高陡岩质边坡勘察设计探讨

2021-11-30陈文桥

中国金属通报 2021年3期

陈文桥

（湖南省地质矿产勘查开发局405 队，湖南吉首 416007）

我国作为全球地质灾害频发的主要国家之一，不可避免地会出现滑坡、泥石流等灾害问题，这不仅威胁着人民的生命健康以及财产，同时还不利于社会的安全稳定。尤其是高陡岩质边坡地区，其出现地质灾害问题的风险较高，所以相关的工程技术人员要特别完成好高陡岩质边坡地质灾害的勘察设计工作。通常来说，边坡稳定性对于工程建设场地稳定性起到了至关重要的作用，如果边坡稳定性越高，此时就代表地质条件较为完备，给工程建设场地所带来的损害较小。对此，本文将进一步阐述高陡岩质边坡地质灾害勘察设计要点，希望能够给同行带来一定的参考价值[1]。

1 高陡岩质边坡的特征分析

高陡岩质边坡所处的地形一般都较为陡峻，再加上岩层倾角常处在10°左右，有如水平状，平行于边坡位置发育常常含有潜在的卸荷缝隙，它们具备和构造应力场相契合的两到三组的节理，同时它们节理的缝隙倾角常常要高于45°，因为各种岩石的软硬程度会不同，这就导致其顺着节理缝隙面或者是交接位置常常遭到风化侵蚀，在不同可溶性岩体触位置，节理缝隙面或者层理面的溶蚀成规模不统一的溶腔以及溶洞，高陡岩质边坡一般是通过分割岩体顺着临空面的坍塌、倾斜以及坠落组合产生局部失稳问题，不过在实际勘察过程中，总体失稳的概率还是较低的，由于影响边坡形成的因素是多元化的，诸多因素对其稳定性还产生了较为显著的影响，极易诱发滑坡、崩塌等地质灾害问题，这就提升了总体的施工难度系数。

通常来说，高边坡地质灾害的产生和边坡项目及病害的出现时间节点有着紧密的联系，根据其形成时长以及边坡之间的关系，可以对高边坡地质灾害类型予以划定，工程边坡按产生的时间通常可以划分为两种类型，其一，在边坡工程作业期间，因为边坡工程开挖等因素所引发的新边坡边坡失稳。其二，就是在边坡开挖之前业已出现的边坡失稳。

考虑到高陡岩质边坡的上端会出现平行于坡面的张性拉缝隙，如此一来，就易导致中上端失稳受损，只要产生边坡失稳问题，那就会引发一系列的不利隐患，在治理高陡岩质边坡地质灾害期间，相关的工程技术人员需要加强中上部削坡载减的强度，尽可能地让边坡变缓，同时还需要根据其现实特点采用针对性的加固处置举措，确保其可以迅速得到根治，避免在未来埋下不利隐患，在治理边坡的过程中，不单单要逐步提高其稳定程度，同时还要在此前提下，确保其可以和周边环境有一个完美的融合，进而构成可观的人文景观，这就要求相关的工程技术人员精准确勘察，精细设计。

2 影响边坡稳定性的因素分析

在勘察边坡过程中，相关的工程技术人员要根据边坡的构成成分展开分析，这就包括土质边坡以及岩质边坡，一旦边坡产生滑坡或者倾斜问题，这通常是由于诸多不利因素对边坡的稳定性带来的威胁，因此相关的工工程技术人员要仔细地分析影响土质边坡及岩质边坡稳定性的重要因素，具体内容如下。

2.1 影响土质边坡稳定性的因素

针对土质边坡，在作业前期，由于多种多样的工程设施以及边坡上端的建筑物体会产生附加荷载，同时土质边坡在自身重力作用下土体内部应力也会出现相应的变化，这就会导致土质边坡抗滑力与下滑力作用失衡，从而造成边坡失稳；与此同时，一般高度较大的土质边坡内土体含水量较高，边坡土体抗前强度降低，同时受到土质边坡孔隙水压力的影响，孔隙水压力增加了边坡的下滑力。遇上雨季等不利天气条件，此时地表水分就会渐渐下渗至土质边坡内的裂缝之中，形成相应的静水力，导致土质边坡侧面压力逐步上升，影响土质边坡的稳定性。除此之外，土质边坡在地下水的长期作用下，地下水渗透压增大，降低边坡的稳定性[2,3]。

2.2 影响岩质边坡稳定性的因素

较之于土质边坡，影响岩质边坡稳定程度的因素较为繁杂，岩质边坡的地形地貌发生改变会影响到边坡的稳定性。同时岩质边坡内岩石发育岩石节理面（含构造节理及风化节理），岩体完整性遭到破坏，形成边坡危岩体。岩质边坡内按坡向与结构面的关系分为反边坡、顺向坡、切向坡等多种类边坡，岩质边坡层理面、节理面和断裂面对边坡的稳定性都带来了不利的影响，只要产生滑动失稳定，那就会导致岩质边坡产生滑坡或崩塌等地质灾害。除此之外，岩质边坡本身的重度会伴随雨水的渗透而增加，而边坡坡体还会由于雨水的浸润而产生抗滑能力降低，给边坡本身的稳定性带来不利影响。这常常是由于地表水下渗至岩土层，在一定程度上减弱了颗粒间的吸附效能以及粘结效能，一旦坡体内部遭到了水分的渗透，此时坡体孔隙的水压力会随之上升，引发浮托作用，减少了坡体总体的抗滑水平，同时，如果渗入节理缝隙的地表水到达一定水平，那么节理裂缝面就会渐渐地软化，不科学开挖以及堆载同样是损害高边坡岩体的关键因素之一。

3 案例工程

在某高陡岩质边坡中，其切坡高度的最大值以及最小值即150m 以及18m，边坡的直径大约为990m。根据备用地以及边坡分布相对方位关系，该高陡岩质边坡项目可以划定成为四个部分，分别就是南侧、北侧、东侧以及西侧。

在对高陡岩质边坡地质灾害进行危险性化评估的过程中，相关的工程技术人员秉持“区际相差”、“区内相似”的基本准则，采取了半定量以及定性的手段，系统化地考量岩质边坡社会经济性质、威胁程度、受灾体对象等要点之后，仔细解析研究区域地质灾害隐患点以及极易产生的地质灾害环境差异情况，通过定量评测以及定性描述，不难看出，这一高陡岩质边坡区域不仅会出现坍塌等地质灾害之外，同时还出现了潜在的边坡失稳产生滑坡风险，依据边坡结构安全隐患程度，相关的工作人员可以把整个研究区划分成大、中、小三个范围，根据项目结构特征，针对各个地质灾害以及研究区危险系数，展开进一步地系统分析以及勘察设计。

4 高陡岩质边坡地质灾害勘察设计要点分析

4.1 勘探工作布置

为了进一步了解并熟知研究区高陡岩质边坡软弱下卧层地层纵向变化状况，由此契合高陡岩质边坡地质灾害勘察设计和结构稳定性估算的需求，按照现行国家勘察技术规范，其勘探孔要大于最下潜在滑动面之下三至五米，深入至一定的稳定地层，而针对其他钻孔钻，则需要下滑动面之下一至三米。综合各个风化程度岩层现实埋深和项目经验，该高陡岩质边坡坡脚、坡顶的一般性钻孔满足稳定性计算要求及防治工程的设计要求，其中，控制性钻孔数不少于总孔数1/3。在此期间，相关的工作人员需要通过超重型动力触探、标准贯入试验等原位试验，采取液压回转钻机泥浆护壁钻探工艺进行钻孔取样，从而进一步比较分析现场地层，查明边坡的岩土工程地质条件。

4.2 勘探孔测量定位

在本次工程中，在定位及测量高陡岩质边坡勘探点的过程中，需要牢牢地遵循我国发布的《工程测量规范》(GB50026-2015）予以操作，以场地测控点为基准，按设计的孔位实际坐标在现场放样。勘探点标高误差和定位误差分别不于超过0.05。

4.3 勘探成果分析处理

在高边坡勘察工作中，岩土工程技术人员需要注意如下几点，首先要正确运用原位测试成果，对第四系土层及强风化岩层进行针对性的原位测试成果及野外定性鉴别。岩土工程技术人员要利用动力触探试验等原位测试手段对第四系土层及强风化岩层的物理力学性质（如密实度、均匀性、液化指标及承载力等指标）进行测试，进一步评估其变形程度和实际承载力等物理力学性质指标。岩土工程技术人员要根据钻探工作成果钻综合分析，对岩土进行分层分类，查明场地的地层分布情况及各岩土层的地质特征。

4.4 稳定性分析评价

首先，针对高陡岩质稳定性评价，相关的岩土工程技术人员依据高陡岩质边坡岩土体结构特点以及室内的试验成果，系统化地明确了边坡计算的岩土参数，选取代表性剖面对高陡岩质边坡沿圆弧形滑面破坏模式及最大破裂角面破坏模式进行稳定性分析计算，根据理正岩土计算软件软件6.5 版自动搜索索本项目高陡岩质边坡最危险的滑动面，分别按暴雨以及天然两种不同的工况对削坡后、现状边坡结构稳定性进行计算分析。

针对本处边坡的稳定性分析，该区域总共有三处不稳定边坡，体积大致是50 至3000 立方米，为小型滑坡，分别命名为HP1、HP2 以及HP3。滑坡HP1 上其人行道受损变形，同时还产出横向以及纵向结构缝隙；滑坡HP2、HP3，其处在该高陡岩质边坡上端的山坡之上，尽管并没有产生较大地质灾害问题，但导致坡面一些植被受到不良的损害，从而进一步阻塞了坡顶排水沟。整体来说，这几个滑坡的灾情小，险情小。通过边坡勘察设计后，依据防治设计实施了防治工程，使得这三个滑坡得到了综合治理，滑坡已处于稳定状态。对于该区西侧边坡上端出现了较为显著的崩塌地质灾害，其规模大致为15 至100 立方米，尽管险情小，但坡面绿化受到较为严峻的损害。其危石通常分布在该区西端以及北端的边坡，体量大但较数量较少，会威胁到人们的生命健康以及财产安全，同时还将破坏高陡岩质边坡坡脚排水沟盖板从而影响坡脚排水系统。