巖土工程地質災害成因及防治措施

李小鋒

冶金工業部華東勘察基礎工程總公司 安徽 合肥 230088

引言

在社會經濟不斷發展過程中，各類工程項目日漸增多，自然資源開發利用程度日漸加大，使得地下結構出現巨大變化，一定程度上破壞著地勢環境，這使得巖土工程施工中面臨更惡劣的條件，容易受到多項因素影響發生地質災害。巖土工程地質災害類型較多，發生頻率較高，會對施工人員及周邊居民財產及人身安全產生嚴重威脅。所以，建設單位要在對巖土工程地質災害有正確認識基礎上，積極采取合理、有效的地質災害防治措施，以盡量降低災害發生概率及破壞力，助力巖土工程順利、高質的施工建設。

1 巖土工程地質災害類型分析

1.1 滑坡

在巖土工程中，滑坡屬于一種常見的地質災害，指的是巖土結構因受到斜坡沖刷以及地面振動的作用產生巖體滑動情況。一般斜坡上的巖土結構穩定性良好，在未受到較大外力影響下，基本不會有滑坡問題出現，但是在巖土工程開發中，可能會受到坡腳被大范圍破壞、巖土過量開發、地表水侵蝕、雨水沖刷、水土流動等原因導致出現滑坡。此地質災害有很強的破壞力，主要發生在降水量大、施工邊坡、地勢落差大等地區。

1.2 崩塌

巖土工程中主要在陡坡上發生崩塌災害，也被叫作垮塌、塌方等，是在重力作用影響下導致巖石泥土和原結構相脫離，從而出現滑落或滾落堆積等情況。坍塌災害根據其所發生結構體的差異劃分成多種類型，包括土質崩塌、巖質崩塌、山體崩塌等，但不管崩塌屬于哪種性質，均會對周邊建筑物和相關民眾造成極大破壞和傷害，引發較大財產損失，甚至傷及人們的生命。

1.3 地面變形

在巖土工程中，地面變形災害其主要表現形式包括地面裂縫、地面塌陷、地面沉降等，根據有關調查，發現我國有地面沉降易發區的城市大約70座，而且超過一半的城市其地面沉降高度超過3m，很容易引發地質災害[1]。同時在這些城市當中，不同地區的地面沉降有著不同的分布特征，部分城市地面沉降分布相對集中，但也有的城市地面沉降分布相對分散。此外在巖溶活動較為頻繁、地下水或者是礦產資源開采過度等區域，更容易發生地面變形情況。

2 巖土工程地質災害的特點與危害

2.1 地質災害特點

2.1.1 隱蔽性強。在巖土工程中所發生的地質災害大多都具有隱蔽性強的特征，因為在工程項目建設期間，會涉及多項施工內容，在對土層進行開挖施工中不可避免會導致原地質基礎受到一定破壞，從而造成地質結構其整體性以及穩定性減弱，從而容易引發多種災害，若不能及時發現異常并采取有效的處理措施，極易造成嚴重的地質災害，導致整體項目建設進度及安全等受到影響

2.1.2 突發性。相比于其他工程面臨的危險因素，巖土工程施工中發生地質災害還表現出突發性特點。在相關工程實踐中，發現若項目建設在地質較差的區域內，將容易受到外界人為因素干擾引發地質災害，若不及時采取防治措施，將帶來巨大的經濟損失。

2.1.3 社會性。在巖土工程當中發生的地質災害還有一個附屬特征就是社會性，因為在相關工程施工建設中，如果發生地質災害，防治期間會主要堅持以人為本原則，實施多項救援活動，以盡量減少地質災害發生概率以及災害發生后帶來的影響，所以巖土工程地質災害還表現出一定社會性特征。

2.2 地質災害危害

在巖土工程施工建設中發生地質災害會造成嚴重危害，主要體現在以下幾個方面。

2.2.1 會導致自然結構發生變化。在巖土工程施工中，受到多項因素影響發生地質災害，首要危害就是會導致自然結構發生變化，一方面會使自然環境結構改變，另一方面則會改變自然生物結構。因為地質災害其破壞力極強，通常在地質災害發生后，會導致周邊環境發生明顯改變，像巖體破裂、山體塌陷等。而在自然環境結構發生變化之后，會影響自然生物多樣性，因為在自然環境受到嚴重破壞之后會改變生物其原居住環境，部分物種因無法適應環境的改變出現數量減少等情況，從而影響生物多樣性；

2.2.2 交通道路中斷。在巖土工程當中發生地質災害，還會引發交通道路中斷。因為在新時期社會經濟不斷發展過程中，越來越關注道路建設，以強化各區域的聯系，促進經濟發展，一旦在巖土工程施工建設中引發地質災害，可能由于地基受損造成道路被破壞，導致運輸中斷，而在道路中斷后既會對工程方和外界的聯系及溝通產生影響，又會阻礙外部對災害現場的救援工作；

2.2.3 電力等線路中斷。若在巖土工程施工中發生地質災害，還可能導致電力等線路中斷。目前我國加快現代化建設，并以電力資源為重要的發展動力，直接影響著工業生產以及人們的正常生活，如果在巖土工程施工建設中發生地質災害，并導致電力設備被破壞，將直接影響電力系統正常運行，使電力輸送中斷，不僅影響工程建設，還會一定程度影響區域經濟發展；

2.2.4 威脅財產及生命安全。在巖土工程中發生地質災害，還會對人們的財產以及生命安全造成嚴重威脅。若在工程中發生地質災害，且未制定或落實應急預案，很容易引發財產損失，嚴重情況下可危及施工人員其生命安全。

3 巖土工程地質災害成因

3.1 滑坡的成因

導致發生滑坡災害主要誘因是過于頻繁的人類活動。隨著社會經濟的不斷發展以及城鎮化建設的逐步推進，土地開墾面積日漸擴大，工程建設中會砍伐大量林木資源，導致一些地區山體植被覆蓋面積驟減，長此以往會影響山體其自身重力，導致斜坡上方土層不斷軟化，從而將沿山體坡度方向朝下滑落，最終導致發生滑坡災害[2]。

3.2 崩塌的成因

巖土工程中，在陡坡位置的沿土土體因為根部比較空虛，很容易發生折斷或者是壓碎等情況，從而嚴重降低土體穩定性，若不及時采取有效的改善措施，將導致相關土體逐漸脫落于母體土體，從而引發坍塌災害。出現坍塌災害具體原因有兩方面：①施工中振動強度過大，導致施工現場原土層結構受到破壞，從而降低土體結構穩定性，最終導致出現坍塌問題；②巖土工程施工中開挖范圍比較大，而且相應區域土層結構較為復雜，由此使坍塌風險發生概率加大。

3.3 地面變形的成因

在巖土工程中發生的地表變形災害體現出持續性特征，主要變形形態有裂縫、沉降等。受到外力作用影響，若不能及時防治地表變形災害，將容易引發滑坡以及泥石流等更嚴重的災害。具體來說，在巖土工程中引發地表變形災害的原因有以下兩方面：①在某地區開采地下資源過程中力度過大，導致該區域地下巖體產生大量孔洞，嚴重降低巖體支撐性能，從而造成變形災害；②地下巖溶活動比較頻繁，使得相應區域地表發生變形以及塌陷災害。而且在地下水資源不斷擴大開采規模過程中，導致地下組織結構發生很大變化，從而影響地層穩定性，嚴重情況下可造成地表變形。

4 巖土工程地質災害的防治措施

4.1 滑坡防治措施

在巖土工程施工中，為獲得良好的滑坡防治效果，要結合運用多種防治措施。

其一，要做好地表積水的清除工作，盡量減少表層巖土結構重量，隨后進行填土作業，并要控制好壓實密度。以往施工中主要會將抗滑樁技術用于交通工程施工中，不過因為效果不佳，逐漸被棄用，而近年來有技術人員發現將抗滑樁技術用于滑坡防治當中能獲得較好的效果，對此，技術人員結合工程需求以及新時期技術發展情況，對抗滑樁技術進行了改進與優化，同時將此技術用于地表積水排出還有地表巖土重量降低等環節，經過完善與改進后的抗滑樁技術通常會和排水設施、消防工程、支擋方法等聯合使用，在滑坡防治中具有突出的應用效果[3]。其二，要全面排除地表還有地下的積水。為實現此目的，可在巖土工程施工中聯合使用錨索以及錨索樁支擋技術。在鋼筋混凝土格構錨固技術應用中，需要先在坡面上應用格構梁技術，以獲得良好的防護效果，之后通過預應力錨索對坡面進行加固處理，從而有效防治滑坡。而且在對地質松軟堆積層地質災害防治中，此技術也有突出的應用優勢，可在各類地形條件當中應用，且無須配合使用大型機械設備，因此該技術操作方便，具有較好的適應性以及靈活性。

4.2 崩塌防治

為在巖土工程施工中有效防治崩塌災害，要首先對巖土結構其危險程度進行深入分析及考量，隨后采取有效措施對巖土結構進行加固處理，以防卸荷裂隙區朝外部擴張，進而使巖體具有更高的穩定性。通常防治崩塌工作難度要小于滑坡防治工作，同時操作更加便捷。工程中若有陡峭邊坡，由于結構面以及節理裂隙之間會有相互作用力，很難通過人力予以干擾和影響，所以不能采取人力控制措施阻礙卸荷裂隙區擴展。如果區域內裂隙比較多，要先將危險巖體清除掉，隨后通過錨桿加掛網噴護技術對巖體進行錨固處理，使巖體結構更加穩定。同時在崩塌防治以及加固中，要先掌握巖土結構情況以及卸荷裂縫擴張程度還有裂隙面等情況，結合相關信息優化設計加固方案，采取有效的加固措施，以盡量提升崩塌防治效果。

4.3 地面變形防治

在巖土工程施工建設中，為有效防治地面變形，可主要采取以下措施。

4.3.1 強夯技術。此技術主要借助夯錘錘擊力對土體進行夯擊，增加土體密實度，使土壤結 構強度更高，以防地面發生坍塌問題，在松軟泥土以及土質軟弱區域夯實過程中常用此技術。

4.3.2 填堵法。若工程中有深塌陷坑洞，可應用填堵法，主要先將孔洞當中的松軟土體清除掉，隨后在洞內回填碎石以及塊石，經放濾，在上方鋪設黏土，之后用夯錘錘擊，使土體更加密實。

4.3.3 灌漿法。在余巖土加固施工中會主要應用灌漿法，主要是通過人工鉆孔以及自然體孔洞等在其中灌入預先所制漿體，在漿體凝固之后增加巖體結構的強度。比如，某房屋建筑項目在進行巖土工程勘察之后，結合工程現場地質情況及特點，在施工方案制定中選擇使用鉆孔灌注樁施工技術，在再綜合考慮施工要求以及地質特點基礎上，確定鉆孔灌注樁垂直度、孔深還有水泥摻入量等參數。同時在施工中嚴格控制混凝土澆筑、鋼構柱制作、鋼筋籠制作等施工質量，還同步建立排水以及降水系統。本工程抗壓樁采用直徑Φ800鉆孔灌注樁，有效樁長58m，混凝土等級C45水下，樁端進入持力層⑤-2A中等風化粉砂質泥巖（碎裂狀）不小于4m。抗拔樁采用直徑Φ650鉆孔灌注樁，有效樁長40m，混凝土等級C30水下，樁端進入持力層②-3層粉質黏土與粉砂互層不小于24m。支護均采用鉆孔灌注樁作為豎向圍護結構。在施工時，鉆頭直徑應等于樁的設計直徑，施工時錐形鉆頭夾角應大于120°。鉆孔灌注樁施工前，必須試成孔，每種直徑數量不小于2個，以便核對地質資料，檢驗所選設備、施工工藝及技術要求是否適宜，根據土層物性及分布情況確定合理的施工工藝。

5 結束語

在巖土工程施工建設中，常見的地質災害有滑坡、泥石流、崩塌、地面變形等，這些地質災害體現出隱蔽性強、突發性、社會性等特點，并有巨大危害，可導致自然結構發生變化，造成交通道路、電力等線路中斷。對此，需要工程建設單位在深入分析巖土工程地質災害發生的原因基礎上，針對性的采取防治措施，盡量降低地質災害發生概率，保證施工質量及效率。