浅议岩土工程勘察在边坡治理中的重要性

任延鹏

（天津华北地质勘查局核工业247大队，中国 天津301800）

0 绪论

如何防治地质灾害发生和进行地质环境保护，很多程度取决于岩土的性质。要很好的解决岩土工程问题、防灾、治灾，必须首先进行勘察与测试、试验与分析，并利用土力学、岩石力学、基础工程、工程地质学等的理论与方法，对各类工程进行系统研究。

因此，岩土勘察是岩土工程规划设计、防灾的前期工程，也是地基与基础设计，治理地质灾害不可或缺的重要环节。

1 基本原则

1.1 边坡工程查明内容

1.1.1 岩土的类型、成因、工程特性，覆盖层厚度，基岩面的形态和坡度。

1.1.2 岩体主要结构面的类型、产状、延展情况、闭合程度、充填状况、充水状况、力学属性和组合关系，主要结构面与临空面关系，是否存在外倾结构面。

1.1.3 地下水的类型、水位、水压、水量、补给和动态变化，岩土的透水性和地下水的出漏情况。

1.1.4 地区气象条件（特别是雨期、暴雨强度），汇水面积、坡面植被，地表水对坡面、坡脚的冲刷情况。

1.1.5 岩土的物理学性质和软弱结构面的抗剪强度。

1.2 工程地质测绘重点

1.2.1 着重查明边坡的形态和坡角，这对于确定边坡类型和稳定坡率是十分重要的。

1.2.2 着重查明软弱结构面的产状和性质，因为软弱结构面一般是控制岩质边坡的稳定的主要因素。

1.2.3 测绘范围不能仅限于边坡地段，应适当扩大到可能对边坡稳定有影响的地段。

2 边坡的稳定性评价

2.1 分析方法

具体方法包括工程地质类别法、图解分析法、极限平衡法、有限单元法进行综合评价。

2.2 边坡稳定性系数Fs的取值

2.2.1 对新设计的边坡、重要工程宜取1.30～1.50。

2.2.2 一般工程宜取1.15～1.30。

2.2.3 次要工程宜取1.05～1.15。

2.2.4 采用峰值强度时取大值，采取残余强度时取小值。验算已有边坡稳定时，Fs取1.10～1.25。

2.3 边坡破坏模式

2.3.1 当结构面或结构面交线的倾向与坡面倾向相反时，边坡为稳定结构。

2.3.2 当结构面或结构面交线的倾向与坡面倾向一致，但倾角大于坡角时，边坡为基本稳定结构。

2.3.3 当结构面或结构面交线的倾向与坡面倾向之间的夹角小于45°，且倾向角小于坡角时，边坡为不稳定结构。

3 案例分析

3.1 某泵站的边坡治理

3.1.1 基本情况

该泵站位于山坡上，属低山、残丘地貌，地面高程22～60m；设计要新开挖一条长约135m的进水渠，进水渠横切山脊。2000年10月底施工开挖，左边坡因坡面高差较大，在左边坡设4级马道（21.65m、26.6m、36.6m、46.6m），46.6m高程马道以上开挖坡比为1：1.50，46.6m高程以下各马道之间1：1.25，坡面呈标准的扇形面展布；右侧边坡未分级（马道），一次性开挖到渠底，近似呈长条形展布。在开挖过程中，由于种种原因，边坡没有立即采取保护措施，直至开挖到渠底，左侧高边坡整个坡面全部暴露在外。

在进水渠局部段开挖至设计底板高程时，左侧边坡渠底附近的炭质泥岩就出现了部分隆起、滑塌现象，同时在26.6m马道以上出现裂缝。进水渠左侧高边坡（在26.6m～36.0m马道之间）于2001年春节前后的雨天，出现了第一次的大面积滑塌，虽然后来在左边坡26.6m～36.6m马道之间做了喷砼浆保护与局部喷锚挂网保护等措施，但在后期的两次暴雨中又分别在26.6m～36.6m马道以及36.6m马道以上出现了大面积坡体滑移、隆起及崩塌，整个坡面到处出现隆起或反坡向的拉开裂缝，几乎到了逢雨必滑的地步，给工程施工与正常运行都带来了极为不利的影响，对工程的安全与稳定带来很大隐患。

3.1.2 边坡滑塌原因分析

从整个边坡的滑塌情况来看，当边坡开挖至渠底时，在边坡暴露、未做任何保护措施之前，边坡仅在26.6m马道附近与渠底的炭质泥岩发生隆起、滑塌，在左边36.6m以上的左侧局部土体发上坍塌；对于26.6m马道以下至渠底与26.6m马道以上附近进行喷锚支护后，在整个坡面上喷上一层厚约15cm素砼保护，但坡面还多处出现反坡向下切横向裂缝，裂缝深达2m多，宽约10～20cm，斜交坡面马道延伸，长约5～30m不等，以至后来发展到46.6m马道以上的坡面土体整体下沉10～30cm，36.6m～46.6m马道之间几乎整体滑塌、隆起、开裂、沉降，26.6m马道以上坡面岩体大部分产生滑塌，整个左边坡面几乎被滑塌体所覆盖，最厚处近5m；通过施工地质的现场查勘及钻孔地质资料分析，左边坡滑塌的主要原因如下几点：

（1）边坡开挖出来后相当长一段时间内未作任何边坡保护处理，使其暴露、临空时间过长，且经过连续的雨季冲刷和阳光曝晒，使坡面本来就软弱的岩体反复产生软化、膨胀、龟裂，从而坍塌失稳。后来虽然做了表层喷锚支护，但在上述种种滑坡诱因下，支护的作用是非常不明显的。

（2）边坡的岩体不但软弱，同时层间节理、裂隙呈网状发育，将边坡岩体切割成多个块体与楔形体，顺坡向的节理、裂隙面平直、光滑，利于边坡岩体的滑落，从而引起边坡的不稳。

（3）进水渠所在地段地下水埋藏浅，未施工前山坡地下水位高程一般在21.0m左右，主要赋存于土壤孔隙与基岩裂隙中，属于潜水含水层，受大气降水补给。

3.1.3 治理措施

（1）防渗与排水

水是诱发本边坡变形破坏的主要原因，一定要切实做好边坡的防水排水工作，对滑体以外的地表水，可用拦截和旁引的方法，在坡体外布置环形截水沟，对于滑体中的地下水，可布置一定密度的水平排水廊道或竖向排水井的办法将水排出。坡面上可用浆砌石或草皮护坡。

（2）消减荷载与喷锚

边坡过陡是影响其变形的因素之一。为使边坡变缓和减轻滑动体的重量，提高边坡的稳定性，可将陡坡上部的岩体消除一部分尽可能放大坡比，同时在36.6m马道以下坡面要做喷锚支护，在36.6m马道以上坡面要植草或浆砌石护坡。

4 结语

在进行施工设计之前要对地质环境有详细的勘察，并能正确反映工程地质条件，查明不良地质作用和地质灾害，精心勘察、精心分析，了解岩土本身的物理和力学性质，提出资料完整、评价正确的勘察报告。

［1］孔德坊.工程岩土学[M].地质出版社,1992,7.

［2］中华人民共和国建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.岩土工程勘察规范[Z].2009,5.