岩土工程在地质灾害防治中的应用

岩土工程在地质灾害防治中的应用

庄鸿彬   黎艳   张太淼  刘晶 

云南地质工程勘察设计研究院有限公司  云南昆明  650041 

摘要：岩土工程在地质灾害防治中的应用领域广泛，包括勘察、设计、施工和监测等环节。通过科学的方法和技术手段，岩土工程为地质灾害的预防和治理提供了可靠的技术支持，为保障社会安全和促进可持续发展做出了重要贡献。本文深入探讨岩土工程在不同地质灾害类型中的具体应用，并探讨其效果和挑战，以期为地质灾害防治提供更好的解决方案。

关键词：岩土工程；地质灾害，防治；应用探析

引言

地质灾害是自然界中常见的一种灾害形式，对人类生命和财产安全造成巨大威胁。在地质灾害的防治中，岩土工程发挥着重要的作用。岩土工程涉及地质、土力学和工程力学等多学科的知识，通过详细的勘察、科学的设计、精确的施工和有效的监测，岩土工程为地质灾害的预防和治理提供了可靠的技术手段支持，旨在减轻地质灾害对工程设施和人类活动的影响,对于保障社会安全、促进可持续发展方面具有重要作用。

1.岩土工程中常见的地质灾害类型

1.1 泥石流

泥石流是一种由地质条件、降雨等多种因素共同作用引起的岩土类型地质灾害。其形成原因包括岩性和地质构造、坡度和坡面状况、降雨量和降雨强度以及地震活动等。泥石流的表现特征主要包括大量泥沙和石块的组成、快速流动和高破坏力、远程传播等。泥石流带有大量混合物，形成高速的流体流动，能够快速淹没和冲击沿途的地区，对人类建筑和设施造成严重破坏。泥石流还会顺流水系远程传播，导致河道淤积和堵塞，出现次生灾害。为了预防和治理泥石流，需要建立监测预警系统、进行植被恢复与保护、合理规划土地利用、加强河道疏浚和泄洪工程以及建设防护工程和抗灾设施等措施，最大限度地减少泥石流灾害带来的损失。

1.2 滑坡

滑坡是岩土工程地质灾害类型中一种常见现象，其形成原因涉及多个因素。地质因素包括地层的岩性和地质构造等，岩层的溶解和破坏易受地下水或降雨的侵蚀，导致土壤或岩石失去稳定性。而坡度陡峭和坡面状况植被覆盖率差也增加了滑坡发生的风险。水分含量的过多将减小土壤或岩石颗粒间的摩擦力，造成稳定性降低[1]。如图1所示是文兴大河现状。此外，地震活动也可能引发滑坡的发生，震动和破坏会导致本来稳定的土壤或岩石发生滑动。滑坡的表现特征主要包括土体沿着滑面平行于坡面的滑动，可能还伴随着滑坡裂缝的形成，滑坡体堆积和周边环境破坏。滑坡可导致建筑物、道路和其他设施的损毁，对人员和财产造成威胁。为了预防和治理滑坡，需要进行地质勘察，采取边坡加固措施，排除水分，管理土地利用，建立监测预警系统等，确保岩土工程的安全稳定。

图1 滑坡灾害实景图

1.3 崩塌

崩塌是岩土工程中常见的地质灾害，主要由坡地地质条件、饱和度增加、坡面剧烈变动以及地震或地质构造变动等原因引起。崩塌的表现特征包括坡面下滑、坡脚扩展、滑动断层和滑坡裂缝以及崩塌物堆积等。土壤或岩石沿着斜坡表面下滑，导致局部或整个坡体崩塌，崩塌物向下滑动扩展到坡脚或周围地区，形成较大的地质灾害。崩塌还会导致土壤或岩石产生滑动断层或滑坡裂缝，同时形成堆积物覆盖原有地表。为了预防和治理崩塌灾害，可以进行岩土工程勘察，采取坡面加固措施，实施排水措施，进行生态修复，并建立崩塌监测与预警系统等措施[2]。

1.4地面变形

地面沉降是地球表面某一区域相对于参考标高的降低现象，主要由地下水开采、地下采矿活动、地质构造压缩和土壤压缩等原因引起。地面沉降的表现特征包括地面平整度变差、建筑物和基础设施受损以及水文条件变化等,地面平整度变差表现为地表出现坑洼、凹陷或不规则的表面破坏，建筑物和基础设施受损体现为倾斜、裂缝和损坏的出现，水文条件变化会导致地下水渗漏和水源补给不足等问题。为了及时了解地面沉降情况并采取控制措施，需要进行定期监测和采取相应的控制措施，如合理开采地下水、实施地下水充水、土壤改良和工程加固等，对于保护建筑物、基础设施的稳定性和水资源的合理利用至关重要。

2. 岩土工程地质灾害防治技术

2.1 滑坡防治技术

岩土工程中的自然灾害崩塌滑坡是一种常见而严重的地质灾害，为了有效防治此类灾害，需要采取综合措施。首先，进行详尽的地质调查和评估工作，以了解地质条件和岩土层结构，确定潜在崩塌滑坡点和易发区域。其次，针对现有崩塌滑坡风险的边坡，采取边坡加固措施，如钢筋混凝土喷射桩、土钉墙、挡土墙等，以提高边坡的稳定性和抗滑性。控制水分也是重要的防治方法，通过排水系统和防渗措施，减少边坡内部的水分含量，降低边坡的饱和度，增强岩土体的抗滑性和抗冲刷能力。土体改良技术也可以采用，通过固化、加固、加密土壤等方法，改善岩土体的力学性质，提高其抗滑性和稳定性。同时，建立滑坡灾害的监测与预警系统，对边坡的位移、裂缝及地下水位进行监测，及时发现滑动迹象，提前预警并采取相应防治措施，从而有效减少崩塌滑坡的发生概率，确保岩土工程的安全

[3]。

2.2崩塌防治技术

在进行岩土工程前，进行详尽的地质调查和评估工作，了解地质条件、岩土层结构和地下水等情况。通过综合评估，确定潜在崩塌点和易发区域，为采取相应措施提供依据。对于已经存在崩塌风险的边坡，可以采取不同的加固措施。常用的方法包括钢筋混凝土喷射桩、锚杆支护、土钉墙、挡土墙等，通过增加边坡的稳定性和抗滑性，减少崩塌的发生概率。通过排水系统和防渗措施，减少边坡内部的水分含量，提高岩土体的抗滑性和抗冲刷能力。提高岩土体的密实度可以增加岩土体的稳定性。通过合理的压实方法和技术，将岩土体内部的颗粒成分紧密连接起来，增加其抗滑性和承载能力，减少崩塌的风险。建立崩塌灾害的监测与预警系统，通过监测边坡的位移、应力、水文情况等，及时发现边坡变形的迹象，提前预警并采取相应的应对措施，保障人员和财产的安全。

2.3 泥石流防治技术

为了有效防治岩土工程中的泥石流，可以采取一系列综合措施。首先，建立泥石流的监测预警系统，通过监测降雨量、地下水位、泥沙含量等指标，及时发现泥石流的迹象并提前进行预警。其次，加强对泥石流发生区域的植被恢复和保护工作，通过恢复植被覆盖，提高土壤的抗冲性和稳定性，有效降低泥石流的发生概率。合理的土地利用规划也是防治泥石流的重要措施，避免在易发区进行大规模建设和人口集聚，减少人员和财产的暴露风险。此外，对泥石流河道进行治理，包括修建防护堤、拦挡坝、河道疏浚等工程措施，以减缓和控制泥石流的流速和冲击力，防止泥石流带来的附加灾害。同时，建设抗灾设施如防护墙、挡土墙和避难点，用于保护人们的生命财产安全。持续的监测和研究是不可或缺的，通过对泥石流特点和演化机制的深入了解，为预测和防治提供科学依据。

2.4地面变形防治技术

在岩土工程中，地面沉降是一种常见的自然灾害，防治地面沉降至关重要。在防治地面沉降过程中，首先要进行地质调查与评估，了解地质条件和成因，为后续的防治方案提供依据。其次，合理的地下水管理是关键，通过控制地下水位、抽水和补水等措施，维持地下水平衡，减少地面沉降的发生。另外，地基加固与加固技术是防治地面沉降的重要手段，如灌浆加固、地基处理和加设加固钢筋等，可提高地基稳定性和抗沉降能力。同时，建立沉降监测与预警系统，及时监测地面沉降情况，预测沉降趋势，以便及时采取措施[4]。最后，在工程设计和施工过程中要合理考虑地面沉降风险，选择适当的材料和施工技术，减小地面沉降概率。

3. 提升岩土工程在地质灾害防治有效措施

3.1完善地质调查与评估

完善地质调查与评估是提升岩土工程地质灾害防治效果的关键措施，因为它能够为岩土工程规划和建设提供科学依据。通过对地质构造、岩性特征、地下水情况等进行详细分析和评估，可以充分了解岩土工程的地质条件，预测潜在的地质灾害隐患。这样的了解和预测能够为防治措施的制定提供准确的指导，使防治工作更具针对性和有效性。只有在了解了岩土工程的地质情况后，才能有针对性地制定防灾措施，从而降低地质灾害的风险。

3.2定期监测与预警

定期监测与预警是提升岩土工程地质灾害防治效果的重要措施，能够实时掌握岩土工程的地质状况和变化。通过建立健全的监测与预警系统，对岩土工程的地下水位、地表位移、岩体裂缝等关键参数进行实时监测，能够及时发现地质灾害的迹象。通过预警系统，能够及时警示相关部门和人员，并采取紧急应对措施，避免或减少灾害的发生和影响。定期监测与预警系统的建立和运行，能够提高工作人员对地质灾害的认知，加强对岩土工程安全管理的监管力度，从而保障岩土工程的安全生产和可持续发展。例如在文兴大河周围地区，针对监测工程设计与已有的监测仪器向结合，在坡体周边设置6个基准点、8个施工安全监测点、8个防治效果点及6个简易监测点，施工期监测实行每7日监测一次，遇强暴雨或雨季施工，适当加密监测次数，实行24小时专人值守巡视检查。竣工后防治效果监测实行雨季期间（5～10月份）每月监测1次，其他月份每季度监测1次，平时以巡查、简易监测为主。施工安全监测时长为整个施工期；工程效果监测时长为工程竣工后1个水文年。

表1 岩土工程地质监测

3.3加强支护与加固技术

加强支护与加固技术是提升岩土工程地质灾害防治效果的必要措施，因为它能够增强岩体的稳定性和抗沉降能力。在岩土工程中存在崩塌、滑坡等风险的区域，通过选择适当的支护与加固措施，如锚杆、喷射混凝土支护、地压控制等，能够有效提高岩体的稳定性，降低地质灾害的发生概率。对于存在涌水风险的地区，采取井筒封堵、地下排水等防治措施，能够有效控制地下水的渗透和涌入，降低灾害风险。加强支护与加固技术的应用，能够提升岩土工程对地质灾害的承载能力和稳定性，保障岩土工程的安全生产和可持续发展。

4.结语

综上所述，岩土工程勘察为地质灾害防治提供了基础数据，为制定相应的防治措施提供了科学依据。岩土工程设计通过选择适当的处理方法和加固措施，提高工程的稳定性和抗灾能力。岩土工程施工过程中的合理操作和工程措施能够确保工程的安全性和可持续发展。岩土监测与灾害预警系统的建立和运行，可以及时发现地质灾害的趋势和危险，为灾害管理提供宝贵的信息和预警。

参考文献

[1]董文 ,潘建平 ,阳振宇 ,夏鑫 ,张定凯 ,向淇文 ,曹建虎 ,廖振环 .高分二号卫星数据在地质灾害调查中的应用——以重庆万州区为例[J].中国地质灾害与防治学报，2019，30(01) ：106-111.

[2]高秉金. 岩土工程地质灾害防治工程勘查设计中质量管理体系应用研究[J].世界有色金属，2022（11）：3-4.

[3]李铨兴.地质灾害防治的策略探讨以及地质环境的应用研究[J].中国住宅设施，2021，79（1）：45-46.

[4] 仉义星 ,兰恒星 ,李郎平 ,伍宇明 ,陈志超 ,陈俊辉 .综合统计模型和物理模型的地质灾害精细评估——以福建省龙山社区为例[J].工程地质学报 ,2019,27(03):608-622.