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巖土工程地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)及防治措施

2020-09-10 07:22周昌慧
工程管理與技術(shù)探討 2020年1期
關(guān)鍵詞:巖土施工現(xiàn)場工程施工

摘要:我國是一個多山地丘陵且地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜的國家,因而建筑企業(yè)在進行巖土工程施工的過程中必須面對復(fù)雜的地質(zhì)條件和頻發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害。在這一背景下,越來越多的建筑企業(yè)開始針對巖土工程施工中的地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)與防治措施進行研究,并取得了較多的研究成果。在本文中,將針對當(dāng)前比較常用的巖土工程地質(zhì)災(zāi)害防治措施與防治技術(shù)進行研究,并在這一基礎(chǔ)上提出幾點加強巖土工程防治水平的建議。通過本研究,希望能夠促進我國建筑企業(yè)進一步提升自身的巖土工程地質(zhì)災(zāi)害防治水平。

關(guān)鍵詞:巖土工程;地質(zhì)災(zāi)害;防治技術(shù)

一、前言

在巖土工程施工中,地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生具有一定的不可控性。在施工過程中和施工滯后發(fā)生嚴重的地質(zhì)災(zāi)害,不僅會造成重大的人員傷亡與財產(chǎn)損失,而且會造成惡劣的社會影響。因此,越來越多的建筑企業(yè)在巖土工程施工中將地質(zhì)災(zāi)害防治作為重點工作之一。而想要在施工過程中和施工完成后有效的預(yù)防和控制地質(zhì)災(zāi)害,就必須采用科學(xué)的預(yù)防措施與技術(shù)。在本文中,將重點探究巖土工程地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)及防治措施,希望能夠幫助建筑企業(yè)提升自身的巖土工程地質(zhì)災(zāi)害防治水平,保障其施工質(zhì)量與安全性。

二、我國常見的巖土工程地質(zhì)災(zāi)害類型

(一)滑坡

所謂滑坡,就是位于山體斜坡表面的泥土、砂石等順著坡面滑下的一種現(xiàn)象。這一現(xiàn)象如果對建筑工程或人民生命財產(chǎn)構(gòu)成威脅,就成為一種嚴重的地質(zhì)災(zāi)害[1]。在發(fā)生原因方面,地質(zhì)條件和地下水的變化是導(dǎo)致滑坡的重要客觀原因。同時,發(fā)生地水土保持工作效果不佳、工程施工中施工方式不合理是導(dǎo)致滑坡產(chǎn)生的重要人為因素。在建筑工程施工過程中發(fā)生滑坡,不僅會導(dǎo)致不同程度的人員傷亡與財產(chǎn)損失,而且會導(dǎo)致建筑工程的地基結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,進而導(dǎo)致建筑質(zhì)量大幅度下降。例如,在圖1中,山體滑坡就導(dǎo)致已經(jīng)建成的公路被掩埋,同時,導(dǎo)致公路路基被破壞。因此,在進行山區(qū)巖土工程施工的過程中,大多數(shù)施工企業(yè)都將滑坡作為地質(zhì)災(zāi)害防范的重點。

(二)泥石流

所謂泥石流,就是在大量降水沖涮溝谷或山坡之后產(chǎn)生的,溝谷山坡中泥沙與石塊快速流動的現(xiàn)象。在山區(qū),泥石流也是地質(zhì)災(zāi)害的重要表現(xiàn)形式之一。泥石流的發(fā)生有兩個非常重要的關(guān)鍵條件:首先,在泥石流發(fā)生之前,事發(fā)地點的土質(zhì)比較疏松,容易在受到外力作用的情況下發(fā)生移動。因此,水土流失比較嚴重的山地,發(fā)生泥石流災(zāi)害的概率更高。其次,在事發(fā)地點發(fā)生短時間內(nèi)的大量降水,對事發(fā)地點的土壤和砂石產(chǎn)生嚴重的沖刷作用。因此,我國泥石流災(zāi)害的發(fā)生規(guī)律為:南方地區(qū)的泥石流發(fā)生率高于北方地區(qū);夏季的泥石流發(fā)生率高于冬季。正是在這兩種關(guān)鍵因素的作用下,我國相當(dāng)一部分山地和丘陵地帶成為泥石流的高發(fā)區(qū)[2]。同時,在我國,溝谷泥石流是泥石流災(zāi)害的最主要類型之一(如圖2)。

(三)地面變形

在巖土工程面臨的各種地質(zhì)災(zāi)害中,地面變形是一種受到地形條件限制相對較小的地質(zhì)災(zāi)害。通過對這一類型的地質(zhì)災(zāi)害進行研究發(fā)現(xiàn),其主要的表現(xiàn)形式包括了地面沉降、地面塌陷以及地面裂縫等。在發(fā)生原因方面,一些地區(qū)之所以會發(fā)生地面沉降,最主要的原因就是當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件復(fù)雜,加之外力作用的影響導(dǎo)致地面變形。同時,在我國一些煤炭、石油、鐵礦等礦產(chǎn)的采礦區(qū),不科學(xué)的采礦作業(yè)方式也是導(dǎo)致地面變形的重要原因。例如在圖3中,地面變形就導(dǎo)致公路路面發(fā)生大面積塌陷,導(dǎo)致城市道路交通受到嚴重的不利影響。

(四)人為因素導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害

在各種類型的地質(zhì)災(zāi)害中,人為因素導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害也是重要類型之一。在我國,由于長期以來對地質(zhì)環(huán)境保護的重視程度有限,導(dǎo)致人為因素引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害一直無法得到有效的預(yù)防和控制。針對各種自然因素引起的地質(zhì)災(zāi)害,建筑施工企業(yè)可以根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生規(guī)律進行提前預(yù)防,或制定科學(xué)的應(yīng)對措施。二針對人為因素引起的地質(zhì)災(zāi)害,建筑施工企業(yè)無法進行挺有效的前期預(yù)防和控制。因此,這種地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,往往會給建筑施工企業(yè)以及周邊的人民群眾造成嚴重的人員傷亡和財產(chǎn)損失[3]。針對人為因素引起的地質(zhì)災(zāi)害,我國政府部門和相關(guān)企事業(yè)單位必須提升對地質(zhì)環(huán)境保護的重視,并在這一基礎(chǔ)上加大地質(zhì)環(huán)境保護的力度。

三、巖土工程施工中加強地質(zhì)災(zāi)害防治的作用

(一)保障工程施工的順利進行

我國是一個地質(zhì)條件比較復(fù)雜的國家,因而在進行巖土工程施工的過程中,出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的概率較大。在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生之后,一方面,建筑的主體結(jié)構(gòu)和低級會遭受不同程度的破壞,導(dǎo)致建筑企業(yè)需要對建筑進行返工或修繕。另一方面,嚴重的地質(zhì)災(zāi)害也會導(dǎo)致部分機械設(shè)備受到損壞,需要企業(yè)花費資金和時間成本進行維修。而在進行了科學(xué)的地質(zhì)災(zāi)害防治之后,建筑企業(yè)能夠有效的規(guī)避上述問題,從而保障施工工作的順利進行[4]。

(二)確保建筑質(zhì)量的穩(wěn)定

1在發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害之后,建筑的主體結(jié)構(gòu)和低級都會遭受不同程度的破壞。而對于建筑本身來說,這些破壞無論程度輕重,都會對建筑的整體質(zhì)量產(chǎn)生嚴重的不利影響。因此,在巖土工程施工中針對地質(zhì)災(zāi)害進行有效的防治,能夠通過避免地質(zhì)災(zāi)害造成的破壞保障建筑整體結(jié)構(gòu)和質(zhì)量的穩(wěn)定,在這一基礎(chǔ)上,建筑的整體質(zhì)量和使用安全性都能夠得到進一步提升[5]。同時,建筑質(zhì)量的提升也有利于建筑施工企業(yè)更加有效的維護自己的品牌聲譽和口碑,進而在盈利水平方面得到更大程度的進步與發(fā)展。

(三)保障施工人員和建筑使用者的生命安全

在對建筑進行巖土工程施工的過程中和完工之后,地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生都會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)被破壞,進而使崩解的建筑材料砸中在場的施工人員或建筑使用者。而在針對地質(zhì)災(zāi)害進行科學(xué)的防治之后,一方面能夠通過有效的防治措施降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率,另一方面,建筑企業(yè)也能夠通過對建筑結(jié)構(gòu)進行加固避免或減輕地質(zhì)災(zāi)害對建筑結(jié)構(gòu)的損壞,進而有效地避免和減少地質(zhì)災(zāi)害導(dǎo)致的人員傷亡。從這一角度上看,在巖土工程施工中進行地質(zhì)災(zāi)害防治,出了具有較大的經(jīng)濟價值外,也具有重要的社會價值。

四、常見的巖土工程地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)及防治措施簡介

(一)防治技術(shù)

1. 工程勘測技術(shù)

在進行巖土工程施工的過程中,想要保障地質(zhì)災(zāi)害的防治效果,就必須在施工之前對施工現(xiàn)場進行細致的勘測工作。在當(dāng)前,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,我國建筑企業(yè)的巖土工程勘測工作水平也得到了更大幅度地提升。在這一基礎(chǔ)上,建筑企業(yè)就能夠?qū)崿F(xiàn)對施工現(xiàn)場地質(zhì)條件的有效預(yù)防和控制[6]。在當(dāng)前,我國建筑企業(yè)在巖土工程勘測中應(yīng)用的主要技術(shù)就是地理信息系統(tǒng)(GIS)。該技術(shù)的應(yīng)用,不僅能夠提升巖土工程勘測技術(shù)的信息化與數(shù)字化水平,而且能夠在勘測過程中對施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件和地層構(gòu)造產(chǎn)生更加細致的了解,并根據(jù)勘測結(jié)果制定并執(zhí)行更加科學(xué)的地質(zhì)災(zāi)害防治措施。從這一角度來看,巖土工程勘測技術(shù)是地質(zhì)災(zāi)害防治的基礎(chǔ)性保障。

2. 工程設(shè)計技術(shù)

在進行巖土工程設(shè)計的過程中,也需要使用先進的設(shè)計技術(shù)對地質(zhì)災(zāi)害進行預(yù)防和控制。在具體技術(shù)方面,包括GIS技術(shù),三維立體建模技術(shù)等。在應(yīng)用上述技術(shù)進行巖土工程設(shè)計的過程中,設(shè)計人員能夠準確的判斷施工現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境會在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后產(chǎn)生何種類型的變化,并在這一基礎(chǔ)上通過三維立體建模技術(shù)研究建筑工程整體結(jié)構(gòu)的加固方案或地質(zhì)災(zāi)害的防治方案。為保障地質(zhì)災(zāi)害防治措施的科學(xué)性和有效性,當(dāng)前我國很多建筑企業(yè)都對巖土工程的設(shè)計本技術(shù)進行了深入研究,并取得了較多的研究成果。在具體技術(shù)層面,建筑施工企業(yè)應(yīng)用的巖土工程設(shè)計技術(shù)主要包括加固技術(shù)和排水技術(shù)等幾個方面。

(二)防治措施

1. 工程防治措施

在進行地質(zhì)災(zāi)害防治的過程中,需要對巖土工程地質(zhì)災(zāi)害進行重點的預(yù)防和控制。在具體的工程防治措施方面,首先需要對施工現(xiàn)場可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害及其原因進行深入分析,并在這一基礎(chǔ)上探究地質(zhì)災(zāi)害的具體防治措施。其次,針對施工現(xiàn)場地質(zhì)災(zāi)害的類型和產(chǎn)生原因,采用結(jié)構(gòu)加固、建立和完善排水系統(tǒng)等措施進行防治,并根據(jù)對施工現(xiàn)場地質(zhì)條件的分析結(jié)果對防治措施和具體的執(zhí)行反感進行逐步完善。在這一基礎(chǔ)上,在巖土工程施工過程中嚴格根據(jù)防治方案進行建筑施工,從而保障建筑的整體質(zhì)量和抵御地質(zhì)災(zāi)害的能力。通過工程防治措施,不僅能夠提升建筑抵御地質(zhì)災(zāi)害的能力,而且能夠提升建筑質(zhì)量。因此,當(dāng)下我國大多數(shù)建筑企業(yè)在進行巖土工程施工的過程中都傾向于通過工程防治措施預(yù)防和控制地質(zhì)災(zāi)害。

2. 生物防治措施

在巖土工程施工中,針對地質(zhì)災(zāi)害的生物防治措施主要是對施工現(xiàn)場進行綠化。這一措施的主要作用體現(xiàn)在以下幾個方面:首先,對施工現(xiàn)場進行綠化能夠幫助施工現(xiàn)場實現(xiàn)保持水土的目標,進而有效的預(yù)防和控制地質(zhì)災(zāi)害。其次,對巖土工程施工現(xiàn)場進行全面的綠化,也能夠在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生之后使綠化植被發(fā)揮出對滑坡、泥石流等災(zāi)害的阻擋作用,減少工程主體在災(zāi)害中受到的破壞,從而達到控制地質(zhì)災(zāi)害的目的。第三,在對施工現(xiàn)場進行綠化之后,施工現(xiàn)場的整體環(huán)境也能夠得到進一步優(yōu)化,這是地質(zhì)災(zāi)害生物防治措施的最主要附加作用之一。在當(dāng)前,我國越來越多的建筑施工企業(yè)認識到地質(zhì)災(zāi)害生物防治措施的重要作用,并開始在巖土工程設(shè)計與施工中應(yīng)用該措施。

3. 地質(zhì)災(zāi)害避讓措施

地質(zhì)災(zāi)害本身具有不可控性。在某些地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū),單純依靠工程和生物防治措施無法完全避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。因此,在巖土工程設(shè)計和施工過程中,需要避開地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)地段,以保障施工過程中的安全性以及工程質(zhì)量的穩(wěn)定性。在具體措施方面,首先,在工程設(shè)計和施工的過程中,如非必要,應(yīng)盡量繞開坡度較大的斜坡。如果施工現(xiàn)場的年降水量較大或降水過于集中,則需要在工程允許的情況下繞開所有存在坡度的地段。其次,在施工過程中,如果遇到強降水等容易引起地質(zhì)災(zāi)害的天氣條件,施工單位就需要暫停施工,并在對施工現(xiàn)場做好保護之后及時疏散施工人員與周邊群眾,從而在最大程度上保護施工人員與群眾的生命安全。

五、加強巖土工程施工中地質(zhì)災(zāi)害防治水平的建議

(一)對防治措施進行進一步完善

在當(dāng)下,我國的建筑施工企業(yè)在巖土工地質(zhì)災(zāi)害防治工作中雖然取得了比較大的進步,但在具體的防治措施方面還存在比較大的完善和進步空間。因此,需要針對現(xiàn)有的地質(zhì)災(zāi)害防治措施進行更加系統(tǒng)的完善和創(chuàng)新。在具體措施方面,首先,除了傳統(tǒng)的加固和排水措施外,還需要施工企業(yè)在施工現(xiàn)場的坡地底部建立攔阻墻,使其發(fā)揮對滑坡和泥石流的阻擋作用。其次,針對地震災(zāi)害高發(fā)地段的施工設(shè)計,需要在條件允許的前提下盡量選擇質(zhì)量更輕、結(jié)構(gòu)強度更高的建筑材料,從而對地震災(zāi)害給建筑結(jié)構(gòu)帶來的破壞進行有效的控制。在這一基礎(chǔ)上,工程主體結(jié)構(gòu)在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后就能夠得到更加有效的保護[7]。

(二)對施工現(xiàn)場環(huán)境進行更加細致的勘察和分析

為保障地質(zhì)災(zāi)害防治措施的有效性,需要巖土工程施工企業(yè)在設(shè)計和施工過程中對施工現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境進行更加細致的勘察與分析。具體來說,除了需要在勘察和分析過程中應(yīng)用GIS等先進技術(shù)外,還需要對施工現(xiàn)場的地下土層環(huán)境進行仔細的勘察和分析。在采用這一措施的過程中,不僅可以應(yīng)用先進的衛(wèi)星探測技術(shù)、聲波探測技術(shù)等新技術(shù),而且在必要的情況下需要對施工現(xiàn)場進行直接鉆探,從而更加直觀的了解施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件和地下巖層分布情況。在針對施工現(xiàn)場的具體情況產(chǎn)生深入了解之后,地質(zhì)災(zāi)害防治措施的可行性與效果就能夠得到更加有力的保障[8]。

(三)在巖土工程施工設(shè)計中進行科學(xué)的環(huán)保設(shè)計

在進行巖土工程施工設(shè)計的過程中,為有效預(yù)防和控制地質(zhì)災(zāi)害,需要進行科學(xué)的環(huán)境保護設(shè)計和規(guī)劃,并在這一基礎(chǔ)上保護好施工現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境。在具體措施方面,首先就需要施工企業(yè)在巖土工程設(shè)計過程中針對施工現(xiàn)場環(huán)境進行全面分析,并在這一基礎(chǔ)上制定科學(xué)的環(huán)境保護方案[9]。其次,在巖土工程施工過程中,需要施工企業(yè)選擇科學(xué)的方式與技術(shù)對施工產(chǎn)生的植被破壞與噪聲污染等進行有效的限制。而在這一過程中,施工企業(yè)需要對施工現(xiàn)場的環(huán)境進行全面監(jiān)測,并在這一基礎(chǔ)上對環(huán)境保護方案進行調(diào)整。只有對施工現(xiàn)場環(huán)境進行了有效的保護,才能提升地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防和控制措施的效果。

(四)研發(fā)更多的新型災(zāi)害防治技術(shù)

在巖土工程設(shè)計中進行地質(zhì)災(zāi)害防治,除了需要合理利用現(xiàn)有的災(zāi)害防治技術(shù)外,還需要研究和應(yīng)用更多的新型災(zāi)害防治技術(shù),以加強地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防和控制的效果。在具體措施方面,首先,在研發(fā)災(zāi)害防治技術(shù)的過程中,企業(yè)或科研機構(gòu)應(yīng)該將地基加固技術(shù)作為研發(fā)的重點。通過探索和研發(fā)新型的地基加固技術(shù),能夠在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上更加有效的保護建筑的地基與主體結(jié)構(gòu),從而降低地質(zhì)災(zāi)害的危害。其次,在研發(fā)地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)時,需要進一步強化現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用水平。例如,使用計算機對施工現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境進行分析,并在這一基礎(chǔ)上利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對巖土工程施工設(shè)計方案進行優(yōu)化。在技術(shù)水平不斷提升的前提下,巖土工程施工過程中的地質(zhì)災(zāi)害防治水平就能夠得到更進一步的提升[10]。

六、結(jié)語

綜上所述,在巖土工程施工過程中,各種地質(zhì)災(zāi)害都會對施工安全性和建筑質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。因此,在設(shè)計和施工過程中,企業(yè)需要加強對地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防與控制。在本文中,總結(jié)了巖土工程施工過程中進行地質(zhì)災(zāi)害防治的重要意義,并在這一基礎(chǔ)上重點研究了巖土工程地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)及防治措施。通過本研究,希望能夠幫助建筑施工企業(yè)在巖土工程施工中更加有效的預(yù)防和控制地質(zhì)災(zāi)害。

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通訊作者:周昌慧,1966年9月,男,侗族,貴州貴陽人,現(xiàn)任職于四川得圓巖土工程有限責(zé)任公司貴州分公司,高級工程師,本科。研究方向:巖土工程。

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