地質(zhì)災害防治工程勘察與設計質(zhì)量控制探究

摘 要：近年來，全球氣候變化加劇了地質(zhì)災害的不確定性，極端天氣頻發(fā)，地質(zhì)災害防治工作面臨復雜多變的環(huán)境條件。傳統(tǒng)的勘察設計方法已難以適應現(xiàn)代化地質(zhì)災害的需要，這就要求必須采取更加科學、先進的技術手段，以提高地質(zhì)災害防治工程的效能?；诖耍接懙刭|(zhì)災害防治工程勘察與設計質(zhì)量控制的方法與策略，通過分析地質(zhì)災害的成因、特點，以及防治工程的實際需求，提出一套系統(tǒng)化的質(zhì)量控制體系。以期提高地質(zhì)災害防治工程的安全性、可靠性和經(jīng)濟性，減少地質(zhì)災害對人類社會的影響，保護人民生命財產(chǎn)安全，促進經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：地質(zhì)災害；防治工程；勘察與設計

中圖分類號：P694 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）09–0-03

地質(zhì)災害，如滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、地裂縫等，是自然與人為因素共同作用下形成的地球表層不穩(wěn)定現(xiàn)象，對人類居住環(huán)境、基礎設施建設和經(jīng)濟社會發(fā)展構成了嚴重威脅。隨著我國城市化進程的不斷加快和資源開發(fā)力度的加大，地質(zhì)環(huán)境問題日益嚴重，地質(zhì)災害頻繁發(fā)生，損失逐年增加。因此，地質(zhì)災害防治工程勘察和設計質(zhì)量控制已成為防災減災工作中的重要環(huán)節(jié)。

1 地質(zhì)災害防治工程勘察與設計質(zhì)量控制存在的問題

1.1 技術標準與實踐脫節(jié)

在地質(zhì)災害防治工程勘察設計中，經(jīng)常會遇到技術規(guī)范與實際操作不一致的情況。

一方面，現(xiàn)有技術規(guī)范或準則多建立在已有研究成果的基礎上，不能及時反映新的地質(zhì)科學發(fā)現(xiàn)與科技進步，導致對新型地質(zhì)災害缺乏有效的應對之策[1]。

另一方面，由于不同地區(qū)的地質(zhì)條件差異較大，一些標準化作業(yè)流程和參數(shù)設置可能不完全適合某一區(qū)域的地質(zhì)特點，導致設計無法滿足實際需求。

這種脫節(jié)不僅影響了工程的實用性與經(jīng)濟性，還存在著潛在的安全隱患，降低了工程的總體效益[2]。

1.2 勘察數(shù)據(jù)準確性不足

在地質(zhì)災害防治工程中，勘察數(shù)據(jù)的準確性是科學設計的先決條件。但是，在實際工作中，受各種因素的影響，測量結(jié)果的準確性往往會受到較大的影響。然而，由于地形地貌復雜、地下結(jié)構的不確定性、氣象條件惡劣，獲取的數(shù)據(jù)存在較大的誤差。

此外，勘探手段有限，傳統(tǒng)勘探方法不能完全捕捉地質(zhì)體的細微變化，而新興的高精度勘探技術由于成本高、作業(yè)流程煩瑣難以得到推廣應用。在數(shù)據(jù)處理過程中，如儀器校準和數(shù)據(jù)記錄不正確等方面的失誤，都將對測試結(jié)果的可靠性產(chǎn)生較大影響。這些問題使設計依據(jù)模糊，加大了工程風險，增加了工程造價[3]。

1.3 地質(zhì)環(huán)境復雜

地質(zhì)環(huán)境復雜是地質(zhì)災害防治的又一重要挑戰(zhàn)。地下埋藏著大量的未知因素，如深部巖層的物性、地下水的運移規(guī)律、難以預知的地震活動等，均會對工程的設計與實施產(chǎn)生不可預知的影響。在斷層帶、巖溶區(qū)、軟土等復雜地質(zhì)區(qū)域，地質(zhì)災害發(fā)生機制復雜，傳統(tǒng)勘查方法難以全面揭示其內(nèi)在規(guī)律，在設計階段難以進行精確風險評價。此外，氣候變化等因素導致的極端天氣頻發(fā)，使得地質(zhì)環(huán)境更加不確定，給防災減災工程的設計與實施帶來了嚴峻挑戰(zhàn)[4]。

1.4 施工質(zhì)量難以得到保障

即使在設計階段充分考慮了地質(zhì)條件和相關規(guī)范，但施工質(zhì)量仍然不能忽視。在施工過程中，材料性質(zhì)的變化、施工過程和現(xiàn)場管理的疏忽，均會對工程質(zhì)量造成不利影響。尤其是在偏遠山區(qū)或交通不便地區(qū)，施工條件艱苦，加大了機械設備、人力資源調(diào)配的難度，使施工質(zhì)量控制更加困難。

此外，地質(zhì)災害防治工程具有隱蔽性，一些關鍵環(huán)節(jié)，如地下加固、邊坡支護等難以直接觀測，施工過程質(zhì)量監(jiān)測與驗收標準的制定更是難上加難。這些問題導致工程實際效果往往偏離設計初衷，增加了后期的維護與維修費用。

2 地質(zhì)災害防治工程勘察與設計質(zhì)量控制策略

2.1 更新技術規(guī)范與標準

2.1.1 技術創(chuàng)新與規(guī)范升級

提高地質(zhì)災害防治工程勘察設計質(zhì)量的動力是技術創(chuàng)新。隨著科學技術的進步，新傳感器、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等技術得到了越來越多的應用，為地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測提供了更加精準的數(shù)據(jù)，為更加精細的風險評價和預警提供了支撐。因此，及時將這些先進技術納入行業(yè)標準，不僅可以提高勘察設計的準確性，還可以推動新技術的推廣應用，提升整個產(chǎn)業(yè)的技術水平[5]。

此外，規(guī)范的更新還應考慮環(huán)境保護、生態(tài)修復等因素，實現(xiàn)地質(zhì)災害防治與自然和諧共生的目標[6]。近年來，我國多地開始應用三維激光掃描技術排查地質(zhì)災害隱患，該技術能高精度獲取地表形態(tài)數(shù)據(jù)，顯著提升了地質(zhì)災害早期識別的準確性。例如：2020年，云南省某山區(qū)利用三維激光掃描技術繪制出潛在的滑坡區(qū)域，并利用地理信息系統(tǒng)分析，成功地預測和避免了一次大型滑坡事故。該事件促使有關部門修訂了地質(zhì)災害調(diào)查技術規(guī)程，并對三維激光掃描等先進測繪技術提出了更高的要求。

2.1.2 標準體系完善與國際合作

完善的標準體系是地質(zhì)災害防治工程勘察與設計質(zhì)量控制的基礎。一方面，建立一套覆蓋勘察、設計、施工、驗收和運行維護的全鏈條標準體系，保證每一個環(huán)節(jié)都能有章可循，有標準可依。另一方面，為應對全球氣候變化帶來的新挑戰(zhàn)，應加強國際交流與合作，借鑒國際先進經(jīng)驗與標準，這對增強我國在地質(zhì)災害防治領域的國際競爭力意義重大。

我國積極參加聯(lián)合國教科文組織國際地質(zhì)對比計劃（IGCP），與多國開展地質(zhì)災害防治合作，共同制訂地質(zhì)災害防治技術指南與標準。2019年，我國與意大利就地質(zhì)災害風險評價方法達成共識，共同編制了復雜地形地質(zhì)災害危險性評價規(guī)范，并應用于中意地質(zhì)災害防治工程設計及施工規(guī)范，有效提高跨境地質(zhì)災害防治工程執(zhí)行效率與安全性。新規(guī)范通常會整合最新的技術和方法，促進行業(yè)技術水平的提升，推動地質(zhì)災害防治工程在科技創(chuàng)新和應用方面的進步，從而更有效地保護人們的生命財產(chǎn)安全和生態(tài)環(huán)境[7]。

2.2 提高勘察技術與數(shù)據(jù)質(zhì)量

2.2.1 現(xiàn)場勘察技術與設備升級

現(xiàn)場勘察技術與設備的先進性直接關系到數(shù)據(jù)采集的準確性和全面性。利用無人機航拍、三維激光掃描、地質(zhì)雷達等高精度智能勘察設備，可獲取更多詳細的地形地貌、地下結(jié)構、土質(zhì)等地質(zhì)信息。同時，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術實時監(jiān)測地質(zhì)環(huán)境，實現(xiàn)對地質(zhì)災害風險的動態(tài)評估。在此基礎上，利用大數(shù)據(jù)分析與人工智能算法，深入挖掘地質(zhì)災害的潛在規(guī)律，為精準防控提供科學依據(jù)[8]。

例如，2018年，在四川省某地區(qū)開展的滑坡防治工作中，首次將無人機搭載多光譜相機與激光雷達系統(tǒng)，用于山區(qū)地表和地下構造的高精度測繪。利用三維模型，可以對滑坡穩(wěn)定性進行可視化分析，為后續(xù)支護設計提供有效的指導。此次勘察中收集的數(shù)據(jù)質(zhì)量遠高于傳統(tǒng)人工測量，且作業(yè)效率得到大幅提高，為項目節(jié)省了大量時間和資金，成為我國地質(zhì)災害防治工程中應用現(xiàn)代勘察技術的成功典范。

2.2.2 數(shù)據(jù)處理與分析流程優(yōu)化

數(shù)據(jù)處理與分析是連接現(xiàn)場勘察和設計決策的關鍵環(huán)節(jié)。要優(yōu)化該過程，先要建立一個規(guī)范的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)的完整性、一致性和時效性。通過引入云計算平臺與高性能計算資源，加快數(shù)據(jù)處理速度，提升數(shù)據(jù)分析的深度與廣度。在此基礎上，結(jié)合有限元分析、統(tǒng)計回歸、機器學習等模型算法，開發(fā)專用的地質(zhì)災害風險評價軟件，實現(xiàn)對復雜地質(zhì)環(huán)境的精細模擬。

此外，要建立完善的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制機制。定期檢查、更新數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)真實、可靠。廣東省某地質(zhì)災害防治工程設計階段，將自主研發(fā)的地質(zhì)災害智能評價系統(tǒng)應用于地質(zhì)災害防治工程，實現(xiàn)了對大量野外調(diào)查數(shù)據(jù)的快速處理，并自動生成地質(zhì)災害風險圖。在此基礎上，設計團隊對邊坡進行了有針對性的調(diào)整，以規(guī)避潛在的地質(zhì)災害隱患。項目實施后，監(jiān)測數(shù)據(jù)表明邊坡穩(wěn)定性得到明顯改善。該系統(tǒng)為提高工程設計質(zhì)量提供了有力支撐。

2.3 提高地質(zhì)環(huán)境勘察技術

2.3.1 強化地質(zhì)環(huán)境綜合調(diào)查與數(shù)據(jù)集成

加強地質(zhì)環(huán)境綜合調(diào)查和數(shù)據(jù)整合是保證工程精細化設計的前提。這就要求在工程前期全面、系統(tǒng)地調(diào)查該地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境，了解該地區(qū)的地形地貌、巖土特性、地下水動態(tài)和地震活動情況等。同時，運用地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感技術、無人機航拍等現(xiàn)代科學方法，對采集的數(shù)據(jù)進行集成分析，建立詳細的地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)庫。在此基礎上，通過數(shù)值模擬、風險評價等手段，預測并評估可能發(fā)生的地質(zhì)災害，為工程設計提供科學依據(jù)[9]。

以三峽庫區(qū)滑坡治理為例，通過綜合運用地面調(diào)查、鉆探取樣、物探探測等手段，結(jié)合衛(wèi)星遙感、無人機航拍等技術，建立了庫區(qū)滑坡數(shù)據(jù)庫。在此基礎上，建立了滑坡穩(wěn)定性分析模型，對多處潛在滑坡隱患進行了預測和治理，確保了三峽大壩及其周邊區(qū)域的安全。實踐表明，加強對地質(zhì)環(huán)境的綜合調(diào)查和數(shù)據(jù)整合，是地質(zhì)災害防治工作的重要內(nèi)容。

2.3.2 實施全過程質(zhì)量控制與監(jiān)測反饋機制

建立全過程質(zhì)量控制和監(jiān)測反饋機制，是保證地質(zhì)災害防治工程設計和施工質(zhì)量的關鍵。從規(guī)劃、設計、施工到后期維修等階段，均要建立一套嚴格的質(zhì)量控制體系。同時，引入第三方專業(yè)機構對項目進行獨立的檢測與評價，保證項目質(zhì)量達到國家和行業(yè)標準。

此外，建立長期監(jiān)測網(wǎng)絡，持續(xù)跟蹤工程效果，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，實現(xiàn)動態(tài)調(diào)整和優(yōu)化，保證防治工程的長期穩(wěn)定性和有效性。

例如，在四川汶川地震災后重建工作中，對該地區(qū)地質(zhì)災害防治工程進行了全過程質(zhì)量控制。在設計階段就嚴格審查方案，并定期邀請專家去現(xiàn)場指導、檢查，以保證工程的質(zhì)量與安全。同時，通過建立長期監(jiān)測體系，實時監(jiān)測邊坡穩(wěn)定、地下水位變化等關鍵參數(shù)，有效防止次生災害，保障災區(qū)人民生命財產(chǎn)安全。

2.4 加強施工過程監(jiān)控與管理

2.4.1 構建嚴格的質(zhì)量控制體系

建立涵蓋事前預防、事中控制、事后評估的全方位質(zhì)量控制體系，從事前防范、事中控制和事后評價三個方面，保證地質(zhì)災害防治工程的質(zhì)量。事前防范主要是指制訂詳細的施工規(guī)范和標準，詳細規(guī)定每一道工序的質(zhì)量要求和檢查方法；事中控制是指實時監(jiān)控施工現(xiàn)場，及時發(fā)現(xiàn)和糾正質(zhì)量問題，保證施工過程滿足設計要求；事后評價是指檢查、驗收已竣工的項目，保證項目質(zhì)量達到標準，總結(jié)經(jīng)驗教訓，不斷完善質(zhì)量管理體系。

此外，要加強對施工隊伍的培訓，提高其專業(yè)技術水平，增強其質(zhì)量意識，這也是質(zhì)量管理系統(tǒng)的重要組成部分。例如，2019年，云南省某大型滑坡治理工程在施工過程中，嚴格執(zhí)行了一套由政府、業(yè)主、監(jiān)理和施工單位四方共同參與的質(zhì)量控制體系。項目組不僅制定了詳細的施工操作規(guī)程，還引進第三方檢測機構對施工過程進行獨立的質(zhì)量檢測，以保證每個過程均符合國家和行業(yè)標準。尤其在混凝土澆筑和錨固等關鍵環(huán)節(jié)，采用了全過程的視頻監(jiān)控與數(shù)據(jù)記錄，有效地防止了質(zhì)量隱患的產(chǎn)生。該工程在全國范圍內(nèi)獲得了很高的評價，成為我國地質(zhì)災害防治工程質(zhì)量的標桿。

2.4.2 創(chuàng)新施工技術和管理手段

施工技術創(chuàng)新和管理手段的現(xiàn)代化，是提高地質(zhì)災害防治工程質(zhì)量的有效途徑。一方面，通過采用新型材料和施工機械，如高性能混凝土、智能鉆孔設備等，提高工程結(jié)構的穩(wěn)定性和耐久性，降低施工難度和成本。另一方面，利用信息化技術，如BIM（建筑信息模型）、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等，實現(xiàn)對施工過程的數(shù)字化管理，提升施工計劃的精確性和靈活性。

此外，推廣綠色施工理念，減少對環(huán)境的影響也是創(chuàng)新施工技術的重要方向。例如，江蘇省某泥石流防治工程在施工中廣泛應用了BIM技術，實現(xiàn)了從設計到施工全過程的信息可視化管理。通過構建三維模型，施工方提前預演施工流程，發(fā)現(xiàn)并解決潛在的問題，優(yōu)化資源配置。同時，BIM系統(tǒng)還集成了一系列環(huán)保措施，如雨水收集利用、廢棄物分類回收等，減少了工程對周邊生態(tài)環(huán)境的破壞。該項目不僅按時按質(zhì)完成，還因其在施工技術創(chuàng)新和環(huán)境保護方面的突出表現(xiàn)獲得了“中國建設工程魯班獎”，成為地質(zhì)災害防治領域施工技術與管理創(chuàng)新的典范。

3 結(jié)束語

地質(zhì)災害防治工程的勘察與設計質(zhì)量控制是一項系統(tǒng)而復雜的任務，它關乎人民生命財產(chǎn)安全和社會的可持續(xù)發(fā)展。通過深入探究認識到，無論是提高勘察技術與數(shù)據(jù)質(zhì)量、更新技術規(guī)范與標準，還是加強施工過程監(jiān)控與管理，每一個環(huán)節(jié)均至關重要。

今后應持續(xù)推動科技創(chuàng)新，完善相關法律法規(guī)，強化行業(yè)監(jiān)管，加強專業(yè)人才培養(yǎng)，構建更加高效、智能的地質(zhì)災害防治體系。唯有如此，才能不斷提高地質(zhì)災害防治工程的勘察與設計質(zhì)量，有效應對地質(zhì)災害帶來的挑戰(zhàn)，為建設美麗中國、保障社會經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展貢獻力量。

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收稿日期：2024-06-11

作者簡介：高燕（1974—），女，陜西靖邊人，工程師，研究方向為地質(zhì)災害防治。