探討山區(qū)水利工程中的斜坡勘察

魯志強(qiáng)

摘 要：隨著時(shí)代的進(jìn)步，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，山區(qū)水利工程已經(jīng)走出閉塞狀態(tài)，受到國(guó)家的關(guān)注及重視，越來(lái)越多的水利工程建設(shè)正在政府的大力支持下如火如荼的進(jìn)行著，然而就山區(qū)水利工程而言，斜坡勘察是十分關(guān)鍵的內(nèi)容，因?yàn)樗鼘?duì)山區(qū)水利工程具有非常重要的作用，直接影響到山區(qū)水利工程的整體質(zhì)量。本文就山區(qū)水利工程中的斜坡勘察展開論述，探討了其存在的問題及應(yīng)對(duì)措施，希望能夠引發(fā)業(yè)內(nèi)人士更深入的思考，貢獻(xiàn)自身的綿薄之力。

關(guān)鍵詞：山區(qū)；水利工程；斜坡勘察；存在問題；應(yīng)對(duì)措施

一直以來(lái)，在山區(qū)水利工程建設(shè)中，斜坡勘察都是其核心內(nèi)容，是整個(gè)工程的“命脈”。隨著國(guó)家加大對(duì)水利建設(shè)的投入力度，山區(qū)水利工程也在不斷的發(fā)展和進(jìn)步之中。大量水利工程建設(shè)的順利開展和實(shí)施，也給山區(qū)地質(zhì)勘察特別是斜坡勘察帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。實(shí)踐表明，斜坡勘察對(duì)山區(qū)水利工程有著至關(guān)重要的作用，也是山區(qū)水利工程中不可或缺的重要組成部分。

一、山區(qū)水利工程中斜坡勘察的動(dòng)機(jī)和主要內(nèi)容

1、山區(qū)水利工程中斜坡勘察的動(dòng)機(jī)

所謂斜坡勘察的動(dòng)機(jī)，是指要進(jìn)行斜坡勘察即斜坡勘察的目的，該項(xiàng)工作主要是對(duì)山區(qū)斜坡工程的地質(zhì)條件及工程的巖土參數(shù)有一個(gè)充分的了解，以此來(lái)為斜坡的穩(wěn)定性分析提供具體的數(shù)據(jù)資料，這也是處理措施的基礎(chǔ)。需要指出的是，影響斜坡穩(wěn)定性的主要因素有坡體結(jié)構(gòu)與外部因素。其中，外部因素的涉及范圍很廣，主要包括地震波的作用、重力平衡狀態(tài)有影響的水的因素等。另外，巖體類型的不同決定了巖土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性也是不同的。針對(duì)單一的巖土類型而言，對(duì)巖土體強(qiáng)度和穩(wěn)定性的主要影響因素是臨空面及抗剪強(qiáng)度；針對(duì)極軟的巖土體來(lái)說(shuō)，與均質(zhì)松散土體大致一樣，影響其強(qiáng)度和穩(wěn)定性的主要因素為高風(fēng)化程度、破碎的均質(zhì)巖體。綜上所述，巖土體的類型、斜坡坡面的組合方式、巖土體分割時(shí)結(jié)構(gòu)面的形態(tài)及大小都是斜坡穩(wěn)定性的影響因素，也都可以作為斜坡勘察的主要內(nèi)容。

2、山區(qū)水利工程中斜坡勘察的主要內(nèi)容

大量實(shí)踐表明，斜坡勘察的主要內(nèi)容是通過(guò)科學(xué)的勘察方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣能夠確保勘察的實(shí)效性。斜坡勘察主要是針對(duì)斜坡的坡體結(jié)構(gòu)及巖土參數(shù)進(jìn)行的，這樣的勘察有助于分析在外力條件下巖土的變化情況。值得注意的是，在對(duì)斜坡進(jìn)行勘察時(shí)，應(yīng)對(duì)影響斜坡穩(wěn)定性和強(qiáng)度的因素進(jìn)行分析與記錄，得出科學(xué)的數(shù)據(jù)。并對(duì)此進(jìn)行深入、系統(tǒng)的分析，這樣就可以對(duì)其失穩(wěn)現(xiàn)象進(jìn)行有效的預(yù)防，確保其安全性。

二、山區(qū)水利工程中斜坡勘察的具體方法

上面分析了斜坡勘察的動(dòng)機(jī)，從這個(gè)層面上來(lái)講，斜坡勘察的具體方法應(yīng)能夠有效的查明山區(qū)斜坡的坡體結(jié)構(gòu)及空間形態(tài)，這就要求在勘察方法的選擇上要能體現(xiàn)點(diǎn)、線、面的立體分析及需要。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，在解決方位關(guān)系問題時(shí)通常使用的方法有地面調(diào)查和調(diào)繪兩種。另外，這兩種方法也可以應(yīng)用于地面露頭條件較好的情況，通常的模式可表述為“觀察情況——初步了解——大致判斷——驗(yàn)證補(bǔ)充（勘察方法及手段的應(yīng)用過(guò)程）——進(jìn)行評(píng)價(jià)”，這樣的模式可以有效落實(shí)勘察的目的及動(dòng)機(jī)。針對(duì)地面露頭不好的情況而言，勘察的主要手段為槽探或坑探。需要指出的是，目前獲取巖土體物理力學(xué)參數(shù)的方法有很多，主要以室內(nèi)試驗(yàn)、反算法、現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試獲取法和工程經(jīng)驗(yàn)取定法四種。以下主要介紹室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試兩種較新的方法。

1、室內(nèi)試驗(yàn)法

根據(jù)我國(guó)山區(qū)水利工程斜坡勘察的現(xiàn)狀，室內(nèi)試驗(yàn)主要以抗剪強(qiáng)度為主要目的，常用的方法有“直剪試驗(yàn)”和“三軸試驗(yàn)”兩種。這兩種室內(nèi)試驗(yàn)的方法各具特色，各有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也存在各自的缺點(diǎn)與不足。就“直剪試驗(yàn)”來(lái)說(shuō)，較三軸試驗(yàn)具有簡(jiǎn)單易行的特點(diǎn)，但同時(shí)又容易受“試驗(yàn)條件”等外界因素的干擾和影響，準(zhǔn)確度也相對(duì)較低；而三軸試驗(yàn)，能夠準(zhǔn)確的模擬巖土實(shí)際的受力條件。總而言之，“直剪試驗(yàn)”和“三軸試驗(yàn)”具有較大、較明顯的局限性，因而，在實(shí)際應(yīng)用中上述兩種試驗(yàn)往往是作為代表性成果來(lái)呈現(xiàn)的，通常被應(yīng)用于分析或計(jì)算時(shí)的參考。

2、現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試法

近年來(lái)，在山區(qū)水利工程斜坡勘察的過(guò)程中，獲取巖土體物理力學(xué)參數(shù)的方法主要采用原位剪切試驗(yàn)的方法，這就要求在選擇試驗(yàn)點(diǎn)時(shí)應(yīng)充分結(jié)合坡體的受力實(shí)際，使之與其相符，確保其代表性。大量的實(shí)踐表明，只有結(jié)合坡體實(shí)際情況的勘察方法才更加的科學(xué)，才能夠保證勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性，保證勘察的實(shí)效性和價(jià)值。在此過(guò)程中，勘察首先就應(yīng)針對(duì)不同的含水量、不同狀態(tài)下的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行，并將其作為依據(jù)，對(duì)可能出現(xiàn)的不良狀況和負(fù)面影響進(jìn)行具有針對(duì)性的穩(wěn)定分析。其次，在山區(qū)水利工程斜坡勘察的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，越是規(guī)模龐大的工程，在進(jìn)行上述的勘察和測(cè)試外，通常還增加了關(guān)于巖體應(yīng)力測(cè)試、模型測(cè)試、空隙水壓力測(cè)試等。

三、分析評(píng)價(jià)山區(qū)水利工程中斜坡的穩(wěn)定性

山區(qū)水利工程建設(shè)中，針對(duì)斜坡的勘察通常是以定性評(píng)價(jià)為依據(jù)，并結(jié)合科學(xué)細(xì)致的定量計(jì)算來(lái)落實(shí)的，這樣做的目的是對(duì)斜坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。另外，對(duì)于定量計(jì)算結(jié)果與定性分析偏離的情況而言，通常可以首先對(duì)該項(xiàng)目中所選擇的方法與計(jì)算模型進(jìn)行核對(duì)與分析；其次，在確保準(zhǔn)確無(wú)誤后納入實(shí)施計(jì)劃；最后，再對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的分析與計(jì)算。

1、定性分析方法

科學(xué)的理論數(shù)據(jù)表明，在斜坡穩(wěn)定性分析方法中，定性分析法能夠?qū)⒂绊懶逼路€(wěn)定性的各種影響因素進(jìn)行綜合的評(píng)價(jià)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步的對(duì)其穩(wěn)定性和發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行更為準(zhǔn)確的分析評(píng)價(jià)。另外，在確定斜坡的穩(wěn)定性是否達(dá)標(biāo)時(shí)，通常使用的基本方法有地質(zhì)分析法，主要原理是對(duì)比分析自然條件和作用因素。

2、定量分析法

所謂定量分析，是指以定性分析評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)來(lái)對(duì)斜坡的穩(wěn)定性進(jìn)行定量分析評(píng)價(jià)，利用靜力平衡理論來(lái)確定斜坡計(jì)算評(píng)價(jià)的穩(wěn)定系數(shù)，以勘察過(guò)程為媒介建立斜坡地質(zhì)剖面，并以上述結(jié)論作為理論依據(jù)，有效落實(shí)斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。值得注意的是，在當(dāng)前環(huán)境下，斜坡的定量分析評(píng)價(jià)主要采用傳遞系數(shù)法來(lái)實(shí)施。

四、山區(qū)水利工程中針對(duì)斜坡問題的處治措施

在山區(qū)水利工程斜坡勘察的過(guò)程中，對(duì)斜坡問題進(jìn)行很好的處治一直是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因此應(yīng)在進(jìn)行此項(xiàng)工作的時(shí)候充分考慮影響斜坡穩(wěn)定性的綜合因素。并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行科學(xué)地布置，以此來(lái)有效的避免因?yàn)槠麦w產(chǎn)生的工程損失，從而有效的提升斜坡的穩(wěn)定性。另外，根據(jù)以往的山區(qū)水利工程斜坡處治的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)以導(dǎo)致變形的范圍和作用力、導(dǎo)致變形的模式以及引發(fā)坡體變形的主要因素等為內(nèi)容，以此來(lái)擬定處治計(jì)劃或方案。例如，在處理巖土參數(shù)的變異性時(shí)，現(xiàn)在普遍運(yùn)用的方法主要以確定斜坡穩(wěn)定系數(shù)及主要參數(shù)的變化關(guān)系為基準(zhǔn)，以影響坡體穩(wěn)定性的主要因素為控制點(diǎn)，然后對(duì)斜坡的處治工程進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，并結(jié)合當(dāng)前狀況，進(jìn)行合理科學(xué)的選擇，進(jìn)而確定合適的處治方案。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)對(duì)山區(qū)水利工程項(xiàng)目的重視，山區(qū)水利工程項(xiàng)目也進(jìn)入了不斷地發(fā)展和進(jìn)步階段，然而就該項(xiàng)工程來(lái)說(shuō)，主要的環(huán)節(jié)及核心工作為斜坡勘察，由于山區(qū)地域地質(zhì)的影響，只有對(duì)斜坡進(jìn)行強(qiáng)有力的地質(zhì)勘察才能及時(shí)的對(duì)該問題進(jìn)行很好的處治。大量的工程實(shí)踐表明，斜坡勘察能夠很好的保證山區(qū)水利工程的質(zhì)量。（作者單位：中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司）

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