岩土工程地质灾害防治技术及预控措施

2021-12-24 10:54姚桂嘉
四川水泥 2021年11期
关键词:预控山体岩土

姚桂嘉

(中国建筑东北设计研究院有限公司,福建 泉州 362000)

0 引言

岩土工程包含着地面、水土、岩石和土壤等多个部分,由于岩土工程与环境之间有着非常紧密的联系,能够对环境造成一定影响,一旦发生问题,将会造成地质灾害。我国的地质环境非常复杂多样,环境气候多变,地质灾害更容易发生,并且地质灾害的种类较多,破坏性大,会造成严重的经济损失和人员伤亡情况[1]。为了降低地质灾害的发生频率和严重程度,需要及时地提出地质灾害防治技术和预控措施。最直接的防治措施就是停止资源开发、保护环境,但是这种做法不利于我国经济建设。提出防治技术和预控措施时需要将发展和保护放在同等重要地位上,既不影响我国的经济发展,也要能够降低地质灾害的发生。文章通过对岩土工程地质灾害防治技术和预控措施进行研究,目的在于降低岩土工程地质灾害的发生,减少地质灾害对人类的伤害程度。

1 岩土工程及地质灾害概念简介

1.1 岩土工程

距今,岩土工程已经有几十年的发展,已经形成了一套理论体系,但是随着岩土工程的不断深入研究,还存在非常大的发展空间,所以还需要对其进行不断分析。地质工程学主要研究的是岩土工程开采对环境造成的影响,通过专业的分析研究,能够发现更加全面的地质保护措施和地质灾害预防措施。岩土工程的主要内容如表1 所示,其中包含研究对象和研究内容,通过其研究内容可知,岩土工程属于一项综合学科。

表1 岩土工程主要内容

1.2 地质灾害

地质灾害就是在自然环境的作用下,因为人为的影响从而使得地质出现一系列的破坏性事故。比较常见的地质灾害有泥石流、山体滑坡等。由于我国地质环境较为特殊和复杂,地质灾害发生较为频繁,据不完全统计表明,地质灾害造成的经济损失占据的比重较大。所以我国亟需使用合理的防治技术和防控措施降低地质灾害的发生,从而减少经济损失。地质灾害除了会造成经济损失之外,还会影响到生态环境。地质灾害发生会浪费较多的自然资源,造成环境恶化,还会造成水土流失等一系列生态问题[2]。所以地质灾害防治技术和预控非常重要。

2 常见的地质灾害

自然灾害种类非常多,联合国一共将其划分为30 多种,比如海洋灾害、地质灾害、环境灾害等。其中地质灾害在我国的发生频率较高,岩土工程中地质灾害常见的有崩塌、山体滑坡、泥石流、地面变形等。以下将对我国常见的4 种地质灾害进行分析。

2.1 山体滑坡

这种地质灾害就是因为山体斜坡上的岩石因为受到外力的影响,从而使其土质松软,难以承受住山体的压力,导致岩石和土体持续从山坡上滑下[3]。当出现山体滑坡时,会有大量的岩石和土体滑下,导致附近居民的生命安全和财产安全受到严重威胁。而且当出现山体滑坡时,发生的速度非常快,并且很突然。造成山体滑坡的因素可能是地震、水土流失较为严重、大面积持续降雨等。为了降低山体滑坡的影响,需要做好相关的预防工作。

2.2 崩塌

崩塌就是山体突然全部塌陷下来,该地质灾害具有很大的危险性。主要是因为山体下部分出现空虚导致无法承受住上部山体的压力,从而发生崩塌地质灾害。崩塌这种地质灾害发生的主要原因在于人为因素。因为人们对山体进行过度开采,在山体的底部过度挖掘,然后随便堆砌,就会导致山体底部的承受能力变弱,从而造成崩塌现象。岩土工程中出现崩塌现象将会造成工程整体施工受到影响,严重的还会造成人员伤亡情况。

2.3 泥石流

如果山坡原本稳定的泥沙发生松动现象,再遇上强降雨或者大面积的冰雪融化,山坡上松动的泥沙则会随着水一同流下,从而形成泥石流灾害。造成泥石流灾害的因素也比较多,但是其中最主要的因素在于人为因素。因为对山体进行开凿时没有使用合适的开凿方式,对树木进行随意砍伐,对山体进行过度开垦,或者是将山体挖掘之后的岩石和岩土随意堆放等,这些都会引起泥沙发生松动,从而造成泥石流灾害[4]。泥石流出现后,处于地势较低的居民将会受到非常严重的影响,带来巨大的经济损失和安全隐患。

2.4 地面变形

岩土工程中非常常见的一种地质灾害即为地面变形,地面变形主要表现在地面出现沉降或者塌陷,常见的还有裂缝形式。出现地面变形的主要因素也属于人为因素,比如对地下的岩溶和活水等资源进行过度开发,使得地下结构发生变化,从而出现地面变形现象。所以在岩土工程中需要做好勘查工作,从而防止地面变形灾害的发生。

3 岩土工程地质灾害防治技术

3.1 加固技术

有些工程建设在河边,地质较为松软,会出现明显的渗水现象。因为软土地基的含水量、触变性和高压缩都比较大,在施工过程中为了避免建筑沉降,需要花费大量时间用于排水上。有些工程是使用柔性桩复核地基,使用预应力混凝土空心管桩作为加固方式。在地质灾害防治中使用地基加固技术属于常见方式,增加地质工程的稳定性,能够预防地质灾害的发生。比如地基出现问题,可以使用预压法、夯实法等加固技术,从而提高地基层的稳定性,使之承受能力变强,有利于增强建筑的稳固性。加固技术中预压法有两种方式,即堆载预压和真空预压。两种方式的适用范围不一样,其中第二种方式主要在土层厚度比较大的地方进行使用,则第一种方式正好与之相反,比较适用于土层厚度较小的地方。需要注意的是,对地基使用加固技术需要使用到网格法,进一步加固黏性较大的土层,并且将岩石之间的缝隙进行填充,从而增加岩石的密实度,提高其受压强度。在土层的加固方式中,还存在很多其他的方式,比如灌浆法和电化学法等,每种方式的使用范围不一样,需要根据实际的岩土工程进行选择最为合适的加固方式。

3.2 抗滑桩施工技术

有些工程位于西南地区,靠近山壁,在雨季时降水量非常大,容易出现山体滑坡灾害。于是通过使用抗滑桩施工技术能够起到一定的稳固效果,从而降低山体滑坡出现的频率。在地质灾害的防治中使用抗滑桩施工技术具有一定的效果,能够得到非常合理的运用。但是在使用该技术过程中,需要注意以下三点情况。

(1)抗滑桩在布置过程中,需要进行综合分析,需要考虑到滑坡体的推力和厚度,最好是将其布置在推力小且土层薄的地方。抗滑桩的长度不能过长,一般情况下不能超过35m。抗滑桩的布置形式可以是单排形式,也可以是分段阻滑方式,其适用范围不一样,前者比较适用于推力较小的地方,后者则比较适用于推力很大的地方。

(2)抗滑桩的位置需要具有精确性:在施工过程中,如果桩体的位置不准确,或者误差较大,就会直接造成该桩体的稳定性出现问题,于是地质灾害的防护工作就难以实现。

(3)确定桩孔:挖孔的方式有机械挖孔和人工挖孔,这两种方式都具有各自的优势。但是不管使用何种挖孔方式,孔洞挖完之后需要对其内部的杂物进行清理干净,最后再通过管道的方式浇灌混凝土。需要注意的是如果是在水下完成该操作,则导管的位置需要设置为低于水下2m。

3.3 锚固施工技术

有些边坡地质存在各种隐患问题,于是为了增加稳定性,通过使用锚固施工技术即可实现锚固施工加固效果,并且该技术主要针对的是该地质类型问题提出的解决措施。在进行锚固施工之前,需要相关人员对该地质进行检测和判断,看其是否能够使用锚固施工。在岩土工程中,锚固施工技术比较适用于硬质土层。钻孔机属于锚固施工技术的必要机械设备,钻孔机的类型有轻型液压钻孔机和全液压履带式钻孔两种方式,两种方式都有各自的优势,前者具有灵活轻便的特点,所以比较适用于山谷和峡谷施工;后者主要适用于地质条件相对复杂的环境中,对钻孔深度要求比较大,且要求孔径大的情况下也都会使用全液压履带式钻孔。在选择好机械设备的同时,还需要选好材料,因为锚固施工所需要的材料强度要求非常高,所以在对材料使用之前,需要确保所使用的材料符合质量要求。在锚固施工技术使用过程中,还存在对某些参数的限定,比如施工孔径直径偏差要小于5mm,才能使得锚固施工技术发挥应有效果。

4 岩土工程地质灾害预控措施

岩土工程地质灾害除了需要防治技术之外,还需要具有预防控制措施,通过预控措施可以提前防止地质灾害的出现。通过同时使用防治技术和预控措施,能够更好地实现地质灾害防控效果。下面主要提出四点预控措施,分别为动态监测、工程预控、生物预控和避让预控,分析如下。

4.1 动态监测

岩土工程地质灾害一旦发生,其后果将会十分严重。通过使用预控措施,能够在一定程度上降低地质灾害的发生。动态监测就是对某些容易发生地质灾害的地方实行动态监测,通过使用现代化信息技术动态监测能够及时观测到降雨量、水文等地质条件,当检测到某些指标超过规定范围,于是就会发出预警信息[5]。在还没有发生地质灾害之前,将附近居民进行转移,从而可以降低人员伤亡和经济损失。

4.2 工程预控

工程预控主要针对于小型土质滑坡进行预控。比如对山体滑坡进行预控,使用前缘支撑拦截、滑坡后源排水工程。使用这种方式的主要目的在于提高岩土工程地质的整体强度,使得地基的稳定性进一步增加。这种工程预控就是对可能发生地质灾害的地方,使岩土工程的强度进一步提升,并且达到一定值,从而可以增强抵御地质灾害的能力。

4.3 生物预控

生物预控主要是通过使用生物条件对自然环境进行改善,从而可以实现降低地质灾害发生的概率。这种预控措施属于一种非常经济的技术,能够保护生态平衡和稳定,还能够对自然环境进行改善,通过这种生物预控,而且还能够降低地质灾害防治的投人成本,所以使用这种方式将会具有很好的效果。

4.4 避让预控措施

在雨季时,有些地区会出现强暴雨,并且经过多年的经验可知该地区在雨季极可能发生地质灾害,所以需要落实地质灾害的避让防治措施,即在地质灾害还没有发生之前,将周围居民转移到安全位置,从而降低地质灾害造成的损失。另外,有些地理位置经常性的发生地质灾害,所以处于该位置的居民需要搬迁避让,从而保障人员的生命安全。

5 结束语

岩土工程地质灾害问题的预防属于一项艰巨工程,随着社会不断地建设和发展,地质灾害问题将会一直存在,所以控制地质灾害的发生需要我们不断进行分析解决。因为地质灾害发生的主要原因在于人为影响,所以需要我们从自身做起,不能一味地追求经济发展,而肆意破坏生态环境、过度开采自然资源。并且在提出各种防治技术和预控措施时,首先需要深入了解我国的地质特点,然后有针对性地提出控制措施,从而降低岩土工程地质灾害的发生。

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