水工环地质条件下边坡稳定性分析评价

冯鹏程　何祥新　马丹丹

摘要：随着国家的发展越来越好，各领域的不断提高，人们应该适当加强各种技术的实际应用在地质研究中，因为现在的能源危机日益加剧的发展经济，这是一个伟大的能源供应和需求的矛盾。基于时代的不同，地质学研究也取得了不同程度的突破。然而，当前的经济发展过度依赖能源，对能源的需求逐年增加。因此，有必要选择合理有效的方法，在合理范围内应用先进技术，从而更全面地分析地质环境，满足技术需求。

关键词：水工环地质;边坡稳定性;评价

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。

1    边坡稳定性评价方法及防治措施

（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，计算结果见表1。（2）边坡稳定性评价（见表2）。根据以上分析计算结果，并依据边坡稳定性评价标准，可知某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    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    地质灾害常见类型及特点分析

现阶段，为进一步加强地质灾害防控工作的有效性，保证地质灾害防控工作有效落实，地质技术人员必然要对地质灾害的类型进行科学性掌握和把控，对各类地质灾害的形成因素进行针对性分析，为下一步的防控工作做好数据基础。常见地质灾害类型有以下几种：（1）地震灾害。地震灾害是由于地壳运动而产生的一种地质灾害，其表现特征包含较为明显的破坏性和突发性特点，地震灾害的发生会对相对应的地质区域造成严重的破坏影响，是地质灾害中最为典型的灾害之一，同时，地震灾害的预测难度较高，现阶段随着地质勘测水平的提升和勘测技术的不断改进，对地震灾害的预测依旧难度很大。（2）地面崩塌、滑坡以及泥石流灾害。首先，该类地质灾害形成的最主要原因是社会资源的滥垦、滥伐以及工程建设的不合理操作而造成的。其表现形式多为地质结构的变动产生破坏性的作用力，并对相应的区域地质产生明显的破坏性，导致区域内的土壤结构变得松弛而不紧密，从而必然会引发严重的崩塌，滑坡或者泥石流等问题的安全隐患，因此，对地质条件和环境的监测保护要予以高度重视。（3）地面塌陷。现阶段，地面塌陷类地质灾害的产生，主要原因是由于人类工程建设操作不当由此产生了区域性地质结构内部的严重损坏，内部结构的严重损坏，导致了明显的地面塌陷问题的形成。比如，矿产资源的开采过度，矿产资源类属于不可再生能源，地质结构层不能短时间内恢复，资源开采过程中，相应的工程建设维护操作不规划，导致了地质结构损坏，产生地面塌陷，例如：岩溶地区，这类问题较常见。（4）地裂缝。地裂缝问题也是地质灾害的表现形式之一。地裂缝主要为区域性的地质断裂，其产生因素主要与区域内地下水系统存在密切联系，因地下水资源的过度开采，大量地下水资源的抽离，必然会造成区域性的制结构等不稳定，从而造成地质层的断裂，在作用力严重的情况下，所导致的破坏性更强[1-2]。

4    水工環地质工程勘察主要技术及边坡稳定性分析评价注意事项

4.1 综合应用与工程特征相匹配的水工环地质工程勘察技术

（1）GPR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。（2）GPS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）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有其独到之处[3]。

4.2 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]。

5    地质灾害治理中如何有效应用水工环地质

5.1 提高对现场的勘察力度

水工环地质主要应用于评估地质灾害的危险性，而依据相关调查结果以及勘察情况去进行评估工作的辅助，可以使地质灾害的发生缘由及地区所存在的一些潜在威胁能够得到更进一步的发现和分析，可见，水工环地质对于地质灾害的发现、治理都有着不容小觑的作用。因此，为了有效推进工程的顺利进行，相关人员必须对开工现场做一个科学合理的勘察工作，并对灾害发生区域的水文地质情况及环境地质情况的变化做一个调查，从而了解到工程地质的实际破坏情况，这样才能够获得更准确、更科学的勘察数据，而这些数据也是评估工作能够得到有效开展的必要前提。具体而言，就是要以工程项目的实际需求以及工程现场的具体情况为前提去开展对现场的勘察工作，这样才能保证勘察工作的有效性。另外，在进行勘测的过程中，相关人员还要深刻把握整体与具体的统一，就事论事，同时还要注重提升勘测的宽度，这样才能给工程提供更为准确的勘察数据。最后，工程的相关监督检查单位也要注重自身效力的发挥，从而为勘察功能的进一步完善提供一个良好的环境，当然这也在一定程度上促进了勘察工作质量的提高。

5.2 加强对水工环地质勘察结果的应用

众所周知，水工环地质勘察的结果是地质灾害治理工作的有效性能够得到实现的重要依据，因此相关人员必须要注重加强对水工环地质勘察结果的应用，同时还要对其相关数据资料的应用范围进行进一步的拓展。具体而言，有关部门在水工环地质的勘察以及相关监测数据的应用工作中，必须要注重加强对数据的分析及转化技术，这样才能得出有利于推进地质灾害治理工作开展的一系列有效数据，从而使治理工作的质量和效率能够得到一个有力的保障。基于此，有關部门必须要注重对先进的信息技术的利用，并构建出一个集水工环数据、地质灾害为一体的数据处理平台，这样一来，数据分析、数据转化技术才能得到行之有效的提高。

5.3 提高对地质环境的勘察力度

有一些地质灾害会对水文地质造成严重的影响，比如地震可能会导致地下水的流动方向发生改变，而滑坡、泥石流可能会导致堰塞湖的情况等等。当地质灾害有类似的破坏情况发生时，有关部门就必须提高对地质环境的勘察力度，并能注重制定出一套建立健全的环境勘查计划，从而去对水文工程以及环境的地质进行有效的勘察。同时，他们还要对人类活动给自然环境所带来的一些影响进行勘察，并能将这些影响归入到地质灾害治理的影响因素当中。另外，相关部门还要以影响范围为依据去制定出一套详细的地质灾害治理方案。只有这样，才能促进工程施工质量的有效提高，从而减少甚至避免地质灾害所带来的一系列不良影响[5-6]。

6    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

[1] 姚学军.探究水工环地质技术在地质灾害治理中的应用[J].低碳世界，2020，10（8）：65-66.

[2] 薛光明.水工环地质在地质灾害治理中的应用策略分析[J].冶金与材料，2020，40（4）：158，160.

[3] 刘佩佩.当前水工环地质勘察中的技术及应用范围探析[J].黑龙江冶金，2019（5）：67-68.

[4] 刘华.水工环地质勘察中的技术应用及实施要点分析[J].工程技术研究，2020（6）：44.

[5] 余华.关于水工环地质勘查中技术应用的几点思考[J].世界有色金属，2019（9）：112-113.

[6] 沈骞.论述水工环地质勘察相关技术与实际应用[J].西部资源，2020（4）：56.