流沟；3—蓄水池
当溢出鱼鳞坑的水流可能引起坡面土壤冲刷时，可考虑每隔2～3列鱼鳞坑布置一条截水沟，达到既防止水土流失，又能引补水源的要求，如图2-1-2所示。
鱼鳞坑的施工与其他坡面工程施工方法相近似，也有定基线、放线和挖坑填埂等过程。所不同的是，鱼鳞坑放线后还应按坑距定出鱼鳞坑的开挖中心。再从每个中心划出做埂的内圆弧线（即开挖线）。然后才挖坑、做埂，并将土埂夯压密实。鱼鳞坑修成后应及时种树造林。
五、梯田设计
（一）梯田的作用
（1）坡地修成梯田，改变了地形，缩短了坡长，从而能有效地蓄水拦泥，控制水土流失。
在降雨过程中，当降雨强度一定时，坡面径流产生的冲刷能力与坡长成正比，即坡长越长，汇集的径流量越大，对坡面土壤的冲刷能力就越强。根据黄河中游各水土保持站的观测资料，梯田与坡耕地相比，可减少水土流失85%以上。
（2）坡耕地修成梯田，改变了田面坡度，增加了土壤水分的入渗时间，从而提高了土壤涵蓄水分、养分的能力，改善了土壤的物理、化学性质，为作物生长提供了良好的环境。
在相同的径流量和径流流线长的情况下，其流速将减小一半以上，则水流的入渗时间延长、土壤侵蚀量随之减小。
（3）坡面修成梯田，由于田面坡度平缓、宽度匀整，故为机械化耕作创造了有利条件。根据试验，当坡面坡度大于7°时，一般的农业机械就无法正常作业，耗油量增加，而且不安全。如果将坡耕地修成水平或近似水平的梯田，只要田面有足够宽度，就完全可以在梯田上进行机械化耕作，降低了劳动强度。
（4）坡面修成梯田后，可改善农业生产条件，提高单位面积粮食产量，从而促进退耕还林还牧，调整农业生产结构，有利于保护土地资源。
（5）坡面修成梯田，为沟壑治理创造了有利条件。
坡耕地在沟壑之上，是沟壑洪水、泥沙的主要来源区，坡面治理好了，就可以减轻沟壑水土保持工程措施的防洪负担，为沟壑治理、发展灌溉和农业生产、小气候的改变等创造了有利条件。
（二）梯田的类型
梯田的类型可按其修建目的、种植利用情况、断面形式和建筑材料进行划分。
（1）按修建的目的和种植利用情况，可分为农用梯田、果园梯田和造林梯田。农用梯田属于基本农田，田块较平坦方正，田坎坚固顺直。林用梯田呈水平阶状，田面很窄，沿等高线随弯就势。果园梯田介于两者之间，田面宽度不强求一致。
（2）按梯田的断面型式，可分为水平梯田、隔坡梯田、坡式梯田、反坡梯田和波浪式梯田等。
1）水平梯田是在山坡上沿等高线修成田面水平、埂坎整齐的台阶式梯田。水平梯田可拦蓄雨水，减免冲刷；便于机耕，易于灌溉；增加肥力，保证高产。它是防治坡耕地水土流失的根本措施，也是丘陵沟壑区的主要基本农田。
2）隔坡梯田是梯田与自然坡地沿山坡相间布置，在两梯田之间保留一定宽度的原山坡。隔坡梯田，不但扩大了控制水土流失的面积，也集中了大于自身几倍的降水，这在人少地多的干旱和半干旱山区是一种较好的基本农田形式。
3）坡式梯田田面坡度与山坡方向一致，坡度改变不大，修筑的工程量小，但保持水土能力差，需结合等高耕作法的农业技术措施。这种梯田是水平梯田的过渡型式，先在田边修一条较低的田坎，然后通过逐年耕作下翻，加高田坎，变为水平梯田。
4）反坡梯田田面坡向与上坡方向相反，成3°～5°的反坡，这种梯田有较强的蓄水和保土保肥能力，但用工较多。
5）波浪式梯田田面呈波浪形，没有明显的田坎，这种梯田多用在水土流失不太严重的缓坡坡耕地上。
（3）按用坎的建筑材料又可分为土坎梯田和石坎梯田等。
图2-1-3所示为各种型式梯田的示意图。
图2-1-3 梯田的型式
（三）梯田的规划原则
图2-1-4 水平梯田断面要素图
θ—坡面坡度，（°）；α—埂坎坡度，（°）；H—埂坎高度，m；B—田面净宽，m；Bn—埂坎占地，m；Bm—田间毛宽，m；B1—田间斜宽，m
（1）按照农业发展对基本农田提出的要求，确定梯田的种类、数量地点后，因地制宜，一面坡、一座山、一个小流域地进行全面规划。做到保持水土，充分利用土地资源。
（2）合理规划应达到集中连片，修筑省工，耕作方便，埂坎安全和少占耕地的要求。
（3）合理布设道路和灌溉系统。
（4）梯田一般应布置在25°以下的坡耕地上，25°以上的坡耕地，原则上应退耕，植树种草，还林还牧。
（四）梯田的断面设计
梯田的断面要素包括坡度、埂坎高度、埂坎坡度和田面宽度等参数，如图2-1-4所示。
从图2-1-4中可以看出，若田面宽度、埂坎坡度和地面坡度3个数值已知，则其余要素值均可由计算而得，如式（2-1-7）所示。
对于一块具体的坡地而言，地面坡度为常数，因此田面宽度和埂坎坡度是梯田断面要素中起决定作用的因素。在断面设计和最优断面确定时，主要考虑这两个因素。
1.田间宽度
一般根据土质和地面坡度先选定田坎高和田坎边坡，然后利用式（2-1-7）计算田面宽度，也可以根据地面坡度、机耕和灌溉需要先定田面宽。保证机耕和灌溉的条件下，田面宽度越小，修筑单位面积梯田的工程量越小。对于陡坡梯田，田面宽度一般为5～15m，缓坡梯田宽度一般为20～40m。
有机耕需要的地区，田间净宽至少应满足耕作机具转弯调头的需要；采用喷灌的地区，田面净宽与喷射半径应当互为整数倍，以免漏喷。对于无上述要求的地区，可以适当降低，以适于耕作和降低造价为宜。另外，田面宽度的选择还应该考虑土方平衡要求，尽量减少远距离土方运输。
2.田坎高度与边坡
田坎高度选择与地面坡度、土质有关。田坎稳定性随高度而降低，但田坎高度过小会降低田面宽度，影响耕作。一般土质田坎的高度以1～3m为宜。缓坡地区田坎高度可以低些，如江苏省，缓坡的田坎一般在0.6~1.2m。
田坎边坡影响田坎的稳定性和占地量。对于石质田坎，一般修成垂直田坎以减少占地。土质田坎的边坡选择应综合考虑土质和坎高因素。一定的条件下，田坎外坡越缓则安全稳定性越好，但其占地和用工量越大。反之，如埂坎外坡较陡，虽然用工量减少，但安全稳定性变差。田坎坡度的选择，就是在保证田坎坚固稳定的前提下，最大限度地少用工和少占地。
我国常用的水平梯田断面设计参考值见表2-1-1。
表2-1-1 我国常用的水平梯田断面设计参考值
六、护坡
护坡工程是为了对局部非稳定自然边坡加固、稳定开发建设项目开挖地面或堆置固体废弃物形成的不稳定高陡边坡或滑坡危险地段而采取水土保持措施。常用的护坡工程有削坡开级措施、植物护坡措施、工程护坡措施、综合护坡措施及滑坡地段的护坡措施等。
（一）护坡工程设计基本原则
（1）护坡工程应根据非稳定边坡的高度、坡度、岩层构造、岩土力学性质、坡脚环境和行业防护要求等，分别采取不同的措施。
（2）不同的护坡工程，防护功能不同，造价相差很大，必须进行充分的调查研究和分析论证，做到既符合实际，又经济合理。
（3）稳定性分析是护坡工程设计最关键的问题，大型护坡工程应进行必要的勘探和试验，并采用多种分析方法比较论证，务求稳定，技术合理。
（4）护坡工程应在满足防护要求的前提下，充分考虑植被恢复和重建，特别是草灌植物的应用，尽量把工程措施和植物措施结合起来。
（二）削坡开级
削坡是削掉非稳定边坡的部分岩土体，以减缓坡度，削减助滑力，从而保持坡体稳定的一种护坡措施；开级则是通过开挖边坡，修筑阶梯或平台，达到相对截短坡长、改变坡型、坡度和坡比，降低荷载重心，维持边坡稳定的又一护坡措施。两者可单独使用，也可合并使用，主要用于防止中小规模的土质滑坡和石质崩塌。当非稳定边坡的高度大于4m，坡比大于1.0∶1.5时，应采取削坡开级措施。
削坡开级措施应重点研究岩土结构及力学特性、周边暴雨径流情况，分析论证边坡稳定性，然后确定工程具体布设、结构型式和断面尺寸等技术要素，大型削坡开级工程还应考虑地震问题。
1.土质边坡的削坡开级
土质高陡边坡的削坡开级型式主要有4种，即直线形、折线形、阶梯形和大平台形。
（1）直线形。直线形实际上是从上到下。对边坡整体削坡（不开级），使边坡坡度减缓，并成为具有同一坡度的稳定边坡的削坡方式，其适用于高度小于20m、结构紧密的均质土坡；或高度小于12m的非均质土坡。对有松散夹层的土坡，其松散部分应采取加固措施。
（2）折线形。折线形是仅对边坡上部削坡，保持上部较缓下部较陡，剖面呈折线形的一种削坡方式，其适用于高10～12m、结构比较松散的土坡，特别适用于上部结构较松散、下部结构较紧密的土坡。折线形削坡的高度和坡比，应根据边坡坡型、上下部高度、结构、坡比和土质情况经具体分析确定，以削坡后能保证稳定为原则，如图2-1-5所示。
（3）阶梯形。阶梯形就是对非稳定边坡进行开级，使之成为台、坡相间分布的稳定边坡，对于陡直边坡，可先削坡再开级，其适用于高12m以上，结构较松散；或高20m以上，结构较紧密的均质土坡，如图2-1-6所示。阶梯形开级的每一阶小平台的宽度和两平台间的高差，根据当地土质与暴雨径流情况，具体研究确定。一般小平台宽1.5~2.0m，两台间高差6～12m。干旱、半干旱地区，两台间高差大些；湿润、半湿润地区，两台间高差小些。开级后应保证土坡稳定，并能有效地减轻水土流失。
图2-1-5 折线形削坡开级
图2-1-6 阶梯形削坡开级
（4）大平台形。大平台形是开级的特殊形式，它是在边坡中部开出宽4m以上的大平台，以达到稳定边坡的目的，亦可在削坡的基础上进行，其适用于高度大于30m，或在8度以上高烈度地震区的土坡。平台具体位置与尺寸，需根据GB 50330—2013《建筑边坡工程技术规范》对土质边坡高度的限制，结合边坡稳定性验算，慎重确定。
2.石质边坡的削坡开级
石质边坡的削坡适用于坡度陡直或坡型呈凸形，荷载不平衡；或存在软弱交互岩层，且岩层走向沿坡体下倾的非稳定边坡。除岩石较为坚硬，不易风化的边坡外，一般削坡后的坡比应小于1∶1。石质边坡一般只削坡、不开级，但应留出齿槽（作用是排水和渗水），齿槽间距3～5m，齿槽宽度1～2m。在齿槽上修筑排水明沟和渗沟，深10～30cm，宽20～50cm。
3.坡脚防护
削坡后因土质疏松而产生岩屑、碎石滑落或发生局部塌方的坡脚，应修筑挡土墙予以保护。无论土质削坡或石质削坡，都应在距坡脚1m处，开挖防洪排水沟。
4.坡面防护
削坡开级后的坡面，应采取植物护坡措施。在阶梯形的小平台和大平台形的大平台中，应选择种植适宜的乔木、灌木或经济树种，其余坡面可种植草本或灌木。
（三）工程护坡
对堆置固体废弃物或山体不稳定的地段，或坡脚易遭受水流冲刷的地方，应采取工程护坡，其具有保护边坡，防止风化、碎石崩落、崩塌和浅层小滑坡等的功能。工程护坡省工、速度快，但投资高。
护坡工程应重点考察和勘测与坡体稳定性有关的各项特征因子，详细进行稳定分析；并根据周边防护设施的安全要求，确定合理的稳定性设计标准；坡脚易遭受洪水冲刷的应进行水文计算。然后比选护坡工程方案，明确工程布设、结构型式、断面尺寸及建筑材料。
工程护坡措施有勾缝、抹面、捶面、喷浆、锚固、喷锚、干砌石、浆砌石、抛石和混凝土砌块等多种形式。在此择其主要形式分述如下。
1.砌石护坡
砌石护坡有干砌石和浆砌石两种形式，干砌石适用于易受冲刷、有地下水渗流的土质边坡，稳固性较差，但投资低；浆砌石护坡坚固，适宜于多种情况，但投资高。应根据不同条件分别选用。
（1）干砌石护坡：
1）对坡度较缓（1.0∶2.5～1.0∶3.0）、坡下不受水流冲刷的坡面，采用单层干砌块石护坡；重要地段，采用双层干砌块石护坡。干砌石护坡断面图如图2-1-7所示。
图2-1-7 干砌石护坡断面图
2）坡度小于1∶1，坡体高度小于3m，坡面涌水现象严重时，应在护坡层下铺厚15cm以上的粗砂、砾石或碎石作为反滤层，封顶处用平整块石砌护。
3）干砌石护坡的坡度，应根据边坡上体的性质、结构而定，土质紧实的砌石坡度开陡些，否则砌石坡度应缓些。一般坡度1.0∶2.5～1.0∶3.0，个别可为1.0∶2.0。
（2）浆砌石护坡：
1）坡度在1∶1～1∶2之间，或坡面可能遭受水流冲刷，且冲击力强的地段。宜采用浆砌石护坡。
2）浆砌石护坡面层块石下应铺设反滤垫层。垫层分单层和双层，单层厚5～15cm，双层厚20～25cm（下层为黄沙，上层为碎石）；面层铺砌厚度为25～35cm。原坡面如为砂、砾、卵石，可不设垫层。
3）浆砌石石料应选择坚固的岩石，不得采用风化、有裂隙、夹泥层的石块，砂浆等级及要求参见有关规范。
4）对横坡方向较长的浆砌石护坡，应沿横坡方向每隔10～15m设置一道宽2cm的纵向伸缩缝，并用沥青或木板填塞。
2.抛石护坡
坡脚在沟岸、河岸，雨季易遭受洪水淘刷的地段，应采用抛石护坡，如图2-1-8所示，有散抛块石、石笼抛石和草袋抛石3种方式，根据不同的情况，分别选用。
图2-1-8 抛石护坡断面
（1）散抛块石护坡。坡脚因受流水冲淘，坡下出现均匀沉陷时，应采取散抛块石固定坡脚，此方法宜于在沟（河）水流流速为3～5m/s的情况下采用。
1）抛石粒径。散抛块石护坡一般采用粒径为0.2～0.4m、重30～50kg的石料。
2）抛石厚度。一般0.6～1.0m，接坡段和近岸护坡段应加厚，掩坡段可薄些。
3）抛石后的稳定坡度，应不陡于1.0∶1.5。
（2）石笼抛石护坡。对坡度较陡，坡脚易受洪水冲淘，流速大于5m/s的坡段，应采取石笼抛石护坡。但在坡脚有滚石的坡段，不得采用此法。
1）根据当地材料情况，可选用铅丝、竹篾、木板、荆条和柳条等，做成不同形状的笼状物，内装石料。笼的网孔大小，以不漏石为宜。
2）石笼应从坡脚密集向上排列，上下层呈“品”字形错开，并在坡脚打桩，用铅丝向上拉紧，将各层石笼固定。
3）石笼铺设厚度，不得小于0.4～0.6m。
4）石笼护坡的坡度，不得小于1∶1.5~1∶1.8，可等于或略陡于饱和情况下的稳定坡度，但不应陡于临界休止角。
（3）草袋抛石护坡。适宜于坡脚不受洪水冲淘，边坡陡于1.0∶1.5的坡段。坡下有滚石的坡段不得采用此法。
1）草袋的石料粒径，一般为1～3cm，沙土料粒径一般为0.02～1.00cm。
2）草袋应从坡脚向上，呈“品”字形紧密排列，并在坡脚打桩，用铅丝向上拉紧，将各层草袋固定。
3）铺设厚度一般为0.4～0.6m，铺后坡度不应陡于1∶1.5～1∶1.8。
4）根据情况。可用尼龙袋装沙土代替草袋抛石。
3.混凝土护坡
在边坡极不稳定，坡脚可能遭受强烈洪水冲淘的较陡坡段，采用混凝土（或钢筋混凝土）护坡，必要时需加锚固定。
（1）坡度小于1∶1，高度小于3m的坡面，采用混凝土砌块护坡，砌块长宽各30～50cm；坡度在1.0∶0.5～1.0∶1.1之间的，采用钢筋混凝土砌块护坡，砌块长宽各40～60cm，目前混凝土砌块多采用预制件。
（2）坡面涌水较大时，用粗砂、碎石或砂砾等设置反滤层。反滤层是由2～4层颗粒大小不同的砂、碎石或卵石等材料做成的，顺着水流的方向颗粒逐渐增大，任一层的颗粒都不允许穿过相邻较粗一层的孔隙。同一层的颗粒也不能产生相对移动。设置反滤层后渗透水流出时就带不走堤坝体或地基内的土壤，从而可防止管涌和流土的发生。反滤层常设于土石等材料修筑的堤坝或透水地基上，也常用于防汛中处理管涌、流土等险情。为了有效排出坡面涌水，应修筑盲沟排水。盲沟在涌水处下端水平设置，沟宽20～50cm，深20～40cm。
4.喷浆护坡
在基岩有细小裂隙、无大崩塌的防护坡段，采用喷浆机进行喷浆或喷混凝土护坡，以防止基岩风化剥落。在有涌水和冻胀严重的坡面，不得采用此法。
（1）喷涂水泥砂浆的砂石料最大粒径15mm。水泥和砂石的重量比为1∶4～1∶5，砂率为50%～60%，水灰比为0.4～0.5。速凝剂的添加量为水泥重量的3%左右。
（2）喷浆前必须清除坡面的活动岩石、废渣、浮土和草根等杂物，填堵大缝隙、大坑洼。
（3）在某些条件较好的地方，可根据当地土料情况，就地取材，用胶泥喷涂护坡，或用胶泥作为喷浆的垫层。
（4）岩石风化、崩塌严重的地段，可加筋锚固后再喷浆。
5.综合护坡措施
综合护坡措施是在布置有拦挡工程的坡面或工程措施间隙上种植植物，其不仅具有增加坡面工程的强度、提高边坡稳定性的作用，而且具有绿化美化的功能。综合护坡措施是植物和工程有效结合的护坡措施，适宜于条件较为复杂的不稳定坡段。
综合护坡措施应在稳定性分析的基础上，比选工程与植物结合和布局的方案，确定使用工程物料的形式、重量，并选择适宜的植物种，在特殊地段布局上还应符合美学要求。
（1）砌石草皮护坡。在坡度小于1∶1，高度小于4m，坡面有渗水的坡段，采取砌石草皮护坡措施。
1）砌石草皮护坡有两种形式：①坡面下部1/2~2/3处采取浆砌石护坡，上部采取草皮护坡；②在坡面从上到下，每隔3～5m沿等高线修一条宽30～50cm砌石条带，条带间的坡面种植草皮。根据当地具体条件，分别采用。
2）砌石部位一般在坡面下部的渗水处或松散地层出露处，在渗水较大处应设反滤层。
（2）格状框条护坡。在路旁或人口聚居地，坡度小于1∶1的土质或砂土质的坡面，采用格状框条护坡措施。
1）用浆砌石在坡面做成网格状。网格尺寸一般为2.0m见方，或将网格上部做成圆拱形，上下两层网格呈“品”字形错开。浆砌石部分宽0.5m左右。
2）混凝土或钢筋混凝构件一般采用预制件。规格为宽20～40cm，长1～2m，修成格式建筑物。为防止格式建筑物在坡面向下滑动，应固定框格交叉点或在坡面深埋横向框条。
3）在网格内种植草皮。
6.滑坡地段的护坡措施
由于开挖和人工扰动地面，致使坡体稳定失衡，形成的滑坡潜发地段应采取固定滑坡的护坡措施。主要有削坡反压、排除地下水、滑坡体上造林、抗滑桩、抗滑墙等措施，这些措施也可结合使用。
（1）削坡反压。削坡反压就是在坡脚修抗滑挡土墙，稳定坡体，将上部陡坡挖缓。取土反压在下部缓坡，使整个坡面受力均匀，控制上部向下滑动的一种滑坡防治措施，如图2-1-9所示，适用于上陡下缓的推动式滑坡。
图2-1-9 削坡反压示意图
a—削土减重部位；b—卸土修堤反压；c—渗沟；d—滑坡体；e—山体
（2）排除地下水。当滑坡形成的主导因素是地下水时，首先在滑坡外沿开挖水沟，排除来自滑坡外围的水体。同时，在坡脚修抗滑挡土墙，墙后设排水渗沟，墙下设排水孔，排除滑坡体内的地下水，以控制坡体下滑的动力。
（3）滑坡体上造林。在滑坡体上部修筑排水沟，排除外来水的同时，在滑坡体上种植深根性乔木和灌木，利用植物蒸腾作用，减少地下水对滑坡的促动；利用根系固定坡面 （图2110）是稳定边坡的重要措施，其适用于滑坡体目前基本稳定、但由于人为挖损等原因仍有滑坡等潜在危险的坡面。滑坡体上护坡林的配置，应从坡脚到坡顶依次为乔木林、乔灌混交林和灌木纯林。
图2-1-10 滑坡体造林
a—排水沟；b—坡面造林；c—滑坡体；d—不透水层
（4）抗滑桩。当坡面有两种风化程度不同的软弱岩层交互相间分布时，软岩层极易形成塑性滑动层，引起上部剧烈滑动的，应采取抗滑桩工程，稳定坡面，如图2-1-11所示。抗滑桩主要适用浅层及中型非塑滑坡前沿，对于塑流状深层滑坡则不宜采用。
图2-1-11 抗滑桩
a—抗滑桩；b—滑坡体；c—不透水层
1）抗滑桩断面分1.5m×2.0m和2.0m×3.0m两种，应根据作用于桩上的岩土体特性、下滑力大小以及施工要求，具体研究确定。
2）抗滑桩的埋深与其结构、滑体本身有关，应通过应力分析确定。
3）抗滑桩应与其他措施配合使用，根据当地具体情况，可在抗滑桩间加设挡土墙或其他支撑建筑物。
（5）抗滑墙。当滑坡比较活跃，急需有效控制时，应在滑坡体坡脚将抗滑挡土墙向上延伸，修筑块石护坡，如图2-1-12所示。
图2-1-12 抗滑墙
a—排水沟；b—抗滑墙并块石护坡；c—滑坡体；d—不透水层
坡面工程的修建，只能说是坡面治理的开端，而养护、维修和管理则是长期的工作。它不仅关系着工程本身的使用效能，而且影响着整个小流域水土保持体系的综合效益。过去有些地方重建轻管，结果造成年年治理、年年流失，无法改善水土流失的面貌，这种教训应予以重视。
养护、修护和管理是充分发挥工程效益的保证。如新建的坡面工程，在降雨前后应及时检查修护，使其处于最佳工作状态。对建造坡面工程的裸露土壤，应及时栽种作物及树木，使地面得到覆盖，避免雨水的直接冲刷，同时还应对作物和树木加强管理，提高经济效益。
七、坡面治理的配套措施
（一）农业耕作技术措施
在水土保持各项措施中，坡面治理除工程措施外，采取合理的农业耕作技术，仍是一种有效的措施，尤其在地多人少劳动力不足的情况下，可以通过等高耕作、横向带状间耕作等农业耕作技术，达到保水保土的目的。
（二）坡面水土保持林草措施
坡面水土流失治理除工程措施外，应配以耕作技术措施（田间治理）和林草措施（坡面治理），使流失坡面能尽快地为植物覆盖。因此，坡面经工程整治后，应根据当地的具体情况，建立合适的林草防护体系。
坡面水土保持林包括水源涵养林、分水岭防护林及坡面防护林等。
在水土流失坡面种植草本植物是一项见效快、成效高的水保措施。种草不仅能保持水土，而且还可以改良土壤。提供“三料”（饲料、肥料和燃料），水土保草有撒播及条播等。