岩质工程高边坡稳定性及其控制研究

巫容初

摘 要：人们在进行生产和建设时，经常会对岩石圈的表层进行改造，进行水利建设、矿产开采和修筑道路等工程时对岩体进行挖掘，就会形成岩石边坡。岩质工程边坡的稳定性关系到工程建设的安全和经济效益，所以对岩质工程边坡的稳定性进行研究是不可缺少的。文章研究了岩质工程高边坡的稳定性，并对高边坡稳定性的控制进行了研究。

关键词：岩质高边坡；稳定性；控制

中图分类号：TU457 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）14-0153-01

岩质工程高边坡很容易发生变形，失去稳定性，如果高边坡不稳造成工程事故，就会增加维修成本，拖延工程期限，对已经建成的工程也会造成严重的经济损失。相关学者针对这个课题进行了研究，在不断的研究过程中积累了许多经验。

1 岩石力学参数研究

岩体是自然界地质不断变化的产物，它的力学特性的随机性很大，受各种因素的影响，这方面的试验资料较少，如何选择具有代表性的参数进行岩体力学的设计，是一项难题。于是国内外的岩土工程师从长期的工程实践中摸索出了岩体力学的参数取值方法，使这一学术研究有了系统的理论体系。

我国在进行岩体力学参数的计算时主要会应用以下方法：

①类似经验法。利用已有的经验，将这些经验应用到情况相似的没有进行的研究当中去，并对已有的经验进行验证推算，针对地质因素分析它们的相同之处和不同之处。

②系数折减法。将试验地点地质条件的代表性、时间效应等因素进行综合考虑后，用不同的系数进行折减取得试验的综合值。

③按加权平均数或变形一致性原则选取计算值。

④理论方法。如随机—模糊分析法；优定斜率法；中心点离散法、局部平均离散法、分形理论等。

2 高边坡稳定性研究

边坡的变形坡坏是内部作用的体现，是影响边坡稳定性状态的各种地质因素的综合表现。所谓边坡破坏，是边坡岩土体内部成了贯通性的破坏面，从而引起了中心体的变动。

按照边坡变形坡坏的性质，可以分为五种类型，它们分别是倒塌、滑坡、崩塌、错开和全面倾塌；按照坡面的变形位置可以分为坡面的变形、坡体边缘的变形和坡体的变表。其中坡面变形是指边坡整体上比较稳定，只是在表面会时有发生风化剥落、冲沟、落石等现象；边坡变形是指在坡的范围内的一定级别的坍塌、滑坡等，坡体变形则是指变形的范围扩展到了边坡的开挖范围，变形的范围大，治理费用很高。

人们对边坡稳定性的关注和研究最早是从滑坡现象开始的，边坡稳定性分析经历了比较长的一段时间。最早进行边坡稳定性的研究主要是从两个方面来进行：

一方面是利用极限之间的平衡原理，以静力平衡作为前提，通过计算得到边坡极限状态下的稳定性；

另一个方面是对边坡的现有条件进行对比，如水文条件、稳定影响因素以及失去稳定性的程度等。

20世纪50年代，前苏联的地质学者在进行边坡稳定性的研究时，率先采用了“地质历史分析法”，奠定了边坡稳定性评价方法的基础。我国的地质学者对露天矿的边坡进行了研究，对岩体力学的性质进行了系统的试验。

20世纪70年代边坡稳定性的研究朝着地质分析和岩石力学结结合的方向发展，学者们提出了斜坡变形的几种基本模式，同时提出了导致斜坡失稳的破坏方式，分别是崩塌、滑坡和扩离。

1986年国际工程地质协会成立，这是国际上第一个专门进行滑坡防治研究的国际组织。我国的地质学者在进行边坡稳定性的研究时，利用数量化的理论，比较初级的教学方法和概率论等，进行了关于边坡稳定性数据预测的研究。国际标准化组织颁布的《结构可靠性总原则》是工程领域可靠性的指导性文案，为岩质高边坡工程的可靠性研究做了理论上的指导。

有一段时间，重大工程的建设遇到了非常多的高边坡稳定性问题，许多新的理论让边坡稳定性的研究有了新的突破，如非线性理论、可靠性分析理论、计算机理论等，边坡的研究呈现出多学科、多专业相互影响的发展倾向。

边坡稳定性的研究取得了很大的发展，出现了新的不同以往的特点，如定性与定量、概念模拟与仿真、实地测量与事后反映分析等相结合，无论是从理论方面还是实践文献都取得很大的进展。

3 岩质高边坡稳定性研究存在的问题

虽然岩质高坡稳定性的研究取得了一些进展，但是在实际施工时也会存在这样那样的问题，这是需要不断改进才能克服的。主要有以下几个方面。

3.1 依据规范和标准不统一，没有形成系统化

目前，岩质边坡的设计、防护治理基本都是借鉴或直接采用了国内各行业部门的标准和规范，这些行业规范在进行编制时的侧重点不尽相同，如果盲目拿来为我所用的话会造成边坡防治工作缺乏安全可靠性。

3.2 设计参数选择时不够科学

岩质工程边坡一般长度很长，施工比较费时费力，参与施工的单位和人员数量较多，周围的岩石结构比较难以捉摸，所以在对这些岩石参数进行取数时，现阶段没有统一的标准，各单位进行参数取值时较为盲目。

3.3 在进行边坡稳定性分析时，分析方法和标准比较混乱

现在对岩质高坡进行稳定性分析时，常常采用刚性限值法和楔形体法，但是这两种方法都没有将水的方面考虑进去，如何采用适合的参数，如果地质环境不同，采用的计算方法也不相同，采用的安全标准也不相同，但却没有一个一致性的标准，所以计算结果会有很大的差别，有时显得不够客观。

3.4 防治措施存在安全隐患

在研究边坡的支撑挡护方案时，没有考虑到支挡结构和被支挡的部分相互之间的协调力，在进行受水涨落影响因素的研究时未考虑锚杆体耐久性，这些问题会产生很大的安全问题。这些问题都需要做认真的分析，并经过专业的反复论证，才会最大限度的避免安全事故的发生。

3.5 在进行边坡稳定性研究时，相关跟踪监测不完备

施工完成后，就需要马上对边坡的稳定性进行跟踪和监测，这样做的目的是为了验算一下边坡稳定性的计算结果是否正确，也可以对边坡的状态做到心中有数，这样做的话，会让施工人员放心，也会保证工程的正常运行。

4 岩质工程高边坡稳定性的控制

岩质工程高边坡的稳定性研究让我们看到了边坡稳定性对于保证施工安全、减少经济损失具有非常重要的意义，通过进行岩质工程高边坡的地质分析，借鉴类似影响边坡稳定性的经验，要对拱肩槽和进水口边坡的坡比进行优化，改进工程边坡坡比选择的技术途径和集成方法，从坡面控制、锚固控制和爆破控制三个方面进行控制。

同时要制定统一的岩石高边坡工程的防护设计标准，使边坡的稳定性控制有章可依，在进行坡体设计时要进行参数的科学取值，取值要经过反复的实地勘察论证，在进行稳定性分析时分析方法与评价标准应一致，要制定切实可行的边坡稳定性的措施，定期进行跟踪检监测。

参考文献：

[1] 胡卸文，黄润秋，徐志文.西南某电站坝区岩体强度参数选取的工程地 质研究[J].水文地质工程地质，1996，（1）.

[2] 徐志英.岩石力学[M].北京：水利电力出版社，1986.