高边坡稳定性分析在安全质量管理中的应用

高边坡稳定性分析在安全质量管理中的应用

陈学权

中国水利水电第四工程局北方公司  青海西宁  810000

摘要：现阶段，在水库工程建设中，要确保高边坡施工的进度和整体工程的质量，要确保水库工程的总体安全和边坡的安全，就必须对边坡进行全面的分析，并针对可能会影响到其稳定性的因素，采取有针对性的加固和防护措施。在保证安全的前提下，既能有效地防止因边坡失稳而引起的周边人身和财产的损失，又能有效地减少养护费用的过多投资，延长边坡的生命周期。本文就此对水库工程高边皮稳定性分析的相关内容进行了探究，以供参考。

关键词：高边坡稳定性分析；安全质量管理；水库工程

引言：

我国不同区域的地形、地貌差异大，水文地质条件复杂，使得水库的勘察、设计工作十分困难，在施工中产生了大量的高边坡。水库高边坡的坡面受短期强降雨、持续性降雨、气候变化的影响；在冻融等多种因素的共同作用下，边坡易产生侵蚀、剥落、泥石流等浅层病害，当其发展到一定程度时，将对边坡的整体稳定性产生不利影响。因此，对高边坡的稳定性进行正确的评估，并在此基础上提出经济、合理和安全的加固方案，是一项非常有意义的工作。

1水库工程边坡失稳原因及破坏形态

1.1水库工程边坡失稳原因

从国内外有关学者的研究结果来看，水库高边坡失稳的原因，大多与其所处的地质条件和地形地貌有密切的联系，其具体表现为：（1）边坡的岩石节理比较发达，并且还遭受到了风化的影响，导致了岩石的强度随时间的推移而大大降低，并且各种物理力学指标都有显著的退化。直到各项指数都降至最低，才能保持坡体的稳定性，从而引起坡体的失稳。(2)对于滑坡区，没有对岩土的各种特性进行充分的分析，仍然使用了很大的斜率，并且没有在施工中按照实际情况做出相应的调整；若仍按原设计标准开挖，则其本身的稳定将无法得到保障。(3)在坡面开挖完毕后，没有对坡面进行适当的防护，使坡面的岩土在日晒雨淋中长年累月地暴露出来，受到风化侵蚀；从而导致了岩土工程中各种参数的劣化和边坡的失稳。(4)山地降水多，降雨可沿坡面向坡体内渗透。岩石和土中含有大量的孔隙水，使岩石和土的强度系数减小，使斜坡的下滑力增加，使斜坡的稳定性下降；同时，岩石和土也会产生软化现象，使边坡抗滑能力下降。

1.2边坡破坏形态分类

当前，常见的水库工程高边坡破坏形态主要有滑坡、崩塌、坍塌三种，每一种边坡破坏形态都具有以下特征：（1）滑坡。滑坡，也就是边坡的坡体沿着不利结构面或者是软弱的夹层整体向下滑动，从而对水库工程形成破坏，对周边居民造成安全威胁，对经济也造成损失。（2）崩塌。崩塌是指在风雨的作用下，一部分岩土在风雨的作用下，沿着断裂面从斜坡上掉落下来，堆积在水库工程，导致水库工程出现隐患。(3)坍塌。坍塌是指在暴雨的影响下，坡面松散的岩石和土发生软化，使其强度急剧下降，最终导致上边坡的失稳。

2水库工程中影响高边坡稳定性的因素

2.1人为因素

（1）削坡的影响。不合理的削坡可以使边坡滑动面的抗滑移能力有所减弱，但不能使边坡的滑移能力减小，从而使边坡失稳系数增大。在切边坡体中穿插有弱夹层等，其构造与坡面结合，形成对稳定性更为不利，失稳的可能性增大。(2)斜坡顶部荷载效应。目前较为普遍的做法是，只对边坡顶部施加一定的荷载，而不对其进行支护，这种做法一方面会使边坡的滑动力增大，另一方面又会使边坡顶部产生拉力，使其剪应力增大，从而使坡顶强度下降。如果坡顶发生了失稳，则会对整体的稳定产生一定的影响，如果遇到降雨或恶劣的气象条件，还会对整体的稳定产生一定的威胁。(3)基坑工程对基坑围护结构的影响。其中，对于水库工程工程的施工，由于一些地下工程的开挖，势必会引起地面的位移。如果位移很大，将导致边坡顶岩土体的变形、开裂；因此，在坡面上易于形成剪切带。当边坡岩土持续引起破坏时，剪缝和裂隙逐步靠近或交叉，结构的整体性就会产生很大的改变，从而引起稳定性的降低；这样就会增加滑坡和塌方的可能性。(4)灌水过程中的入渗效应。人们对坡面进行了相应的绿化处理，在对绿化植被进行灌溉时，会导致水的渗透，使土壤含水率增大，从而导致强度下降，从而影响到坡面的稳定性。因此，要对植物的灌溉量进行适当的控制。

2.2自然因素

（1）岩土类型及性质的影响。边坡的稳定性决定于它的岩土类型和性质。前者是确定边坡稳定性的主要因素。例如，在黄土地区，在岩土干燥的时候，边坡是比较陡峭的，但是如果遇到了水，土体的强度就会大幅度下降。土体发生了很大的形变，很容易发生崩塌。当岩体为花岗岩体时，石灰岩的崩塌往往是造成该斜坡的主要原因。在板岩和千枚岩等变质岩区，滑移变形普遍存在，并引起了斜坡的破坏。在恒定坡高的情况下，可以看出，坡度和岩石的硬度之间存在着显著的正相关性。(2)对水力作用的影响。降雨持续入渗将导致地下水位发生改变，进而改变边坡岩石的物理力学特性，使其失稳。一般而言，地下水埋深越高，岩土体的抗剪强度就越低，这时岩土体就越容易发生变形，边坡的稳定性也就越差。（3）气候因素影响。通常而言，各地的天气状况也各不相同，这往往也会影响降水。在频繁的降雪或暴雨后，积雪融化，大量的水分就会慢慢的渗透到地面，滑坡就会变得越来越普遍。降雨和融雪等多种因素对岩石和土的含水率产生影响，从而对岩石和土的强度产生影响。当水压力增大时，土体的滑移阻力将会减小。在这种情况下，边坡滑动面的抗滑性降低，而反向滑动力增加，从而形成了边坡的滑坡，并对边坡的稳定性造成了一定的影响。(4)土壤风化对土壤侵蚀的作用。受风化作用，岩土的剪切强度将大大降低，由于裂隙的存在，岩土的稳定性将大大降低。同时，裂隙也能提高岩石和土壤的渗透能力，使降雨和其他物质易于进入和影响到地下水的状况。在恶劣的气候条件下，岩石和土体可能随着边坡一起滑动或坍塌，对边坡的完整性和稳定性产生很大的影响。(5)地震效应。在地震作用下，斜坡岩石的剪切应力将显著增大，但其抗剪强度将随之下降，从而导致斜坡的失稳。

3水库工程加强高边坡稳定性的措施

3.1水库工程边坡的加固措施

3.1.1抗滑桩加固

抗滑桩是将其埋入到已固结的岩石中，利用其自身的锚固力来对抗斜坡的推力，从而实现对斜坡的稳定。为了充分发挥抗滑段的抗滑能力，减少桩身的推力，降低桩身的截面面积和埋深，通常将抗滑桩布置在边坡的边坡上。而在一些较大的滑坡中，为了平衡滑体的推力，往往需要在其上布置两三排抗滑桩。抗滑桩具有简单明确的受力形式，抗滑性能好，支护效果好等特点，但其成本也比较高。

3.1.2抗滑挡土墙加固

结果表明，采用抗滑式挡墙后，边坡受力不大，且具有很好的稳定性。小规模边坡的防滑墙一般都设置在滑坡体的底部或前端。而在中、大边坡上，通常采用与排水、刷土和减轻重量相结合的防滑墙。在修建挡土墙时，必须对斜坡的工程地质条件、斜坡的结构特性等做全面调查，从而精确地确定斜坡的推力。重力抗滑挡墙是当前工程中应用最广泛的一种挡墙。

3.1.3锚杆（索）加固

锚杆（索）主要由锚头、自由节段和锚固节段三部分构成，其最大的特点是可以极大地减轻建筑物的自重和节省工程材料，其经济和社会效益十分明显。锚杆（索）通常由锚头、自由节段和锚固节段三部分构成，将其应用于边坡支护中，一方面可以通过锚索对基岩的锚固作用，在基岩中形成压应力区，另一方面可以加固基岩，提高基岩稳定性。在此基础上，提出了增强斜坡整体强度，确保斜坡稳定的措施。

3.1.4注浆加固

灌浆是利用空气压力、水压等方法，将浆液灌入孔隙、裂缝中，以改善斜坡的物理机械特性，增加斜坡表层岩石的抗滑力；具有改善斜坡稳定的作用。注浆处理通常是对岩质边坡进行处理，但也常与锚固相结合。

3.2高边坡防护措施

3.2.1生态防护

在各种护坡措施中，生态护坡通常是最佳的护坡措施，其主要方法是在坡面种植草木，降低坡面流速；同时，通过植物根系固结表土，有效地减缓了坡面的侵蚀，达到了防护边坡的目的。采取生态保护措施，不仅可以美化周边的环境，还可以有效地调整坡面的温度和湿度，保证坡面的稳定。同时，该生态保护措施易于实施，经济、环保效果显著。在植物选择上，应尽量选用根系发达，抗旱性好的植物。在植物种植后较长的一段时期内，要对植物进行精心的养护，强化肥料和水的管理，确保植物的生长所需要的营养和水分，促进植物的快速生长。因为植物的生长需要一定的时间，所以它需要长时间的人工照顾，在这段时间里，它会消耗很多的人力和物力。然而，当植物长成之后，它所能发挥出来的防护作用，要比一切人为建造的防护措施都要好。所以，它是值得我们大力推广的。另外，我国自从提出了可持续发展的战略，就开始大力倡导生态文明，主张把经济发展和环境保护有机地结合起来；从这一点上讲，生态护坡才是最好的护坡方式。

3.2.2冲刷防护

在水库工程中，必须通过有效的方法对边坡进行保护。在用干砌片石对边坡进行保护的时候，要保证砌体的顶端与两端以及边坡的衔接牢靠，并在基地土质变化区域设置水泄孔和沉降缝，以防止水的入侵；控制地基下沉。防冲也可分为两类：（1）间接防冲。在工程实践中，利用顺坝、丁坝等引导治理构筑物，实现了对河流流向、流速的有效调控。(2)直接保护方法。重点对边坡进行加固，以增强边坡稳定；在河流流向平稳，地基边坡或岸滩浸水严重的情况下，可采取抛石的方法；可选用石笼式防护方式。另外，当水库处于多降雨、峡谷急流地区时，也可考虑使用浸水挡墙。

3.2.3工程防护

（1）干砌片石防护。在地基边坡防护中，利用干砌块石料对高边坡进行有效保护，既可减少地表降雨、降雨等对边坡的侵蚀，又可抑制堤坝内水流对高边坡的冲刷。一般来说，对坡脚为45°、岩石风化严重或土质边坡等，可考虑在使用干砌片石防护措施的同时，加强排水处理。然而，该技术也有很大的不足，并不适合所有的高边坡，当高边坡要承担主动土压力，含水量高，极易发生冻害时，应尽可能避免采用该技术。采用干砌块石作为围护结构，其排水管道的抗冲性、抗渗性等都有很大的不足，同时也会对周围的环境产生污染。(2)拱门和栅格保护。与干砌片石防护相比，拱式与网格防护措施拥有更强的排水和抗冲刷能力，同时还可以有效地对坡面进行绿化，再加上外形美观；它可以同时具有保护和绿化两种功能，因此，它被广泛地用于长直线和高填方等边坡，并逐步被用于高边坡的防护。(3)喷浆保护。该护坡技术对高边坡的防护起到了很好的效果。目前，喷砼加固技术主要有两类：一类是采用喷砼加固技术，即采用喷砼加固技术，并采用锚杆锚固加固高边坡，以达到加固边坡的目的。二是素喷混凝土护坡，它是一种简单易行的方法，通过在相对平坦的岩面上喷洒一定厚度（用高等级水泥制成）的水泥砂浆，将岩面上的固体粒子粘结在一起，从而保证岩面的稳定性，并保证行人的行车安全。这种方法可以用来保护表面是松散的岩石土，风化的岩石面，碎石土。当然，对于容易发生滑坡的地区，如果采用这种方法，也可以起到预防早期滑坡的作用。

结束语：

综上所述，在水库工程建设工作中，地基边施工的稳定是一个难点，它对工程的施工、进展和最终的质量起着至关重要的作用。在工程建设过程中，要重视高边坡的稳定性，既能保证施工人员的安全，又能保证水库的长期稳定运营，减少水库工程养护的投资。

参考文献：

[1]张明.公路高边坡施工期稳定性监测分析[J].山东交通科技,2022,(05):103-105.

[2]刘楠.城市高边坡开挖稳定性分析及防护方案设计[J].黑龙江交通科技,2022,45(10):58-60.