高陡巖質邊坡勘察設計探討

陳文橋

（湖南省地質礦產勘查開發局405 隊，湖南 吉首 416007）

我國作為全球地質災害頻發的主要國家之一，不可避免地會出現滑坡、泥石流等災害問題，這不僅威脅著人民的生命健康以及財產，同時還不利于社會的安全穩定。尤其是高陡巖質邊坡地區，其出現地質災害問題的風險較高，所以相關的工程技術人員要特別完成好高陡巖質邊坡地質災害的勘察設計工作。通常來說，邊坡穩定性對于工程建設場地穩定性起到了至關重要的作用，如果邊坡穩定性越高，此時就代表地質條件較為完備，給工程建設場地所帶來的損害較小。對此，本文將進一步闡述高陡巖質邊坡地質災害勘察設計要點，希望能夠給同行帶來一定的參考價值[1]。

1 高陡巖質邊坡的特征分析

高陡巖質邊坡所處的地形一般都較為陡峻，再加上巖層傾角常處在10°左右，有如水平狀，平行于邊坡位置發育常常含有潛在的卸荷縫隙，它們具備和構造應力場相契合的兩到三組的節理，同時它們節理的縫隙傾角常常要高于45°，因為各種巖石的軟硬程度會不同，這就導致其順著節理縫隙面或者是交接位置常常遭到風化侵蝕，在不同可溶性巖體觸位置，節理縫隙面或者層理面的溶蝕成規模不統一的溶腔以及溶洞，高陡巖質邊坡一般是通過分割巖體順著臨空面的坍塌、傾斜以及墜落組合產生局部失穩問題，不過在實際勘察過程中，總體失穩的概率還是較低的，由于影響邊坡形成的因素是多元化的，諸多因素對其穩定性還產生了較為顯著的影響，極易誘發滑坡、崩塌等地質災害問題，這就提升了總體的施工難度系數。

通常來說，高邊坡地質災害的產生和邊坡項目及病害的出現時間節點有著緊密的聯系，根據其形成時長以及邊坡之間的關系，可以對高邊坡地質災害類型予以劃定，工程邊坡按產生的時間通常可以劃分為兩種類型，其一，在邊坡工程作業期間，因為邊坡工程開挖等因素所引發的新邊坡邊坡失穩。其二，就是在邊坡開挖之前業已出現的邊坡失穩。

考慮到高陡巖質邊坡的上端會出現平行于坡面的張性拉縫隙，如此一來，就易導致中上端失穩受損，只要產生邊坡失穩問題，那就會引發一系列的不利隱患，在治理高陡巖質邊坡地質災害期間，相關的工程技術人員需要加強中上部削坡載減的強度，盡可能地讓邊坡變緩，同時還需要根據其現實特點采用針對性的加固處置舉措，確保其可以迅速得到根治，避免在未來埋下不利隱患，在治理邊坡的過程中，不單單要逐步提高其穩定程度，同時還要在此前提下，確保其可以和周邊環境有一個完美的融合，進而構成可觀的人文景觀，這就要求相關的工程技術人員精準確勘察，精細設計。

2 影響邊坡穩定性的因素分析

在勘察邊坡過程中，相關的工程技術人員要根據邊坡的構成成分展開分析，這就包括土質邊坡以及巖質邊坡，一旦邊坡產生滑坡或者傾斜問題，這通常是由于諸多不利因素對邊坡的穩定性帶來的威脅，因此相關的工工程技術人員要仔細地分析影響土質邊坡及巖質邊坡穩定性的重要因素，具體內容如下。

2.1 影響土質邊坡穩定性的因素

針對土質邊坡，在作業前期，由于多種多樣的工程設施以及邊坡上端的建筑物體會產生附加荷載，同時土質邊坡在自身重力作用下土體內部應力也會出現相應的變化，這就會導致土質邊坡抗滑力與下滑力作用失衡，從而造成邊坡失穩；與此同時，一般高度較大的土質邊坡內土體含水量較高，邊坡土體抗前強度降低，同時受到土質邊坡孔隙水壓力的影響，孔隙水壓力增加了邊坡的下滑力。遇上雨季等不利天氣條件，此時地表水分就會漸漸下滲至土質邊坡內的裂縫之中，形成相應的靜水力，導致土質邊坡側面壓力逐步上升，影響土質邊坡的穩定性。除此之外，土質邊坡在地下水的長期作用下，地下水滲透壓增大，降低邊坡的穩定性[2,3]。

2.2 影響巖質邊坡穩定性的因素

較之于土質邊坡，影響巖質邊坡穩定程度的因素較為繁雜，巖質邊坡的地形地貌發生改變會影響到邊坡的穩定性。同時巖質邊坡內巖石發育巖石節理面（含構造節理及風化節理），巖體完整性遭到破壞，形成邊坡危巖體。巖質邊坡內按坡向與結構面的關系分為反邊坡、順向坡、切向坡等多種類邊坡，巖質邊坡層理面、節理面和斷裂面對邊坡的穩定性都帶來了不利的影響，只要產生滑動失穩定，那就會導致巖質邊坡產生滑坡或崩塌等地質災害。除此之外，巖質邊坡本身的重度會伴隨雨水的滲透而增加，而邊坡坡體還會由于雨水的浸潤而產生抗滑能力降低，給邊坡本身的穩定性帶來不利影響。這常常是由于地表水下滲至巖土層，在一定程度上減弱了顆粒間的吸附效能以及粘結效能，一旦坡體內部遭到了水分的滲透，此時坡體孔隙的水壓力會隨之上升，引發浮托作用，減少了坡體總體的抗滑水平，同時，如果滲入節理縫隙的地表水到達一定水平，那么節理裂縫面就會漸漸地軟化，不科學開挖以及堆載同樣是損害高邊坡巖體的關鍵因素之一。

3 案例工程

在某高陡巖質邊坡中，其切坡高度的最大值以及最小值即150m 以及18m，邊坡的直徑大約為990m。根據備用地以及邊坡分布相對方位關系，該高陡巖質邊坡項目可以劃定成為四個部分，分別就是南側、北側、東側以及西側。

在對高陡巖質邊坡地質災害進行危險性化評估的過程中，相關的工程技術人員秉持“區際相差”、“區內相似”的基本準則，采取了半定量以及定性的手段，系統化地考量巖質邊坡社會經濟性質、威脅程度、受災體對象等要點之后，仔細解析研究區域地質災害隱患點以及極易產生的地質災害環境差異情況，通過定量評測以及定性描述，不難看出，這一高陡巖質邊坡區域不僅會出現坍塌等地質災害之外，同時還出現了潛在的邊坡失穩產生滑坡風險，依據邊坡結構安全隱患程度，相關的工作人員可以把整個研究區劃分成大、中、小三個范圍，根據項目結構特征，針對各個地質災害以及研究區危險系數，展開進一步地系統分析以及勘察設計。

4 高陡巖質邊坡地質災害勘察設計要點分析

4.1 勘探工作布置

為了進一步了解并熟知研究區高陡巖質邊坡軟弱下臥層地層縱向變化狀況，由此契合高陡巖質邊坡地質災害勘察設計和結構穩定性估算的需求，按照現行國家勘察技術規范，其勘探孔要大于最下潛在滑動面之下三至五米，深入至一定的穩定地層，而針對其他鉆孔鉆，則需要下滑動面之下一至三米。綜合各個風化程度巖層現實埋深和項目經驗，該高陡巖質邊坡坡腳、坡頂的一般性鉆孔滿足穩定性計算要求及防治工程的設計要求，其中，控制性鉆孔數不少于總孔數1/3。在此期間，相關的工作人員需要通過超重型動力觸探、標準貫入試驗等原位試驗，采取液壓回轉鉆機泥漿護壁鉆探工藝進行鉆孔取樣，從而進一步比較分析現場地層，查明邊坡的巖土工程地質條件。

4.2 勘探孔測量定位

在本次工程中，在定位及測量高陡巖質邊坡勘探點的過程中，需要牢牢地遵循我國發布的《工程測量規范》(GB50026-2015）予以操作，以場地測控點為基準，按設計的孔位實際坐標在現場放樣。勘探點標高誤差和定位誤差分別不于超過0.05。

4.3 勘探成果分析處理

在高邊坡勘察工作中，巖土工程技術人員需要注意如下幾點，首先要正確運用原位測試成果，對第四系土層及強風化巖層進行針對性的原位測試成果及野外定性鑒別。巖土工程技術人員要利用動力觸探試驗等原位測試手段對第四系土層及強風化巖層的物理力學性質（如密實度、均勻性、液化指標及承載力等指標）進行測試，進一步評估其變形程度和實際承載力等物理力學性質指標。巖土工程技術人員要根據鉆探工作成果鉆綜合分析，對巖土進行分層分類，查明場地的地層分布情況及各巖土層的地質特征。

4.4 穩定性分析評價

首先，針對高陡巖質穩定性評價，相關的巖土工程技術人員依據高陡巖質邊坡巖土體結構特點以及室內的試驗成果，系統化地明確了邊坡計算的巖土參數，選取代表性剖面對高陡巖質邊坡沿圓弧形滑面破壞模式及最大破裂角面破壞模式進行穩定性分析計算，根據理正巖土計算軟件軟件6.5 版自動搜索索本項目高陡巖質邊坡最危險的滑動面，分別按暴雨以及天然兩種不同的工況對削坡后、現狀邊坡結構穩定性進行計算分析。

針對本處邊坡的穩定性分析，該區域總共有三處不穩定邊坡，體積大致是50 至3000 立方米，為小型滑坡，分別命名為HP1、HP2 以及HP3。滑坡HP1 上其人行道受損變形，同時還產出橫向以及縱向結構縫隙；滑坡HP2、HP3，其處在該高陡巖質邊坡上端的山坡之上，盡管并沒有產生較大地質災害問題，但導致坡面一些植被受到不良的損害，從而進一步阻塞了坡頂排水溝。整體來說，這幾個滑坡的災情小，險情小。通過邊坡勘察設計后，依據防治設計實施了防治工程，使得這三個滑坡得到了綜合治理，滑坡已處于穩定狀態。對于該區西側邊坡上端出現了較為顯著的崩塌地質災害，其規模大致為15 至100 立方米，盡管險情小，但坡面綠化受到較為嚴峻的損害。其危石通常分布在該區西端以及北端的邊坡，體量大但較數量較少，會威脅到人們的生命健康以及財產安全，同時還將破壞高陡巖質邊坡坡腳排水溝蓋板從而影響坡腳排水系統。

5 結論

針對工程上出現的高陡巖質邊坡，勘察設計及處治工作應遵循以下工作程序：

（1）地質災害評估：對高陡巖質邊坡建設場場進行地質災害評估，為該項目建設用地的審批提供依據，為防治地質災害提供提出有效防治地質災害的措施與建議。

（2）邊坡勘察：為邊坡治理施工圖設計提供地質資料，為邊坡治理工程提供巖土力學參數和設計依據。

（3）邊坡設計：在邊坡勘察的基礎上，根據邊坡場地的工程地質條件、當地邊坡治理的實踐經驗及場地的環境件，設計合理的支護結構及排水等輔助設施，達到科學有效、經濟合理及環保美觀要求。

（4）邊坡治理施工：按照設計方案進行施工，嚴格遵循施工程序和施工工藝施工，并采用信息法施工，及時反饋施工信息給勘察設計部門，同設計等相關部門密切溝通，根據施工揭露的情況優化調整設計。

（5）邊坡監測：為保證高陡巖質邊坡的施工安全和檢驗治理工程效果，對邊坡治理工程布置監測系統。監測包括施工安全監測、防治效果監測和動態長期監測。監測邊坡支護工程的防治效果。