地質(zhì)災(zāi)害防治工程的理論與技術(shù)分析

吳秀通

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局五總隊(duì)，貴州 安順 561000）

我國屬地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的國家，尤其在雨季中，在強(qiáng)降雨天氣的影響下可能造成泥石流、滑坡、崩塌等情況的發(fā)生，并且在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，各類工程的建造數(shù)量不斷上漲，給自然環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響，人類活動也增加了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生概率，嚴(yán)重威脅居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，深入分析地質(zhì)災(zāi)害類型和成因，對地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)和危險(xiǎn)區(qū)域建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害防治工程，對保護(hù)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全都具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 地質(zhì)災(zāi)害的類型及危害

地質(zhì)災(zāi)害是在人為或自然因素的影響下發(fā)生的，威脅人類生命健康和財(cái)產(chǎn)安全的地質(zhì)現(xiàn)象，具有突發(fā)性、不確定性、危害性大等特點(diǎn)。常見的地質(zhì)災(zāi)害有以下幾種類型：

（1）滑坡。該種地質(zhì)災(zāi)害是指斜坡上的土體或巖體在人為破壞、雨水或河道沖刷、地下水活動等因素的影響下沿軟弱面發(fā)生的部分或整體下滑現(xiàn)象[1]。

（2）泥石流。由于山體本身坡面帶有一定角度，在強(qiáng)降雨或暴雪的影響下，坡面土體會攜帶大量泥沙形成特殊洪流向山下滑落。山體或溝谷本身地貌、人為開挖、隨意開墾等都可能引發(fā)泥石流現(xiàn)象，此種危害具有突發(fā)性強(qiáng)、流速快、破壞力強(qiáng)等特點(diǎn)。

（3）地面變形。地面不均勻沉降、塌陷、地面裂縫等都屬于地面變形危害的表現(xiàn)形式，近年來，各城市中發(fā)生地面變形危害的數(shù)量不斷上漲，對城市居民和城市建筑的安全造成嚴(yán)重威脅，并且很多城市地面沉降量逐漸上漲，部分城市內(nèi)甚至已經(jīng)構(gòu)成了沉降帶。造成地面變形的人為因素包含抽取地下水、建造地下工程、過度開采礦產(chǎn)等，自然因素則包含地下水活動、巖溶發(fā)育等。

（4）崩塌。崩塌是指陡峭斜坡上土體或巖體因長期受到重力作用，突然從母體脫離并向坡腳滾動的現(xiàn)象。引發(fā)崩塌的原因可能是由于開采礦產(chǎn)資源、建筑工程施工、地震等。

2 地質(zhì)災(zāi)害防治工程理論

2.1 地質(zhì)災(zāi)害防治工程

地質(zhì)災(zāi)害防治工程是指為防治地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生而修建的具有治理性和預(yù)防性的工程。地質(zhì)災(zāi)害防治工程通常具有綜合性、復(fù)雜性和系統(tǒng)性特點(diǎn)，是集合了多項(xiàng)防治理念的綜合性工程，整個(gè)工程中的各個(gè)結(jié)構(gòu)、各個(gè)工序互相銜接，互相配合，前道工序?yàn)楹蟮拦ば虻氖┕ぷ鲣亯|，后道工序?yàn)榍暗拦ば蜻M(jìn)行補(bǔ)充和完善，完成整體施工的地質(zhì)災(zāi)害防治工程在整體上對可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行層層防控，最大化減少地質(zhì)災(zāi)害對人民生命財(cái)產(chǎn)安全的威脅。地質(zhì)災(zāi)害防治工程的理論主要包含地質(zhì)理論和工程理論兩方面內(nèi)容，二者互相補(bǔ)充，缺一不可。其中地質(zhì)理論內(nèi)容主要包含不同地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生原因、發(fā)生特點(diǎn)、發(fā)展趨勢、危害范圍等；工程理論內(nèi)容主要是以不同地區(qū)中常見地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)展趨勢和地貌特點(diǎn)等真實(shí)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，為地質(zhì)災(zāi)害防治工程的建設(shè)提供理論依據(jù)。由于我國地域遼闊，地質(zhì)多樣性強(qiáng)，地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，在長期的地質(zhì)災(zāi)害防治工作中已經(jīng)形成了科學(xué)的防治思想，只有從我國實(shí)際國情出發(fā)，以全面的預(yù)防逐漸代替事后修復(fù)，才能最大化減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生概率。在推動地質(zhì)災(zāi)害防治工程建設(shè)事業(yè)時(shí)，應(yīng)盡量避免套用固定模板和重復(fù)性施工，只有以實(shí)際情況為基礎(chǔ)，提高地質(zhì)災(zāi)害防治工程建設(shè)的科學(xué)性，才能利用最小的成本創(chuàng)建行之有效的地質(zhì)災(zāi)害防治體系。

2.2 地質(zhì)綜合分析

地質(zhì)綜合分析是地質(zhì)勘察工作中的重要內(nèi)容，其分析結(jié)果的準(zhǔn)確性會直接影響地質(zhì)災(zāi)害防治工程的科學(xué)性和合理性[2]。對具有地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的地區(qū)進(jìn)行地質(zhì)綜合分析，能全面地了解具有地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)范圍內(nèi)地質(zhì)情況，并且通過地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)對地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生原因和過程進(jìn)行深入分析。地質(zhì)情況和地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生原因及過程對保證地質(zhì)綜合分析的準(zhǔn)確性有直接影響，只有準(zhǔn)確的綜合兩方面內(nèi)容，才能為地質(zhì)災(zāi)害防治工程的建設(shè)提供更加精確的數(shù)據(jù)參考。

3 地質(zhì)災(zāi)害防治工程技術(shù)

3.1 抗滑樁技術(shù)

抗滑樁技術(shù)是一種較為傳統(tǒng)的應(yīng)對滑坡災(zāi)害的防治工程技術(shù)，并且在長期的使用過程中都獲得了良好的防治效果[3]。傳統(tǒng)抗滑樁技術(shù)是以支擋結(jié)構(gòu)為主體，將其深入滑坡邊坡面，對坡面土體和巖體的滑動進(jìn)行支擋，以此實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定邊坡的目的，多應(yīng)用于淺層和中厚層滑坡危害的預(yù)防中。該種地質(zhì)災(zāi)害防治工程技術(shù)主要是利用抗滑樁自身的強(qiáng)度和剛度最大化承受來自土體及巖體的側(cè)向作用力，將抗滑樁和巖體之間構(gòu)成穩(wěn)定整體，將坡面土體和巖體產(chǎn)生的推力被分散到整個(gè)巖土體結(jié)構(gòu)中，從而提高坡面的穩(wěn)定性，減少滑坡現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2 阻滑鍵技術(shù)

該種地質(zhì)災(zāi)害防治工程技術(shù)的應(yīng)用原理與抗滑樁技術(shù)類似，該技術(shù)中的抗滑主體支撐結(jié)構(gòu)為阻滑鍵?？够瑯都夹g(shù)在應(yīng)用過程中需要全面地考慮樁體在垂直方向上需要承受的剪力和剪力的變化情況，而阻滑鍵技術(shù)在應(yīng)用過程中需要全面地考慮受壓情況，對壓力進(jìn)行合理有效分散布置，對垂直方向上剪力及剪力的變化情況考慮較少。當(dāng)前應(yīng)用阻滑鍵多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，能對危巖體軟弱帶和傳統(tǒng)滑坡帶進(jìn)行有效防治。

3.3 擋土墻技術(shù)

擋土墻是建立在山坡或路基等位置中為避免土體或填土變形失穩(wěn)的一種構(gòu)造物，具體可分為重力式擋土墻、錨定式擋土墻、薄壁式擋土墻、加筋土擋土墻等多種類型。一般情況下?lián)跬翂Φ慕ㄔ旄叨榷荚?m以內(nèi)，才能在保證安全的基礎(chǔ)上節(jié)省施工成本，在應(yīng)用過程中需要以施工環(huán)境的實(shí)際情況出發(fā)進(jìn)行準(zhǔn)隊(duì)形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并在施工過程中有效的處理基礎(chǔ)承載力不足、排水效率不足、反濾層不合格等問題，才能最大化提高擋水墻的應(yīng)用效果。同時(shí)，還需要嚴(yán)格控制擋土墻的施工質(zhì)量，確保墻體達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度，才能避免二次危害的發(fā)生。

3.4 格構(gòu)技術(shù)

隨著建造工藝和理念的不斷進(jìn)步，用于地質(zhì)災(zāi)害防治的技術(shù)手段不斷更新的，格構(gòu)技術(shù)是一種充分融合了復(fù)墾工程措施和生物工程措施的地質(zhì)災(zāi)害防治工程技術(shù)，格構(gòu)形式主要有方形、弧形、菱形和人字形等[4]。若需要加固的邊坡高度在25m以上，還應(yīng)增設(shè)馬道。為提高格構(gòu)的穩(wěn)定性，可在必要的情況下在格構(gòu)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上增設(shè)錨桿。若滑坡中軟弱土層的面積較大，可在建造格構(gòu)時(shí)結(jié)合混凝土澆筑技術(shù)、預(yù)應(yīng)力錨索和錨桿等對格構(gòu)進(jìn)行二次加固。格構(gòu)技術(shù)也能中分滿足建筑工程的生態(tài)環(huán)保要求，在完成施工后可在格構(gòu)內(nèi)種植根系發(fā)達(dá)、生命力強(qiáng)的草本植物，利用植物的抓土能力進(jìn)一步提升格構(gòu)的地質(zhì)災(zāi)害防治能力。

3.5 邊坡掛網(wǎng)噴漿技術(shù)

邊坡掛網(wǎng)噴漿技術(shù)是一種對坡面進(jìn)行處理的保護(hù)措施，利用掛網(wǎng)、錨桿、毛錨索等構(gòu)成一個(gè)覆蓋整個(gè)邊坡的防護(hù)系統(tǒng)，避免滑坡、崩塌等情況的出現(xiàn)。邊坡掛網(wǎng)噴漿技術(shù)能有效延緩邊坡的風(fēng)化問題，避免邊坡土體和巖體在雨水的沖刷作用下發(fā)生變形[5]。

3.6 加筋技術(shù)

加筋技術(shù)是指將纖維、條帶、網(wǎng)格等良好抗拉能力的材料加入土壤和坡面中，依靠各項(xiàng)材料的抗拉能力提高坡面的穩(wěn)定性，減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生概率[6]。加筋技術(shù)具有多種應(yīng)用優(yōu)勢，該技術(shù)可用于建造垂直高度較高的擋墻，提高擋墻的防護(hù)能力；可在陡坡和不允許開挖區(qū)域中施工，工程整體占地面積較??；加筋技術(shù)中使用的墻面板即可在施工現(xiàn)場進(jìn)行制作，也可提前預(yù)制，施工效率較高；加筋技術(shù)建造的墻面多樣性較強(qiáng)，可根據(jù)邊坡防治的需求進(jìn)行美化或種植植物等；成本較低。

4 提高我國地質(zhì)災(zāi)害防治水平的有效措施

4.1 建立地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警體系

為提高地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)域中民眾的應(yīng)對能力，保護(hù)民眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，地質(zhì)部門應(yīng)加大對相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害的研究力度，建立健全的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警體系，最大程度減少地質(zhì)災(zāi)害的損失[7]。對地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)域來說，地方政府也應(yīng)做好宣傳工作，讓民眾能對地質(zhì)災(zāi)害具有高度的警惕性，尤其是在雨季等地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)季節(jié)中，為民眾普及自救、逃生、災(zāi)難識別等相關(guān)知識。應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前為民眾進(jìn)行預(yù)警，為其提供充分的避難時(shí)間，如我國已經(jīng)具有可靠的地震預(yù)警技術(shù)，在地震發(fā)生前能通過電視、手機(jī)等媒介為民眾發(fā)布預(yù)警倒計(jì)時(shí)，最大程度減少人員的傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

4.2 工程防治技術(shù)

目前應(yīng)用在地質(zhì)災(zāi)害防治中的工程技術(shù)種類較多，地質(zhì)部門和施工單位應(yīng)在進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害防治工程施工前，對施工環(huán)境開展充分的地質(zhì)勘察，結(jié)合實(shí)際情況科學(xué)采用不同的護(hù)坡加固、遮擋支護(hù)、合理避讓等技術(shù)，最大程度降低地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生概率。地質(zhì)部門還可結(jié)合地區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害防治工程的實(shí)際特點(diǎn)制定針對性的安全避讓轉(zhuǎn)移計(jì)劃，提高地質(zhì)災(zāi)害防治工程的利用率。

4.3 綜合利用生物措施

很多地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生原因都與人類活動密切相關(guān)，科學(xué)利用生物措施，如植樹造林、退耕還林等，利用植物的固土能力提高土壤的穩(wěn)固性，減少水土流失情況的發(fā)生，提高土壤抵抗水流沖刷、地震震動的能力，能有效減少的地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生[8]。同時(shí)，科學(xué)的應(yīng)用生物措施，還能改善地區(qū)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)人與自然的和諧共處，可行性較高，經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，但生物措施需要較長時(shí)間進(jìn)行建設(shè)，否則難以達(dá)到預(yù)期的應(yīng)用效果。因此，在建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害防治工程時(shí)，應(yīng)充分重視與生物措施的有機(jī)結(jié)合，才能促進(jìn)地質(zhì)災(zāi)害防治工程具有可持續(xù)發(fā)展意義。

4.4 動態(tài)監(jiān)測與報(bào)警

近年來，我國科技水平有了顯著提升，在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防工作中，可應(yīng)用先進(jìn)的監(jiān)測與報(bào)警系統(tǒng)，對地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行動態(tài)化持續(xù)性監(jiān)測，改變傳統(tǒng)地質(zhì)監(jiān)測覆蓋面不全的弊端，提高地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測水平，使地質(zhì)部門能第一時(shí)間獲得地質(zhì)環(huán)境變化的信息，并根據(jù)反饋信息迅速做出預(yù)警和報(bào)警操作。全面的動態(tài)監(jiān)測與報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用能有效提高相關(guān)部門和居民對地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)對水平，最大程度避免人員的傷亡，減少財(cái)產(chǎn)的損失，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義[9]。

5 結(jié)語

總之，當(dāng)前可應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害防治工程中的技術(shù)多樣性較強(qiáng)，在實(shí)踐過程中，相關(guān)人員應(yīng)從實(shí)際情況出發(fā)，深入分析地質(zhì)災(zāi)害的成因，以防治工程理論為基礎(chǔ)，采取針對性的地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)，對不同類型的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行有效防控，最大化保護(hù)民眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。