岩土地质工程灾害的防治技术及措施研究论文_张兵

岩土地质工程灾害的防治技术及措施研究论文_张兵

(安徽理工大学,安徽 淮南 232000)

摘要:随着国家进步及经济发展,资源开发和相应工程建设活动力度日益增大,给脆弱的地质环境带来严重的压力和挑战,地质灾害发生频率逐年上升。根据已有研究得知,我国地质环境破坏的程度越来越严重,每年发生地质灾害的频率也越来越高,因此,本研究就岩土工程与地质灾害的防治技术及措施入手研究,从工程实践角度出发,提高工程质量及保护地质环境。

关键词:岩土工程;地质灾害;防治技术;防治措施

目前,国际上很多国家存在岩土地质灾害问题,我国是最严重的国家之一 。每年因岩土灾害造成的直接经济损失占自然灾害总损失的 20%以上,造成地质环境破坏进而影响人民的生活,制约社会化境的可持续健康发展。

一、地质灾害主要分类

1.滑坡:是指斜坡上的岩体由于某种原因在重力的作用下沿着一定的软弱面或软弱带整体向下滑动的现象。

2.崩塌:是指较陡的斜坡上的岩土体在重力的作用下突然脱离母体崩落、滚动堆积在坡脚的地质现象。

3.泥石流:是山区特有的一种自然现象。它是由于降水而形成的一种带大量泥沙、石块等固体物质条件的特殊洪流。

二、地质灾害的防治技术

随着现代科学技术的发展和学科间的相互渗透,合成孔径干涉雷达(InSAR)、激光扫描、光纤应变分析等技术相继不同程度的应用于地质灾害的调查与监测中。而光纤应变分析技术之布里渊散射光时域反射技术(BOTDR)应用于地质灾害监测,处于刚刚起步阶段。BOTDR是目前国际上近几年才发展成熟起来的一项尖端技术。起初应用于航天领域,发达国家相继应用于电力、通讯、工程等领域的应变检测和监控。工程领域主要应用于桥梁、大坝、隧道等大型基础工程的安全监测和健康诊断,并取得了很多成功应用的经验;在日本,开始将BOTDR技术应用于边坡工程的变形监测中;我国工程领域引入BOTDR技术相对较晚,目前主要应用于桥梁、隧道等构筑工程的变形监测中,并取得了一定成果;在三峡水库区巫山开始将BOTDR应用于滑坡监测。与常规地质灾害监测技术相比,BOTDR技术具有多路复用分布式、长距离、实时性、精度高和长期耐久等特点,通过合理的布设,可以方便的对目标体的各个部位进行监测;由于其具有很好的技术应用前景,已经成为一些发达国家如日本、美国、加拿大、瑞士等国家竞相研发的课题。

三、地质灾害的防治措施

(一)滑坡灾害防治的工程措施

1.拦挡。对中、小型崩塌可修筑遮挡建筑物或拦截建筑物。拦截建筑物有落石平台、落石槽、拦石堤或拦石墙等,遮挡建筑物有明洞、棚洞等。

2.支撑与坡面防护。支撑是指对悬于上方、可能拉断坠落的悬臂状或拱桥状等危岩采用墩、柱、墙或其组合形式支撑加固,以达到治理危岩的目的。

3.锚固。板状、柱状和倒锥状危岩体极易发生崩塌错落,利用预应力锚杆(索)可对其进行加固处理,防止崩塌的发生。锚固措施可使临空面附近的岩体裂缝宽度减小,提高岩体的完整性。

4.灌浆加固。固结灌浆可增强岩石完整性和岩体强度。一般先进行锚固,再逐段灌浆加固。

5.疏干岸坡与排水防渗。通过修建地表排水系统,将降雨产生的径流拦截汇集,利用排水沟排出坡外。对于滑坡体中的地下水,可利用排水孔将地下水排出,从而减小孔隙水压力、减低地下水对滑坡岩土体的软化作用。

6.削坡与清除。削坡减载是指对危岩或滑坡体上部削坡,减轻上部荷载,增加危岩体和滑坡体的稳定性。

7.加固山坡和路堑边坡。在临近道路路基的上方,如有悬空的危岩或体积巨大的危石威胁行车安全,则应采用修筑与地形相适应的支护、支顶等支撑建筑,或是用锚固方法予以加固;对深凹的坡面须进行嵌补,对危险裂缝应进行灌浆处理。

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(二)崩塌灾害防治的工程措施:

1.排除地表水和地下水。滑坡滑动多与地表水或地下水活动有关。因此在滑坡防治中往往要设法排除地表水和地下水,避免地表水渗入滑体,减少地表水对滑坡岩土体的冲蚀和地下水对滑体的浮托,提高滑带土的抗剪强度和滑坡的整体稳定性。

2.减重与加载。通过削方减载或填方加载方式来改变滑体的力学平衡条件,也可以达到治理滑坡的目的。但这种措施只有在滑坡的抗滑地段加载,主滑地段或牵引地段减重才有效果。

3.抗滑挡土墙。对于中小型滑坡可以单独采用,对于大型复杂滑坡,抗滑挡土墙可作为综合措施的一部分。设置抗滑挡土墙时必须弄清滑坡滑动范围、滑动面层数及位置和推力方向及大小等,并要查清挡墙基底的情况,否则会造成挡墙变形,甚至挡墙随滑坡滑动,造成工程失效。

4.锚索。锚索是通过外端固定于坡面,另一端锚固在滑动面以内的稳定岩体中穿过边坡滑动面的预应力钢绞线,直接在滑面上产生抗滑阻力,增大抗滑摩擦阻力,使结构面处于压紧状态,以提高边坡岩体的整体性,从而从根本上改善岩体的力学性能,有效地控制岩体的位移,促使其稳定,达到整治顺层、滑坡及危岩、危石的目的。

5.抗滑桩。抗滑桩是以桩作为抵抗滑坡滑动的工程,抗滑桩是在滑体和滑床间打入若干大尺寸锚固桩并使两者成为一体,从而起到抗滑作用,所以又称锚固桩。近年来,抗滑桩已成为滑坡整治的一种关键工程措施,并取得了良好的效果。

6.微型桩。微型桩指直径小于300mm、长细比大于30的插入桩或灌注桩,其桩径较小,可以达到很大的深度,穿过各种岩石和障碍物,甚至可以做到任何斜度;因其配筋量很大,可承受弯曲应力,而位移很小;施工时震动、地面扰动和噪音小,既能用于地下水位以上,也能用于地下水位以下,并能在困难的条件下进行安设;在场地狭窄、出入困难、环境和工作条件较差的情况下,显示出明显的优点。

7.护坡工程。对于黄土和膨胀土滑坡,坡面加固护理较为有效。具体方法有混凝土方格骨架护坡和浆砌片石护坡。在混凝土方格骨架护坡的方格内铺种草皮,不仅绿化,更可起到防冲刷作用。

(三)泥石流灾害防治的工程措施

1.跨越工程。在泥石流沟上方修筑桥梁、涵洞跨越避险工程,使泥石流有排泄通道,又能保证道路的畅通。

2.穿越工程。在泥石流下方修筑隧道、明硐和渡槽的穿越工程,使泥石流从上方排泄,下方交通不受影响。

3.防护工程。对泥石流地区的桥梁、隧道、路基及重要工程设施修筑护坡、挡墙、顺坝和丁坝等防护工程,从而抵御泥石流的冲刷、冲击、侧蚀和淤埋等危害。

4.排导工程。修筑导流堤、急流槽、束流堤等排导工程,改善泥石流流势、增大桥梁等建筑物的排泄能力。

5.拦挡工程。修筑拦砂坝、固床坝、储淤场、支挡工程、截洪工程等拦挡工程,控制泥石流的固体物质和雨洪径流,削弱泥石流的流量、下泄量和能量,以减缓泥石流的冲刷、撞击和淤埋等危害。

四、结束语

地质灾害防治是指对由于自然作用或人为因素诱发的对人民生命和财产安全造成危害的山体崩塌、滑坡、泥石流等地质象,通过有效的地质工程手段,改变这些地质灾害产生的过程,以达到减轻或防止灾害发生的目的。地质灾害防治工作,实行预防为主、避让与治理相结合的方针,按照以防为主、防治结合、全面规划、综合治理的原则进行,应做到:以人为本,预防为主;分级分类,属地管理;统筹部署,突出重点;依法依规,科学减灾。

参考文献

[1]《地质灾害与防治技术》中国地质大学出版社.2005-9

[2]《岩土工程勘察规范》GB50021-2001(2009版)

[3]《工程地质手册》中国知识出版社.2006

[4]《工程地质学》主编:施斌 阎长虹. 科学出版社.2017

[5]《普通地质学》主编:舒良树. 北京:地质出版社.2010

论文作者:张兵

论文发表刊物:《知识-力量》2019年5月上《知识-力量》2019年5月中

论文发表时间:2019/3/5

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