巖土工程地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)及預(yù)控措施

姚桂嘉

（中國(guó)建筑東北設(shè)計(jì)研究院有限公司，福建 泉州 362000)

0 引言

巖土工程包含著地面、水土、巖石和土壤等多個(gè)部分，由于巖土工程與環(huán)境之間有著非常緊密的聯(lián)系，能夠?qū)Νh(huán)境造成一定影響，一旦發(fā)生問題，將會(huì)造成地質(zhì)災(zāi)害。我國(guó)的地質(zhì)環(huán)境非常復(fù)雜多樣，環(huán)境氣候多變，地質(zhì)災(zāi)害更容易發(fā)生，并且地質(zhì)災(zāi)害的種類較多，破壞性大，會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡情況[1]。為了降低地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生頻率和嚴(yán)重程度，需要及時(shí)地提出地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)和預(yù)控措施。最直接的防治措施就是停止資源開發(fā)、保護(hù)環(huán)境，但是這種做法不利于我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)。提出防治技術(shù)和預(yù)控措施時(shí)需要將發(fā)展和保護(hù)放在同等重要地位上，既不影響我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也要能夠降低地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。文章通過對(duì)巖土工程地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)和預(yù)控措施進(jìn)行研究，目的在于降低巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，減少地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人類的傷害程度。

1 巖土工程及地質(zhì)災(zāi)害概念簡(jiǎn)介

1.1 巖土工程

距今，巖土工程已經(jīng)有幾十年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一套理論體系，但是隨著巖土工程的不斷深入研究，還存在非常大的發(fā)展空間，所以還需要對(duì)其進(jìn)行不斷分析。地質(zhì)工程學(xué)主要研究的是巖土工程開采對(duì)環(huán)境造成的影響，通過專業(yè)的分析研究，能夠發(fā)現(xiàn)更加全面的地質(zhì)保護(hù)措施和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防措施。巖土工程的主要內(nèi)容如表1 所示，其中包含研究對(duì)象和研究?jī)?nèi)容，通過其研究?jī)?nèi)容可知，巖土工程屬于一項(xiàng)綜合學(xué)科。

表1 巖土工程主要內(nèi)容

1.2 地質(zhì)災(zāi)害

地質(zhì)災(zāi)害就是在自然環(huán)境的作用下，因?yàn)槿藶榈挠绊憦亩沟玫刭|(zhì)出現(xiàn)一系列的破壞性事故。比較常見的地質(zhì)災(zāi)害有泥石流、山體滑坡等。由于我國(guó)地質(zhì)環(huán)境較為特殊和復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生較為頻繁，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)表明，地質(zhì)災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失占據(jù)的比重較大。所以我國(guó)亟需使用合理的防治技術(shù)和防控措施降低地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，從而減少經(jīng)濟(jì)損失。地質(zhì)災(zāi)害除了會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失之外，還會(huì)影響到生態(tài)環(huán)境。地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生會(huì)浪費(fèi)較多的自然資源，造成環(huán)境惡化，還會(huì)造成水土流失等一系列生態(tài)問題[2]。所以地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)和預(yù)控非常重要。

2 常見的地質(zhì)災(zāi)害

自然災(zāi)害種類非常多，聯(lián)合國(guó)一共將其劃分為30 多種，比如海洋災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境災(zāi)害等。其中地質(zhì)災(zāi)害在我國(guó)的發(fā)生頻率較高，巖土工程中地質(zhì)災(zāi)害常見的有崩塌、山體滑坡、泥石流、地面變形等。以下將對(duì)我國(guó)常見的4 種地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行分析。

2.1 山體滑坡

這種地質(zhì)災(zāi)害就是因?yàn)樯襟w斜坡上的巖石因?yàn)槭艿酵饬Φ挠绊?，從而使其土質(zhì)松軟，難以承受住山體的壓力，導(dǎo)致巖石和土體持續(xù)從山坡上滑下[3]。當(dāng)出現(xiàn)山體滑坡時(shí)，會(huì)有大量的巖石和土體滑下，導(dǎo)致附近居民的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全受到嚴(yán)重威脅。而且當(dāng)出現(xiàn)山體滑坡時(shí)，發(fā)生的速度非?？?，并且很突然。造成山體滑坡的因素可能是地震、水土流失較為嚴(yán)重、大面積持續(xù)降雨等。為了降低山體滑坡的影響，需要做好相關(guān)的預(yù)防工作。

2.2 崩塌

崩塌就是山體突然全部塌陷下來，該地質(zhì)災(zāi)害具有很大的危險(xiǎn)性。主要是因?yàn)樯襟w下部分出現(xiàn)空虛導(dǎo)致無法承受住上部山體的壓力，從而發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害。崩塌這種地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要原因在于人為因素。因?yàn)槿藗儗?duì)山體進(jìn)行過度開采，在山體的底部過度挖掘，然后隨便堆砌，就會(huì)導(dǎo)致山體底部的承受能力變?nèi)?，從而造成崩塌現(xiàn)象。巖土工程中出現(xiàn)崩塌現(xiàn)象將會(huì)造成工程整體施工受到影響，嚴(yán)重的還會(huì)造成人員傷亡情況。

2.3 泥石流

如果山坡原本穩(wěn)定的泥沙發(fā)生松動(dòng)現(xiàn)象，再遇上強(qiáng)降雨或者大面積的冰雪融化，山坡上松動(dòng)的泥沙則會(huì)隨著水一同流下，從而形成泥石流災(zāi)害。造成泥石流災(zāi)害的因素也比較多，但是其中最主要的因素在于人為因素。因?yàn)閷?duì)山體進(jìn)行開鑿時(shí)沒有使用合適的開鑿方式，對(duì)樹木進(jìn)行隨意砍伐，對(duì)山體進(jìn)行過度開墾，或者是將山體挖掘之后的巖石和巖土隨意堆放等，這些都會(huì)引起泥沙發(fā)生松動(dòng)，從而造成泥石流災(zāi)害[4]。泥石流出現(xiàn)后，處于地勢(shì)較低的居民將會(huì)受到非常嚴(yán)重的影響，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。

2.4 地面變形

巖土工程中非常常見的一種地質(zhì)災(zāi)害即為地面變形，地面變形主要表現(xiàn)在地面出現(xiàn)沉降或者塌陷，常見的還有裂縫形式。出現(xiàn)地面變形的主要因素也屬于人為因素，比如對(duì)地下的巖溶和活水等資源進(jìn)行過度開發(fā)，使得地下結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而出現(xiàn)地面變形現(xiàn)象。所以在巖土工程中需要做好勘查工作，從而防止地面變形災(zāi)害的發(fā)生。

3 巖土工程地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)

3.1 加固技術(shù)

有些工程建設(shè)在河邊，地質(zhì)較為松軟，會(huì)出現(xiàn)明顯的滲水現(xiàn)象。因?yàn)檐浲恋鼗暮?、觸變性和高壓縮都比較大，在施工過程中為了避免建筑沉降，需要花費(fèi)大量時(shí)間用于排水上。有些工程是使用柔性樁復(fù)核地基，使用預(yù)應(yīng)力混凝土空心管樁作為加固方式。在地質(zhì)災(zāi)害防治中使用地基加固技術(shù)屬于常見方式，增加地質(zhì)工程的穩(wěn)定性，能夠預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。比如地基出現(xiàn)問題，可以使用預(yù)壓法、夯實(shí)法等加固技術(shù)，從而提高地基層的穩(wěn)定性，使之承受能力變強(qiáng)，有利于增強(qiáng)建筑的穩(wěn)固性。加固技術(shù)中預(yù)壓法有兩種方式，即堆載預(yù)壓和真空預(yù)壓。兩種方式的適用范圍不一樣，其中第二種方式主要在土層厚度比較大的地方進(jìn)行使用，則第一種方式正好與之相反，比較適用于土層厚度較小的地方。需要注意的是，對(duì)地基使用加固技術(shù)需要使用到網(wǎng)格法，進(jìn)一步加固黏性較大的土層，并且將巖石之間的縫隙進(jìn)行填充，從而增加巖石的密實(shí)度，提高其受壓強(qiáng)度。在土層的加固方式中，還存在很多其他的方式，比如灌漿法和電化學(xué)法等，每種方式的使用范圍不一樣，需要根據(jù)實(shí)際的巖土工程進(jìn)行選擇最為合適的加固方式。

3.2 抗滑樁施工技術(shù)

有些工程位于西南地區(qū)，靠近山壁，在雨季時(shí)降水量非常大，容易出現(xiàn)山體滑坡災(zāi)害。于是通過使用抗滑樁施工技術(shù)能夠起到一定的穩(wěn)固效果，從而降低山體滑坡出現(xiàn)的頻率。在地質(zhì)災(zāi)害的防治中使用抗滑樁施工技術(shù)具有一定的效果，能夠得到非常合理的運(yùn)用。但是在使用該技術(shù)過程中，需要注意以下三點(diǎn)情況。

（1）抗滑樁在布置過程中，需要進(jìn)行綜合分析，需要考慮到滑坡體的推力和厚度，最好是將其布置在推力小且土層薄的地方?？够瑯兜拈L(zhǎng)度不能過長(zhǎng)，一般情況下不能超過35m?？够瑯兜牟贾眯问娇梢允菃闻判问?，也可以是分段阻滑方式，其適用范圍不一樣，前者比較適用于推力較小的地方，后者則比較適用于推力很大的地方。

（2）抗滑樁的位置需要具有精確性：在施工過程中，如果樁體的位置不準(zhǔn)確，或者誤差較大，就會(huì)直接造成該樁體的穩(wěn)定性出現(xiàn)問題，于是地質(zhì)災(zāi)害的防護(hù)工作就難以實(shí)現(xiàn)。

（3）確定樁孔：挖孔的方式有機(jī)械挖孔和人工挖孔，這兩種方式都具有各自的優(yōu)勢(shì)。但是不管使用何種挖孔方式，孔洞挖完之后需要對(duì)其內(nèi)部的雜物進(jìn)行清理干凈，最后再通過管道的方式澆灌混凝土。需要注意的是如果是在水下完成該操作，則導(dǎo)管的位置需要設(shè)置為低于水下2m。

3.3 錨固施工技術(shù)

有些邊坡地質(zhì)存在各種隱患問題，于是為了增加穩(wěn)定性，通過使用錨固施工技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)錨固施工加固效果，并且該技術(shù)主要針對(duì)的是該地質(zhì)類型問題提出的解決措施。在進(jìn)行錨固施工之前，需要相關(guān)人員對(duì)該地質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)和判斷，看其是否能夠使用錨固施工。在巖土工程中，錨固施工技術(shù)比較適用于硬質(zhì)土層。鉆孔機(jī)屬于錨固施工技術(shù)的必要機(jī)械設(shè)備，鉆孔機(jī)的類型有輕型液壓鉆孔機(jī)和全液壓履帶式鉆孔兩種方式，兩種方式都有各自的優(yōu)勢(shì)，前者具有靈活輕便的特點(diǎn)，所以比較適用于山谷和峽谷施工；后者主要適用于地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜的環(huán)境中，對(duì)鉆孔深度要求比較大，且要求孔徑大的情況下也都會(huì)使用全液壓履帶式鉆孔。在選擇好機(jī)械設(shè)備的同時(shí)，還需要選好材料，因?yàn)殄^固施工所需要的材料強(qiáng)度要求非常高，所以在對(duì)材料使用之前，需要確保所使用的材料符合質(zhì)量要求。在錨固施工技術(shù)使用過程中，還存在對(duì)某些參數(shù)的限定，比如施工孔徑直徑偏差要小于5mm，才能使得錨固施工技術(shù)發(fā)揮應(yīng)有效果。

4 巖土工程地質(zhì)災(zāi)害預(yù)控措施

巖土工程地質(zhì)災(zāi)害除了需要防治技術(shù)之外，還需要具有預(yù)防控制措施，通過預(yù)控措施可以提前防止地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)。通過同時(shí)使用防治技術(shù)和預(yù)控措施，能夠更好地實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害防控效果。下面主要提出四點(diǎn)預(yù)控措施，分別為動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、工程預(yù)控、生物預(yù)控和避讓預(yù)控，分析如下。

4.1 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

巖土工程地質(zhì)災(zāi)害一旦發(fā)生，其后果將會(huì)十分嚴(yán)重。通過使用預(yù)控措施，能夠在一定程度上降低地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)就是對(duì)某些容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地方實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，通過使用現(xiàn)代化信息技術(shù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)能夠及時(shí)觀測(cè)到降雨量、水文等地質(zhì)條件，當(dāng)檢測(cè)到某些指標(biāo)超過規(guī)定范圍，于是就會(huì)發(fā)出預(yù)警信息[5]。在還沒有發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害之前，將附近居民進(jìn)行轉(zhuǎn)移，從而可以降低人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

4.2 工程預(yù)控

工程預(yù)控主要針對(duì)于小型土質(zhì)滑坡進(jìn)行預(yù)控。比如對(duì)山體滑坡進(jìn)行預(yù)控，使用前緣支撐攔截、滑坡后源排水工程。使用這種方式的主要目的在于提高巖土工程地質(zhì)的整體強(qiáng)度，使得地基的穩(wěn)定性進(jìn)一步增加。這種工程預(yù)控就是對(duì)可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地方，使巖土工程的強(qiáng)度進(jìn)一步提升，并且達(dá)到一定值，從而可以增強(qiáng)抵御地質(zhì)災(zāi)害的能力。

4.3 生物預(yù)控

生物預(yù)控主要是通過使用生物條件對(duì)自然環(huán)境進(jìn)行改善，從而可以實(shí)現(xiàn)降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率。這種預(yù)控措施屬于一種非常經(jīng)濟(jì)的技術(shù)，能夠保護(hù)生態(tài)平衡和穩(wěn)定，還能夠?qū)ψ匀画h(huán)境進(jìn)行改善，通過這種生物預(yù)控，而且還能夠降低地質(zhì)災(zāi)害防治的投人成本，所以使用這種方式將會(huì)具有很好的效果。

4.4 避讓預(yù)控措施

在雨季時(shí)，有些地區(qū)會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)暴雨，并且經(jīng)過多年的經(jīng)驗(yàn)可知該地區(qū)在雨季極可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，所以需要落實(shí)地質(zhì)災(zāi)害的避讓防治措施，即在地質(zhì)災(zāi)害還沒有發(fā)生之前，將周圍居民轉(zhuǎn)移到安全位置，從而降低地質(zhì)災(zāi)害造成的損失。另外，有些地理位置經(jīng)常性的發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，所以處于該位置的居民需要搬遷避讓，從而保障人員的生命安全。

5 結(jié)束語(yǔ)

巖土工程地質(zhì)災(zāi)害問題的預(yù)防屬于一項(xiàng)艱巨工程，隨著社會(huì)不斷地建設(shè)和發(fā)展，地質(zhì)災(zāi)害問題將會(huì)一直存在，所以控制地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生需要我們不斷進(jìn)行分析解決。因?yàn)榈刭|(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要原因在于人為影響，所以需要我們從自身做起，不能一味地追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而肆意破壞生態(tài)環(huán)境、過度開采自然資源。并且在提出各種防治技術(shù)和預(yù)控措施時(shí)，首先需要深入了解我國(guó)的地質(zhì)特點(diǎn)，然后有針對(duì)性地提出控制措施，從而降低巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。