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地质灾害防治工程的理论与技术分析

2022-01-01吴秀通

中国金属通报 2021年18期
关键词:挡土墙边坡工程

吴秀通

(贵州省有色金属和核工业地质勘查局五总队,贵州 安顺 561000)

我国属地质灾害频发的国家,尤其在雨季中,在强降雨天气的影响下可能造成泥石流、滑坡、崩塌等情况的发生,并且在经济快速发展的背景下,各类工程的建造数量不断上涨,给自然环境造成了严重的影响,人类活动也增加了地质灾害的发生概率,严重威胁居民的生命财产安全。因此,深入分析地质灾害类型和成因,对地质灾害频发地区和危险区域建设地质灾害防治工程,对保护人民的生命财产安全都具有非常重要的现实意义。

1 地质灾害的类型及危害

地质灾害是在人为或自然因素的影响下发生的,威胁人类生命健康和财产安全的地质现象,具有突发性、不确定性、危害性大等特点。常见的地质灾害有以下几种类型:

(1)滑坡。该种地质灾害是指斜坡上的土体或岩体在人为破坏、雨水或河道冲刷、地下水活动等因素的影响下沿软弱面发生的部分或整体下滑现象[1]。

(2)泥石流。由于山体本身坡面带有一定角度,在强降雨或暴雪的影响下,坡面土体会携带大量泥沙形成特殊洪流向山下滑落。山体或沟谷本身地貌、人为开挖、随意开垦等都可能引发泥石流现象,此种危害具有突发性强、流速快、破坏力强等特点。

(3)地面变形。地面不均匀沉降、塌陷、地面裂缝等都属于地面变形危害的表现形式,近年来,各城市中发生地面变形危害的数量不断上涨,对城市居民和城市建筑的安全造成严重威胁,并且很多城市地面沉降量逐渐上涨,部分城市内甚至已经构成了沉降带。造成地面变形的人为因素包含抽取地下水、建造地下工程、过度开采矿产等,自然因素则包含地下水活动、岩溶发育等。

(4)崩塌。崩塌是指陡峭斜坡上土体或岩体因长期受到重力作用,突然从母体脱离并向坡脚滚动的现象。引发崩塌的原因可能是由于开采矿产资源、建筑工程施工、地震等。

2 地质灾害防治工程理论

2.1 地质灾害防治工程

地质灾害防治工程是指为防治地质灾害的发生而修建的具有治理性和预防性的工程。地质灾害防治工程通常具有综合性、复杂性和系统性特点,是集合了多项防治理念的综合性工程,整个工程中的各个结构、各个工序互相衔接,互相配合,前道工序为后道工序的施工做铺垫,后道工序为前道工序进行补充和完善,完成整体施工的地质灾害防治工程在整体上对可能发生的地质灾害进行层层防控,最大化减少地质灾害对人民生命财产安全的威胁。地质灾害防治工程的理论主要包含地质理论和工程理论两方面内容,二者互相补充,缺一不可。其中地质理论内容主要包含不同地质灾害的产生原因、发生特点、发展趋势、危害范围等;工程理论内容主要是以不同地区中常见地质灾害的发展趋势和地貌特点等真实数据为基础,为地质灾害防治工程的建设提供理论依据。由于我国地域辽阔,地质多样性强,地质灾害频发,在长期的地质灾害防治工作中已经形成了科学的防治思想,只有从我国实际国情出发,以全面的预防逐渐代替事后修复,才能最大化减少地质灾害的发生概率。在推动地质灾害防治工程建设事业时,应尽量避免套用固定模板和重复性施工,只有以实际情况为基础,提高地质灾害防治工程建设的科学性,才能利用最小的成本创建行之有效的地质灾害防治体系。

2.2 地质综合分析

地质综合分析是地质勘察工作中的重要内容,其分析结果的准确性会直接影响地质灾害防治工程的科学性和合理性[2]。对具有地质灾害发生风险的地区进行地质综合分析,能全面地了解具有地质灾害发生风险范围内地质情况,并且通过地质勘察数据对地质灾害的发生原因和过程进行深入分析。地质情况和地质灾害的发生原因及过程对保证地质综合分析的准确性有直接影响,只有准确的综合两方面内容,才能为地质灾害防治工程的建设提供更加精确的数据参考。

3 地质灾害防治工程技术

3.1 抗滑桩技术

抗滑桩技术是一种较为传统的应对滑坡灾害的防治工程技术,并且在长期的使用过程中都获得了良好的防治效果[3]。传统抗滑桩技术是以支挡结构为主体,将其深入滑坡边坡面,对坡面土体和岩体的滑动进行支挡,以此实现稳定边坡的目的,多应用于浅层和中厚层滑坡危害的预防中。该种地质灾害防治工程技术主要是利用抗滑桩自身的强度和刚度最大化承受来自土体及岩体的侧向作用力,将抗滑桩和岩体之间构成稳定整体,将坡面土体和岩体产生的推力被分散到整个岩土体结构中,从而提高坡面的稳定性,减少滑坡现象的发生。

3.2 阻滑键技术

该种地质灾害防治工程技术的应用原理与抗滑桩技术类似,该技术中的抗滑主体支撑结构为阻滑键。抗滑桩技术在应用过程中需要全面地考虑桩体在垂直方向上需要承受的剪力和剪力的变化情况,而阻滑键技术在应用过程中需要全面地考虑受压情况,对压力进行合理有效分散布置,对垂直方向上剪力及剪力的变化情况考虑较少。当前应用阻滑键多采用钢筋混凝土结构,能对危岩体软弱带和传统滑坡带进行有效防治。

3.3 挡土墙技术

挡土墙是建立在山坡或路基等位置中为避免土体或填土变形失稳的一种构造物,具体可分为重力式挡土墙、锚定式挡土墙、薄壁式挡土墙、加筋土挡土墙等多种类型。一般情况下挡土墙的建造高度都在8m以内,才能在保证安全的基础上节省施工成本,在应用过程中需要以施工环境的实际情况出发进行准队形结构设计,并在施工过程中有效的处理基础承载力不足、排水效率不足、反滤层不合格等问题,才能最大化提高挡水墙的应用效果。同时,还需要严格控制挡土墙的施工质量,确保墙体达到预定强度,才能避免二次危害的发生。

3.4 格构技术

随着建造工艺和理念的不断进步,用于地质灾害防治的技术手段不断更新的,格构技术是一种充分融合了复垦工程措施和生物工程措施的地质灾害防治工程技术,格构形式主要有方形、弧形、菱形和人字形等[4]。若需要加固的边坡高度在25m以上,还应增设马道。为提高格构的稳定性,可在必要的情况下在格构的关键节点上增设锚杆。若滑坡中软弱土层的面积较大,可在建造格构时结合混凝土浇筑技术、预应力锚索和锚杆等对格构进行二次加固。格构技术也能中分满足建筑工程的生态环保要求,在完成施工后可在格构内种植根系发达、生命力强的草本植物,利用植物的抓土能力进一步提升格构的地质灾害防治能力。

3.5 边坡挂网喷浆技术

边坡挂网喷浆技术是一种对坡面进行处理的保护措施,利用挂网、锚杆、毛锚索等构成一个覆盖整个边坡的防护系统,避免滑坡、崩塌等情况的出现。边坡挂网喷浆技术能有效延缓边坡的风化问题,避免边坡土体和岩体在雨水的冲刷作用下发生变形[5]。

3.6 加筋技术

加筋技术是指将纤维、条带、网格等良好抗拉能力的材料加入土壤和坡面中,依靠各项材料的抗拉能力提高坡面的稳定性,减少地质灾害的发生概率[6]。加筋技术具有多种应用优势,该技术可用于建造垂直高度较高的挡墙,提高挡墙的防护能力;可在陡坡和不允许开挖区域中施工,工程整体占地面积较小;加筋技术中使用的墙面板即可在施工现场进行制作,也可提前预制,施工效率较高;加筋技术建造的墙面多样性较强,可根据边坡防治的需求进行美化或种植植物等;成本较低。

4 提高我国地质灾害防治水平的有效措施

4.1 建立地质灾害监测预警体系

为提高地质灾害多发区域中民众的应对能力,保护民众的生命财产安全,地质部门应加大对相关地质灾害的研究力度,建立健全的地质灾害监测预警体系,最大程度减少地质灾害的损失[7]。对地质灾害多发区域来说,地方政府也应做好宣传工作,让民众能对地质灾害具有高度的警惕性,尤其是在雨季等地质灾害多发季节中,为民众普及自救、逃生、灾难识别等相关知识。应用先进的科学技术在地质灾害发生前为民众进行预警,为其提供充分的避难时间,如我国已经具有可靠的地震预警技术,在地震发生前能通过电视、手机等媒介为民众发布预警倒计时,最大程度减少人员的伤亡和财产损失。

4.2 工程防治技术

目前应用在地质灾害防治中的工程技术种类较多,地质部门和施工单位应在进行地质灾害防治工程施工前,对施工环境开展充分的地质勘察,结合实际情况科学采用不同的护坡加固、遮挡支护、合理避让等技术,最大程度降低地质灾害的发生概率。地质部门还可结合地区内地质灾害防治工程的实际特点制定针对性的安全避让转移计划,提高地质灾害防治工程的利用率。

4.3 综合利用生物措施

很多地质灾害的发生原因都与人类活动密切相关,科学利用生物措施,如植树造林、退耕还林等,利用植物的固土能力提高土壤的稳固性,减少水土流失情况的发生,提高土壤抵抗水流冲刷、地震震动的能力,能有效减少的地质灾害的发生[8]。同时,科学的应用生物措施,还能改善地区生态环境,促进人与自然的和谐共处,可行性较高,经济性较强,但生物措施需要较长时间进行建设,否则难以达到预期的应用效果。因此,在建设地质灾害防治工程时,应充分重视与生物措施的有机结合,才能促进地质灾害防治工程具有可持续发展意义。

4.4 动态监测与报警

近年来,我国科技水平有了显著提升,在地质灾害预防工作中,可应用先进的监测与报警系统,对地质灾害多发区域的地质环境进行动态化持续性监测,改变传统地质监测覆盖面不全的弊端,提高地质环境的监测水平,使地质部门能第一时间获得地质环境变化的信息,并根据反馈信息迅速做出预警和报警操作。全面的动态监测与报警系统的应用能有效提高相关部门和居民对地质灾害的应对水平,最大程度避免人员的伤亡,减少财产的损失,具有十分重要的现实意义[9]。

5 结语

总之,当前可应用于地质灾害防治工程中的技术多样性较强,在实践过程中,相关人员应从实际情况出发,深入分析地质灾害的成因,以防治工程理论为基础,采取针对性的地质灾害防治技术,对不同类型的地质灾害进行有效防控,最大化保护民众的生命财产安全。

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