1巖土工程與地質(zhì)災害的內(nèi)涵

地質(zhì)災害是指由于自然因素或者人為活動引發(fā)的危害人民生命財產(chǎn)安全或使人類賴以生存和發(fā)展的環(huán)境、資源發(fā)生嚴重破壞的地質(zhì)現(xiàn)象。她質(zhì)災害防治條例》規(guī)定,地質(zhì)災害包括山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等災害。在我國,大多數(shù)地質(zhì)災害現(xiàn)象都是人為因素引發(fā)的,據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,近年來我國每年因地質(zhì)災害造成的經(jīng)濟損失約占各種自然災害的1,4~1/5,因此,減少或制止破壞生態(tài)環(huán)境行為、及時采取地質(zhì)災害預防和防治措施,是我國當前減少損失的首要途徑。

2我國地質(zhì)災害的特征與危害

我國地理位置獨特,東鄰世界最大的太平洋,西靠全球最高的青藏高原,南處世界最大的環(huán)太平洋構(gòu)造帶與特提斯構(gòu)造帶交匯處,地質(zhì)構(gòu)造復雜,地球生態(tài)環(huán)境多變,加之,又是人口眾多的農(nóng)業(yè)大國,經(jīng)濟較落后,承災能力弱,所有這些疊加在一起,形成災害類型多、分布廣、頻度高、強度大、影響面寬、損失嚴重的格局。據(jù)資料統(tǒng)計分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂縫等種類的地質(zhì)災害在我國十分發(fā)育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范圍約占國土面積的50%,其中以西南、西北地區(qū)最為嚴重。地質(zhì)災害的發(fā)生還導致破壞鐵路、公路、航運、水庫、堤壩和通信等工程設(shè)施,破壞土地資源、水資源、礦產(chǎn)資源、旅游資源和生態(tài)環(huán)境等。地質(zhì)災害可分兩大類:第一類主要是由自然因素引起的地質(zhì)環(huán)境問題,又稱第一環(huán)境問題,屬自然地質(zhì)災害;這些災害不以人類歷史的發(fā)展為轉(zhuǎn)移;第二類主要是由人為活動引發(fā)的地質(zhì)災害,稱第二環(huán)境問題,屬人為地質(zhì)災害。這些災害常隨社會經(jīng)濟的發(fā)展而日益增加,據(jù)地質(zhì)災害成因分析,全國50%以上的地質(zhì)災害發(fā)生的主要原因是人類行為,尤其是人類不合理地大量挖掘能源所造成的。

2.1滑坡

滑坡是指斜坡上的土體或巖體,受河流沖刷、地下水活動、地震、人工切坡等因素的影響,沿著一定的軟弱面或軟弱帶,整體地或分散地順坡向下滑動的自然現(xiàn)象;碌恼T因:①地震;②降雨和融雪;③地表水的沖刷、浸泡;④河流等地表水體對斜坡坡腳的不斷沖刷;⑤開挖坡腳;⑥蓄水排水;⑦堆填加載;⑧劈山放炮,亂砍亂伐;掳l(fā)生的規(guī)律:下列地帶是滑坡的易發(fā)和多發(fā)地區(qū):①江、河、湖(水庫)、溝的岸坡地帶,地形高差大的峽谷地區(qū),山區(qū)鐵路、公路、工程建筑物的邊坡等。②地質(zhì)構(gòu)造帶之中,如斷裂帶、地震帶等。③易滑(坡)巖、土分布區(qū)。④暴雨多發(fā)區(qū)及異常的強降雨區(qū)。

2.2崩塌

陡坡上被直立裂縫分割的巖土體,因根部空虛,折斷壓碎或局部移滑,失去穩(wěn)定,突然脫離母體向下傾倒、翻滾,堆積在坡腳(或溝谷)的地質(zhì)現(xiàn)象稱為崩塌。崩塌的誘因:①采掘礦產(chǎn)資源;②道路工程開挖邊坡;③水庫蓄水與渠道滲漏;④堆(棄)渣填土;⑤強烈振動。

2.3泥石流

泥石流是由于降水(暴雨、冰川、積雪融化水)產(chǎn)生在溝谷或山坡上的一種挾帶大量泥砂、石塊和巨礫等固體物質(zhì)的特殊洪流,是高濃度的固體和液體的混合顆粒流。泥石流的誘因:①不合理開挖;②不合理的棄土、棄渣、棄石;③濫伐亂墾。地面塌陷是指地表巖、土體在自然或人為因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一種動力地質(zhì)現(xiàn)象。

2.4地面變形

地面變形包括地面沉降、地面塌陷與地裂縫。目前中國發(fā)生地面沉降活動的城鎮(zhèn)有7O多個,明顯成災的有3O余個,最大沉降量己將近3m。這些城市有的孤立存在,有的密集成群相連形成廣闊的地面沉降帶(區(qū))。造成中國城鎮(zhèn)地面塌陷原因有三:①不合理地大量開采地下礦產(chǎn)資源引起的塌陷:②表面巖溶活動引起的塌陷;③大量抽取地下水引起地面移‘。地面塌陷發(fā)生的規(guī)律:①巖溶強烈發(fā)育的純可溶巖分布地帶或沿其與非可溶巖的接觸地帶;②沿可溶巖中的斷裂帶或主要裂隙交匯破碎帶,巖層劇烈轉(zhuǎn)折、破碎的地帶;③松散蓋層較薄且以砂石為主,其底部粘性土層缺失或甚薄(一般不足1~2m)的“天窗”地段;④巖溶地下水的主逕流帶或巖溶管道上;⑤具有潛水和巖溶水雙層含水層分布地帶;⑥巖溶地下水的排泄區(qū);⑦巖沉吟地F水位在基巖面上下頻繁波動的地帶,或受排水影響強烈的降落漏斗中心及近側(cè)地段;⑧臨近河、湖、塘地表水體的近岸地帶;⑨巖溶地水位埋藏較淺的低洼地帶。

2.5人為地質(zhì)災害的危險性分析

人為活動加劇或加速地質(zhì)災害的發(fā)生所帶來的危害性大大超過正常狀態(tài)F產(chǎn)生的地質(zhì)災害所帶來的損失。如:礦產(chǎn)資源的開發(fā)以及鐵道、公路等各種工程建設(shè)的開挖,亦經(jīng)常加劇地質(zhì)災害的發(fā)生,如:土壤侵蝕、地面塌陷與沉降、滑坡、巖爆、泥石流、荒漠化以及坑道涌水、瓦斯爆炸等災害。人工濫伐森林資源,也造成土壤侵蝕、滑坡和泥石流等災害,并導致洪災的加劇發(fā)生。人工爆破也會誘發(fā)巖溶塌陷、滑坡等災害的發(fā)生,還有可能引起連鎖性的巖溶塌陷。人工誘發(fā)地質(zhì)災害的特點如下:

(1)誘發(fā)速度快。在自然地質(zhì)演化及氣候變化過程中,巖體由相對穩(wěn)定至不穩(wěn)定的變化,經(jīng)歷長時間過程。而人工因素誘發(fā)下,就大大地縮短r自然演化時間,加速巖土體的巖性變化,而導致突變?yōu)碾y的發(fā)生,并造成更大的損失。

(2)誘發(fā)災害面廣。自然地質(zhì)災害的發(fā)生,除了特大災害之外,一般其危害性有一定的局限性,在人工因素誘發(fā)下,其危害性就具有更大的影響商。例如由于生物資源——森林的破壞,工程的大規(guī)模開挖,影響的是區(qū)域性環(huán)境惡化,誘發(fā)區(qū)域性旱澇災害,以至引發(fā)全球性荒漠化。人類活動產(chǎn)生的升溫效應,對氣候及地質(zhì)災害誘發(fā)作用的影響也是全球性的。

(3)災害損失巨大,除了地震之外,人工誘發(fā)的地質(zhì)災害所造成的損失是嚴重的。隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展,人工誘發(fā)地質(zhì)災害所造成的損失,仍會不斷增加,目前估計地質(zhì)災害損失每年約500億元,而受到威脅的就是這數(shù)據(jù)的數(shù)倍至數(shù)百倍。1998年洪災損失2000多億元,死亡1432人,其中不少損失是通過地質(zhì)災害而產(chǎn)生的。

3地質(zhì)災害防治工程的主要施工技術(shù)標準及防治措施

3.1主要的施工技術(shù)標準總結(jié)

地質(zhì)災害防治工程的最大特點是隱蔽性(如抗滑樁)、復雜性(如抗滑樁+錨拉+擋板+冠梁)和多樣性(防治滑坡可采用樁,亦可采用擋土墻),以地下工程施工為工藝特點,因此與地基與基礎(chǔ)工程和巖土工程具何_卜分相近或相同的工藝流程、施工工序和施工工法。涉及地質(zhì)災害防治工程施工的技術(shù)規(guī)范和標準主要有:

(1)地質(zhì)災害防治工程現(xiàn)行施工技術(shù)標準和規(guī)范,如《滑坡防治工程設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》(DZ/T0218—2006);

(2)各類工業(yè)與民用和市政工程建設(shè)項目的地基與基礎(chǔ)、深基坑、高切坡、地基處理、基礎(chǔ)病害工程防治等所涉及的技術(shù)規(guī)范和標準均可參考使用,如《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50202—2002);

(3)各類水利水電工程的土石方、地基與基礎(chǔ)和巖土工程所涉及的技術(shù)規(guī)范和標準均可參考使用,如《水電水利工程預應力錨索施工規(guī)范》(DIJT5083—2004);

(4)各類交通建設(shè)中所涉及的邊坡、滑坡、危巖、塌陷和沉降等工程防治的相關(guān)技術(shù)標準和規(guī)范,如忪路隧道施工技術(shù)規(guī)勘(Jl,rJ042—94)。

3.2地質(zhì)災害防治工程實踐

3.2.1做好防治工程設(shè)計

地質(zhì)災害防治工程設(shè)計,必須根據(jù)崩塌、滑坡、不穩(wěn)定斜坡的成因機制、運動模式、易發(fā)性及防治目標制定。(1)根據(jù)致災的成因確定主要防治途徑;(2)根據(jù)災害的易發(fā)程度、防治目標確定防治工程的強度和工程量。

3.2.2地質(zhì)災害防治工程的主程措施

根據(jù)地質(zhì)災害防治工程勘查設(shè)計現(xiàn)行行業(yè)規(guī)范,《三峽庫區(qū)地質(zhì)災害防治工程質(zhì)量檢驗評定標準》等技術(shù)標準及資料分析,國內(nèi)防治地質(zhì)災害的主要工程類型有:排(截)水工程、支(攔)擋工程、加固工程、護坡工程、減載與壓腳工程及搬遷和避讓等,設(shè)計分別采用了對應的防治l程措施,見表1所示。

3.2.3地質(zhì)災害工程實踐

(1)工程防治措施

工程防治措施是防治地質(zhì)災害的重要組成部分,工程防治措施的適用條件及方式:大多數(shù)房后切坡造成的小型土質(zhì)滑坡,選用滑坡后緣地表排水、前緣支擋或削方減載護坡等工程措施較為適應:對于中型以E滑坡,應根據(jù)工程地質(zhì)勘察資料選擇工程防治措施。

(2)生物防治措施

生物防治措施是指植樹造林,種草護坡及合理耕牧。它具有應用范圍廣、投資省,能促進生態(tài)平衡,改善自然環(huán)境條件,防治作用持續(xù)時間長的特點,需較長時間才能發(fā)揮其效益。根據(jù)調(diào)查區(qū)地質(zhì)災害特點和自然經(jīng)濟條件,泥石流區(qū),地面塌陷區(qū)及水土流失區(qū)應采取封山育林,退耕還林等防治措施,減少地質(zhì)災害的發(fā)生和經(jīng)濟損失。

(3)避讓措施

①雨天避讓措施。對災害隱患點和變形斜坡,采取雨天臨時避措旌,各鎮(zhèn)在防災預案的基礎(chǔ)上編制安全轉(zhuǎn)移預案,雨天對受威脅戶。一作轉(zhuǎn)移地點安排。應根據(jù)就近原則、轉(zhuǎn)移地(接受戶)不受地質(zhì)災害或其它災害威脅的原則進行操作。②搬遷避讓措施。對一些危險性大、危害性嚴重的地質(zhì)災害,防治費用超過搬遷費用或再建房仍然受地質(zhì)災害威脅的,采用搬遷避讓措施。調(diào)查區(qū)需搬遷避讓或已搬遷的災點。

4結(jié)語

巖土工程地質(zhì)災害防治工程是一項長期的工作,任重而道遠。黨的十六屆五中全會提出建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會,建設(shè)社會主義新農(nóng)村,對地質(zhì)災害防治工作提出了新的要求。“十一五”期間的地質(zhì)災害防治重點已經(jīng)確定,并將科技創(chuàng)新作為一項重點內(nèi)容,相信隨著新技術(shù)、新方法、新材料在地質(zhì)災害防治工程中應用,地質(zhì)災害防治措施和施工技術(shù)必將邁向新的臺階。