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(zhì)勘查局核工業(yè)247大隊(duì)，中國(guó) 天津301800）

0 緒論

如何防治地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生和進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境保護(hù)，很多程度取決于巖土的性質(zhì)。要很好的解決巖土工程問(wèn)題、防災(zāi)、治災(zāi)，必須首先進(jìn)行勘察與測(cè)試、試驗(yàn)與分析，并利用土力學(xué)、巖石力學(xué)、基礎(chǔ)工程、工程地質(zhì)學(xué)等的理論與方法，對(duì)各類工程進(jìn)行系統(tǒng)研究。

因此，巖土勘察是巖土工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、防災(zāi)的前期工程，也是地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，治理地質(zhì)災(zāi)害不可或缺的重要環(huán)節(jié)。

1 基本原則

1.1 邊坡工程查明內(nèi)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(tài)和坡度。

1.1.2 巖體主要結(jié)構(gòu)面的類型、產(chǎn)狀、延展情況、閉合程度、充填狀況、充水狀況、力學(xué)屬性和組合關(guān)系，主要結(jié)構(gòu)面與臨空面關(guān)系，是否存在外傾結(jié)構(gòu)面。

1.1.3 地下水的類型、水位、水壓、水量、補(bǔ)給和動(dòng)態(tài)變化，巖土的透水性和地下水的出漏情況。

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

1.1.5 巖土的物理學(xué)性質(zhì)和軟弱結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度。

1.2 工程地質(zhì)測(cè)繪重點(diǎn)

1.2.1 著重查明邊坡的形態(tài)和坡角，這對(duì)于確定邊坡類型和穩(wěn)定坡率是十分重要的。

1.2.2 著重查明軟弱結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀和性質(zhì)，因?yàn)檐浫踅Y(jié)構(gòu)面一般是控制巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定的主要因素。

1.2.3 測(cè)繪范圍不能僅限于邊坡地段，應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大到可能對(duì)邊坡穩(wěn)定有影響的地段。

2 邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

2.1 分析方法

具體方法包括工程地質(zhì)類別法、圖解分析法、極限平衡法、有限單元法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2.2 邊坡穩(wěn)定性系數(shù)Fs的取值

2.2.1 對(duì)新設(shè)計(jì)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(qiáng)度時(shí)取大值，采取殘余強(qiáng)度時(shí)取小值。驗(yàn)算已有邊坡穩(wěn)定時(shí)，F(xiàn)s取1.10～1.25。

2.3 邊坡破壞模式

2.3.1 當(dāng)結(jié)構(gòu)面或結(jié)構(gòu)面交線的傾向與坡面傾向相反時(shí)，邊坡為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

2.3.2 當(dāng)結(jié)構(gòu)面或結(jié)構(gòu)面交線的傾向與坡面傾向一致，但傾角大于坡角時(shí)，邊坡為基本穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

2.3.3 當(dāng)結(jié)構(gòu)面或結(jié)構(gòu)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(shí)，邊坡為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

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(shè)計(jì)要新開挖一條長(zhǎng)約135m的進(jìn)水渠，進(jìn)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(shè)4級(jí)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(biāo)準(zhǔn)的扇形面展布；右側(cè)邊坡未分級(jí)（馬道），一次性開挖到渠底，近似呈長(zhǎng)條形展布。在開挖過(guò)程中，由于種種原因，邊坡沒(méi)有立即采取保護(hù)措施，直至開挖到渠底，左側(cè)高邊坡整個(gè)坡面全部暴露在外。

在進(jìn)水渠局部段開挖至設(shè)計(jì)底板高程時(shí)，左側(cè)邊坡渠底附近的炭質(zhì)泥巖就出現(xiàn)了部分隆起、滑塌現(xiàn)象，同時(shí)在26.6m馬道以上出現(xiàn)裂縫。進(jìn)水渠左側(cè)高邊坡（在26.6m～36.0m馬道之間）于2001年春節(jié)前后的雨天，出現(xiàn)了第一次的大面積滑塌，雖然后來(lái)在左邊坡26.6m～36.6m馬道之間做了噴砼漿保護(hù)與局部噴錨掛網(wǎng)保護(hù)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(xiàn)了大面積坡體滑移、隆起及崩塌，整個(gè)坡面到處出現(xiàn)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(yùn)行都帶來(lái)了極為不利的影響，對(duì)工程的安全與穩(wěn)定帶來(lái)很大隱患。

3.1.2 邊坡滑塌原因分析

從整個(gè)邊坡的滑塌情況來(lái)看，當(dāng)邊坡開挖至渠底時(shí)，在邊坡暴露、未做任何保護(hù)措施之前，邊坡僅在26.6m馬道附近與渠底的炭質(zhì)泥巖發(fā)生隆起、滑塌，在左邊36.6m以上的左側(cè)局部土體發(fā)上坍塌；對(duì)于26.6m馬道以下至渠底與26.6m馬道以上附近進(jìn)行噴錨支護(hù)后，在整個(gè)坡面上噴上一層厚約15cm素砼保護(hù)，但坡面還多處出現(xiàn)反坡向下切橫向裂縫，裂縫深達(dá)2m多，寬約10～20cm，斜交坡面馬道延伸，長(zhǎng)約5～30m不等，以至后來(lái)發(fā)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(chǎn)生滑塌，整個(gè)左邊坡面幾乎被滑塌體所覆蓋，最厚處近5m；通過(guò)施工地質(zhì)的現(xiàn)場(chǎng)查勘及鉆孔地質(zhì)資料分析，左邊坡滑塌的主要原因如下幾點(diǎn)：

（1）邊坡開挖出來(lái)后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)未作任何邊坡保護(hù)處理，使其暴露、臨空時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，且經(jīng)過(guò)連續(xù)的雨季沖刷和陽(yáng)光曝曬，使坡面本來(lái)就軟弱的巖體反復(fù)產(chǎn)生軟化、膨脹、龜裂，從而坍塌失穩(wěn)。后來(lái)雖然做了表層噴錨支護(hù)，但在上述種種滑坡誘因下，支護(hù)的作用是非常不明顯的。

（2）邊坡的巖體不但軟弱，同時(shí)層間節(jié)理、裂隙呈網(wǎng)狀發(fā)育，將邊坡巖體切割成多個(gè)塊體與楔形體，順坡向的節(jié)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(wěn)。

（3）進(jìn)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(bǔ)給。

3.1.3 治理措施

（1）防滲與排水

水是誘發(fā)本邊坡變形破壞的主要原因，一定要切實(shí)做好邊坡的防水排水工作，對(duì)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(huán)形截水溝，對(duì)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(hù)坡。

（2）消減荷載與噴錨

邊坡過(guò)陡是影響其變形的因素之一。為使邊坡變緩和減輕滑動(dòng)體的重量，提高邊坡的穩(wěn)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(shí)在36.6m馬道以下坡面要做噴錨支護(hù)，在36.6m馬道以上坡面要植草或漿砌石護(hù)坡。

4 結(jié)語(yǔ)

在進(jìn)行施工設(shè)計(jì)之前要對(duì)地質(zhì)環(huán)境有詳細(xì)的勘察，并能正確反映工程地質(zhì)條件，查明不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害，精心勘察、精心分析，了解巖土本身的物理和力學(xué)性質(zhì)，提出資料完整、評(píng)價(jià)正確的勘察報(bào)告。

［1］孔德坊.工程巖土學(xué)[M].地質(zhì)出版社,1992,7.

［2］中華人民共和國(guó)建設(shè)部,中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.巖土工程勘察規(guī)范[Z].2009,5.