【摘 要】本文首先對邊坡的概念進行簡單的闡述,綜合分析邊坡治理的必要性、原則性以及邊坡治理的意義,進而對邊坡治理工程的地質勘察進行分析,最后結合實例探討分析某邊坡工程失穩(wěn)事故的地質勘察。 

【關鍵詞】邊坡治理;地質勘察;邊坡失穩(wěn) 
  我國各地的地質條件不一,地質環(huán)境也很復雜,多地的公路工程常會因多種因素的影響而造成滑坡、邊坡失穩(wěn)等現(xiàn)象,給國家和人民的生命財產(chǎn)帶來嚴重損失,因此受到人們的關注。為了減少邊坡失穩(wěn)事故,就必須嚴抓邊坡治理工程中的各個環(huán)節(jié),并從地質勘察的工作中分析邊坡工程的風險因素,從而更好的對邊坡進行控制、管理和防治。對邊坡工程進行地質勘察,首先可以查明邊坡工程的地質條件,這對邊坡的設計有一定的幫助,進而分析邊坡工程可能產(chǎn)生的破壞模式,通過風險因素的分析制定相應的改進和防治措施。 
  1 邊坡治理工程 
  1.1 邊坡的概念 
  1.1.1 邊坡的概念 
  邊坡是由人工或自然形成的一種斜坡,也是地質工程中常見的一種工程形式。然而邊坡常會因各種因素的影響而造成重大災難事故,例如泥石流滑坡、工程坍塌、崩塌、剝落等事故,這些事故常會給人們造成巨大的生命財產(chǎn)損失,也會影響國家的基本秩序和穩(wěn)定和諧。我國大部分的基礎工程中都會涉及到邊坡工程的問題,例如公路建設、水利建設、礦山建設等,只有正確認識了邊坡問題,對邊坡進行合理的設計和治理,才能有效的降低災害的破壞力。 
  1.1.2 邊坡的不穩(wěn)定性因素分析 
  邊坡不穩(wěn)定性的影響因素表現(xiàn)為:(1)巖石的構造與結構,巖石的結構面存在大面積的膠結面、軟弱面或破碎面,巖石節(jié)理裂隙的分布及發(fā)育程度、邊坡的坡向坡角以及巖土界面的形態(tài)也會影響邊坡的穩(wěn)定性。(2)巖土的性質,巖土的性質主要指巖土的組成成分、強度、透水性、抗軟化能力以及抗風化能力等。(3)水文地質條件,邊坡的水文地質條件主要是指地下水的情況,如地下水的隱藏條件、地下水的動態(tài)變化等。(4)氣候作用,氣候的作用會對巖土的風化造成影響,從而引起風化后一系列的化學變化和機械變化,也可對地下水的動態(tài)變化產(chǎn)生一定的影響。(5)地震作用,地震的作用會對巖土的坡度產(chǎn)生影響,使巖土的下滑力增加、孔隙的水壓力增加,從而造成巖土體的強度大大降低。(6)人為因素,邊坡的穩(wěn)定性還受到人類工程的影響,例如道路隧道、采礦等地下開挖工程,會破壞地表的結構,導致邊坡失穩(wěn)。隨著開挖的深度逐漸增加,邊坡的應力場會發(fā)生較大的變化,局部變形或地表移動的現(xiàn)象時有發(fā)生。而在進行邊坡的防護時,若采取不當?shù)南髌,則會使邊坡軟弱層變薄,抗滑力相應減小,從而造成邊坡的失穩(wěn)。 
  1.1.3 邊坡失穩(wěn)的分類 
  在研究邊坡的穩(wěn)定性時一般從兩個方面進行分析,土質邊坡失穩(wěn)以及巖質邊坡失穩(wěn)。土質邊坡有天然土坡和人工土坡兩類,這類邊坡發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象主要是因為剪力遭到破壞,外部影響因素多為地震、降雨以及人類活動等,失穩(wěn)模式主要有:邊坡土體沿土體內(nèi)部發(fā)生圓弧型滑移和沿巖土界面或地面線發(fā)生折線型滑移。巖質邊坡是在自然作用或人為作用的情況下使巖體形成的具有一定傾斜度的臨空面,巖質邊坡的失穩(wěn)具有較大的危害性,對周邊的建筑物以及人民可造成巨大的生命財產(chǎn)的損失,主要是因為應力場失衡導致邊坡發(fā)生位移,內(nèi)部影響因素為巖體自身的強度參數(shù)、邊坡的結構特征等,外部影響因素除了地震、降雨以及人類活動外,還與溫度變化、雨旱交替等因素有關。巖質邊坡破壞模式主要有:滑移型和崩塌型;菩推茐奶卣鳛檠赝鈨A結構面滑移或沿極軟巖、強風化巖、碎裂結構或散體狀巖體中最不利滑動面滑移。崩塌型破壞特征為沿陡傾、臨空的結構面塌滑;由內(nèi)、外結構不利組合切割,塊體失穩(wěn)傾倒;巖腔上巖體沿結構面剪切或墜落破壞;陡立邊坡,因卸荷作用產(chǎn)生拉張裂縫導致巖體傾倒。 
  1.2 邊坡治理 
  1.2.1 邊坡治理的必要性 
  邊坡治理主要是為了盡可能的規(guī)避災害的發(fā)生,從而減少生命財產(chǎn)和經(jīng)濟的損失。在進行邊坡治理時要從根本上解決邊坡的各項風險因素,因此常以預防為主。若總是等到事故發(fā)生再進行治理和彌補,則不能達到防災避災的效果。在對預防的措施進行優(yōu)化和改進時要充分考慮水的危害和人工加固的作用。 
  1.2.2 邊坡治理的意義 
  我國大部分的基礎設施建設都離不開邊坡治理工程,隨著西部大開發(fā)以及城鎮(zhèn)化政策的不斷推進,公路工程建設的需求越來越大。同時,隨著自然破壞情況的加重,大部分的公路邊坡均存在植被破壞和土壤裸露的現(xiàn)象,這種情況使邊坡失穩(wěn)事故的發(fā)生率更高,對人們的生命財產(chǎn)有著極大的隱患。加強公路邊坡工程的治理可以促進公路工程的可持續(xù)發(fā)展,不僅可以減少事故的發(fā)生,還會增加公路的使用壽命,對經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展有重大的貢獻和意義。 
  2 邊坡治理工程的地質勘察 
  邊坡工程地質勘察的目的查明邊坡的工程地質條件和水文地質條件,確定邊坡的類型,分析邊坡的破壞模式,對邊坡進行穩(wěn)定性評價,提出邊坡支護的方案建議以及為邊坡的設計提供合理的參數(shù)。 
  2.1 確定邊坡的類型 
  邊坡類型主要根據(jù)成分、工程類別、使用年限等進行分類。(1)按成因分析分為:1)人工邊坡。2)自然邊坡。(2)按工程類別分為:1)露天礦邊坡。2)道路邊坡。3)建筑邊坡。4)水利邊坡。(3)按使用年限分:1)臨時性邊坡。2)永久性邊坡。(4)按邊坡巖土構成分:1)土質邊坡。2)巖土混合邊坡。3)巖質邊坡。(5)按邊坡巖體結構分:1)類均質土結構邊坡。2)層狀結構邊坡。3)碎裂狀結構邊坡。4)塊狀結構邊坡。 
  2.1.1 按照邊坡傾向與巖層面傾向進行分類 
  反向坡或順向坡是因邊坡傾向與巖層面傾向之間的關系而確定的兩種邊坡類型。反向坡是指巖層面的傾向方向與邊坡傾向的方向相反,當巖層的傾角過陡時會引發(fā)傾倒破壞。順向坡是指巖層面的傾向與邊坡的傾向方向一致,影響這類邊坡穩(wěn)定性的因素為巖層傾角與邊坡坡度之間的角度,當角度過大時,其穩(wěn)定性較差,常會引發(fā)巖層面向臨空方向的順層滑動。切向坡也可稱為斜向坡,即邊坡走向與巖層走向斜交時的邊坡,其穩(wěn)定性受坡度的影響較大,可適當采取防護措施。   2.1.2 水平層狀巖質邊坡的分類 
  水平層狀巖質邊坡的巖層面傾角小于10o的一種邊坡,其類型較為特殊。在實際工程的開挖過程中不會因開挖的朝向而發(fā)生嚴重的邊坡失穩(wěn)事故,其整體結構也較為穩(wěn)定。 
  2.1.3 依據(jù)高度對邊坡進行分類 
  按照邊坡的高度可將其分為四類:(1)超高邊坡:土質邊坡高于15m,巖質邊坡高于30m;(2)高邊坡:土質邊坡在10~15m之間,巖質邊坡在15~30m之間;(3)中高邊坡:土質邊坡在5~10m之間,巖質邊坡在8~15m之間;(4)低邊坡,土質邊坡低于5m,巖質邊坡低于8m。 
  2.2 邊坡治理工程的地質勘察手段 
  2.2.1 邊坡治理工程的地質測繪和調查 
  邊坡勘察應先進行地質測繪和調查,應查明邊坡的形態(tài)、坡角、結構面產(chǎn)狀和性質等,工程地質測繪和調查范圍應該包括可能對邊坡穩(wěn)定有影響及受邊坡影響的所有地段。特別是挖方邊坡的坡頂存在重要建筑物或存在滑坡,雖然距離坡頂超過了2倍邊坡高度,調查范圍必須包含坡頂重要建筑物和滑坡。必須收集建筑物的結構形式、基礎形式、埋深等,以及滑坡的邊界、規(guī)模及形態(tài)特征等。若勘察技術人員現(xiàn)場不調查清楚,沒有收集到資料,邊坡開挖過程極易出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)安全事故。 
  2.2.2 邊坡工程勘察方法 
  邊坡工程勘察應采用鉆探、坑(井)探、洞探和探槽等方法,位于巖溶發(fā)育的邊坡可輔以物探。井探能直接觀察地質情況和水文地質情況,在大型邊坡勘察及滑坡中較常用。不過井探成本高,進度慢。但是對于變形的邊坡,采用井探能直接揭露滑面(軟弱結構面),可進行現(xiàn)場大剪。邊坡勘探線應以垂直邊坡走向或平行主滑方向布置為主,在擬設置支擋結構的位置應布置平行和垂直的勘探線。成圖比例尺應大于或等于1:500,剖面的縱橫比例應相同。邊坡勘察點的深度應進入最下層潛在滑面2.0~5.0m,但是支擋位置上的控制孔深度應該根據(jù)選擇的支護結構形式確定,對于重力式擋墻、扶壁式擋墻和錨桿擋墻可進入持力層2.0~5.0m,對于懸臂樁進入嵌固段的深度宜為懸臂長度的1/2~2/3。 
  2.3 現(xiàn)場原位測試 
  現(xiàn)場直接剪切試驗是邊坡勘察中獲取巖土體本身、巖土體沿軟弱結構面和巖土體和其他材料接觸面抗剪強度指標的一種常用方法,F(xiàn)場直接剪切試驗可在試洞、試坑、探槽、探井或大口徑鉆孔內(nèi)進行。當剪切面水平或近于水平時,可采用平推法或斜推法;當剪切面較陡時,可采用楔形體法。同一組試驗體的巖性應基本相同,受力狀態(tài)應與巖土體在工程中的實際受力狀態(tài)相近,F(xiàn)場直接剪切試驗每組巖土體不宜少于5個,每組土體不宜少于3個。開挖試坑時應避免對試體的擾動和含水量的顯著變化?辜魪姸葏(shù)的確定:1)圖解法。2)最小二乘法。當然還有很多確定抗剪強度的原位測試,如十字板剪切試驗、旁壓試驗、標準貫入試驗和靜力觸探等,F(xiàn)場直接剪切試驗是確定結構面抗剪強度的一種有效手段,但是,由于受現(xiàn)場試驗條件限制,試驗費用較高、試驗時間較長等影響,在勘察是難以普遍采用。而且,試驗點的抗剪強度與整個結構面的抗剪強度可能會存在較大的偏差,這種“一點代面”可能與實際不符。此外,結構面的抗剪強度還受施工期和運行期各種因素的影響。但是當試驗條件具備時,一級邊坡宜進行現(xiàn)場剪切試驗。 
  2.4 邊坡巖土體力學參數(shù)取值 
  對于邊坡的穩(wěn)定性評價和邊坡支護設計來說,邊坡巖土體力學參數(shù)的可靠性起到較重要的指導作用,直接關系到邊坡支護工程的成敗。若確定的計算參數(shù)過高,就容易造成邊坡失穩(wěn)事故;若確定的計算參數(shù)過低,就會增加工程治理的成本。常被應用的參數(shù)有重度、抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度、變形強度等。邊坡巖土體力學參數(shù)取值主要是根據(jù)相關規(guī)定查表,結合試驗成果和地區(qū)經(jīng)驗取值。準確確定結構面的抗剪強度指標是十分困難的,需要綜合試驗成果、地區(qū)經(jīng)驗,并考慮施工期和運行期各種因素影響,才能合理取值。 
  2.5 邊坡穩(wěn)定性評價 
  邊坡穩(wěn)定性評價之前,應根據(jù)巖土工程地質條件對邊坡的可能破碎方式及相應破壞方向、破壞范圍、影響范圍等作出判定。判斷邊坡的可能破壞方式時應同時考慮到受巖土體強度控制的破壞和受結構面控制的破壞。邊坡穩(wěn)定性評價分為定性評價和定量評價。定性分析是通過工程地質勘察,對影響邊坡穩(wěn)定性的各種因素、可能的變形破壞模式及失穩(wěn)的力學機制的分析和對已變形地質體的成因及其演化史進行分析,評價邊坡的穩(wěn)定情況及其發(fā)展趨勢的定性的說明和解釋。定性分析方法有:1)圖解法,如赤平投影圖分析。2)工程類比法。3)自然歷史分析法。定量分析方法有:1)極限平衡法。2)數(shù)據(jù)分析法,當邊坡破壞機制復雜時采用。進行定量分析必須注意:對存在地下水滲流作用的邊坡,穩(wěn)定性分析應考慮地下水的作用。對存在多個滑動面的邊坡,應分別對可能的滑動面組合進行穩(wěn)定性計算分析,并取最小穩(wěn)定性系數(shù)作為邊坡穩(wěn)定性系數(shù)。對多級滑動面的邊坡,應分別對各級滑動面進行穩(wěn)定性計算分析。 
  3 實例分析 
  3.1 工程案例 
  重慶沙坪壩區(qū)某高15m巖質邊坡,由于業(yè)主對擬建道路場地平整,對坡腳進行了大面積開挖,邊坡為順向坡。邊坡巖質大致按1:0.75進行了放坡處理,形成的邊坡坡角45~53°,局部較陡。 
  該工程邊坡在2014年3月出現(xiàn)了邊坡巖體沿外傾軟弱結構面滑移失穩(wěn),滑移段邊坡長約20m,滑塌方量約800m3,危及到了對建道路施工安全以及建設,幸運的時事故發(fā)生在晚上,無人員傷亡。 
  3.2 邊坡勘察 
  針對該工程的邊坡失穩(wěn)事故,邊坡勘察工作以工程鉆探、地質測繪為主,工程測量、室內(nèi)試驗等綜合手段和方法?碧骄垂直于邊坡走向布置,并結合場地地質及地形情況,進行工作量布置,布設鉆孔40個。通過勘察查明邊坡范圍內(nèi)地層結構及空間分布情況,巖土層物理力學性質,查明了邊坡類型和破壞形式,對邊坡穩(wěn)定性進行評價,提出了邊坡支護方案建議為邊坡治理提供相關設計參數(shù)。 
  3.3 勘察結果 
  造成此次邊坡失穩(wěn)的主要原因:(1)邊坡巖體為侏羅系中下統(tǒng)珍珠沖組基巖,地層巖性以易風化、遇水極易泥化的厚層泥巖為主,其間夾薄層硬質砂巖。(2)根據(jù)現(xiàn)場切坡開挖揭示巖體裂隙發(fā)育,邊坡巖體較破碎,因長期裸露地表,遇水易軟化,加深強風化層厚度,致強風化基巖呈碎塊狀、顆粒狀。(3)邊坡巖體存在軟弱泥化夾層,張開5~10cm,整體貫通性好,且?guī)r層產(chǎn)狀陡,傾角達77°?梢姷刭|勘察對建設工程施工和建設有相當重要的意義,可靠的地質勘察可以減小邊坡失穩(wěn)的安全事故,降低了人民的生命財產(chǎn)損失。 
  4 結束語 
  綜上所述,本文根據(jù)邊坡治理問題展開對邊坡失穩(wěn)類型的分析,根據(jù)邊坡失穩(wěn)帶來的災害性來分析邊坡治理的必要性和意義。進而詳細闡述了邊坡工程的地質勘察工作,通過地質勘察可對邊坡進行分類,然后選擇合理的勘察手段來進行地質勘察。 
  參考文獻: 
  [1]謝全敏,王紅彬,吳定洪.等.邊坡治理群決策的二維足碼定位法研究[J].巖土力學,2009(2). 
  [2]吳麗,吳飛,陳禮儀等.震后邊坡治理工程風險評價體系[J].科技進步與對策,2009(21). 
  [3]任延鵬.淺議巖土工程勘察在邊坡治理中的重要性[J].科技視界,2014(30). 
  [4]阮開陸.巖土工程中邊坡治理的措施[J].建筑工程技術與設計,2014(23). 
  [5]鄒永吉.邊坡治理基本方法及治理過程中的注意事項[J].建材發(fā)展導向,2013(10). 
  [6]雷用,劉興遠,唐耿琛.等.邊坡的類型有哪些?建筑邊坡工程百問[M],2013(12). 
  [7]董愛麗.淺析地質勘察在公路建設中的重要性[J].公路,2013(2).