巖土工程在地質災害防治中應用

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摘要：為了能有效保護我國的自然生態環境，提出合理防控地質災害問題的建議。首先，闡述地質災害的常見類型與成因，包括滑坡和崩塌、泥石流和地面塌陷等；其次，較為詳細地探究了防控以上問題的有效方法；最后，以提升地質災害問題防控效果為目標，探究幾點切實可行的策略，以供同行參考、借鑒。

關鍵詞：巖土工程；地質災害；防治方法；提升策略

我國經濟在快速發展階段，對不同類型資源的開發力度持續加大，工程建設數目增加，規模大幅擴張，在這樣的形勢下我國地質環境也承受著較大壓力，這是誘發地質災害的主因之一。地質災害被定義成發生在地球表面的巖土體移動情況，不僅會破壞人們生存環境，還會對其生命財產安全構成威脅。地質災害的成因通常可以從自然或人為因素兩個方面分析，多數狀況下是以上兩者共同作用產生的，有資料記載，近些年來我國由地質災害在全部自然災害經濟損失中所占比例為20%~25%，加大對地質災害防控力度，是保護國家經濟財產的有效方法之一。

1相關概念

1.1巖土工程

迄今為止，巖土工程已經有數十年的發展歷程，在系統化的研究中已經形成了一套十分完善的理論體系，但是伴隨巖土工程研究深度的不斷拓展，發現其中存在著較大的發展空間，故而應進一步拓展其分析深度。地質工程學主要分析的是巖土工程開采行為對周圍環境形成的影響，基于專業化的分析研究過程，能夠探查更為全面的地質保護及地質災害防控方法。巖土工程的研究對象主要是工程的地質狀況及存在的問題，研究內容主要包括兩大部分：一是地質災害，主要是降低自然災害事件的發生率，利用更加科學合理的方法去進行預防、控制；二是防治巖土工程，主要是鉆研巖土內存留的各種實際問題，主要包括地基及地下問題等。

1.2地質災害

地質災害，即在各種自然環境因素的作用下，由于人為的影響，進而使地質出現各種破壞性事故，泥石流、火山等均是常見的地質災害。我國幅員遼闊，不同地區的地質環境特殊并且復雜，地質災害的發生率相對較高。結合既往不完全統計，地質災害已經是造成社會經濟損失的重要因素之一。故而，國家相關部門急需應用合理的防治技術、方法去降低地質災害事件的發生率，進而降低經濟損失。地質災害不僅會引起經濟損失問題，還可能會對生態環境造成不同程度的影響。一旦發生地質災害時，不僅會浪費掉大量的自然資源，還會對環境造成不良影響，導致生態環境惡化，也會引起水土流失等多種生態問題，故而及時采用合理的技術防控地質災害問題具有很大必要性。

2常見的地質災害類型

2.1滑坡和崩塌

地質災害中的滑坡，通常是指在斜坡上、河流沖刷或地下水活動、地震和人工切坡等諸多因素的作用下，進而順著軟弱帶或軟弱面，整體或局部沿著斜坡持續下滑的自然現象。地質構造內的地震帶、斷層帶，江、河、湖的岸坡地帶以及地形出現較大差距的峽谷區，也可能是人工修筑道路的邊坡與夏秋季時強降雨的區段。崩塌主要發生在陡坡上，在壓力作用下巖土體被直立裂縫分割，鑒于其根部空虛，在折斷壓碎或局部滑動階段，容易失衡，最后剎那間和母體脫離朝下方出現翻滾、傾倒或堆積在坡腳位置的情況。崩塌會對人們生命安全構成嚴重危害，嚴重損害建筑體，崩塌物掩埋公路與鐵路。人為因素是引起崩塌事件的主要原因，比如開采礦產資源、蓄水的水庫或渠道出現滲漏、開挖道路工程邊坡或人們大量應用堆棄的渣填土等。再比如人們過度開采山體時，過度挖掘山體的底部，而后隨便堆砌，就會降低山體底部的承載能力，最后引發崩塌現象。巖土工程內一旦發生崩塌現象，便會干擾工程項目施工的整個過程，情節嚴重時還會引起人員傷殘情況。

2.2泥石流和地面塌陷

泥石流這種地質災害多發生在山區或地形崎嶇區段，主要是在降水等諸多因素的影響作用下引起的山體滑坡，而后滑坡會夾帶大量泥沙與石塊出現泥石流現象。在很多工況下，泥石流有爆發時間短暫、破壞力強等特點，會對公路與房屋等建筑設施造成較大的破壞力，對本地環境的影響是極為嚴重的。人類的亂砍濫伐、不合理開采礦產資源及開采階段隨意堆置棄石、棄土等均是引起該類地質災害的常見原因。地面變形是巖石工程中的常見地質災害類型，主要表現為地面下陷或塌陷，部分情境下還會形成裂縫。人為因素也是引起地面變形問題的主因，比如過度開采地下的巖溶和地下水等資源。

2.3水土流失

水土流失，也是巖土工程中常見的災害類型，因為水土流失的存在，會給巖土工程的安全帶來影響，嚴重時可能會導致巖土工程周邊水土嚴重流失，出現山體滑坡，甚至是施工場所被掩蓋的問題，同時在雨水的作用下，水土流失的問題也會相對嚴重，進而影響巖土工程周邊的安全。造成該問題出現主要是因為巖土工程施工過程中，未能站在長遠發展的角度考慮問題，缺乏基本的環境保護意識和綠色施工理念。由于在設備、施工管理等方面，未能以自然、環保的角度考慮問題，就會導致水土流失問題的發生。

2.4地基變形

土建工程中，地基變形是比較常見的地質災害，例如在建筑工程、市政工程中，都能發現地基變形的身影，同時因為地基變形，就會給工程的穩定性和可靠性帶來影響。例如，在建筑工程施工中，如果施工完成后，出現地基變形的問題，就會導致建筑工程出現沉降的問題，會進一步誘發建筑工程出現裂縫等問題，從而導致建筑工程的安全隱患。又如，市政道路施工中，如果出現地基沉降變形問題，就會給市政道路的穩定性帶來影響，導致路面出現裂縫、翻漿等問題，嚴重影響道路的可靠性，甚至在后續的使用中，道路所能起到的服務能力都會大打折扣，嚴重影響道路的服務能力。

2.5地下水污染

地下水是重要的水資源，在實際的巖土工程中，如果地下水資源受到了污染，就會導致水土污染和地球化學異常災害的發生，嚴重影響后續地下水資源的利用，如果居民通過打井的方式，將地下水作為飲用水，就會給居民的健康帶來影響。

3防治方法

3.1滑坡

針對這種地質災害問題，防治實踐中要以預防為主。鑒于引起滑坡事故的原因較多，故而在制定防治方案前一定要深度分析滑坡成因，結合實況選擇有效的處理手段。既往有大量的工程實踐表明，當下國內經濟性較高、時效性較強的滑坡防護方法主要有如下兩種[1]：一是提升山體斜坡巖土力學的強度，這是強化坡體承載力的有效方法之一，進而削弱山體的滑動力，能較好的達成防控滑坡事件的目的。分析眾多能提升斜坡巖土力學強度的方法，不難發現削坡度減載量、邊坡加固是最有效的處理方法。二是通過分析滑坡災害的成因不難發現，水在該類災害發生過程中起到決定性作用。故而，在防治實踐中，我們要是能從根源上解除地下水的問題，那便能較有效的提升滑坡災害的防治效果。處理地下水時，可供選擇的措施有：（1）參照邊坡周邊環境的水文特征、地質條件，應用適宜的方法排解掉山體滑坡范疇中的地下水，水平鉆孔疏干、支撐盲溝等均是可供選擇的方法；（2）在坡體上修筑排水溝，其作用以排除滑坡周邊中的地表水為主，規避大量涌水降低邊坡周邊構造的穩定性；（3）在坡體邊界處建設截水溝，其對地表水流進滑坡范疇中能起到一定的阻斷作用。三是部分巖土工程處于西南地區，臨近山壁，在雨季時降水量相對較大，增加了山體滑坡災害發生的概率。可以利用抗滑樁施工技術起到一定的穩固作用，進而降低山體滑坡災害的發生率。采用抗滑樁施工技術防治地質災害時，應注意如下三點情況：（1）布設抗滑樁階段，要綜合分析各種因素，特別是要考慮滑坡體的實際推力與厚度，盡量將其布設在推力偏小且土層薄的位置。加強抗滑樁長度的控制，不可以過長，多數工況中要將其控制在35m內。可以利用單排、分段阻滑形式布設抗滑樁，以上兩種方法的適用范圍存在著一定差異，前者在推力偏小的位置表現出較高適用性，將后者用在推力較大的位置能取得較好的處理效果；（2）確保抗滑樁的位置有較高的精準度。具體施工階段若樁體的方位不精準，或者形成較大偏差，則會直接降低該樁體的穩定性，這樣在地質災害防控實踐中就很難取得較好效果；（3）確定樁孔。當下可以采用的挖孔方法主要有兩種，一是機械挖孔，二是人工挖孔，以上兩種方法用于巖土工程領域中各有優缺點。但是不管是采用哪種挖孔方法，孔洞挖掘后，需要及時清除其內部雜質，而后利用管道的方法去澆灌砼，在以上過程中需要注意的問題是要在水下進行操作，則要確保導管的位置處于水下2.0m。

3.2崩塌

和滑坡災害相比較，崩塌的防治方法、過程更為簡單，通常會在陡峭的邊坡上出現崩塌情況，是崩塌的裂縫和巖土層兩者結合作用的結果，地質活躍程度是對崩塌災害發生過程起到決定性作用，這也決定了崩塌程度有不可控性。在防治崩塌災害前，應綜合多方面因素分析引發崩塌的原因，制定相應的處理方案，選擇最適的防治技術。主要是處理裂縫集中分布的區域，掌握存有危險因素的土體，而后配合使用掛網和錨桿噴護固定的形式加固土體，通常能較好的治理崩塌問題。

3.3泥石流

泥石流是一種防治難度較大的地質災害類型，故而在多數工況下，在開采礦山資源過程中工程隊應盡可能的避開泥石流高發地區，若不能避開，則一定要及時采用適宜的措施防治泥石流問題，力爭將泥石流帶來的危害性降至最低。由于在發生泥石流事故時，會形成細小泥沙、形體較大砂石等固體物，一旦察覺到要發生泥石流事故，應及時攔擋以上這些大顆粒的固體物[2]。可以應用排水溝和攔泥沙壩方法處理，布置排水溝能使泥石流經過排水溝時流速降低，調整泥石流的流動方向。將攔泥沙壩建設在泥石流的高發地段，這樣當發生泥石流且經過攔泥沙壩時，泥石流的流速便會降低，大顆粒砂石會沉淀到攔泥沙壩內，以上方法有益于降低泥石流帶來的危害性。在建成攔泥沙壩后，也可以適度的拓展壩體的河床寬度，適度降低其坡度，解除方式將泥石流的流體調控在壩體溝道的中間，有益于降低泥石流和山洪對壩體岸坡造成的侵蝕、破壞程度。

3.4地面塌陷

（1）強擊法：即應用強錘對土體進行強烈的擊打、夯實處理，借此方式提高土體強度，對地表塌陷問題的發生、發展過程能起到較好的防控作用。在現實操作中，可以應用強擊法去夯實洞軟弱區，實現對土體和松軟泥土的同步夯實[3]。（2）填堵法：這種方法的適用范疇較為狹窄，處理深度較淺顯的坑洞時通常能獲得良好效果，從宏觀層面上可以對其操作工序做出如下概述：清除坑洞中松軟的土體→堅硬石塊、碎石來去填實坑洞，這是實現放濾的主要操作→粘土覆蓋地表，夯錘夯實。（3）灌漿法：該種防治技術應用原理是采用灌漿法加固巖土，具體是使用調制好的漿液灌注巖土體形成的孔洞；也可以對巖土體進行人工鉆孔操作，而后灌注漿體，能較明顯地提升巖土的強度。

3.5地面變形的防治

首先，在巖土工程正式施工前期，應全面檢測本地區的地質條件，全面掌握工程所在區的地質特征。整體分析本區域的地質環境，加大規范化管理力度，比如加大地下熔巖運動情況的監測力度。其次，提升項目施工過程的規范性和合理性。施工方應提升項目施工的規范性，全面檢查設備狀態，確保地質災害問題防控的有效性。最后，提升植被的覆蓋率。有關部門還應積極采用生態防控手段，結合巖土工程施工特征，全面提高綠色植被的覆蓋率，能顯著降低地質災害發生的風險，所以要在工程項目周邊栽種一定量的綠植，并參照相關規范要求，加大荒山整改力度，實現巖土工程區域整改的全面性，避免發生水土流失問題。

3.6地下水污染

因為地下水是重要的水資源，具有較高的利用價值，如果地下水資源被污染，就會給周邊居民的日常生活帶來影響。所以，要結合實際情況，做好地下水污染的治理。首先，是預防措施，通過加大宣傳，提高巖土工程對地下水污染的認識，確保資源的管理和保護效果。另外，加強水網監測的質量，通過監測工作，提高水網的可靠性。另外，為了實現對地下水的治理，可以選擇：抽出-處理法，水動力控制法，物理屏蔽法，原位處理法等方法，確保地下水這類地質災害可以得到有效地防治與控制，降低地質災害對工程項目及周邊居民日常生活的影響。

4加強礦山地質災害防治效果的策略

4.1增強施工標準

礦山地帶開采階段為避免發生地質災害，明確地表開采項目的施工標準是基礎。地表工程有施工復雜性高、危害性大等特點，故而可采用的施工方法是多樣化的。故而，應利用適宜的施工標準有效約束、規范地表工程的作業過程，不僅能提升項目施工質量，還能降低地質災害事件發生的風險，實現對礦山周邊群眾生命、財產安全的有效保護[4]。鑒于不同礦山的山體土質條件有差異，故而對人類活動表現出的承載能力也有一定的區別，故而在制定施工標準過程一定要做到個性化分析。針對那些相對脆弱的山體，禁止進行大規模的開采活動，嚴格執行開采標準要求。

4.2做好地質勘察工作

在地質災害防治過程中，為了能使巖土工程將自身作用發揮到最大化，一定要結合不同山體特征采用差異化的工法，借此方式使礦山地質能較好的滿足后續階段安全生產的現實需求。故而，一定要認真做好地質勘察工作，進而使巖土工程自身功能充分發揮出來。地質勘察實踐中，應不斷提升勘察隊伍的專業性，確保勘查工作過程的細致性。只有這樣方能結合勘測結果，科學預測工程活動中可能發生的災害類型及強度，而后利用適宜的方法減少或避免災害事件對山體形成的侵害。

4.3完善工程設計

在設計巖土工程項目時，一定要將常見的礦山災害整合至其中，綜合多方面因素解讀災害問題的成因與運動模式，采用查閱資料的方法，深入研究某地區既往災害發生情況，將其作為參考，制定出個性化的工程設計方案。在具體設計環節中，不僅要對災害控制體系內容有全面了解，還要結合災害成因采用適宜的控制模式。也要掌握具體作業強度與質量，針對那些即將投產的礦山項目，在后續生產運營體系內，要精確調控每日開采的作業量及炸藥用量等，降低災害事故的發生率[5-6]。

4.4建立健全地質災害信息系統和災情預報系統

我國大部分地區在防控地質災害時，基本是采用以預防為主的防控模式，當下很多地質災害隱患及其成因尚未被探查到，故而在建設地質災害監測過程中要加大投資力度，合理應用現代化信息技術，不斷提升地質災害信息系統的功能，利用其精準的預測、播報各地區的地質狀況，合理應用GIS技術，能順利的建設出覆蓋全國的地質監測系統，進一步提升地質災害測評工作效率，為相關部門預測地質災害提供優質服務與可靠的技術支持，將地質災害信息系統的功能發揮到最大化[7]。

5結束語

巖土工程建設，地質災害防治問題牽扯到多個方面，可以將其看成是一項系統性、綜合性較強的工程。因為我國地質災害類型較多，滑坡、崩塌、泥石流等災害成因也有差異，故而一定要結合現實狀況制定個性化、科學、可行的防治方案，方能起到較好的防治效果，為我國經濟、環境持續發展做出更大的貢獻。

參考文獻：

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[2]李銓興.地質災害防治的策略探討以及地質環境的應用研究[J].中國住宅設施，2021，79（1）：45-46.

[3]劉柏齡.巖土工程地質災害防治技術及預控[J].粘接，2021，45（2）：163-166+179.

[4]曹際妹.論巖土工程地質災害防治技術及防治措施[J].冶金管理，2021，74（1）：94-95.

[5]李磊.解析地質勘察中水文地質和水文地質災害防治問題[J].世界有色金屬，2021（1）：199-200.

[6]朱賓，景佳俊，張統，等.徐州市地質災害類型及防治措施建議[J].能源與環境，2020（6）：80-82.

[7]葛軍武.巖土工程地質災害防治技術標準及防治措施分析[J].中國戰略新興產業，2020（4）：31-32.

作者:池永翔 單位:福建省地質調查研究院