呂赟珊,董偉明
(1浙江省核工業二六二大隊,浙江 湖州 313000;2浙江久核地質生態環境規劃設計有限公司,浙江 湖州 313000)
在現代社會的快速發展下,地質演化研究力度開始不斷加大,構造地質與工程地質作為地質演化的基礎性學科,能夠更好地解決社會實際問題,減少地質災害。明確構造地質和工程地質的基本關系,也能夠在一定程度上推動工程建設,在此情況下,則應當不斷加強研究,掌握更多地質學知識,解決難題。
我國幅員遼闊,含有多樣化的地質結構,每一種地質結構的特點風格各有差異,在具體施工作業時,也需要充分考量構造地質特征,展開規范化的設計和施工。構造則主要用于指代某個區域在長期地殼運動后,所形成的地質形態,較為常見的構造地質主要包括斷層、褶皺等,新疆戈壁灘、西藏高原的凍土,也都是我國獨一無二的地質結構。構造地質的內在結構也存在著諸多差異。其中,傾斜斷層主要用于只帶那些在地層平面、水平面,二者之間并未保持水平狀態,而是留有一定傾斜角度的地層。原始傾斜巖石就是一種較為常見的傾斜斷層,那些長期處于沉積盆地邊緣的巖石,在長期環境作用下,促使巖石表面開始呈現出一定的傾斜層。需要注意的是,很多時候,在各種外界環境運動的影響下,將會促使地層相應發生變化,進而造成變形、甚至移位的癥狀[1]。
當巖石處于長期應力作用,將會促使地殼出現斷裂、位移的情況。不同程度斷裂將會呈現出明顯差異,當斷裂程度較大時,斷層距離長,甚至可以直接延伸數百公里,而整個斷層又可以將其劃分為不同的小斷層,這些小斷層則為斷層帶。當斷裂程度較小時,斷層距離短,甚至只有幾十厘米。
褶皺也是一種較為常見的構造地質類別,當巖石長期處于彎曲力的作用下,將會促使巖石改變原有形狀,開始呈現不同程度的變形。褶皺程度也會存在差異,有時候會較為明顯,一眼就能夠直觀察覺,褶皺能夠形成較長一段距離,甚至長達數百里,有時候并不明顯,肉眼很難看出,甚至需要借用顯微鏡才能夠發現。而褶皺也是最為常見的一種地質現象,褶皺形成的因素多樣,不僅可能會受到外界溫度影響,也有可能會受到壓力變化。褶皺又可以按照成因,將其合理劃分為向斜、背斜、單斜、平臥等多種類別。其中,向斜就是用于指代本身呈現為凹面的褶皺,直接呈現為向下彎曲狀。如果向斜褶皺形成時間晚,凹面位置也就更加靠近中心處,當工作人員展開地質勘察時,也比較好判斷。背斜則與向斜相反,呈現為凸面褶皺,如果背斜褶皺形成時間早,凸面位置也就更加靠近中心處。再具體施工處理時,也需要結合褶皺類別,展開具體工作。
(1)構造地質和工程地質的不同點。構造地質學,常用于系統性研究巖石圈內地質體,通過學科理論和既往參考數據,對地質體外觀形態、具體構成、如何成形、怎樣變化等因素進行一一考量,可以將其劃分為地質學的一門專業學科。而工程地質學并非是對巖石圈內地質體的研究和分析,而是將研究重點放在地質情況的全面勘察和分析,基于地質工程地區環境、氣候、地質信息,從而對地質和工程施工的吻合度做出判斷,如果該地質并不適用于項目工程施工,則需要及時采取相應措施,切實保障工程項目的順利展開。在某種程度上,可以直接將工程地質看做是為了工程施工所做的基本依據。盡管兩個學科本身都是對地質結構信息的一種勘察,但是研究核心和關鍵點均不相同。
(2)構造地質和工程地質的相通處。構造地質和工程地質雖然在研究內容并無太多相同點,但無論是構造地質,還是工程地質,均是將地質構造作為研究中的重點內容,只不過,構造地質集中于自然現象,而工程地質集中于人類工程活動,如果能將二者進行有機融合、優勢互補,便能夠充分發揮二者的應用效能,實現利益最大化,切實減少地質災害發生的可能,還能有效應對地質災害問題,改善當前地質環境,提高工程建設的安全性。在此情況下,應當加強研究和分析,合理調節構造地質、工程地質之間的關系,促使二者均能夠在工程地質研究中發揮效能[2]。
(1)工程選址。為了實現地質工程項目的順利施工,需要工作人員靈活應用地質學知識,在工程施工之前就能夠到達施工場地展開實地勘察,檢查工程區域地質是否安全可靠、是否適宜工程建設,而項目工程選址則需要施工作業人員對斷層動向展開檢測。事實上,隨著地殼運動,斷層也始終處于移動狀態,盡管在短時間范圍內并不會造成地震災害,但在長年累月作用下,斷層錯動會更為明顯,促使建筑物出現諸多安全隱患。在此情況下,便可以將構造地質應用于工程選址過程中,切實提高項目施工的穩定性和安全性。
事實上,工程選址雖然并未涉及到具體的施工作業,但一旦處理不當,很容易為后續施工作業埋下安全隱患。特別是在山區展開項目施工時,山區地質災害發生的可能性更高,如果選址不當,將會直接威脅施工作業人員的生命安全。7·3四川茂縣泥石流、8·7甘肅舟曲特大泥石流都是由于地質災害所造成。這就需要工作人員能夠提前到達山區進行地質考察,確保地質符合項目工程建設要求,才能夠展開后續施工。
通常而言,當工程師對項目工程展開選址時,需要對以下三種地質環境展開研究。第一種地質環境為平原盆地,平原盆地是較為常見的地質環境類型,自身穩定性較強,大多能夠達成項目工程施工需要。但是需要注意的是,平原盆地施工本身也具有一定的危險性,很容易由于施工不當滋生安全隱患。想要合理選擇平原盆地進行項目工程施工,則需要工作人員基于地質學理論知識、既有工作經驗,對平原盆地穩定性做出合理判斷,對于那些自身帶有一定安全隱患的平原盆地,則需要工作人員及時采取相應措施,將風險性因素降到最低。現如今,壓陷盆地由于自身穩定性最高,往往會選擇其作為主要的項目工程施工場地。第二種地質環境為造山帶,造山帶本身的運動能量大,結構靈動性強,如果選擇其為工程場地,施工較為困難,實際地質工程施工也很少會選用造山帶作為工程地質施工地質。第三種地質環境為盆地與山嶺交互的地帶,無論是哪一種地質環境本身都是在地殼長期作用下由于板塊長期擠壓形成的產物。
(2)地殼穩定性。科學選址能夠在一定程度上保障選址區域地質穩定性和安全性,事實上,處于較為深處的地質自身的穩定性較強,而在地下表面展開施工作業,又會直接影響到項目工程施工情況,影響到地殼的實際運動情況。通常而言,對于地下巖石層,往往會劃分為以下4個層次,分別是用于直接承受基礎荷載的持力層、需要傳遞上部地震剪力和傾覆力矩的過渡層,以及地幔層、地殼柔軟層。每個土層的具體功效存在差別,想要切實強化項目工程施工效能,則需要地質工作人員加強研究和分析,基于地質學相關理論知識展開研究和分析,從而獲取得到更為穩定的動力學相關知識。勘察得到的數據信息,也能對當前工程建設的地理情況展開全方位的工程勘察和數據研究,有效推進后續各項工作的順利展開。而這也正是構造地質于工程地質的另一種應用方式,通過對地殼穩定性的評價,能夠有效保證項目工程施工方案的順利展開。
(3)斜坡穩定性評價。構造地質學在我國工程地質研究方面始終扮演著重要角色,不僅能夠對地殼穩定性作出評價,也能夠基于既有數據信息評價斜坡穩定性。我國幅員遼闊、地域環境復雜,擁有大面積的山區、丘陵,這也在一定程度上加大了項目工程施工難度,各種地質災害頻頻發生,也嚴重威脅著施工作業人員的生命安全,造成大量財產損失。在此情況下,為了切實降低地質危害,將風險性因素降到最低,合理展開斜坡穩定性評價需要工作人員予以重視。在日常生活中,較為常見的地質災害主要有泥石流、山體滑坡等,這些地質災害不僅與地殼運動保持著一定關系,也與地質內部結構相關。如果地質內部結構穩定性不佳,將會進一步加大地質災害發生的可能。我國山區地理環境多是由于地質結構變動形成,對于那些最新形成的內部結構,地理區域的活動強度將會直接顯示出地殼結構的穩定性和可靠性。而地理環境內部的地質構造、地理外貌,也會向人們顯示現階段地質結構的穩定性能。例如,斜坡位置經常會出現山體塌陷,之所以會出現上述問題,很大一部分原因在于斜坡區域內外結構相連處出現斷裂。與此同時,在斜坡處較為常見的凸形陡形結構,當其長期處于風化中,也會直接影響斜坡本身的結構穩定性和安全性,甚至造成塌陷。需要注意的是,一旦在項目工程施工區域出現了大面積塌陷現象,需要充分考量當地氣候環境、地質信息,從而對后續地質工程施工可能發生的事故作出判斷,及時采取相應措施,避免危害發生。
(4)維護地下室安全。在項目工程施工中,為了確保施工進度和施工效率,往往會采用地面上施工、地面下施工同步處理的施工方案,很多時候,地面下施工工序更為復雜、繁瑣。而由于地面下地質工程施工難度高、壓力大,施工作業人員不僅需要掌握專業的技術知識,而且還要同步承受地面上施工傳遞下來的壓力,使得地面下現場施工環境更為復雜。如今,地下室是較為常見的一種地下建筑結構,當施工作業人員展開地下室的施工作業時,如果技術處理不達標、施工質量不到位,不僅會影響地質工程施工進度,也會破壞地面上工程施工,甚至造成地下室塌陷的問題。因此,保證地下室工程施工質量,也就是保障整個地質工程的施工安全,在具體施工作業時,施工作業人員可以充分利用構造地質學的理論知識,展開實地勘察,對地下室周圍環境、地質結構做出評估和判斷,只有地質環境能夠達成工程施工標注后,才能夠展開后續工作。
綜上所述,對構造地質與工程地質的基本關系展開分析具有至關重要的意義。地質工程施工中,應用構造地質學和工程地質因素,展開實地考察,對施工場地展開全面考察和穩定性評估,不僅能夠有效保障項目工程的順利施工,也能夠降低風險發生的可能性,今后也應當加強地質研究,促使各項工作高效率展開。