水工環地質條件下邊坡穩定性研究

李永明

（安徽省地質礦產勘查局311地質隊，安徽 安慶 246000）

在工程項目具體施工之前，技術人員都應對基坑、邊坡的施工區域展開水工環地質勘察技術，將該地域的地質條件進行綜合分析，才能使該工程能夠順利開展。通常來看，礦山工程施工中，水工環勘察工作的流程較為復雜，且涉及的區域十分廣泛，包含對地質以及地下水等周邊條件的勘測，所以，只有將水工環地質勘察工作有序開展并保障施工質量，才是增強邊坡穩定性的關鍵路徑。

1 水工環地質勘察的主要工作內容

水工環地質勘察工作也稱水文地質調查，主要指對該礦山區域內的水文條件以及地下水質量、流向等各類地質作用的研究和調查工作。近些年來，我國水工環地質勘察技術水平隨著經濟發展需要、與環保問題產生了部分矛盾。隨著環保問題帶來的危害越來越大，人們對于環保的重視程度也相應增大，其中，工程化進程的推進速度過快也造成了不同程度的污染，因此，不能盲目發展經濟而忽視對污染情況的解決。

由于外界環境、水文條件等方面具有一定變化性，且無法完全預測其變化趨勢，若水工環地質勘察技術長期沒有進行技術更新或創造，則無法引入先進的科學理念，進而阻礙到該技術的發展速度，最終造成我國地質勘察水平以及礦山工程建設速度緩慢，非常不利于礦產資源經濟的長遠發展。礦山地質勘查工作內容具有非常高的操作難度，并且施工開展過程十分的復雜，伴隨著較高的危險性，如不嚴格按照規范的勘察流程進行，則易發生嚴重的工程事故，造成礦山企業的經濟損失甚至人員傷亡。由于我國現代化進程的推進使工程建設量明顯加大，所以水工環技術的開展與有效應用，對于我國工程的順利發展有著非常重要的影響作用。基于此，我國現階段礦山地質勘查工程對于水工環技術發展的程度越來越重視，旨在將水工環技術在地質勘測工作中發揮出最大作用。水工環地質勘測技術的施工內容非常復雜，應用技術范圍十分廣泛，在礦山工程開展施工作業前，水工環地質勘察工作必不可少，該工作針對礦山邊坡的穩定性能夠起到決定性作用。同時，邊坡的穩定性又在很大程度上受水工環地質條件影響，例如施工地域的地質條件和結構以及巖土力學的具體屬性、地質元素的變化、地下水的流向及分布情況，以及地下水對地質的侵蝕程度、邊坡的承受力等方面，都是水工環地質勘察技術的主要工作內容[1]。

2 水工環地質條件邊坡穩定性分析以及主要技術

為確保水工環地質條件下邊坡能夠達到一定的穩定性，首先要對工程的邊坡具體形態、外型和周邊巖土類型通過專業的勘察技術進行確認，以最大程度的避免邊坡區域出現滑坡和坍塌現象，造成嚴重的工程事故和施工質量危機。基于此，技術人員需結合實際情況將邊坡的坡腳相關數據予以嚴格分析，其次，對于邊坡的具體形態、屬性、外貌、角度、等數據進行精準確定；在產生碎裂情況的邊坡部分予以專業分析，并以此確定其巖土類型；同時，在促使邊坡能夠達到穩定性的重要因素是通過計算公式來進行數據核驗，對于邊坡數據的計算通常使用圓弧滑動法，并在實際操作時有效運用極限平衡法進行統計。若以錨桿防護技術作為主要的施工方法，相關施工人員需采取相關措施加大對坡面的防護工作。若針對直立坡面，應選擇排樁擋土墻技術作為邊坡的支護方式。不難看出，不同的防護技術應用于不同的現場情況，只有針對性開展邊坡防護技術措施，才能最大程度的確保坡面能夠擁有較高安全性的防護基礎。

2.1 GPR技術

對于礦山水工環地質勘察工作而言，GPR探地雷達技術能夠對深層地質條件進行高效勘察。該技術的工作原理是通過高頻脈沖儀器向地質層發射信號，然后在地質層內會形成高頻脈沖波的反射，以這種形式對地質層內的各類參數展開細致勘測，相關數據信息會通過脈沖波接收站對發射信號進行有效范圍內接收，最后由地面發射站進行分析。GPR技術具有非常高的專業性，該技術中發射的高頻脈沖波具備極高的反射強度，以此保障信息的反饋水平和完整性，并且，高頻脈沖波能夠對巖土層內不同物質反射出不同的信號，根據這些信號的反饋進行數據分析，以此獲得具體的水工環地質情況，如圖1所示。

圖1 GPR探地雷達技術

2.2 GPS技術

GPS技術（全球衛星定位系統）在礦山地質水工環勘察工作中的作用原理，主要通過無線電信號發射中心與衛星導航之間進行有效結合，并以此形成衛星導航定位系統，并以無線電測距作為應用原理，通過控制站的具體位置和衛星進行聯系，并以這種方式對信號接收機和測試點位置之間的距離進行有效測量。在使用GPS技術之前需將GPS接收裝置設定在基準站位置，進而通過無線電設備接受GPS衛星信號，然后，對于基準站收到的信息和數據進行參數的轉換，最后進行坐標計算，使出現不同勘測情況的部分顯示出具體的三維坐標，確定其位置，如圖2所示[2]。

圖2 GPS技術

2.3 電法

水工環技術的重要應用就是對地質資源進行有效勘測，或對可能蘊藏資源、能源的區域進行合理分析，此后，結合勘查時間和開展具體技術進行資源確認。隨著近些年水工環技術的不斷發展，該技術提供的數據精確度已經有著非常顯著的提高，并能夠為地質條件的勘查工作提供數據支持和技術基礎，對于我國水工環地質勘查工作效率有著積極的促進作用，并對該技術的發展和創新提供關鍵力量。電法與以上兩種礦山地質勘察技術同樣應用廣泛，并且是地質勘察技術的重要手段之一，并且電法與其他勘測方法更加的實用，且操作難度較低，使用起來十分的方便，能夠明顯提升勘測工作的效率。水工環勘察電法技術通常有兩種展開方式，第一種是瞬變電磁法，以及頻譜激電法。相比于頻譜激電法，瞬變電磁法的技術優勢更加的突出，在地質條件勘察、巖層結構和邊坡支護的穩定性分析以及對礦山工程事故的預防等方面的應用范圍非常廣泛。

電法技術的運用原理通常以發送脈沖電磁波的方式傳入地質巖土層，并觀察該區域內的二次渦流場的情況并記錄相關數據，其中，頻譜激電法也被叫做復電阻率法，該方法的作用原理主要是通過電極設備對多頻的復電阻率進行有效測量，并根據測量結果對其空間分布進行深入分析，進而觀察頻譜的具體特征，以此為數據基礎對地質構造進行全方位的勘察，通常來看，這種電法技術在對礦資源的發掘和開采工程中廣為應用，并在邊坡的穩定性分析與計算方面也具有專業優勢，是有效開展水工環技術的必要手段，如圖3所示。

圖3 電法技術

在水工環技術飛速發展的同時，對地質的數據勘測精準度明顯提高，已能夠有效判別不同地質條件下的資源蘊藏情況，技術人員可以通過詳細的參考數據制定勘測施工方案，針對性的增強地質開采條件以及施工效率，減少時間成本的投入[3]。

3 結論

總的來看，若想確定礦山地質水工地質條件下的邊坡穩定性情況，在邊坡區域進行勘測及研究工作的基礎上，對該工程所在的地理位置展開全面的地質條件調查，并根據現場實際情況，選用適配度較高的技術，才能確保各項數據、信息的精準性，為邊坡的開挖工作奠定專業的技術支持。