岩土工程地质灾害防治技术及预控措施

任明明

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。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，也能够降低地质灾害的发生。

1 相关概念

1.1 岩土工程

到目前为止，岩土工程已经发展了几十年，在系统的研究中已经形成了非常完善的理论体系。但随着岩土工程研究深度的不断扩大，发现其发展空间较大，其分析深度有待进一步扩大。地质工程主要分析岩土工程开采行为对周围环境的影响。基于专业的分析研究过程，可以探索更全面的地质保护和地质灾害防治方法。岩土工程的研究对象主要是工程地质条件和存在的问题。研究内容主要包括两部分：一是地质灾害，主要是降低自然灾害的发生率，采用更加科学合理的方法进行防治；二是岩土工程的防治，主要研究岩土工程中存在的各种实际问题，主要包括地基和地下问题。

1.2 地质灾害

地质灾害是在自然环境作用下，由于人为因素的影响而发生的一系列破坏性事故。较为常见的地质灾害有泥石流、滑坡等。由于我国特殊而复杂的地质环境，地质灾害的发生更加频繁。据不完全统计，地质灾害造成的经济损失占很大比例。因此，我国迫切需要采用合理的防治技术和措施，减少地质灾害的发生，从而减少经济损失。地质灾害不仅造成经济损失，而且影响生态环境。地质灾害会浪费更多的自然资源，造成环境退化，并造成水土流失等一系列生态问题。因此，地质灾害防治技术和预控十分重要。

2 岩土工程地质灾害的常见类型

2.1 泥石流

作为一种常见的岩土工程地质灾害，泥石流常见在山坡、山沟等位置，与天气环境有很大关系，一般发生在强降雨、暴风雪等恶劣天气下。泥石流指的是携带大量土块与砂石的洪流，从山上奔泻而下，会对山下的建筑与居民的正常生活产生严重威胁。而且，因为泥石流中携带着大量石块、泥沙，意味着泥石流具有较高的灾难性。同时，因为岩土工程不可避免地会砍伐植被，产生大量建筑废弃物，增大了泥石流发生的危险性与危害性。

2.2 崩塌

崩塌是山突然完全崩塌。这场地质灾害非常危险。主要是由于山下部分空旷，无法承受上山的压力，造成崩塌地质灾害。崩塌发生的主要原因是人为因素。由于人们过度开采山体，过度挖掘山体底部，然后随意堆放，会削弱山体底部的承载力，导致崩塌。岩土工程中的坍塌将影响工程的整体施工，并严重造成人员伤亡。

2.3 地面塌陷

地面塌陷是指天然洞穴或人工洞室、巷道上覆岩土体失稳突然陷落，导致地面快速下沉、开裂的现象和过程。地下存在空洞是地面塌陷发生的先决条件，地下洞穴可分为天然洞穴（如：黄土洞穴、红土洞穴、岩溶洞穴等）和人工洞室（如：人防工程、地铁、隧道、涵洞和采矿形成的地下巷道系统等）两类。地面塌陷主要发生的地区一般都在距离地表水较近的近岸地带、岩溶管道的主流地带、经常开采地下矿产资源的地带、覆盖层以砂石为主的松散地带。

2.4 滑坡

在河流冲刷和人工削坡的影响下，边坡上的土体和岩体容易沿软弱面滑动。我们可以把这个过程理解为滑坡。山区铁路附近的一些斜坡容易发生滑坡。对于断裂带和地震带的工程建设，发生滑坡的概率也比较大。

2.5 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 岩土工程地质灾害的成因

从宏观角度来看，岩土工程地质灾害的成因可以分为两方面，一是自然地质灾害，即由于大自然活动导致的地质灾害。自然灾害最大的特点就是人类活动对其产生的影响微乎其微，属于第一环境问题，具有较强的固有形态与自然特性。二是人类活动导致的地质灾害，此类灾害属于第二环境问题，具有明显的人为性，主要是人类不合理开发自然资源以及大量工程建设对自然环境产生了难以修复的破坏，从而导致一系列地质灾害，对人类生命健康安全产生严重威胁。从微观角度上看，岩土工程地质灾害的成因，一是气候变化，二是人为因素对自然地质演化的影响，导致岩土体结构的稳定性被破坏、自然演化周期出现变化，进而诱发一系列地质灾害，这也是为什么岩土工程地质灾害具有很强突发性与分布不均衡的原因。

4 论岩土工程地质灾害防治技术及防治措施

4.1 防治滑坡的主要技术措施

我国的滑坡防治研究始于20世纪50年代，对于防治滑坡的有效措施可以归纳为6个字“削、挡、排、护、改、绕”，其中“绕”体现了主动避让的防范思想。“削”，指的是通过削坡以减小滑坡体自重，清除的岩土体可以堆筑在坡脚，起反压抗滑作用；“挡”，指的是通过支挡工程增加抗滑力，使滑坡体不再滑动，常用的有：挡土墙、抗滑桩和锚固工程；“排”，指的是对滑坡体内的水进行疏排，以减小滑坡下滑力，包括滑坡体地表排水和坡内排水；“护”，主要是指对坡面进行防护，常用的方式有：喷射混凝土、钢筋混凝土对坡面进行防护；“改”，指的是改变岩土体的力学性质，可以采用物理或化学的处理方法，包括焙烧法、灌浆法、电渗法和锚固法。通过这些方法可起到提高斜坡体自身强度、加固滑动带等作用，进而提高坡体的抗滑力；“绕”，简单来说就是避开它，重新选址进行建设或者绕道避让。在我们实际的工作中，一个滑坡体的治理往往是多种防治措施相结合，根据滑坡体的结构、形态和物质组成等因素，选择不同的防治措施。挡土墙、抗滑桩和锚固工程是常用的几种支挡工程，再配合排水和种植草木改善坡体环境，从而使滑坡体达到稳定状态。而在排除地面积水和地下积水时，应结合锚索和锚索桩支挡这两种技术，常用的有钢筋混凝土的格构锚固技术，其效果不错。这种技术长期使用于大型水利工程的施工过程中，对治理地质灾害是非常有效果的。其工作原理是先用格构梁及时对坡面进行防护，然后在用预应力锚索对梁进行加固。在地质松软的堆积层发生滑坡地质灾害时，这种格构锚固技术的效果是非常好的。在使用的过程中可以根据地形随机转换，而且在施工过程中，不需要使用大型机具，实用性和操作性强。

4.2 泥石流的防治方法

泥石流带来的危害，不仅是对岩土工程安全的危害，还会危及到周围人民群众的生命与财产安全。在泥石流的防治中，应对目标区域发生泥石流的可能性与危害进行综合评估，之后再结合实际情况选择生态工程、沟、坡等综合性防治措施。在泥石流防治中，有3个重点区域，即上坡、堆积区与沟谷区，应注意这些区域的重点防范，通过种植植被等方式加强防护。在上游可种植涵养林，减少坡面的裸露面积，在被侵蚀较重的沟谷区，则要积极建设防护林，提高坡面的稳定性。与此同时，在泥石流高发区，还可以修建小型的水利设施，让降水与径流汇集一处，以此来为植被的生长提供充足水源。此外，在沟谷区的防治上，可以修筑拦沙坝，提高沟床与坡岸的稳定性，减少泥沙流动。或者修筑护岸工程，降低泥石流发生隐患。

4.3 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。

4.4 崩塌的防治方法

和滑坡地质灾害相比较，崩塌地质灾害的防治方法、手段、过程相对较为简单。崩塌通常会在陡峭的边坡上出现，气候条件（如风吹、日晒、雨淋等）、人为扰动（如爆破、机械扰动、人为削坡等）对崩塌灾害发生过程起到决定性作用，这也决定了崩塌程度的不可控性。在防治崩塌灾害前，应综合多方面因素分析引发崩塌的原因，制定相应的处理方案，选择最合适的防治技术。主要是处理裂缝集中分布的区域，掌握存有危险因素的土体，而后配合使用挂网和锚杆喷护固定的形式加固土体，通常能较好的治理崩塌问题。另外一种简单有效的方法就是提前预估崩塌体影响范围，在边坡中下游分梯次修筑拦石挡墙，拦截崩塌体，或者降低崩塌体移动速度，从而有效保护崩塌体影响范围内建筑物构筑物的安全。

4.5 地面变形的防治方法

首先，在岩土工程施工前，通过岩土勘察了解、掌握施工现场的地质环境、地质特点，保证施工方案的制订、施工技术选择的合理性、科学性，避免因人为施工因素而对施工现场的地质情况产生不利影响。而且，在抽取地下水水样，或者开采地下矿产资源时，也要严格遵守相关标准规范，实时监控地下岩石的运动情况，一旦发现异常及时采取措施。其次，相关工作人员要确保施工技术的规范性，保证施工设备符合标准，符合对地质灾害防治的基本要求。最后，加强生态防治。生态防治措施是近年来新兴起的地质灾害防治措施，因为岩土工程会对地表植被产生较大影响，进而增加地质灾害发生的可能性。所以，岩土工程施工中，应通过植树造林等方式，在施工现场周围大量种植植被，对岩土体进行绿化改造，实现生态防护。

5 加强矿山地质灾害防治效果的策略

5.1 增强施工标准

矿山地带开采阶段为避免发生地质灾害，明确地表开采项目的施工标准是基础。地表工程有施工复杂性高、危害性大等特点，故而可采用的施工方法是多样化的。故而，应利用适宜的施工标准有效约束、规范地表工程的作业过程，不仅能提升项目施工质量，还能降低地质灾害事件发生的风险，实现对矿山周边群众生命、财产安全的有效保护。鉴于不同矿山的山体土质条件有差异，故而对人类活动表现出的承载能力也有一定的区别，故而在制定施工标准过程一定要做到个性化分析。针对那些相对脆弱的山体，禁止进行大规模的开采活动，严格执行开采标准要求。

5.2 避让预控措施

在雨季，一些地区会有强暴雨。根据多年的经验，该地区雨季可能发生地质灾害。因此，有必要实施地质灾害的规避和预防措施，即在地质灾害发生之前，将周围居民转移到安全地点，以减少地质灾害造成的损失。此外，一些地理位置经常发生地质灾害，因此该位置的居民需要搬迁以避免，从而确保人员的生命安全。

5.3 做好地质勘察工作

在地质灾害防治过程中，为了能使岩土工程将自身作用发挥到最大化，一定要结合不同山体特征采用差异化的工法，借此方式使矿山地质能较好的满足后续阶段安全生产的现实需求。故而，一定要认真做好地质勘察工作，进而使岩土工程自身功能充分发挥出来。地质勘察实践中，应不断提升勘察队伍的专业性，确保勘查工作过程的细致性。只有这样方能结合勘测结果，科学预测工程活动中可能发生的灾害类型及强度，而后利用适宜的方法减少或避免灾害事件对山体形成的侵害。

5.4 动态监测

岩土工程地质灾害一旦发生，其后果将十分严重。通过采取预控措施，可以在一定程度上减少地质灾害的发生。动态监测就是在一些易发生地质灾害的地方实施动态监测。通过运用现代信息技术，动态监测可以及时观测降雨、水文等地质条件。当检测到某些指标超出规定范围时，将发出预警信息。在地质灾害发生前，对附近居民进行转移，以减少人员伤亡和经济损失。

5.5 完善工程设计

在设计岩土工程项目时，一定要将常见的矿山灾害整合至其中，综合多方面因素解读灾害问题的成因与运动模式，采用查阅资料的方法，深入研究某地区既往灾害发生情况，将其作为参考，制定出个性化的工程设计方案。在具体设计环节中，不仅要对灾害控制体系内容有全面了解，还要结合灾害成因采用适宜的控制模式。也要掌握具体作业强度与质量，针对那些即将投产的矿山项目，在后续生产运营体系内，要精确调控每日开采的作业量及炸药用量等，降低灾害事故的发生率。

5.6 合理运用工程防治

除了自然情况造成的地质灾害，由于人为导致的地质灾害也比较常见，因此岩土施工单位在施工的过程中，一定要采取一些有效的措施，针对不同的岩土类型进行不同的施工，合理运用避让、遮挡加护、护坡加固等措施避免岩土受到更大的危害，降低地质灾害发生的概率。在进行前期预测的过程中，如果发现某位置经常发生地质灾害，应当结合灾害可能发生的气候情况和施工的实际气候特点及时制定合理的避让措施，及时通知在附近居住的居民，必要时将这些居民转移到安全的地方。

5.7 建立完善的地质勘测预警体系

要想最大程度避免地质灾害带来的威胁，就需要制定一套关于地质灾害的监测预警体系。这套体系的制定仅仅依靠施工单位是完全不够的，需要地质部门与社会各界共同努力。比如对于一些地质灾害频发的高发地区，政府应当加大宣传力度，定期向民众普及一些自救的常识。地质灾害部门应当及时建立一套完整的关于地质灾害科普的系统平台，在这个平台上应当有关于各类地质灾害的科普信息以及对地质灾害的预警信息，民众可以通过这个平台了解地质灾害。民众也可以向此平台提供关于地质灾害的信息，因为有时候民众可以第一时间发现地质灾害的前期预警，当收到民众的反馈信息时，应当第一时间进行核查；一旦确认，就应当及时采取相应的措施进行补救，通知民众进行疏散，将地质灾害可能导致的人员伤亡以及财产损失降到最低。

5.8 保护环境

发生地质灾害的最主要原因还是生态环境遭到破坏，因此除了在施工过程中采取一定的措施以外，保护环境也是预防地质灾害的一个非常有效的措施。比如及时进行退耕还林、植树造林等，都可以避免水土流失，并且种植植物还能够改善区域间的自然环境，从根本上降低地质灾害发生的概率。不过这项措施需要长期坚持才能发挥出应有的作用，因此需要施工单位、政府部门和社会各界的共同努力。

6 结论

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。