岩体的结构为不连续面,是建筑工程中主要的作用对象,岩质边坡稳定性降低大多与降水、边坡渗流有关,因此对边坡稳定性的分析要考虑到指数参数选取、地表水及地下水的力学作用等问题,本文的研究主要针对这两方面展开讨论,分析边坡稳定性的影响因素。我国边坡出现滑坡等现象的高发时期是在7-9月之间,这段时间正值雨季,降雨充沛很容易出现滑坡、塌方现象的出现,所以边坡要想稳定,地表水及地下水对其的影响一定要降到最低。目前很多人工高边坡也在逐步建立,在边坡治理工作过程中,降雨形成的地下水及地表水也应该受到地质勘查工作人员的高度重视。
一、地表水及地下水对边坡稳定性的影响
通常来讲,边坡稳定性降低主要的因素就是地表水及地下水的水荷载过多,而降雨是形成地表水及地下水的重要原因。通常情况下,雨水渗入边坡当中很难排出,会出现积水的现象,地表水也会逐渐渗入地下变成地下水。降雨主要是降低了岩土的力学程度进而对边坡的稳定性造成影响,地下水位如果升高,地下水对边坡的压力也会随之增加,这对边坡的稳定十分不利。边坡当中的水位较高,如果不采取合适的排水措施,那么边坡原有的平衡就会被打破,边坡的稳定性也会随之降低。
地表水及地下水对于岩体的硬质结构面强度并不会有太多的影响,但是会让软质结构面强度变弱,岩体中的软质结构面遇水之后会进一步软化,抗压能力也会随之降低[1]。所以在边坡治理中,降雨因素对于边坡稳定性的影响需要被充分考虑到。降雨形成的孔隙水增多导致边坡的空隙内压力也会随之增大,不仅会对边坡的稳定性造成影响,而且也是导致边坡变形的因素之一。所以在地质勘查中要采取正确有效的排水系统,将地下水排出,降低空隙水压力,从而提高边坡的稳定性。
二、边坡治理中的排水工程措施
在边坡治理中要想减少地表水及地下水对边坡稳定性的影响,就要考虑边坡周围地区的水文地质条件、降雨情况等因素并且要和生态环境相结合来采取合适的防渗及排水措施。
(一)边坡防渗及排水工程
1. 截水排水沟
在稳定性较低的边坡上方可以设置截水排水沟,以此来稳定斜坡面,这样就可以减少地表水渗入到边坡中。截面尺寸要以防治设计标准为准,否则可能会达不到预期防治的效果,甚至地表水的渗透情况依旧会存在。边坡底部高程和纵比以排除拦截地表水为原则,地面以上多数呈“人”字形分布,依地势而定[2]。
2. 喷射混凝土防护
边坡防渗及排水工程中为了减少雨水渗入,可以在地表或者开挖坡面采取喷射混凝土防护的方式,喷射的混凝土厚度范围在8-15cm左右就可以,在稳定性较差的位置可以采用挂网喷射混凝土的防护方式。在喷射混凝土区域隔3m左右的距离设置一个排水孔,孔深在50-200cm,直径在50-100cm即可。边坡中需要排出的地下水沿着排水孔汇集到坡面顺着排水孔就可以顺利排出了。
3. 空心砖植草防护
大量的地质勘查工程实践证明,在边坡治理过程中,若是采取大面积封闭式防护措施,不仅和周围环境不协调,而且还会造成排水不畅导致边坡开裂,也不符合当今提倡的保护生态环境的要求。当边坡较为平缓时如果采用喷射混凝土防护方式会对地下水的排出起到围堵作用,因为这时的地下水位在弱风化层以上并且地下水的补给源无法切断,这就会导致地下水无法顺利排出,反而达不到预期的效果。这时选择空心砖纸草防护方式就十分明智。空心砖植草防护方式不影响地下水的顺利排出而且对地表坡面也有一定的防护作用,也可以保护整个边坡周围的生态环境。同时为了确保地下水可以顺利排出也可以适当的钻排水孔,根据地下水的位置和埋深情况来决定钻孔的位置和深度。
4. 坡面排水孔
上述几种方法中都有提到排水孔,尤其是喷射混凝土防护和空心砖植草防护两种措施中配以排水孔是十分重要的,具体的深度和直径大小都要根据边坡的为位置及排水状况来决定,这样边坡中的地下水就可以及时排出,对边坡稳定性就不会有太大影响。
(二)地下水排水工程
根据边坡所在地理位置的水文地质结构及地下水的径流方向,可以选择不同的地下水排水工程,例如排水隧道、钻孔排水、排水盲沟等方案。
1. 排水洞
边坡后部深层地下水及排除的边坡内部地下水在拦截的过程中,要保持地下水流向垂直,同时纵向排水隧道要在边坡内部。在边坡两侧设置相应的排水洞和排水孔,与地下水流向保持垂直这样就可以让地下水从边坡内排出[3]。
2. 排水盲沟
排水盲沟适用于边坡内部有积水湿地和泉水露头的情况,在已经建立的排水沟上端可以建立渗水盲沟,深入到湿地内上层,达到疏干滞留的地下水的目的。同时要根据地下水径流方向来建立排水盲沟,避免地下水沉积。排水盲沟不应该采用含泥的碎石块进行填充,地下水如果和碎石块上的泥结合会造成排水管道的堵塞,这样地下水不仅没办法排出甚至会越积越多,最终导致边坡彻底失去稳定性。而且在排水盲沟的顶部和两侧都要做反滤层,道理同上。
3. 排水孔幕
排水孔幕是在排水洞的基础上建立的,为了达到降低地下水水位和地下水渗透压力的目的。针对不同地质条件下的边坡,排水孔幕采用的布置形式也是不同的:对于地下水富集的地带,排水孔通常在2排以上;在地质条件一般的地带,通常采用1排铅直孔就可以达到良好的效果。不过为了保证排水效果明显,尽量采用仰斜孔,直径在50-100mm之间即可。
三、降雨导致边坡稳定性变化的分析
(一)降雨引起的边坡地下水变化
在降雨过程中通过对边坡的后部、中部、坡脚等代表性位置进行观测分析可以得出,边坡后部在无降雨时水位会逐渐降低,降雨后水位立即上升;边坡中部位置水位在降雨量较小时会上升但是并不剧烈,降雨结束后水位也会慢慢下降,但是并不会迅速而明显的下降,而是需要一段时间;边坡坡脚未知水位相对稳定,不会因为降水而产生迅速的变化,当降雨较强时坡脚水位缓慢上升,降雨停止以后水位也会缓慢消散[4]。
(二)降雨对边坡稳定性影响的分析
近几年的地质勘查工程中工作人员也研究了降雨对边坡稳定性的影响,降雨不仅会导致地表水及地下水的增多,同时随着降雨的持续出现也会导致边坡出现暂态饱和区,而且暂态饱和区的静水压力也会随之增大,所以说不止是地表水及地下水对边坡稳定性有影响,暂态饱和区及水压力对边坡的稳定性影响也是需要重视的[5]。
结束语:
在地表水及地下水对边坡稳定性影响的研究中,不仅分析了影响的因素而且对边坡防渗排水工程应该采取的措施也做了探讨,在措施的选择上要考虑当地的降雨和气候条件、生态环境建设和水文地质条件等因素,将各种排水措施相结合,而不能使用单一的方法来进行防护。防护措施也要科学合理,边坡在排出地下水的过程中也可以采用排水洞、排水盲沟和排水孔幕等辅助措施,排水效果更佳,边坡的稳定性也会更好。地表水及地下水对边坡的环境影响也有多个方面的,比如物理化学作用、净水压力等,在不同的条件下的应对策略也是不同的,但是毋庸置疑降雨对于边坡稳定性的影响是较大的,所以说在地质勘查工程中应该将降雨因素作为首要的考虑因素,在将来的地质勘查中会节省更多的人力物力以及时间。也希望本文关于地表水及地下水对边坡稳定性的影响的研究可以为地质勘查工作起到一定的借鉴作用。
参考文献:
[1]吴杨,夏冬,梁冰.基于岩体质量评价与分区的露天矿岩质边坡生态重建技术[J].煤炭学报,2019,44(07):2133-2142.
[2]钱俊锋,黄益灵.反倾岩质边坡的稳定性分析——以嘎夏帕滑坡工程为例[C]//防治地灾 除险安居——浙江省地质学会2017年学术年会.0.
[3]黄益灵,钱俊锋,李相慧,.反倾岩质边坡稳定性分析[J].科技通报,2019(3).
[4]杨忠平,刘树林,刘永权.反复微震作用下顺层及反倾岩质边坡的动力稳定性分析[J].岩土工程学报,2017,40(7).
[5]陈小林.工程地质勘察中的水文地质问题分析[J].中国房地产业,2017(8).