基于巖土工程的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防與控制技術(shù)研究

羅財(cái)金 林堅(jiān) 魏小濤

摘 要：針對(duì)巖土工程與常見地質(zhì)災(zāi)害類型泥石流、山體滑坡、崩塌和地面變形等，探討了引起地質(zhì)災(zāi)害的因素，并對(duì)幾種常見地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了分析。最后探究了巖土工程中地質(zhì)災(zāi)害的防治技術(shù)，提出預(yù)防災(zāi)害與保護(hù)環(huán)境的幾點(diǎn)措施，以期能夠減少巖土工程的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。

關(guān)鍵詞：巖土工程;地質(zhì)災(zāi)害;預(yù)防控制技術(shù);防治措施;生態(tài)環(huán)境

中圖分類號(hào)：TU195 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-5922（2022）02-0141-04

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)自然環(huán)境的開發(fā)進(jìn)程加快。工程建設(shè)本身或者自然環(huán)境變化都會(huì)引起不同程度的地質(zhì)損害，甚至造成地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)人們的生命構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。因此，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)防與控制有著極其重要的意義。我國(guó)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，巖土工程的地質(zhì)災(zāi)害類型較多，需針對(duì)災(zāi)害類型以及產(chǎn)生原因，運(yùn)用災(zāi)害防治技術(shù)，采取科學(xué)預(yù)控措施，以提高巖土工程施工安全性;在發(fā)展我國(guó)經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，保護(hù)人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境。

1 巖土工程以及地質(zhì)災(zāi)害概述

1.1 巖土工程

巖土工程是對(duì)區(qū)域內(nèi)基本地質(zhì)情況的準(zhǔn)確探究和反映，是關(guān)于巖石和土的各類地下建設(shè)工程。在進(jìn)行建筑物建設(shè)施工以及資源的開采前，需要良好掌握區(qū)域內(nèi)基本地質(zhì)數(shù)據(jù)，才能使得巖土的開挖與加固能夠更加合理、安全。我國(guó)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，類型多樣。因此，需要結(jié)合區(qū)域的實(shí)際特征，進(jìn)行專業(yè)分析，采用正確的巖土工程處理方式，切實(shí)運(yùn)用預(yù)防與控制技術(shù)，建立完善防治措施;避免巖土工程施工過程對(duì)地質(zhì)造成的損害，從根本上預(yù)防與控制地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。巖土工程是一項(xiàng)綜合性學(xué)科，其主要研究對(duì)象和研究?jī)?nèi)容如表1所示。

1.2 地質(zhì)災(zāi)害

地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生通常對(duì)周圍建筑、居民生命與財(cái)產(chǎn)安全等有著不可估量的傷害，也會(huì)嚴(yán)重破壞當(dāng)?shù)氐乃Y源、生態(tài)資源和旅游資源。造成地質(zhì)災(zāi)害原因有很多，主要因素如圖1所示。

地質(zhì)災(zāi)害的主要成因有我國(guó)地形地貌因素、自然因素以及人為因素[1]。大部分的地質(zhì)災(zāi)害都是由于人類的過度開發(fā)、不合理的施工等造成。在生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上發(fā)展經(jīng)濟(jì)，要掌握適度原則，如果過度開發(fā)，會(huì)對(duì)植被造成破壞，引發(fā)崩塌、泥石流、滑坡等災(zāi)害。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生具有突發(fā)性、破壞性，人們要建立并不斷完善針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的突發(fā)事件應(yīng)急方案與日常的預(yù)防與控制體系，加大監(jiān)測(cè)力度。一旦出現(xiàn)警報(bào)信息，立即轉(zhuǎn)移居民，開展相應(yīng)的防治措施。

2 地質(zhì)災(zāi)害的類型

2.1 滑坡

滑坡災(zāi)害的發(fā)生一般位于山體斜坡。山體斜坡上的植被覆蓋減少，或者巖石受到外力作用，導(dǎo)致土質(zhì)松軟，不夠堅(jiān)固，無法良好承受山體重力，從而造成土體和巖石下滑。堅(jiān)硬的巖石和大量的土體從山體滑下，如果周圍居民來不及躲避，會(huì)嚴(yán)重威脅到其生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。如果位于農(nóng)村，滑坡災(zāi)害的發(fā)生，會(huì)摧毀大片農(nóng)田，沖倒居民房屋等，甚至給村莊帶來毀滅性的災(zāi)害。如果位于城鎮(zhèn)，滑坡很可能會(huì)摧毀信號(hào)塔、基站等通訊設(shè)施，毀壞附近道路，造成城市停電停產(chǎn)，給社會(huì)帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 崩塌

崩塌往往是斜坡上的巖土體突發(fā)性的崩落，從山體上滾落而下，最終堆積在坡腳。在重力作用下，崩塌的巖石與土體下落速度非?？?，很容易造成嚴(yán)重的人員傷亡，這種地質(zhì)災(zāi)害不僅危險(xiǎn)性巨大，也較為常見。通常，在工程建設(shè)較為頻繁、施工震動(dòng)力較大的區(qū)域，常會(huì)發(fā)生崩塌現(xiàn)象，例如，對(duì)礦石資源的開采區(qū)域，由于施工需要，往往會(huì)進(jìn)行鉆孔作業(yè);而這些施工過程會(huì)一定程度上改變周圍巖土體的結(jié)構(gòu)組成與受力方式，導(dǎo)致山體下部分空虛，無法承受上部分重力，從而造成巖體崩塌災(zāi)害。由于人們對(duì)山體的過度開采，嚴(yán)重削減了山體底部對(duì)上方質(zhì)量的承受能力，造成在巖土工程中常常發(fā)生崩塌現(xiàn)象。這不僅延誤工程施工進(jìn)程，還會(huì)對(duì)人員生命造成嚴(yán)重威脅[2]。

2.3 泥石流

泥石流的發(fā)生常與暴雨災(zāi)害天氣或者冰雪融化因素有關(guān)，若原本山體的地質(zhì)不夠穩(wěn)定，加上大量雨水從山上沖刷而下，在一些地勢(shì)險(xiǎn)峻或者坡體陡峭的地區(qū)往往會(huì)引起泥石流[3]。泥石流與洪水的不同在于泥石流中夾雜有大量泥沙和石塊，沖擊力更強(qiáng)，通常大范圍的泥石流地質(zhì)災(zāi)害會(huì)對(duì)周圍建筑、交通道路以及人們的生存環(huán)境造成更為嚴(yán)重的損害。這不僅威脅人類生命安全，還會(huì)給社會(huì)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。泥石流一般發(fā)生在地勢(shì)陡峭的地區(qū)，這大多因?yàn)槿祟惒缓侠淼耐诰蚝瓦^度的森林砍伐，導(dǎo)致地表植物覆蓋率低、地質(zhì)松軟、泥沙石塊較多等;而當(dāng)有大量地表水經(jīng)過時(shí)，其就會(huì)順帶著石塊、土體由滑坡活動(dòng)演變成了泥石流災(zāi)害。典型泥石流示意圖如圖2所示。

3 巖土工程地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防與控制技術(shù)

3.1 加固技術(shù)

有時(shí)巖土工程建設(shè)會(huì)在河邊開展，因其常年水資源的浸泡，河邊地質(zhì)不夠堅(jiān)固，常會(huì)發(fā)生滲水問題。軟土地基不符合巖土工程的建設(shè)條件，需要在排水上付出大量人力、物力和時(shí)間等資源，以避免建筑出現(xiàn)沉降問題。一些工程建設(shè)中會(huì)使用柔性樁復(fù)核地基，借助預(yù)應(yīng)力混凝土空心管樁進(jìn)行加固。對(duì)于不符合工程建設(shè)的地基問題，可積極采用夯實(shí)法與預(yù)壓法等加固技術(shù)，提高地質(zhì)工程的施工穩(wěn)定性，增強(qiáng)地質(zhì)的承重能力，確保建筑的地基穩(wěn)定，減小地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生概率。加固技術(shù)中預(yù)壓法包括真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓兩種，若工程建設(shè)區(qū)域土層厚度較大，可選擇真空預(yù)壓加固方式;若區(qū)域土層厚度較小，則更適宜堆載預(yù)壓加固技術(shù)。另外，對(duì)地基進(jìn)行加固需要結(jié)合網(wǎng)格法，以增加土層粘性，有利于填充巖石之間的縫隙，提高其對(duì)壓力的承受能力[4]。

3.2 抗滑樁施工技術(shù)

我國(guó)西南地區(qū)通常在雨季時(shí)會(huì)有很大的降水量，位于此處的一些巖土工程建設(shè)，因靠近山壁，需要嚴(yán)格預(yù)防山體滑坡災(zāi)害的發(fā)生;這往往會(huì)運(yùn)用抗滑樁施工技術(shù)以穩(wěn)固山體，減少山體滑坡的發(fā)生概率?？够瑯妒┕ぜ夹g(shù)在預(yù)防與控制地質(zhì)災(zāi)害方面有著良好的防治效果[5]。在運(yùn)用該技術(shù)的時(shí)候需要注意，抗滑樁的長(zhǎng)度有一定的限度，一般最長(zhǎng)不超過35 m，其他一些需要注意的事項(xiàng)如表2所示。

3.3 錨固施工技術(shù)

一些邊坡地質(zhì)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的概率較大，為增加地質(zhì)的穩(wěn)定性，可運(yùn)用錨固施工技術(shù)。此技術(shù)的實(shí)施需要相關(guān)人員提前對(duì)區(qū)域地質(zhì)情況進(jìn)行檢測(cè)，分析其是否具備運(yùn)用錨固施工技術(shù)的條件。在巖土工程中，此技術(shù)更加適用于硬質(zhì)土層。加固過程中，需要用到一些機(jī)械設(shè)備，其中鉆孔機(jī)是必備設(shè)施。鉆孔機(jī)的使用包括全液壓履帶式鉆孔和輕型液壓鉆孔機(jī)兩種，這兩種方式在使用范圍上有一定區(qū)別，通常對(duì)于較復(fù)雜的地質(zhì)條件，且要求鉆孔孔徑大、深度大時(shí)，會(huì)選擇全液壓履帶式鉆孔;而對(duì)于一些山谷和峽谷區(qū)域進(jìn)行巖土工程施工，更適合選擇具有靈活輕便優(yōu)勢(shì)的輕型液壓鉆孔機(jī)。因?yàn)殄^固施工技術(shù)的運(yùn)用需要強(qiáng)度足夠高的材料，所以加固過程所需材料，對(duì)其質(zhì)量要求較高;另外，也要盡量控制實(shí)際施工孔徑直徑偏差，最多不能超過5 cm，以保證錨固施工技術(shù)的應(yīng)用效果[6]。

4 巖土工程地質(zhì)災(zāi)害預(yù)控措施

為了更好地減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，便于巖土工程的施工和建設(shè)，除了不斷研發(fā)防治新技術(shù)外，科學(xué)、合理地進(jìn)行預(yù)防，也能夠提前防治地質(zhì)災(zāi)害。研發(fā)應(yīng)用防治技術(shù)，同時(shí)做好預(yù)防與控制，以更好減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生[7]。

4.1 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的針對(duì)范圍為一些地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生率較高的地質(zhì)環(huán)境，其利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，對(duì)降水量、水文等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況設(shè)定各項(xiàng)科學(xué)指標(biāo)。當(dāng)某項(xiàng)指標(biāo)超出安全范圍，則及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息，即在地質(zhì)災(zāi)害全面發(fā)生之前，盡可能早地監(jiān)測(cè)到信息，及時(shí)轉(zhuǎn)移居民，以保障群眾的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。巖土工程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方式，雖有一定成效，但是主要用于災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)較高地區(qū)，適用范圍較窄，無法做到對(duì)所有地質(zhì)災(zāi)害的及時(shí)檢測(cè)，還需與其他措施結(jié)合使用[8-9]。

4.2 避讓預(yù)控措施

強(qiáng)降雨也是引起地質(zhì)災(zāi)害的重要因素。通常在雨季時(shí)，會(huì)出現(xiàn)持續(xù)強(qiáng)暴雨，很容易造成泥石流、坍塌等災(zāi)害。因此，針對(duì)地區(qū)天氣情況，且結(jié)合多年的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)雨季地質(zhì)災(zāi)害做出預(yù)測(cè)，提前落實(shí)避讓防治措施。在存在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)候，及時(shí)采取避讓措施，轉(zhuǎn)移周圍居民和牲畜等，盡可能降低地質(zhì)災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失和生命損害。對(duì)于一些常發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域，居民盡量搬遷避讓[10]。

4.3 生物防治

生物防治技術(shù)對(duì)巖土工程地質(zhì)災(zāi)害有著較好的防治效果;而對(duì)于自然生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和合理開發(fā)，需要較長(zhǎng)周期調(diào)整。生物防治技術(shù)的實(shí)施，需要充分考慮到當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩憝h(huán)境因素，通常以退耕還林、植樹等方式進(jìn)行，增加植被覆蓋率，提升水土保持能力，穩(wěn)定了區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境;泥石流、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生概率就會(huì)大大降低，減小了地質(zhì)災(zāi)害對(duì)生命與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的損害風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)比于其他預(yù)防控制技術(shù)，生物防治技術(shù)的適用范圍更廣，效果也更加理想。這不僅可以對(duì)生態(tài)環(huán)境起到保護(hù)作用，還能促進(jìn)資金、資源的合理利用，構(gòu)建人與自然和諧相處的模式。

5 結(jié)語

綜上所述，巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生有許多原因，其中主要是人為導(dǎo)致。如人們對(duì)自然資源的過度開發(fā)，嚴(yán)重破壞了人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境。近年來，泥石流、崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害頻頻發(fā)生，威脅著人們的生命安全。為此，我們需要對(duì)我國(guó)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行深入分析，積極應(yīng)用多種預(yù)防與控制技術(shù)，提出各項(xiàng)預(yù)控措施，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以及增加植被覆蓋率等;提高巖土工程地質(zhì)穩(wěn)定性，減少巖土工程過程中地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生;避免地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人們生命和財(cái)產(chǎn)造成損失，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)促進(jìn)資源的合理開發(fā)。

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