地质工程施工过程的斜坡特性及防治技术研究

2019-02-16曹嘉一弘

四川水泥 2019年8期

曹嘉一弘

（重庆市勘测院，重庆 401121）

0 引言

自然或人为斜坡在形成时，因为其内部岩体的应力发生变化，应力集中等现象时有发生，斜坡在面对这些情况时，其表现就是边坡岩体会经过不同的形式及尺寸变形，使形成边坡的速度变得越来越慢。下面综合珠江口盆地、湖北地区、神木县等3 个地区，具体讲讲斜坡类型。在实际工程种，不合理的斜坡状态，极可能导致崩塌、滑坡、泥石流等现象，针对这些现象后文将给予防治技术。

1 斜坡及斜坡类型特征简述

从岩土的岩性组合和结构特征角度来讲，斜坡又分为三类：土质斜坡、层状基岩斜坡及块状岩体斜坡。根据岩土的成因类型和岩石的形成特点，将土质斜坡和层状斜坡划分为两个层次。根据岩石坡度与易滑坡度两者关系，层状斜坡又分三个层次。

1.1 土质斜坡

一般指泥土冲积、剩余斜坡沉积、崩塌滑坡、人工堆积物形成的斜边坡。堆积结构松散，矿物颗粒或岩石碎片处于松散或半固结状态，易受外力破坏。根据土壤的成因类型，可将土壤斜边坡划分为以下7 个等级边坡。

1.1.1 冲、洪积砂砾石土斜坡

此类边坡一般广泛分布于前坡和河岸，特别是在前坡冲积扇、河口、河湾和直切带。比如形成的河口三角洲，出海口的中心岛。

1.1.2 人工堆积碎石土斜坡

这类边坡也很常见，常见的有公路垃圾、工厂垃圾、矿山矸石等。该类斜坡也较为松散，不安全。

1.1.3 残坡积碎块石土斜坡

这种在地壳隆起、风化剥蚀的地区十分普遍。一般来说，山顶和缓坡段多为残坡沉积，山麓和山坡多为残坡沉积。该类斜坡在经历暴雨及地震灾害时，稳定性极差，易导致自然灾害发生。

1.1.4 崩滑堆积碎块石土斜坡

大部分边坡材料由崩塌、崩塌块体和粘土组成，堆积厚度随地貌形态和环境容量的变化而变化。该类斜边坡也是土质疏松，稳定性极差，很可能发生二次灾害。

1.1.5 冰水砾石土斜坡

该类斜坡主要存在于高海拔、寒冷地区的冰雪或者低温地带，另外该斜坡的存在时间普遍较长，其稳定性相对较好。

1.1.6 风成黄土斜坡

此类斜坡的形成主要在风口下游，风中携带的黄土在风口下游得以下降，日积月累，形成以黄土为主要材料的斜坡，该斜坡稳定性好，表面平整。

1.1.7 湖沼含泥粘土、膏盐斜坡

由于侵蚀基准面的下降，在冰期形成的湖泊和沼泽大量的水退缩或消失，形成盐湖或膏盐坡，该类斜坡地质疏松，单位承载能力低。

1.2 基岩层状斜坡

这些斜坡由地质历史上的各种沉积岩组成，由于岩性不同，可分为碳酸盐岩和碎屑岩。它与土壤边坡最大的区别是固结成岩成层。层状斜坡又分为以下几种：

1.2.1 平缓层状斜坡

平缓层状斜坡岩层倾角基本小于10°，其状态基本就是原始沉积状态或后期构造变化较小的边坡。以四川盆地中红色岩层和湖北山间盆地白垩系第三系斜坡为例。如果没有其他特殊影响，该斜坡具有良好的稳定性。

1.2.2 斜向层状斜坡

斜向层状斜坡的岩层其倾向与坡向大都形成30°～60°交角的斜坡。而这交角的角度大小决定其斜坡的稳定性。交角小，越接近顺向层状斜坡的稳定性越差。交角越大的斜向坡稳定性越好。

1.2.3 横向层状斜坡

在横向层状斜坡中的地层倾角与坡向交角为60°～150°。主要存在于河流两岸的突出岩石部分，该类斜坡稳定性最佳。

1.2.4 反向层状斜坡

地层倾角和坡向大于150°的边坡称为逆层状边坡。反向层状坡，其整体性好、坡度平缓的边坡稳定性较好。较陡的倾角、软弱地基的逆层状边坡稳定性较差。

1.2.5 复杂结构层状斜坡

该类层状斜坡具有双重和多重结构类型。该类斜坡的形成通常伴随各种断裂层、外界压力、运动板块等情况。其稳定性也要具体情况具体分析。

1.2.6 块状岩质斜坡

块状岩质斜坡构成主要是早期的岩浆岩、变质岩等形成的块状结构斜坡。此类斜坡整体性较好，稳定性好，较为安全。

2 地质施工中斜坡地质灾害防治技术

近年来，随着地质灾害的频繁发生。地质灾害带来巨大的损失，人们也开始注重对地质灾害的防护工作，因此，加强地质灾害的防治措施对人们的生命安全至关重要。下面简单分析三种常见的边坡地质灾害：崩塌、滑坡、泥石流。这三种地质灾害拥有相似的特征，但防治措施略有不同，具体表现为：

2.1 崩塌的特点及防治措施

崩塌发生过程的特征就是相对松散岩块、土壤从母岩上迅速分离。降落到坡谷，形成堆积物。。该过程岩体下落速度快、发生突然。通常发生在硬脆性岩石中，岩体块状、层状，边坡大于55m，高度大于30m，陡坡不平整。在公路、铁路建设和露天矿山开采等大型人类开挖工程中较为常见。该过程极有可能造成重大安全事故，为保障安全，需及时清除边坡上危险岩土。对于坍塌常见的应对措施有：建设挡土墙、支护护坡、锚固、注浆加固、边坡消移、软基加固、边坡加固和路堑边坡加固。近年来。一种新的防护措施SNS 柔性石屏障网技术得到广泛的应用，并取得较好的效果。防护网又有主动、被动之分。通过对危险岩体进行锚杆和支护索的固定方式称作主动防护，防止岩体的初步活动，减小落石滚动范围的目的。它比传统防护能更好地吸收和分散崩塌的影响，并能最大限度地保持原有地貌不被破坏，它是今后防止倒塌灾害的主要方法。

2.2 滑坡的特点及防治措施

在重力作用下，一些松散的斜坡，高处的岩土向下方柔软的岩土处滑动。形成一种新的滑坡形式，该过程是持续时间可能极短，也可持续很长一段时间。滑坡形成演化的关键因素是滑面。滑坡对社会和经济发展有很大的影响，滑坡表现为：造成公路和铁路阻断，桥梁的折断等，有时大型山体滑坡掩埋并摧毁路基。滑坡比起崩塌防治措施更为复杂，必须具体考察，研究其稳定性和危害性，采取相应措施。一般采用工程措施、生物工程措施相结合的方法。工程措施一般可分为“堵、排、稳、补”四个过程。具有强度高、见效快的特点。生物工程措施是通过播种草种和移栽草坪来增加植物的覆盖度。生物措施具有耐久性高、成本低等特征。因此，生物工程控制方法简单。实际防治过程中应该两种方法相结合，达到更好的控制效果

2.3 泥石流的特点及防治措施

泥石流作为高山地区特有的自然灾害。形成原因如：(1)表面松散物质多(2)特定的地貌(3)水量较多。泥石流相对崩塌和滑坡，其危害更大。泥石流喷发过程中，常伴有谷雷、地面震动和滚石现象，然后是大面积的淤积。泥石流和滑坡的防治措施基本相同。一般情况下，生物防治措施主要采取在林业、农牧业方面。工程方面主要是建设排引水、封堵、综合治理工程。大大面积的还是采取生物防治。局部泥石流源和循环沟段应采取工程措施。通常控制会辅以必要的工程措施，并采取生物措施以达到更好的控制效果。