環(huán)境巖土工程的問題及防治對策研究

陸韋春

摘要：環(huán)境巖土工程（Environmental Geotechnology）是一門涉及廣泛的學(xué)科，它在研究巖土構(gòu)成特性以及巖土與環(huán)境之間的關(guān)系方面起到了重要的作用。本文就環(huán)境巖土工程的相關(guān)問題進行了簡要的分析與論述，提出了解決環(huán)境巖土問題的相關(guān)系統(tǒng)防治措施，希望可以為環(huán)境巖土工程未來的發(fā)展起到一定的啟示作用。

關(guān)鍵詞：環(huán)境巖土工程；問題；防治對策

中圖分類號：X14 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3024（2016）22-43059-02

引言

環(huán)境巖土工程一詞從1982年最早出現(xiàn)，到1986年4月在美國賓州里海大學(xué)召開的第一屆環(huán)境巖土工程國際學(xué)術(shù)研討會，再到目前的深入研究，涉及到巖土力學(xué)與巖土工程、環(huán)境工程、地球化學(xué)、工程地質(zhì)等多方面的學(xué)科和內(nèi)容，重在研究巖土的特性、巖土與環(huán)境間的相互關(guān)系，環(huán)境巖土工程已經(jīng)有了很大的發(fā)展。近年來，隨著環(huán)境友好型社會的提出和和諧發(fā)展要求，人們的環(huán)境保護意識不斷提高，環(huán)境巖土工程也越來越被人們所關(guān)注，本文從環(huán)境巖土工程的發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，分析其中存在的問題所在，并結(jié)合實際提出有針對性的防治對策，希望對環(huán)境巖土工程的長遠發(fā)展起到一定的啟示作用。

1環(huán)境巖土工程簡介

1.1環(huán)境巖土工程的構(gòu)成

環(huán)境巖土工程是由于人類活動造成環(huán)境污染和生態(tài)而發(fā)展起來的作為一門正在發(fā)展之中的邊緣學(xué)科，其覆蓋了大氣、生物、水、巖石以及地質(zhì)微生物等多方面，并利用工程地質(zhì)的基本理論和巖土工程的基本原理、方法技術(shù)等手段，研究多種環(huán)境下的巖石與土之間的相互作用，不同環(huán)境周期作用下水土系統(tǒng)的工程性質(zhì)。環(huán)境巖土工程以治理和保護環(huán)境為己任，致力于把巖土力學(xué)和環(huán)境結(jié)合在一起，不但重點研究巖土材料的工程性質(zhì)和巖土工程中的數(shù)值分析，而且還深入研究巖土工程與環(huán)境、地下空間的利用與開發(fā)等內(nèi)容。

1.2環(huán)境巖土工程的內(nèi)涵

環(huán)境巖土工程的出現(xiàn)是社會生產(chǎn)發(fā)展的必然要求，它是一門綜合性的學(xué)科，不但涉及到環(huán)境方面的如水文、氣象等學(xué)科，而且還涉及到地質(zhì)、工程學(xué)等學(xué)科，具有極強的應(yīng)用性和操作性，在環(huán)境保護方面發(fā)揮著越來越重要的作用，也與人們的日常生活越來越緊密。環(huán)境巖土工程將環(huán)保理念作為自己的出發(fā)點和落腳點，既來源于傳統(tǒng)的巖土工程，又高于傳統(tǒng)的巖土工程，具有自己的特性。環(huán)境巖土工程是從更加環(huán)保、更加科學(xué)的角度去深入探討研究環(huán)境巖土工程于環(huán)境系統(tǒng)之間的相互作用，從而發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律并加以把握，使得兩者緊密的結(jié)合在一起。它主要是運用巖土力學(xué)的理論知識去服務(wù)于環(huán)境、去治理已被污染的環(huán)境，最終實現(xiàn)環(huán)境巖土工程和環(huán)境保護之間的和諧共生，這是站在一個更高、更深層的角度來探討研究。

2環(huán)境巖土工程發(fā)展的現(xiàn)狀

環(huán)境巖土工程在國內(nèi)的發(fā)展歷史并不算悠遠，截至目前也只有僅僅三十多年的發(fā)展歷史。20世紀80年代末，環(huán)境巖土工程問題開始得到國內(nèi)學(xué)者的關(guān)注，一系列的論文專著、譯文和會議論文集等相繼出版發(fā)行。比較有代表性的有1997年胡中雄的《土力學(xué)與環(huán)境巖土工學(xué)》、2000年羅國煜的《城市環(huán)境與巖土工程》以及2002年上海同濟大學(xué)的我國首屆環(huán)境巖土工程學(xué)術(shù)交流會論文集《環(huán)境巖土工程理論與實踐》等，給國內(nèi)巖土工程的研究帶來了光明和希望。國內(nèi)學(xué)者最初只是致力于廢棄物管理與污染控制以及垃圾填埋場的研究，并沒有深入探討，因此效果也不是十分明顯。由于當(dāng)時我國工業(yè)相對于其他發(fā)達國家來說起步的有些晚，注重工業(yè)發(fā)展的同時忽視了環(huán)境方面的保護研究，在改革開放后，人們逐步意識到工業(yè)發(fā)展所帶來的負面作用，才有更多學(xué)者開始關(guān)注環(huán)境巖土工程的相關(guān)學(xué)科，并在巖土流變力學(xué)、巖土塊體力學(xué)等方面取得了顯著性發(fā)展。同時一些先進儀器、測量工具等也被研究開發(fā)出來，這些都為環(huán)境巖土工程的順利研究提供了有利條件，推進了我國環(huán)境巖土工程的發(fā)展。雖然取得了一定的進步，但是在環(huán)境巖土工程的研究過程中，由于人為原因和其他因素的影響，也出現(xiàn)了巖土體環(huán)境惡化等其他環(huán)境巖土工程問題，這使得深入研究環(huán)境巖土工程問題刻不容緩。

3環(huán)境巖土工程的主要問題

3.1廢棄物污染造成的環(huán)境巖土工程問題

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的生活水平有了極大的提高，但是城市文明化發(fā)展的同時也帶來了垃圾和廢水廢氣，尤其是城市垃圾這種固體廢棄物造成的污染越來越嚴重，這也就引發(fā)了一系列的環(huán)境巖土工程問題。人類活動中產(chǎn)生的固體廢棄物往往因其密實度大、不飽和的特性而難以降解，目前人們對這種固體廢棄物的處理方式主要是選擇填埋，這就會對填埋所在地的土壤、水源等造成不良的影響，從而會對地形的構(gòu)造產(chǎn)生影響，改變土壤中的有機物含量，最終導(dǎo)致生態(tài)失衡。目前我國城市衛(wèi)生填埋場的主要有面上堆填、地上和地下堆填、谷地堆填、挖溝堆填、坡地堆填這5種形式，這種填埋法的技術(shù)是以巖土工程為基礎(chǔ)的，涉及到巖土工程的方方面面。從填埋過程中填埋地的選址，到處置過程中采用的壓實和防滲手段，再到所選擇的覆蓋土料、土工合成織物等材料都與巖土工程息息相關(guān)。因此填埋處置法的技術(shù)基礎(chǔ)是與巖土工程密不可分的，主要是以巖土工程的手段解決固體廢棄物所造成的各種污染。填埋場中的垃圾及其滲出液會改變周圍巖土的力學(xué)性質(zhì)，從而對周圍的巖土產(chǎn)生不良影響，這給傳統(tǒng)的土力學(xué)也帶來了挑戰(zhàn)和沖擊。

3.2過量抽取地下水引發(fā)的環(huán)境巖土工程問題

在我國的一些地區(qū)，過量抽取地下水會不但會引發(fā)地面下沉，而且還會造成地面裂縫甚至塌陷的問題，這不僅嚴重影響了社會經(jīng)濟的發(fā)展，也給當(dāng)前的地質(zhì)環(huán)境發(fā)展帶來沖擊。這種地面下沉問題在一些大城市尤為明顯，特別是濱海平原地區(qū)，如上海、天津、無錫等地，已經(jīng)出現(xiàn)了一些地域性海侵問題，使得其周圍的港口、碼頭等海岸工程的功能大大地下降。主要是因為這些地區(qū)所在地廣泛分布著軟土層，這一地質(zhì)特點使得不管地下水是否過度汲取，只要人們進行相關(guān)的抽水工作，就會使其水位下降，從而使得含水層中的壓力平衡受到破壞，同時淤泥質(zhì)土層受自重或者其他的壓力影響，會產(chǎn)生壓縮、固結(jié)等反應(yīng)，從而引發(fā)地面裂縫和沉降，甚至引起樓房傾斜或坍塌、海水倒灌等。

3.3交通運輸發(fā)展引發(fā)的環(huán)境巖土工程問題

在交通運輸業(yè)高度發(fā)展的今天，各種高架橋、高速公路如雨后春筍般出現(xiàn)在人們的視線之中。這種高速度的發(fā)展確實給人們的生活帶來了翻天覆地的變化，尤其是給偏遠地區(qū)的人們出行帶來便利，但是這一發(fā)展給環(huán)境巖土帶來的弊端也日益漸顯。在施工過程中，往往要根據(jù)實際需要對鐵路和公路建設(shè)等進行地形上的改造，以達到縮短距離的目的。大量的填挖和防護工程就會破壞原有的地貌，給周邊的植被地貌帶來不能忽視的影響，這些諸如打造隧洞、或者平整、填埋土地以實現(xiàn)交通通暢類的改造方法，都會在一定程度上破壞了山區(qū)原有的巖土層，從而改變巖土層的內(nèi)部構(gòu)造，極易帶來安全隱患，同時植被遭到破壞后會引發(fā)水土流失問題，也會給沿線的地區(qū)造成環(huán)境污染，對農(nóng)田造成破壞。

4環(huán)境巖土工程問題的防治對策

針對上述提出的問題，本文主要從以下幾個方面進行研究治理：

4.1開展環(huán)境污染機理的研究及避免二次污染

一是要積極開展巖土變形、環(huán)境污染機理的研究工作，目前關(guān)于巖土開采對地震活動的影響、開挖爆破對巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定的影響等方面的研究還有些模糊，因此，我們要加強對環(huán)境巖土工程中的環(huán)境污染治理方面的研究，從而對相關(guān)的工程活動予以指導(dǎo)，進而加強地質(zhì)的穩(wěn)定性，按照環(huán)境友好型社會的要求進行發(fā)展。二是對環(huán)境巖土工程的施工工藝進行不斷完善。正如上文提到的，相關(guān)的工程活動對巖土構(gòu)造改變、環(huán)境污染有著重要的影響，簡單的如機械的振動就會使得地形構(gòu)造的穩(wěn)定性降低，還有一些不合理的開挖工程也會造成地面的坍塌。為減少這些不利的影響，我們要著力于改善環(huán)境巖土工程的施工工藝，這樣不但加強了施工工藝的安全可靠性，同時，也把對地面和周邊的不利影響最小化。結(jié)合實際情況來講，在處理固體廢棄物污染這一方面，我們首先要對這些污染物的來源及成分、性質(zhì)等進行分類，然后對選址的地形地貌、周邊水文、土質(zhì)情況等進行綜合性的評估，最后借助技術(shù)手段對廢棄物進行科學(xué)填埋。這就要求所有的工程建設(shè)活動在開工之前做好勘察和設(shè)計工作，嚴格按照環(huán)境保護的要求進行設(shè)計，充分考慮到穩(wěn)定與安全問題.有針對性的進行施工。

4.2采取相應(yīng)措施控制地下水開采

為了做到防患于未然，應(yīng)嚴格控制地下水的開采工作，本著防治結(jié)合、以防為主的方針，主要采取以下措施進行治理：一是從法律角度來講，要建立健全保護水資源和防止污染的法律法規(guī)，做到有法可依、有法必依、違法必究；二是加強對水資源和水質(zhì)的及時監(jiān)測管理，利用科學(xué)化的技術(shù)手段，做到水質(zhì)監(jiān)測經(jīng)常化和穩(wěn)定化，形成強大的監(jiān)測保護圈；三是合理進行工業(yè)上的布局，并對已經(jīng)污染的水源進行及時治理和保護，同時加大環(huán)境保護方面的投資力度，建設(shè)相應(yīng)的配套設(shè)備，大力開展污水的治理和再利用；四是不斷加強科研建設(shè)，加大對地下、地表水資源的研究，為科學(xué)防治提供借鑒。根據(jù)實際需要，可適當(dāng)進行限采和回灌，使已經(jīng)受到破壞的地下水位逐漸上升并保持穩(wěn)定，逐步消滅引起地面沉降的不利因素。

4.3將新的技術(shù)引入到環(huán)境巖土工程的研究中

環(huán)境巖土工程所產(chǎn)生的變形、失穩(wěn)、污染等問題，不但對環(huán)境保護造成不好的影響，而且對人民群眾的生活也帶來危害，因此，應(yīng)不斷將新技術(shù)融入到環(huán)境巖土工程中來。新技術(shù)的發(fā)展對環(huán)境巖土工程的發(fā)展有著重要的影響，我們只有不斷加大新技術(shù)的引進力度，關(guān)注巖土工程的前沿動態(tài)，才能促進巖土工程的與時俱進。將新技術(shù)引進到環(huán)境巖土工程中，可以對環(huán)境巖土工程進行更準(zhǔn)確的捕捉，以便及時進行分析和處理，降低損害事件的風(fēng)險，增進環(huán)境巖土工程的科學(xué)性、合理性。

5結(jié)語

綜上所述，環(huán)境巖土工程的研究對當(dāng)今社會的環(huán)境保護有著十分重要的意義，到目前為止也已經(jīng)有了很大程度的發(fā)展，但是仍然存在不少問題，需要人們持續(xù)去研究和關(guān)注。因此，我們必須認真鉆研，深層次地了解環(huán)境巖土工程的方方面面，并結(jié)合實際情況進行進一步的預(yù)防和治理。