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岩土工程地质灾害的成因及防治措施

2014-12-25王小庆

城市建设理论研究 2014年37期
关键词:泥石流边坡岩土

摘要:近年来我国地质灾害频发,严重地影响了人民的生产生活以及生命财产的安全。这不仅破坏了大量的工程设施,同时也造成了巨大的经济浪费,极大地阻碍了我国的可持续发展。为此,进行岩土工程地质灾害防治技术的探讨分析具有极强的现实意义。本文首先分析了岩土工程地质灾害的成因,并对其防治措施进行了探讨。

关键词:岩土工程;地质灾害;成因;防治措施

中图分类号:C93文献标识码: A

一、岩土工程与地质灾害的概念

自从上个世纪八十年代开始,一个新兴的工程科目学科--地质工程学在我国诞生了,所谓的地质工程学是一门从事研究和解决工程规划到完工以至工程运行后效果,其全部过程同地质工作有关的科学。地质工程学的研究内容包括地质体和地质环境,这个研究和大系统工程学的思想一致,由岩土工程和地质灾害的预防两个方面构成,其中对地质灾害的防治问题的反映较前者更丰富;所谓岩土工程就是建筑工程中有关岩土体挖掘和加固的项目;地质灾害预防是对自然或者非自然因素作用之下产生的危险地质现象的预防,地质灾害的防治中必须具有更加全面的对地质生态环境合理开发、管理的思想,地质灾害有很多个类型,其中由降水、地震等因素引起的被叫做自然地质灾害,而由于工程开挖、堆载、爆破、弃土等引起的地质灾害被叫做人为地质灾害。国家政府颁布的地质灾害防治条例对地质灾害这一概念作了明确的定义,常见的地质灾害主要是指危害人民生命和财产安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等六种与地质作用有关的灾害,要想减少或者防止生态环境的破坏,就要采取各种治理和防范措施,

二、岩土灾害形成的自然原因以及主要类型

(一)水土流失

大气降水、地理环境、植被覆盖率、岩石类型等因素是导致水土流失的主要原因,而导致水土流失的内在原因是岩石性质。岩土所受到的侵蚀强度与植被通过雨水冲刷的面积有重要的因素。外貌地形是直接影响水土流失的因素。在坡地上的水流速度被坡度所控制,当坡度越大时,水流速度就会越大,使得水土流失就会越严重。大气降水也对水土的流失有一定的影响,除了降水质量外,降水的强度也会影响水土流失。当降水量增加时,降水的强度必然会上升,导致水土流失也是很严重,现在人类对自然资源的过度使用和人类对森林资源的破坏,使得每年水土流失的数量都在不断地增加。

(二)地面塌陷

地面塌陷有岩溶地面塌陷和非岩溶地面塌陷二大类。构成岩溶地面塌陷的主要原因地质结构、厚度、岩溶发育程度、第四岩系以及地下水动力条件。从一般的情况来看,岩石破碎,岩溶发育的越好,地下水补给的条件就越好,水的含量就更加的丰富,更容易使得地面坍塌。当在第四岩系的含砂率更高或者厚度薄时,在抽水、放水、排水的时候,地面坍塌也更容易形成。对于后者来说主要还是对采矿时形成地下空洞和人防质量的不重视所造成的。

(三)泥石流

泥石流发生必须具备有方便集水的地形、丰富的松散物质、短时间内大量的降水和开阔的陡坡,以上条件都具备才可能发生泥石流,以上条件缺一不可。泥石流常常发生在较为宽敞的坡度较大的地区。在岩石受到雨水的大量冲击时,岩石容易风化并且堆积了比较脆弱的基层,在经过暴风雨后就容易造成泥石流。泥石流是在特定的地质结构条件下所发生的岩土灾害。

(四)滑坡

滑坡受到地质结构、地貌地形、岩石类型、大气降水、人类开采等原因导致滑坡灾害的发生。其中地质结构对滑坡灾害发生的原因是最为重要。其主要的表现为常发生在活动性较为频繁的断裂带内,滑坡发生的构造面与滑动的方向大致相同,这就证明断层或岩层面向边坡内倾斜,由此可以推断边坡的稳定性越好,而当出现情况相反时说明稳定性就越差。在新构造活动剧烈的区域也时常发生滑坡现象。

(五)崩塌

发生崩塌的主要因素离不开大气降水、地貌地形、地质结构和人类活动。地质结构与发生崩塌现象的表现为:深且大断裂带内易发生崩塌现象,构造面的倾斜方向与大多数崩塌体的方向大致相同,新的构造活动区域与地貌地形是导致发生崩塌现象的主要原因。

(六)地面变形

在自然条件和人为因素的作用下,地下的岩土会发生压缩、位移等活动,从而引起地面下沉、开裂、塌落等现象,这对人民的生命财产安全和施工设施造成一定的影响。地面变形有地面裂缝、地面坍塌和地面沉降等现象。在我国的城镇中导致地面变形的主要因素有以下几方面:居民对地下水的过度开采,使得地面的支撑力逐渐的变小;对地下矿产资源进行大规模和无节制的开采,地面形成一个空壳;没有实际的物体支撑,使得地面在外界的环境影响下塌陷。

三、人为地质灾害的危险性分析

人类活动导致地质灾害的危险性不断的加剧,这是不容忽视的一种地质灾害,人类地质灾害的影响要远远大于自然地质灾害的损失,由人为原因导致的地质灾害主要有以下的几个特点:

第一、诱发速度快。假设在自然状态下,没有人为因素的影响,岩体的稳定状态要保持相当长的一段时间,如果有人为因素的加入,就大大的简短了岩体从稳定状态变为不稳定状态,进而加速灾害的发生,这对人类的生命财产造成巨大的损失。

第二、诱发灾害面广。在自然状态下的地质灾害,除那些已经形成的大型的地质灾害外,其他的地质灾害影响面积是很小的。当人类因素加入到自然的时候,地质灾害的面积就会不断的变大。比如,人类对森林资源的滥砍滥伐、对矿土资源的大规模的开采,由小变大,从一开始的影响区域性的地质到逐渐的影响全球的地质。

第三、诱发地质灾害的损失。除地震自然地质灾害对人类的影响较大外,再者就是人为因素对地质诱发的地质灾害了,每年因为人类对地质灾害的破坏就能达到直接经济损失数十亿。

四、岩土工程灾害的预报与防治措施

各类地质灾害的发生原因复杂,再加上科学技术和财力的限制,现在还不能全面的对各种地质灾害做具体的灾害预报。为减少地质灾害所带来的损失,需使用现代化的各种手段对灾害做出检测并且对灾害提前预报和分析。

(一)灾害形成的主要规律

第一,灾害形成的地域性规律。我国地质条件比较的复杂,不同区域的地质环境基本是不相同的,在岩土工程方面的灾害类型就会存在较大的差异性。第二,岩土工程的诱发性规律。由于人们在进行地质活动的时候,不合理的开采施工,会在很大程度上增加岩土的负担,导致灾害情况频繁的发生。第三,岩土地质灾害发生具有一定的相关性。岩土地质灾害的相关性主要指的是:崩坍方面、滑坡方面、泥石流方面以及岩溶方面都和水土流失之间的关系非常地紧密,并且岩土工程灾害的类型也和岩土的发育程度、地貌特点以及岩土的类型紧密的相关。第四,岩土灾害的规律还具有多发性以及群发性的特点。一般情况下,外生岩土灾害的分布比较的分散,基本上不会形成特别大的灾害,很容易被人们忽略掉。另外,在实际施工的过程中,岩土的地质灾害种类,灾害的程度之间会产生不同的相互作用,一旦出现连发性的灾害,就会形成大面积的灾害。

(二)岩土工程地质灾害的防治措施

1、滑坡是岩土工程地质灾害中最为常见的一种类型,因此本文将着重对滑坡的防治措施进行详细介绍。防治滑坡问题应以本身的预防为主遵循防治结合的原则。首先要对引发滑坡的因素进行仔细分析,制定具有针对性的防治措施。主要通过两个方面进行防治:一是控制地表水和地下水。通过这种方法能够消除或者减轻水对土质坡体的威胁。水在不计人为破坏的前提下是引发滑坡的一种最主要的因素,它密切联系着滑坡的产生。因此要防止滑坡产生就必须消除水对边坡土体的侵害作用。其具体做法是控制滑坡区外围的地表水,避免流入滑坡区,因此可以在边界处修筑截水沟,用来截留地表水;应在滑坡区内修筑排水沟,借此来排除区域内的地表水,减轻其对边坡威胁;也可用水平钻孔疏干以及垂直孔排水支撑盲沟等方法来清除滑坡区域内地下水。其具体方法根据边坡的地质结构特征以及水文条件而定,从经济性和有效性来看此法效果更好一些。二是通过增强土质环境的抗滑能力可以达到防治滑坡的效果。首先选择对应的技术措施来增加土体环境的受力强度,接着采用技术以减小边坡土体的滑动力。边坡加固、削坡减载等是到目前为止比较有效并实用的技术措施。边坡加固方法在实际工程中得到了广泛的应用其方式包括预应力锚固结、钢混抗滑桩档土墙、边坡柔性防护技术以及灌浆电化学加固法等方法。具体选择何种方案需要根据实际土体情况决定。

2、泥石流的防治技术对于一些泥石流多发的地区,可以采取避绕的措施,如果实在无法避开,可采取以下技术措施加以防治:可在泥石流流经的下游位置处修筑排导沟,以此来阻止泥石流漫流改道;可在泥石流经常流经的沟道上修筑拦砂坝,这样能够将泥石流中的砂石等固体物质拦截下来,有助于减轻泥石流的危害程度;此外,可在泥石流的下游建立停淤场,借此来调节泥石流的流量,以减少其对下游建筑的冲击

3、崩塌。护坡护墙方式和拦截支档排水方式是传统的崩塌处理技术,两者的处理原则和适应环境相差较大,需要根据崩塌的成因选择防治措施。除了传统的处理技术之外,目前还出现还有一种新型技术“柔性拦石网”,此技术不仅在地质勘测时准确度高,而且斜坡坡度较陡的条件下防治效果较好,非常值得推广应用。我国水电站以及各大矿山的施工过程已经试验并选用这项新技术,取得显著效果。

4、地表变形的防治措施主要有以下几种:填堵法,该方法适合应用在塌陷深度较浅的坑洞处理中;强夯法,该方法是利用夯锤对土体的冲击力来不断提高土体自身的强度。

五、结语

随着人类活动的日益频繁,全球地质灾害频发,使人类赖以生存与发展的资源环境发生严重破坏及损毁。因此,如何做好地质灾害的防治工作,使得防治工程水平得以提高,从而有效地抵御城市地质灾害,保持社会的可持续发展具有极其重要的意义。

参考文献:

[1]韩佐东,唐智勇.岩土工程地质灾害相关问题的研究[J].科技视界,2014,20:129.

[2]秦宏宇.现阶段我国地质灾害及其防治措施分析[J].赤峰学院学报(自然科学版),2014,13:73-74.

[3]张赟兰.煤矿地质灾害的防治策略[J].技术与市场,2014,08:329-330.

作者简介:

王小庆(1982),女,山西汾西人,研究生,主要从事岩土工程方面工作。

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