淺議巖土工程勘察在邊坡治理中的重要性

任延鵬

（天津華北地質勘查局核工業247大隊，中國 天津301800）

0 緒論

如何防治地質災害發生和進行地質環境保護，很多程度取決于巖土的性質。要很好的解決巖土工程問題、防災、治災，必須首先進行勘察與測試、試驗與分析，并利用土力學、巖石力學、基礎工程、工程地質學等的理論與方法，對各類工程進行系統研究。

因此，巖土勘察是巖土工程規劃設計、防災的前期工程，也是地基與基礎設計，治理地質災害不可或缺的重要環節。

1 基本原則

1.1 邊坡工程查明內容

1.1.1 巖土的類型、成因、工程特性，覆蓋層厚度，基巖面的形態和坡度。

1.1.2 巖體主要結構面的類型、產狀、延展情況、閉合程度、充填狀況、充水狀況、力學屬性和組合關系，主要結構面與臨空面關系，是否存在外傾結構面。

1.1.3 地下水的類型、水位、水壓、水量、補給和動態變化，巖土的透水性和地下水的出漏情況。

1.1.4 地區氣象條件（特別是雨期、暴雨強度），匯水面積、坡面植被，地表水對坡面、坡腳的沖刷情況。

1.1.5 巖土的物理學性質和軟弱結構面的抗剪強度。

1.2 工程地質測繪重點

1.2.1 著重查明邊坡的形態和坡角，這對于確定邊坡類型和穩定坡率是十分重要的。

1.2.2 著重查明軟弱結構面的產狀和性質，因為軟弱結構面一般是控制巖質邊坡的穩定的主要因素。

1.2.3 測繪范圍不能僅限于邊坡地段，應適當擴大到可能對邊坡穩定有影響的地段。

2 邊坡的穩定性評價

2.1 分析方法

具體方法包括工程地質類別法、圖解分析法、極限平衡法、有限單元法進行綜合評價。

2.2 邊坡穩定性系數Fs的取值

2.2.1 對新設計的邊坡、重要工程宜取1.30～1.50。

2.2.2 一般工程宜取1.15～1.30。

2.2.3 次要工程宜取1.05～1.15。

2.2.4 采用峰值強度時取大值，采取殘余強度時取小值。驗算已有邊坡穩定時，Fs取1.10～1.25。

2.3 邊坡破壞模式

2.3.1 當結構面或結構面交線的傾向與坡面傾向相反時，邊坡為穩定結構。

2.3.2 當結構面或結構面交線的傾向與坡面傾向一致，但傾角大于坡角時，邊坡為基本穩定結構。

2.3.3 當結構面或結構面交線的傾向與坡面傾向之間的夾角小于45°，且傾向角小于坡角時，邊坡為不穩定結構。

3 案例分析

3.1 某泵站的邊坡治理

3.1.1 基本情況

該泵站位于山坡上，屬低山、殘丘地貌，地面高程22～60m；設計要新開挖一條長約135m的進水渠，進水渠橫切山脊。2000年10月底施工開挖，左邊坡因坡面高差較大，在左邊坡設4級馬道（21.65m、26.6m、36.6m、46.6m），46.6m高程馬道以上開挖坡比為1：1.50，46.6m高程以下各馬道之間1：1.25，坡面呈標準的扇形面展布；右側邊坡未分級（馬道），一次性開挖到渠底，近似呈長條形展布。在開挖過程中，由于種種原因，邊坡沒有立即采取保護措施，直至開挖到渠底，左側高邊坡整個坡面全部暴露在外。

在進水渠局部段開挖至設計底板高程時，左側邊坡渠底附近的炭質泥巖就出現了部分隆起、滑塌現象，同時在26.6m馬道以上出現裂縫。進水渠左側高邊坡（在26.6m～36.0m馬道之間）于2001年春節前后的雨天，出現了第一次的大面積滑塌，雖然后來在左邊坡26.6m～36.6m馬道之間做了噴砼漿保護與局部噴錨掛網保護等措施，但在后期的兩次暴雨中又分別在26.6m～36.6m馬道以及36.6m馬道以上出現了大面積坡體滑移、隆起及崩塌，整個坡面到處出現隆起或反坡向的拉開裂縫，幾乎到了逢雨必滑的地步，給工程施工與正常運行都帶來了極為不利的影響，對工程的安全與穩定帶來很大隱患。

3.1.2 邊坡滑塌原因分析

從整個邊坡的滑塌情況來看，當邊坡開挖至渠底時，在邊坡暴露、未做任何保護措施之前，邊坡僅在26.6m馬道附近與渠底的炭質泥巖發生隆起、滑塌，在左邊36.6m以上的左側局部土體發上坍塌；對于26.6m馬道以下至渠底與26.6m馬道以上附近進行噴錨支護后，在整個坡面上噴上一層厚約15cm素砼保護，但坡面還多處出現反坡向下切橫向裂縫，裂縫深達2m多，寬約10～20cm，斜交坡面馬道延伸，長約5～30m不等，以至后來發展到46.6m馬道以上的坡面土體整體下沉10～30cm，36.6m～46.6m馬道之間幾乎整體滑塌、隆起、開裂、沉降，26.6m馬道以上坡面巖體大部分產生滑塌，整個左邊坡面幾乎被滑塌體所覆蓋，最厚處近5m；通過施工地質的現場查勘及鉆孔地質資料分析，左邊坡滑塌的主要原因如下幾點：

（1）邊坡開挖出來后相當長一段時間內未作任何邊坡保護處理，使其暴露、臨空時間過長，且經過連續的雨季沖刷和陽光曝曬，使坡面本來就軟弱的巖體反復產生軟化、膨脹、龜裂，從而坍塌失穩。后來雖然做了表層噴錨支護，但在上述種種滑坡誘因下，支護的作用是非常不明顯的。

（2）邊坡的巖體不但軟弱，同時層間節理、裂隙呈網狀發育，將邊坡巖體切割成多個塊體與楔形體，順坡向的節理、裂隙面平直、光滑，利于邊坡巖體的滑落，從而引起邊坡的不穩。

（3）進水渠所在地段地下水埋藏淺，未施工前山坡地下水位高程一般在21.0m左右，主要賦存于土壤孔隙與基巖裂隙中，屬于潛水含水層，受大氣降水補給。

3.1.3 治理措施

（1）防滲與排水

水是誘發本邊坡變形破壞的主要原因，一定要切實做好邊坡的防水排水工作，對滑體以外的地表水，可用攔截和旁引的方法，在坡體外布置環形截水溝，對于滑體中的地下水，可布置一定密度的水平排水廊道或豎向排水井的辦法將水排出。坡面上可用漿砌石或草皮護坡。

（2）消減荷載與噴錨

邊坡過陡是影響其變形的因素之一。為使邊坡變緩和減輕滑動體的重量，提高邊坡的穩定性，可將陡坡上部的巖體消除一部分盡可能放大坡比，同時在36.6m馬道以下坡面要做噴錨支護，在36.6m馬道以上坡面要植草或漿砌石護坡。

4 結語

在進行施工設計之前要對地質環境有詳細的勘察，并能正確反映工程地質條件，查明不良地質作用和地質災害，精心勘察、精心分析，了解巖土本身的物理和力學性質，提出資料完整、評價正確的勘察報告。

［1］孔德坊.工程巖土學[M].地質出版社,1992,7.

［2］中華人民共和國建設部,中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.巖土工程勘察規范[Z].2009,5.