岩土工程地质灾害防治技术与实践
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地质・勘察・测绘 建材发展导向２０１１年１０月 岩土工程地质灾害防治技术与实践 谢燕光 摘要：本文从地质灾害危害出发，对岩土工程地质灾害的防治技术和实践经验进行了详细的论述。 关键词：岩土工程；地质灾害；防治措施；实践经验 当今世界，保护环境，寻求最佳地利用环境已成为各国的重要目标。 保护环境的一个重要方面就是保护地质环境，减轻地质灾害，树立减灾 就是增产的思想，灾情就是国情的组成部分的思想。由于全球气候异常 变化，世界范围内的降水、降雨量日渐增多，地质灾害隐患也在不断增 加；特别是随着人类活动的加剧和活动范围的不断扩大，工程建设造成 的地质性破坏越来越多。我国幅员辽阔，国土面积广大，孕育地质灾害的 自然地质环境条件复杂多变，自然变异强烈，不同地区人类工程活动的 性质和强度也各不相同，因此所形成的地质灾害的类型、发育强度及危 害大小也差异甚大，已成为世界上地质灾害多发的国家之一。我国灾害 种类多、灾情严重、分布面积广。 ｌ岩土工程与地质灾害的内涵 人类起源于自然，又高于自然，人类自产生以来就一直在利用和改 造自然。从原始人利用天然洞穴到学会挖土造屋，时至今日，人类已能够 建造高达数百米的摩天大厦、高坝和巨塔。在此过程中，由于地基处理的 需要，逐渐形成了一门学科技术——岩土工程。这种技术是基于地基改 良、工程安全运行而发展起来的，它缺乏环境保护的观念，缺乏减轻地质 灾害的观念，说到底，缺乏地质的概念，仅从工程观点出发，从而出现了 许多不但没有加固好工程地基或边坡，反而诱发了深层的更大的地质灾 害的例证，如水电站、抽水蓄能电站、矿山等都有这方面的教训。为了弥 补岩土工程学这种先天不足，于８０年代末，９Ｏ年代初，产生了一个新的 学科——地质工程学。 地质工程学，是研究与解决从规划到竣工乃至工程运行后效的全过 程的与地质有关的工程问题的科学。它把地质体乃至地质环境作为工程 系统的组成部分来对待，这显然符合大系统工程学的思想，它包含岩土 工程和地质灾害防治工程两个方面，但以后者对其特点的反映更为深 刻。岩土工程是指工程建设中涉及岩土体的开挖与加固；地质灾害防治 工程是对自然或人为作用产生的有害地质现象进行防范与防治。后者包 含了更全面地对地质生态环境合理开发与管理的思想。 ２我国地质灾害的特征与危害 我国地理位置独特，东邻世界最大的太平洋，西靠全球最高的青藏 高原，南处世界最大的环太平洋构造带与特提斯构造带交汇处，地质构 造复杂，地球生态环境多变，加之，又是人口众多的农业大国，经济较落 后，承灾能力弱，所有这些叠加在一起，形成灾害类型多、分布广、频度 高、强度大、影响面宽、损失严重的格局。 据资料统计分析，崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝 等种类的地质灾害在我国十分发育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范围 约占国土面积的５０％。 地质灾害的发生还导致破坏铁路、公路、航运、水库、堤坝和通信等 工程设施，破坏土地资源、水资源、矿产资源、旅游资源和生态环境等。 地质灾害可分两大类：第一类主要是由自然因素引起的地质环境问 题，又称第一环境问题，属自然地质灾害；这些灾害不以人类历史的发展 为转移；第二类主要是由人为活动引发的地质灾害，称第二环境问题，属 人为地质灾害。这些灾害常随社会经济的发展而日益增加，据地质灾害 成因分析，全国５０％以上的地质灾害发生的主要原因是人类行为，尤其 是人类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体或岩体，受河流冲刷、地下水活动、地震、人 工切坡等因素的影响，沿着一定的软弱面或软弱带，整体地或分散地顺 坡向下滑动的自然现象。 滑坡的诱因： ①地震；②降雨和融雪；③地表水的冲刷、浸泡；④河流等地表水体 ・２３０・ 对斜坡坡脚的不断冲刷；⑤开挖坡脚；⑥蓄水排水；⑦堆填加载；⑧劈山 放炮，乱砍乱伐。 滑坡发生的规律： 下列地带是滑坡的易发和多发地区：①江、河、湖（水库）、沟的岸坡 地带，地形高差大的峡谷地区，山区铁路、公路、工程建筑物的边坡等。② 地质构造带之中，如断裂带、地震带等。③易滑（坡）岩、土分布区。④暴雨 多发区及异常的强降雨区。 ２．２崩塌 陡坡上被直立裂缝分割的岩土体，因根部空虚，折断压碎或局部移 滑，失去稳定，突然脱离母体向下倾倒、翻滚，堆积在坡脚（或沟谷）的地 质现象称为崩塌。 崩塌的诱因： ①采掘矿产资源；②道路工程开挖边坡：③水库蓄水与渠道渗漏；④ 堆（弃）渣填土；⑤强烈振动。 ２＿３泥石流 泥石流是由于降水（暴雨、冰川、积雪融化水）产生在沟谷或山坡上 的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流，是高浓度的 固体和液体的混合颗粒流。 泥石流的诱因： ①不合理开挖；②不合理的弃土、弃渣、弃石；③滥伐乱垦。 地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落，并 在地面形成塌陷坑（洞）的一种动力地质现象。 ２．４地面变形 地面变形包括地面沉降、地面塌陷与地裂缝。目前中国发生地面沉 降活动的城镇有７０多个，明显成灾的有３０余个，最大沉降量已将近 ３ｍ。这些城市有的孤立存在，有的密集成群相连形成广阔的地面沉降带 （区）。造成中国城镇地面塌陷原因有三：①不合理地大量开采地下矿产 资源引起的塌陷；②表面岩溶活动引起的塌陷；③大量抽取地下水引起 地面下沉。 地面塌陷发生的规律： ①岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带或沿其与非可溶岩的接触地 带；②沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带，岩层剧烈转折、破碎 的地带：③松散盖层较薄且以砂石为主，其底部粘性土层缺失或甚薄（一 般不足１～２ｍ）的“天窗”地段；④岩溶地下水的主迳流带或岩溶管道上； ⑤具有潜水和岩溶水双层含水层分布地带；⑥岩溶地下水的排泄区；⑦ 岩沉吟地下水位在基岩面上下频繁波动的地带，或受排水影响强烈的降 落漏斗中心及近侧地段；⑧临近河、湖、塘地表水体的近岸地带；⑨岩溶 地下水位埋藏较浅的低洼地带。 ２．５人为地质灾害的危险性分析 人为活动加剧或加速地质灾害的发生所带来的危害性大大超过正 常状态下产生的地质灾害所带来的损失。如：矿产资源的开发以及铁道、 公路等各种工程建设的开挖，亦经常加剧地质灾害的发生，如：土壤侵 蚀、地面塌陷与沉降、滑坡、岩爆、泥石流、荒漠化以及坑道涌水、瓦斯爆 炸等灾害。人工滥伐森林资源，也造成土壤侵蚀、滑坡和泥石流等灾害， 并导致洪灾的加剧发生。人工爆破也会诱发岩溶塌陷、滑坡等灾害的发 生，还有可能引起连锁性的岩溶塌陷。 人工诱发地质灾害的特点如下： （１）诱发速度快。在自然地质演化及气候变化过程中，岩体由相对稳 定至不稳定的变化，经历长时间过程。而人工因素诱发下，就大大地缩短 了自然演化时间，加速岩土体的岩性变化，而导致突变灾难的发生，并造 成更大的损失。
建材发展导向２０１１年１０月 地质・勘察・测绘 （２）诱发灾害面广。自然地质灾害的发生，除了特大灾害之外，一般 其危害性有一定的局限性，在人工因素诱发下，其危害性就具有更大的 影响面。例如由于生物资源——森林的破坏，工程的大规模开挖，影响的 是区域性环境恶化，诱发区域性旱涝灾害，以至引发全球性荒漠化。人类 活动产生的升温效应，对气候及地质灾害诱发作用的影响也是全球性 的。 （３）灾害损失巨大，除了地震之外，人工诱发的地质灾害所造成的损 失是严重的。随着经济建设的发展，人工诱发地质灾害所造成的损失，仍 会不断增加，目前估计地质灾害损失每年约５００亿元，而受到威胁的就 是这些数据的数倍至数百倍。１９９８年洪灾损失２０００多亿元，死亡１４３２ 人，其中不少损失是通过地质灾害而产生的。 ３地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施 ３．１主要的施工技术标准总结 地质灾害防治工程的最大特点是隐蔽性（如抗滑桩）、复杂性（如抗 滑桩＋锚拉＋挡板＋冠梁）和多样性（防治滑坡可采用桩，亦可采用挡土 墙），以地下工程施工为工艺特点，因此与地基与基础工程和岩土工程具 有十分相近或相同的工艺流程、施工工序和施工工法。涉及地质灾害防 治工程施工的技术规范和标准主要有： （１）地质灾害防治工程现行施工技术标准和规范，如《滑坡防治工程 设计与施工技术规范》（ＤＺ／Ｔ０２１８—２００６）； （２）各类工业与民用和市政工程建设项目的地基与基础、深基坑、高 切坡、地基处理、基础病害工程防治等所涉及的技术规范和标准均可参 考使用，如《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（ＧＢ５０２０２—２００２）； （３）各类水利水电工程的土石方、地基与基础和岩土工程所涉及的 技术规范和标准均可参考使用，如《水电水利工程预应力锚索施工规范》 （ＤＬ／Ｔ５０８３—２００４）； （４）各类交通建设中所涉及的边坡、滑坡、危岩、塌陷和沉降等工程 防治的相关技术标准和规范，如《公路隧道施工技术规范》（ＪＴＪ０４２—９４）。 ３．２地质灾害防治工程实践 ３．２．１￣ｇｃ＇ｘｔ－防治工程设计 地质灾害防治工程设计，必须根据崩塌、滑坡、不稳定斜坡的成因机 制、运动模式、易发性及防治目标制定。 （１）根据致灾的成因确定主要防治途径； （２）根据灾害的易发程度、防治目标确定防治工程的强度和工程量。 ３．２．２地质灾害防治工程的主要工程措施 根据地质灾害防治工程勘查设计现行行业规范，《三峡库区地质灾 害防治工程质量检验评定标准》等技术标准及资料分析，国内防治地质 灾害的主要工程类型有：排（截）水工程、支（拦）挡工程、加固工程、护坡 工程、减载与压脚工程及搬迁和避让等，设计分别采用了对应的防治工 程措施，见表１所示。 ３．２＿３地质灾害工程实践 （１）工程防治措施 工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分，工程防治措施的适 用条件及方式：大多数房后切坡造成的小型土质滑坡，选用滑坡后缘地 表排水、前缘支挡或削方减载护坡等工程措施较为适应；对于中型以上 滑坡，应根据工程地质勘察资料选择工程防治措施。 （２）生物防治措施 生物防治措施是指植树造林，种草护坡及合理耕牧。它具有应用范 围广、投资省，能促进生态平衡，改善自然环境条件，防治作用持续时间 长的特点，需较长时间才能发挥其效益。 根据调查区地质灾害特点和自然经济条件，泥石流区，地面塌陷区 及水土流失区应采取封山育林，退耕还林等防治措施，减少地质灾害的 发生和经济损失。 ． （３）避让措施 ①雨天避让措施。对灾害隐患点和变形斜坡，采取雨天临时避让措 施，各镇在防灾预案的基础上编制安全转移预案，雨天对受威胁户一一 作转移地点安排。应根据就近原则、转移地（接受户）不受地质灾害或其 它灾害威胁的原则进行操作。 ②搬迁避让措施。对一些危险性大、危害性严重的地质灾害，防治费 用超过搬迁费用或再建房仍然受地质灾害威胁的，采用搬迁避让措施。 调查区需搬迁避让或已搬迁的灾点。 表１主要的地质灾害类型及防治措施一览表 工程类型 设计措施 主要的地质灾害类型 排（载）水沟 滑坡、塌岸、地面沉降、地面塌陷 排水盲沟 滑坡、塌岸 排（载）水工程 排水隧洞 滑坡 排水井（孔） 滑坡 混凝土灌注抗滑桩 滑坡、崩塌 锚拉抗滑桩 滑坡、崩塌 混凝土挡墙 滑坡、危岩、崩塌、泥石流 挡土墙 浆砌挡墙 滑坡、危岩、崩塌、泥石流 支（拦）挡工程 加筋土档墙 塌岸 防崩（落）石槽（台） 危岩、泥石流 拦石坝（墙、提） 危岩、泥石流 拦石网与拦石柱 危岩 支撑墩（柱） 危岩 预应力锚索（杆）加固 危岩、滑坡 加固工程 格构锚固 危岩、滑坡 注浆加固 危岩、滑坡、地面沉降、地面塌陷 锚喷支护 危岩 砌石护坡 危岩、塌岸、水土流失 抛石护坡 塌岸 护坡工程 石笼护坡 塌岸 锚杆与土钉墙护坡 危岩、水土流失 格构护坡 危岩、水土流失 植被护坡 塌岸、水土流失 方减载 滑坡、塌岸 减载与压脚工程 土石压脚 滑坡、塌岸 无 滑坡、危岩、泥石流 ４结语 岩土工程地质灾害防治工程是一项长期的工作，任重而道远。建设 资源节约型、环境友好型社会，建设社会主义新农村，对地质灾害防治工 作提出了新的要求。地质灾害防治重点已经确定，并将科技创新作为一 项重点内容，相信随着新技术、新方法、新材料在地质灾害防治工程中应 用，地质灾害防治措施和施工技术必将迈向新的台阶 参考文献 ［１］地质工程勘察、检验监测及设计施工与灾害防治技术实用手册．中国知识出版 社，２００７—１１ ［２］胡茂焱．地质灾害与防治技术．中国地质大学出版社，２００５—９． ［３］地质工程手册．中国知识出版社，２００６．
