盧雁鵬

（江西省地質(zhì)局第九地質(zhì)大隊(duì)（原江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六三大隊(duì)），江西 吉安 343000）

地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生將對(duì)周圍環(huán)境造成極大損害，甚至可能造成安全事故，為降低地質(zhì)災(zāi)害的不利影響，可借助水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)展開災(zāi)害防治，掌握地質(zhì)災(zāi)害實(shí)際數(shù)據(jù)，在真實(shí)客觀的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)支持下，制定高質(zhì)量地質(zhì)災(zāi)害防治方案，降低地質(zhì)災(zāi)害對(duì)環(huán)境的威脅。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)是一種全面且綜合的地質(zhì)勘探手段，可準(zhǔn)確化得出地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化情況，能夠?yàn)榈刭|(zhì)災(zāi)害防治工程的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。

1 水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)與地質(zhì)災(zāi)害防治間的關(guān)系

地質(zhì)構(gòu)造特征與自然地質(zhì)災(zāi)害間存在緊密關(guān)聯(lián)，可借助水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)了解自然災(zāi)害的發(fā)生條件，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行自然災(zāi)害預(yù)防。地質(zhì)災(zāi)害不僅可破壞地質(zhì)結(jié)構(gòu)，還可影響周圍水文結(jié)構(gòu)及環(huán)境，在應(yīng)用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)時(shí)，應(yīng)做好測(cè)量分析與分層勘探，明確水工環(huán)地質(zhì)與自然災(zāi)害間的聯(lián)系，并依據(jù)該聯(lián)系展開地質(zhì)災(zāi)害防治。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)可明確不同地區(qū)內(nèi)的地形地貌條件及地質(zhì)構(gòu)造，當(dāng)自然地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后，可通過(guò)分析受災(zāi)地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造及地形地貌，明確地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的原因，并提出針對(duì)性防治措施，借助水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)了解地質(zhì)演變過(guò)程，反映地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素，為地質(zhì)災(zāi)害防治工程提供依據(jù)[1]。

2 地質(zhì)災(zāi)害防治工程中水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用方向

地質(zhì)災(zāi)害防治工程中水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用方向如圖1所示，水工環(huán)地質(zhì)勘探結(jié)果可為地震、裂縫、泥石流地質(zhì)災(zāi)害防治工程提供實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)支持。

圖1 地質(zhì)災(zāi)害防治工程中水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用方向

2.1 地震災(zāi)害防治中的應(yīng)用

地震災(zāi)害影響范圍廣、危害程度高，在地震災(zāi)害防治工程中，應(yīng)結(jié)合水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)勘測(cè)結(jié)果制定應(yīng)急與防治方案。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在地震災(zāi)害防治中的最大應(yīng)用表現(xiàn)在預(yù)警效果上，借助水工環(huán)地質(zhì)勘探結(jié)果分析特定范圍區(qū)域內(nèi)是否存在地震隱患，并探討特定行為是否可增大地震災(zāi)害發(fā)生概率，并對(duì)潛在地震災(zāi)害展開預(yù)測(cè)。以礦山開采為例，可運(yùn)用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)明確礦山巖體結(jié)構(gòu)與采空區(qū)，結(jié)合礦山開采計(jì)劃預(yù)測(cè)地震波的產(chǎn)生時(shí)間及傳播路線，以此得出礦山采空區(qū)形狀與埋深，獲得高分辨率采空區(qū)剖面圖，繼而準(zhǔn)確描述出礦山采空區(qū)實(shí)際特征，并根據(jù)礦山整體情況，盡可能降低礦山開采行為對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響，降低地震災(zāi)害發(fā)生概率[2]。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在礦山開采作業(yè)中具有指導(dǎo)性作用，幫助相關(guān)人員制定具有可行性的探測(cè)計(jì)劃，使礦山地震災(zāi)害防治方案更符合工程實(shí)際。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)可精確得出特定區(qū)域的巖體構(gòu)造及地質(zhì)結(jié)構(gòu)，結(jié)合當(dāng)?shù)貐^(qū)域規(guī)劃情況預(yù)測(cè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)與巖體構(gòu)造的未來(lái)變化趨勢(shì)，分析發(fā)生地震災(zāi)害的概率，明確地震災(zāi)害誘因，以誘因?yàn)橐罁?jù)采取地震災(zāi)害預(yù)防措施。

2.2 裂縫災(zāi)害防治中的應(yīng)用

地質(zhì)構(gòu)造沉降可引發(fā)裂縫問(wèn)題，嚴(yán)重破壞環(huán)境結(jié)構(gòu)，在裂縫災(zāi)害防治工作中，可運(yùn)用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)明確特定區(qū)域內(nèi)的水文情況及巖體組成情況，測(cè)量地下水位，借助專業(yè)儀器設(shè)備測(cè)量特定區(qū)域地下水實(shí)際水深，同時(shí)，根據(jù)巖體構(gòu)造分析引發(fā)沉降裂縫的可能，判斷沉降裂縫產(chǎn)生位置。地下水抽取是引發(fā)地面沉降的主要原因之一，受到有效應(yīng)力及水層壓實(shí)影響而產(chǎn)生沉降問(wèn)題，上方巖體因地下水文變化而產(chǎn)生裂縫，因此為預(yù)防沉降裂縫，應(yīng)運(yùn)用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)測(cè)量地下水文情況，分析水位變化趨勢(shì)，判斷引發(fā)沉降裂縫的可能。在水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用期間，應(yīng)結(jié)合地下水所處位置與埋深設(shè)置測(cè)水口，水位測(cè)量設(shè)備分別連接指示表與探頭，兩者運(yùn)用鋼尺連接，到探頭觸及水面時(shí)，指示表將發(fā)生變化，此時(shí)可根據(jù)鋼尺刻度讀出水位深度，繼而精準(zhǔn)判斷該區(qū)域內(nèi)是否會(huì)發(fā)生地質(zhì)沉降問(wèn)題，沉降程度是否可引發(fā)裂縫災(zāi)害，并根據(jù)水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)制定沉降裂縫預(yù)防策略[3]。在長(zhǎng)期礦山開采作業(yè)作用下，地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生極大變化，同時(shí)導(dǎo)致地下水位出現(xiàn)沉降隱患，提升了礦山裂縫出現(xiàn)概率，給礦山開采作業(yè)造成安全隱患，因此，雖水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)可應(yīng)用在不同領(lǐng)域的地質(zhì)災(zāi)害防治作業(yè)中，但其在礦山開采作業(yè)中的作用最大，可真實(shí)反映出地下水位因礦山開采行為產(chǎn)生的變化，便于預(yù)防沉降裂縫的出現(xiàn)，強(qiáng)化區(qū)域內(nèi)沉降裂縫防治管控。

2.3 泥石流災(zāi)害防治中的應(yīng)用

泥石流溝谷是區(qū)域范圍內(nèi)流域形態(tài)及地貌條件的特殊反映，多在高山環(huán)抱、山間盆地中出現(xiàn)，同時(shí)泥石流溝谷兩側(cè)山勢(shì)陡峭，溝床順直，縱坡梯度大，極易產(chǎn)生流通區(qū)，為泥石流的擴(kuò)散提供地形條件，而泥石流錐形擴(kuò)散期間，不同規(guī)格的石塊及枝條混入其中，在一定程度上加強(qiáng)了泥石流災(zāi)害程度。為更好地借助水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)提升泥石流地質(zhì)災(zāi)害防治效果，應(yīng)注意提升水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查有效性。①注意收集當(dāng)?shù)亟涤陱?qiáng)度及冰雪融化情況，以此更加準(zhǔn)確地得出地下水活動(dòng)數(shù)據(jù)；②分析區(qū)域范圍內(nèi)是否存在泥石流溝谷地形，并調(diào)查地質(zhì)構(gòu)造及地層巖性，判斷區(qū)域范圍內(nèi)是否存在不良地質(zhì)；③運(yùn)用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)調(diào)查泥石流溝谷的彎曲度、坡度及發(fā)育情況，劃分泥石流流通區(qū)、形成區(qū)及堆積區(qū)，繪制影響面積；④明確泥石流形成區(qū)的水源類型，判斷泥石流危害程度；⑤調(diào)查溝床坡度，分析溝谷兩側(cè)山勢(shì)穩(wěn)定性及坡度；⑥調(diào)查區(qū)域范圍內(nèi)泥石流歷史，分析泥石流產(chǎn)生原因，判斷泥石流發(fā)生頻率；⑦調(diào)查區(qū)域范圍內(nèi)一切人為活動(dòng)，如開礦、修路等，并分析各類人為活動(dòng)引發(fā)泥石流的概率[4]。經(jīng)上述步驟后可得出與泥石流相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，為泥石流地質(zhì)災(zāi)害防治工作提供依據(jù)。

3 基于水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的地質(zhì)災(zāi)害防治方法

3.1 實(shí)地勘察

在地質(zhì)災(zāi)害防治工程中應(yīng)用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)時(shí)，應(yīng)將實(shí)際勘察作為第一步，以勘察區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地理位置為依據(jù)，分析地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域的巖體分布特征及地形地貌特征，并進(jìn)行地質(zhì)測(cè)繪工作。宏觀性分析勘察區(qū)域，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生情況選擇地質(zhì)勘察點(diǎn)，以50m2為單位劃分地質(zhì)單元，需確保各地質(zhì)單元內(nèi)至少有三個(gè)地質(zhì)勘察點(diǎn)，應(yīng)用水工環(huán)物探勘測(cè)法監(jiān)測(cè)地質(zhì)勘察點(diǎn)，及時(shí)掌握地質(zhì)勘測(cè)情況[5]。若某地質(zhì)單元存在坍塌跡象，應(yīng)結(jié)合坍塌程度增加勘察點(diǎn)，以此提升地質(zhì)構(gòu)造分析深度。運(yùn)用物探勘測(cè)法完成數(shù)據(jù)收集后，應(yīng)關(guān)注不同地質(zhì)勘察點(diǎn)間的連續(xù)關(guān)系，同時(shí)為確?？辈榘踩?，需運(yùn)用遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)方式至少收集五組勘查數(shù)據(jù)，保障數(shù)據(jù)連續(xù)性。應(yīng)用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)進(jìn)行實(shí)地勘察時(shí)，應(yīng)將勘察區(qū)域周邊居民居住情況進(jìn)行收集，提升數(shù)據(jù)可靠性與全面性。

3.2 定量分析

完成實(shí)地勘察后，需對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析，根據(jù)自然地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生特征，分析勘察區(qū)域內(nèi)是否存在潛在地質(zhì)災(zāi)害，借助極限平衡算法，明確地質(zhì)穩(wěn)定性，公式如下：

式（1）中，T-地質(zhì)穩(wěn)定系數(shù)；b-粘聚力標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值（kPB）；H-破壞面與地質(zhì)災(zāi)害中心之間的垂直距離（m）；h-破壞面兩點(diǎn)最長(zhǎng)距離（m）；W-地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度（kPB）。以某地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)為例，選取4組地質(zhì)勘察點(diǎn)，結(jié)合式（1）展開地質(zhì)穩(wěn)定性分析，具體如表1所示。

表1 某地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)地質(zhì)穩(wěn)定性分析

根據(jù)表1結(jié)果可知，自然狀態(tài)下的地質(zhì)穩(wěn)定性較強(qiáng)，此時(shí)地質(zhì)荷載能力優(yōu)異，地質(zhì)結(jié)構(gòu)與周邊巖體處于穩(wěn)定狀態(tài)，為后續(xù)地質(zhì)災(zāi)害評(píng)級(jí)與災(zāi)害治理工作提供方向。

3.3 災(zāi)害評(píng)級(jí)

在水工環(huán)地質(zhì)勘探基礎(chǔ)上完成數(shù)據(jù)定量分析后，應(yīng)評(píng)定地質(zhì)災(zāi)害等級(jí)，明確地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜度，劃分周邊建筑物，根據(jù)水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)調(diào)查情況分析災(zāi)害防治規(guī)模，在此基礎(chǔ)上，依據(jù)國(guó)家地質(zhì)災(zāi)害等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)（具體如表2）展開災(zāi)害評(píng)級(jí)，根據(jù)受災(zāi)面積與劃分災(zāi)害等級(jí)，為后續(xù)地質(zhì)災(zāi)害防治工作奠定基礎(chǔ)[6]。

表2 國(guó)家地質(zhì)災(zāi)害等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

以表2為依據(jù)劃分地質(zhì)災(zāi)害等級(jí)后更易明確災(zāi)害程度及重要性，地質(zhì)災(zāi)害防治工程可根據(jù)災(zāi)害等級(jí)采取不同措施，使地質(zhì)災(zāi)害防治更具針對(duì)性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)為地質(zhì)災(zāi)害防治工程的基礎(chǔ)及開展依據(jù)，主要應(yīng)用在地震災(zāi)害防治、滑坡災(zāi)害防治、泥石流災(zāi)害防治工作中，借助水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)真實(shí)反映地質(zhì)變化情況，經(jīng)實(shí)地勘察后獲得真實(shí)地質(zhì)數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)展開定量分析，結(jié)合地震、沉降裂縫、泥石流災(zāi)害特征進(jìn)行評(píng)級(jí)，以此完成水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程，為地質(zhì)災(zāi)害防治工程提供方向。