探析巖土工程中的地質(zhì)災(zāi)害問題及防治

袁維順

（招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司，重慶 400000）

0 引言

巖土工程與地質(zhì)環(huán)境有著密切的聯(lián)系，受復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境等因素的影響，工程建設(shè)與施工期間經(jīng)常引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害問題，嚴(yán)重威脅到人員的生命安全。為此，要加強(qiáng)對地質(zhì)災(zāi)害防治措施的研究，采取針對性預(yù)防措施與防治辦法，避免地質(zhì)災(zāi)害問題的發(fā)生。

1 地質(zhì)災(zāi)害問題的影響因素

首先，地形地貌因素對于地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生有著極為重要的影響。尤其在進(jìn)行公路、鐵路等交通工程的設(shè)計(jì)、施工時(shí)，由于外界地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，地形地貌多變，要考慮地形地貌的影響。具體設(shè)計(jì)過程中，要嚴(yán)格按照規(guī)范參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，施工環(huán)節(jié)中要加強(qiáng)對施工工藝與技術(shù)的管控，以免引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害問題。其次，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，還受到諸多自然因素的影響。在開展巖土工程設(shè)計(jì)與施工時(shí)，自然因素是一種潛在的影響因素。在沒有外力作用的影響下，一般不會造成地質(zhì)災(zāi)害問題的發(fā)生。但是，隨著外界自然因素的變化，如強(qiáng)降雨、地震等，可能引發(fā)滑坡、崩塌以及泥石流等問題[1]。因此，巖土工程中要考慮自然因素對于地質(zhì)災(zāi)害的影響。另外，人為因素對于地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生有著重要的影響。由于工程施工建設(shè)所引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害問題比比皆是。工程建設(shè)期間，會使原有的自然環(huán)境、地形地貌、受力情況發(fā)生變化，使得巖土原有的平衡狀態(tài)被打破，從而引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害?？傊?，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，通常是上述3 種因素綜合作用的結(jié)果。地質(zhì)災(zāi)害成因如圖1 所示。

圖1 地質(zhì)災(zāi)害成因

2 常見的地質(zhì)災(zāi)害問題

2.1 滑坡與崩塌

滑坡（圖2）是常見的地質(zhì)災(zāi)害問題之一。在受到河流沖刷、地下水活動(dòng)或者是降雨、地震等因素的影響下，坡體表層滑體沿著軟弱結(jié)構(gòu)面向下滑動(dòng)。同時(shí)，在受到工程建設(shè)、人工削坡等因素的影響下，也可能引發(fā)滑坡問題?；聻?zāi)害的發(fā)生受到地質(zhì)構(gòu)造的影響，例如，滑坡體內(nèi)部存在斷層帶、軟弱結(jié)構(gòu)面等構(gòu)造，容易引發(fā)滑坡問題。另外，崩塌災(zāi)害主要發(fā)生在陡坡面上。在受到巖石自身重力、土體壓力等因素的作用下，巖土體會出現(xiàn)直立的裂縫，由于下部存在著良好的臨空條件，因而被壓碎的塊石將會產(chǎn)生局部滑動(dòng)、崩塌的問題，部分巖石會朝著下方進(jìn)行翻滾、傾倒，并不斷的堆積在坡腳位置處。崩塌災(zāi)害嚴(yán)重威脅到人們的生命安全，同時(shí)對下部的道路、建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅，經(jīng)常出現(xiàn)崩塌物掩埋公路、鐵路的問題。一般來說，人為因素是導(dǎo)致崩塌災(zāi)害的一個(gè)主要原因，比如施工爆破、礦產(chǎn)資源開采等因素[2]。此外，降雨、植物的根劈作用，也會導(dǎo)致崩塌災(zāi)害的發(fā)生。

圖2 滑坡災(zāi)害

2.2 泥石流

在受到強(qiáng)降雨或者是冰雪融化等因素的影響下，泥石流災(zāi)害（圖3）時(shí)有發(fā)生。尤其在暴雨季節(jié)來臨時(shí)，短期內(nèi)降雨強(qiáng)度較大，再加之陡峭的地形地貌條件，就容易引發(fā)泥石流災(zāi)害。泥石流的發(fā)生，與不穩(wěn)定的山體地質(zhì)結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)聯(lián)，并且常發(fā)生在地勢較為險(xiǎn)峻、坡體較為陡峭的地區(qū)。泥石流和洪水災(zāi)害有著明顯的不同，泥石流中夾雜著大量的泥沙與石塊，并且沖擊力更強(qiáng)，因而會對周圍的建筑、道路產(chǎn)生沖擊，甚至威脅到周圍居民的生命安全。此外，泥石流災(zāi)害還與人類過度的森林砍伐、工程不合理施工等因素有著密切的聯(lián)系。隨著地表植物覆蓋率的不斷降低，地表變得松軟，在受到強(qiáng)降雨天氣的影響下，就容易引發(fā)泥石流問題。

圖3 泥石流地質(zhì)災(zāi)害

2.3 地面塌陷

在進(jìn)行建筑、道路工程的建設(shè)時(shí)，經(jīng)常遇到地面塌陷、地基變形等問題，嚴(yán)重威脅到工程的安全性、穩(wěn)定性。對于地面塌陷而言，主要是指天然洞穴、人工洞室或者是巷道上覆的巖土體突然發(fā)生失穩(wěn)，并出現(xiàn)迅速陷落、下沉、開裂等問題。尤其在地下空洞的條件下，工程建設(shè)期間極容易發(fā)生地面塌陷問題。根據(jù)地下洞穴類型的不同，又可將其分為天然洞穴、人工洞室兩種類型，前者主要包括黃土洞穴、巖溶洞穴等，后者主要以人防工程、隧道、涵洞等洞穴為主。需要注意的是，地面塌陷問題通常受到地下水的影響，例如，在一些近岸地帶、巖溶管道附近，經(jīng)常發(fā)生地面塌陷問題。此外，在受到地下礦產(chǎn)資源開采等因素的影響下，也容易引發(fā)地面塌陷問題。

2.4 水土流失

在巖土工程中，水土流失是一種常見的災(zāi)害類型，水土流失對于巖土工程的安全性有著嚴(yán)重的威脅。水土流失不僅會引發(fā)山體滑坡，同時(shí)還可能導(dǎo)致巖土工程沉陷、裂縫等問題。水土流失問題與雨水有著密切的聯(lián)系。工程施工期間，要加強(qiáng)對環(huán)境的保護(hù)，秉持綠色施工理念，避免水土流失等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

3 地質(zhì)災(zāi)害的防治對策

3.1 滑坡災(zāi)害防治

在我國的西部、南部地區(qū)，地形主要以山地為主，做好滑坡災(zāi)害的防治對于工程項(xiàng)目的建設(shè)有著極為重要的意義。針對滑坡災(zāi)害的具體特點(diǎn)，其防治可以歸納為6 個(gè)字：削、擋、排、護(hù)、改、繞。其中，“繞”主要指的是工程建設(shè)期間，應(yīng)采取主動(dòng)避讓的思想?！跋鳌敝傅氖遣捎孟髌碌姆绞?，降低滑坡體的自重，并對巖土體進(jìn)行清理，或者將其堆筑在坡腳位置，進(jìn)而起到反壓、抗滑的作用?！皳酢笔侵覆扇≈豕こ檀胧?，提高坡體的抗滑力，確保滑坡體不再產(chǎn)生滑動(dòng)，主要用到的結(jié)構(gòu)有擋土墻、抗滑樁以及相關(guān)的錨固措施?！芭拧敝饕桥懦麦w內(nèi)部的水，進(jìn)而降低滑坡的下滑力，具體的措施主要包括地表排水、坡內(nèi)排水兩種類型。“護(hù)”是指通過做好坡面防護(hù)，防止滑坡災(zāi)害的發(fā)生。在巖土工程中，可以采用噴射混凝土等方式進(jìn)行防治?！案摹笔侵父淖儙r土體原有的力學(xué)性質(zhì)，通常采用的方法有物理方法、化學(xué)方法，例如，可以采用焙燒法、灌漿法等，進(jìn)行滑坡體的加固。對于復(fù)雜滑坡體的綜合治理，通常采用多種防治措施相互結(jié)合的方式。防治工作中，首先要對滑坡體的具體結(jié)構(gòu)、形態(tài)以及地質(zhì)情況做出分析。在此基礎(chǔ)上，選擇合理的防治措施。擋土墻、抗滑樁等支擋結(jié)構(gòu)的應(yīng)用較為廣泛[3]。此外，還要配合排水、種植草木等措施，使得坡體環(huán)境得到改善，增強(qiáng)滑坡體的穩(wěn)定性。在進(jìn)行地表水、地下水的排除時(shí)，應(yīng)當(dāng)配合采用錨索、錨索樁等支擋技術(shù)，對滑坡起到加固作用。在巖土工程中，對于滑坡災(zāi)害的防治有著較強(qiáng)的復(fù)雜性，應(yīng)針對現(xiàn)場地形地貌、地質(zhì)情況，采取針對性防治措施，提高滑坡災(zāi)害的防治效果。

3.2 崩塌災(zāi)害防治

為避免部分山體突然間滑落下來，巖土工程中應(yīng)采取合理措施進(jìn)行防治。之所以會發(fā)生山體崩塌災(zāi)害，主要是因?yàn)橄路轿恢幂^為空曠，并且下部巖土體不能很好地承受上部山體產(chǎn)生的壓力。人為因素是導(dǎo)致崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的重要因素，尤其是資源的過度開采以及工程項(xiàng)目的不合理建設(shè)。為此，首先可以采用清除危巖的方式進(jìn)行防治。具體來說，可以采用凹腔嵌補(bǔ)、危巖錨固等方式，或者采用防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行攔截，避免大塊巖石發(fā)生滑落。其次，對于危巖段下方位置，可以采用混凝土材料進(jìn)行支撐加固。在支撐工作之前，應(yīng)當(dāng)清理掉巖體表面存在的雜物。在進(jìn)行巖腔充填時(shí)，應(yīng)當(dāng)將基座削成臺階形狀，并且要將表層強(qiáng)風(fēng)化巖層進(jìn)行清除，進(jìn)而提高巖體的自身穩(wěn)定效果。另外，還要對崩塌災(zāi)害的成因、變形機(jī)制做出研究，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況做好綜合治理工作[4]。在巖土工程中，錨固施工技術(shù)對于滑坡、崩塌災(zāi)害的防治有著良好的效果，尤其在硬質(zhì)土層中，其應(yīng)用效果更好。錨固施工技術(shù)應(yīng)用期間，鉆孔機(jī)是重要的機(jī)械設(shè)備，根據(jù)鉆孔機(jī)類型的不同，可將其大致分為兩種。①輕型液壓鉆孔機(jī)。②全液壓履帶式鉆孔機(jī)。第一種鉆孔機(jī)的應(yīng)用較為靈活、輕便，常用于一些山谷、峽谷環(huán)境中。如果現(xiàn)場的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，并且鉆孔深度有著嚴(yán)格的要求，那么就可以采用第二種鉆孔設(shè)備，其鉆孔孔徑較大，能夠起到良好的錨固效果。具體應(yīng)用期間，要重點(diǎn)加強(qiáng)對孔徑等參數(shù)的控制。

3.3 泥石流災(zāi)害防治

針對泥石流災(zāi)害的防治，同樣需要結(jié)合現(xiàn)場情況采取綜合治理措施。當(dāng)前，主要用到的是生態(tài)工程、溝、坡等主要措施。首先，要對相關(guān)流域的具體情況做出分析，針對上坡區(qū)、溝谷區(qū)、堆積區(qū)的具體情況，采取針對性措施予以防治。例如，在泥石流較為嚴(yán)重的地區(qū)，可以通過增加防護(hù)林的方式，在其上游區(qū)域種植涵養(yǎng)林，加強(qiáng)對裸露坡面的治理。對于侵蝕較為嚴(yán)重的溝道，要通過種植防護(hù)林等方式，不斷增強(qiáng)坡面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時(shí)還可以避免溝道再次發(fā)生破壞。而在容易形成泥石流的區(qū)域，可以通過建設(shè)小型水庫等方式，做好雨水的收集，并將其用于灌溉等工作。其次，對于溝谷治理工作而言，可通過搭建攔砂壩等方式，提高溝床、岸坡的穩(wěn)定效果，避免溝坡的下滑。

3.4 地面塌陷防治

針對地面塌陷災(zāi)害，采用的方法主要包括以下3 種：①強(qiáng)擊法。使用強(qiáng)錘對相關(guān)土體開展強(qiáng)烈的擊打，提高夯實(shí)效果。通過這一防治方式，能夠顯著提高土體的強(qiáng)度，并避免地表塌陷問題的再次發(fā)生。工程實(shí)際應(yīng)用期間，強(qiáng)擊法主要用于軟弱區(qū)的夯實(shí)。②填堵法。該方法的適用范圍相對狹窄，但是在處理深度較小的坑洞時(shí)，能夠起到良好的效果。具體應(yīng)用期間，首先需要對坑洞中原有的松軟土體進(jìn)行清理，其次采用堅(jiān)硬的石塊、碎石進(jìn)行填補(bǔ)，隨后采用黏土進(jìn)行覆蓋，并利用夯錘夯實(shí)。③灌漿法。該技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，且有著良好的防治效果。通過灌注水泥漿體，能顯著的提升巖土強(qiáng)度。

3.5 巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防措施

巖土工程建設(shè)期間，為避免地質(zhì)災(zāi)害問題的發(fā)生，應(yīng)做好前期的動(dòng)態(tài)監(jiān)測，并采取避讓的措施。同時(shí)，還要借助生物技術(shù)，做好相關(guān)病害的防治。首先，針對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生特點(diǎn)，應(yīng)做好動(dòng)態(tài)監(jiān)測。隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)與監(jiān)測技術(shù)的廣泛應(yīng)用，尤其在位移監(jiān)測、降水量監(jiān)測等方面，對于地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防發(fā)揮了重要的作用。一旦監(jiān)測發(fā)現(xiàn)某項(xiàng)指標(biāo)超出了安全范圍，就會及時(shí)發(fā)出預(yù)警信息，從而可以在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生之前采取針對性措施予以防治，降低地質(zhì)災(zāi)害的危害[5]。同時(shí)，還可以及時(shí)的轉(zhuǎn)移居民，確保群眾的生命安全不受威脅。其次，可以采取相關(guān)的避讓措施，降低地質(zhì)災(zāi)害造成的危害。例如，可以采取雨天避讓措施、搬遷避讓措施，在大型地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生之前，主要由政府部門出資，進(jìn)行群眾的整體搬遷。除此之外，要加強(qiáng)對生物防控措施的應(yīng)用。生物防控措施有著較強(qiáng)的針對性、經(jīng)濟(jì)性。通過提高生態(tài)平衡狀況，改善周圍的自然環(huán)境，達(dá)到災(zāi)害防治的目的。例如，可以在地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)域植樹造林、合理放牧，進(jìn)而保護(hù)相關(guān)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，或者通過減少自然資源開采等措施，提高生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性，加強(qiáng)對自然環(huán)境的保護(hù)。最后，針對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生特點(diǎn)，建立地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)機(jī)制，加強(qiáng)對GIS 等技術(shù)的應(yīng)用。

4 結(jié)語

巖土工程中地質(zhì)災(zāi)害問題的防治是一項(xiàng)復(fù)雜性、系統(tǒng)性較強(qiáng)的工作，隨著大量巖土工程的開展以及工程項(xiàng)目的建設(shè)，地質(zhì)災(zāi)害問題愈發(fā)嚴(yán)重。為此，當(dāng)前應(yīng)加強(qiáng)對滑坡、崩塌、泥石流以及地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害的研究。在工程建設(shè)與自然資源開采期間，要加強(qiáng)對自然環(huán)境的保護(hù)，采取有針對性的措施預(yù)防巖土工程地質(zhì)災(zāi)害問題的發(fā)生。