岩土工程地质灾害防治技术及防治措施

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  摘要:在土木工程中,涉及到岩石、地面、土壤以及地下水的部门都属于是岩土工程,其是土木工程实践中新的技术体制,主要解决岩体工程与土体工程方面的问题。岩土工程的性质决定了工程建设中必然会对地质环境造成不良影响,甚至会引发地质灾害。这就需要在岩土工程建設中,从工程实践的角度出发采取相应的防治技术措施,以提高工程质量。
  关键词:岩土工程;地质灾害;防治技术
  引言
  随着我国现代化和经济化的飞速发展,工程建设项目和资源开发项目都受到越来越多的重视,再加上我国所处的地质环境变异强烈、复杂多变、地质灾害分布广、灾害严重以及灾害的种类多,就需要加大力度在建设和开发上。工程建设项目和资源开发项目都会或多或少的破坏环境,这就给我国的环境保护和经济发展带来了不小的压力。岩土工程作为建设项目中土木工程中的重要部分,因其会涉及岩石、土、地下水等,往往会受地质灾害的影响,因此,本文对岩土工程地质灾害成因与防治进行研究探讨。
  1、岩土工程和地质灾害概述
  1.1岩土工程
  和地质灾害防治一起构成地质工程学,岩土工程所描述的地质特点更加准确、直观,其本质就是对各种岩土进行加固或者开挖,地质灾害的防治则对可能出现的灾害情况进行预防与处理,其重点放在生态和环境方面,关注利用与开发的合理性。
  
  1.2地质灾害
  主要指因为人为或者自然因素引起环境的破坏状况,如果出现了地质灾害,就会对环境和人们的安全产生很大危害。地质灾害一般都有突发性,产生之前难以预测,即便可以预测,也很难在较短的时间内完全进行预控,借助对地质灾害的成因进行分析可以发现,我国出现的地质灾害主要的原因就是人为因素。近些年,地质灾害引起的经济损失所占比重很大,所以需要做好对其防治的工作,减少或者降低对环境和生态的破坏。
  2、岩土工程地质灾害特点及危害
  常见的岩土地质灾害主要有滑坡、崩塌、泥石流等。造成滑坡的主要原因是地震、雨水侵蚀、坡脚挖掘、乱砍乱伐等。在国家基础设施建设中,矿山生产或是道路工程边坡开挖等都会对地质地貌造成影响,地质结构的稳定性会遭到破坏,最终导致岩体的崩塌。此外,泥石流也是比較常见的地质灾害,其通常会在暴雨或是大雪融化之后形成洪流,在山沟或者是山坡之间流动。这种洪流在运动过程中会夹带着大量的泥沙或者是石块。产生泥石流主要由于过度开挖,产生了大量的建筑垃圾,乱砍乱伐造成水土流失。岩土工程地质灾害的发生会威胁到周围居民、过往车辆的安全,严重损坏交通设施和房屋结构。
  3、岩土工程地质灾害的类型及其成因
  3.1滑坡
  滑坡指的是斜坡上的土体或者是岩体,在外界河流冲刷、地下水活动、以及人工切坡等方式的影响,顺着一定的软弱面或者是軟弱带,整体或者是分散式的顺坡向下滑动的自然现象。按照滑坡体的物质组成和滑坡与地质构造关系划分:①覆盖层滑坡,本类滑坡有粘性土滑坡、黄土滑坡、碎石滑坡、风化壳滑坡。②基岩滑坡,本类滑坡与地质结构的关系可分为:均质滑坡、顺层滑坡、切層滑坡。顺层滑坡又可分为沿层面滑动或沿基岩面滑动的滑坡。③特殊滑坡,本类滑坡有融冻滑坡、陷落滑坡等。
  3.2崩塌
  此类地质灾害一般会发生在较陡的坡体上,坡上的岩体或者土体的根部发生空虚或者发生局部的滑移现象,导致这些岩体突然失衡,并由母体上向下翻滚或者发生倾斜,最终在坡脚堆积。而引发这类事故的主要原因有:①过度的采掘矿产;②进行边坡的开挖;③发生强烈的振动;④进行堆渣填土;⑤水库渠道出现渗漏等。
  3.3泥石流
  是地质灾害的另一种常见类型,洪流的一种表现形式就是泥石流它的形成主要是因为降水量太多而产生有大量碎石、巨砾、泥砂等固体物质混合在在山坡或沟谷上的洪流引发泥石流的主要原因包括不合理开挖导致的水土流失、乱垦滥伐导致的水土流失以及弃土、弃石导致的水土流失等等。
  1.4地表变形
  地表变形就是由于地壳运动,导致地表出现塌陷、沉降、裂缝等地表变化。地表发生变形主要表现在:①地表塌陷;②地表发生沉降和裂缝。据相关统计表明,现阶段,我国发生不同程度的地表沉降活动的地区有70余个城镇,最大的沉降量超过了3m,而在这些地表出现沉降的城市中,有些沉降是独立存在的,有些是密集成群的,究其根本在于过量的开采地下矿产,大量的抽取地下水以及表面岩溶发生的一系列的自然活动等。
  4、岩土工程地质灾害的防治
  4.1滑坡治理
  对于滑坡的治理措施往往采用几种方法相结合的措施。其中首先以地表排水为主,然后再在地表上进行清方减载和填土反压的措施。在外部的支持过程则以目前较为常用的抗滑挡强为主。此种方法在目前的滑坡方法中得到了广泛的应用。
  这种方法在施工是存在很多的优点,像布置灵活、施工简单、施工面小、施工速度快等。在早些时期,我国铁路建设的过程中采用抗滑桩技术时并未获得成功。在以后的滑坡治理中,改变了治理措施,将地表排水和减方减载等措施来作为主要措施。最后逐渐形成以目前采用比较多的防治措施。具体就是以支挡结构、消方工程、排水过程相结合进行滑坡的综合治理。
  钢筋混凝土格构锚固作为是滑坡治理的有效措施,目前在三峡工程的地质灾害治理中开始广泛的应用。钢筋混凝土格构锚固技术主要是利用格构梁进行坡面的相关防护,利用预应力锚索或者锚杆(管)进行固定的防治措施。对松散堆积层滑坡的治理来说,格构锚固结构有其独一无二的优点,特别是预应力锚索与钢筋混凝土格构梁复合结构,可顺着地形而设置,变形协调能力很强,施工技术简便,整个过程中不需要大型机械来开挖扰动边坡,适合滑坡区地形条件进行应用。   4.2崩塌防治
  简单的理解,崩塌是不同的裂隙面与结构面切割和组合导致的危岩体的脱落而发生的;崩塌防治根据是加固已经形成的危岩体,阻止危岩体滑落,阻止并减缓卸荷裂隙区的扩展和卸荷裂隙的扩张,保持其相对稳定性。因此对崩塌的防治工程主要就是对危岩体进行加固,相比滑坡来说,防治加固显得较为简单。对于那些主要受控于节理裂隙和結构面的组合的陡峻边坡崩塌,其活跃程度是由卸荷裂隙区的扩展与卸荷裂隙的扩张共同决定的。裂隙较为密集的危岩地区、卸荷裂隙区,清除部分危岩体后,危岩体部分用锚杆加挂网喷护锚固,可有效的达到减缓卸荷裂隙区的扩展和卸荷裂隙的产生,以此达到加固已经形成的危岩体的目的。这是崩塌防治普遍采用的方法,需要注意的是,在设计加固工程时,应当充分的考虑边坡岩体的结构、和卸荷裂隙的扩展特征、裂隙面特征等影响因素,布置锚固工程时,应该把卸荷裂隙扩展的牵引带作为重点加固区域,有效的牵引区加固后也可以减缓甚至阻止卸荷裂隙区的扩展、扩展区卸荷裂隙的扩张。
  施工中,对较完整的悬挑危岩体来说,往往采用支撑的方法加固,进行临时性的防治。对那些高陡危岩边坡,直接加固困难,加固的成本很高,综合考虑,可采用遮挡避让防治崩塌危害。这种方式主要针对如公路、铁路等线路工程经过峡谷区,效果可观。
  4.3泥石流防治
  我国属于多山国家,山脉纵横,地质构造类型多样,复杂多变,第四纪松散堆积物广泛分布,很大程度上决定了泥石流分布广泛,类型多样,频繁活动。我国泥石流分布大体上以大兴安岭一燕山山脉一太行山山脉一巫山山脉一雪峰山山脉一线为界。我们国家对泥石流灾害的防治技术由最开始的被动灾后治理,发展为如今的主动灾前预防与灾后治理结合方式。发展成为当前的局部的单一工程措施到生物防御、工程防御、环境保护、预测与报警相互支撑的综合防治体系。泥石流的防治主要从预防、预警、治理3个方面入手。在泥石流发生前就作出及时的警报,通知泥石流潜在发生的危险区域内的的所有居民及时疏散,是直接减少人员伤亡最有效的措施。而在以往的泥石流防治实践中,泥石流防治技术逐步形发展为岩土工程防治措施结合生态工程、沟、坡都兼治的综合治理方式,对整个流域进行全面整治,逐步达到控制泥石流的发生的目的。目前说来,泥石流治理措施主要按照山坡整治、堆积区的整治以及沟谷区域的整治。在泥石流流域内严重的水土流失区,主要采用山坡技术,上游清水区应该营建水源涵养林,裸露坡面生态修复,侵蚀沟道种植防护林,最终达到调节汇流、保护坡面、稳定山坡、控制沟道的深部侵蚀的防治效果。在泥石流形成区,引入小规模的截流引水工程,将暴雨径流进行汇集,然后将其导入进稳定的沟谷地区,以此减轻区内的侵蚀作用。而修建在泥石流的流通段的拦沙坝,则是沟谷整治中的重要部分,其作用是稳定沟床和岸坡,防止下切,蓄拦泥沙,对防治边岸滑坡崩塌的发展有进行减缓甚至是阻止,主要是达到了减小泥石流规模的作用。此外,在个别重要区段,可修建某些护岸工程,如护坡和挡土墙等。改造和利用冲积扇,则主要使用堆积区整治技术,将泥石流按照人为的意愿进行导流、停淤、排泻,减轻对厂矿企业、下游居民区、道路交通安全等的危害。控制泥石流流路排导槽,单堤结构的导流堤,减轻泥石流对下游工程的压力的停淤场,都是普遍采用的工程技术手段。
  4.4岩土工程地质灾害的生物防治措施
  对岩土工程地质灾害采用生物防治措施,就是通过绿化的方式,既起到了防治地质灾害的作用,而且还美化了环境,对工程所在环境条件起到改善的作用,促进当地的自然生态平衡。采用植树造林的方法或者种草护坡的方法,可以降低投资成本,而且应用的范围是非常广的,成效显著[4]。这种防治措施可以长时间地发挥作用,当然要发挥其防治地质灾害的效益也需要很长的时间。
  在制定防治措施的时候,要根据岩土工程建设区域的地质灾害调查情况,对当地的自然环境条件、经济条件进行分析,掌握可能发生地面塌陷灾害的区域、可能发生泥石流的区域以及容易产生水土流失的区域,对这些区域所需要采取的有效防治措施就是退耕还林、封山育林,以降低发生地质灾害的几率,避免因此而导致较大的经济损失。
  4.5岩土工程地质灾害的避让措施
  岩土工程建设区域所发生地质灾害多为不可抗拒的。要降低由于灾害而导致的损失,就需要采取避让措施。
  雨天是导致地质灾害的基本条件。岩土工程建设地区所存在的灾害隐患点以及已经出现了变形的斜坡,就要注意在雨天来临之前做好避让工作。相关人员在做好灾害防御措施的基础上,还要制定居民安全转移预案,按照就近原则对当地的居民安排转移的地点,以避免居民受到灾害的威胁。
  在严重的地质灾害之前,可以采用搬迁避让的方法。采用这种方法的前提是采取防治措施的投资量之大,已经超过了搬迁所需要的费用,而且即便是采取防治措施,居民依然避免不了受到地质灾害的威胁。
  5、岩土工程地质灾害预控建议
  最后,随着我国基础建设的深化,对地质灾害防治的需求进一步加强,应该做到:进一步加强山区城镇泥石流、滑坡、崩塌等灾害的监测及预警;特别是对于比较偏远的山区,要加强地质灾害防范的宣传教育,提高当地居民的安全保障措施和技术手段。加强基础设施建设过程中的减灾防灾工作。特别是对于矿山、水电等重大工程的建设。针对不同的灾害地区的具体情况,有针对性的开展防灾减灾技术。对于相应的防灾减灾部门,要制定科学的防灾减灾技术标准和可实施的防灾减灾规范。有效的开展防灾减灾的宣传工作。加强对施工单位和有关人员的安全教育。在科研方面,要加强对岩土工程地质灾害的研究,进行分险评估,风险分析和风险管理的研究。服务当地的社会发展,减少因为地质灾害导致的损失。
  6、结束语
  总之,近些年,各种资源的开发和工程建设,使得我国的地质环境受到很大影响,地质灾害的频率和规模也不断增加,这就对工程建设提出更高的要求。我国的地质灾害状况比较严重,灾害的种类很多,突发性比较强,分布也相对分散,对人们的安全产生很大的影响。在岩土工程中,地质灾害对整个工程有极大的影响,需要使用一些防治的技术和有效的措施,降低出现地质灾害的概率,以便促进岩土工程的发展。
  参考文献:
  [1]刘文韬.浅谈岩土工程地质灾害防治技术及预控[J].江西建材,2016,(03):250+253.
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  [3]刘金星,许勇.对地质灾害存在问题及其防治措施的探讨[J].城市建设理论研究,2012(01):150-151
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