陳思權
(湖南省有色地質勘查局二總隊,湖南 湘潭 411102)
地質災害工程建設對我國經濟的發展具有較大的促進作用,并且是保障人們生命財產安全的重要工程。在地質問題中,邊坡穩定問題是常見的地質之一,并且由于邊坡穩定而產生的滑坡屬于突發性災害,對地質災害治理工程建設與后期使用都會產生嚴重的影響。施工企業在實際建設中,應緊密結合實際的地質條件,將影響邊坡結構穩定性的所有因素考慮周全,并根據影響因素制定出科學、可行性的治理方案,保證工程安全性。
所謂邊坡穩定性是指邊坡巖與土體處在相對坡高與坡角時具有的穩定程度。影響邊坡穩定性的因素中,人為因素、自然因素都會對邊坡穩定性產生影響,主要表現在:人為因素是在人工設計時設計的坡角不合理;自然因素是邊坡的斜坡屬于天然形成,如果受到重力的影響、水沖刷力的影響、震動力的影響等都會引發邊坡崩塌,從而造成周圍交通、河道、建筑物等發生中斷、堵塞、坍塌的災害,對相關人員的生命財產安全產生嚴重影響。在防治此類災害時,需要先對穩定性進行分析與研究,從而能夠有效預測出邊坡失穩引發的危害與破壞程度,能夠在第一時間實施防護與治理措施,保證設計與建筑具備安全性與經濟性。
由于每個地區的地質構造具有較大的差異性,并且還存在多樣化的微量元素與組成成分,比如某部分的山體為巖石,其他山體為土質等。自然形成的斜坡具有的穩定性能夠對地層中存在的巖石、土壤自身物理性質具有一定的約束能力,然后在力與力之間的相互作用下能夠形成物理力學。如果巖體受到日照與風化等自然因素的長時間影響,巖層物理性質會逐漸降低,其他性質也會呈現出遞減的過程。此外,如果相關作用力產生下降,巖層受到的約束力缺乏,會產生松動的現象,如果約束力在逐漸降低的同時受到外力因素的影響,會引發滑坡與泥石流等災害。
外部因素中包括自然因素與板塊運動,風化、水蝕、日照等自然環境為自然因素,而板塊運動主要是指在板塊運動過程中引發地震因素,而此因素是誘發滑坡災害的重要因素。如果地震振幅為四級以上(包括四級),山體結構與土壤會產生分裂、山體結構與土壤的作用力產生變化,巖石與土壤間的作用力也會在短時間內產生劇烈性的波動,如果打破自然環境的平穩,會引發滑坡事故。
人為因素也是降低邊坡穩定性的重要因素,如果人工的施工力度過于強大,施工區域的穩定性會突破平穩狀態,從而產生破壞,比如在開發石油作業中,在工程中需要應用大型機械設備,還會采取爆棚作業,在應用設備與開展爆棚作業時會破壞邊坡穩定性。
在確定巖(土)體物理性質時,可根據力學強度與外力抵抗能力進行確定。一般情況下,巖石中的黏土礦物與親水礦物含量較大,并且還存在較高的軟化發生率,會引發滑坡災害,比如黏土、頁巖、泥灰巖、滑石片等是極易發生滑坡災害的巖(土)體。
外部浸水對邊坡會產生破壞作用,比如處于雨季、水工建筑中的水庫蓄水或者是水庫內的水外流等,在破壞邊坡穩定性后引發滑坡問題,主要表現在:首先,在滑動帶中存在的土壤與石頭強度受到水的作用下而發生強度縮減的現象。其次,如果坡腳受到水的沖刷作用后會產生破壞,從而引發滑坡。最后,水庫水量增加導致岸邊邊坡穩定性缺失,引發滑坡。
在地震的作用下,巖(土)結構會產生破壞,并且在地震波反復的作用下,原結構面在發生滑坡問題的同時,還會造成新結構面發生滑坡的問題。一般情況下,地震振幅在6級以上時,滑坡發生率較高。
人類社會的發展需要在各區域進行施工建設,而在建設時為了達到施工進度要求,一般會采取爆破手段、削坡手段等,而在應用時會對巖體結構產生破壞,極易引發滑坡問題。
站在內部因素的角度分析,邊坡巖(土)體地質構造是引發滑坡問題的重要因素,因為結構面會對滑動條件、形式、規模、方向進行組合方式的控制,而穩定性能是受到滑動面的形態所影響。在治理勘查滑坡災害時,需要重視以下幾個方面:第一,注重順坡結構面。要重視順坡結構面,因為此面極易形成滑動面。在形成滑動面時,要高度注重層面與緩傾角之間的節理組合。如果層面傾角的狀態為緩慢傾角,一般情況下處于穩定狀態,但是在弱化結構面含有的抗剪強度會改變滑動方向形成軟弱面。第二,反坡結構面一般都會處于穩定狀態中,但是由于結構面可切割巖(土)體的組合表現出各種差異性的組合模式,此組合滑動具有較高的滑坡災害發生率。如果巖石過于軟弱或者是在節理發育位置,在岸坡重力作用下很容易發生松動變形問題。第三,在松散體滑坡會含有圓弧形滑動面,如果滑坡中含有基巖,在切層作用下會形成較為相似的弧形滑動面,在治理中應用壓腳或者是減荷的方法能夠規避這類問題的發生。
經過對施工現場工程地質的測繪工作后,如果邊坡結構是在地質災害的范圍內,邊坡結構的穩定性很容易受到破壞,是因為巖土層結構的變化產生了不正常變化,導致地下采空區與地裂縫等問題經常在區域發生。在長時間的作用下,邊坡結構負面影響會日益明顯。在了解施工區域的混凝土結構與改進過程可知,內部鋼筋產生了各種方式的腐蝕問題,結構穩定性受到腐蝕因素的影響而逐漸降低。為了避免發生此類問題,需要保證實施的方法具備高強度的可行性,還要保障邊坡支持工程設計方案達到科學、合理化。
在開展擋土墻工程建設時,除了要滿足設計標準要求外,還需要根據施工實際情況進行建設。在挖掘地基時,挖掘范圍與大樣尺寸需要以設計圖紙中要求的尺寸與調和進行挖掘作業,然后再開展后續施工。在建造擋墻時應用分層錯縫技術,并且在應用時需要保證每一層的橫縫能夠達到相對一致厚度的要求。在實施基底與墻體臺階轉彎位置施工建設時,應防止垂直型通縫的發生,在配置砂漿水漿比時要在滿足施工標準基礎上達到合理化配置的要求。根據工程的施工標準,需要對塊石與條石擋墻石料的上部與下部進行檢查,保證達到清潔度與平整度的要求,從而保證塊石厚度與相應工程相符合。
在建設錨桿工程時,要嚴格遵守施工順序,具體順序如下:第一,修建與調整坡面。第二,開展首次噴漿作業。第三,錨孔位置準確設置。第四,開展孔成形建設,并實施清理孔工作。第五,制定與安裝錨桿。第六,再一次開展混凝土噴射作業。
所謂抗滑樁工程是指具有不同形狀的樁體在合理化的條件下進入滑動面的下面部分,阻撓滑動行為。由于樁身材料的組成并非單一材料,材料之間存在較大差異性,比如木樁、鋼筋混凝土樁、鋼管柱等組成,在淺層與中厚層滑坡治理作業中可以采用相互連接、間隔、交錯等布置方式。
地質災害治理工作人員的專業技能對提高治理工作有著非常重要的意義,工作人員需對影響邊坡穩定因素進行分析,該項工作既復雜工作量又大,要求工作人員必須有過硬的專業技能。在勘測設計中,必須給予重視。設計人員和勘察人員應經常交流工作經驗,具備全局觀念。考慮好會出現的問題及補救措施,在控制成本的同時考慮其他影響因素,以免出現問題。此外,正確的施工方法在治療地質災害中極為重要,以勘察資料和圖紙為依據進行施工,并有專業人員作為指導,及時處理可能出現的意外。準備好必須的材料和工具,控制好施工進度,達到預防邊坡發生問題的目的。
在地質災害治理施工中,必須結合山體滑坡后邊坡的穩定性程度做好截排水工作,同時增加防護設施。截排水的主要工作內容是對災區內的水體實施疏通、截流及排放。水體是造成二次滑坡的重要因素,對于災區內的地下水,則可利用抽排及導排的方式將地下水排除,從而降低地下水對災區內土體的危害。此外,無論是災區還是未發生災害的區域內,都要提前做好截排水工作,對地表水加以分流和改徑,減少地表水對災區內巖土體的危害,從而有效地降低反復滑坡的風險。上文中發生山體滑坡后,主要采取應急治理排水施工,即對地表水實施分流。
綜上所述,在治理邊坡時需要結合此區域的地質空間調度需求開展,目的是能夠滿足地區空間的分配與應用標準。另外,施工企業還應制定出科學、合理化的支護施工方案,保證施工質量。