水工環(huán)地質(zhì)災(zāi)害的問(wèn)題與防治對(duì)策分析

[摘要]本文將圍繞水工環(huán)地質(zhì)災(zāi)害的問(wèn)題與防治對(duì)策進(jìn)行分析討論，降低現(xiàn)代化建設(shè)對(duì)周邊環(huán)境造成的影響與破壞，避免水土流失現(xiàn)象的反復(fù)發(fā)生，進(jìn)一步提高生態(tài)環(huán)境的保護(hù)效率與質(zhì)量，減少水工環(huán)地質(zhì)災(zāi)害的形成幾率，使人民的生命財(cái)產(chǎn)安全得到保障，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展與建設(shè)。

[關(guān)鍵詞]水工環(huán)；地震；生態(tài)環(huán)境；勘察與探測(cè)

我國(guó)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)與生態(tài)文明建設(shè)方面投入了大量資金與資源，通過(guò)規(guī)劃良好的治理計(jì)劃，進(jìn)一步推動(dòng)了水工環(huán)地質(zhì)工作的開展與實(shí)施，在促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)提升的同時(shí)，也有效改善了人們的生活水平。為了維持社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，確保水工環(huán)地質(zhì)災(zāi)害不會(huì)影響人們的正常生活，應(yīng)對(duì)水工環(huán)地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行明確與掌握，以此保證后續(xù)提出的防治對(duì)策更具有針對(duì)性。

1.水工環(huán)地質(zhì)災(zāi)害的問(wèn)題分析

1.1地震

地震是指地殼釋放大量能量引發(fā)地質(zhì)振動(dòng)，并產(chǎn)生地震波的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象，其影響范圍較廣，破壞程度極強(qiáng)，在發(fā)生過(guò)程中往往會(huì)造成嚴(yán)重的人員傷亡，并伴有火災(zāi)、毒氣泄漏、放射性物質(zhì)擴(kuò)散等不良狀況。圖1即是地震破壞現(xiàn)場(chǎng)。

1.1.1自然因素

地震發(fā)生的自然因素在于，因火山作用或是地下巖洞塌陷、破裂，造成板塊之間不斷發(fā)生擠壓與碰撞，導(dǎo)致板塊邊緣位置與板塊內(nèi)部不斷形成破裂與交錯(cuò)，從而引發(fā)地震現(xiàn)象。并且根據(jù)科學(xué)調(diào)查顯示，地震的可預(yù)測(cè)性較低，許多所謂成功的預(yù)測(cè)案例，大多只是巧合，因此想要徹底提高地震的防治效率，還需從提高建筑抗震等級(jí)方面著手。

1.1.2人為因素

地震發(fā)生的人為因素主要表現(xiàn)為：由于水庫(kù)蓄水或是油田注水等活動(dòng)產(chǎn)生的誘發(fā)地震，此類地震通常發(fā)生在特定的水庫(kù)庫(kù)區(qū)以及油田地區(qū)；因地下核爆炸以及炸藥爆破引發(fā)的地面震動(dòng)，導(dǎo)致地殼壓力劇增，此類地震是由人為活動(dòng)所引發(fā)。

1.2滑坡

滑坡主要是指斜坡上的土體受地下水活動(dòng)、雨水侵蝕、河流沖刷的影響，并在重力的作用下，從斜坡的軟弱面或以整體方式，或分散方式完成向下滑動(dòng)。滑坡災(zāi)害對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民生命安全所造成的影響巨大，由于滑坡本身大多發(fā)生在鄉(xiāng)村，因此對(duì)農(nóng)田、林木、道路以及水電設(shè)施的破壞較大。

1.2.1自然因素

滑坡災(zāi)害的自然因素表現(xiàn)為以下幾種：一，地質(zhì)因素，通常來(lái)說(shuō)巖土體是最容易引發(fā)滑坡災(zāi)害現(xiàn)象的物質(zhì)基礎(chǔ)，由于其結(jié)構(gòu)較為松散，抗剪強(qiáng)度較低，抗風(fēng)化能力也難以達(dá)到相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)，容易在水的作用下，發(fā)生性質(zhì)上的改變；二，水文地質(zhì)條件，地下水活動(dòng)是滑坡形成的主要因素之一，能夠軟化滑帶、降低土體強(qiáng)度，產(chǎn)生的動(dòng)水壓力以及孔隙水壓力也會(huì)對(duì)透水壓層產(chǎn)生一定程度的浮托力，進(jìn)一步降低了巖土的力學(xué)強(qiáng)度，以此提高了滑坡災(zāi)害的形成幾率。

1.2.2人為因素

大多表現(xiàn)為人類違背自然規(guī)律，過(guò)度進(jìn)行資源開采與工程建設(shè)，比如修建公路、依山建房等，使坡體下層失去用以支撐的基點(diǎn)。同時(shí)相關(guān)蓄水、排水工程，也會(huì)造成大量工業(yè)用水與廢水流入坡體，提高孔隙水壓力，提升坡體容重，使斜坡無(wú)法支撐較高的重量，在失去平衡后使大量巖土體沿軟弱面滑落。圖2即為滑坡災(zāi)害造成的破壞。

1.3坍塌

坍塌災(zāi)害主要是指陡坡上的巖土體脫離母體，滾動(dòng)、堆積在坡道的地質(zhì)現(xiàn)象，該災(zāi)害對(duì)鐵路、公路的危害極大，甚至出現(xiàn)過(guò)使整個(gè)居民點(diǎn)毀壞的狀況。同時(shí)坍塌不但會(huì)破壞建筑物造成大量的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)使交通中斷，影響運(yùn)輸?shù)恼ｉ_展，有些坍塌事故還會(huì)堵塞河流，使上游農(nóng)田與建筑物被淹沒，使部分區(qū)域出現(xiàn)急湍。

1.3.1自然因素

塌陷的形成原因大多體現(xiàn)為地質(zhì)構(gòu)造以及地形地貌，如果陡坡內(nèi)的裂縫與坡體的延伸方向保持一致并接近于平行，會(huì)進(jìn)一步促使凹形陡坡的形成，使坍塌的形成幾率大大提高，并且坡體本身的穩(wěn)定性較差，容易受惡劣天氣影響，比如暴雨、暴雪等，

1.3.2人為因素

塌陷危害的人為因素表現(xiàn)為受不合理的人為活動(dòng)干擾，例如地下采空、開坡挖角等，都會(huì)促進(jìn)坍塌現(xiàn)象的形成。

1.4泥石流

泥石流是指在地形相對(duì)險(xiǎn)峻的區(qū)域，受自然災(zāi)害影響，導(dǎo)致山體滑坡并攜帶大量石塊與泥沙的洪流，具有突然性、洪流流速快、物質(zhì)容量大、破壞力強(qiáng)的特點(diǎn)。泥石流的主要危害在于對(duì)鄉(xiāng)村、工廠、礦山的毀壞，影響農(nóng)作物種植區(qū)域、林木、耕地等場(chǎng)地的正常使用，如果災(zāi)害現(xiàn)象較為嚴(yán)重，甚至?xí)偃拥溃璧K航運(yùn)的正常運(yùn)行。

其誘發(fā)因素大多可歸結(jié)為自然因素，自然原因大多體現(xiàn)為巖石的風(fēng)化，在風(fēng)化過(guò)程中大量的氧氣與二氧化碳會(huì)對(duì)巖石產(chǎn)生分解作用，同時(shí)空氣中的酸性物質(zhì)同樣會(huì)降低巖石的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，從而引發(fā)土壤層增厚與松動(dòng)現(xiàn)象。

1.5地面塌陷

地面塌陷的產(chǎn)生原因在于地表土體出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變化，使地表局部出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，該地質(zhì)災(zāi)害大多發(fā)生在巖溶地區(qū)，由于工程建設(shè)本身會(huì)使用大量砂石，導(dǎo)致山體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受到大幅度降低，再加上地下水的過(guò)度開采，使地下水大量流失，進(jìn)一步加劇了地面塌陷。

1.6地裂縫

1.6.1自然因素

地裂縫的形成大多因?yàn)榈叵滤惑E降，并在雨水沖刷的作用下，使地裂縫現(xiàn)象呈蔓延的趨勢(shì)發(fā)展。許多地區(qū)的地裂縫通常都與煤礦有聯(lián)系，比如采礦區(qū)應(yīng)力失衡，并在自身重力、巖石重力的影響下，使巖層抗拉極限低于巖層內(nèi)部應(yīng)力，出現(xiàn)巖層移動(dòng)，導(dǎo)致地裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生。

1.6.2人為因素

人為不當(dāng)?shù)拈_采工作會(huì)使地下水位下降，松散土質(zhì)的差異性不斷提升，使地質(zhì)承載力遠(yuǎn)低于安全標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重影響周邊居民的正常生活。

2.水工環(huán)地質(zhì)災(zāi)害的主要防治對(duì)策

2.1地震災(zāi)害的防治對(duì)策

一方面防治人員需要加強(qiáng)對(duì)地震的預(yù)知，提高地震災(zāi)害的監(jiān)測(cè)效率，收集有關(guān)地震前兆的信息與數(shù)據(jù)，比如地震來(lái)臨前通常伴有地面形狀的變化、重力場(chǎng)的改變以及地下水水位的反常變化。同時(shí)工作人員要運(yùn)用地電觀測(cè)、地磁測(cè)量、重力觀測(cè)以及地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)等方法，進(jìn)一步明確區(qū)域內(nèi)地震的時(shí)空分布與特征，掌握地殼應(yīng)力的變化趨勢(shì)，從中提取有效信息與可用數(shù)據(jù)，以此做好針對(duì)性的防范工作，降低地震災(zāi)害造成的影響與破壞。另一方面要加強(qiáng)預(yù)防應(yīng)急，第一，要完成設(shè)防工作，要預(yù)先制定抗震要求，開展地震安全評(píng)價(jià)，并依照抗震設(shè)計(jì)規(guī)范完成施工工程。第二，進(jìn)行房屋加固，為了減少地震波對(duì)房屋的侵害，需要及時(shí)加固老舊房屋，修補(bǔ)墻體上的裂縫，并對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)風(fēng)化的土墻進(jìn)行抹面，確保在大雨來(lái)臨時(shí)不會(huì)在房屋周邊出現(xiàn)積水[1]。第三，要加強(qiáng)土木工程建設(shè)，以某地方建筑工程為例，通過(guò)將地基設(shè)立為兩個(gè)獨(dú)立的箱基，以框架剪力墻作為主要結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步改造了X向與Y向主要柱網(wǎng)的尺寸，使填充墻體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)活荷載與承載能力得到進(jìn)一步提升，以此更好的抵御地震災(zāi)害的侵襲。

2.2滑坡災(zāi)害的防治對(duì)策

滑坡災(zāi)害的防治可從經(jīng)以兩點(diǎn)進(jìn)行分析：防治措施主要以預(yù)防為主，一方面要消除水資源對(duì)邊坡的不利影響，防止地表水流入滑坡區(qū)，通過(guò)在滑坡邊界建設(shè)截水溝、在滑坡區(qū)內(nèi)部打造排水溝，實(shí)現(xiàn)孔隙水壓力的降低與動(dòng)水壓力的調(diào)節(jié)，避免出現(xiàn)巖土體軟化情況，同時(shí)要在覆蓋層種植人造植被，用以防止地表水下滲，更好地完成地下水排除。另一方面要強(qiáng)化巖土力學(xué)強(qiáng)度，通過(guò)削坡減載、修筑擋土墻、固結(jié)灌漿、鑲補(bǔ)勾縫等方法，進(jìn)一步提升邊坡的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)對(duì)巖體的有效支擋，使巖土體的強(qiáng)度得以大幅度提升；工程措施，以我國(guó)某地方水庫(kù)開展的土木工程建設(shè)為例，為了切實(shí)改善地質(zhì)環(huán)境，增強(qiáng)坡體對(duì)自然因素的抵御效果，施工人員進(jìn)一步開展了引泉工程，用以攔截滑坡區(qū)外的地表水，并確保雨水能夠盡快排出。同時(shí)在滑坡區(qū)還開展了相應(yīng)綠化工作，使地下水能夠從接近水平的切斜孔群流出。此外施工人員還使用爆破灌漿法對(duì)滑坡進(jìn)行了相應(yīng)的整治工作，使滑動(dòng)帶的土石質(zhì)量得以有效改善，能夠提高巖土體的防滑性能，達(dá)到高效治理的目的。

2.3坍塌災(zāi)害的防治對(duì)策

坍塌的防治措施主要分為兩方面，一方面是以控制措施為主，要求盡可能降低人為因素對(duì)地質(zhì)、地勢(shì)的破壞與變更。比如在進(jìn)行地下水開采時(shí)需要科學(xué)、合理的把控地下水位；在疏干排水的過(guò)程中需要對(duì)可能出現(xiàn)坍塌的區(qū)域預(yù)先進(jìn)行注漿護(hù)理，進(jìn)一步提高巖土體的抗剪強(qiáng)度與抗拉應(yīng)力，避免在外力作用下出現(xiàn)土質(zhì)松散；在實(shí)現(xiàn)松散土層的排水工作時(shí)，需要優(yōu)先控制好井的抽水量，不可造成水資源的一次性大量抽取，防止孔洞狀況的產(chǎn)生；在地道進(jìn)行地下水開采時(shí)，不可將水位降低到巖溶體以下。另一方面是以工程措施為主，包括：回填，是指利用渣石對(duì)地面存在的坑、塌陷部分進(jìn)行填平夯實(shí)；封堵，利用截水墻封堵地下水流，而對(duì)于因地表水引發(fā)的坍塌，則需借助建筑堤壩或圍堰進(jìn)行隔離，防止坍塌現(xiàn)象的進(jìn)一步擴(kuò)散；加固，是指使用樁支撐完成加固處理[2]。

2.4泥石流災(zāi)害的防治對(duì)策

第一，要加強(qiáng)泥石流險(xiǎn)情預(yù)報(bào)工作，首先要在事故高發(fā)的泥石流路段進(jìn)行定點(diǎn)觀測(cè)，明確泥石流的形成條件以及運(yùn)動(dòng)參數(shù)，獲取其相關(guān)特征與激發(fā)因素，并進(jìn)一步加強(qiáng)水位預(yù)報(bào)工作，一旦降水量超過(guò)350mm，便需要發(fā)出危險(xiǎn)警報(bào)。其次要計(jì)算泥石流出現(xiàn)時(shí)對(duì)土地造成的壓力，其主要計(jì)算公式為：

PT=PS+PD

其中PT表示泥石流對(duì)受害地區(qū)的地面壓力，PS則代表泥石流產(chǎn)生的靜壓力，PD表示泥石流產(chǎn)生的動(dòng)壓力，以上單位均為N/M2。而動(dòng)壓力的計(jì)算公式為：

PS=RCH

其中RC代表泥石流流體容重，H代表泥石流流體距離。靜壓力的計(jì)算公式為：

PD=RCUC/2G

其中UC為泥石流流體移速，G代表重力加速度。通過(guò)以上三個(gè)公式便可在泥石流發(fā)生前，預(yù)先推算出災(zāi)害可能發(fā)生的范圍與具體規(guī)模，確保相應(yīng)預(yù)防措施更具有針對(duì)性，能夠?yàn)楹罄m(xù)決策提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。第二，開展預(yù)防工程，具體措施可細(xì)分為：跨越工程，即是修建橋梁，使泥石流在其下方完成排泄，目的在于保障交通安全，實(shí)現(xiàn)公路交通順暢；防護(hù)工程，通過(guò)構(gòu)建防護(hù)建筑，抵御泥石流對(duì)主體建筑的侵蝕與沖擊，借助擋墻、護(hù)坡，保證河流線路不會(huì)出現(xiàn)堵塞狀況；攔擋工程，用于控制泥石流固體物質(zhì)、削弱泥石流流量，通過(guò)攔閘壩、截洪工程，避免預(yù)埋現(xiàn)象的產(chǎn)生[3]。

2.5地面塌陷災(zāi)害的防治對(duì)策

首先在地面塌陷發(fā)生前，需要合理規(guī)劃建設(shè)布局，完成河流的改道引流，通過(guò)修筑防洪堤壩，實(shí)現(xiàn)地下水的有效控制，防止涌水現(xiàn)象的產(chǎn)生，同時(shí)要充分利用信息化技術(shù)、智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，借助監(jiān)測(cè)網(wǎng)完成地面結(jié)構(gòu)變化的全方位監(jiān)控，并進(jìn)一步完成相應(yīng)信息的收集與分析，盡可能從源頭上防止地面塌陷災(zāi)害的形成。其次，當(dāng)出現(xiàn)地面塌陷時(shí)，需要盡快完成河槽防滲、塌洞回調(diào)等工作，確保災(zāi)害現(xiàn)象得到及時(shí)治理，還要使用黏土、塊石對(duì)小坑進(jìn)行填堵，而對(duì)于大面積的陷落則要鋪設(shè)大范圍的地面板，并采用平衡水壓力法以及旋噴樁加固法，實(shí)現(xiàn)地面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的夯實(shí)與提升。最后，工作人員要開展地面陷落的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，明確災(zāi)害的臨界條件，強(qiáng)化周邊居民的防范意識(shí)，建立科學(xué)的防災(zāi)體系，避免地面塌陷攜帶的其他安全事故，危及人員的生命安全[4]。

2.6地裂縫災(zāi)害的防治對(duì)策

地裂縫的防治對(duì)策需要以避讓作為主要治理原則，在實(shí)際過(guò)程中，需要進(jìn)一步強(qiáng)化調(diào)查效率與測(cè)試質(zhì)量，進(jìn)一步明確建筑與地裂縫之間的安全距離。而對(duì)于地裂縫對(duì)建筑物造成的破壞，則可采用加固法、地基處理法，削弱地裂縫對(duì)建筑穩(wěn)定性造成的沖擊。同時(shí)施工人員要不斷強(qiáng)化流域的布設(shè)與規(guī)劃，對(duì)事故頻發(fā)區(qū)域增強(qiáng)巡查力度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的陷落痕跡，并采取針對(duì)性的措施進(jìn)行修復(fù)與管理。對(duì)于已經(jīng)存在的地裂縫則需盡快完成回填工作，并做好相應(yīng)防水措施，防止地裂縫反復(fù)產(chǎn)生。通常來(lái)說(shuō)，若地裂縫的直徑較小，可使用泥漿多次灌注的方式進(jìn)行修補(bǔ)。若地裂縫直徑較大，則需借助坯磚回填的方法，并開展防水保濕工程，避免膨脹土地裂縫的形成，通過(guò)地基處理工程，更好地保障土地結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

結(jié)論

綜上所述，通過(guò)對(duì)水工環(huán)地質(zhì)災(zāi)害的問(wèn)題進(jìn)行分析討論，提出有關(guān)地震、滑坡、坍塌、泥石流、地面塌陷、地裂縫等災(zāi)害的防治對(duì)策，以此減少水工環(huán)地質(zhì)災(zāi)害對(duì)居民生活產(chǎn)生的影響，切實(shí)保護(hù)人們的生命安全，確保自然資源的合理開采與運(yùn)用，最大程度地降低經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。

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