探讨边坡开挖引起的环境地质问题

【摘 要】由于地质、地形因素的制约，一些新建基础设施与原有铁路隧道距离较近，如在傍山隧道处修建水库、公路等基础设施，这些新旧结构物之间的距离较小，新设施的修建必定会对既有隧道、路基、建筑物产生不利影响。因此，分析边坡开挖对附近环境的影响至关重要，本文通过阐述其对周边自然环境、建筑房屋、公路隧道等的影响，找到并制定解决的措施。

【关键词】边坡开挖；影响

边坡开挖的技术措施一定要科学合理、系统规范、针对性强；既要重视对边坡现状的分析研究，又要重视研究对边坡可能产生潜在影响的各种因素。工程边坡防治工程要纳入整个工程建设项目之中，统筹安排；建设布局要充分考虑建设项目对边坡的影响，边坡的防治措施也一定要满足工程布局对边坡的要求。

1.边坡开挖的施工力学对地质环境影响

1.1 应力和位移的力学影响

原始自然坡体经过人为开挖后，坡体内原有的力学平衡状态被打破，坡体内各点的应力发生调整，该点同时发生变形，以便达到新的力学平衡体系。在这个过程中，应力调整实际上是在有限范围内进行的，即在开挖临空面附近调整变化较大，在较远区域变化较小，总体上呈现衰减变化的趋势，一定距离后则无开挖影响。通常把坡体内应力和位移调整变化较大的区域称为开挖影响范围或开挖松弛区，开挖坡体所发生的失稳破坏就出现在此范围内。失稳破坏的形式一般是沿某滑面发生滑动破坏，该滑面是在开挖过程中逐渐形成的，在此称为潜在滑面。确定开挖影响范围和潜在滑面，对于正确认识坡体稳定性，从而采取合理加固防护措施是非常重要的。

1.1.1解决该问题的方法可以依据以下方法：分析边坡开挖导致的应力和位移的变化规律就可确定其影响区范围与潜在滑面的位置。利用楔体理论分析了开挖边坡坡体内的应力与变形规律，由此确定开挖影响范围和潜在滑面的方法。

1.2 边坡开挖的爆破力学影响

爆破力学影响主要是爆破振动力学影响，以其对隧道的影响为例，爆破产生的振动效应对隧道的影响与地震相似，其主要的区别就是，爆破振动波高频成分起到强烈作用，且作用时间短，施工爆破对既有线路隧道的破坏以高频波破坏为主。而地震则是以低频波为主，作用时间长。

1.2.1解决该问题的方法可以依据以下方法：根据不同的部位、不同时段.各类保护对象选取不同的爆破安全振速控制标准，计算出不同爆破安全振速控制标准条件下的最大允许单响药量，以其中最小的药量作为单次爆破药量的控制范围。设置减震孔，减小控制爆破规模，严格爆破工艺。根据每次爆破情况的不同，制定相应的、可靠的爆破设计，施工中严格按照爆破设计布孔、装药、联网.经施工单位“三检”和监理终检核实无误后。签发“准爆证”，实施爆破。重点控制预裂孔的造孔精度（孔位、孔向、孔深）及装药量的准确性，特别是预裂孔的药量和药卷的分布位置要准确。

1.2.2爆破最大单响药量按萨道夫斯基公式计算：

式中，V为质点振动速度，m/s；Q为爆破装药量，齐发爆破时取总装药量。分段延迟爆破时视具体条件取有关段的或最大一段的装药量。kg；R为爆破区药量分布的几何中心至观测点或建筑物、防护目标的距离，m；K、a为与场地地质条件、岩体特性、爆破条件以及爆破区与观测点或建筑物、防护目标相对位置等有关的常数，其值可参照规范的数值，具体由爆破试验确定。

2.边坡开挖对周边地质环境的影响

2.1 边坡开挖对周边建筑房屋的影响

邻近建筑物的边坡开挖过程对边坡的稳定及其对建筑物的影响较为复杂。土体表面倾斜，在开挖过程中会产生应力回弹，土体会产生位移和变形，甚至是滑坡破坏，这种情况在坡顶邻近有建筑物时表现更为剧烈。坡顶邻近建筑对边坡有荷载作用，加剧了边坡开挖产生的变形，而在这个变形作用下，不但边坡稳定受影响，而且严重影响了邻近建筑的稳定。

2.1.1解决该问题的方法可以依据以下方法

基础邻近边坡边缘时，应考虑边坡对地基承载力和基础变形的影响，并对建筑物基础稳定性进行验算。边坡开挖时，除了岩土体的自身松动破碎掉块，开挖破坏了边坡原有岩土体应力场，开挖后应力释放产生回弹。因此为保证边坡自身的稳定问题和维持建筑物本身稳定，那么其基础不能有过大的沉降和不均匀沉降。同时不但要保持边坡的稳定，而且对边坡的变形需要进行严格的控制，最终达到不影响建筑物的稳定性。

2.2 边坡开挖对周边自然生态的影响

工程大量的劈山、坡脚开挖，不可避免破坏原有山林植被，降低其原有的保持水土能力。工程建设开挖土石方量大面广，在临时堆放过程中若处置不当，也将造成严重的水土流失。大量的劈山平地改变了现状地形，形成许多的陡峻坡面，在水力、重力诱发下，轻则造成边坡失稳，重则极易发生崩塌、滑坡，影响地区安全。边坡开挖工程破坏了原有植被覆盖层，导致大量的土地，然而以前的工程设计与施工过程中极少地考虑环境协调问题，造成构筑物与环境不和谐、不美观。

2.2.1解决该问题的方法可以依据以下方法：

边坡开挖等容易造成松散坡面的施工工序应尽量避开雨季，以减少水土流失，否则必须采取必要的水土保持临时防护措施。在施工便道防治区，由于施工便道是运输土料的重要通道，承受的行车荷载及交通量很大，加之雨水的淤积及冲刷极易破损。因此，施工便道修建中排水措施对水土流失的防治很重要。在弃渣场、取土场防治区，取土和弃土转运要合理安排，运输车辆采取加盖蓬布或其他措施防止沿途弃撒，避免人为造成水土流失。

同时结合生物措施。主线工程防治区，在路基施工和施工场地的平整前，一般先剥离20cm的表土覆盖层，推在一边堆放再利用，为了防治土壤流失，在临时堆土周围可用袋装弃土临时拦挡，高度1.5m左右，同时播撒草籽形成覆盖层保护。临时用地（营地、施工场地、混凝土搅拌场、材料堆放场地等临时占用土地）在恢复原使用用途之前，边坡也应采取撒播草籽等措施形成覆盖层等临时防护措施。

施工便道防治区，在施工临时便道两侧撒播草籽，尽快形成覆盖层，可以有效地防治水土流失。开挖或填方坡面采取植草护坡，草种选择根据当地自然条件决定，选择抗逆性能好、生长快的乡土草种。永久便道道路两旁还应栽植行道树进行绿化。临时弃土弃渣应集中堆放，用干砌石围挡防护，采取快速恢复植被的方法进行防护，可在表面撒播草籽尽快形成植被覆盖。

结语

因此，在新的工程项目施修建之初，针对边坡开挖的设计方案中就要考虑的问题是如何保证修建期间及后期既有的周边环境设施安全，同时保证在这之后，不会因此工程项目产生任何地质问题而影响国家、人民的财产安全。

同时，项目管理单位要建立健全各项管理制度和监测网络，坚持谁受益谁防治，谁诱发谁治理的原则；坚持工程建设与地质灾害防治相统一的原则；坚持分工合作、各负其责、落实好责任制的原则。

参考文献

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