岩土工程地质灾害成因及防治技术探析
韩宇
新疆新工勘岩土工程勘察设计院有限公司 新疆乌鲁木齐 830000
1 岩土工程地质灾害的类型与成因
1.1 滑坡灾害及其成因
滑坡是岩土工程中较为常见的地质灾害之一。它通常是指斜坡上的岩土体在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。其成因主要包括内在因素和外在因素。内在因素有岩土体的岩性,如松散的砂土、粉质土等更容易发生滑坡;地质构造,如存在断层、节理等薄弱结构面,会降低岩土体的稳定性。外在因素主要有降雨,大量的雨水渗入岩土体中,增加了岩土体的重量,同时降低了岩土体的抗剪强度;人类工程活动,如在斜坡上进行不合理的切坡、加载等,破坏了斜坡原有的平衡状态。
1.2 崩塌灾害及其成因
崩塌是指较陡的斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象。从类型上可分为岩崩和土崩。岩崩多发生在陡峭的岩石山坡,土崩则常见于土质边坡。导致崩塌的成因主要在于地形地貌条件,陡峭的悬崖、深切的河谷等地形容易引发崩塌。另外,风化作用会使岩石的强度降低,裂隙增多,为崩塌创造了条件。地震也是引发崩塌的重要因素,地震产生的震动会使岩土体的结构遭到破坏,从而引发崩塌。
1.3 泥石流灾害及其成因
泥石流是山区沟谷中,由暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。其形成需要三个基本条件,即丰富的松散固体物质、充足的水源和陡峻的地形。在岩土工程相关区域,由于人类活动如采矿、修路等产生的弃土、废渣等为泥石流提供了丰富的固体物质来源。强降雨是泥石流发生的主要激发因素,短时间内大量的降雨使沟谷内的水量迅速增加,水流的冲刷力增强,带动松散物质形成泥石流。而沟谷的地形落差大、沟床纵坡陡,为泥石流的快速流动提供了动力条件。
1.4 地面塌陷灾害及其成因
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)的一种地质现象。岩溶塌陷是地面塌陷中较为常见的类型,在可溶性岩石分布地区,地下水的溶蚀作用会使岩石形成溶洞。随着溶洞的不断扩大,当洞顶岩石无法承受上部岩土体的重量时,就会发生塌陷。非岩溶塌陷主要与人类活动有关,如过度开采地下水,会使地下水位下降,导致土体的有效应力增加,引起土体压缩变形,从而引发地面塌陷。矿山采空区也容易发生地面塌陷,地下采矿形成的空洞,当顶板失去支撑能力时,就会发生垮落,进而引起地面塌陷。
2 岩土工程地质灾害防治技术的措施
2.1 滑坡灾害防治措施
针对滑坡灾害,可从降低致灾因素与提升斜坡稳定性两个维度入手。对于内在因素中的岩土体岩性问题,若处于松散砂土、粉质土等易发生滑坡的区域,可采用改善岩土体性质的方法。例如,借助压力灌浆的手段,将水泥浆等注入岩土体,填充孔隙,增强岩土体的密实度与抗剪强度。针对存在断层、节理等软弱结构面的情形,可运用锚固技术,借助锚杆等将不稳定的岩土体与稳定岩体相连接,以增强整体稳定性。在应对外部因素时,针对因降雨引发的滑坡,可强化排水举措。于斜坡周边设置截水沟,对地表水进行拦截,避免其流入滑坡区域;在斜坡内部设置排水孔或盲沟,及时排出地下水,降低岩土体的含水率,减轻自重并提升抗剪强度。针对人类工程活动所诱发的滑坡现象,需强化工程规划与管理工作。在斜坡区域开展工程建设之前,应开展详尽的地质勘察以及稳定性分析,规避不合理的切坡与加载操作。若已实施不恰当的工程活动,则可借助回填、减载等手段使斜坡恢复平衡状态。
2.2 崩塌灾害防治措施
针对崩塌灾害,可依据其成因采用不同的防治措施。对于因地形地貌条件诱发的崩塌,可对危险区域实施加固处置。针对陡峭的悬崖,可运用挂网喷浆技术,于悬崖表面铺设钢筋网,随后喷射混凝土,以增强岩石的整体性与抗风化性能。在深切的河谷区域,可设置挡土墙等支挡结构,以防止岩土体发生下滑现象。针对风化作用所引发的崩塌现象,可运用防护涂层的手段加以应对。于岩石表面涂抹具备抗风化性能的涂料,以延缓岩石的风化进程。与此同时,需定期对岩石开展检查与维护工作,及时处置岩石出现的裂隙等问题。针对地震诱发的崩塌情况,在地震频发区域进行工程建设时,应提升建筑物与岩土体的抗震能力。例如,采用具备抗震设计的结构形式,增强结构的柔性与延性,从而降低地震对岩土体和建筑物造成的破坏。
2.3 泥石流灾害防治措施
为有效防治泥石流灾害,需从控制固体物质来源、调节水源以及改变地形条件等维度着手。针对因人类活动产生的弃土、废渣等固体物质来源,应实施合理的堆放与处理措施。在采矿、修路等工程项目中,需设置专门的弃渣场,并采取拦挡手段,例如修筑拦渣坝,以防止弃渣流入沟谷。在水源调节方面,针对强降雨诱发的泥石流,可建造水库、塘坝等水利设施,对沟谷内的水量进行调节。在降雨量大时,拦截部分水流,减少泥石流的激发因素。同时,加强植被恢复工作,植被可以涵养水源、减少水土流失,降低泥石流发生的可能性。在地形条件方面,可对沟谷进行整治。通过修建导流堤、谷坊等工程,改变沟谷的水流方向和坡度,减缓泥石流的流速,降低其冲击力。
2.4 地面塌陷灾害防治措施
对于岩溶塌陷,可采取填充和加固的方法。当发现溶洞时,可采用片石、混凝土等材料进行填充,增强洞顶的承载能力。对于较大的溶洞,还可以采用梁、板等结构进行跨越,避免洞顶岩石直接承受上部荷载。同时,要合理开发利用地下水,控制开采量,防止因地下水过度开采导致岩溶塌陷。对于非岩溶塌陷,在过度开采地下水引发的塌陷区域,要及时调整开采方案,实行限量开采或回灌地下水的措施,恢复地下水位,减少土体的压缩变形。对于矿山采空区的地面塌陷,可采用充填采矿法,在采矿过程中及时用废石、尾砂等填充采空区,减少空洞的形成。也可以采用崩落法,使顶板岩石自然崩落填充采空区,但要控制崩落的范围和时间,防止引发大规模的地面塌陷。
3 结语
综上所述,岩土工程地质灾害多样复杂,成因涉及岩土体特性、地质构造、自然环境和人类活动等。不同类型地质灾害如滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷有独特形成机制。通过分析成因,可针对性采取防治措施。防治关键原则是降低致灾因素、提升岩土体稳定性,应针对不同灾害灵活运用改善岩土体性质、锚固、排水等多种技术手段,同时加强工程规划管理、合理开发资源和定期检查维护。随着工程建设和经济活动推进,地质灾害防治面临更多挑战与机遇。未来需加强成因研究,探索创新防治技术,提高预警和应急响应能力,减少灾害损失,实现岩土工程与自然环境和谐共生。
参考文献:
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