淺談巖石高邊坡加固技術(shù)

白金明

摘要：在工程地質(zhì)問(wèn)題中，巖石高邊坡加固技術(shù)最具特色，對(duì)巖石高邊坡加固技術(shù)的研究是我國(guó)當(dāng)前工程地質(zhì)領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。高邊坡加固技術(shù)在三峽大壩等重大工程中都有所應(yīng)用，對(duì)于重大工程的穩(wěn)定性具有重要影響。筆者就巖石高邊坡技術(shù)相關(guān)理論、變形破壞機(jī)理、穩(wěn)定性問(wèn)題、安全監(jiān)測(cè)和加固維護(hù)相關(guān)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展提出了自己的看法和體會(huì)。

關(guān)鍵詞：巖石高邊坡；加固技術(shù)；破壞機(jī)理

中圖分類號(hào)：U418.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3024（2016）08-70-01

1巖石高邊坡技術(shù)概述

1.1高邊坡加固技術(shù)概念

巖石高邊坡加固技術(shù)是20世紀(jì)60年代蘇子和社會(huì)建設(shè)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的，是指在復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，巖石高邊坡作為建筑的基本環(huán)境，會(huì)隨著工程建設(shè)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)，這就需要相應(yīng)的技術(shù)來(lái)提高工程的荷載能力，維持高邊坡的穩(wěn)定性。高邊坡加固技術(shù)多用于水電工程，該技術(shù)對(duì)于工程本身的安全和整體環(huán)境的安全都有著重要的影響。

2高邊坡變形破壞機(jī)理

在高邊坡工程中，變形破壞機(jī)理是技術(shù)的理論基礎(chǔ)，也是工程變形和穩(wěn)定的依據(jù)，下面是一些特殊的變形破壞機(jī)理。

2.1三段式機(jī)理

三段式機(jī)理是指滑移—抗裂一剪斷模式，這種變形破壞具有三段發(fā)育的特點(diǎn)。表現(xiàn)為下部沿水平滑動(dòng)，中部鎖斷，后緣拉斷。這種破壞機(jī)理往往產(chǎn)生在以下地質(zhì)結(jié)構(gòu)中：坡體為均質(zhì)的脆性巖體，而坡腳為水平發(fā)育或者緩坡發(fā)育：主體為堅(jiān)硬巖體，夾雜著薄弱的軟弱夾層。這種破壞機(jī)理在發(fā)育過(guò)程中能夠變現(xiàn)為明顯的階段性特征，不同階段所采用的技術(shù)也有所差異。

2.2拉裂機(jī)理

拉裂機(jī)理表現(xiàn)為平面滑動(dòng)，常見(jiàn)于平行邊坡陡、緩兩組結(jié)構(gòu)面所形成的高邊坡之中，這種情況通常出現(xiàn)在堅(jiān)硬的塊狀巖石或厚巖層邊坡中，變形特點(diǎn)為從上至下，沿著緩傾角結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)變形并通過(guò)較陡傾斜段的拉伸逐漸向下傳遞，最終形成具有階梯狀的高邊坡。

2.3傾倒變形

傾倒變形是走向與坡面近似于平行的陡坡層狀巖體向坡外發(fā)生的變形。主要是指：高陡邊坡的軟弱基層在長(zhǎng)期的強(qiáng)壓力作用下，產(chǎn)生變形，進(jìn)而導(dǎo)致整體坡體向外傾斜，并在坡體后緣形成較大貫深深度的拉裂或者向坡外結(jié)構(gòu)面發(fā)生的剪脹錯(cuò)位。

2.4強(qiáng)卸荷深度破裂

高邊坡通常會(huì)有深部脹裂的現(xiàn)象，在除正常發(fā)育的深部卸荷帶，坡體中還會(huì)有深部卸荷帶，表現(xiàn)為典型的張裂。強(qiáng)卸荷帶鎖引發(fā)的深部張裂主要有以下三種情況：一為高地應(yīng)力，這種力驅(qū)動(dòng)邊坡發(fā)生強(qiáng)烈回彈變形：二是邊坡深部的結(jié)構(gòu)面，促使應(yīng)力釋放：三是外力作用下導(dǎo)致的邊坡中的應(yīng)力釋放。

3高邊坡穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)

高邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)在加固技術(shù)應(yīng)用中具有重要作用，是評(píng)價(jià)高邊坡加固技術(shù)的重要方法。

3.1穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的認(rèn)識(shí)

在長(zhǎng)期實(shí)踐和理論研究中，對(duì)于高邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)在認(rèn)識(shí)上取得了一些發(fā)展，巖石高邊坡的穩(wěn)定并不是靜止的，而是動(dòng)態(tài)演變的過(guò)程，這種過(guò)程伴隨著時(shí)效變形。巖石高邊坡的穩(wěn)定受到多方面因素的影響，其中復(fù)雜的巖體起重要作用，實(shí)踐中應(yīng)該重視巖體結(jié)構(gòu)的變形破壞機(jī)理。另外，不同發(fā)展演化階段，巖石高邊坡所處的狀態(tài)不同。高邊坡加固過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注重控制變形，這些認(rèn)識(shí)上的發(fā)展為工作效果的提升奠定了基礎(chǔ)。

3.2穩(wěn)定性評(píng)價(jià)上取得的發(fā)展

穩(wěn)定性評(píng)價(jià)上取得的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：數(shù)值模擬技術(shù)得到了發(fā)展。在剛性離散單元中提出了節(jié)理巖體模擬，這種方法更接近于實(shí)際：通過(guò)非線性的模擬從理論上刻畫(huà)了邊坡滑動(dòng)面的形成和破壞機(jī)理，這種方法對(duì)邊坡失穩(wěn)能夠進(jìn)行很好的預(yù)測(cè)：在動(dòng)力響應(yīng)分析中通過(guò)建立動(dòng)力微量方程，對(duì)評(píng)價(jià)原則進(jìn)行了討論：通過(guò)特定模型對(duì)邊坡可靠度進(jìn)行分析預(yù)測(cè)等等。這些發(fā)展對(duì)于邊坡安全的檢測(cè)具有重要意義。

4巖石高邊坡加固技術(shù)具體應(yīng)用

4.1具體方法

巖石高邊坡加固技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中主要有以下幾種方法：混凝土抗滑樁，這種技術(shù)能夠有效地治理滑坡你，在滑坡傾斜角較小時(shí)效果較好，在相關(guān)工程中得到廣泛應(yīng)用：混凝土挖井，這是一種混凝土框架結(jié)構(gòu)，具備擋土的作用；噴射混凝土護(hù)坡技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)對(duì)滑坡表層進(jìn)行保護(hù)，從而增強(qiáng)破題的整體性，防止地表水的滲入和繼續(xù)風(fēng)化：混凝土擋墻技術(shù)能夠通過(guò)局部的改變改變滑坡體的平衡，進(jìn)一步阻止變形的延伸：預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)是在巖土體中預(yù)應(yīng)力水泥灌漿體來(lái)控制巖體位移。這些技術(shù)在巖石高邊坡中的應(yīng)用使得工程的穩(wěn)定性和安全性有了較大提高，在實(shí)際建設(shè)時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況合理運(yùn)用。

4.2加固原則

在高邊坡加固過(guò)程中應(yīng)合理運(yùn)用相關(guān)方法，并堅(jiān)持相關(guān)原則，這樣才能保證工程的順利實(shí)施。首先，應(yīng)該運(yùn)用機(jī)械的方法對(duì)滑槽下部的堆渣進(jìn)行清理，并形成防沖溝：應(yīng)該及時(shí)封閉被挖開(kāi)的坡體并做注漿帶加固；要密切關(guān)注墻體的變化。防止變形。在具體工程中，除了要遵守這些原則外還應(yīng)該根據(jù)具體情況進(jìn)行靈活調(diào)整，只有這樣才能保證工程的質(zhì)量。

4.3加固技術(shù)的施工順序

不同的施工順序效果不同，因此，在高邊坡加固技術(shù)中，合理確定施工順序至關(guān)重要。施工過(guò)程中，首先應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)高危坡體進(jìn)行加固；其次，應(yīng)該從上之下逐級(jí)對(duì)開(kāi)挖面進(jìn)行加固，加固之前應(yīng)該對(duì)坡頂及坡體中的亂石，雜物進(jìn)行清理并架設(shè)架桿；合理設(shè)置錨間距，然后對(duì)形成的平臺(tái)施做排水溝；施工中對(duì)受影響的觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充新的觀測(cè)點(diǎn)。科學(xué)的施工順序能夠保證坡體的長(zhǎng)期穩(wěn)定、安全。

4.4注意事項(xiàng)

在施工前應(yīng)當(dāng)按照要求注意排水，防止地下水和地表水對(duì)施工造成不利影響；對(duì)于容易風(fēng)化的土層，應(yīng)當(dāng)預(yù)留保護(hù)層，防止開(kāi)挖面不能及時(shí)進(jìn)行支護(hù)：做好工程期間的自然災(zāi)害防護(hù)工作，防止意外事故造成不必要的損失；對(duì)于工程中出現(xiàn)的滑移、裂縫現(xiàn)象應(yīng)當(dāng)及時(shí)撤離人員，并及時(shí)查清原因：對(duì)施工安全監(jiān)測(cè)結(jié)果應(yīng)當(dāng)及時(shí)整理，反饋，并知道工程進(jìn)程。