論巖土工程地質災害及其防治措施

方楚城

（廣東省工程勘察院，廣東 廣州 510510）

1 巖土地質工程中的地質自然災害各種類型及主要成因

巖、土體基礎工程問題，包括工程結構基礎、巖土地基、斜坡和地下巖土工程。所有類型的地上、地下和水下工程統(tǒng)稱為土木工程。涉及巖石、土壤、地下和水下的區(qū)域，稱為巖土工程。地質災害是指在自然和人為因素作用下形成的地質過程或地質現(xiàn)象，給人類、生命和財產(chǎn)造成損失，破壞環(huán)境。隨著巖土工程的不斷發(fā)展,我們發(fā)現(xiàn)地質災害的發(fā)生越來越頻繁，而地質災害又會給巖土工程治理施工企業(yè)帶來嚴重的損失。地質災害有多種類型，就目前而言，工程地質災害主要包括以下類型:

（1）泥石流:主要見于山區(qū)、深溝和陡峭地形。由于降雨、暴雪和其他自然災害,它會導致滑坡和特殊急流，攜帶大量沉積物和石塊。泥石流的形成與地質的性質、特征、地形地貌、氣候天象、水的變化等因素有密切關系，因為這些因素直接作用到泥石流的固體物質的填補、泥石流水體補給和泥石流形成的溝谷條件等。泥石流發(fā)生須具備三個條件：一是低洼的流域內聚集多量易于搬運的破碎固體物質；二是數(shù)量多并能在極少時間內聚集的水；三是有坡率大的溝谷等，泥石流的材料容量高，傷害力和損壞力極強。泥石流是一種緊要和危急的天然災難，對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通類運輸、城市化建設和民眾的生命、財產(chǎn)等帶來很大損害。泥石流是一種災禍性質的地質類型的自然界現(xiàn)象。在正在進行的地質施工的施工期間，泥石流的發(fā)生往往會延遲，沖毀現(xiàn)有建筑物，給工程承包商造成重大損失。

（2）地裂縫:在建筑工程用地開挖建設過程中，地表的砂巖土在各種自然或其他人為因素的相互作用下都會產(chǎn)生一定程度的地質裂縫，然后，隨著開挖時間的不斷推移，一段時期后，相對長度和相等寬度的砂壤土會融合形成地質類型的裂縫和裂隙。這種土壤地質裂縫現(xiàn)象也稱為土壤表面地質裂縫。當這種現(xiàn)象發(fā)生在人類活動領域時，就成為影響人類生產(chǎn)和生活的地質災害。地縫隙和地裂痕的形成的因素特別的繁雜，地質構造運動、陸域面的水和地殼下的水活動、人類的發(fā)展社會經(jīng)濟行為等是形成地表破裂的主要因由。

（3）地面沉降:通俗來講就是又被稱為地面“下沉”或“地陷”,也是緩變性地質災害。一般認為是由于受到在人類自然工程和經(jīng)濟地理活動的直接影響下，地下松散砂層逐漸出現(xiàn)固結或壓縮，直接導致整體和局部的地質沉降運動（或工程地質沉降現(xiàn)象），其中水下地殼斷裂的表面高程不斷降低。城市地面沉降主要有：超采地下水、土體特征、地層巖性及其結構特征、建筑荷載等。而地面下沉塌陷等是人類造成的影響則有很多，其中排列位第一的要為地下水的極度開采。

（4）巖土膨脹：巖土土壤作為一種特殊的地質土壤,是一種大型地質體,它本身具有大量的橫向裂縫和顯著的縱向延伸,主要由其在地質應力作用下所產(chǎn)生的親地疏水性較強粘土質和礦物質所組成。膨脹土多出現(xiàn)在古近系、新近系的粘土巖及其風化殘積物，包括以其為母巖的沖洪積粘性土路段，為高液限粘土，一般強度較高，具有吸水膨大、失水縮小和反復脹縮變樣、浸水強度衰減、干縮縫隙和裂痕發(fā)育等特性，本質極不穩(wěn)定。由于巖土變形的過程反復不斷膨脹和連續(xù)收縮,給巖土工程科學造成了重大損失,也被概括為巖土地質災害的一大類。

（5）水土流失:如果由于氣候條件,地面不能吸收太多的雨水，雨水沿地面流動并沖刷土壤,則稱為水土流失，包括地殼土地表層侵害及水的損失減少。水土流失的起因：天然（自然）因素和人類發(fā)展過程中影響因素。自然因素主要包括天氣、雨水、地殼表面物質組成和綠化植物。在人類發(fā)展的過程中，主要影響因素是人類對土地的不合理利用，地面植被和穩(wěn)定地形的破壞，導致嚴重的水土流失。水土流失直接關系到國家生態(tài)安全、防洪安全、糧食安全和飲用水安全。不合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術、毀林和過度放牧導致開闊土壤、會侵蝕和導致土壤退化、河流、運河和水庫衰弱、水管理項目的效用降低,并對未來可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生嚴重影響。

2 針對地質災害方針對策

（1）泥石流防治措施：根據(jù)泥石流的特點，相應的防治方法應有所不同。在以坡面侵蝕和溝道侵蝕為主的泥石流區(qū)，應以生物措施為主，輔以工程措施。在崩塌（崩塌）和滑坡（滑動）活動強烈的泥石流發(fā)生（形成）區(qū)，應以工程方法為主，生物方法為輔，而在坡面侵蝕和重力侵蝕并存的泥石流區(qū)，綜合治理效果最好。生物措施包括恢復綠色植物和合理耕作。工程措施是在泥石流形成、循環(huán)、堆積區(qū)，對應于蓄水、引水工程、擋土工程、支護工程、排水工程、引渡工程、淤積工程和土質改良及邊坡防護工程的使用。在易流動發(fā)生洪水出現(xiàn)嚴重較大泥石流的下游部分區(qū)域，首先我們采取繞行措施，這就可以作為一種應急防治，如果我們無法完全及時避開的則我們可以對此區(qū)域采取這種攔擋避堵排導排管分流防治技術。也就是我們可以由于此類推測出的要緊的泥石流的排水源是盡可能在其主要流經(jīng)的下游的排水分流的部位內也可以同時修筑一道一道可供排導用的排水溝道，以便在下游區(qū)域內部發(fā)生嚴重較大泥石流時盡可能有效促使其及時進行停止。使用改道與分流進行排導與分流，進而有效率地降低區(qū)域發(fā)生嚴重泥石流對下游部分或該區(qū)域的各種自然環(huán)境破壞危害。人們有時也可以在這些泥石流有可能的、隨時的等出現(xiàn)的排水溝道中，修建各類小型攔砂壩，將這些泥石流內含有固體的泥砂石等自然危害比較大的有害物質及時進行有效攔截，還可以在邊緣進行結構加固，以盡可能提高山地結構的承載能力。通過利用防滑保護樁適當增加其抗摩擦和防滑承載能力就可以有效率地降低其對泥石流造成災害的嚴重程度。根據(jù)泥石流的原有特點，對整個流域的綜合治理是各種工法和生物措施相結合。對上中下游進行統(tǒng)一規(guī)劃，對山川林田綜合治理，防止泥石流形成或控制泥石流的破壞危害。

（2）地裂縫防治和治理:增強地裂區(qū)域的各類工程地質勘察工作，編制對應的方案、條例、法規(guī)；采取各種管理、行政手段限制地下水的過度過量開采；對已有裂縫進行填、補、夯等等工作，并改善增強地裂區(qū)土體的物理性質；改進地裂區(qū)域建（構）筑物的基礎形式類型，提高建（構）筑物的抗裂性能；對各種地裂區(qū)域原有建（構）筑物進行工程加固；設置各種監(jiān)測點，密切關注視地裂縫的發(fā)展變化。在巖土建（構）筑中避免此類裂縫段是目前最有效的減災措施。對于所有建（構）筑，必須根據(jù)其類型和重要性避免地面兩側裂縫之間的一定距離，對減少地面裂縫災害也能起到重要作用。對于這些主要由普通縫隙和結構層組合覆蓋的陡坡，通過擴展平臺和分離平臺的可裂變區(qū)域來確定活動程度。危險巖體在用錨栓和掛網(wǎng)移除一些危險巖體后，在危險巖體區(qū)域卸載裂縫時是危險的，使用錨栓和掛網(wǎng)能夠有效減緩卸荷和卸荷裂紋部位的裂紋，以達到加固已豎立危險巖體的目的。海陸交互地區(qū)所產(chǎn)生地裂縫治理時需要采取整體固化、打抗滑樁等措施進行處理。

（3）地面沉降防治措施:防治地面沉降的基礎應進行地下水測試和地面沉降監(jiān)測工作，傳統(tǒng)的地面沉降測量方法包括水準方法測量、基巖標和分層標測量，建立全面地面沉降監(jiān)測網(wǎng)絡，加強地下水動態(tài)和地面沉降監(jiān)測工作。地表水可以對其進行再綜合利用，減少室內地下水的大量抽取，防止室內地下水位置的持續(xù)不斷下降?？刹扇《喾N措施恢復沉降區(qū)域的地下水位，如壓縮地下水開采量、利用地表水代替地下水、人工回灌、自然河流補給等；查清地下地質構造，對建（構）筑物的地基進行防沉降處理。近年來，地面沉降防治工作取得了很大成就。持續(xù)開展地面沉降調查與評價；防控規(guī)劃和條例的頒布，為有序、有力、有效開展工作提供了法律依據(jù)。地下水開采限制與人工補給相結合的防治措施已逐漸成為共識。

（4）巖土膨脹防治對策：應調查建筑物和建在廣泛地基上的建筑物的變形和損壞事故，并采取加固和修復基礎的措施；應研究膨脹土的成分、結構和技術特性，以研究土壤大變形的機理。膨脹巖土地區(qū)的工程措施：場地應選在排水順暢、坡度小于14°、可能應用的地段；等級低擋土墻處理、脹縮弱，避免地形復雜、地裂縫、溝壑、淺層滑坡發(fā)育或可能發(fā)育、地下水位變化劇烈的地段。膨脹土類的地基上建（構）筑基礎工程的設計與施工應采取的方法:更換土墊層，合理選擇地基埋深，石灰灌漿加固，合理選擇地基類型，合理選擇施工方法。

（5）水土流失防治對策:生物防治管理是一項較為長期有效的自然環(huán)境發(fā)生地質自然災害綜合防治管理措施，在有效保護自然水土資源、恢復不同區(qū)域自然生態(tài)生物多樣性等各個方面一直發(fā)揮著重要指導作用。要按照國家耕地面積的要求，及時進行退耕還林，保護土壤環(huán)境。在地質災害多發(fā)地區(qū)，應采取適當?shù)姆椒?。在長期的工作實踐中，我國積累了豐富的水土保持經(jīng)驗。主要有兩個方面：一是堅持以小河小溪為單位進行綜合治理，形成綜合保護體系。在重點行政區(qū)域，因地制宜地采取措施，優(yōu)化配置科學規(guī)劃、工程措施、生物措施和農(nóng)業(yè)技術措施，綜合治理山水、田林路村。第二，我們將繼續(xù)平衡生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益。

3 總結

我國幅員遼闊，地質構造極為復雜，人口眾多，抗災能力相對較弱。因此，所有這些因素和原因導致了我國特定類型的災害，如廣泛擴散，有許多不同類型的災害，頻率和強度都很高。經(jīng)過不斷的發(fā)展，我們已經(jīng)掌握了一些有效避免工程中地質災害造成人口財產(chǎn)損失的方法，在此基礎上我們還要更進一步的鉆研，走可持續(xù)發(fā)展道路。