水工环技术在地质灾害防治中的应用策略

水工环技术在地质灾害防治中的应用策略

何小波

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摘要：回首我国数千年历史，几乎历朝历代都有地质灾害发生。地质灾害不仅给人民群众的生命和财产安全造成重大威胁，也会造成自然生态环境破坏，为保证人民安居乐业，近年来我国一直在致力于发展地质灾害防治事业，大量研究地质灾害，发现大部分地质灾害的发生，与水文地质及环境地质有千丝万缕的联系，基于此，本文围绕水工环技术在地质灾害防治中的应用策略这一主题展开分析

关键词：水工环技术；在地质灾害防治；应用策略

引言

地质灾害是一种危害和破坏性较大的自然灾害，往往会对各种地球生物造成大面积杀伤，造成的经济损失难以估量。科学有效的地质灾害防治，是降低地质灾害危害和损失的重要举措，合理分析水工环地质与自然地质灾害治理的关联，探索各种常见地质灾害的形成原因，重点研究可用于地质灾害防治的水工环技术，探讨水工环技术在自然地质灾害防治中的应用途径，对我国地质灾害防治事业具有一定现实意义。

1水工环技术概述

所谓水工环指的是水文、工程与环境地质。其中水文地质重点研究地下水分布与形成规律、物理、化学成分等；工程地质重点研究地质灾害、岩体稳定性、综合评价地质问题，判断地质变化及作用，提出改善地质问题的措施；环境地质重点研究人类活动与地质环境之间的相互影响，强调生产与生态的协调发展[1]。而应用在地质灾害防治工作中的水工环技术，主要是通过对地下水地质构造进行勘查，进而获取地质数据，通过对数据的分析与评估，准确判断出区域内地质灾害的发生类型及可能性的一项技术。

2  矿区活动地质环境问题

2.1采空区地面灾害

该矿区煤矿在2002年就已经进行了开采，且2006年经过重新建井及多次改扩建活动，后续开采存在极不规范的行为，造成地下存在0.5km2左右的采空区域，矿区矿井开拓多采取斜井片盘形式，现场采取壁式开采、木支护、炮采落煤、绞车提升，煤矿开采区埋深普遍大于60m，在一些局部煤层露头附近埋深小于30m，矿区煤炭资源枯竭，现场矿柱则提供后续残采活动，地面沉降、塌陷、地裂缝等灾害时常发生，矿区已经存在大约20处地面塌陷。其中塌陷长度最大达到了60m，宽度则达到了30m以上；另外，地面沉降集中区域形成了5个沉降带，长度在10～200m，宽度在40～120m；地裂缝在矿区数量较少，其中一条较为明显的地裂缝宽度为0.5m，长度为15m，深度达到了2～4m。通过地表变形移动理论可知，当采矿深度与厚度之比小于7时，矿区地表会出现冒落灾害（速率极快的地表沉陷变形），矿区大部分采空区煤层采厚在7m以下，埋深在60m以上，采空区很少出现地裂缝、地面塌陷现象。但是在一些较浅的采空区及浅巷道，还是会出现地裂缝和塌陷灾害[1]。采空区地面灾害会对人员生命财产安全、水利农田设施造成严重危害。

2.2地面不均匀沉降

自然因素与人类活动因素均会导致地面的不均匀沉降，伴随着城市规模的不断扩大，主城区中心土地资源供不应求，促使了地下城市空间的发展，对城市地下土体结构的改造导致周围建筑物土体的不均匀沉降，在矿山建设中，地面承载力不足，在矿山周围进行大规模建设，导致矿山下部土体产生不均匀沉降，引发矿山地质灾害，造成重大经济损失。

2.3水环境问题

矿区水环境污染主要源于矸石堆渗水及矿坑排水，产生的废污水通过地表流向附近河流，造成河流中的污染物质不断增多，对两岸居民生活造成了极大影响。矿内大面积的采空区也需要进行矿井排水处理，大量的排水会造成地下水位的快速降低，促使河床底部采空区发生塌陷等地质灾害，河水倒灌进入采空区也会形成断流现象。

3水工环技术在地质灾害防治中的应用

3.1地表、地下回填结合打孔灌浆

针对上述矿区地质灾害，文章考虑采取地表、地下回填结合打孔灌浆的施工方案进行地质治理，方案中施工措施如下：对于地表存在的宽度较大的地裂缝和塌陷灾害，先对矿区既有矸石进行压实覆土化充填处理，并对周围治理区进行综合化复垦；对于大范围采空区，则以巷道、坑陷为主要入口，对采空区进行矸石回填处理。在一些难以进入的道路、河道等位置的采空区，需要进行投料孔的施工设计，利用矸石或者废石进行浇灌、回填处理，构建人工化保护柱，对地表生态破坏进行直接绿化和耕地修复；对于河床附近及下面是采空区的河道，则可以在枯水季节进行必要的截流和引流工作，采取隔水层设置和防水卷材铺设（以黏土材料充作隔水层），并且修筑两岸防洪结构物。该水工环技术方案能够对矿区既有矸石起到较大程度的消耗作用，尽可能地恢复地表地貌，避免矸石引发的二次灾害，也规避了矸石雨水淋滤下造成的水环境污染，后续对于矸石的治理措施（排水渠、挡土墙等结构）也可以适当简化，对残留矸石场进行简单化覆土处理后也可以形成林地和耕地

3.2物探技术

应用物探技术防治地质灾害，其最大优势在于可在地层表面运用物探电阻率、自然电位等技术方法，针对大概率发生滑坡、崩塌、塌陷等地质灾害的区域进行勘察，并且第一时间掌握该位置的地层岩性、地下水流向、地层厚度等数据，为相关人员提供参考，有助于防治措施的合理制定。

3.3崩塌与山体滑坡

实际工作中，崩塌和山体滑坡是最易发生的一类地质灾害。它破坏力很大，用水工环技术防治，就需尽量少抽取地下水，克制矿产的开采，工作前就要有地质灾害防治预案，降低可能给山体造成的破坏，同时尽可能给出灾害发生时可采取的措施，避免手忙脚乱，耽误最佳调整时机。工作人员需使用遥感技术，监测土质变化等技术。要了解地面沉降信息，根据地下水资源状况构建健全的监测网络。要做全面监测，并深入调查，使用物探钻探等一系列手段深入研究，掌握不同类型地质灾害的分布规律。水工环技术要能发挥作用、防治山体滑坡，就需结合剖面测量方法做演算，了解不良地质的变化规律及规模，做好山体滑坡的有效防治。最常见的防治技术是稳固泥石流排导坡面，应用V型槽设计技术防治地质灾害，同时保护自然生态。使用水工环技术的时候，需提前监测，根据可能发生的情形制定预警方案，完善预警系统。而矿山的开采过程也要足够科学合理，要能维护好地质稳定性，一方面全面监测，一方面要从实际情况出发，结合勘察手段及地质灾害频率进行合理开采，让监测活动能和日常勘察结合在一起，减少地质灾害给矿产开采带来的负面影响。

3.4地面沉降

矿区地面沉降和地下水的过量开采有关，当地下水位大幅下降的时候，矿山山体会受到不同程度影响。在用水工环技术的时候，需监测地下水位以及地下水污染状况，随时了解数据。要能根据不良地质现象、人工边坡状态及采空区的情况进行综合调整，制定科学方案，尽可能降低地面沉降给开采带来的影响和安全威胁。要合理利用水工环地质技术实时监测，得到地下水位数据，一边开展矿山生产，一边了解现场状况，发现地下水位降低过快的时候，要立刻减少抽取，让其慢慢自然补充，直到恢复之前的正常状况。另外还可从实际情况出发，采用一系列测绘方式进行矿山整体性测绘。可做好规划，根据测绘情况得到矿山地质环境数据，作为矿山开采的指导，最大程度避免地面沉降过大带来的事故和安全隐患。

结语

在我国历史上，地质灾害事件不胜枚举，每一次严重地质灾害事件的发生，都会造成众多家庭的残缺和不幸，给人们留下惨痛回忆。经过梳理发现，较常见的地质灾害有地震、滑坡、坍塌、地面沉降和开裂，深入分析水工环技术在各种地质灾害防治工作中的应用，有利于我国防灾减灾。

参考文献

［1］阮瑜瑜，孙益斌．赣南地区矿山水工环地质勘查现状及地质灾害评估研究［J］．世界有色金属，2021(21):109－110．

［2］陈存银．甘肃酒泉地区矿山地质特征及水工环地质灾害危险性评估［J］．世界有色金属，2021(15):101－102．

［3］吕相伟，刘垚．基于智能遥感识别的矿山水工环灾害数据采集系统［J］．世界有色金属，2021(07):26－27．

［4］王志虎．甘肃碧口地区矿山水工环地质灾害危险性评估措施分析［J］．中国金属通报，2020(04):227－228．

［5］董玉玉．基于遥感信息识别的矿山水工环地质灾害

数据采集系统［J］．中国金属通报，2020(04):70－71．