破裂巖質(zhì)邊坡變形機(jī)制及防治措施研究

陳國(guó)柱

[摘要]隨著我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)、扶貧扶困戰(zhàn)略的不斷深入開(kāi)展，我國(guó)邊、遠(yuǎn)、貧困地區(qū)大型工程建設(shè)越來(lái)越多。裸露的邊坡宜受風(fēng)化、雨水等外力因素加劇其地質(zhì)結(jié)構(gòu)加劇邊坡變形。因此，高陡邊坡的穩(wěn)定性防治工作顯得尤為重要。本文通過(guò)對(duì)陜西某電廠邊坡地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行深入分析，以此基礎(chǔ)提出針對(duì)性的防治對(duì)策。

[關(guān)鍵詞]破裂巖質(zhì) 邊坡結(jié)構(gòu) 變形機(jī)理 治理措施

[中圖分類(lèi)號(hào)] U213.1+3 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2014）-7-304-1

1工程地貌及氣候簡(jiǎn)介

該邊坡防護(hù)工程地處黃土高原與內(nèi)蒙古高原接壤處。其地勢(shì)呈西北高東南低，地貌以黃土丘陵為主。境內(nèi)丘陵區(qū)溝谷密布，地形復(fù)雜。由于工程區(qū)域處于黃土高原向鄂爾多斯高原過(guò)度地帶，是半干旱想干旱植被生長(zhǎng)區(qū)域過(guò)度帶。區(qū)域內(nèi)農(nóng)牧業(yè)交錯(cuò)，水蝕風(fēng)蝕嚴(yán)重。本區(qū)屬半干旱大陸性季風(fēng)氣候，地勢(shì)較高，水資源較少，植被覆蓋率低。區(qū)域內(nèi)大風(fēng)、暴雨、沙塵暴頻發(fā)，生態(tài)環(huán)境脆弱，水土流失嚴(yán)重。

2邊坡的地質(zhì)問(wèn)題分析

2.1邊坡變形破壞的基本類(lèi)型

邊坡變形的基本類(lèi)型主要有兩種即：卸荷回彈和蠕動(dòng)。

卸荷回彈主要斜坡面巖體內(nèi)部積存大量彈性應(yīng)變能，超負(fù)荷后釋放而產(chǎn)生的。斜坡部位卸荷后，應(yīng)力回彈會(huì)對(duì)沒(méi)卸荷部位巖體回彈應(yīng)力，導(dǎo)致巖體松弛，進(jìn)而形成裂縫，這種裂縫又被稱(chēng)為卸荷縫隙。在廠區(qū)東部邊坡施工開(kāi)挖后，出現(xiàn)明顯卸荷裂縫，如受到暴雨侵襲，極易造成邊坡滑落、坍塌。

蠕動(dòng)，斜坡的蠕動(dòng)一般受自身重力影響為主，在長(zhǎng)期的重力作用下，會(huì)形成緩慢而持續(xù)的變形，這種變形實(shí)也包含其結(jié)構(gòu)破裂等，同時(shí)這種變形容易對(duì)某些局部形成應(yīng)力也會(huì)產(chǎn)生新的破裂面。蠕動(dòng)變形也分兩種：表層蠕動(dòng)和深層蠕動(dòng)，兩種蠕動(dòng)主要由于表層和深層的結(jié)構(gòu)不一導(dǎo)致。疏松的土質(zhì)和破碎巖質(zhì)的邊坡容易產(chǎn)生表層蠕動(dòng)，深層蠕動(dòng)一般是由于整個(gè)邊坡基地質(zhì)地較軟而無(wú)法承長(zhǎng)期承受其自身重力而產(chǎn)生的蠕動(dòng)變形。

2.2邊坡的破壞類(lèi)型

邊坡的破壞類(lèi)型從層次上劃分有表層破壞和深層破壞兩種。其中表層破壞主要以剝落、沖溝和滑塌等類(lèi)型為主；一般大體積、大范圍土石結(jié)構(gòu)的剝落就屬于滑坡性質(zhì)，這種情形下就屬于深層破壞，其主要原因是整體結(jié)構(gòu)受內(nèi)外力嚴(yán)重破壞所致。像表層蠕動(dòng)就屬于剝落現(xiàn)象的表層破壞，深層蠕動(dòng)就屬于整體結(jié)構(gòu)變形的深層破壞。

3邊坡變形機(jī)制的影響因素

造成邊坡變形的影響因素有很多，從總體上可劃分為內(nèi)在因素和外在因素兩種。內(nèi)在因素中起控制作用的是巖性；其中內(nèi)在因素影響較大的有兩種：地質(zhì)構(gòu)造和巖體結(jié)構(gòu)。外在因素中對(duì)邊坡變形機(jī)制影響的主要有人為作用、水的作用以及其他自然因素

3.1巖性

巖性是指反映巖石特征的一些屬性。在邊坡的穩(wěn)定及其坡高和坡角中起著重要的控制作用。如堅(jiān)硬完整的花崗巖、礫巖等往往能形成數(shù)百米的陡坡，而像淤泥或沙土這類(lèi)軟質(zhì)土，其流動(dòng)性大，以其自身質(zhì)地結(jié)構(gòu)難以形成邊坡。根據(jù)區(qū)域資料顯示，邊坡地質(zhì)巖性主要以灰?guī)r、石炭系二疊系砂巖為主，其巖性強(qiáng)度較差。

3.2地質(zhì)構(gòu)造和巖體結(jié)構(gòu)因素

地質(zhì)構(gòu)造和巖體結(jié)構(gòu)是邊坡變形機(jī)制的重要因素。本區(qū)域處于鄂爾多斯盆地外圍斷裙帶與盆地內(nèi)部西傾大單斜構(gòu)造的過(guò)度地帶。該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定，但其構(gòu)造具有多期性的變動(dòng)。區(qū)域內(nèi)有斷層通過(guò)產(chǎn)區(qū)邊坡，其中斷層的破碎帶寬度達(dá)1～2m，最寬處達(dá)4m，其巖體結(jié)構(gòu)主要由糜棱化的砂泥巖碎塊組成，其結(jié)構(gòu)松散。

巖層或結(jié)構(gòu)的產(chǎn)狀對(duì)邊坡的穩(wěn)定性也有很大影響。一般巖層越呈水平狀，其穩(wěn)定性越高，但呈水平狀巖層如有陡傾斜狀裂隙即使巖層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞，也容易形成巖層崩塌變形。此外邊坡傾斜角度與巖層結(jié)構(gòu)面傾向?qū)吰碌姆€(wěn)定性也有影響，一般情況下，邊坡傾斜角與結(jié)構(gòu)面越陡，其穩(wěn)定性越差，同向緩傾比反向斜傾的穩(wěn)定性要差。

3.3人為作用

除開(kāi)內(nèi)在因素及自然因素外，能使巖質(zhì)邊坡變形不可忽視的因素來(lái)自于人為因素。通常的人為因素有工程施工影響、植被破壞、水土流失等。這些人為因素都會(huì)直接或間接的對(duì)邊坡變形造成影響。

3.4水及其他自然因素

我國(guó)總體上水資源豐富，地下水與地表水對(duì)邊坡穩(wěn)定性都有著重要的影響。不少滑坡、泥石流等邊坡變形等，水都是重要的觸發(fā)因素。一般水的影響有：水流運(yùn)動(dòng)的作用力、溶蝕等。尤其是在破裂巖質(zhì)中，充水和滲水狀態(tài)會(huì)對(duì)邊坡形成兩種相反的應(yīng)力，兩種應(yīng)力反復(fù)出現(xiàn)，就會(huì)加劇邊坡巖石縫隙，進(jìn)而出現(xiàn)邊坡變形。除開(kāi)常見(jiàn)的“水”因素外，還有譬如地震作用、風(fēng)力作用、熱力作用等等。這些因素都對(duì)邊坡變形起著重要的作用。

4邊坡變形防護(hù)措施

在邊坡防治工程中，對(duì)邊坡巖性有深入檢測(cè)數(shù)據(jù)后，加強(qiáng)邊坡變形力學(xué)計(jì)算?？筛鶕?jù)巖性強(qiáng)弱進(jìn)行不同程度的邊坡防護(hù)施工，從而減緩邊坡變形速度，從源頭上防治邊坡變形。

4.1噴錨技術(shù)

在邊坡防治工程中，針對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的特殊性，對(duì)邊坡進(jìn)行不同程度的防護(hù)。針對(duì)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、巖性較差、強(qiáng)度較低且宜風(fēng)化的邊坡，一般采用噴錨網(wǎng)技術(shù)，進(jìn)行邊坡防護(hù)。噴錨網(wǎng)支護(hù)主要依靠，錨桿、混凝土及鋼筋網(wǎng)共同協(xié)作來(lái)提高邊坡結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提升其抗變性能。

4.2生態(tài)還建的噴混植生技術(shù)

要想避免人為因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性造成影響，要注意生態(tài)的穩(wěn)定性，加強(qiáng)植被恢復(fù)率，減少水土流失?？刹捎脟娀熘采夹g(shù)，該技術(shù)通過(guò)噴混凝土機(jī)將土壤、有機(jī)核心料、植物種子等混合干料輔以水對(duì)巖面邊坡進(jìn)行噴射形成硬化土層。此類(lèi)防治手法，一般以客土為主，噴混土層一般不低于10CM，以滿(mǎn)足灌木植被的生長(zhǎng)。對(duì)邊坡施行噴混植被后，其生長(zhǎng)速度能在60天實(shí)現(xiàn)全覆蓋、1年灌草立體生態(tài)成型。這種保障植被快速成型的生態(tài)還建技術(shù)，能夠有效的阻擋雨水沖擊、防止水土流失、降低風(fēng)化，而且植被根系還能加固巖土體的結(jié)構(gòu)。

4.3預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)技術(shù)

此類(lèi)技術(shù)在我國(guó)，尤其是在山區(qū)高速公路旁地質(zhì)條件較差的高陡邊坡防護(hù)中應(yīng)用廣泛。此類(lèi)施工技術(shù)難度低，工程造價(jià)低，防護(hù)效果好。

4.4其他護(hù)坡方法

較為常見(jiàn)的有作柔性支護(hù)、水泥護(hù)坡、做護(hù)墻面、建抗滑擋土墻和抗滑樁等等。

參考文獻(xiàn)

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