水工環地質條件下邊坡穩定性分析評價

馮鵬程　何祥新　馬丹丹

摘要：隨著國家的發展越來越好，各領域的不斷提高，人們應該適當加強各種技術的實際應用在地質研究中，因為現在的能源危機日益加劇的發展經濟，這是一個偉大的能源供應和需求的矛盾。基于時代的不同，地質學研究也取得了不同程度的突破。然而，當前的經濟發展過度依賴能源，對能源的需求逐年增加。因此，有必要選擇合理有效的方法，在合理范圍內應用先進技術，從而更全面地分析地質環境，滿足技術需求。

關鍵詞：水工環地質;邊坡穩定性;評價

各類工程建設施工之前都需要對基坑開挖及邊坡支護所處的區域進行水工環地質勘察，通過分析評價，為工程施工建設保駕護航。相比其他一般性工作，水工環地質條件復雜，在地質表面及地下深處相應的水工環要素呈現出較大的變化，從而增加了地質勘察的難度等級。因此，做好水工環地質勘察，是提高邊坡穩定性的技術支撐。

1? ? 邊坡穩定性評價方法及防治措施

（1）構建計算模型。對工程邊坡崩塌滑坡采用定性分析方法，根據勘探鉆孔報告、土質邊坡允許坡率進行計算，采用公式進行定量計算。計算剖面的選取：本次計算選取填方區1-1、2-2、3-3、4-4剖面作為計算模型。采用極限平衡理論計算上述剖面在天然、暴雨及地震工況下的穩定性系數，計算結果見表1。（2）邊坡穩定性評價（見表2）。根據以上分析計算結果，并依據邊坡穩定性評價標準，可知某機場周邊治理與防護工程在EF段、GH段、IJ段、MN段、OP段地震工況均不穩定，暴雨工況則為暫時穩定或臨界穩定狀態，天然工況則為穩定狀態，考慮最不利因素，五個地段填方區均為暫時穩定-不穩定，發生滑坡的可能性中等-大。

2? ? 邊坡穩定性危害防治措施

（1）放緩坡度，設置平臺，逐步分層回填分層壓實，或采用外邊坡分層回填分層壓實，邊坡內側分層回填分層強夯處理;（2）對坡體不高且沒有放坡空間的坡段可采用衡重式或扶壁式或樁板墻支護;（3）場地存在軟弱土層，壓縮性高，堆填后工后沉降量大，表層或淺層軟土應清除，深層軟土可采用CFG樁或深層攪拌樁等方法進行地基處理;（4）對場地邊坡應設置完整的截排水系統，坡面設置泄水孔或泄水盲溝，防止坡面被水沖刷;（5）長期動態監測邊坡變形。

3? ? 地質災害常見類型及特點分析

現階段，為進一步加強地質災害防控工作的有效性，保證地質災害防控工作有效落實，地質技術人員必然要對地質災害的類型進行科學性掌握和把控，對各類地質災害的形成因素進行針對性分析，為下一步的防控工作做好數據基礎。常見地質災害類型有以下幾種：（1）地震災害。地震災害是由于地殼運動而產生的一種地質災害，其表現特征包含較為明顯的破壞性和突發性特點，地震災害的發生會對相對應的地質區域造成嚴重的破壞影響，是地質災害中最為典型的災害之一，同時，地震災害的預測難度較高，現階段隨著地質勘測水平的提升和勘測技術的不斷改進，對地震災害的預測依舊難度很大。（2）地面崩塌、滑坡以及泥石流災害。首先，該類地質災害形成的最主要原因是社會資源的濫墾、濫伐以及工程建設的不合理操作而造成的。其表現形式多為地質結構的變動產生破壞性的作用力，并對相應的區域地質產生明顯的破壞性，導致區域內的土壤結構變得松弛而不緊密，從而必然會引發嚴重的崩塌，滑坡或者泥石流等問題的安全隱患，因此，對地質條件和環境的監測保護要予以高度重視。（3）地面塌陷。現階段，地面塌陷類地質災害的產生，主要原因是由于人類工程建設操作不當由此產生了區域性地質結構內部的嚴重損壞，內部結構的嚴重損壞，導致了明顯的地面塌陷問題的形成。比如，礦產資源的開采過度，礦產資源類屬于不可再生能源，地質結構層不能短時間內恢復，資源開采過程中，相應的工程建設維護操作不規劃，導致了地質結構損壞，產生地面塌陷，例如：巖溶地區，這類問題較常見。（4）地裂縫。地裂縫問題也是地質災害的表現形式之一。地裂縫主要為區域性的地質斷裂，其產生因素主要與區域內地下水系統存在密切聯系，因地下水資源的過度開采，大量地下水資源的抽離，必然會造成區域性的制結構等不穩定，從而造成地質層的斷裂，在作用力嚴重的情況下，所導致的破壞性更強[1-2]。

4? ? 水工環地質工程勘察主要技術及邊坡穩定性分析評價注意事項

4.1 綜合應用與工程特征相匹配的水工環地質工程勘察技術

（1）GPR技術。針對深層地質勘察可考慮采用GPR技術。這一技術的工作原理及實現方式是借助高頻脈沖儀器，通過反射高頻脈沖波，對地質層的參數進行探測，相關參數信息由地表脈沖波接收站對反射而來的信號進行接收，然后經由地面高頻脈沖波發射站獲取并進行分析。GPR技術采用的高頻脈沖波因為具備極高的反射信號強度，物質不同時所反射的信號帶有差異性，據此分析可詳細獲得地質水工環狀況。（2）GPS技術。GPS技術通過無線電信號發射臺與衛星的結合，構成衛星導航定位系統，運營無線電測距交會原理，通過控制站及衛星位置，測量得出用戶接收機及測站點位置。工作方法是將GPS接收機安置在基準站，由其接受GPS衛星信號，然后借助無線電接收設備，對基準站觀測數據進行接收并進行參數轉換，最后通過坐標系的計算，得出三維坐標。（3）電法。電法作為地質勘察的重要手段之一，這一方法相比其他技術方法更具實用性，在操作復雜程度上更小。水工環地質勘察電法主要有瞬變電磁法及頻譜激電法兩類。其中，瞬變電磁法因技術優勢明顯，在地質勘察、防治災害、工程檢測等行業領域應用范圍較廣，這一技術的原理是借助回線發送脈沖電磁波到地下，然后觀測區域內的二次渦流場。頻譜激電法也常稱作復電阻率法，通過對復電阻率進行觀測，實現勘察目標。工作原理為：通過電極裝置對多頻復電阻率測量，分析其空間分布規律，結合得出的頻譜特征，對工程地下地質構造進行勘察，這一方法在礦藏資源發掘上應用較為廣泛，在基坑邊坡穩定性計算上也有其獨到之處[3]。

4.2 分析邊坡穩定性時應注意的幾點事項

（1）擬建工程的邊坡形態、形狀及具體類型經過勘察技術確認后，要再次確認邊坡部位是否存在滑移現象及坍塌危害。在實踐中應密切關注邊坡巖土部位的自穩坡角。（2）對擬建工程邊坡的形態、類型、形狀、坡角、高度、長度等參數加以確定。（3）碎裂結構及其他類型的巖質邊坡要根據等效內摩擦角確定邊坡巖體類型，計算時依循相關公式。（4）計算土質邊坡時主要采用圓弧滑動法，具體實施時采用極限平衡法進行計算統計。（5）對邊坡的放坡條件加以確定，根據不同的方法采取相應的方案，如以分段及分級為主的施工方式，主要采用坡率法;如以錨桿防護為主的施工方式，注重采取坡面防護措施;如以直立為主的切坡方式，應采取排樁擋土墻支護方案。以上方案，根據實際情況選用，以保證坡面得到安全防護為基礎。（6）需要進行剪切試驗時，根據相關數據及條件展開[4]。

5? ? 地質災害治理中如何有效應用水工環地質

5.1 提高對現場的勘察力度

水工環地質主要應用于評估地質災害的危險性，而依據相關調查結果以及勘察情況去進行評估工作的輔助，可以使地質災害的發生緣由及地區所存在的一些潛在威脅能夠得到更進一步的發現和分析，可見，水工環地質對于地質災害的發現、治理都有著不容小覷的作用。因此，為了有效推進工程的順利進行，相關人員必須對開工現場做一個科學合理的勘察工作，并對災害發生區域的水文地質情況及環境地質情況的變化做一個調查，從而了解到工程地質的實際破壞情況，這樣才能夠獲得更準確、更科學的勘察數據，而這些數據也是評估工作能夠得到有效開展的必要前提。具體而言，就是要以工程項目的實際需求以及工程現場的具體情況為前提去開展對現場的勘察工作，這樣才能保證勘察工作的有效性。另外，在進行勘測的過程中，相關人員還要深刻把握整體與具體的統一，就事論事，同時還要注重提升勘測的寬度，這樣才能給工程提供更為準確的勘察數據。最后，工程的相關監督檢查單位也要注重自身效力的發揮，從而為勘察功能的進一步完善提供一個良好的環境，當然這也在一定程度上促進了勘察工作質量的提高。

5.2 加強對水工環地質勘察結果的應用

眾所周知，水工環地質勘察的結果是地質災害治理工作的有效性能夠得到實現的重要依據，因此相關人員必須要注重加強對水工環地質勘察結果的應用，同時還要對其相關數據資料的應用范圍進行進一步的拓展。具體而言，有關部門在水工環地質的勘察以及相關監測數據的應用工作中，必須要注重加強對數據的分析及轉化技術，這樣才能得出有利于推進地質災害治理工作開展的一系列有效數據，從而使治理工作的質量和效率能夠得到一個有力的保障。基于此，有關部門必須要注重對先進的信息技術的利用，并構建出一個集水工環數據、地質災害為一體的數據處理平臺，這樣一來，數據分析、數據轉化技術才能得到行之有效的提高。

5.3 提高對地質環境的勘察力度

有一些地質災害會對水文地質造成嚴重的影響，比如地震可能會導致地下水的流動方向發生改變，而滑坡、泥石流可能會導致堰塞湖的情況等等。當地質災害有類似的破壞情況發生時，有關部門就必須提高對地質環境的勘察力度，并能注重制定出一套建立健全的環境勘查計劃，從而去對水文工程以及環境的地質進行有效的勘察。同時，他們還要對人類活動給自然環境所帶來的一些影響進行勘察，并能將這些影響歸入到地質災害治理的影響因素當中。另外，相關部門還要以影響范圍為依據去制定出一套詳細的地質災害治理方案。只有這樣，才能促進工程施工質量的有效提高，從而減少甚至避免地質災害所帶來的一系列不良影響[5-6]。

6? ? 結語

水工地質條件下的邊坡穩定性分析評價除了要做好邊坡部位的專項研究外，還要對擬建工程所處的地質狀況進行全面勘查，選用相應的勘察技術，得出相關數據信息，然后結合工程區域的實際地質狀況進行綜合分析評價，使工程的各項數據參數得以揭露，為邊坡開挖精度的提高做好技術支撐。

參考文獻

[1] 姚學軍.探究水工環地質技術在地質災害治理中的應用[J].低碳世界，2020，10（8）：65-66.

[2] 薛光明.水工環地質在地質災害治理中的應用策略分析[J].冶金與材料，2020，40（4）：158，160.

[3] 劉佩佩.當前水工環地質勘察中的技術及應用范圍探析[J].黑龍江冶金，2019（5）：67-68.

[4] 劉華.水工環地質勘察中的技術應用及實施要點分析[J].工程技術研究，2020（6）：44.

[5] 余華.關于水工環地質勘查中技術應用的幾點思考[J].世界有色金屬，2019（9）：112-113.

[6] 沈騫.論述水工環地質勘察相關技術與實際應用[J].西部資源，2020（4）：56.