董章雨
(重慶長江工程勘察設(shè)計(jì)研究院 重慶 404100)
隨著全球環(huán)境的惡化與地質(zhì)災(zāi)害的增加,環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展、人口資源的相關(guān)研究已經(jīng)成為各國的重點(diǎn)。保護(hù)環(huán)境的一個重要方面就是保護(hù)地質(zhì)資源、減輕地質(zhì)災(zāi)害。近年來我國地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),嚴(yán)重地影響到了人民的生產(chǎn)生活以及生命財產(chǎn)安全。不僅破壞了大量的工程設(shè)施,同時也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi),極大地阻礙了我國的可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)行。為此,進(jìn)行巖土工程地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)的探討分析具有極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。
巖土工程地質(zhì)災(zāi)害大體上可分為以下兩大類:1)由于自然因素導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害,這種災(zāi)害屬于自然地質(zhì)災(zāi)害,也被稱之為第一環(huán)境問題,它一般不會隨著人類歷史的發(fā)展和變遷而發(fā)生改變和轉(zhuǎn)移,始終都是以自身固有的形態(tài)存在,具有自然性的特征;2)由人為活動造成的地質(zhì)災(zāi)害,主要是因?yàn)槿祟惿鐣诎l(fā)展過程中,大量建設(shè)、開發(fā)、開采等活動破壞了原有的地質(zhì)自然形態(tài),進(jìn)而引發(fā)的一系列災(zāi)害,它的發(fā)生與地質(zhì)本身基本沒有任何關(guān)系,完全是由于人為破壞導(dǎo)致的,這類地質(zhì)災(zāi)害又被稱為第二環(huán)境問題。巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,大多數(shù)都是在自然地質(zhì)演化以及氣候變化的過程中,巖體由最初的穩(wěn)定逐步向不穩(wěn)定發(fā)展,這一過程往往是十分漫長的,由此引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害一般都會長達(dá)數(shù)百乃至上千年。然而,在人為因素的誘發(fā)下,會使巖體自然演化的周期大幅度縮短,進(jìn)一步加快了其從穩(wěn)定到不穩(wěn)定的變化過程,這樣一來便會引起突發(fā)性的地質(zhì)災(zāi)害。每次地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,都會給人們帶來巨大損失,其中不僅包含經(jīng)濟(jì)損失,還包括生命損失。由此可見,巖土工程地質(zhì)災(zāi)害是極具危害性的一種災(zāi)難事故。
目前,較為常見的地質(zhì)災(zāi)害主要包括以下幾種類型:1)滑坡。這是一種最為常見的地質(zhì)災(zāi)害,具體是指斜坡上的巖體或是土體在受到一些因素的影響下,沿坡體的軟弱面大面積或部分向下滑移的現(xiàn)象。引發(fā)滑坡的因素主要包括地震、降雨、積雪融化、地表水系浸泡與沖刷、坡腳開挖、堆填加載以及開山放炮等等。最容易發(fā)生滑坡的地帶有強(qiáng)降雨地區(qū)、地勢高差較大的峽谷地區(qū)、地震帶以及鐵路公路的邊坡等等。2)泥石流。其屬于洪流的一種表現(xiàn)形態(tài),主要是由于降水量過大而產(chǎn)生在山坡或溝谷上的混有大量泥砂、碎石、巨礫等固體物質(zhì)的洪流。引起泥石流的主要原因有不合理開挖、棄土、棄石以及亂墾濫伐導(dǎo)致的水土流失等等。3)崩塌。這種地質(zhì)災(zāi)害常發(fā)生在較陡的坡體上,由于坡上巖體或是土體的根部空虛或局部滑移,從而使得這些巖土體失穩(wěn)突然由母體上向下翻滾或傾倒,并堆積在坡腳。引起此類災(zāi)害的原因主要有礦產(chǎn)采掘、邊坡開挖、強(qiáng)烈振動、堆渣填土以及水庫渠道滲漏等等。4)地表變形。這類地質(zhì)災(zāi)害常見的表現(xiàn)形式包括地表塌陷、沉降和裂縫等。據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,截比到目前,我國約有 70余個城鎮(zhèn)發(fā)生不同程度的地表沉降活動,受災(zāi)情況較為嚴(yán)重的占四成左右,最大沉降量已經(jīng)超過 3m。在已經(jīng)發(fā)生地表沉降的城市當(dāng)中,有些是獨(dú)立存在的,有些是密集成群的。其誘因主要包括地下礦產(chǎn)開采過量、地下水大量抽取以及表面巖溶的自然活動等等。
由于滑坡是巖土工程地質(zhì)災(zāi)害中最為常見的一種,為此,本文重點(diǎn)對滑坡的防治措施進(jìn)行介紹。在處理滑坡問題時,應(yīng)當(dāng)本身預(yù)防為主、防治結(jié)合的原則進(jìn)行,對引起滑坡的原因進(jìn)行認(rèn)真分析,采取有針對性的措施進(jìn)行防治。通過對大量的工程實(shí)踐進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),治理滑坡最有效的措施有兩種:1)對地表水或地下水進(jìn)行控制,以此來達(dá)到減輕或消除水對坡體的威脅。通常情況下,在不計(jì)人為破壞的前提下,水是引發(fā)滑坡最主要的因素之一,其與滑坡的發(fā)生有著極其密切的關(guān)系。如果能夠消除水對邊坡的作用,便可進(jìn)一步防止滑坡的產(chǎn)生。具體做法如下:①應(yīng)當(dāng)對滑坡區(qū)外圍的地表水進(jìn)行控制,避免其流入到滑坡區(qū)內(nèi),可在邊界處修筑截水溝來對地表水進(jìn)行截留;②應(yīng)在滑坡區(qū)內(nèi)修筑排水溝,借此來排除區(qū)域內(nèi)的地表水,減輕其對邊坡的威脅;③可采用垂直孔排水、支撐盲溝以及水平鉆孔疏干等方法來排除滑坡區(qū)域內(nèi)的地下水,具體方法的選擇可按照邊坡的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征和水文條件而定。2)對邊坡的巖土力學(xué)強(qiáng)度進(jìn)行改善??梢圆扇∠鄳?yīng)的技術(shù)措施來改善邊坡巖土體的力學(xué)強(qiáng)度,借此來增強(qiáng)巖土體的實(shí)際抗滑能力,進(jìn)一步減小滑動力。較為有效且實(shí)用的技術(shù)措施有邊坡加固、削坡減載等。這兩種措施從經(jīng)濟(jì)性和有效性來看,前者要比后者的效果更好一些。目前,在工程中應(yīng)用較多的邊坡加固技術(shù)包括鋼混抗滑樁、擋土墻、預(yù)應(yīng)力錨固、固結(jié)灌漿、電化學(xué)加固法以及SNS邊坡柔性防護(hù)技術(shù)等等。方法的選擇可根據(jù)實(shí)際工程而定。
對于一些泥石流多發(fā)的地區(qū),可以采取避繞的措施,如果實(shí)在無法避開,可采取以下技術(shù)措施加以防治:1)排導(dǎo)??稍谀嗍髁鹘?jīng)的下游位置處修筑排導(dǎo)溝,以此來阻比泥石流漫流改道。2)攔擋??稍谀嗍鹘?jīng)常流經(jīng)的溝道上修筑攔砂壩,這樣能夠?qū)⒛嗍髦械纳笆裙腆w物質(zhì)攔截下來,有助于減輕泥石流的危害程度。3)儲淤??稍谀嗍鞯南掠谓⑼S賵觯璐藖碚{(diào)節(jié)泥石流的流量,以減少其對下游建筑的沖擊。
對于崩塌的防治可采取以下措施:攔截、支擋、排水以及護(hù)坡護(hù)墻等等。這些都屬于傳統(tǒng)的處理技術(shù)。具體措施的選擇可按照崩塌的原因來進(jìn)行確定。除了這些傳統(tǒng)的技術(shù)之外,目前還有一種新型技術(shù),即SNS柔性攔石網(wǎng),該技術(shù)在落石能量較高并且斜坡坡度較陡的條件下防治效果較好,已被廣泛應(yīng)用于我國各大礦山和水電站等施工過程中,并且都取得了顯著的成效,是一種值得推廣應(yīng)用的技術(shù)。
防治措施主要有以下幾種:1)填堵法。該方法適合應(yīng)用在塌陷深度較淺的坑洞處理上,先將坑洞中的松軟土體清除干凈,然后向坑中填入碎石和塊石,以此來形成防濾層,最后覆蓋粘土并進(jìn)行夯實(shí)處理即可;2)強(qiáng)夯法。該方法是利用夯錘對土體的沖擊力來不斷提高土體自身的強(qiáng)度,屬于防治結(jié)合的技術(shù)措施。不僅可以用該方法對發(fā)生塌陷后的松軟回填土進(jìn)行夯實(shí);
綜上所述,隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生形式和比例也會隨之變化和上漲,對此我們要不斷探討有效的防治措施,保障巖土工程的開展和人們的健康。然而巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的防治工程是個長期而又艱巨的任務(wù),在巖土工程具體施工過程中,我們應(yīng)首先分析當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況和一些人為行為,綜合分析各種原因和情況后再制定對應(yīng)的措施進(jìn)行全面、綜合的防治,以確保巖土工程治理和安全。