巖土工程地質(zhì)災(zāi)害成因及防治方法

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摘要：巖土工程作為基建項(xiàng)目體系中的重要組成，有著很強(qiáng)的復(fù)雜性及系統(tǒng)性。因此，必須科學(xué)合理地進(jìn)行巖土工程開發(fā)，否則極易引起地質(zhì)災(zāi)害，進(jìn)而給巖土工程和人們的生命、財(cái)產(chǎn)帶來(lái)極大的威脅。基于此，文章以巖土工程為對(duì)象，從常見的地質(zhì)災(zāi)害入手，分析了其形成原因，并提出了針對(duì)性的防治方法，希望可以有效防治地質(zhì)災(zāi)害，推動(dòng)巖土工程實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。

關(guān)鍵詞：巖土工程；地質(zhì)災(zāi)害；防治方法

在社會(huì)及經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，巖土工程開發(fā)的規(guī)模及數(shù)量不斷增大，這加快了各種生態(tài)資源的開發(fā)速度，但也對(duì)地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生極大的破壞，最終引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害而威脅人們的安全。對(duì)此，需要加大地質(zhì)災(zāi)害防治的研究力度，找出有效措施以防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和蔓延。

1巖土工程中常見的地質(zhì)災(zāi)害

1.1滑坡。滑坡指的是巖土架構(gòu)在受到地面振動(dòng)及斜坡沖刷的作用力后發(fā)生的巖體滑動(dòng)現(xiàn)象。通常情況下，斜坡上的巖土結(jié)構(gòu)有著較好的穩(wěn)定性，在沒有很大的外力影響的情況下，是不會(huì)發(fā)生滑坡問題的。現(xiàn)實(shí)中引發(fā)滑坡災(zāi)害的因素有很多，如坡腳大面積破壞、水土流動(dòng)、雨水沖刷、地表水侵蝕及巖土過量開發(fā)等都會(huì)誘發(fā)滑坡。滑坡破壞力很大，且多發(fā)于地勢(shì)落差大、施工邊坡及降水量大等地方。在野外判斷滑坡穩(wěn)定性的依據(jù)如表1所示。1.2崩塌。崩塌也稱作塌方、垮塌等，多發(fā)于陡坡上，屬于一種在重力作用下巖石泥土脫離原結(jié)構(gòu)而發(fā)生的滾落或滑落堆積等現(xiàn)象。根據(jù)發(fā)生的結(jié)構(gòu)體的不同，崩塌有不同的類型，發(fā)生于土體中的崩塌為土質(zhì)崩塌、發(fā)生于巖體中的崩塌為巖質(zhì)崩塌、發(fā)生于山體中的崩塌為山體崩塌不管哪種性質(zhì)的崩塌均會(huì)給附近建筑及居民帶來(lái)災(zāi)難性破壞及傷害，也會(huì)釀成無(wú)法挽回的生命、財(cái)產(chǎn)損失。崩塌示意圖如圖1所示。1.3泥石流。泥石流多發(fā)于山溝或山坡地帶，通常都是在強(qiáng)暴雨或暴風(fēng)雪等惡劣天氣影響下而形成攜帶大量沙土及石塊等的洪流，奔流而下危害山下建筑設(shè)施及居民生活。也正是因?yàn)槟嗍髦袔в写罅康哪嗌臣皥?jiān)硬石塊，所以其通常具有較強(qiáng)的災(zāi)難性。而巖土工程開發(fā)的整個(gè)過程中，難免會(huì)砍伐大量的植被，或是產(chǎn)生并丟棄大量的建筑廢棄物等，進(jìn)而增大泥石流形成及發(fā)生的概率。1.4地面變形。地面變形在現(xiàn)實(shí)中主要表現(xiàn)形式有地面沉降、地面塌陷及地面裂縫。從我國(guó)整體的有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)來(lái)看，約有70座城市是地面沉降的易發(fā)區(qū)，其中一半以上的城市的地面沉降高達(dá)3m以上，易形成地質(zhì)災(zāi)害。而且這70座城市的地面沉降分布特性不一致，有的分布比較集中，有的分布比較分散。地面變形多發(fā)于礦產(chǎn)資源或地下水過量開采、巖溶活動(dòng)頻繁等地區(qū)。

2巖土工程中地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的原因

巖土工程地質(zhì)災(zāi)害形成的原因可以主要?jiǎng)澐殖蓛煞N：（1）因大自然活動(dòng)的影響作用而形成的地質(zhì)災(zāi)害，即自然地質(zhì)災(zāi)害。自然地質(zhì)災(zāi)害屬于第一環(huán)境問題，一般不易受到人類的活動(dòng)影響而出現(xiàn)大的遷移及變化，這也就是說(shuō)自然地質(zhì)災(zāi)害有著很強(qiáng)的固有形態(tài)及自然特性。（2）受人類活動(dòng)影響而形成的地質(zhì)災(zāi)害。這類地質(zhì)災(zāi)害屬于第二環(huán)境問題，主要是由于人類為了生存發(fā)展而大量開發(fā)自然資源及建設(shè)各種工程，對(duì)自然環(huán)境及地質(zhì)形態(tài)形成很大的甚至不可修復(fù)的破壞，進(jìn)而形成了各類地質(zhì)災(zāi)害，威脅人類安全。這類地質(zhì)災(zāi)害有著明顯的人為性，和自然地質(zhì)條件沒有任何關(guān)系。巖土工程中地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的原因主要是氣候變化和自然地質(zhì)演化中受人為因素的影響而使得巖體結(jié)構(gòu)的自然演化周期被極大減短，穩(wěn)定性被破壞，進(jìn)而造成巖土工程中各類地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，且有著很強(qiáng)的突發(fā)性及分布不均衡性，極大地威脅著人民的生命及經(jīng)濟(jì)安全。巖土工程開發(fā)的區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境本來(lái)就比較脆弱，極易因各種破壞行為而誘發(fā)滑坡、泥石流及地震等自然地質(zhì)災(zāi)害。但是人類為了生存發(fā)展或者私欲、私利而大面積破壞自然環(huán)境、頻建各種工程等，這些行為都會(huì)加劇地質(zhì)結(jié)構(gòu)失衡，進(jìn)而增大崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的概率。由此可見，誘發(fā)巖土工程地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的主要因素就是人為過度開發(fā)及開采，這也是巖土工程地質(zhì)災(zāi)害防治的重點(diǎn)。

3巖土工程中地質(zhì)災(zāi)害的防治辦法

3.1滑坡防治。要想滑坡防治取得良好的效果，需運(yùn)用多種方法結(jié)合的方式進(jìn)行防治。（1）清除地表積水，然后降低表層巖土結(jié)構(gòu)重量，再填土并壓密實(shí)。這個(gè)過程中最常見的是抗滑擋土墻技術(shù)，此法不僅施工操作簡(jiǎn)單、用時(shí)短，而且也不會(huì)對(duì)其他地質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。而交通工程中之前用的最多的是抗滑樁技術(shù)，由于應(yīng)用效果不太理想而被棄用。但是，近年來(lái)，有相關(guān)技術(shù)人員在滑坡防治中用到了抗滑樁技術(shù)，而且獲得比較理想的效果，所以相關(guān)技術(shù)人員又從各方面創(chuàng)新了抗滑樁技術(shù)，并把此技術(shù)應(yīng)用到地表積水排除及降低地表巖土重量等工作中。抗滑樁技術(shù)經(jīng)完善后通常會(huì)和支擋方法、消防工程、排水設(shè)施等綜合在一起來(lái)對(duì)滑坡進(jìn)行防治。（2）對(duì)地表及地下積水進(jìn)行有效排除，需要聯(lián)合應(yīng)用錨索和錨索樁支擋技術(shù)。目前，滑坡防治工作中的鋼筋混凝土格構(gòu)錨固技術(shù)也有很高的認(rèn)可度，常被應(yīng)用于水利工程施工建設(shè)中，且能夠達(dá)到預(yù)期的滑坡防治效果。鋼筋混凝土格構(gòu)錨固技術(shù)是先利用格構(gòu)梁技術(shù)對(duì)坡面進(jìn)行有效防護(hù)，再運(yùn)用預(yù)應(yīng)力錨索來(lái)加固坡面，實(shí)現(xiàn)對(duì)滑坡的防治。同時(shí)，鋼筋混凝土格構(gòu)錨固技術(shù)在防治地質(zhì)松軟堆積層地質(zhì)災(zāi)害時(shí)也有明顯優(yōu)勢(shì)，可以應(yīng)對(duì)各種地形條件且不需用到大型機(jī)械設(shè)備，所以鋼筋混凝土格構(gòu)錨固技術(shù)也有著非常好的靈活性、適應(yīng)性及操作方便性。3.2崩塌防治。崩塌防治工作中應(yīng)先充分分析及考慮巖土結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)程度，再采取針對(duì)性的措施加固巖土結(jié)構(gòu)，預(yù)防和控制卸荷裂隙區(qū)向外擴(kuò)張，以達(dá)到增強(qiáng)巖體穩(wěn)定性的目的。通常情況下，崩塌防治比滑坡防治難度小且操作簡(jiǎn)便。在陡峭的邊坡上，因?yàn)楣?jié)理裂隙和結(jié)構(gòu)面會(huì)形成相互作用力，人力無(wú)法對(duì)其進(jìn)行有效影響，所以通過人力來(lái)控制此處卸荷裂隙區(qū)的擴(kuò)展極為困難。而針對(duì)那些裂隙較多的區(qū)域，可先清理掉危險(xiǎn)巖體，再運(yùn)用錨桿加掛網(wǎng)噴護(hù)來(lái)錨固巖體，增強(qiáng)巖體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。此外，崩塌防治加固工作中要先結(jié)合巖土結(jié)構(gòu)、卸荷裂隙擴(kuò)張程度及裂隙面情況等情況來(lái)設(shè)計(jì)出適用可行的加固方案，并明確加固措施，確保崩塌防治達(dá)到理想效果。3.3泥石流防治。泥石流防治工作中應(yīng)全面分析和考察目標(biāo)區(qū)域內(nèi)發(fā)生災(zāi)害的可能性，再選擇生態(tài)工程、溝、坡等措施綜合在一起應(yīng)用，確保泥石流防治的效果。泥石流防治的3個(gè)重點(diǎn)區(qū)域分別是上坡、堆積區(qū)及溝谷區(qū)，在這3個(gè)重點(diǎn)區(qū)域應(yīng)種植森林加以防護(hù)，在上游的清水區(qū)可選擇種涵養(yǎng)林，有效治理裸露的坡面，侵蝕較重的溝谷區(qū)應(yīng)積極選種防護(hù)林，改善侵蝕情況，并增強(qiáng)坡面的穩(wěn)定性。同時(shí)，也可在泥石流多發(fā)區(qū)修建小型水利設(shè)施，使得降水和徑流可以匯聚到一點(diǎn)，為森林植被提供灌溉水源。針對(duì)溝谷區(qū)防治泥石流，還可修筑攔沙壩，增強(qiáng)溝床及坡岸的穩(wěn)固度，避免其下滑的同時(shí)還能有效減小泥沙流動(dòng)。此外，也可在泥石流多發(fā)區(qū)修筑引導(dǎo)及清淤等護(hù)岸工程，降低泥石流發(fā)生的概率。3.4地面變形防治。地面變形防治常用技術(shù)主要包括如下3種：（1）強(qiáng)夯技術(shù)。該技術(shù)是通過夯錘的錘擊力來(lái)夯擊土體，使其足夠密實(shí)，增強(qiáng)土壤結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，防治地面出現(xiàn)坍塌。此項(xiàng)技術(shù)多用于土質(zhì)軟弱區(qū)及松軟泥土夯實(shí)中。（2）填堵法。此技術(shù)在較深的塌陷坑洞中應(yīng)用最多，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，先清理掉坑洞中既有的松軟土體，再在坑洞內(nèi)回填塊石及碎石，進(jìn)行放濾，接著鋪設(shè)一層黏土，最后通過夯錘來(lái)夯擊密實(shí)。（3）灌漿法。此技術(shù)多用于加固余巖土施工中，具體操作過程：自巖體孔洞或人工鉆孔中把提前制成的漿體灌入，待漿體凝固后達(dá)到增強(qiáng)巖體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的目的。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上，因?yàn)閹r土工程中地質(zhì)災(zāi)害類型繁多、發(fā)生時(shí)間不可控、成因不同等特點(diǎn)，所以相應(yīng)的防治工作具有很強(qiáng)的復(fù)雜性及系統(tǒng)性。因此，巖土工程地質(zhì)災(zāi)害防治工作中，必須先全面分析并掌握地質(zhì)災(zāi)害具體的形成原因、類型及相關(guān)防治技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)等，再設(shè)計(jì)適用可行的防治方案，明確技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，最后嚴(yán)格控制防治技術(shù)措施實(shí)施的質(zhì)量，從而有效防止巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

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作者:侯慶龍 侯健 單位:山東省煤田地質(zhì)局第二勘探隊(duì)