吳承祿，袁禮洪

（1.江西省地質(zhì)局第六地質(zhì)大隊，江西 鷹潭 335000；2.江西省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，江西 南昌 330038）

1 相關(guān)概念界定

1.1 礦山地質(zhì)災(zāi)害治理工程的特殊性

礦山地質(zhì)工程是對地質(zhì)學和土木工程的交叉研究。礦山地質(zhì)工程是以建筑材料﹑工程設(shè)計和施工現(xiàn)場為基礎(chǔ)的特殊工程類型。它不是一個普通的建設(shè)項目或普通的工程項目，它是一個獨特的項目。礦山地質(zhì)工程包括：高壩基礎(chǔ)﹑高層建筑基礎(chǔ)﹑橋梁基礎(chǔ)﹑排水工程﹑采礦﹑地下車站﹑地下開發(fā)﹑地下車間﹑滑坡和地質(zhì)災(zāi)害管理。除自然災(zāi)害評估項目外，上述其他項目的地基﹑邊坡和排水構(gòu)筑物均建在永久性巖石上。用于使用的礦山地質(zhì)工程和礦山地質(zhì)工程災(zāi)害控制工程不屬于穩(wěn)定的地質(zhì)體變形，是不穩(wěn)定的地質(zhì)體轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的地質(zhì)體。礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工程的特點在于，它可以用于可能導致災(zāi)害的不穩(wěn)定地質(zhì)結(jié)構(gòu)的重建和加固。一是工程對象不穩(wěn)定（或現(xiàn)在可能不穩(wěn)定），所以，治理系統(tǒng)里或治理后的不穩(wěn)定形成了大的流動性效果。上述特點印證了地質(zhì)災(zāi)害治理工程具有不同的特點。

1.2 礦山地質(zhì)災(zāi)害治理的技術(shù)風險性

1.2.1 風險性概念

與風險相關(guān)的概念有很多，可以理解為以下幾種可能性：事故﹑危險與失事。風險性是風險存在的概率，由風險比定義[1]。

1.2.2 礦山地質(zhì)災(zāi)害防治的技術(shù)風險性

礦山地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)風險是一項技術(shù)決策，即地質(zhì)災(zāi)害因不確定性或錯誤而發(fā)生的可能性。

1.2.3 風險源

自然災(zāi)害系統(tǒng)的復雜性和不確定性是存在的，會帶來類似的風險。

（1）礦山地質(zhì)災(zāi)害自身是一個極為復雜的開放系統(tǒng)。主要表現(xiàn)在環(huán)境問題﹑巖土問題﹑水文地質(zhì)條件﹑高度個性化特點，動力因素多（降雨﹑地震﹑水庫水位﹑人為等）﹑動力特性﹑變形斷裂機理﹑變形斷裂過程非常復雜。由于系統(tǒng)的復雜性因素，導致識別變形和破損變得困難。經(jīng)過半個多世紀的研究，人們逐漸認識了地質(zhì)學。危險系統(tǒng)是具有耗散結(jié)構(gòu)特性和自組織的開放系統(tǒng)。自組織機能受到很多因素的影響，但它的方向是未知的，一些小的變化可以導致整個系統(tǒng)的大變化。從意識開始，它就是一個對立統(tǒng)一的體系，灰與白﹑確定與不變﹑漸變與突變﹑不平衡與不協(xié)調(diào)﹑秩序與混亂﹑復雜是它的特殊屬性，它的復雜性決定了地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)的不確定性。

（2）礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查試驗成果的不確定性。崩塌和滑坡的唯一確定性地質(zhì)學模型就是它本身。我們所有的勘查試驗都是點對點的概化和推斷。不可能全面準確地確定斜坡帶的形狀﹑軟層的接觸﹑斜坡的厚度和機器的力學性能[2]。礦山地質(zhì)災(zāi)害體勘查試驗機構(gòu)建立的地質(zhì)模型是眾所周知的例子，但應(yīng)盡可能對其進行總結(jié)和科學修正。即使如此它還是仍然具有許多固有的不確定性。

（3）穩(wěn)定性計算評價的不確定性。標準計算要求地質(zhì)資料和物理參數(shù)的準確性，尤其是力學參數(shù)的準確性。如果這是不確定的，不同的值，特別是當落體上的力難以準確計算時，應(yīng)該計算為穩(wěn)定的。計算的準確性并不意味著計算結(jié)果的準確性，從嚴格意義上講，滑坡和崩塌的結(jié)果可以是定性的，也可以是半定量的。

（4）礦山地質(zhì)災(zāi)害治理工程設(shè)計的不確定性?；谘芯吭囼灪头€(wěn)定性計算的自然災(zāi)害管理工程設(shè)計，由于上述設(shè)計中不確定性的復雜性，導致了不確定性。設(shè)計的不確定性給治理項目的實施和成功帶來了各種風險。但是，項目的可靠性和風險與潛在收益和無法避免的風險數(shù)量有關(guān)。

1.2.4 礦山地質(zhì)災(zāi)害治理風險源分析

①客觀風險源。不可避免的風險是風險因素。②解釋是主要原因。③主觀風險來源。判斷和決策的嚴重錯誤導致的風險構(gòu)成可持續(xù)性風險。自然災(zāi)害的預防和管理存在風險，應(yīng)限制技術(shù)以降低這種風險。主觀風險跡象是可以避免的，可以通過多種方式和工作程序來避免。

2 礦山地質(zhì)災(zāi)害治理工程的勘查設(shè)計與施工實例

2.1 示例一

2017年9月5日，貴州省望漠縣開始下雨，然后出現(xiàn)塌陷。據(jù)實地考察，滑坡盡頭為5209省道西段，邊坡無明顯開裂﹑變形跡象。從發(fā)現(xiàn)地下災(zāi)害隱患至今，河岸裂縫不斷出現(xiàn)變形跡象。據(jù)實地考察，邊坡邊沿處多處裂縫。明顯的水平（最大5cm）和垂直（最大約30cm）位移；斜坡前部輕微坍塌，建筑物嚴重損壞（破損，無變形，損壞），無人員傷亡，直接經(jīng)濟損失。根據(jù)最新分布曲線和巖土初步分析，本次滑坡是不穩(wěn)定的[3]。連綿不斷的降雨，整個坡面可能坍塌，危及120間房屋523人的生命安全，洪水前方距離5209國道約180m，經(jīng)濟不受影響，實則損失約700萬元，風險很大。

當工程探索者充分收集前人的有關(guān)其研究信息時，在此基礎(chǔ)上，對納包村納包組滑坡的地質(zhì)環(huán)境和邊界條件進行了調(diào)查，調(diào)查項目有：與尺寸﹑進行土壤結(jié)構(gòu)﹑水文地質(zhì)條件﹑穩(wěn)定性條件等，并進行組分﹑穩(wěn)定性分析計算和完整評價。分析災(zāi)害的可能性和情況，調(diào)查危險程度，通過分析和論證物理指標﹑預防和管理的必要性和可行性來開展工作，根據(jù)勘查資料，提出工程防治方案建議。本研究基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)的完整集合獲取現(xiàn)有數(shù)據(jù)，并進行場地地形測量﹑（水﹑工程﹑環(huán)境）地質(zhì)測量﹑技術(shù)測量﹑地質(zhì)力學物理地表測量﹑鉆孔﹑實驗室測試等。一種鉆孔是設(shè)計用于獲得滑坡體地質(zhì)工程水平的普通鉆孔。巖土基礎(chǔ)工程的結(jié)構(gòu)﹑厚度和結(jié)構(gòu)，定義邊坡（上），查找邊坡工程實例（上）；開挖結(jié)構(gòu)直徑110mm，無需改動直徑﹑設(shè)計深度為10m，鉆孔工藝屬于工程鉆孔。

對礦山災(zāi)害地質(zhì)體施工撓動不當有可能造成整體或局部突發(fā)性破壞.礦山地質(zhì)災(zāi)害能否進行工程治理是需要先決條件的，這意味著我們還沒有進入加速變形和斷裂的階段，就給實施留下了一些時間和安全性。在打滑的情況下的山體滑坡，人們已經(jīng)束手無策。當結(jié)構(gòu)撓動強度大于其承受能力，施工期間可能會引發(fā)突發(fā)災(zāi)難。

2.2 示例二

2.2.1 工程概況

險要的蓮子崖位于長江西泠谷上游的兵蜀寶澗江以南的長江兩岸。河中的巖土質(zhì)量約為260m×104m；第一波過河高70多米，河面涌浪高54m，上下游左右延伸42公里，形成的河流巖體和土體高于河流水面93m﹑河口以下250m寬，小徑分叉過河12d面向河流。鏈子崖危巖體為南北向分布的細長基巖，懸崖峭壁，險石，兩旁空無一人，東﹑北兩端近百米崖壁，東墻幾乎是南北走向，北墻是西北走向，河流幾乎平行。它的西部和南部被山脈連接，被裂縫切割。險巖南北長約700m，東西寬30m～180m，南窄北寬，南高北低，面向長江。斷裂系統(tǒng)被切割形成斷裂段，體積320m×104m。地面上最寬的裂縫5.2m，開發(fā)深度達到150m。

由于陡崖底部二疊系馬鞍在巖石下的掠奪性開采，形成采高0.7m～7m，面積約12×104老采空區(qū)，約80%～90%的礦層采自老采空區(qū)，采空區(qū)大部分采空。充渣老采空區(qū)的直接頂板是厚層，包括二疊紀棲霞層球狀石灰石lm厚度，堅硬且完整的屋頂。采空區(qū)地壓嚴重，剩余的礦柱被壓碎，承渣被壓扁，老采空區(qū)海拔高度為90m～120m。沿礦系頂板形成危險巖體，粘土中間層的爬行面有摩擦鏡面和多相劃痕。監(jiān)測顯示，臨江危巖破碎部分為250×104250×10，沿長江（北）爬行，1978年和1989年位移超過5400萬，沉降30.4mm。新谷地滑坡滑坡時，阻塞了長江的航道，迫使主干向南移動至險基巖底部，險基巖下長江主要水道僅寬80m，塌陷成河，將阻塞河流，阻礙通航，估計經(jīng)濟損失達50%，將近160億元。修復工作于1995年4月開始，1999年8月所有的工作都完成了。主體工程為某老礦區(qū)火災(zāi)承重防滑重點工程。共建造了23個承重防滑鍵，總長1242m，有支撐面，面積為6361m2（占該段危險基巖底部面積的12%），充滿硅鍵體2.08×1m；2003年6月，壩前水位升至135m，基巖老礦區(qū)被完全淹沒了。至此，工程完成之后危巖體穩(wěn)定良好。

2.2.2 在受控條件下，施工的震動仍使蓮子崖危巖發(fā)生強烈彎曲，導致事故發(fā)生

因為基巖的高聳﹑裂開的﹑破碎的巖石，導致施工中的振動問題備受關(guān)注，因此對施工現(xiàn)場進行了多次研究。

地質(zhì)分析和數(shù)值計算都顯示出最高的施工前穩(wěn)定性因素。因此，施工首先挖掘了臨江（Ty）的危險基巖，倒承重阻力滑鍵，增加支撐巖石穩(wěn)定性。在底部挖掘一處老礦區(qū)破壞了危險的巖石區(qū)，開挖速度分為4 m。在破碎部分下，當天監(jiān)測T的開口速度和斷口速度在11月10日增幅為0.2mm/

屋頂壓力監(jiān)測從0.20MPa飆升至2.55MPa～3.39MPa，它超過了上面巖石的重量壓力。絕對地表位移監(jiān)測等級位移浪涌55mm～144mm，下沉20mm～52mm。表面的宏觀變化形狀嚴重，表面裂紋0.9m～1.2m寬，水泥蓋板剝落。接縫頂部的卡石被壓碎，整個90×1畝，這座山發(fā)生了重大的變化，可能發(fā)生事故。

3 礦山地質(zhì)災(zāi)害治理工程勘查設(shè)計和施工中的現(xiàn)存難題

（1）工程勘查的設(shè)計方案缺陷。如果工程研究的總體規(guī)劃和規(guī)劃體系不健全，自然災(zāi)害的建設(shè)管理就不能滿足要求。目前，一些工程研究業(yè)務(wù)人員無法正確操作和使用當今已知的分析工具和方法，因為工程研究的結(jié)論可能不準確。所以工程知識的錯誤明顯影響工程設(shè)計。也可以帶動重要工程的施工進度[4]。

礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查人員對于動態(tài)性的水文地質(zhì)現(xiàn)象信息應(yīng)當及時全面收集獲取，這得到了全面而靈活的采礦系統(tǒng)的支持。鉆孔的靜水位為地質(zhì)勘探綜合發(fā)展中的重要信息和數(shù)據(jù)，勘探業(yè)務(wù)施工人員需要執(zhí)行有關(guān)當前現(xiàn)有鉆孔靜水壓力水平的數(shù)據(jù)信息，按照現(xiàn)有水力勘測的基本操作進行連續(xù)監(jiān)測操作。作為程序規(guī)范，勘探運營商應(yīng)至少保證以下內(nèi)容：調(diào)查收集數(shù)據(jù)之間的時間間隔在幾分鐘內(nèi)，檢測操作間隔的長度可以小于5分鐘，水力勘測技術(shù)人員需要實時完成鉆井勘探結(jié)論數(shù)據(jù)，整合和記錄以形成鉆孔中靜水壓力水平的波動模式。對于假設(shè)定期檢測操作的技術(shù)，工作人員必須找到調(diào)整鉆孔中靜水壓力水平的基本方法。在巖層中進行礦物開采的重要假設(shè)是：目前，我們將準確考察現(xiàn)有區(qū)域的水文地質(zhì)條件和勘探項目。當人員缺乏對當?shù)厮牡刭|(zhì)因素的科學觀察時，需要對巖石勘探和采礦作業(yè)進行總體規(guī)劃，在某些情況下，可能存在偏差。對于地質(zhì)學家來說，水文地質(zhì)條件很困難的地區(qū)復雜度比較高的基本特征測試和記錄僅限于特定級別的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)。通常很難保證水文地質(zhì)勘探的結(jié)論的準確性。

（2）礦山地質(zhì)災(zāi)害治理的施工技術(shù)缺陷。工程建設(shè)的技術(shù)方法和手段基本與災(zāi)害有關(guān)，也可以確定地質(zhì)災(zāi)害治理的效果和綜合成本投資。現(xiàn)階段地質(zhì)災(zāi)害綜合治理的施工技術(shù)和手段盡管顯示出創(chuàng)新和改進的趨勢，但一些工程項目施工單位負責人未將不同類型地質(zhì)災(zāi)害成因特征總結(jié)全面，因此，施工單位人員無法選擇最好的災(zāi)害預防措施。項目施工人員必須做出明智的決定，由于檢測設(shè)備未積極推廣使用，導致建設(shè)周期延長，建設(shè)成本超支。對于有自然災(zāi)害的地區(qū)，該地區(qū)的地下水位與地表水位波動是復雜的勘探項目，對于當前現(xiàn)有的地下水和地表水位，工人應(yīng)監(jiān)測當前的地下水和地下水狀況。地質(zhì)調(diào)查員必須進行準確的調(diào)查，根據(jù)當前現(xiàn)有的地下水和地表水位數(shù)據(jù)流量來看，應(yīng)該能夠確保水利勘測信息的高度完整性。在雨季時期，水利測量人員非常擔心水位的升高和地表徑流等重要信息。這些信息需要準確記錄，準確判斷和分析影響當?shù)厮|(zhì)的因素。所有現(xiàn)有的數(shù)據(jù)指標﹑地下水補給和水壓都必須完整。確保水壓測試儀及時計算地下水測量水平非常重要。測量員必須及時完成現(xiàn)場調(diào)查并整合現(xiàn)有的土壤調(diào)查數(shù)據(jù)。

（3）工程勘查設(shè)計與施工的規(guī)范保障制度缺失。大型礦山地質(zhì)災(zāi)害修復工程的成功離不開關(guān)鍵的先決條件與完善的現(xiàn)有規(guī)范體系。但現(xiàn)在從整個設(shè)計和開發(fā)系統(tǒng)的角度來看，它對技術(shù)研究和設(shè)計的管理，負責人對完善現(xiàn)有規(guī)范保障體系的承諾不充分。在工程探索階段一些操縱人員工作也很隨意。礦山地質(zhì)災(zāi)害缺乏規(guī)范體系就會在施工過程中存在明顯的盲目性，阻礙自然地質(zhì)災(zāi)害徹底處理工作。

4 礦山地質(zhì)災(zāi)害治理工程勘查設(shè)計和施工的完善改進對策

（1）合理完善工程勘查設(shè)計方案。保證對土壤危害的充分管理應(yīng)簡化和優(yōu)化現(xiàn)有的工程研究體系，以確定工程勘探規(guī)劃師和設(shè)計師協(xié)助使用特殊的研究設(shè)備和設(shè)施完成礦山地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與檢測過程。尤其是在實際工作中，地質(zhì)學家在場時，在研究和設(shè)計中要認真控制工作方法，避免研究設(shè)計中出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤。礦山地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查技術(shù)人員的調(diào)查需要密切配合，完善現(xiàn)有規(guī)劃互動合作方式。

礦山地質(zhì)調(diào)查從業(yè)者需要專注于自身的整合，同時優(yōu)化和提高實體業(yè)務(wù)素養(yǎng)，以正確利用現(xiàn)有的勘探行業(yè)技術(shù)手段。現(xiàn)階段地質(zhì)勘查技術(shù)從業(yè)人員必須完整準確地確定相容巖層的地質(zhì)信息數(shù)據(jù)，避免在廣泛的土壤調(diào)查期間遺漏大型調(diào)查數(shù)據(jù)。然而，在實踐中，地質(zhì)研究方法的實施是困難的。

由于其復雜性，勘探者必須確?，F(xiàn)有水力勘測數(shù)據(jù)達到全面覆蓋標準，在操作和實現(xiàn)時要非常小心。礦山地質(zhì)調(diào)查操作員要結(jié)合調(diào)查業(yè)務(wù)的因地制宜的基本流程步驟，落實實施原則，規(guī)范操作。礦山地質(zhì)調(diào)查工作的技術(shù)方法包括：RTK技術(shù)﹑電測技術(shù)﹑RS測量技術(shù)和CPS技術(shù)。

（2）引進自動化與信息化的工程勘查施工技術(shù)手段。先進的地質(zhì)狀態(tài)檢測技術(shù)使經(jīng)營者能夠準確評估地質(zhì)風險。目標是利用現(xiàn)有礦山地質(zhì)勘探業(yè)務(wù)資源優(yōu)化配置，在此前提下研究人員目前正在尋求應(yīng)用自動化調(diào)查和測試設(shè)備。礦山地質(zhì)災(zāi)害管理項目建設(shè)工程師需善于開發(fā)實時動態(tài)監(jiān)控，準確檢測環(huán)境危害動態(tài)變化的細微之處。

探地雷達意味著要根據(jù)裝置本身了解埋藏深度和礦產(chǎn)地質(zhì)資源的組成。需要客觀地給出元素和表面性質(zhì)等基本影響因素?？碧郊夹g(shù)人員需要執(zhí)行全面的自動定位測量，需要確認操作過程，形成無線電波的幅值變化特性。技術(shù)人員結(jié)合不同時間段的振幅值，可以測量出物質(zhì)的變化，準確記錄巖層的地質(zhì)特征。在這個階段，CPR巖層礦物是自動的，廣泛用于化學勘探作業(yè)的電磁波數(shù)據(jù)的反射波形數(shù)據(jù)具有精度高的優(yōu)勢。RTK水電勘探項目的實施方式主要體現(xiàn)在以下幾種組合：巖層及礦產(chǎn)執(zhí)行信息化﹑智能化自動化檢測設(shè)備特性判斷，測量人員自動測量參考平臺，對測試信息的結(jié)果進行綜合收集和處理。當前測量員可以適當推進RTK測量儀器系統(tǒng)，它可以被操縱和使用，有效地保證了對現(xiàn)有巖層和礦物的當前監(jiān)測。參考平臺是RTK勘探作業(yè)過程中的重要基礎(chǔ)，研究人員應(yīng)使用上述分析工具，并對從數(shù)據(jù)收集中獲得的相關(guān)信息進行充分比較，以提供具有目標和最終分析的綜合研究。

（3）健全工程勘查設(shè)計與施工的規(guī)范管理制度。項目建設(shè)單位的工程研究與設(shè)計與管理工作人員要完善現(xiàn)有規(guī)范保障體系。此外，將工程建設(shè)的綜合實施過程納入標準化管理標準。開挖施工前，應(yīng)重點對現(xiàn)有礦山進行全面調(diào)查。采礦地質(zhì)勘查員需要提供完整的科學判斷和重要工作的結(jié)論，地質(zhì)調(diào)查的內(nèi)容包括礦山礦物的地層和結(jié)構(gòu)﹑地質(zhì)風化﹑巖層﹑地下水深度形成﹑巖層﹑含水層基巖特征等。例如，地質(zhì)災(zāi)害的綜合檢查和探測包括巖層地質(zhì)調(diào)查。運營商現(xiàn)在必須依靠專門的系統(tǒng)的地質(zhì)勘探的設(shè)備﹑工具和手段測量數(shù)值。土木工程地質(zhì)調(diào)查項目指標具有鮮明﹑綜合的特點。工程研究技術(shù)人員必須完成工程地質(zhì)研究和操作過程，以免遺漏一些重點。

5 結(jié)語

綜上所述，考慮到礦山地質(zhì)災(zāi)害治理工程勘查﹑設(shè)計和建設(shè)的難度，我們需要進行全面而詳細的討論和分析。同時，需要加強監(jiān)管力度，同時提出有效的解決方案，以確保項目能夠高質(zhì)量的完成。