广西壮族自治区二七三地质队 广西贵港市 537100
摘要：近年来，持续增加的环保压力，导致勘查水工环地质的工作面临着不同于以往的挑战。对强调实用性与综合性的勘查工作而言，要想使自身价值得以实现，一方面要对地质工作所提出需求加以满足，另一方面要主动承担公益性项目并为服务质量提供保证。由此可见，未来此项工作必然要朝生态环保的方向发展，并且对于国内所发生的各类由边坡失稳所导致的滑坡、崩塌、泥石流等危害人民群众生命财产安全的地质灾害加以预判，基于相关理念展开分析讨论很有必要。基于此，本篇文章对水工环地质条件下边坡稳定性分析评价进行研究，以供参考。
关键词：水工环；地质条件；边坡稳定性；评价分析
引言
现如今，水工环地质工作在经济社会发展和解决全球性问题中发挥着十分重要的作用。对于我国来说，水工环工作可为我国社会经济的发展提供有力保障，且对于我国资源的可持续发展具备十分重要且深远的意义。因此，为了确保我国经济的高速发展，应有效提升我国整体的水工环技术水平，如此可有效提高我国各地方水工环工作中解决实际问题的能力，有效处理我国资源问题和环境问题。另外，我国曾多次发生由于边坡失稳而导致的各种滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害，严重威胁人民群众的生命财产安全。由此表明，针对我国水工环工作的研究进行深入分析，是国家以人为本、防患于未然的重要体现，是保障人民群众生命财产安全的重要举措，对于我国经济社会发展具有十分深远的意义。
1水工环简述
众所周知，水工环就是水文地质、工程地质、环境地质三者的简称。一般情况下，水文地质是指地下水的运动和流动，水文地质的研究就是对地下水的流动情况、分布情况、形成过程等实施研究，利用对水文地质的深入研究，我们可对地下水相关成分和其涵盖的物理化学物质进行明确分析，科学开发利用地下水。除此之外，在工程建设开工前，可通过其对地下水的影响进行分析评价，有效预防对地下水的污染或不合理的开采等情况。工程地质一般是深入研究并调查项目建设的情况，才能对地质区域的分布情况进行充分了解，科学分析并预测工程项目建设中的地质风险，才可选择较小风险的方式开展建筑施工，针对性的防止和防范风险。工程地质的研究对于提升建筑工程的施工安全水平意义重大。环境地质一般是利用相关地质的研究资源和各种数据，深入分析并研究人类破坏过的地质。环境地质这项概念在我国出现的时间较短，研究并不成熟，然而，因为环境问题日益严峻，而增强环境地质的研究刻不容缓。
2边坡稳定性影响因素分析
（1）降雨条件下边坡形态对稳定性的影响。影响边坡稳定的因素较多，其中水对边坡岩土体稳定性的影响是多方面的，且非常活跃，通常水会加速甚至诱发岩土体的变形与破坏。据统计，90%土坡是因为水的原因导致失稳。岩土体中水的作用主要表现为:物理作用，诸如软化和泥化作用、润滑作用、结合水的强化作用等;化学作用，如离子交换作用、水解作用、溶解作用、溶蚀作用、水化作用、氧化还原作用、渗透作用及沉淀作用等;力学效应，包括孔隙动水压力作用和孔隙静水压力作用。物理作用和化学作用通常改变岩土的物质成分或结构，进而改变其黏聚力和内摩擦角，孔隙静水压力作用能够降低岩土体的有效应力，孔隙动水压力能够在岩土体中产生一个剪应力从而降低其抗剪强度。以上三种作用在岩土体受力过程中相互耦合，产生复杂影响。边坡形态不同会局部渗透率不同，同时对边坡破坏机理产生影响。广西年降水量的地域分布具有东部多、西部少，丘陵山区多、盆地平原少，夏季迎风坡多、背风坡少等特点。故广西北部、东部、南部地区所发生的地质灾害相对较多。（2）地震动力作用对土质边坡稳定性的影响。在影响土质边坡稳定性因素中，地震荷载是产生地震滑坡等现象的主要因素，通常地震荷载带来边坡的地震惯性力，降低整体边坡的稳定系数，下滑力加大导致出现边坡失稳。地震动力响应分析主要研究地震动荷载引起边坡的位移、应力、速度、加速度等量值的变化。基于强度折减法原理，研究边坡破坏的机理机制，可深入掌握动荷载作用下的边坡稳定性和失稳原理，有效提升加固措施保证边坡安全。
3常见地质灾害种类与特征
（1）滑坡、崩塌和泥石流灾害。国内地质灾害中发生较常见的有滑坡、坍塌，泥石流等情况。地质灾害的发生，大多数情况下是因为地质结构内部出现的明显变化，大多数情况下，随着强降雨而导致地质疏松、地形陡峭情况的发生。人们对资源的利用度越来越多，那么自然资源需求量也随之会发生增长，由此导致人们不合理的对资源进行开发，开发之后未及时对矿区进行相关治理，进而导致滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的发生；另外，很多工程建设活动在进行期间，对深基坑、高边坡等灾害易发点未引起足够重视，对起治理所投入的资金不足，造成许多不必要的地质灾害情况。这类情况严重影响国内实施可持续发展战略，同时也对人们的生命安全产生影响。目前我单位在实施的《岑溪市1：50000地质灾害风险普查、风险调查评价》项目，覆盖整个岑溪市，在实施的过程中即遇到不少由于矿山开发、居民切坡建房而引起的地质灾害现象。（2）地面塌陷。出现灾害会产生巨大的经济损失，这是因为项目工程施工建设安排不够合理，严重破坏了区域内的地质条件，造成地面塌陷情况严重。如，过度对矿石进行开采，实行开采过后没有及时对矿山进行修护和治理，影响当地的地质环境，给当地的地形空间产生影响，出现塌陷问题。广西山区较多，属于典型的卡斯特地貌类型，地下岩溶空洞较为发育，地下暗河、地下水流动较大，极易发生地面塌陷。据2014年度中央特大型地质灾害防治专项资金项目《贵港市建成区岩溶地面塌陷地质灾害治理工程勘查报告》（广西地质灾害防治工程勘查设计院，2017年8月）指出贵港市“（旧的土洞塌陷）平面形态具有圆形、椭圆形、长条形及不规则形等，主要与下伏岩溶洞隙的开口形状及其上覆岩土体的性质在平面上分布的均一性有关。其剖面形态具有坛状、井状、漏斗状、碟状及不规则状等……”。（3）地震灾害。地震灾害是地质灾害中较为常见的类型之一，地震产生的原因主要是由于地壳运动所造成的，特点是不确定性高，破坏程度大，一定程度上对当地产生影响，地震灾害在当期是无法进行预测的，分析全球范围内出现地震的情况，尽管地质预测技术到达目前最佳状况，但仍旧缺乏有效预测地震灾害，这也是地震破坏力强的原因。
4边坡稳定性评价方法及防治措施
(1)边坡稳定性评价：构建计算模型。定性分析方法适用于根据勘探钻比和允许的土坡率计算的工程边坡塌方地形，并使用公式进行定量计算。选取广西贵港某工程计算区段:此计算会选取填方区段1-1 '、2-2 '、3-3 '、4-4 '做为计算样板。上述剖面在自然、降雨和地震条件下的稳定性系数采用极限平衡理论计算，计算结果见表1，边坡稳定性评估(见表2)。根据上述分析计算结果，并根据边坡稳定性评价标准，可以看出EF、GH、IJ、MN和op段机场周边地震运行状态不稳定，暴雨运行状态暂时稳定或危急，运行状态 五个填方区域暂时稳定–不稳定，地形滑动的可能性中等–较大。
（2）边坡稳定防治措施：本次边坡稳定性计算采用理正软件按瑞典条分法进行计算，应力状态按总应力法自动搜索最险的潜在滑裂面，边坡坡度按90°计算，高度均按现状地面算起，且不考虑坡顶超载情况下进行计算。在边坡堆填深度范围内计算最危险滑裂面滑动安全系数。从上述计算结果可以看出，若不放坡开挖，暴雨工况下边坡安全系数小于边坡稳定系数，直立基坑边坡将无法维持稳定。如不做适当支护，基坑整体稳定性难以达到稳定要求，其可能的破坏模式主要为土层内的崩塌滑动；如边坡较陡而支护刚度不足，其可能的破坏模式主要为倾覆。
基坑支护可主要考虑采用分级放坡挂网喷浆、“排桩+内支撑”或“排桩+锚索”方案，在确保基坑侧壁变形不影响周边环境条件下，也可考虑采用土钉墙或“钢管桩+土钉或锚杆”等复合式支护。
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5分析边坡稳定性时应注意的几点事项
①在对拟建工程边坡的形状、形状和具体类型进行技术确认后，必须再次确认边坡部分是否存在滑坡现象和塌方风险。在实践中，应特别注意边坡岩石部分的自稳定角度；②确定拟议施工方案的形式、类型、形状、角度、高度和长度等参数；③破碎结构和其他类型的岩土边坡应根据等效的内部摩擦角确定，并按相关公式计算；④计算土壤入渗主要采用弧滑动法，实施时采用极限平衡法计算统计数据。②确定侧坡边坡条件，采用分段分级实施方法等不同方法，主要采用边坡方法；如果施工方法以保护锚固杆为基础，则应重点注意边坡防护措施；对于垂直斜度，必须建立挡土墙支撑平面。以上选项是根据实际情况选择的，并以确保坡度安全为基础；⑥需要剪切试验时，应根据相关数据和条件展开。
6建议
6.1降雨条件下边坡形态对稳定性的建议
随坡比增大，边坡整体向临空方向的水平位移量增大，稳定性降低。降雨条件下，坡顶的入渗速率大于坡中入渗速率。坡比越大坡中的入渗速率越小，入渗深度越浅，易形成表面径流。边坡开挖平台可减弱坡脚处的破坏变形，有效释放中局部应力，阻碍塑性区的发展，有效提高边坡稳定性，增大整体安全系数。非降雨条件下，增大台阶宽度可线性提高安全系数;降雨作用下，平台宽度越宽安全系数提升幅度越小。
6.2地震作用下的边坡分析对策
（1）地震荷载施加后关键点的水平、竖向位移最终趋于水平，数值收敛，没有发生突变，表明边坡保持稳定，该边坡在地震烈度小于设计烈度时，具有良好的抗震效果。（2）在地震荷载施加后关键点的速度呈上下波动现象，随着荷载作用结束关键点速度最终为零，速度数值收敛，未发生突变，表明边坡保持稳定，该边坡在地震烈度小于设计烈度时，有良好的抗震效果。（3）随着地震荷载作用，坡顶、斜坡面上、滑动区域、相对不滑动区内关键点加速度时程变化均上下振动，最终趋于零。坡顶、斜坡面上和滑动区域内关键点的加速度明显大于相对不滑动区域，随着边坡不断增高，关键点加速度峰值越大，地震加速度作用愈显著，水平方向加速度的放大效果明显大于竖直方向。
6.3地裂缝的治理
地裂缝，地质灾害发生。主要原因是由于区域性地质结构产生断裂所造成的对此情况，使用水工环地质技术将其进行治理效果符合预期标准。对地裂缝治理工作进行实施时，借助水工环地质技术能够全面监测影响地裂缝产生的因素。如地下水则是造成地裂缝产生的关键。由此，要倡导人们进行节约用水，对地下水进行使用过程中要制定符合要求的计划，确保地下水容量处于正常范围区间内，地下水水位强化地裂缝灾害的预警工作，以此达到地裂缝治理效果。
6.4水工环地质勘察工作的技术措施
6.4.13S技术
当前水工环地质勘察工作面临的地质环境越发复杂化，而将现代信息化技术手段充分利用，可以控制和减少工作实际遇到的各种困难，还能大幅减轻工作人员的劳动力投入。尤其是将3S技术应用于水工环地质勘察工作优势更加明显，地理信息系统（GIS）可以更加高效的分析处理各种勘察数据，为其高效利用奠定良好的基础。遥感技术（RS）能够实时动态的进行勘察，获取的信息更加全面，大大提高了勘查工作的预见性。全球定位技术（GPS）具有十分广泛的应用范围，应用于水工环地质勘察工作当中，大幅提高了勘查效率和质量。
6.4.2物探技术、水质测试技术的应用
物探技术以及水质测试技术在水工环地质勘察工作当中也发挥着非常重要的作用，物探技术能够对勘察工作实际获取的参数进行详细分析，提高数据精准性，而且应用过程当中成本投入非常低，不会损坏自然环境，作用优势更加明显，所以在水工环地质勘查工作中，应用物探技术意义重大。电磁地震勘查技术作为一种重要的物探技术手段，有效融合了电磁勘探与地震勘探两种技术手段。两种技术在勘察工作实际，有着不同的原理与方法。电磁勘探主要利用电磁波来进行勘探，而地震勘探主要利用弹性波来进行勘探，将两种勘查技术充分融为一体，能够大幅提高水工环地质勘察整体水平。然而在实际应用过程当中，电磁地质应用存在很多方法，下面进行简要介绍。第一，利用联合技术开展建模，工作人员可以利用电磁反演，基于掌握的地震资料进行模型构建，充分了解和掌握区内岩石岩性以及未知界面具体情况，提高勘查效率与勘查精度。第二，联合采集技术，此项技术将电磁勘探以及地震勘探技术充分结合起来，针对相同目标开展更加全面系统的勘察研究，获得丰富详实的勘察数据，对各种勘察结果全面的进行展示，使得勘察效率和精度都得到了大幅提升。然而在实际应用过程当中，联合采集技术获取的各种参数，有着非常高的统一性，所以需要有效地整合各种硬件以及参数，提高其配合性，保证勘察效率与质量。
6.4.3GPR电子雷达勘察技术
GPR电子雷达勘察技术常被人们称作地质雷达技术。结合水工环地质勘察特点可以得知，勘察人员通过采用高频率脉冲装置对周围的勘察区域快速输入电磁波，高频脉冲波在遇到不同地质条件后会产生多种类型的反射弧，这些反射弧遇到多元介质，电子脉冲可以在短时间内快速折射出电磁波光率，然后利用电磁脉冲装置提升电磁波转化效率，帮助地质勘察人员更加深入地了解该地区地下介质的具体情况。在实际应用过程中，勘察人员需要运用完善的配套软件绘制电磁波模拟图，并根据模拟图直观地了解该地区地质形态，包括地源的厚度与环境状况。
结束语
总而言之，水工环地质条件下边坡稳定性分析评价，给社会及自然环境所带来影响有目共睹。习近平总书记一直强调“金山银山不如绿水青山”，未来开展有关工作时，有关人员应以环保理念为指导，通过保护生态平衡的方式，最大限度减少各种人为因素所引发的地质灾害现象，创新勘查方法、落实相关政策等，有关人员可酌情对其加以应用，为社会可持续发展目标的达成贡献力量。
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