李凤鸣1 颜利平2 罗林3
1四川省煤田地质工程勘察设计研究院， 四川 成都 610072
2四川省煤田地质工程勘察设计研究院， 四川 成都 610072
3四川自力建筑勘测设计有限公司，四川 泸州 646005
摘要：各类工程建设施工之前都需要对基坑开挖及边坡支护所处的区域进行水工环地质勘察，通过分析评价，为工程施工建设保驾护航。相比其他一般性工作，水工环地质条件复杂，在地质表面及地下深处相应的水工环要素呈现出较大的变化，从而增加了地质勘察的难度等级。因此，做好水工环地质勘察，是提高边坡稳定性的技术支撑。
关键词：水工环地质条件；边坡稳定性；评价要点
边坡稳定性分析评价事关拟建工程的使用周期及安全系数，需要全面综合工程周边水工环地质条件信息。具体实施中，围绕地质工程的规格标准、结构特征，遵循勘察设计方案，对工程施工周边的地质状况及水文环境进行详细勘探，然后为工程边坡开挖提供依据。本文就水工环地质条件下边坡稳定性分析评价的相关要点进行探究。
1水工环地质勘察的主要内容
水工环地质勘察近些年随着社会经济发展与环境保护之间呈现出一定的矛盾而愈显重要，在新时期下，环境条件及水文条件处于不断变化的过程中，水工环地质勘察也要与时俱进，在理念及技术上同步更新。水工环地质勘测涉及的内容较多，所用的技术范围也较为广泛，地质勘测的流程步骤带有一定的复杂性。工程施工条件下的水工环地质勘察，主要目的是保障边坡稳定性，而边坡稳定性又取决于水工环地质条件，如场地地质构造、岩土物理力学指标属性、地质起伏变化、岩层风化状况及发育、地下水分布情况及对地质层侵蚀性大小、边坡承受力、基础承受地质层等。以上也可视为水工环地质勘察的主要内容，通过对上述内容进行分析评价，为拟建工程地基基础设计方案的形成及完善提供技术层面上的建议。
2水工环地质条件下边坡稳定性分析评价方法
2.1案例概述
以某工程周边治理及防护工程（二期）为例，该工程范围以机场边坡工程为主，分为两期，工程建设内容分为挡土墙工程、拱形骨架护坡工程、排水系统、绿化工程。结合项目区实际地质环境条件和地质灾害发育等情况（不发育），确定本次评估区范围：北部以机场跑道为界，西部及南部以+302.5m高地连郴州大道为界，东部以已建航站楼平整场地为界，评估区面积约2.75km2。区内地貌类型单一，但地形起伏较大，地质构造条件复杂，大部分地段基岩岩溶发育强烈，工程地质条件较差，水文地质条件不良，破坏地质环境的人类工程活动一般，地质灾害不发育。岩土土体中并存双层结构土体及单层结构土地，其中，双层结构土体厚度一般3～6m，上部为黏土厚度一般1～4m，下部砂砾卵石层，厚度0.5～2m。冲积黏土软塑至可塑状，塑性指数17.1～37.4，允许承载力为100~200kPa。单层结构土体厚为5～20m左右。硬塑至可塑状，局部为软塑状，据勘察试验资料，黏聚力为58～85kPa，内摩擦角17°～23°，地基承载力特征值一般为180～260kPa。构造剥蚀溶蚀丘陵地貌，地形起伏较大，沟谷切割较深，地质环境条件复杂程度总体为复杂。从水文条件上看，勘察场地周边尚未发生过洪涝灾害。在场地南侧塔水村、东侧及东北侧见较多泉水点出露，出水量0.717—11.80L/s。因边坡不良，地质灾害类型可能涉及滑坡、崩塌、泥石流、岩溶地面塌陷、采空塌陷、地裂缝、地面沉降。
2.2边坡稳定性评价方法及防治措施
2.2.1构建计算模型
对工程边坡崩塌滑坡采用定性分析方法，根据勘探钻孔报告、土质边坡允许坡率进行计算，采用公式进行定量计算。计算剖面的选取：本次计算选取填方区1-1’、2-2’、3-3’、4-4’剖面作为计算模型。采用极限平衡理论计算上述剖面在天然、暴雨及地震工况下的稳定性系数。
2.2.2边坡稳定性评价
根据以上分析计算结果，并依据边坡稳定性评价标准，可知北湖机场周边治理与防护工程在EF段、GH段、IJ段、MN段、OP段地震工况均不稳定，暴雨工况则为暂时稳定或临界稳定状态，天然工况则为稳定状态，考虑最不利因素，五个地段填方区均为暂时稳定-不稳定，发生滑坡的可能性中等-大。
2.2.3边坡稳定性危害防治措施
（1）放缓坡度，设置平台，逐步分层回填分层压实，或采用外边坡分层回填分层压实，边坡内侧分层回填分层强夯处理；
（2）对坡体不高且没有放坡空间的坡段可采用衡重式或扶壁式或桩板墙支护；
（3）场地存在软弱土层，压缩性高，堆填后工后沉降量大，表层或浅层软土应清除，深层软土可采用CFG桩或深层搅拌桩等方法进行地基处理；
（4）对场地边坡应设置完整的截排水系统，坡面设置泄水孔或泄水盲沟，防止坡面被水冲刷；
（5）长期动态监测边坡变形。
3水工环地质工程勘察主要技术及边坡稳定性分析评价注意事项
3.1综合应用与工程特征相匹配的水工环地质工程勘察技术
3.1.1GPR技术
针对深层地质勘察可考虑采用GPR技术。这一技术的工作原理及实现方式是借助高频脉冲仪器，通过反射高频脉冲波，对地质层的参数进行探测，相关参数信息由地表脉冲波接收站对反射而来的信号进行接收，然后经由地面高频脉冲波发射站获取并进行分析。GPR技术采用的高频脉冲波因为具备极高的反射信号强度，物质不同时所反射的信号带有差异性，据此分析可详细获得地质水工环状况。
3.1.2GPS技术
GPS技术通过无线电信号发射台与卫星的结合，构成卫星导航定位系统，运营无线电测距交会原理，通过控制站及卫星位置，测量得出用户接收机及测站点位置。工作方法是将GPS接收机安置在基准站，由其接受GPS卫星信号，然后借助无线电接收设备，对基准站观测数据进行接收并进行参数转换，最后通过坐标系的计算，得出三维坐标。
3.1.3电法
电法作为地质勘察的重要手段之一，这一方法相比其他技术方法更具实用性，在操作复杂程度上更小。水工环地质勘察电法主要有瞬变电磁法及频谱激电法两类。其中，瞬变电磁法因技术优势明显，在地质勘察、防治灾害、工程检测等行业领域应用范围较广，这一技术的原理是借助回线发送脉冲电磁波到地下，然后观测区域内的二次涡流场。频谱激电法也常称作复电阻率法，通过对复电阻率进行观测，实现勘察目标。工作原理为：通过电极装置对多频复电阻率测量，分析其空间分布规律，结合得出的频谱特征，对工程地下地质构造进行勘察，这一方法在矿藏资源发掘上应用较为广泛，在基坑边坡稳定性计算上也尤其独到之处。
3.2分析边坡稳定性时应注意的几点事项
①拟建工程的边坡形态、形状及具体类型经过勘察技术确认后，要再次确认边坡部位是否存在滑移现象及坍塌危害。在实践中应密切关注边坡岩土部位的自稳坡角；②对拟建工程边坡的形态、类型、形状、坡角、高度、长度等参数加以确定；③碎裂结构及其他类型的岩质边坡要根据等效内摩擦角确定边坡岩体类型，计算时依循相关公式；④计算土质边坡时主要采用圆弧滑动法，具体实施时采用极限平衡法进行计算统计；⑤对边坡的放坡条件加以确定，根据不同的方法采取相应的方案，如以分段及分级为主的施工方式，主要采用坡率法；如以锚杆防护为主的施工方式，注重采取坡面防护措施；如以直立为主的切坡方式，应采取排桩挡土墙支护方案。以上方案，根据实际情况选用，以保证坡面得到安全防护为基础；⑥需要进行剪切试验时，根据相关数据及条件展开。
4结语
水工地质条件下的边坡稳定性分析评价除了要做好边坡部位的专项研究外，还要对拟建工程所处的地质状况进行全面勘查，选用相应的勘察技术，得出相关数据信息，然后结合工程区域的实际地质状况进行综合分析评价，使工程的各项数据参数得以揭露，为边坡开挖精度的提高做好技术支撑。
参考文献
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