巖土工程地質災害防治技術及預控措施

任明明

巖土工程包含著地面、水土、巖石和土壤等多個部分，由于巖土工程與環境之間有著非常緊密的聯系，能夠對環境造成一定影響，一旦發生問題，將會造成地質災害。我國的地質環境非常復雜多樣，環境氣候多變，地質災害更容易發生，并且地質災害的種類較多，破壞性大，會造成嚴重的經濟損失和人員傷亡情況。為了降低地質災害的發生頻率和嚴重程度，需要及時地提出地質災害防治技術和預控措施。最直接的防治措施就是停止資源開發、保護環境，但是這種做法不利于我國經濟建設。提出防治技術和預控措施時需要將發展和保護放在同等重要地位上，既不影響我國的經濟發展，也能夠降低地質災害的發生。

1 相關概念

1.1 巖土工程

到目前為止，巖土工程已經發展了幾十年，在系統的研究中已經形成了非常完善的理論體系。但隨著巖土工程研究深度的不斷擴大，發現其發展空間較大，其分析深度有待進一步擴大。地質工程主要分析巖土工程開采行為對周圍環境的影響。基于專業的分析研究過程，可以探索更全面的地質保護和地質災害防治方法。巖土工程的研究對象主要是工程地質條件和存在的問題。研究內容主要包括兩部分：一是地質災害，主要是降低自然災害的發生率，采用更加科學合理的方法進行防治；二是巖土工程的防治，主要研究巖土工程中存在的各種實際問題，主要包括地基和地下問題。

1.2 地質災害

地質災害是在自然環境作用下，由于人為因素的影響而發生的一系列破壞性事故。較為常見的地質災害有泥石流、滑坡等。由于我國特殊而復雜的地質環境，地質災害的發生更加頻繁。據不完全統計，地質災害造成的經濟損失占很大比例。因此，我國迫切需要采用合理的防治技術和措施，減少地質災害的發生，從而減少經濟損失。地質災害不僅造成經濟損失，而且影響生態環境。地質災害會浪費更多的自然資源，造成環境退化，并造成水土流失等一系列生態問題。因此，地質災害防治技術和預控十分重要。

2 巖土工程地質災害的常見類型

2.1 泥石流

作為一種常見的巖土工程地質災害，泥石流常見在山坡、山溝等位置，與天氣環境有很大關系，一般發生在強降雨、暴風雪等惡劣天氣下。泥石流指的是攜帶大量土塊與砂石的洪流，從山上奔瀉而下，會對山下的建筑與居民的正常生活產生嚴重威脅。而且，因為泥石流中攜帶著大量石塊、泥沙，意味著泥石流具有較高的災難性。同時，因為巖土工程不可避免地會砍伐植被，產生大量建筑廢棄物，增大了泥石流發生的危險性與危害性。

2.2 崩塌

崩塌是山突然完全崩塌。這場地質災害非常危險。主要是由于山下部分空曠，無法承受上山的壓力，造成崩塌地質災害。崩塌發生的主要原因是人為因素。由于人們過度開采山體，過度挖掘山體底部，然后隨意堆放，會削弱山體底部的承載力，導致崩塌。巖土工程中的坍塌將影響工程的整體施工，并嚴重造成人員傷亡。

2.3 地面塌陷

地面塌陷是指天然洞穴或人工洞室、巷道上覆巖土體失穩突然陷落，導致地面快速下沉、開裂的現象和過程。地下存在空洞是地面塌陷發生的先決條件，地下洞穴可分為天然洞穴（如：黃土洞穴、紅土洞穴、巖溶洞穴等）和人工洞室（如：人防工程、地鐵、隧道、涵洞和采礦形成的地下巷道系統等）兩類。地面塌陷主要發生的地區一般都在距離地表水較近的近岸地帶、巖溶管道的主流地帶、經常開采地下礦產資源的地帶、覆蓋層以砂石為主的松散地帶。

2.4 滑坡

在河流沖刷和人工削坡的影響下，邊坡上的土體和巖體容易沿軟弱面滑動。我們可以把這個過程理解為滑坡。山區鐵路附近的一些斜坡容易發生滑坡。對于斷裂帶和地震帶的工程建設，發生滑坡的概率也比較大。

2.5 地面變形

巖土工程中非常常見的一種地質災害即為地面變形，地面變形主要表現在地面出現沉降或者塌陷，常見的還有裂縫形式。出現地面變形的主要因素也屬于人為因素，比如對地下的巖溶和活水等資源進行過度開發，使得地下結構發生變化，從而出現地面變形現象。所以在巖土工程中需要做好勘查工作，從而防止地面變形災害的發生。

3 巖土工程地質災害的成因

從宏觀角度來看，巖土工程地質災害的成因可以分為兩方面，一是自然地質災害，即由于大自然活動導致的地質災害。自然災害最大的特點就是人類活動對其產生的影響微乎其微，屬于第一環境問題，具有較強的固有形態與自然特性。二是人類活動導致的地質災害，此類災害屬于第二環境問題，具有明顯的人為性，主要是人類不合理開發自然資源以及大量工程建設對自然環境產生了難以修復的破壞，從而導致一系列地質災害，對人類生命健康安全產生嚴重威脅。從微觀角度上看，巖土工程地質災害的成因，一是氣候變化，二是人為因素對自然地質演化的影響，導致巖土體結構的穩定性被破壞、自然演化周期出現變化，進而誘發一系列地質災害，這也是為什么巖土工程地質災害具有很強突發性與分布不均衡的原因。

4 論巖土工程地質災害防治技術及防治措施

4.1 防治滑坡的主要技術措施

我國的滑坡防治研究始于20世紀50年代，對于防治滑坡的有效措施可以歸納為6個字“削、擋、排、護、改、繞”，其中“繞”體現了主動避讓的防范思想。“削”，指的是通過削坡以減小滑坡體自重，清除的巖土體可以堆筑在坡腳，起反壓抗滑作用；“擋”，指的是通過支擋工程增加抗滑力，使滑坡體不再滑動，常用的有：擋土墻、抗滑樁和錨固工程；“排”，指的是對滑坡體內的水進行疏排，以減小滑坡下滑力，包括滑坡體地表排水和坡內排水；“護”，主要是指對坡面進行防護，常用的方式有：噴射混凝土、鋼筋混凝土對坡面進行防護；“改”，指的是改變巖土體的力學性質，可以采用物理或化學的處理方法，包括焙燒法、灌漿法、電滲法和錨固法。通過這些方法可起到提高斜坡體自身強度、加固滑動帶等作用，進而提高坡體的抗滑力；“繞”，簡單來說就是避開它，重新選址進行建設或者繞道避讓。在我們實際的工作中，一個滑坡體的治理往往是多種防治措施相結合，根據滑坡體的結構、形態和物質組成等因素，選擇不同的防治措施。擋土墻、抗滑樁和錨固工程是常用的幾種支擋工程，再配合排水和種植草木改善坡體環境，從而使滑坡體達到穩定狀態。而在排除地面積水和地下積水時，應結合錨索和錨索樁支擋這兩種技術，常用的有鋼筋混凝土的格構錨固技術，其效果不錯。這種技術長期使用于大型水利工程的施工過程中，對治理地質災害是非常有效果的。其工作原理是先用格構梁及時對坡面進行防護，然后在用預應力錨索對梁進行加固。在地質松軟的堆積層發生滑坡地質災害時，這種格構錨固技術的效果是非常好的。在使用的過程中可以根據地形隨機轉換，而且在施工過程中，不需要使用大型機具，實用性和操作性強。

4.2 泥石流的防治方法

泥石流帶來的危害，不僅是對巖土工程安全的危害，還會危及到周圍人民群眾的生命與財產安全。在泥石流的防治中，應對目標區域發生泥石流的可能性與危害進行綜合評估，之后再結合實際情況選擇生態工程、溝、坡等綜合性防治措施。在泥石流防治中，有3個重點區域，即上坡、堆積區與溝谷區，應注意這些區域的重點防范，通過種植植被等方式加強防護。在上游可種植涵養林，減少坡面的裸露面積，在被侵蝕較重的溝谷區，則要積極建設防護林，提高坡面的穩定性。與此同時，在泥石流高發區，還可以修建小型的水利設施，讓降水與徑流匯集一處，以此來為植被的生長提供充足水源。此外，在溝谷區的防治上，可以修筑攔沙壩，提高溝床與坡岸的穩定性，減少泥沙流動。或者修筑護岸工程，降低泥石流發生隱患。

4.3 加固技術

有些工程建設在河邊，地質較為松軟，會出現明顯的滲水現象。因為軟土地基的含水量、觸變性和高壓縮都比較大，在施工過程中為了避免建筑沉降，需要花費大量時間用于排水上。有些工程是使用柔性樁復核地基，使用預應力混凝土空心管樁作為加固方式。在地質災害防治中使用地基加固技術屬于常見方式，增加地質工程的穩定性，能夠預防地質災害的發生。比如地基出現問題，可以使用預壓法、夯實法等加固技術，從而提高地基層的穩定性，使之承受能力變強，有利于增強建筑的穩固性。加固技術中預壓法有兩種方式，即堆載預壓和真空預壓。兩種方式的適用范圍不一樣，其中第二種方式主要在土層厚度比較大的地方進行使用，則第一種方式正好與之相反，比較適用于土層厚度較小的地方。需要注意的是，對地基使用加固技術需要使用到網格法，進一步加固黏性較大的土層，并且將巖石之間的縫隙進行填充，從而增加巖石的密實度，提高其受壓強度。在土層的加固方式中，還存在很多其他的方式，比如灌漿法和電化學法等，每種方式的使用范圍不一樣，需要根據實際的巖土工程進行選擇最為合適的加固方式。

4.4 崩塌的防治方法

和滑坡地質災害相比較，崩塌地質災害的防治方法、手段、過程相對較為簡單。崩塌通常會在陡峭的邊坡上出現，氣候條件（如風吹、日曬、雨淋等）、人為擾動（如爆破、機械擾動、人為削坡等）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的不可控性。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，選擇最合適的防治技術。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。另外一種簡單有效的方法就是提前預估崩塌體影響范圍，在邊坡中下游分梯次修筑攔石擋墻，攔截崩塌體，或者降低崩塌體移動速度，從而有效保護崩塌體影響范圍內建筑物構筑物的安全。

4.5 地面變形的防治方法

首先，在巖土工程施工前，通過巖土勘察了解、掌握施工現場的地質環境、地質特點，保證施工方案的制訂、施工技術選擇的合理性、科學性，避免因人為施工因素而對施工現場的地質情況產生不利影響。而且，在抽取地下水水樣，或者開采地下礦產資源時，也要嚴格遵守相關標準規范，實時監控地下巖石的運動情況，一旦發現異常及時采取措施。其次，相關工作人員要確保施工技術的規范性，保證施工設備符合標準，符合對地質災害防治的基本要求。最后，加強生態防治。生態防治措施是近年來新興起的地質災害防治措施，因為巖土工程會對地表植被產生較大影響，進而增加地質災害發生的可能性。所以，巖土工程施工中，應通過植樹造林等方式，在施工現場周圍大量種植植被，對巖土體進行綠化改造，實現生態防護。

5 加強礦山地質災害防治效果的策略

5.1 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。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。

5.2 避讓預控措施

在雨季，一些地區會有強暴雨。根據多年的經驗，該地區雨季可能發生地質災害。因此，有必要實施地質災害的規避和預防措施，即在地質災害發生之前，將周圍居民轉移到安全地點，以減少地質災害造成的損失。此外，一些地理位置經常發生地質災害，因此該位置的居民需要搬遷以避免，從而確保人員的生命安全。

5.3 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。

5.4 動態監測

巖土工程地質災害一旦發生，其后果將十分嚴重。通過采取預控措施，可以在一定程度上減少地質災害的發生。動態監測就是在一些易發生地質災害的地方實施動態監測。通過運用現代信息技術，動態監測可以及時觀測降雨、水文等地質條件。當檢測到某些指標超出規定范圍時，將發出預警信息。在地質災害發生前，對附近居民進行轉移，以減少人員傷亡和經濟損失。

5.5 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 合理運用工程防治

除了自然情況造成的地質災害，由于人為導致的地質災害也比較常見，因此巖土施工單位在施工的過程中，一定要采取一些有效的措施，針對不同的巖土類型進行不同的施工，合理運用避讓、遮擋加護、護坡加固等措施避免巖土受到更大的危害，降低地質災害發生的概率。在進行前期預測的過程中，如果發現某位置經常發生地質災害，應當結合災害可能發生的氣候情況和施工的實際氣候特點及時制定合理的避讓措施，及時通知在附近居住的居民，必要時將這些居民轉移到安全的地方。

5.7 建立完善的地質勘測預警體系

要想最大程度避免地質災害帶來的威脅，就需要制定一套關于地質災害的監測預警體系。這套體系的制定僅僅依靠施工單位是完全不夠的，需要地質部門與社會各界共同努力。比如對于一些地質災害頻發的高發地區，政府應當加大宣傳力度，定期向民眾普及一些自救的常識。地質災害部門應當及時建立一套完整的關于地質災害科普的系統平臺，在這個平臺上應當有關于各類地質災害的科普信息以及對地質災害的預警信息，民眾可以通過這個平臺了解地質災害。民眾也可以向此平臺提供關于地質災害的信息，因為有時候民眾可以第一時間發現地質災害的前期預警，當收到民眾的反饋信息時，應當第一時間進行核查；一旦確認，就應當及時采取相應的措施進行補救，通知民眾進行疏散，將地質災害可能導致的人員傷亡以及財產損失降到最低。

5.8 保護環境

發生地質災害的最主要原因還是生態環境遭到破壞，因此除了在施工過程中采取一定的措施以外，保護環境也是預防地質災害的一個非常有效的措施。比如及時進行退耕還林、植樹造林等，都可以避免水土流失，并且種植植物還能夠改善區域間的自然環境，從根本上降低地質災害發生的概率。不過這項措施需要長期堅持才能發揮出應有的作用，因此需要施工單位、政府部門和社會各界的共同努力。

6 結論

巖土工程地質災害問題的預防屬于一項艱巨工程，隨著社會不斷地建設和發展，地質災害問題將會一直存在，所以控制地質災害的發生需要我們不斷進行分析解決。因為地質災害發生的主要原因在于人為影響，所以需要我們從自身做起，不能一味地追求經濟發展，而肆意破壞生態環境、過度開采自然資源。并且在提出各種防治技術和預控措施時，首先需要深入了解我國的地質特點，然后有針對性地提出控制措施，從而降低巖土工程地質災害的發生。