肖仙旺

（福建岩土工程勘察研究院有限公司，福建 福州 350108）

水是边坡变形失稳的重要因素，也是边坡工程的天敌，据统计，水害直接或间接造成的边坡工程事故达70%以上，文章阐述的水包括大气降水、地表水体、地下管线渗漏的水及场地的地下水。在勘察工作中应给予足够重视，精心勘察，精心分析，提供完整的勘察资料，为设计单位提供准确的设计依据。

边坡工程勘察中关于对水的重点工作内容应包括收集当地气象水文资料、查明场地周边地下管线水的渗漏情况、查明场地地下水水文地质条件、评价地下水对建筑材料的腐蚀性。现对边坡工程勘察工作中有关水的重点工作内容叙述如下。

1 搜集当地气象、水文资料

在边坡工程勘察工作前期应该充分搜集当地的气象、水文资料。气象资料的重点包括搜集场地区域最大降水量和二十年一遇及五十年一遇的最大降水量，特别是雨期、暴雨强度；水文资料包括邻近场地的河、湖及水库历史最高水位和二十年一遇及五十年一遇的水位资料。场地气象、水文条件对边坡的影响主要表现为以下三个方面。

首先，大气降水对边坡土体有冲刷侵蚀作用，在边坡工程勘察前期的工作应重点搜集区域地形图、卫星航片等，对边坡工程产生影响的汇水面积、排水坡度、长度和植被等情况进行计算和分析，并调查边坡周围山洪、冲沟和河流冲淤等情况，从而为边坡工程设计提供排水设施的位置、数量和断面尺寸的重要依据。

其次，大气降水会对边坡土体物理力学指标产生影响，雨水渗入边坡土体会在破碎带、潜在滑动带等易储水位置聚积，不仅软化了岩土体，还增加了地下水位和潜在滑带土的孔隙水压力，因此减小了岩土体的抗剪强度和阻滑力，造成了浅在滑动面以上土体饱水后增大下滑力和滑体重力，已开裂的坡体裂缝浸水后还可产生静水压力[1]。在提供边坡土体的设计计算相关物理力学指标时应提供天然状态指标及饱和状态指标，确保设计计算时能根据当地降水量情况并按不同工况（如天然状态、饱和状态）进行验算，因此搜集区域最大降水量，特别是雨期、暴雨强度，为边坡工程设计提供计算工况的重要依据。

最后，查明场地周边的水文资料，特别是河、湖及水库等地表水体对边坡体的影响。地表水体水位的涨落将改变边坡体内的水文地质条件，在地表水位上升后将引起地下水位的抬升，潜在滑动带浸水的范围进一步扩大，土体的强度降低，阻滑力也减小；在水位骤降时将产生动水压力，下滑力增大，因此常造成岸边的坍塌，如图1所示。河流的长时间下切和侧蚀冲刷坡岸，不仅会增加坡岸的高度，还会侵蚀坡脚，削弱坡脚的支撑力，从而改变坡体的应力状态，造成坡脚的剪应力集中，形成崩塌、滑坡灾害[2]。据统计，从1979年10月9日至19日，在三门峡库区从三门峡到潼关段塌岸近150m，塌毁耕地约20km2，造成扬水站塌入库中。截至2001年，仅在三门峡市库区已造成塌岸段总长度达119.8km，其中严重的库段达78.9km。建库以来，库岸坍塌的面积约67.58km2，坍塌的土方量达20.22亿m3，淹没耕地3280万m2，塌毁机电灌站53座、机井69眼。塌岸导致沿岸植被严重破坏，一方面造成国家土地遭受损失，加剧了水土流失；另一方面也使岸边移民进行多次的搬迁，影响了其正常的生产和生活，增加了水利工程的投资。因此，邻近地表水体的边坡勘察应收集河、湖、水库的水位变化情况、水库水位调度资料等，以此为邻水边坡工程的设计提供地表水体的动力地质作用，并为岸线变迁的影响、冲刷、岸坡稳定性提供依据。

图1 河岸坍塌

2 查明场地周边地下管线水的渗漏情况

城市中心，特别是老旧小区地下管网错综复杂，由于时代久远管道老化、地面静动荷载的影响、管道基础不均匀沉降、温差等造成渗漏，同时边坡施工过程土方开挖卸荷、施工震动等引起土体的变形也进一步将造成邻近地下管线变形渗漏（特别是管线接头、薄弱处），地下管线水的渗漏使该区域土体饱和、软化，抗剪强度降低，若边坡开挖面临近该区域，极易形成滑塌。2019年6月8日南宁东葛路某基坑发生的坍塌事故，经住建部组织多位专家的分析，该基坑边坡坍塌事故主要是由于基坑支护施工过程产生土体变形，坡顶市政水管长期的渗漏，造成了基坑周边土体被掏空，土体在渗漏的水的作用下软化，加剧变形导致水管爆裂，引发基坑锚索结构失效，最终造成基坑边坡坍塌事故。这次事故形成的塌方区域长约60m，宽约15m，塌方量约4500m3，这也是一起由于地下管线渗漏加剧基坑变形、破坏的典型案例。为此，勘察时应查清地下管线的分布及水渗漏情况，并预测边坡变形，提出对邻近已有管线的监测、加固等方案和建议，为边坡工程设计提供地下管线加固、监测及坡体排水系统设置的依据。

勘察过程中对场地周边已有地下管线及水渗漏情况探测的常用方法如下：探测地下管线常采用电磁法；探测大口径金属管线采用直接法（也称充电法）；对于地下金属管线的无损检测、埋深较浅的金属管线及带有金属骨架的管线（如电力电缆、电信电缆等）采用感应法；探测非金属管线采用示踪法或探地雷达法；探测地下管线渗漏常采用声震法、红外法、示踪元素法、探地雷达法等。勘察过程中，应根据工程特点选择合适的探测方法。

3 查明场地地下水水文地质条件

边坡工程勘察应重点查明场地地下水水文地质条件，包括水位、水量、类型、主要含水层分布情况、补给、动态变化情况以及岩土的透水性和地下水出露情况，从而为边坡稳定性计算模型的建立、设计计算参数的选用提供依据。

地下水按埋藏条件可分为上层滞水、潜水和承压水三种类型。（1）上层滞水主要分布于上部松散土层的包气带中，如边坡上部填土层中，无统一水面，水位随季节变化，一般在边坡治理时将会清除这部分土体，因此对边坡体稳定性影响较小。（2）潜水分布于松散的土层、基岩的裂隙破碎带及岩溶地区，一般具有统一的自由水面，为无压或低压力水，水面受降水等气象因素的影响变化较明显。同一场地的地下水位的变化具有一定的规律性或基本相同，地下水的补给以降雨为主，同时还受上部含水层的入渗补给和场地外同层地下水的径流补给。潜水是边坡工程勘察中经常遇到的地下水类型，因此边坡勘察时若揭露该类型地下水，应重点查明地下水水位、水量、主要含水层分布情况、补给及动态变化等情况，并提出地下水疏排措施，从而为边坡体排水措施类型、位置、尺寸的设计、边坡渗流压力的计算提供依据。（3）承压水主要分布于松散的地层中，如断裂破碎带、向斜、基岩构造盆地以及岩溶等地区，一般埋藏于相对隔水层的下部，具有承压性。地下水水头随场地位置变化而变化，受当地气候因素影响较小，同一场地内的水头相对稳定，水量由含水层或含水构造的渗透性、性质等决定，承压水一般埋深较大，水头较高，水量也较大，边坡体工程由于地势原因，一般较少遇到该类型地下水，但边坡体存在断裂构造、岩溶时也会遇到该类型地下水，该类型地下水由于具有较高承压性、水量大等特点，处理难度大，常需要设置渗流沟、输水隧洞的排水措施，起到降压、疏干作用[3]。

在边坡工程勘察钻探过程中，对钻孔揭露的地下水水位观测包括初见水位和稳定水位的观测。边坡工程场地位于山边，受地势影响地下水水力梯度较大，且地下水位在边坡土体的开挖后排泄条件发生变化，也引起地下水位变化，如图2所示。为此，有揭露地下水的边坡工程宜对场地地下水水位进行长期观测，特别是边坡开挖后要对地下水位重新观测，以确定边坡实际水位，为边坡工程设计工况的确定、设计参数选用提供重要的依据。

图2 某边坡工程开挖前后地下水位变化对比图

地下水常以泉水形式出露，在边坡工程勘察中应调查泉水出露位置的地形地质条件，测定泉水出露的位置、高程，观测泉水的流量，测定水温的变化，并与气温相对比。当泉水流量小于1.0L/s时，可用容量法（用量筒或水桶）测定其流量，一般测量3次取其平均值；当流量在1.0～10.0L/s时，用三角堰测定；当流量大于10.0L/s时，用梯形堰测量，但堰板位置应能控制流水流量和回水不影响泉水出口的天然流量。水温用一般温度计测量。井水是地下水出露的另一种形式，场地附近有水井时，要调查了解水井开挖时穿透的地层情况及各层厚度，测定井的位置、井口高度、水位、水温及其变化。

4 评价地下水对建筑材料的腐蚀性

在工程勘察中要对地下水的腐蚀性给予足够重视，不能忽视地下水对边坡工程的支挡结构及对支挡结构材料的腐蚀性，如锚杆（索）注浆体由于长期受拉而松弛，或在温差作用下出现开裂，或注浆体由于施工缺陷造成保护层厚度不足，就会在地下水作用下加剧锚杆杆体的腐蚀。根据郑静等[4]的相关研究结论表明，在强腐蚀环境条件下，应力腐蚀对锚筋断裂荷载的影响达到了24.90%，应力腐蚀对锚索锚筋力学性能的影响较大，因此边坡工程勘察中应准确评价地下水对混凝土结构、钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性。在勘察工作中要规范采取地下水试样、室内水样化验分析、成果分析评价等各个环节，从而为边坡设计提供建筑材料防护依据[5]。

5 结束语

在边坡工程勘察中要对水给予足够的重视，不仅要做好勘察前期气象水文资料的收集工作，还要在勘察过程中精心勘察现场，查明地下管线水的渗漏情况，查明场地水文地质条件，准确评价地下水对建筑材料的腐蚀性，仔细分析成果资料，确保勘察成果详实可靠，进而为边坡工程的治理设计提供真实数据，达到安全与经济完美结合的目的。