余澤先
地質(zhì)災(zāi)害根據(jù)地質(zhì)環(huán)境或者地質(zhì)變化速度可分為突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害以及緩慢性地質(zhì)災(zāi)害,在地質(zhì)災(zāi)害工程中滑坡以及邊坡坍塌是需要重視的問(wèn)題,因此需要全面分析邊坡結(jié)構(gòu)并通過(guò)技術(shù)性措施提升其穩(wěn)定性,以下進(jìn)行相關(guān)分析。
在不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)下邊坡穩(wěn)定性也存在差異,邊坡失穩(wěn)會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失以及人員傷亡,主要體現(xiàn)如下:其一,露天情況下,如果邊坡達(dá)到一定傾斜角度上方巖土開(kāi)始落滑,由此出現(xiàn)塌方,并且隨著傾斜角度加大產(chǎn)生的危害性也在加強(qiáng);其二,人工設(shè)計(jì)邊坡缺乏合理性會(huì)導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性下降。通過(guò)上述分析可以發(fā)現(xiàn)邊坡失穩(wěn)的主要因素包括地質(zhì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的剪切滑移、錯(cuò)動(dòng)變形以及張拉破壞,還包括人文因素導(dǎo)致邊坡被破壞,進(jìn)而出現(xiàn)水土流失、崩塌等問(wèn)題,所以需要分析滑落類型以及巖體強(qiáng)度,做好邊坡穩(wěn)定性保護(hù)工作,由此保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全并保護(hù)好生態(tài)環(huán)境。
對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響的因素包括邊坡地質(zhì)褶皺形態(tài)、巖層產(chǎn)狀、區(qū)域構(gòu)造特征、節(jié)理縫隙發(fā)育特征、區(qū)域新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特征,邊坡的構(gòu)成物質(zhì)包括強(qiáng)化風(fēng)巖、全風(fēng)化巖、長(zhǎng)石、石英,巖土體重力、風(fēng)力、振動(dòng)力等因素影響導(dǎo)致巖體和土體變形,進(jìn)而出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害。
陡峭斜坡的巖體和土體受到重力作用影響會(huì)出現(xiàn)崩塌以及山體滑坡,表現(xiàn)為巖土體脫離母體崩落,最終堆積在山坡下方的土質(zhì)當(dāng)中。斜坡上的巖體受外力影響沿著軟弱地帶或者軟弱面整體下滑,造成崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害的主要因素為采空區(qū)塌陷,比如地質(zhì)開(kāi)采期間未能對(duì)下方情況進(jìn)行勘測(cè),導(dǎo)致露天崩塌表現(xiàn)形式為邊坡滑落;地下開(kāi)采主要以塌陷為表現(xiàn)形式,因此井下開(kāi)采危險(xiǎn)程度要大于露天開(kāi)采;長(zhǎng)期降雨或者暴雨會(huì)導(dǎo)致塌陷滑落程度加強(qiáng)并伴隨泥石流出現(xiàn),存在巨大的安全隱患。
對(duì)邊坡產(chǎn)生影響的因素當(dāng)中水的滲透作用不可忽視,能夠增大土體質(zhì)量以及滑動(dòng)面的滑動(dòng)力,還會(huì)降低巖土體的抗剪強(qiáng)度,由此影響邊坡穩(wěn)定性。尤其是在降水較多的月份,地表水匯集較多并進(jìn)入邊坡縫隙當(dāng)中,導(dǎo)致縫隙中的填充物減少,出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)情況,最終發(fā)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。在邊坡設(shè)計(jì)計(jì)算期間需要分析靜水壓力以及動(dòng)水壓力帶來(lái)的影響,由此增強(qiáng)邊坡工程安全性。
導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)加劇的主要因素在于基坑邊坡陡峭、開(kāi)挖深度過(guò)大、車輛行駛、開(kāi)采期間未掌握邊坡穩(wěn)定性、土體和水混合導(dǎo)致自重增加,在人工開(kāi)挖邊坡過(guò)程中超過(guò)一定程度會(huì)導(dǎo)致坡度加大,如果土質(zhì)較差,土體受雨水浸泡之后變得松軟。此外地質(zhì)災(zāi)害與坡度為正相關(guān)關(guān)系,坡度越大雨季出現(xiàn)滑坡幾率越高,進(jìn)而大大降低地質(zhì)災(zāi)害穩(wěn)定性。
在實(shí)際生產(chǎn)建設(shè)過(guò)程中預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)是不可或缺的環(huán)節(jié),能夠有效增強(qiáng)勘測(cè)保障能力,施工前期需要科學(xué)分析資料,加強(qiáng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),由此為后續(xù)的勘測(cè)工作打下基礎(chǔ),并保障作業(yè)人員的安全。在實(shí)際預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)中主要是分析斷層、褶曲、陷落柱、沖刷帶等地質(zhì)結(jié)構(gòu)資料,收集當(dāng)月的地質(zhì)資料、水文資料,比如在隧道工程中已經(jīng)開(kāi)始利用紅外探測(cè)法、直流電流法、地質(zhì)雷達(dá)法、超前水平鉆孔,而TSP法實(shí)用性最強(qiáng),優(yōu)勢(shì)在于預(yù)報(bào)距長(zhǎng)并且精確度高,能夠減輕對(duì)隧道的影響。
滑坡工程勘察能夠有效分析滑坡所在地段工程地質(zhì)條件,比如具體掌握地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水文環(huán)境和地震活動(dòng)等自然作用以及經(jīng)濟(jì)狀況、人類工程活動(dòng)所導(dǎo)致滑坡穩(wěn)定性出現(xiàn)的變化,進(jìn)而分析滑坡穩(wěn)定性可能出現(xiàn)的變化,最終提出應(yīng)對(duì)措施。所以在勘測(cè)施工環(huán)境過(guò)程中需要專業(yè)人員督導(dǎo),由此確保勘測(cè)工作順利實(shí)施。
地質(zhì)災(zāi)害邊坡穩(wěn)定性計(jì)算過(guò)程中為了保證計(jì)算精確度需要分析物理力學(xué)參數(shù):其一,為了提升邊坡基礎(chǔ)資料的準(zhǔn)確性需要綜合性分析數(shù)據(jù),根據(jù)邊坡土質(zhì)情況設(shè)計(jì)支護(hù)方案,比如計(jì)算邊坡參數(shù)過(guò)程中需要分析邊坡長(zhǎng)度類型以及回填的高度,再確定邊坡施工安全等級(jí)和制定支護(hù)方案;其二,邊坡支護(hù)施工期間需要明確邊坡的天然重度、飽和重度、粘結(jié)強(qiáng)度、承載力,同樣能夠提升支護(hù)方案的合理性。
在工程建設(shè)當(dāng)中施工人員和技術(shù)人員需要對(duì)邊坡安全隱患加以重視,科學(xué)計(jì)算邊坡穩(wěn)定度,全面分析邊坡穩(wěn)定性的影響因素,之后結(jié)合數(shù)據(jù)確定土方邊坡,確保邊坡大小合理,讓坡頂荷載達(dá)到技術(shù)規(guī)范或者進(jìn)行支護(hù)處理,由此避免邊坡失穩(wěn)。技術(shù)人員需要在工程建設(shè)過(guò)程中科學(xué)實(shí)施爆破作業(yè),避免邊坡爆破不科學(xué)影響巖石穩(wěn)定性,威脅現(xiàn)場(chǎng)人員安全,所以要求工程建設(shè)過(guò)程中對(duì)爆破技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn),由此降低爆破作業(yè)對(duì)巖石穩(wěn)定性帶來(lái)的不利影響。此外,爆破作業(yè)結(jié)束后需要施工單位清理松石,由此消除安全隱患。
為了推動(dòng)邊坡滑坡治理工作高質(zhì)量開(kāi)展需要強(qiáng)化監(jiān)管力度,要求施工單位結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)情況制定安全措施,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行全面監(jiān)管,科學(xué)制定方案,確保安全工作落實(shí)到位。與此同時(shí),需要明確執(zhí)法人員責(zé)任,嚴(yán)厲查處違法行為。施工單位在資源開(kāi)挖過(guò)程中同樣需要遵守相關(guān)規(guī)定,保證開(kāi)挖具有合理性,在持續(xù)開(kāi)采資源的過(guò)程中需要同步開(kāi)展邊坡環(huán)境治理工作,科學(xué)應(yīng)用治理技術(shù)實(shí)現(xiàn)開(kāi)采和治理同步。此外,技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管人員需要發(fā)揮自身作用,要求工程嚴(yán)格遵守國(guó)家法律法規(guī),杜絕不規(guī)范的施工行為,施工現(xiàn)場(chǎng)非施工人員進(jìn)入作業(yè)區(qū)。
邊坡施工需要遵循一個(gè)邊坡一種設(shè)計(jì)方案,部分邊坡工程出現(xiàn)安全事故與施工人員思想麻痹有關(guān),所以要求施工單位開(kāi)展安全培訓(xùn)工作,由此增強(qiáng)施工人員安全意識(shí)。在作業(yè)過(guò)程中需佩戴安全設(shè)施、防護(hù)用具,全面提升安全管理質(zhì)量,針對(duì)施工期間存在的違法操作行為需要嚴(yán)格處理,相關(guān)人員對(duì)于邊坡非自然移動(dòng)需要做好記錄,并且以書(shū)面報(bào)告形式上交到指揮部,由此及時(shí)處理。邊坡工程當(dāng)中需要應(yīng)用裂縫檢測(cè)技術(shù),由此分析邊坡事故存在的風(fēng)險(xiǎn)性,通過(guò)提前預(yù)判裂縫移動(dòng)情況采取相關(guān)措施進(jìn)行預(yù)防。
施工單位需要組建安全管理部門(mén),由安全管理人員對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督管理,并且配合相關(guān)部門(mén)消除施工不安全因素,對(duì)施工單位安全教育工作開(kāi)展情況、勞動(dòng)防護(hù)用品發(fā)放使用情況進(jìn)行檢查。開(kāi)采過(guò)程中同樣需要遵循相關(guān)程序,如果違反規(guī)定需要由安全管理人員上報(bào),進(jìn)而降低后續(xù)出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)情況的幾率。
在治理工作開(kāi)展前期需要科學(xué)評(píng)估邊坡情況,通過(guò)邊坡支護(hù)施工增強(qiáng)邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。其一,要求施工單位組建質(zhì)量管理部門(mén),將責(zé)任落實(shí)到個(gè)人,嚴(yán)格實(shí)施“三檢”制度,由質(zhì)檢人員全程監(jiān)督施工工具,對(duì)每項(xiàng)施工內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)收;其二,需要制定科學(xué)施工方案,解決邊坡滑坡問(wèn)題,并根據(jù)實(shí)際情況加以選擇各部門(mén)以及技術(shù)崗位,需要將安全管理作為重點(diǎn),科學(xué)應(yīng)用施工技術(shù),全面保障邊坡施工質(zhì)量,之后跟蹤檢查開(kāi)挖作業(yè)情況,及時(shí)解決施工中存在的問(wèn)題,避免坍塌、散落、滑動(dòng)等問(wèn)題出現(xiàn)。
地質(zhì)災(zāi)害治理期間需要對(duì)排水工作加以重視,受流水侵蝕影響會(huì)加大滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生幾率和治理難度,為確保邊坡穩(wěn)定性要求施工單位開(kāi)展好邊坡排水工作,有效清理邊坡范圍內(nèi)的積水和地下水。邊坡排水能夠起到防止滑坡的效果,主要方式如下:其一,通過(guò)鉆孔排出邊坡積水以及地下水,逐漸降低地下水位;其二,通過(guò)修建排水溝堵截邊坡地表水,并且施工期間需要平整水溝的溝壁,禁止水溝內(nèi)部存在石塊松土,對(duì)底部進(jìn)行清理后確保排水通暢;其三,設(shè)置人工引水渠,挖掘山體水渠之后實(shí)現(xiàn)山體內(nèi)部積水分流處理,通過(guò)截流或者改道可以降低地表積水對(duì)山體的影響,集中在地表下的積水可以通過(guò)抽水設(shè)備處理,為了確保邊坡穩(wěn)定性提升在地質(zhì)災(zāi)害治理工程中可以通過(guò)人工卸載的方法清除多余的巖體和土體,由此降低邊坡上方的荷載,增強(qiáng)邊坡滑動(dòng)摩擦力,達(dá)到穩(wěn)定邊坡的作用;其四,采取截排水措施,對(duì)于滑坡區(qū)域地下水可以進(jìn)行抽水或者導(dǎo)排處理,由此降低滑坡區(qū)域地下水水位,針對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)滑坡災(zāi)害區(qū)域和未出現(xiàn)滑坡災(zāi)害區(qū)域采取截排水措施,實(shí)現(xiàn)地下水分流處理,能夠有效提升滑坡治理水平;其五,如果邊坡陡峭并且?guī)в卸逊e體和松散的巖體避免需要削減坡面并且設(shè)置抗滑樁,把樁體嵌入邊坡滑動(dòng)面的下方,實(shí)現(xiàn)樁體和樁體之間的連接,由此提升巖體和土體抗滑性能。施工人員需采取防護(hù)措施,并在山體滑坡部位進(jìn)行綠色植被種植,也能達(dá)到提升滑坡治理效果。此外,結(jié)合實(shí)際情況平整邊坡,由此通過(guò)改變邊坡外形增強(qiáng)穩(wěn)定性。
整體來(lái)看,地質(zhì)災(zāi)害治理工程中滑坡治理主要措施如下:其一,針對(duì)積水較多的邊坡區(qū)域需要通過(guò)地表排水地下排水相結(jié)合的方法;其二,如果巖體風(fēng)化嚴(yán)重需要利用擋土墻治理容易出現(xiàn)塌方的邊坡。此外,如果邊坡上方碎石量較大,為避免滾落需要清理邊坡,并進(jìn)行深入檢查。
在施工過(guò)程中需根據(jù)工程實(shí)際情況合理設(shè)置樁間擋土板厚度和高度,讓擋板埋入地下的一定深度,由此確保中間板位置合理。處于樁的中間部位,一般情況下選擇準(zhǔn)14HRB400級(jí)的螺紋鋼,將其設(shè)置成橫向受拉主筋和豎向受拉主筋,并根據(jù)工程實(shí)際情況合理設(shè)置間距,擋土板制作材料為C30混凝土。
連接梁的主要作用在于承擔(dān)擋土墻重力并根據(jù)工程實(shí)際情況合理設(shè)置梁的寬度和厚度,由此保證量身混凝土強(qiáng)度滿足工程標(biāo)準(zhǔn),還要保證冠梁頂面和擋土墻位置相互連接,滿足《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》。在鋼筋加工和安裝過(guò)程中也要保證模板表面的平整度和清潔性,由此達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。此外,需要對(duì)混凝土澆筑標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制,之后開(kāi)展混凝土養(yǎng)護(hù)工作。
結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范以及擋土墻工程具體情況設(shè)計(jì)圖紙與高程,明確挖掘區(qū)域和基腳大樣尺寸,然后挖掘地基和修建施工擋土墻。施工過(guò)程中采用分層錯(cuò)位方法,由此確保不同層橫縫厚度處于相同狀態(tài)?;讐χ汉团_(tái)階轉(zhuǎn)彎位置通縫不得處于垂直狀態(tài),并且嚴(yán)格進(jìn)行砂漿水灰比控制,凝固狀態(tài)下的階層需要采取保護(hù)措施,進(jìn)而讓條石擋墻使用的材料清潔度達(dá)標(biāo),之后合理設(shè)置塊石的厚度。
主要施工流程為,首先設(shè)置和調(diào)整坡面,之后進(jìn)行初步噴漿并確定錨孔位置,施工人員清理錨孔,制作和安裝錨桿要求在錨孔中加入漿液,然后噴射混凝土,擋土墻工程和錨桿工程施工能夠起到預(yù)防滑坡的效果,達(dá)到地質(zhì)災(zāi)害治理目標(biāo)。
某礦區(qū)施工處于丘陵地貌,現(xiàn)進(jìn)行道路工程建設(shè),進(jìn)行場(chǎng)地填挖平整處理發(fā)現(xiàn)原有地形地貌出現(xiàn)人為改變,地質(zhì)結(jié)構(gòu)受到破壞,導(dǎo)致該區(qū)域邊坡存在安全隱患,不采取工程治理措施會(huì)出現(xiàn)局部滑坡情況,引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。該礦區(qū)原始坡度為15°~35°,最大坡高60m,坡頂高程為65m~135m,坡腳高程為60m~75m,在人工開(kāi)挖期間已形成陡坡。該礦區(qū)地表水主要為大氣降水,并且該礦區(qū)淺層地下含水層較少,大氣降水嚴(yán)重影響了地下水位,具有季節(jié)性變化特征。
5.1.1 強(qiáng)降雨
本工程全面分析該區(qū)域降水情況,通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)降水集中于5月~9月,為全年降水量81.5%,平均降水量180mm,最大降水量2580mm,暴雨對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境帶來(lái)重大影響,并成為誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的主要因素。由于雨量過(guò)大降水流入巖層土體當(dāng)中,該情況下導(dǎo)致土體狀態(tài)出現(xiàn)變化,處于暫時(shí)飽和狀態(tài),并且降低土體內(nèi)部黏聚力,無(wú)法保證邊坡穩(wěn)定性,此外在雨水滲透作用下土層抗堿強(qiáng)度開(kāi)始下降。
5.1.2 人為因素
人工開(kāi)挖會(huì)嚴(yán)重影響邊坡穩(wěn)定性,在人工開(kāi)挖過(guò)程中使得地形變化明顯,雨量過(guò)大情況下隨著滲透力增強(qiáng)存在安全隱患,容易出現(xiàn)崩塌事件。從人工開(kāi)挖情況來(lái)看,開(kāi)挖力度提升導(dǎo)致地形陡峭,巖土層容易出現(xiàn)多種地質(zhì)災(zāi)害,坡度和地質(zhì)災(zāi)害關(guān)系密切,厚度越大在雨季越容易出現(xiàn)山體滑坡。
5.1.3 邊坡巖土體物質(zhì)構(gòu)成
地質(zhì)災(zāi)害邊坡穩(wěn)定性和邊坡巖土體關(guān)系密切,在本工程中場(chǎng)地的巖土主要為石英和長(zhǎng)石,該物質(zhì)容易風(fēng)化,受外界影響明顯,并且邊坡巖體抗風(fēng)能力較差、土體容易變軟,邊坡穩(wěn)定性下降,強(qiáng)風(fēng)化巖、全風(fēng)化巖成為崩塌的主要物質(zhì),在地表水與地下水共同影響下導(dǎo)致物理指標(biāo)出現(xiàn)變化。
地質(zhì)災(zāi)害邊坡穩(wěn)定性計(jì)算關(guān)鍵在于確保準(zhǔn)確性,為此本工程科學(xué)選擇物理力學(xué)參數(shù),基于勘察資料分析的前提選擇試驗(yàn)參數(shù)。其一,天然狀態(tài)下的強(qiáng)風(fēng)化砂巖重度18.7、全風(fēng)化砂巖重度18.5、中風(fēng)化砂巖重度15.1,飽和狀態(tài)下強(qiáng)風(fēng)化砂巖重度19.4、全風(fēng)化砂巖重度19.1、中風(fēng)化砂巖重度25.4;其二,天然狀態(tài)下強(qiáng)風(fēng)化砂巖、全風(fēng)化砂巖以及中風(fēng)化砂巖內(nèi)摩擦角分別為20°、20°、32°,而飽和狀態(tài)下三者內(nèi)摩擦角分別為18°、18°、30°;其三,天然狀態(tài)下強(qiáng)風(fēng)化砂巖、全風(fēng)化砂巖、中風(fēng)化砂巖粘聚力分別為45KPa、30KPa、750KPa,而飽和狀態(tài)下三者凝聚力分別為30KPa、90KPa、600KPa;其四,天然狀態(tài)下素填土重度每立方米17kN,飽和狀態(tài)下素填土重度每立方米1820kN,天然飽和狀態(tài)下內(nèi)摩擦角分別為14°、12°,凝聚力分布分別為9KPa、7KPa,而飽和狀態(tài)下中風(fēng)化巖內(nèi)膜角腳分別為27°、26°,粘聚力分別為24KPa、19KPa。
確定試驗(yàn)數(shù)據(jù)后分析潛在滑移面,該過(guò)程中需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,分析勘察資料,從多個(gè)角度分析地質(zhì)災(zāi)害邊坡崩塌機(jī)理。根據(jù)邊坡基巖面埋藏情況或者分析地質(zhì)剖面揭露的邊坡巖體構(gòu)成,在降雨情況下保證潛在滑移動(dòng)面分析正確性。本工程安全系數(shù)為0.86,處于不穩(wěn)定狀態(tài),為減少滑坡崩塌問(wèn)題需及時(shí)采取治理措施。
本工程采用錨索結(jié)合結(jié)構(gòu)的治理方法,該方式施工便捷,并且能夠達(dá)到提升邊坡穩(wěn)定性的目標(biāo)。在控制地質(zhì)災(zāi)害邊坡變形過(guò)程中,該施工技術(shù)應(yīng)用預(yù)應(yīng)力鎖,并且能夠達(dá)到綠色環(huán)保要求,在實(shí)際治理過(guò)程中對(duì)格梁間的破面綠化處理,在保證邊坡治理效果的同時(shí)能夠美化環(huán)境,后續(xù)分析安全系數(shù)達(dá)到1.536,證實(shí)穩(wěn)定性較好,顯著降低崩塌滑坡幾率,此外本工程采取了截排水措施。在邊坡處理過(guò)程中基坑開(kāi)挖達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高或者開(kāi)挖期間出現(xiàn)異常情況要及時(shí)通知勘察單位,之后清除變形區(qū)域的地基基礎(chǔ),然后重新設(shè)置擋土墻,在穩(wěn)定邊坡之后重新建立地基基礎(chǔ),強(qiáng)化上部和下部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
綜上所述,整體來(lái)看,降降雨、邊坡巖土體以及人工開(kāi)挖是影響地質(zhì)災(zāi)害邊坡穩(wěn)定性的三大因素,盡管自然災(zāi)害無(wú)法避免,不過(guò)采取預(yù)防和治理措施可以顯著降低損失,在預(yù)防和治理邊坡失穩(wěn)問(wèn)題過(guò)程中需要提前做好勘察工作,優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,然后科學(xué)選擇滑坡治理技術(shù)性措施,全力保障支護(hù)效果,進(jìn)而創(chuàng)造良好的生態(tài)效益和社會(huì)效益。