工程地质勘察中的高边坡勘察技术应用分析

工程地质勘察中的高边坡勘察技术应用分析

吴品磊

吴品磊

武汉市勘察设计有限公司湖北武汉430022

摘要：高边坡勘察是工程建设过程中保障工程质量与安全的重要手段，稍有疏忽就可能因为边坡失稳而导致重大事故，所以工程地质勘察中的高边坡勘察非常重要，本文因此对高边坡勘察技术内容、方法及应用进行了分析。

关键词：高边坡勘察；工程地质勘察；应用

高边坡是指土质边坡高度>20m而<100m的边坡，或石质边坡高度>30m而<100m的边坡。高边坡勘察的目的是通过对高边坡失稳原因分析入手，结合边坡地质构造、地层岩性、水文地质、地形地貌条件，预测高边坡破坏形式，进而提出高边坡的加固方案[1]。对高边坡进行现场勘察是一项比较复杂的技术，单用一种技术，例如地面勘查方法，无法充分掌握边坡实际的地质条件，应当综合利用各种技术，包括钻探、物探、坑槽探、深层位移监测、实验室分析等，选择有代表性的断面进行勘查[2]。有鉴于此，本文对工程地质勘察中的高边坡勘察技术应用进行了分析。

1高边坡勘察的技术内容与方法

1.1地质测绘与调查

地质测绘是为了获取高边坡位置与形状信息，例如位于河流流经的地段、边坡走向、坡度大小、边坡高度等。地质调查主要考察地层岩性组合、地质构造、岩体风化程度等。通过分析边坡的地质组织推测最近滑坡发生的时间、成因、状态等，为有效应对滑坡提出针对性的措施。除了传统测绘技术以外，目前3S技术（遥感技术RS、地理信息系统GIS、全球定位系统GPS）也用于大型边坡的测绘与调查，以了解边坡的空间分布、形态发育，尤其在边坡动态监测方面发挥出了重要作用。

1.2工程地质勘察

工程地质勘察是研究地层结构、地下水分布的重要手段。首先，按照勘察流程标准选择勘察地点、采样点，一般需将勘察对象分成不同的断面，通过断面设点勘察了解各个断面的地质构造、地层结构和地下水分布情况。地质勘察常用方法包括试坑、探槽、钻探等。工程物探也是确定边坡地质条件的必要技术手段，尤其对于大型边坡来说，钻探、坑探、槽探工程量大，物探具有较高的效率。物探方法很多，例如地质雷达法、高密度电法、瞬态面波法等[3]。

1.3边坡稳定性评价

边坡稳定性的评价是确定边坡支护措施的基础，目前边坡稳定性评价有定性评价与定量评价两类方法。定性评价不能给出量化指标，定量评价要做到既精确又有效率很困难，通常要对边界条件进行简化处理，过度简化必然影响准确性，所以要将定性与定量方法结合起来。定性评价主要采用工程地质分析法，定量评价多用强度稳定性分析法。工程地质分析法又分为过程机制分析法和工程地质类比法，强度稳定性分析法也可再分为强度极限平衡分析法和块状岩体稳定性分析法。

1.4高边坡支护设计

高边坡稳定性既受边坡岩体天然特性制约，也与人为改造程度相关。岩体天然特性是由边坡地质构造、地层岩性、坡体结构、水文地质等诸多条件决定的，而边坡人为改造程度是由边坡开挖高度、坡形、坡率等因素控制的。对高边坡支护进行设计时，先要对边坡岩性、构造、地下水分布等条件进行调查，再做边坡稳定性分析，并以此为基础进行高边坡支护设计。通常，高边坡支护设计内容包括改变边坡几何形态、排水、支挡、边坡内部加固几个技术路线。改变边坡几何形态一般是通过削方减载来改善边坡的稳定性。排水即通过地表排水或地下排水来提高坡体的稳定性。当改变边坡几何形态及排水均不足以稳定边坡时，可采用抗滑桩、挡墙等支挡结构来稳定边坡。边坡内部加固是采用锚索、微型桩、灌浆等方式从边坡内部加固岩体。

2高边坡勘察技术应用

2.1制定勘察工作纲要

按照高边坡工程任务要求，结合勘察工作相关规范规定及以往勘察设计资料，明确勘查区范围，布设勘探线、钻探点、槽探点。然后确定勘探线走向、间距，钻探点与槽探点间距和深度。从钻探点中选择物探孔，并明确物探方式及技术要求。确定现场试验、室内试验类型及要求。

2.2收集资料

全面收集勘察区现有的勘察成果资料，例如工程地质、水文地质、环境地质、自然地理、社会经济等方面的相关资料。

2.3工程测绘与地质调查

通常，采用全球定位系统测定基准点，采用全站仪及电子平板仪进行地形测绘。相关信息输入计算机后生成电子地形图。在图上确定等高距，布设勘探点，确定误差控制标准。对工程建设影响范围内的地质情况进行现场地质调查，通常采用全面查勘法调查勘察区的地形地貌、地质构造、边坡形态及变形部位。

2.4地质勘探

在地质调查基础上开展地质勘探工作，包括钻探、槽探。钻探可采用地质钻机，通过钻探取芯采集坡体样品，以了解边坡岩性、风化程度及各地层厚度。土层可采用无水冲击钻探取芯，中风化岩层可采用给水回转法钻探取芯。钻探过程中应对取芯材料进行地质编录，并在完成物探测试后以原土回填。槽探主要是要了解边坡表层的地层岩性、构造、风化与节理发育情况、地层厚度等详细资料。槽探后应及时用原土回填和平整。

2.5工程物探

以钻孔波速测试、瑞雷面波法、瞬变电磁法为例。钻孔波速测试时，在要测试的钻孔内注入水，再将换能器放入孔中适当位置。一般采用“一发二收”式，一个发射换能器，两个接收换能器。测试深度由浅到深，逐个测试获取数据。瑞雷面波法利用了瑞雷面波在非均匀介质或层状介质中传播时存在频散特性的原理，能反映地质条件的横向不均匀性或垂向不均匀性。一般设置2条测线，通过多道瞬态滚动法采集数据。瞬变电磁法可采用大定源或中心回线两种方式采集数据。

2.6现场试验

现场试验是为了了解边坡变形体地质情况、变形特征所做的试验，应根据场地特点布设监测项目，例如观测水平或垂直位移随时间变化曲线、位移变形随深度变化曲线、地下水位随随时间变化曲线等，通过这样的试验可建立数值模型分析边坡的稳定性。当然，现场试验的范围很广，可根据需求设计试验项目，例如为了了解边坡渗水滑坡特性可设计人工降雨试验，通过模拟不同雨强和坡比研究降雨对边坡入渗的影响，以确定边坡失稳预警的临界值。

2.7室内试验

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