趙祥玉
摘要:要加快我國邊(滑)坡工程發展步伐,必須以科學發展觀為指導,以滿足國民經濟基礎設施發展與防災減災需求為依據,以人為本,實施保護環境的可持續發展,瞄準國際巖土工程設計計算數值化、施工與災害預報監控化、信息化發展大方向,學習借鑒發達國家的成功經驗,依靠自主創新,解決邊(滑)坡工程中的關鍵技術管理,總體達到國際先進水平。
關鍵詞:邊(滑)坡防治工程管理戰略
當前,我們要在解決邊(滑)坡工程“高風險、高耗費”問題上,做出突破性進展。爭取在巖土體整體破壞機理方面,提出基于應變、位移或能量的巖土整體破壞判據,進一步發展與推廣數值極限分析法,并在邊坡工程防治技術上部分領域達到世界領先水平。
一、改進鉆探技術,發展物探技術,提升地質勘查與勘察水平
邊坡工程地質勘察與地質災害點勘査是邊(滑)坡防治的基礎,只有勘察清楚了,才能獲得準確的勘測數據;勘査清楚了,才能獲得準確地預測災害地域。目前鉆探是勘察的主要手段,通過鉆探取樣,可以清楚地了解滑坡體的巖石構成及其物理力學性質、空間狀況等。但還存在如下一些問題:鉆孔容易垮塌、鉆進速度低;利用水作為沖洗液鉆進時,容易誘發滑坡或崩塌等。消除目前鉆探勘察中的一些具體技術問題,仍是當務之急。近幾十年來,地球物理的物探技術迅速地擴展,為弄清滑坡體的空間分布特征、滑動面的位置和形狀、滑坡體的物質組成和地質結構特征提供了有效手段。目前國內外常用的地球物理物探方法有:淺層高分辨率地震方法、地質雷達法、音頻大地電場法、激發極化法、電測深法、自然電場法、高密度電阻率法、充電法、微重力法等。應重視物探方法的正確選擇,從目前應用狀況來看,首選地質雷達法、淺層高分辨率地震方法、高密度電阻率法的發展。盡管地球物理的物探技術具有簡單、快速與經濟的優點,但儀器的精度與應用范圍及數據分析軟件都有待提高,技術人員分析判讀水平也急需提升,要加強投入,組織攻關,快速提高技術水平。同時,大力加強包括遙測在內的各種先進技術勘察手段,提高勘察質量,為邊(滑)坡工程提供可靠技術數據。
二、明確經典土壓力理論與傳統極限平衡法適用的范圍,擴展支擋結構設計原則
經典土壓力理論與傳統極限平衡法是目前邊(滑)坡穩定分析的主要方法,但上述方法都有一定的適用條件,例如庫侖公式或朗肯公式只適用于均勻的土質邊坡,由于它們采用了直線滑動面假設,與實際滑面有一定差距。那么在多大坡高下適用,需要進一步研究。在《建筑邊坡工程技術規范》中,提出的巖石邊坡巖石壓力計算公式,假定了滑動面是一條連續貫通的滑面,應用范圍也受到坡高的限制。
當前傳統極限平衡法的具體計算公式很多,它們都做了假設,究竟哪些計算方法合理,需要研究。有些方法,例如我國廣泛采用的傳遞系數法,究竟采用顯示解好還是隱式解好,在何種情況下會出現重大偏差,這些都需要分析研究,因為它們目前都在廣泛應用。
三、發展與推廣數值化先進技術,提升各類邊(滑)坡工程設計計算方法
由于傳統設計方法難以解決設計中的各種問題,許多地方只能依據設計人員經驗設計,有些地方甚至主觀假設。如按傳統算法無法計算抗滑樁的抗力,更無法對抗滑樁樁長進行計算,一直采用樁長伸到地面的傳統做法,既無法保證在設計安全系數要求的前提下土不從樁頂越出,又會造成不少浪費。同時用傳統方法無法計算多排抗滑樁,主觀假定每根樁分擔多少推力缺乏科學依據,影響了工程的可靠性。因而必須逐步采用更為科學合理的數值計算,做到設計數值化,使邊(滑)坡設計更為可靠合理。對于邊(滑)坡工程設計,還要采用數值極限分析方法,只有采用有限元強度折減法,才可以出算有支護情況下邊(滑)坡的安全系數,純粹的數值方法無法做到這點。采用先進數值計算方法,可以有效提升各類邊(滑)坡工程設計水平。
四、發展與推廣先進監控手段,加強邊(滑)坡工程動態施工,提升預瞀預報水平
國外監測技術已發展到一定的水平,采用了全自動、多參數監測的遙測臺網,已運用30技術進行地質災害空間分析、模型預報和預警系統研究。目前國內這方面進展很快,深部位移監測、時間域反射監測技術、光纖應變分析儀等先進技術已在國內應用,精度不斷提高。研發具有自主知識產權的突發地質災害光纖傳感等關鍵監測技術與儀器設備十分迫切。雖然國內外都出現了不少預警預報方法,但目前還缺乏公認的實用方法,離預警要求還有一定距離。目前應發展、引進與推廣先進監控手段,對不同的邊(滑)坡工程提出不同的監測手段與方法,既能做到及時提供可靠數據,又能減少監測費用與工作量。而對邊坡動態施工與滑坡預警預報方法上必須有新的突破,對重大邊坡與地質災害的預警必須采取觀測、監測、計算等多種手段,進行全過程預報,努力減少誤報與漏報。
五、積極研發新方法、新材料、新技術、新工藝、新設備,以降低風險,節約資源,保護環境
基于數值極限分析法,有助于開發出多種工程治理新技術、新工藝,如用于埋入式抗滑短樁設計計算,使樁長縮短,推力減少,經濟效益巨大;可以改善加筋土擋墻的合理設計計算,擴大加筋土擋墻在高邊坡的應用范圍。高密度微型樁在應急搶險工程中廣泛應用,但其設計計算方法有待改進。還有許多新的工藝,如預應力錨索的優化布置、樁錨結合工藝、多排樁合理布置、組合樁結構形式、排水管合理布置及其定量計算、水泥灌漿工藝及其合理計算等都有待深入研究和發展。
六、加強特殊土邊坡穩定分析計算與工程治理方法研究
我國特殊土區域分布很廣,尤其是膨脹土與黃土,而這兩類特殊土邊坡節理裂隙發育又易遇水軟化,是有名的邊坡治理難題。近年來我國黃土地區連年發生滑坡災害,造成人員傷亡,財產損失,膨脹土邊坡極易坍塌,造成工程破壞,且治理費用昂貴,因而都是我國急需解決的難題。我國各行業部門十分重視這兩類邊坡的研究,取得了一定的成績,但無論從破壞機理、分析計算與治理措施方面仍然存在較多問題,并未妥善解決。
參考文獻:
[1]全國監理工程師培訓教材[M].北京:中國建筑工業出版社,2005.
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