地質(zhì)災(zāi)害治理工程勘查設(shè)計(jì)研究

摘要：就現(xiàn)下發(fā)展?fàn)顩r而言，地質(zhì)災(zāi)害治理勘查技術(shù)逐漸趨于成熟，相關(guān)工程勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)劃方案也得到進(jìn)一步改進(jìn)和創(chuàng)新。在實(shí)際勘察工作中，由于環(huán)境條件的多樣性和復(fù)雜性，讓相關(guān)工作難度以及工作壓力急劇上升，也讓地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生概率進(jìn)一步提升，從而對(duì)工作人員生命安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。基于此，本文以地質(zhì)災(zāi)害治理工程勘查設(shè)計(jì)為目的，結(jié)合礦山山體滑坡災(zāi)害，通過(guò)借鑒以往實(shí)驗(yàn)資料以及前人經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而制定出更為有效的勘察設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害；治理工程；勘查設(shè)計(jì)

地質(zhì)災(zāi)害治理工程實(shí)施的核心在于針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生區(qū)域展開(kāi)全面、嚴(yán)密排查，并對(duì)災(zāi)害產(chǎn)生的根本原因進(jìn)行深入分析和探究，憑借專(zhuān)業(yè)化、科學(xué)化的工程勘查設(shè)計(jì)以及及時(shí)、合理、有效的災(zāi)害防治技術(shù)和方法，為人們生命財(cái)產(chǎn)安全提供強(qiáng)有力保障。結(jié)合實(shí)際狀況來(lái)看，地質(zhì)災(zāi)害具有發(fā)生頻率高、影響范圍廣、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)以及不穩(wěn)定等特征。從實(shí)際角度看，誘發(fā)自然地質(zhì)災(zāi)害的原因較為多樣，從而對(duì)相關(guān)工作人員開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害治理以及勘查設(shè)計(jì)工作產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

1地質(zhì)災(zāi)害概述

結(jié)合自然資源部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)2021年中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害中，礦山山體滑坡占比較高，其數(shù)量已達(dá)到近2 400起。礦山地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型多樣復(fù)雜，憑借不同劃分標(biāo)準(zhǔn)和形式，可以分出不盡相同的災(zāi)害形式，其中最為常見(jiàn)的為巖土體變形災(zāi)害。

地面塌陷一般多發(fā)生在地下的井巷開(kāi)采礦山中，針對(duì)礦山采空區(qū)域而言，倘若存留的礦柱數(shù)量不充分，或者礦柱存在一定程度的損壞等因素，致使礦柱支撐力不足，進(jìn)而極大增加地面塌陷事故的發(fā)生概率。特別是對(duì)于部分礦體埋藏深度相對(duì)較淺、產(chǎn)狀相對(duì)較低的煤礦，一旦發(fā)生坍塌事故，就會(huì)直接造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至發(fā)生人員傷亡，這也是導(dǎo)致礦山生產(chǎn)安全性難以得到有效保障的關(guān)鍵所在。而對(duì)于礦體埋藏深度較為理想的地下開(kāi)采礦山而言，倘若對(duì)采空區(qū)回填工作關(guān)注力度和重視程度不夠，致使回填工作質(zhì)量和成效難以得到保證，回填不充分、不到位問(wèn)題未能得到及時(shí)解決，就會(huì)極大增加坍塌事故的發(fā)生概率。與此同時(shí)，受礦山排水疏干等因素影響，巖溶分布區(qū)域極易出現(xiàn)溶洞上方坍塌問(wèn)題。地面發(fā)生塌陷后，一方面對(duì)耕地以及周?chē)ㄖ镌斐蓢?yán)重破壞和污染，另一方面也會(huì)對(duì)周?chē)缆返钠秸浴踩詭?lái)嚴(yán)重威脅，更有甚者會(huì)直接致使礦山地下巷道發(fā)生嚴(yán)重塌陷。最嚴(yán)重時(shí)，伴隨塌陷縫隙不斷延伸、擴(kuò)展，致使大量地表水以及雨水滲入，最終造成淹井，從而對(duì)礦山生產(chǎn)安全造成嚴(yán)重影響和威脅。

結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，礦山滑坡絕大多數(shù)情況下在露天礦山中較為頻繁發(fā)生，此種礦山會(huì)在采空區(qū)的周?chē)纬善旅妫⒃诘刭|(zhì)條件、機(jī)械擾動(dòng)以及加固不完善等多種因素共同作用下，導(dǎo)致滑坡發(fā)生概率進(jìn)一步提升。結(jié)合實(shí)際工作狀況來(lái)看，滑坡從大體上可以劃分為5種，詳細(xì)內(nèi)容如

表1所示。針對(duì)平面滑坡而言，作為一種沿著單一層面發(fā)生的滑坡，其最為顯著的特點(diǎn)在于內(nèi)摩擦角小于滑面傾角，倘若發(fā)生此種滑坡，其影響范圍和規(guī)模相對(duì)較為廣闊。此外，部分人為因素也會(huì)誘發(fā)平面滑坡的產(chǎn)生，例如在坡腳的切層位置進(jìn)行不合理挖掘工作。除此之外，坐落式平推滑移型滑坡在實(shí)際工作發(fā)生概率也相對(duì)較高，其滑面主體為巖石層，因而其與巖體結(jié)構(gòu)以及結(jié)理存在緊密聯(lián)系。

2礦山滑坡地質(zhì)災(zāi)害防治措施

2.1礦山地質(zhì)勘測(cè)

深入研究礦山發(fā)生滑坡事故所帶來(lái)的嚴(yán)重威脅和影響可以發(fā)現(xiàn)，此種事故頻繁發(fā)生的主要原因?yàn)榈V山整體地質(zhì)條件的影響，特別對(duì)邊坡施工規(guī)劃設(shè)計(jì)工作的順利開(kāi)展并及時(shí)落實(shí)實(shí)施影響巨大。所以，對(duì)于相關(guān)施工單位而言，在開(kāi)展具體施工作業(yè)前應(yīng)針對(duì)礦上作業(yè)場(chǎng)地以及周邊環(huán)境的水文地質(zhì)條件狀況進(jìn)行深入、全面、嚴(yán)格勘察，其勘查工作的主要內(nèi)容還包括交通位置、氣候條件、地下水資源狀況和位置以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)等多種因素。例如在開(kāi)展地層結(jié)構(gòu)勘查工作過(guò)程中，應(yīng)對(duì)地層類(lèi)型以及巖石類(lèi)型進(jìn)行深入了解和全面掌握，并在實(shí)際工作中準(zhǔn)確、科學(xué)判斷是否存在松散、穩(wěn)定性弱以及極易破碎的地層或者巖石，而在針對(duì)礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)開(kāi)展實(shí)際勘查工作過(guò)程中，其工作核心在于準(zhǔn)確、及時(shí)、有效判斷出斷裂巖層。伴隨科學(xué)技術(shù)不斷深入發(fā)展，礦山地質(zhì)勘查手段逐漸趨于多樣化發(fā)展，其中應(yīng)用較為廣泛的手段有地質(zhì)鉆探、地質(zhì)勘探以及物探3種。針對(duì)鉆探技術(shù)來(lái)說(shuō)，此種地質(zhì)勘查手段具有一定直觀性，能夠?qū)Φ貙又械膸r石樣本進(jìn)行直接采取，憑借對(duì)其組成成分的深入分析和對(duì)其結(jié)構(gòu)的全面了解，并以此為重要依據(jù)，針對(duì)巖石類(lèi)型、地質(zhì)層厚度等進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。由于鉆探法所采集和分析出的數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的安全性、可行性、科學(xué)性以及可靠性，進(jìn)而在礦山勘查工作中得到廣泛應(yīng)用和青睞。

2.2礦山邊坡監(jiān)測(cè)

邊坡發(fā)生滑坡是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，邊坡在此過(guò)程中慢慢發(fā)生變形，待到此種變形發(fā)展到一定程度時(shí)，邊坡就會(huì)發(fā)生部分甚至整體坍塌。為保證能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)邊坡潛伏的不穩(wěn)定因素，在進(jìn)行礦山開(kāi)采工作過(guò)程中，需要將相關(guān)檢測(cè)裝置合理、科學(xué)配置在邊坡上，其中監(jiān)測(cè)指標(biāo)主要包括邊坡裂縫、邊坡內(nèi)外部移量以及水文氣象等相關(guān)內(nèi)容［3］。而邊坡安全監(jiān)測(cè)從整體角度出發(fā)，可將其精細(xì)劃分成4個(gè)等級(jí)，在變形指數(shù)、地質(zhì)條件指數(shù)、坡度等級(jí)以及高度等級(jí)的相互作用和共同影響下，

表2簡(jiǎn)要闡述了礦山邊坡高度以及坡度等級(jí)劃分的主要依據(jù)和憑證。在開(kāi)展實(shí)際安全監(jiān)測(cè)工作過(guò)程中，應(yīng)充分結(jié)合實(shí)際狀況和需求選取更為合理、科學(xué)的監(jiān)測(cè)方法和手段，并規(guī)范實(shí)際監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

3實(shí)例分析

3.1工程概況

2018年6月15日，某省發(fā)生強(qiáng)降雨，在強(qiáng)降雨不斷深入發(fā)展的影響下，該縣礦山發(fā)生塌陷問(wèn)題。結(jié)合實(shí)地勘察，滑坡盡頭為該縣省道東段，邊坡開(kāi)裂以及變險(xiǎn)程度較低。從發(fā)現(xiàn)地下災(zāi)害隱患至今，河岸裂縫變形程度逐漸加深。結(jié)合實(shí)地勘測(cè)發(fā)現(xiàn)，邊坡邊緣處存在多處不同程度的裂縫。此外，存在較為顯著突出（最大為6 cm）以及垂直（最高達(dá)到近35 cm）位移現(xiàn)象，而就斜坡方面而言，其前部發(fā)生程度較低的坍塌問(wèn)題，并在此次災(zāi)害中周邊建筑物遭到嚴(yán)重破壞和損毀，并未造成人員傷亡問(wèn)題。憑借最新分布曲線(xiàn)以及巖土初步分析，此次滑坡具有不穩(wěn)定性。強(qiáng)降雨氣候的持續(xù)進(jìn)行，坡面整體存在全面坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，從而對(duì)近600人的生命安全造成嚴(yán)重威脅，具有極高的風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)工程探索人員對(duì)前人的相關(guān)研究數(shù)據(jù)以及經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行全面收集和整理匯總時(shí)，應(yīng)以此為依據(jù)和基礎(chǔ)，對(duì)該縣滑坡地質(zhì)環(huán)境以及邊界條件等相關(guān)狀況開(kāi)展全面、深入的調(diào)查工作，其調(diào)查的主要項(xiàng)目包括：土壤結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件以及穩(wěn)定性水平等，同時(shí)開(kāi)展組分、穩(wěn)定性分析計(jì)算和精準(zhǔn)評(píng)價(jià)。與此同時(shí)，對(duì)災(zāi)害的可能性以及整體狀況開(kāi)展深入、嚴(yán)密分析工作，調(diào)查危險(xiǎn)程度，充分結(jié)合對(duì)物力指標(biāo)的全面分析和實(shí)踐論證、預(yù)防以及管理工作的可行性和必要性，以此為依據(jù)開(kāi)展相關(guān)工作，并憑借勘察相關(guān)信息資料以及數(shù)據(jù)，制定出相應(yīng)的工程防治方案建議。此次研究在現(xiàn)有數(shù)據(jù)完整性、可靠性以及精準(zhǔn)性有效保障的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行整理匯總，并針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地形、地質(zhì)以及技術(shù)等開(kāi)展必要測(cè)量工作，加之鉆孔以及試驗(yàn)時(shí)測(cè)量工作的輔助和支持。

3.2地質(zhì)災(zāi)害治理工程勘查治理設(shè)計(jì)

在進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害治理設(shè)計(jì)前期開(kāi)展了必要的勘查工作，在野外主要采用勘察與井探并用的形式，從而對(duì)滑動(dòng)帶的深度以及厚度進(jìn)行明確和確定，結(jié)合滑帶原狀樣室內(nèi)試驗(yàn)與參數(shù)反演，得出更具準(zhǔn)確性、可靠性的c、φ值。由于山體滑坡的坡度頂與周邊建筑的整體高度存在較大差距，由此產(chǎn)生的山體滑移力也相對(duì)較高，結(jié)合各專(zhuān)業(yè)工作人員協(xié)商后，最終確定的方案為針對(duì)坡腳區(qū)域構(gòu)建一排3.0 m×1.8 m懸臂抗滑樁，樁全長(zhǎng)18 m、懸臂8 m，進(jìn)入中風(fēng)化巖層深度最少為8 m。與此同時(shí)，為極大避免因抗滑樁施工作業(yè)致使礦山山體位移程度加深進(jìn)而造成重大安全事故發(fā)生，在開(kāi)展相關(guān)施工作業(yè)前期應(yīng)充分利用削坡減載的形式讓滑坡體下滑推助力得到有效控制和緩解。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的全面考察以及會(huì)議探討，最終設(shè)計(jì)單位制定出的相關(guān)計(jì)劃規(guī)劃，結(jié)合人工挖孔樁開(kāi)展懸臂抗滑樁施工工作，由于礦山滑坡后期土壤水分較高，在利用機(jī)械開(kāi)展開(kāi)挖工作過(guò)程中孔壁極易發(fā)生坍塌問(wèn)題。人工挖孔樁更適合針對(duì)挖孔深度較淺的工程中。與此同時(shí)，在進(jìn)行挖空作業(yè)前期應(yīng)針對(duì)空孔位周?chē)寥婪e極開(kāi)展有效控制地下水位以及強(qiáng)化強(qiáng)度等相關(guān)操作，以此讓土壤自身流動(dòng)性得到極大降低。詳細(xì)方案為完成科學(xué)、合理的扶壁式擋土墻作為首要任務(wù)，然后通過(guò)添加適當(dāng)錨索進(jìn)行固定和強(qiáng)化，此種方案能夠讓土體的流動(dòng)性危害得到有效控制。

4結(jié)束語(yǔ)

總而言之，進(jìn)一步提升對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)注力度和重視程度，并結(jié)合社會(huì)發(fā)展需求對(duì)相關(guān)施工技術(shù)和方法進(jìn)行及時(shí)改進(jìn)和創(chuàng)新，以此讓相關(guān)工程勘查數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性、可靠性以及有效性的提升和強(qiáng)化得到強(qiáng)有力保障，對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害前期勘查業(yè)務(wù)資源得到有效控制和科學(xué)配置。在地質(zhì)災(zāi)害全面整治工作不斷深入發(fā)展和推廣的背景下，工程勘查與相關(guān)工作人員應(yīng)積極開(kāi)展合作，以此保證相關(guān)工程勘查設(shè)計(jì)以及施工作業(yè)管理工作的質(zhì)量及成效。還應(yīng)積極引進(jìn)并科學(xué)應(yīng)用自動(dòng)化與信息化工程勘查技術(shù)，為地質(zhì)災(zāi)害治理工程勘查設(shè)計(jì)的規(guī)范性、科學(xué)性以及相關(guān)工作順利開(kāi)展提供強(qiáng)有力保障。

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