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地质灾害治理工程中的边坡稳定性问题

2022-11-22

中国金属通报 2022年10期
关键词:挡土墙滑动边坡

唐 捷

随着社会发展不可避免的对自然生态平衡所造成的不良影响,近年来一些自然灾害的频发为世人敲响了警钟,由于矿产资源的开采以及自然气候的变化,滑坡、塌陷等一系列地质灾害的频发不仅为社会经济带来巨大的损失,同时为社会大众的生命财产安全带来巨大的威胁。因此,我国相关部门加强地质灾害治理工作对边坡稳定性问题的研究,是保护人民生命财产以及国家财产安全的重要举措。边坡稳定性是保障地质灾害治理工作成效的重要因素之一,边坡稳定性差不仅会对其范围内的交通建设项目以及建筑工程项目的顺利开展造成一定的困难,同时会对基建工程项目的施工质量造成一定的影响。因此,加强对边坡稳定性的提高,是地质灾害治理工作中的重要内容之一。

1 滑坡的类型特征

由于我国各个地区的地质环境有所差异,其滑坡类型特征亦不尽相同,根据对我国整体地质环境的勘察,按照其地质岩性分析可以将滑坡体分为以下5 种类型。

1.1 粘性土滑坡

粘性土滑坡其主要发生于均质粘性土地质环境,该类型地质环境的滑坡发生的主要因素在于受当地自然水文环境变化的影响,均质粘性土地质在其水分含量较少,质地干燥时,会呈现出大大小小的裂缝,在遇到强降雨或地下水环境变化时,粘性土遇水会发生膨胀、崩解,随着水分的增加逐渐呈现软塑状或流动状态,其自身的抗剪力强度急剧下降,进而引发滑坡。粘性土滑坡的发生主要与当地的降水量有关,只要有降水的存在便有可能产生滑坡,滑坡的严重程度同时受其降水量的影响。粘性土滑坡其所产生的滑动面主要是以圆弧形为主,并且其滑坡体与底部的母岩都是以粘性土为主。因此,在对该类型滑坡进行鉴定过程中,也被称之为同类土滑坡。

1.2 黄土滑坡

黄土滑坡其主要多发于不同的黄土层中,并且黄土滑坡具有一定的聚集性特点,其主要发生于一些高阶地前端的斜坡上,黄土滑坡与其他滑坡类型具有很大的区别,受其地质环境的影响,黄土滑坡一旦发生其滑动速度相对较快,地表结构变形较为严重,并且黄土滑坡受其地形特定的影响,其发生规模以及产生的动能相对较大,因此其破坏力极强。黄土滑坡多发于我国西北地区,由于当地的黄土结构较为疏松,且受其地质形成特点的影响,其地表垂直裂缝相对较为密集,具有较强的透水性,在经历自然降水之后,其地下水会以窝状聚集,黄土经过地下水浸泡会发生软化,抗剪力强度发生巨大的改变,进而造成滑坡。

1.3 碎石土滑坡

碎石土滑坡主要多发于各种堆积层的地质环境中的斜坡上,在大多数的碎石土滑坡主要是沿着地质中的基岩顶面发生滑动,也有极少的情况会在不同时期的堆积层面发生滑动。碎石土滑坡的滑动带主要是由一些黏土、风化岩、炭质页岩等多种结构组成,该种类型的滑坡虽然也是受到降水或地下水的影响而引发,但是由于其滑体主要以碎石土为主,其滑体内部的含水量相对较低,多发于一些地质潮湿或者水分饱和以及经常有窝状地下水活动的地质环境中。与此同时,在发生碎石土滑坡时,基岩顶端地质与斜坡的坡面倾向统一时,无论其基岩属于哪种岩性,其上方的碎石土都有发生滑坡的危险。

1.4 均质软岩滑坡

均质软岩其主要是指泥岩、页岩等一些质地较为软弱的岩石,该种岩石最主要的特点在于其岩性较为均衡,其软弱面的岩石强度与岩石的整体强度并没有太大的差异,斜坡上的剪力如果超出岩石本身的抗剪强度,便会出现滑坡现象,并形成类似圆弧状的滑动面。与此同时,均质软岩滑坡受其地质结构的特殊性影响,在发生滑坡时,滑坡体在滑动时会随着其受力不同而发生旋转,表现出较为明显的主滑区域与抗滑区域。

1.5 坚硬岩石内的滑坡

坚硬岩石内的滑坡同样属于岩石类滑坡,其最主要是由于岩石内部的软弱面发生滑坡,该种滑坡类型的最主要特点在于其滑动面主要分布在坡脚以上,其滑坡体也主要是以整块状的岩石为主,产生坚硬岩石内的滑坡,其最主要是受其岩石自身的结构影响,滑坡主要是受岩石内部中一个或者多个软弱结构面的影响,滑坡壁则是受其整个岩石构造的切割面的影响。当岩层的倾斜角度与外斜岩层的倾斜角度一致时,由于人工切削坡脚或者坡脚长时间经历河流的冲刷,其外斜岩层将容易发生顺层的滑动,进而形成滑坡。

2 边坡稳定性分析

2.1 边坡结构对稳定性的影响

从其地质内部环境因素的角度分析,边坡的地质环境结构是引发滑坡现象的主要因素,其产生滑坡的必要条件以及发生滑坡的规模、特点、形式以至于其发生滑坡的方向主要取决于其地质结构面的组成,不同的地质结构其稳定性亦存在一定的差异,边坡的稳定性主要取决于滑动面自身的形态。在地质灾害治理工作开展过程中,首先应当根据对其治理现场地质结构信息进行全面的勘察,并根据其实际情况,对其边坡的稳定性进行全面的分析。在具体勘察工作开展过程中,顺坡结构面的稳定性相对较差,较为容易形成滑动面,在勘察中,如果其地形的坡脚比其层面的倾斜角度要大,其滑动面的整体形成方向应为层面。如果层面的倾斜角度较小,边坡倾斜度较为缓慢,其稳定性相对较高。而对于地质结构为弱化的结构面时,受其抗剪强度的影响,将有可能造成滑坡的滑动方向转变为软弱面。另一方面,相对于顺坡结构而言,反坡结构面相对较为稳定,但是由于地质结构具有一定的复杂性,在面对结构面为可切割结构时,则有可能发生组合滑动面。尤其是对于岩石的软弱结构面,或者处于节理发育位置,将有可能出现松动形成滑坡。而对于一些质地较为疏松的坡体,如果滑坡的地质环境中存在基岩,将会受其切层的影响而发生圆弧形滑动面,面对这一情况时,在地质灾害治理过程中,可以选择压脚或者减荷的方法对其进行治理,能够有效避免滑坡现象的发生。

2.2 边坡支护稳定问题

在地质灾害治理工作开展过程中,首先应当根据施工现场的各项地质测绘数据,对其稳定性进行全面的分析,当边坡结构的稳定性处于地质灾害易发范围时,应当及时采取相应的治理措施,避免滑坡现象发生。边坡支护是提升边坡稳定性的重要手段之一。例如:在矿山开采频繁地区,随着开采工作的不断推进,地下采空区、地裂缝等现象越发严重,随着时间的发展,其边坡结构的稳定性亦在不断下降。面对此类情况时,相关地质环境治理人员应当根据治理现场的实际情况,全面分析边坡支护稳定问题,合理设计相应的边坡支护工程施工方案,进而科学、合理的解决边坡支护稳定问题,最大限度保障边坡主体结构的稳定性与安全性。

2.3 边坡稳定性计算

边坡稳定性计算工作是开展地质灾害治理的重要依据,对于边坡的稳定性其具体计算方式如下:边坡稳定性计算所使用的稳定系数为K。当时,边坡处于临界状态;当时,边坡处于稳定状态;当时,边坡则处于不稳定的状态。

3 解决边坡稳定性的有效路径

3.1 合理选择施工方式

地质灾害治理工作其本身具有一定的不确定性,由于地质结构差异及其所选择的施工方式亦不尽相同。因此,施工方式选择的合理性是保障其治理工程质量的重要因素。相关地质灾害治理人员首先应当针对其治理现场的实际情况对其地质环境进行仔细的勘察,并通过对各项数据精准计算,合理选择相应的施工方式,确定其施工方案。与此同时,在其施工过程中,应当严格遵照其施工相关要求,做好相应的施工防护措施,最大限度保障其治理工程的顺利开展,进而有效解决边坡稳定性问题,提高边坡的稳定性。

3.2 锚杆施工

锚杆施工是当前地质灾害治理中处理边坡稳定性问题较为常见的方法之一,在采用锚杆施工技术时,首先需要对边坡的坡面进行全面的整修,然后采用混凝土对坡面进行整体喷浆,待其表面固化后,根据其施工现场的整体情况合理确定下锚孔的位置,然后进行打孔清孔作业,在完成清孔作业之后安装相应的锚杆,并对其下锚孔进行混凝土注浆,固定锚杆,在完成锚杆固定之后,再次将坡面喷浆处理。采用该种治理方法,主要是由于其坡体由于预应力的影响,岩体中的拉应力以及剪应力都会大幅度下降,下锚杆的主要作用是能够有效改善坡体集中受力的情况,通过锚杆的支撑,岩体中的应力情况能够得到有效的缓解,同时通过对坡面的混凝土喷浆处理,能够有效促进坡面的裂缝闭合,进而提升岩体的整体抗剪强度,提高边坡的稳定性。

3.3 连接梁施工

连接梁施工技术其主要是通过工程施工建立连接梁,用连接梁来分担上部分挡土墙所产生的负荷。在具体施工过程中,首先相关工作人员应当对其边坡的各项数据进行精准计算,并根据其边坡的稳定性现状合理选择连接梁的宽度与厚度,同时确定连接梁中所需混凝土的强度标号,最大限度满足提高边坡稳定性的施工需求。在其施工过程中,首先冠梁的顶端部分应当与挡土墙进行连接,可以将挡土墙当做毛面进行处理,并根据其施工要求,选择相应的规格的钢筋进行安装,将挡土墙对连接梁合为一体。在施工过程中,首先相关施工作业人员应当对混凝土模板的表面进行清理,并做好脱模处理,然后对其进行混凝土浇筑施工,这样能够有效避免出现爆模现象的发生,同时能够有效避免后续的人工剃平。与此同时,在施工作业过程中,相关施工管理人员应当根据我国对建筑边坡工程技术的相关规定标准对其进行施工作业严格监督,确保其完全符合相关的质量标准,并在完成混凝土浇筑作业之后,应当加强对混凝土结构的养护工作,确保连接梁能够完全符合建筑工程施工要求,充分发挥其提高边坡稳定性的作用。

3.4 挡土墙施工

挡土墙施工是技术其主要是通过施工技术改变边坡的组织结构而提升其稳定性。在采用挡土墙技术时,首先相关地质灾害治理工作人员应当根据其治理工程现场的实际地质环境进行全面的勘察,确定相应的治理工程施工范围,并根据其实际需求制定相应的施工方案,并根据其边坡的地质结构以及施工范围确定相应的挡土墙尺寸,选择合理的开挖方法以及各项施工要点。在确定施工计划方案过程中,首先应当遵循交叉分层设置挡土墙的原则,根据其治理工程规模合理设置挡土墙的距离,同时应当确保其宽度尺寸的一致性。在开展挡土墙施工作业过程中,相关施工人员应当避免在挡土墙墙角的拐角位置出现垂直状的贯穿裂缝,并根据相关要求,选择相应标号的砂浆进行施工,对于处于凝结状态的台阶层应当采取相应的保护措施。

3.5 人工提升边坡稳定的方法

人工提升边坡稳定性技术主要是应用于一些边坡稳定性较差,发生滑坡风险概率较大的边坡治理,在其施工过程,主要是采用人工修建抗滑桩的方式,以此来提升坡面的岩体或土体的整体稳定性。在采用人工边坡技术过程中,首先应当根据其地质灾害治理现场的勘察现状,根据其现场的实际情况,合理减小滑坡的倾斜角度,以此来增强滑坡面的抗滑力以及其底部的支撑力。

3.6 山体排水

水是导致地质灾害发生的重要因素之一,在对地质灾害治理过程中,加强对山体排水工作,是提升边坡稳定性的重要举措之一。由于大部分滑坡灾害的发生都是由于地质环境中的含水量上升而增加岩体或土体的流动性。因此,在发生地质灾害之后,其发生滑坡的山体周围大多数都会余存大量的水源无法自行排出,如果积水不能及时的排出,随着边坡在水中的浸润,将会有可能造成山体二次滑坡的风险。由此可见,加强山体排水是预防与治理地质灾害的首要前提。山体积水排出可以选择将山体中的积水进行人工分流,或者采用抽水的方式将积水排放至安全区域,进而最大限度减少山体中的积水含量,提高边坡的稳定性。

4 结语

总而言之,随着地质灾害的频发,对地质灾害的治理工作已然是刻不容缓,提高边坡的稳定性作为治理地质灾害的重要途径,相关地质灾害治理人员应当充分结合治理现场的实际情况,对其地质环境进行全面的勘察,根据其地质灾害的特性合理选择相应的治理技术手段,在提升边坡稳定性的同时,最大限度规避地质灾害的发生,实现人类与自然的友好发展。

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