綦祖興,孫 林,彭同強(qiáng)
(1.山東省地礦工程勘察院,山東 濟(jì)南 250014;2.山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局八〇一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì),山東 濟(jì)南 250014)
地質(zhì)工程學(xué)主要由巖土工程和地質(zhì)災(zāi)害防治兩個(gè)方面一同組合而成,從根本上來講,巖土工程主要是對土層開挖、加固工程等的研究;而地質(zhì)災(zāi)害的防治則主要是指針對某地所發(fā)生的災(zāi)害問題采取積極有效的措施進(jìn)行預(yù)防和處理,其主要是從生態(tài)環(huán)境方面著手進(jìn)行預(yù)防和控制的[1]。
地質(zhì)災(zāi)害通常是由于受到人為或自然等因素的影響,而致使生態(tài)環(huán)境遭到破壞的一種現(xiàn)象。因?yàn)?zāi)害地質(zhì)體通常具有隱蔽性與應(yīng)急管理性,進(jìn)而致使地質(zhì)災(zāi)害具有較強(qiáng)的突發(fā)性,是難以預(yù)測的,就算預(yù)測了也很難在較短時(shí)間內(nèi)運(yùn)用有效預(yù)防控制措施。
滑坡通常是由于受到某種因素的影響,而致使斜坡上的巖體、土體等沿著坡體軟弱面發(fā)生下滑移動(dòng)的現(xiàn)象,如受地震因素的影響,致使其土體會(huì)沿著軟面滑落,從而致使其整體沿著坡度方向發(fā)生自主滑動(dòng),這一過程被叫做滑坡。引發(fā)滑坡的因素眾多,但大多都是巖土項(xiàng)目建設(shè)有著較大的聯(lián)系。如在對坡腳進(jìn)行開挖時(shí)往往極易導(dǎo)致坡體下滑的問題,在劈山時(shí)進(jìn)行放炮、亂砍亂伐等均會(huì)在某種程度上致使山體長期發(fā)生震動(dòng)而出現(xiàn)松動(dòng)。所以,巖土項(xiàng)目工程極易引上發(fā)滑坡這一地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。
通常會(huì)在山區(qū)或是地形崎嶇的區(qū)域發(fā)生泥石流,這主要是由于受到暴雪等多種因素的影響而致使山體滑坡的情況,與此同時(shí),還帶有許多泥少和石塊等,從而致使泥石流地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)。一般來講,泥石流的爆發(fā)時(shí)間非常短,且具有較強(qiáng)的破壞力,直接致使公路、房屋等建筑遭到較大程度的破壞。在對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行研究時(shí),常見的地面沉降、塌陷等地質(zhì)問題通常叫做地面變形,其主要是在多種因素的作用下,致使某一范圍內(nèi)巖土層造成較大程度的破壞、壓縮等情況,進(jìn)而引發(fā)地面下降、裂縫等問題。可見,地面工程施工質(zhì)量直接影響到人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全,因此,這就需要對其實(shí)施綜合治理,以免發(fā)生巨大的損失。發(fā)生地面變形的原因各類繁多,但總的來講造成地質(zhì)災(zāi)害最為主要的原因就是由于過度抽取地下水,另外,在工礦區(qū)域也是發(fā)生地面變形的重點(diǎn)區(qū)域。
崩塌通常會(huì)發(fā)生在較為陡的坡體上,坡上的巖體或土體根部出現(xiàn)空虛、滑移等,從而致使巖土體穩(wěn)定性較差,進(jìn)而致使母體自上向下翻滾、傾倒下來,并在坡腳處堆積起來。造成這一地質(zhì)災(zāi)害的原因通常有礦產(chǎn)開采、邊坡開挖、水庫渠道滲漏以及振動(dòng)等[2]。
由于自然因素影響而導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn),便屬于自然地質(zhì)災(zāi)害,這亦是第一環(huán)境問題,通常不會(huì)因?yàn)槿祟悮v史的影響而產(chǎn)生巨大變化。通常來說自然地質(zhì)災(zāi)害均維持這特定的形態(tài),具有極為強(qiáng)大的自然特征。
在社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中,人類不斷的開采、開發(fā)以及建設(shè)等活動(dòng)嚴(yán)重破壞了地質(zhì)的自然形態(tài),使得生態(tài)平衡受損,從而也引發(fā)了諸多地質(zhì)災(zāi)害。在本質(zhì)上來說,地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)與地質(zhì)自身沒有關(guān)系,都是人為導(dǎo)致,因此該類地質(zhì)災(zāi)害也稱之為第二環(huán)境問題。大部分巖土地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)都是由于自然地質(zhì)演化和其后的變化中,巖土由最初的穩(wěn)定慢慢向著不穩(wěn)定發(fā)展,此過程需要經(jīng)歷較長時(shí)間,通常因此而導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害會(huì)延續(xù)百年以上。受到人為活動(dòng)的影響,會(huì)大大縮短了巖體自然演化的周期,進(jìn)而加速其不穩(wěn)定的發(fā)展進(jìn)程,如此一來便可能會(huì)直接引發(fā)突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害。每次出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害均會(huì)給社會(huì)與人類造成巨大的經(jīng)濟(jì)以及生命損失,所以不難發(fā)現(xiàn),巖土地質(zhì)災(zāi)害傷害性極強(qiáng)[3]。
對于滑坡的防治來講,首先需要對造成滑坡的原因進(jìn)行深入研究和分析,進(jìn)而制定具有針對性的防治措施。一般針對滑坡地質(zhì)災(zāi)害問題可以通過兩個(gè)方面來進(jìn)行防治:
(1)對地表水和地下水進(jìn)行有效地控制。這樣可以有效地減少水對土質(zhì)坡體所造成的威脅和破壞。這主要是因?yàn)樗且l(fā)滑坡最為重要的因素,它與滑坡問題的形成有著至關(guān)重要的影響。因此,想要切實(shí)有效地減少和消除滑坡的產(chǎn)生,就需要盡可能地避免水對邊坡土體造成分割。如需先對滑坡區(qū)域外圍地表水進(jìn)行有效地控制,以免水流入到滑坡區(qū)域內(nèi),可在邊界處修筑截水溝以有效地將地表水進(jìn)行截留;與此同時(shí),還需將排水溝修筑在滑坡區(qū)域內(nèi),以便得以將內(nèi)部地表水有效地排出,從而進(jìn)一步減少對邊坡造成的威脅;另外,還可以用水平鉆孔疏干與垂直孔排水支撐盲溝等相關(guān)技術(shù),以便將滑坡內(nèi)地下水有效地排出。在具體作業(yè)過程中,需充分結(jié)合邊坡地質(zhì)自身特點(diǎn)及水文條件等因素來進(jìn)行,從而確保其操作具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性和有效性。
(2)增強(qiáng)土質(zhì)環(huán)境自身的抗滑能力,以實(shí)現(xiàn)防治目標(biāo)。選用與之相適應(yīng)的技術(shù)和方法,以使土體環(huán)境受力得到有效的增強(qiáng),進(jìn)而減少邊坡土體的滑動(dòng)能力。就目前來看,加固邊坡和削坡減載技術(shù)是較為有效且實(shí)用的方法。在具體的作業(yè)過程中較為常用的方法就是對邊坡進(jìn)行加固。其中包含了預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)、鋼混抗滑樁檔土墻、邊坡柔性防護(hù)以及灌漿電化學(xué)加固法等多種不同的方法,這就需要充分結(jié)合實(shí)際情況來選取與之相適應(yīng)的方法來進(jìn)行具體作業(yè)。
在對崩塌地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行防治時(shí),還需事先對巖土進(jìn)行檢查,如發(fā)現(xiàn)巖土存在不穩(wěn)定的問題,就需要進(jìn)一步強(qiáng)化巖土加固作業(yè),以防土體發(fā)生滑落,從而有效地預(yù)防土體發(fā)生裂縫等問題,從而保證巖土結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。與滑坡治理的方法對比起來,崩塌的治理難度要小許多,且方法也相對較為簡單一些。但需要注意的是,如果是一些陡峻邊坡發(fā)生崩塌來講,其崩塌裂縫與巖土結(jié)構(gòu)面相結(jié)合,人為很難有效地對地質(zhì)情況的活躍度進(jìn)行把握,且其活躍度往往取決于卸荷裂縫地方的擴(kuò)展及其擴(kuò)張力。對于裂縫分布較為集中的區(qū)域,在清理過程中潛在的危險(xiǎn)性通常在土體后面,這就需要應(yīng)用錨桿加掛網(wǎng)噴護(hù)錨固的方式使土體得到有效地加固處理。此外仍需注意是,在進(jìn)行設(shè)計(jì)加固過程中,工作人員還需要將邊坡巖體的結(jié)構(gòu)、卸荷裂隙的擴(kuò)展特征、裂隙面等方面因素考慮在內(nèi)。在進(jìn)行錨固布置過程中,需要著重加固卸荷裂隙擴(kuò)展的牽引帶,以達(dá)到降低或是避免卸荷裂隙區(qū)加大、擴(kuò)展區(qū)卸荷裂隙加劇的情況出現(xiàn)。不僅如此,通常都是采取支撐的方式來加固比較完整的懸挑危巖體,以達(dá)到臨時(shí)防治的效果。對于部分高陡危巖邊,難以對其進(jìn)行直接加固,而且需要花費(fèi)高昂的加固費(fèi)用,所以可以采取遮擋避讓的方式來進(jìn)行防治,該種方法通常適用于經(jīng)過峽谷區(qū)域的鐵路、公路等線路工程,效果較為顯著[4-7]。
在我國的泥石流防治工作中,通常有工程防御和生物防御兩種不同的防治類型。其中的巖土工程防治通常有支撐工程和蓄引水工程。蓄引水工程需在泥石流所經(jīng)過的路徑中池塘挖掘,這樣可以將泥石流中的水量吸收起來,這在極大程度上可以有效降低泥石流的破壞強(qiáng)度。另外,還可以適當(dāng)?shù)匦藿▽iT的長堆,以便更好地將泥石流儲(chǔ)存起來進(jìn)行攔截,這同樣也可以很好地降低泥石流對山體下方建筑所造成的破壞能力,且還可以從中取得優(yōu)質(zhì)土層。機(jī)遇攔截工程通常主要是充分有效地利用山體地形,從而修建攔截網(wǎng),一旦發(fā)生泥石流災(zāi)害時(shí)可以將其進(jìn)行有效地?cái)r截,從而有效地減少泥石流對下方建筑、公路等造成過大的破壞。
對地脈變形的防治方法,通常有填堵法和強(qiáng)夯法兩種不同的類型。其中填堵法通常應(yīng)用在塌陷深度相對淺一些的坑洞區(qū)域,這樣可以達(dá)到較為理想的效果。在具體的施工過程中,需要對坑洞內(nèi)的松軟土體進(jìn)行清除,以確??佣磧?nèi)干凈整潔,隨后再向坑洞內(nèi)投入塊石和碎石,從而形成良好的防濾層,之后還需在其表面覆蓋粘土層,并將其夯實(shí)處理。而強(qiáng)夯法則需要應(yīng)用夯錘所產(chǎn)生的沖擊力,從而使土體自身強(qiáng)度得到有效地提升。這種防治方法可以有效地治理塌陷問題。
運(yùn)用綠化的方式不僅能夠有效的預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害,并且還能美化環(huán)境,對工程所處的生態(tài)環(huán)境起到改善的作用,實(shí)現(xiàn)作業(yè)區(qū)域自然環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。運(yùn)用種草護(hù)坡或是植樹造林的方式,無需投入大量資金,而且具有應(yīng)用范圍廣、效果顯著、防治效果長久等優(yōu)點(diǎn),但是需要較長的時(shí)間才能將將其地質(zhì)災(zāi)害的防治效益發(fā)揮出來。所以在進(jìn)行防治策略的確定過程中,工作人員還需要全面調(diào)查巖體工程所在區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害情況,對其經(jīng)濟(jì)與自然條件進(jìn)行全面分析,預(yù)測可能會(huì)產(chǎn)生的每種類型災(zāi)害,并且對可能會(huì)發(fā)生災(zāi)害的地方采取封山育林、退耕還林等防止策略,以達(dá)到降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率,減少經(jīng)濟(jì)損失的目的。
第一,雨季使其的避讓措施。工作人員應(yīng)當(dāng)要結(jié)合出現(xiàn)幾率較高的變形斜坡、地質(zhì)災(zāi)害的實(shí)際情況、天氣條件等來合理采取相應(yīng)的避讓措施。各個(gè)區(qū)域均需科學(xué)制定地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防計(jì)劃,重現(xiàn)編制安全轉(zhuǎn)移計(jì)劃,對于較大幾率出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害,且受到影響的人員與財(cái)產(chǎn)實(shí)施轉(zhuǎn)移,同時(shí)需要預(yù)先準(zhǔn)備好安置處,切實(shí)有效的保障群眾人身安全。而且務(wù)必要保證避難場所具有極高的安全性。在安置時(shí)需要遵循究竟原則,無需進(jìn)行與安居易轉(zhuǎn)移,集中安置群眾與財(cái)產(chǎn)到最近的避難場地,將地質(zhì)災(zāi)害對群眾產(chǎn)生的影響與損失降到最低。第二,搬遷避讓措施。如若某處地方存在極高的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生幾率或是具有極大的危害性,且影響范圍非常廣,采用防治策略的成本超過了搬遷或是重新建設(shè)居住區(qū)。并且依舊會(huì)受到威脅的情況下,則要求采取有效的措施來實(shí)行搬遷避讓,以將地質(zhì)災(zāi)害給人們造成的影響降到最低。
總而言之,在現(xiàn)代工程建設(shè)項(xiàng)目中,巖土工程是一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容,強(qiáng)化巖土工程項(xiàng)目建設(shè)對城市發(fā)展有著極為重要的影響。所以,工作人員在對巖土地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行施工過程中需要對地質(zhì)災(zāi)害問題進(jìn)行綜合地考量,同時(shí)還需制定科學(xué)有效的措施對其進(jìn)行防治,盡可能減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。如果無法避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,就需要積極有效地采取科學(xué)、高效的避讓措施,以減少地質(zhì)災(zāi)害給人們所造成的損失。