滑坡勘查中巖土工程綜合勘查技術(shù)應(yīng)用

李 華

（湖南省有色地質(zhì)勘查局二四五隊，湖南 吉首 416000）

滑坡勘查與一般工程類勘察不同，它有對滑坡體的特征勘查和治理體系的地質(zhì)勘查兩大任務(wù)。首先要從地質(zhì)環(huán)境條件調(diào)查開始，并從成因條件中尋找滑坡體的誘發(fā)、演化、形成過程和主要影響的因素；其次查明場地內(nèi)的巖土力學(xué)特征，加強現(xiàn)場試驗及調(diào)查，從物理特性出發(fā)分析其穩(wěn)定性；再者結(jié)合外界環(huán)境和誘發(fā)因素，重點分析破壞模式和主要巖土參數(shù)的強度與靈敏度，加強巖土參數(shù)選擇及反演試算，進行多狀態(tài)的模擬計算；最后提出安全、經(jīng)濟、合理的支護方案，獲得最佳的勘查效果。巖土工程綜合勘查技術(shù)工作的主要目的是充分了解滑坡現(xiàn)場的巖土參數(shù)、變化規(guī)律以及巖土成分的空間分布，確保其準確性和科學(xué)性，并為后期的巖土設(shè)計和施工積累經(jīng)驗。因此，巖土工程綜合勘查技術(shù)在滑坡勘查中的應(yīng)用分析對于實際使用非常重要[1]。

1 巖土工程綜合勘查技術(shù)的概述

常規(guī)滑坡勘查中個別單位基本上使用單一的勘查技術(shù)，使得提交的勘查成果資料的《巖土設(shè)計參數(shù)一覽表》一半以上數(shù)據(jù)帶“*”，表下注釋“帶“*”號的為經(jīng)驗值”，如插表1。而實際治理設(shè)計中若巖土剪切值相差10%，其治理成本完全不一樣（某些項目可節(jié)約資金20%）。故采用巖土工程綜合勘查技術(shù)在滑坡勘查中的重要性更突顯出來。該技術(shù)不是一種單一的勘查技術(shù)，它沒有一個整體的固定的原理，但其中包含的每種研究方法都有自己的原理。實際上綜合勘查技術(shù)的研究就是要整合技術(shù)，以便它們可以發(fā)揮更大的價值。綜合勘查技術(shù)的優(yōu)點結(jié)合了每種勘查技術(shù)的優(yōu)點，結(jié)合不同項目的實際情況，靈活運用[2]。

2 巖土工程綜合勘查技術(shù)在滑坡勘查中的具體應(yīng)用方面

2.1 現(xiàn)場原位測試

結(jié)合滑坡特征在滑坡前、中、后三部分分別合理布置大型平硐、探槽、探井，現(xiàn)場進行的十字板剪切試驗、標準貫入試驗、圓錐動力觸探、載荷試驗，可準確確定土層、滑帶土的剪切強度、狀態(tài)、密實度和承載力值；對于破碎的巖體進行現(xiàn)場點荷載試驗，尤其是大面積現(xiàn)場直接剪切試驗，是準確獲取巖土體軟弱結(jié)構(gòu)面、巖土接觸面和滑動面（帶）抗剪強度等參數(shù)的重要而且必須的手段；現(xiàn)場大重度試驗是較準確取得自然條件下滑坡體天然重度的有效方法。

2.2 攝影與攝像

攝影與攝像是地質(zhì)災(zāi)害防治工作必備的重要手段之一。攝影與攝像能直觀反映并長期留存地質(zhì)災(zāi)害體不同發(fā)展階段特征、危害性和災(zāi)情。不同時期的攝影與攝像能幫助分析地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)展趨勢。應(yīng)作好地質(zhì)災(zāi)害點正面和側(cè)面全景、變形特征、邊界條件、勘探工程揭露現(xiàn)象和危害性、災(zāi)情的攝影與攝像。如在含有碎石土的土層及基巖的鉆機過程中，都采用了水或泥漿作為清洗液，通過巖芯難以獲取巖質(zhì)滑坡軟弱結(jié)構(gòu)面（帶）信息一直是鉆探方法的短板，而采用鉆孔數(shù)字成像就能很好解決鉆探方法的短板[3]。

表1 滑坡體治理設(shè)計巖土建議參數(shù)

2.3 三維地質(zhì)建模成圖

采購最新的工程勘察軟件，實現(xiàn)野外鉆探、調(diào)查數(shù)據(jù)采集匯入系統(tǒng)，自動生成工程的三維地質(zhì)模型，勘察成果報告也可同時完成，最短時間展現(xiàn)場地巖土空間分布狀態(tài)；能直觀展現(xiàn)地下巖土組成、地下埋藏物(土層、滑動土、基巖面、軟弱面，其他埋藏物等)的工程地質(zhì)狀況，查看地質(zhì)體的空間分布情況與地下埋藏物的相互關(guān)系，在災(zāi)害體應(yīng)急治理中可對消方減載、場地平整、支護結(jié)構(gòu)布置等工程活動進行土石方量估算；同時三維地質(zhì)模型體的任意布置剖線功能便于在復(fù)雜滑坡體（如多滑動方向）查看任意剖面，并可直接生成符合工程勘察要求的地質(zhì)剖面圖，同時也可導(dǎo)入工程勘察或CAD 軟件中進行資料編輯、導(dǎo)出。

2.4 計算模型設(shè)置與反演

在進行模型設(shè)置之前，首先必須明確滑坡的穩(wěn)定狀態(tài)，并取相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)，目前常用方法一般是恢復(fù)已破壞斜坡的原始狀態(tài)或滑動后滑坡狀態(tài)兩種模型。無論采用哪種模型，都應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范給出的不同變形狀態(tài)（蠕變、欠穩(wěn)定、基本穩(wěn)定）對應(yīng)的區(qū)間值，同時在取值時應(yīng)按滑坡的危害程度大小取值（危害程度大取小值，危害程度小取大值）。反演首選主滑剖面進行計算，再選取與主滑剖面平行的不少于一條的計算剖面，建議僅限平衡方程，取對應(yīng)穩(wěn)定狀態(tài)的穩(wěn)定系數(shù)，依次取C=0、φ=0，分別反求φ、C 值，反算方法可采用圖解法，在C-φ 坐標圖上求出直線。反演后還需做C、φ 值作敏感性分析，研究C、φ 值哪個值的變化對滑坡穩(wěn)定性的的影響更顯著，計算時相鄰假定值不能相差過大。

2.5 其他勘查技術(shù)

地質(zhì)災(zāi)害體變形監(jiān)測，勘查期間及治理期間的監(jiān)測，有利于查明地質(zhì)災(zāi)害體邊界條件和變形特征；低空航拍，對工程區(qū)采用無人飛機進行低空航拍，可直觀地災(zāi)體全貌，特別是對于大型處于欠穩(wěn)定狀態(tài)的滑坡、崩塌等地災(zāi)；地質(zhì)雷達，對工程區(qū)流域物源區(qū)和堆積區(qū)進行地質(zhì)雷達探測，主要用于泥石流地災(zāi)；遙感解譯，對工程區(qū)的有關(guān)資料（即地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地形地貌、氣象水文、植被及前人各類工作成果）進行地質(zhì)體遙感解譯標志，主要用于特大型地災(zāi)項目。

3 促進巖土工程綜合勘查技術(shù)在滑坡勘查中應(yīng)用的有效策略探討

3.1 勘查之前準備工作

綜合勘查技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用要求對場地環(huán)境和地災(zāi)體類型、破壞機制等因素進行綜合分析和評價。必須進行相關(guān)的現(xiàn)場測試、理論分析和計算工作，以確保調(diào)查結(jié)果的可靠性。在野外工作進行前選擇合適的勘查方法，以較低的勘查工作投入，取得較多的有用資料：首先針對不同的地災(zāi)體應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場踏勘和前人資料初步確定其性質(zhì)，有針對性布置適宜的勘探手段和方法；其次地災(zāi)勘查要求高時效性，避免刻意追求新奇的技術(shù)，因此勘查工作量布置要求在能夠滿足勘查質(zhì)量要求的前提下盡可能減少，采用易于搬遷、操作簡便、負責環(huán)境適應(yīng)性強的勘探設(shè)備和手段。

3.2 培養(yǎng)巖土勘查技術(shù)綜合人才，促進技術(shù)革新與人才更新

隨著社會的發(fā)展，對人力資源的需求不斷增加，現(xiàn)有的資源已不能滿足需求，增加新型技術(shù)人才是當務(wù)之急。一個成熟的地災(zāi)勘查單位，不應(yīng)只配置水工環(huán)專業(yè)人員，應(yīng)增設(shè)軟件人員、地質(zhì)人員、測繪人員等等。若技術(shù)水平低、人員配置不齊，在實際工作過程中必然會面對瓶頸，增加了對技術(shù)研究、勘探技術(shù)裝備的投入?？梢詫Ｗ⒂谠黾佣囝愋突蚓C合型人才培養(yǎng)方面的投入，作為地災(zāi)勘查單位儲備人才的第一步。這表明沒有專業(yè)或綜合技術(shù)就不可能較完美的完成地災(zāi)勘查，則必須要增加資金投入在新技術(shù)的研究和開發(fā)上。只有依靠先進的科學(xué)技術(shù)，從根本上提高研究能力，才有可確保高效和科學(xué)地完成地災(zāi)勘查。

3.3 地質(zhì)災(zāi)害勘查一定要有動態(tài)勘查理念

地質(zhì)災(zāi)害體的地質(zhì)條件復(fù)雜，勘查方案又是在短時間踏勘取得初步認識基礎(chǔ)上編制的，工作布置準確性有限，需要隨勘查工作的推進，認識的深入，及時調(diào)整工程布置，從而達到經(jīng)濟、高效、準確的勘查目的。動態(tài)勘查理念表明不宜采取包干方式承包勘查任務(wù)，勘查工程的調(diào)整必須按規(guī)定辦理變更報批手續(xù)后實施。

3.4 著力發(fā)展科學(xué)技術(shù)，推動勘查手段的創(chuàng)新發(fā)展

無論社會發(fā)展的階段如何，科學(xué)技術(shù)始終是社會進步的原動力?，F(xiàn)代社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促進了地災(zāi)勘查的發(fā)展。因此，在地災(zāi)進行災(zāi)害體勘查時，應(yīng)基于不斷提高的工作技能，積極運用先進的勘查技術(shù)，將技術(shù)知識與理論知識和實際情況相結(jié)合，并繼續(xù)進行系統(tǒng)勘查。近年來，三維地質(zhì)成圖技術(shù)已逐步成熟，各勘查單位各根據(jù)實際情況配套相關(guān)軟件系統(tǒng)，有效地提高工作質(zhì)量[4]。

4 結(jié)束語

采用巖土工程綜合勘查技術(shù)主要是獲取最為準確的巖土體和滑面（帶）物理力學(xué)參數(shù)，為穩(wěn)定性計算和治理設(shè)計提供參數(shù)，確保治理工程安全、經(jīng)濟、合理。通過使用巖土工程綜合勘查技術(shù)使得更多勘查單位意識到了它們的技術(shù)優(yōu)勢。但仍然存在一些缺點，需要采用多手段、多類型的詳細勘查和既有工程類比分析相組合、分析后才用，從而確保了每個測試數(shù)據(jù)的可靠性和有效性，并為未來項目的治理設(shè)計提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。