地質(zhì)災(zāi)害治理工程施工中邊坡穩(wěn)定性分析及治理方法探究

柯建武 張國沅

摘要：地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)于山區(qū)，工程治理是消除地質(zhì)災(zāi)害安全威脅的重要手段之一，治理對象往往為高陡邊坡，一旦邊坡失穩(wěn)都將產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，因此進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析是基礎(chǔ)，據(jù)此選擇科學(xué)合理的治理方法是關(guān)鍵。本文主要針對地質(zhì)災(zāi)害治理工程中存在的邊坡穩(wěn)定性問題進(jìn)行研究，明確治理施工方案，以供參考。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害；工程治理；穩(wěn)定性

引言

地質(zhì)災(zāi)害工程治理經(jīng)常面臨多樣化的地質(zhì)條件，巖土體構(gòu)成、地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)條件都可能影響邊坡穩(wěn)定性。若沒有采取可靠措施進(jìn)行解決，便有可能對施工造成威脅，甚至引發(fā)安全事故。因此，需要明確邊坡穩(wěn)定性的概念與分析方法，并采取可靠施工方案，確保穩(wěn)定性問題能夠得到有效解決。

1.邊坡穩(wěn)定性問題的基礎(chǔ)概念與分析方案

1.1基礎(chǔ)概念

常規(guī)情況下，邊坡穩(wěn)定性由其坡高與坡角狀態(tài)所決定，當(dāng)兩種條件處于力學(xué)平衡狀態(tài)時，邊坡穩(wěn)定性通常較高。若邊坡類型為自然產(chǎn)生，或存在人工干預(yù)不合理坡角問題，便會導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性較低，不利于安全性的提升。在邊坡穩(wěn)定性存在問題的情況下，一旦出現(xiàn)重力因素改變、水源沖刷或地殼振動等現(xiàn)象，便會導(dǎo)致邊坡出現(xiàn)崩塌、滑坡等情況，這會對人員生命安全造成嚴(yán)重威脅，同時也不利于財產(chǎn)保護(hù)[1]。為了避免邊坡穩(wěn)定性問題引發(fā)安全事故，需要采取有效分析措施，明確邊坡的基礎(chǔ)狀態(tài)與產(chǎn)生不良情況的可能性。若發(fā)現(xiàn)存在隱患問題，則需要及時采取可靠措施，及時完成治理工程，加強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性，為未來的進(jìn)一步發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。

1.2分析方案

當(dāng)前，針對邊坡存在的穩(wěn)定性問題可以采用多種有效分析方案，如極限平衡檢測、工程地質(zhì)檢測等。工程地質(zhì)檢測是應(yīng)用較為廣泛的分析方案之一，其能夠針對特定邊坡在穩(wěn)定情況下表現(xiàn)的坡腳數(shù)值進(jìn)行深入探究，從而明確邊坡穩(wěn)定性影響因素，實現(xiàn)對比檢查的效果。采用這一方法有利于快速判斷邊坡穩(wěn)定性是否存在問題，為后續(xù)進(jìn)一步治理提供重要參考。在應(yīng)用過程中，工程材料類型需要選擇堆置物體，并采用人工管理的方法，使結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到應(yīng)用效果，為后續(xù)分析邊坡穩(wěn)定性提供基礎(chǔ)條件。在分析過程中，可以采用統(tǒng)計矩、可靠指標(biāo)等措施判斷邊坡實際情況。采用極限平衡法判斷的過程中，需要結(jié)合邊坡存在的基礎(chǔ)滑體情況與滑體分塊平衡情況，分析可能出現(xiàn)的多種破壞問題。在這一階段，針對邊坡下滑、抗下滑等關(guān)系進(jìn)行分析，能夠明確邊坡基礎(chǔ)穩(wěn)定性。在目前針對邊坡穩(wěn)定性分析的工程類型中，極限平衡屬于應(yīng)用范圍較廣、實施效果優(yōu)秀的方案，值得進(jìn)行實踐應(yīng)用。

2.常見邊坡類型穩(wěn)定性影響因素探析與分析方法

2.1影響因素

2.1.1地質(zhì)因素

邊坡穩(wěn)定性影響因素較為復(fù)雜，可能與環(huán)境條件、人為行動、地質(zhì)狀態(tài)存在關(guān)聯(lián)。在影響穩(wěn)定性的條件類型中，地質(zhì)狀態(tài)具有較為顯著的轉(zhuǎn)變作用。邊坡屬于一種地質(zhì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)，其內(nèi)部力學(xué)條件發(fā)生一些轉(zhuǎn)變時，可能會嚴(yán)重削弱穩(wěn)定性狀態(tài)。部分情況下，邊坡還會遇到積水問題。這些問題會影響力學(xué)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致相關(guān)參數(shù)不斷發(fā)生變化，最終引發(fā)坍塌、滑坡等問題[2]。因此，邊坡巖體、土體條件屬于常見影響因素之一。

2.1.2人為施工因素

邊坡環(huán)境條件屬于施工項目常見地質(zhì)類型之一，在這種背景狀態(tài)下施工，可能會對邊坡造成人為影響，進(jìn)而破壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，引發(fā)安全事故。例如，在人工開挖操作過程中，邊坡原有結(jié)構(gòu)與土體狀態(tài)可能會受到破壞，導(dǎo)致部分位置轉(zhuǎn)變?yōu)槎缚矤顟B(tài)。此類狀態(tài)增加積水問題、內(nèi)部滲漏問題產(chǎn)生概率，最終引發(fā)邊坡重量上升，導(dǎo)致坍塌、滑坡現(xiàn)象出現(xiàn)。此外，開發(fā)力度過大會導(dǎo)致邊坡坡度傾向于垂直狀態(tài)，同樣會增加坍塌的危險。因此，人為因素屬于常見邊坡穩(wěn)定性影響因素。

2.1.3自然條件因素

由于邊坡處于自然界條件下，因此極端氣象問題、地質(zhì)運動問題都會嚴(yán)重降低邊坡基礎(chǔ)穩(wěn)定性，引發(fā)安全事故。極端氣象條件中，暴雨或大風(fēng)天氣會對邊坡結(jié)構(gòu)產(chǎn)生侵蝕，引發(fā)風(fēng)化或水源滲漏等現(xiàn)象[3]。同時，在降雨量過多的情況下，水源深入巖體內(nèi)部，導(dǎo)致其基礎(chǔ)重量增加，降低周邊摩擦力。這些因素都會大幅提高邊坡產(chǎn)生滑坡問題的概率，不利于穩(wěn)定性的正常延續(xù)。因此，自然因素在邊坡所處環(huán)境下屬于穩(wěn)定性問題的關(guān)鍵誘因。

2.2土質(zhì)邊坡分析方法

2.2.1極限平衡法

極限平衡分析方法屬于當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的措施之一，其需要在邊坡處于破壞平衡極限狀態(tài)時，對滑動層面土體抗滑性能與外部滑動力對抗?fàn)顟B(tài)進(jìn)行檢查，即可明確土壤在極端條件下表現(xiàn)的邊坡穩(wěn)定級別?？蓪⒎€(wěn)定程度設(shè)置為安全系數(shù)F進(jìn)行計算，達(dá)到分析邊坡實際狀態(tài)的目標(biāo)。

2.2.2有限元法

有限元分析方法屬于邊坡穩(wěn)定性研究的重要方案之一，其能夠借助離散單元幾何方程進(jìn)行判斷，并通過平衡方程、物理方程對土坡實際彈性、粘彈塑性等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行分析，明確其穩(wěn)定性是否存在問題。例如，筆者在潮州市旸山小學(xué)滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理工程中，采用有限元分析方式對穩(wěn)定性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)校南側(cè)的高邊坡在正常工況下，邊坡處于基本穩(wěn)定的狀態(tài)，不易發(fā)生滑塌。但在地震加暴雨的工況下，容易呈不穩(wěn)定的狀態(tài)，導(dǎo)致邊坡產(chǎn)生安全風(fēng)險，存在著很大的失穩(wěn)可能，計算過程示例如圖1所示。

2.3巖質(zhì)邊坡分析方法

2.3.1定性分析

針對巖質(zhì)邊坡進(jìn)行分析時，定性分析屬于常用方案之一。其能夠利用赤平投影方法，將巖體實際結(jié)構(gòu)狀態(tài)反映在投影內(nèi)，從而達(dá)到分析目標(biāo)。赤平投影可以對單一化結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)、組合面切割結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，有利于評價邊坡實際安全狀態(tài)，為后續(xù)治理工作提供重要參考。例如，某邊坡整體平面為“一”字形，走向為65°～75°，坡度為40°～63°，邊坡高度數(shù)據(jù)為10.71m～29.36m，總長度為250m左右。此邊坡局部位置已經(jīng)出現(xiàn)崩塌現(xiàn)象，根據(jù)我國技術(shù)規(guī)范GB 50330-2013進(jìn)行判定，該邊坡工程安全等級為一級，勘查等級為甲級。對此邊坡采用赤平投影方式進(jìn)行分析，如圖2所示?？梢愿鶕?jù)實測75°走向、坡度53°～63°、坡體巖層基礎(chǔ)產(chǎn)狀數(shù)據(jù)、邊坡發(fā)育節(jié)理面兩組，結(jié)構(gòu)產(chǎn)狀、進(jìn)行分析?？梢悦鞔_，該邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，巖體受到結(jié)構(gòu)面切割力影響，共三組赤平投影狀態(tài)。同時，在風(fēng)化雨水侵蝕因素下，高角度臨空區(qū)域條件巖體可能會出現(xiàn)崩塌問題。

2.3.2定量分析

定量分析屬于巖質(zhì)邊坡重要分析方案，其需要對巖體實際狀態(tài)進(jìn)行簡化處理，并利用模擬方式分析可能存在的風(fēng)險問題。此類方法能夠有效針對結(jié)構(gòu)面發(fā)育不良、整體均質(zhì)程度高、軟質(zhì)巖體等情況進(jìn)行分析。在計算過程中，需要假定邊坡數(shù)個結(jié)構(gòu)面處于滑動狀態(tài)，并將滑動塊視為剛體，提供滑動抗剪實際數(shù)值，達(dá)到計算穩(wěn)定性的目標(biāo)。

3.地質(zhì)災(zāi)害治理施工中土質(zhì)與巖質(zhì)邊坡治理方案

3.1方案制定

3.1.1加強(qiáng)信息收集

在地質(zhì)災(zāi)害治理過程中，需要采取可靠的施工方案類型，確保相關(guān)治理措施能夠達(dá)到理想效果，避免引發(fā)不良問題。為了提高施工方案質(zhì)量，需要加強(qiáng)制定準(zhǔn)備環(huán)節(jié)的管控力度，盡可能對邊坡區(qū)域位置存在信息進(jìn)行收集，全面提高對工程的理解。通過對邊坡位置基礎(chǔ)構(gòu)造進(jìn)行分析，能夠明確地理狀態(tài)、巖土結(jié)構(gòu)、周邊水文情況等重要內(nèi)容。這些資料可以為后續(xù)施工流程提供重要參考，使施工方案的科學(xué)性、可實踐性得到顯著提升。在完成信息收集后，需要對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計算，保證基礎(chǔ)資料能夠得到有效應(yīng)用，為施工方案的實施打下堅實基礎(chǔ)。

3.1.2精確計算參數(shù)

在參數(shù)計算過程中，需要結(jié)合邊坡收集資料進(jìn)行深入處理。綜合數(shù)據(jù)分析能夠?qū)吰峦寥狼闆r、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，進(jìn)而實現(xiàn)針對性治理方案的設(shè)計目標(biāo)。為了進(jìn)一步增加方案具體性，應(yīng)當(dāng)確定邊坡回填高度需求、基礎(chǔ)類型、所需長度等關(guān)鍵信息，并判斷所需施工安全等級。例如，某位置邊坡存在三段需要進(jìn)行支護(hù)施工的位置，坡頂標(biāo)高為887m，為了使邊坡穩(wěn)定性能夠達(dá)到最佳狀態(tài)，需要保證治理完成后的回填高度達(dá)到3m～4.5m。此外，邊坡支護(hù)施工還需要檢查土壤飽和重度、基底位置摩擦數(shù)據(jù)、自然重度數(shù)據(jù)等。通過針對性參數(shù)計算，可以顯著增強(qiáng)支護(hù)方案的科學(xué)性，實現(xiàn)理想治理目標(biāo)。

3.2方案技術(shù)細(xì)節(jié)

3.2.1準(zhǔn)備流程

施工方案細(xì)節(jié)直接決定地質(zhì)災(zāi)害邊坡穩(wěn)定性治理的效果，因此需要針對施工開始前的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)進(jìn)行處理，確保相關(guān)條件符合治理需求。施工團(tuán)隊需要結(jié)合實際施工方案，對邊坡治理區(qū)域進(jìn)行位置劃分，使工程能夠分割為多個基礎(chǔ)階段。通過這種方式，為各個階段分配所需施工等級，完善準(zhǔn)備流程的可靠性。存在相同施工登記的區(qū)塊可以進(jìn)行同步治理，有利于提高施工效率并增強(qiáng)治理質(zhì)量。此外，在開始施工前，還需要針對邊坡周邊位置進(jìn)行全面清理，保證施工流程能夠正常進(jìn)行，避免受到不必要障礙物的阻礙，并提高治理安全性，達(dá)到良好的地質(zhì)災(zāi)害邊坡穩(wěn)定性施工效果。

3.2.2土質(zhì)邊坡?lián)鯄χ卫?/p>

擋墻施工屬于常見應(yīng)用方案類型，需要利用混凝土材料進(jìn)行處理，使完成的擋墻結(jié)構(gòu)能夠在變化位置設(shè)置有效沉降縫隙。通過對墻體位置開設(shè)墻邊線與泄水孔等方法，實現(xiàn)理想的擋墻治理目標(biāo)?；炷敛牧蠈儆趽鯄κ┕し桨戈P(guān)鍵因素，需要結(jié)合實際情況進(jìn)行分析，確定基礎(chǔ)采用型號，避免其影響實際治理效果。例如，某邊坡治理過程中，需要采用C20類型的毛石混凝土材料。為了確保擋墻施工基礎(chǔ)質(zhì)量能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，需要保證毛石材料相關(guān)性能符合需求。同時，毛石基礎(chǔ)用量應(yīng)當(dāng)?shù)陀趽鯄A(chǔ)體積30%，避免其尺寸超過對應(yīng)需求。通過完成篩選與控制操作，可以達(dá)到優(yōu)秀擋墻治理目標(biāo)。此外，毛石混凝土材料應(yīng)用階段，擋墻堆需要按照固定施工標(biāo)準(zhǔn)開展。模板位置應(yīng)當(dāng)與墻壁間隔15cm，毛石鋪設(shè)大于10cm，保證其基礎(chǔ)密度、強(qiáng)度，為后續(xù)維護(hù)振搗環(huán)節(jié)提供基礎(chǔ)條件[4]。

3.2.3巖質(zhì)邊坡錨桿治理

在地質(zhì)災(zāi)害治理流程內(nèi)，邊坡穩(wěn)定性問題可以采用錨桿施工方案進(jìn)行處理。通過在邊坡內(nèi)部區(qū)域安裝固定化錨桿裝置，可以有效增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，降低出現(xiàn)安全事故的概率。當(dāng)前，大量地質(zhì)災(zāi)害治理工程均采用錨桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行治理，如大壩區(qū)域、隧道區(qū)域等，其應(yīng)用效果與實際效益得到了有效證明，具有良好實施價值。在應(yīng)用錨桿進(jìn)行治理施工時，需要根據(jù)邊坡結(jié)構(gòu)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。通過精確計算，明確錨桿需要設(shè)置的間距、長度，確保支護(hù)效果能夠達(dá)到理想標(biāo)準(zhǔn)。在錨桿設(shè)置達(dá)到內(nèi)部區(qū)域后，應(yīng)當(dāng)將完成固定流程的建筑結(jié)構(gòu)與錨桿某端相連接，另一端應(yīng)當(dāng)在邊坡結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行深埋處理，保證支護(hù)穩(wěn)定性符合需求。通過這種方式，增強(qiáng)錨桿與土體摩擦穩(wěn)定性，實現(xiàn)理想治理效果。

4.結(jié)論

綜上所述，在地質(zhì)災(zāi)害治理過程中，應(yīng)當(dāng)針對邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行充分分析，并采取可靠施工方案，達(dá)到理想的治理目標(biāo)，為未來進(jìn)一步施工與應(yīng)用打下堅實基礎(chǔ)。

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