高陡巖質(zhì)邊坡勘察設(shè)計(jì)探討

陳文橋

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局405 隊(duì)，湖南 吉首 416007）

我國(guó)作為全球地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的主要國(guó)家之一，不可避免地會(huì)出現(xiàn)滑坡、泥石流等災(zāi)害問(wèn)題，這不僅威脅著人民的生命健康以及財(cái)產(chǎn)，同時(shí)還不利于社會(huì)的安全穩(wěn)定。尤其是高陡巖質(zhì)邊坡地區(qū)，其出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)較高，所以相關(guān)的工程技術(shù)人員要特別完成好高陡巖質(zhì)邊坡地質(zhì)災(zāi)害的勘察設(shè)計(jì)工作。通常來(lái)說(shuō)，邊坡穩(wěn)定性對(duì)于工程建設(shè)場(chǎng)地穩(wěn)定性起到了至關(guān)重要的作用，如果邊坡穩(wěn)定性越高，此時(shí)就代表地質(zhì)條件較為完備，給工程建設(shè)場(chǎng)地所帶來(lái)的損害較小。對(duì)此，本文將進(jìn)一步闡述高陡巖質(zhì)邊坡地質(zhì)災(zāi)害勘察設(shè)計(jì)要點(diǎn)，希望能夠給同行帶來(lái)一定的參考價(jià)值[1]。

1 高陡巖質(zhì)邊坡的特征分析

高陡巖質(zhì)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(fā)育常常含有潛在的卸荷縫隙，它們具備和構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)相契合的兩到三組的節(jié)理，同時(shí)它們節(jié)理的縫隙傾角常常要高于45°，因?yàn)楦鞣N巖石的軟硬程度會(huì)不同，這就導(dǎo)致其順著節(jié)理縫隙面或者是交接位置常常遭到風(fēng)化侵蝕，在不同可溶性巖體觸位置，節(jié)理縫隙面或者層理面的溶蝕成規(guī)模不統(tǒng)一的溶腔以及溶洞，高陡巖質(zhì)邊坡一般是通過(guò)分割巖體順著臨空面的坍塌、傾斜以及墜落組合產(chǎn)生局部失穩(wěn)問(wèn)題，不過(guò)在實(shí)際勘察過(guò)程中，總體失穩(wěn)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(duì)其穩(wěn)定性還產(chǎn)生了較為顯著的影響，極易誘發(fā)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題，這就提升了總體的施工難度系數(shù)。

通常來(lái)說(shuō)，高邊坡地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生和邊坡項(xiàng)目及病害的出現(xiàn)時(shí)間節(jié)點(diǎn)有著緊密的聯(lián)系，根據(jù)其形成時(shí)長(zhǎng)以及邊坡之間的關(guān)系，可以對(duì)高邊坡地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型予以劃定，工程邊坡按產(chǎn)生的時(shí)間通常可以劃分為兩種類(lèi)型，其一，在邊坡工程作業(yè)期間，因?yàn)檫吰鹿こ涕_(kāi)挖等因素所引發(fā)的新邊坡邊坡失穩(wěn)。其二，就是在邊坡開(kāi)挖之前業(yè)已出現(xiàn)的邊坡失穩(wěn)。

考慮到高陡巖質(zhì)邊坡的上端會(huì)出現(xiàn)平行于坡面的張性拉縫隙，如此一來(lái)，就易導(dǎo)致中上端失穩(wěn)受損，只要產(chǎn)生邊坡失穩(wěn)問(wèn)題，那就會(huì)引發(fā)一系列的不利隱患，在治理高陡巖質(zhì)邊坡地質(zhì)災(zāi)害期間，相關(guān)的工程技術(shù)人員需要加強(qiáng)中上部削坡載減的強(qiáng)度，盡可能地讓邊坡變緩，同時(shí)還需要根據(jù)其現(xiàn)實(shí)特點(diǎn)采用針對(duì)性的加固處置舉措，確保其可以迅速得到根治，避免在未來(lái)埋下不利隱患，在治理邊坡的過(guò)程中，不單單要逐步提高其穩(wěn)定程度，同時(shí)還要在此前提下，確保其可以和周邊環(huán)境有一個(gè)完美的融合，進(jìn)而構(gòu)成可觀的人文景觀，這就要求相關(guān)的工程技術(shù)人員精準(zhǔn)確勘察，精細(xì)設(shè)計(jì)。

2 影響邊坡穩(wěn)定性的因素分析

在勘察邊坡過(guò)程中，相關(guān)的工程技術(shù)人員要根據(jù)邊坡的構(gòu)成成分展開(kāi)分析，這就包括土質(zhì)邊坡以及巖質(zhì)邊坡，一旦邊坡產(chǎn)生滑坡或者傾斜問(wèn)題，這通常是由于諸多不利因素對(duì)邊坡的穩(wěn)定性帶來(lái)的威脅，因此相關(guān)的工工程技術(shù)人員要仔細(xì)地分析影響土質(zhì)邊坡及巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的重要因素，具體內(nèi)容如下。

2.1 影響土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的因素

針對(duì)土質(zhì)邊坡，在作業(yè)前期，由于多種多樣的工程設(shè)施以及邊坡上端的建筑物體會(huì)產(chǎn)生附加荷載，同時(shí)土質(zhì)邊坡在自身重力作用下土體內(nèi)部應(yīng)力也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化，這就會(huì)導(dǎo)致土質(zhì)邊坡抗滑力與下滑力作用失衡，從而造成邊坡失穩(wěn)；與此同時(shí)，一般高度較大的土質(zhì)邊坡內(nèi)土體含水量較高，邊坡土體抗前強(qiáng)度降低，同時(shí)受到土質(zhì)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(shí)地表水分就會(huì)漸漸下滲至土質(zhì)邊坡內(nèi)的裂縫之中，形成相應(yīng)的靜水力，導(dǎo)致土質(zhì)邊坡側(cè)面壓力逐步上升，影響土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性。除此之外，土質(zhì)邊坡在地下水的長(zhǎng)期作用下，地下水滲透壓增大，降低邊坡的穩(wěn)定性[2,3]。

2.2 影響巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的因素

較之于土質(zhì)邊坡，影響巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定程度的因素較為繁雜，巖質(zhì)邊坡的地形地貌發(fā)生改變會(huì)影響到邊坡的穩(wěn)定性。同時(shí)巖質(zhì)邊坡內(nèi)巖石發(fā)育巖石節(jié)理面（含構(gòu)造節(jié)理及風(fēng)化節(jié)理），巖體完整性遭到破壞，形成邊坡危巖體。巖質(zhì)邊坡內(nèi)按坡向與結(jié)構(gòu)面的關(guān)系分為反邊坡、順向坡、切向坡等多種類(lèi)邊坡，巖質(zhì)邊坡層理面、節(jié)理面和斷裂面對(duì)邊坡的穩(wěn)定性都帶來(lái)了不利的影響，只要產(chǎn)生滑動(dòng)失穩(wěn)定，那就會(huì)導(dǎo)致巖質(zhì)邊坡產(chǎn)生滑坡或崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。除此之外，巖質(zhì)邊坡本身的重度會(huì)伴隨雨水的滲透而增加，而邊坡坡體還會(huì)由于雨水的浸潤(rùn)而產(chǎn)生抗滑能力降低，給邊坡本身的穩(wěn)定性帶來(lái)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(jié)效能，一旦坡體內(nèi)部遭到了水分的滲透，此時(shí)坡體孔隙的水壓力會(huì)隨之上升，引發(fā)浮托作用，減少了坡體總體的抗滑水平，同時(shí)，如果滲入節(jié)理縫隙的地表水到達(dá)一定水平，那么節(jié)理裂縫面就會(huì)漸漸地軟化，不科學(xué)開(kāi)挖以及堆載同樣是損害高邊坡巖體的關(guān)鍵因素之一。

3 案例工程

在某高陡巖質(zhì)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(jù)備用地以及邊坡分布相對(duì)方位關(guān)系，該高陡巖質(zhì)邊坡項(xiàng)目可以劃定成為四個(gè)部分，分別就是南側(cè)、北側(cè)、東側(cè)以及西側(cè)。

在對(duì)高陡巖質(zhì)邊坡地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行危險(xiǎn)性化評(píng)估的過(guò)程中，相關(guān)的工程技術(shù)人員秉持“區(qū)際相差”、“區(qū)內(nèi)相似”的基本準(zhǔn)則，采取了半定量以及定性的手段，系統(tǒng)化地考量巖質(zhì)邊坡社會(huì)經(jīng)濟(jì)性質(zhì)、威脅程度、受災(zāi)體對(duì)象等要點(diǎn)之后，仔細(xì)解析研究區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)以及極易產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害環(huán)境差異情況，通過(guò)定量評(píng)測(cè)以及定性描述，不難看出，這一高陡巖質(zhì)邊坡區(qū)域不僅會(huì)出現(xiàn)坍塌等地質(zhì)災(zāi)害之外，同時(shí)還出現(xiàn)了潛在的邊坡失穩(wěn)產(chǎn)生滑坡風(fēng)險(xiǎn)，依據(jù)邊坡結(jié)構(gòu)安全隱患程度，相關(guān)的工作人員可以把整個(gè)研究區(qū)劃分成大、中、小三個(gè)范圍，根據(jù)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)特征，針對(duì)各個(gè)地質(zhì)災(zāi)害以及研究區(qū)危險(xiǎn)系數(shù)，展開(kāi)進(jìn)一步地系統(tǒng)分析以及勘察設(shè)計(jì)。

4 高陡巖質(zhì)邊坡地質(zhì)災(zāi)害勘察設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

4.1 勘探工作布置

為了進(jìn)一步了解并熟知研究區(qū)高陡巖質(zhì)邊坡軟弱下臥層地層縱向變化狀況，由此契合高陡巖質(zhì)邊坡地質(zhì)災(zāi)害勘察設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性估算的需求，按照現(xiàn)行國(guó)家勘察技術(shù)規(guī)范，其勘探孔要大于最下潛在滑動(dòng)面之下三至五米，深入至一定的穩(wěn)定地層，而針對(duì)其他鉆孔鉆，則需要下滑動(dòng)面之下一至三米。綜合各個(gè)風(fēng)化程度巖層現(xiàn)實(shí)埋深和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，該高陡巖質(zhì)邊坡坡腳、坡頂?shù)囊话阈糟@孔滿足穩(wěn)定性計(jì)算要求及防治工程的設(shè)計(jì)要求，其中，控制性鉆孔數(shù)不少于總孔數(shù)1/3。在此期間，相關(guān)的工作人員需要通過(guò)超重型動(dòng)力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等原位試驗(yàn)，采取液壓回轉(zhuǎn)鉆機(jī)泥漿護(hù)壁鉆探工藝進(jìn)行鉆孔取樣，從而進(jìn)一步比較分析現(xiàn)場(chǎng)地層，查明邊坡的巖土工程地質(zhì)條件。

4.2 勘探孔測(cè)量定位

在本次工程中，在定位及測(cè)量高陡巖質(zhì)邊坡勘探點(diǎn)的過(guò)程中，需要牢牢地遵循我國(guó)發(fā)布的《工程測(cè)量規(guī)范》(GB50026-2015）予以操作，以場(chǎng)地測(cè)控點(diǎn)為基準(zhǔn)，按設(shè)計(jì)的孔位實(shí)際坐標(biāo)在現(xiàn)場(chǎng)放樣?？碧近c(diǎn)標(biāo)高誤差和定位誤差分別不于超過(guò)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(shù)人員需要注意如下幾點(diǎn)，首先要正確運(yùn)用原位測(cè)試成果，對(duì)第四系土層及強(qiáng)風(fēng)化巖層進(jìn)行針對(duì)性的原位測(cè)試成果及野外定性鑒別。巖土工程技術(shù)人員要利用動(dòng)力觸探試驗(yàn)等原位測(cè)試手段對(duì)第四系土層及強(qiáng)風(fēng)化巖層的物理力學(xué)性質(zhì)（如密實(shí)度、均勻性、液化指標(biāo)及承載力等指標(biāo)）進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)一步評(píng)估其變形程度和實(shí)際承載力等物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。巖土工程技術(shù)人員要根據(jù)鉆探工作成果鉆綜合分析，對(duì)巖土進(jìn)行分層分類(lèi)，查明場(chǎng)地的地層分布情況及各巖土層的地質(zhì)特征。

4.4 穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)

首先，針對(duì)高陡巖質(zhì)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，相關(guān)的巖土工程技術(shù)人員依據(jù)高陡巖質(zhì)邊坡巖土體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及室內(nèi)的試驗(yàn)成果，系統(tǒng)化地明確了邊坡計(jì)算的巖土參數(shù)，選取代表性剖面對(duì)高陡巖質(zhì)邊坡沿圓弧形滑面破壞模式及最大破裂角面破壞模式進(jìn)行穩(wěn)定性分析計(jì)算，根據(jù)理正巖土計(jì)算軟件軟件6.5 版自動(dòng)搜索索本項(xiàng)目高陡巖質(zhì)邊坡最危險(xiǎn)的滑動(dòng)面，分別按暴雨以及天然兩種不同的工況對(duì)削坡后、現(xiàn)狀邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算分析。

針對(duì)本處邊坡的穩(wěn)定性分析，該區(qū)域總共有三處不穩(wěn)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(shí)還產(chǎn)出橫向以及縱向結(jié)構(gòu)縫隙；滑坡HP2、HP3，其處在該高陡巖質(zhì)邊坡上端的山坡之上，盡管并沒(méi)有產(chǎn)生較大地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題，但導(dǎo)致坡面一些植被受到不良的損害，從而進(jìn)一步阻塞了坡頂排水溝。整體來(lái)說(shuō)，這幾個(gè)滑坡的災(zāi)情小，險(xiǎn)情小。通過(guò)邊坡勘察設(shè)計(jì)后，依據(jù)防治設(shè)計(jì)實(shí)施了防治工程，使得這三個(gè)滑坡得到了綜合治理，滑坡已處于穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)于該區(qū)西側(cè)邊坡上端出現(xiàn)了較為顯著的崩塌地質(zhì)災(zāi)害，其規(guī)模大致為15 至100 立方米，盡管險(xiǎn)情小，但坡面綠化受到較為嚴(yán)峻的損害。其危石通常分布在該區(qū)西端以及北端的邊坡，體量大但較數(shù)量較少，會(huì)威脅到人們的生命健康以及財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)還將破壞高陡巖質(zhì)邊坡坡腳排水溝蓋板從而影響坡腳排水系統(tǒng)。

5 結(jié)論

針對(duì)工程上出現(xiàn)的高陡巖質(zhì)邊坡，勘察設(shè)計(jì)及處治工作應(yīng)遵循以下工作程序：

（1）地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估：對(duì)高陡巖質(zhì)邊坡建設(shè)場(chǎng)場(chǎng)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估，為該項(xiàng)目建設(shè)用地的審批提供依據(jù)，為防治地質(zhì)災(zāi)害提供提出有效防治地質(zhì)災(zāi)害的措施與建議。

（2）邊坡勘察：為邊坡治理施工圖設(shè)計(jì)提供地質(zhì)資料，為邊坡治理工程提供巖土力學(xué)參數(shù)和設(shè)計(jì)依據(jù)。

（3）邊坡設(shè)計(jì)：在邊坡勘察的基礎(chǔ)上，根據(jù)邊坡場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件、當(dāng)?shù)剡吰轮卫淼膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)及場(chǎng)地的環(huán)境件，設(shè)計(jì)合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)及排水等輔助設(shè)施，達(dá)到科學(xué)有效、經(jīng)濟(jì)合理及環(huán)保美觀要求。

（4）邊坡治理施工：按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工，嚴(yán)格遵循施工程序和施工工藝施工，并采用信息法施工，及時(shí)反饋施工信息給勘察設(shè)計(jì)部門(mén)，同設(shè)計(jì)等相關(guān)部門(mén)密切溝通，根據(jù)施工揭露的情況優(yōu)化調(diào)整設(shè)計(jì)。

（5）邊坡監(jiān)測(cè)：為保證高陡巖質(zhì)邊坡的施工安全和檢驗(yàn)治理工程效果，對(duì)邊坡治理工程布置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)包括施工安全監(jiān)測(cè)、防治效果監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)邊坡支護(hù)工程的防治效果。