水工环地质条件下边坡稳定性研究

李永明

（安徽省地质矿产勘查局311地质队，安徽 安庆 246000）

在工程项目具体施工之前，技术人员都应对基坑、边坡的施工区域展开水工环地质勘察技术，将该地域的地质条件进行综合分析，才能使该工程能够顺利开展。通常来看，矿山工程施工中，水工环勘察工作的流程较为复杂，且涉及的区域十分广泛，包含对地质以及地下水等周边条件的勘测，所以，只有将水工环地质勘察工作有序开展并保障施工质量，才是增强边坡稳定性的关键路径。

1 水工环地质勘察的主要工作内容

水工环地质勘察工作也称水文地质调查，主要指对该矿山区域内的水文条件以及地下水质量、流向等各类地质作用的研究和调查工作。近些年来，我国水工环地质勘察技术水平随着经济发展需要、与环保问题产生了部分矛盾。随着环保问题带来的危害越来越大，人们对于环保的重视程度也相应增大，其中，工程化进程的推进速度过快也造成了不同程度的污染，因此，不能盲目发展经济而忽视对污染情况的解决。

由于外界环境、水文条件等方面具有一定变化性，且无法完全预测其变化趋势，若水工环地质勘察技术长期没有进行技术更新或创造，则无法引入先进的科学理念，进而阻碍到该技术的发展速度，最终造成我国地质勘察水平以及矿山工程建设速度缓慢，非常不利于矿产资源经济的长远发展。矿山地质勘查工作内容具有非常高的操作难度，并且施工开展过程十分的复杂，伴随着较高的危险性，如不严格按照规范的勘察流程进行，则易发生严重的工程事故，造成矿山企业的经济损失甚至人员伤亡。由于我国现代化进程的推进使工程建设量明显加大，所以水工环技术的开展与有效应用，对于我国工程的顺利发展有着非常重要的影响作用。基于此，我国现阶段矿山地质勘查工程对于水工环技术发展的程度越来越重视，旨在将水工环技术在地质勘测工作中发挥出最大作用。水工环地质勘测技术的施工内容非常复杂，应用技术范围十分广泛，在矿山工程开展施工作业前，水工环地质勘察工作必不可少，该工作针对矿山边坡的稳定性能够起到决定性作用。同时，边坡的稳定性又在很大程度上受水工环地质条件影响，例如施工地域的地质条件和结构以及岩土力学的具体属性、地质元素的变化、地下水的流向及分布情况，以及地下水对地质的侵蚀程度、边坡的承受力等方面，都是水工环地质勘察技术的主要工作内容[1]。

2 水工环地质条件边坡稳定性分析以及主要技术

为确保水工环地质条件下边坡能够达到一定的稳定性，首先要对工程的边坡具体形态、外型和周边岩土类型通过专业的勘察技术进行确认，以最大程度的避免边坡区域出现滑坡和坍塌现象，造成严重的工程事故和施工质量危机。基于此，技术人员需结合实际情况将边坡的坡脚相关数据予以严格分析，其次，对于边坡的具体形态、属性、外貌、角度、等数据进行精准确定；在产生碎裂情况的边坡部分予以专业分析，并以此确定其岩土类型；同时，在促使边坡能够达到稳定性的重要因素是通过计算公式来进行数据核验，对于边坡数据的计算通常使用圆弧滑动法，并在实际操作时有效运用极限平衡法进行统计。若以锚杆防护技术作为主要的施工方法，相关施工人员需采取相关措施加大对坡面的防护工作。若针对直立坡面，应选择排桩挡土墙技术作为边坡的支护方式。不难看出，不同的防护技术应用于不同的现场情况，只有针对性开展边坡防护技术措施，才能最大程度的确保坡面能够拥有较高安全性的防护基础。

2.1 GPR技术

对于矿山水工环地质勘察工作而言，GPR探地雷达技术能够对深层地质条件进行高效勘察。该技术的工作原理是通过高频脉冲仪器向地质层发射信号，然后在地质层内会形成高频脉冲波的反射，以这种形式对地质层内的各类参数展开细致勘测，相关数据信息会通过脉冲波接收站对发射信号进行有效范围内接收，最后由地面发射站进行分析。GPR技术具有非常高的专业性，该技术中发射的高频脉冲波具备极高的反射强度，以此保障信息的反馈水平和完整性，并且，高频脉冲波能够对岩土层内不同物质反射出不同的信号，根据这些信号的反馈进行数据分析，以此获得具体的水工环地质情况，如图1所示。

图1 GPR探地雷达技术

2.2 GPS技术

GPS技术（全球卫星定位系统）在矿山地质水工环勘察工作中的作用原理，主要通过无线电信号发射中心与卫星导航之间进行有效结合，并以此形成卫星导航定位系统，并以无线电测距作为应用原理，通过控制站的具体位置和卫星进行联系，并以这种方式对信号接收机和测试点位置之间的距离进行有效测量。在使用GPS技术之前需将GPS接收装置设定在基准站位置，进而通过无线电设备接受GPS卫星信号，然后，对于基准站收到的信息和数据进行参数的转换，最后进行坐标计算，使出现不同勘测情况的部分显示出具体的三维坐标，确定其位置，如图2所示[2]。

图2 GPS技术

2.3 电法

水工环技术的重要应用就是对地质资源进行有效勘测，或对可能蕴藏资源、能源的区域进行合理分析，此后，结合勘查时间和开展具体技术进行资源确认。随着近些年水工环技术的不断发展，该技术提供的数据精确度已经有着非常显著的提高，并能够为地质条件的勘查工作提供数据支持和技术基础，对于我国水工环地质勘查工作效率有着积极的促进作用，并对该技术的发展和创新提供关键力量。电法与以上两种矿山地质勘察技术同样应用广泛，并且是地质勘察技术的重要手段之一，并且电法与其他勘测方法更加的实用，且操作难度较低，使用起来十分的方便，能够明显提升勘测工作的效率。水工环勘察电法技术通常有两种展开方式，第一种是瞬变电磁法，以及频谱激电法。相比于频谱激电法，瞬变电磁法的技术优势更加的突出，在地质条件勘察、岩层结构和边坡支护的稳定性分析以及对矿山工程事故的预防等方面的应用范围非常广泛。

电法技术的运用原理通常以发送脉冲电磁波的方式传入地质岩土层，并观察该区域内的二次涡流场的情况并记录相关数据，其中，频谱激电法也被叫做复电阻率法，该方法的作用原理主要是通过电极设备对多频的复电阻率进行有效测量，并根据测量结果对其空间分布进行深入分析，进而观察频谱的具体特征，以此为数据基础对地质构造进行全方位的勘察，通常来看，这种电法技术在对矿资源的发掘和开采工程中广为应用，并在边坡的稳定性分析与计算方面也具有专业优势，是有效开展水工环技术的必要手段，如图3所示。

图3 电法技术

在水工环技术飞速发展的同时，对地质的数据勘测精准度明显提高，已能够有效判别不同地质条件下的资源蕴藏情况，技术人员可以通过详细的参考数据制定勘测施工方案，针对性的增强地质开采条件以及施工效率，减少时间成本的投入[3]。

3 结论

总的来看，若想确定矿山地质水工地质条件下的边坡稳定性情况，在边坡区域进行勘测及研究工作的基础上，对该工程所在的地理位置展开全面的地质条件调查，并根据现场实际情况，选用适配度较高的技术，才能确保各项数据、信息的精准性，为边坡的开挖工作奠定专业的技术支持。