岩土工程在地质灾害防治中的进展.

岩土工程在地质灾害防治中的进展

摘要

近年来,随着我国国民经济的快速发展,各种资源的开发和工程建设等人类工程活动的力度也广泛增大,给我国本就十分软弱的地质环境带来了很大的压力,地质灾害的频度和规模有逐年增长的趋势。为此,本文就岩土工程与地质灾害的内涵、地质灾害的特点,岩土工程在地质灾害防治工程的重要施工技巧标准、防治措施及其进展进行了综合的论述。

关键词:岩土工程;地质灾害;防治措施;进展

1、岩土工程与地质灾害防治的内涵

对岩土工程没有一个准确的定义,很多岩土界的专家对岩土工程都有不同的释义,综合起来大概有三个层次:

(1是以土力学与基础工程、岩石力学与工程为基础,并和工程地质学密切结合的综合性学科;

(2是以岩石和土的利用、整治、或改造作为研究内容;

(3服务于各类主体工程的勘察、设计、与施工的全过程,是这些主体工程的组成部分。

当然,岩土工程不是一门独立与土木工程之外的学科,而是属于各主体工程之中的学科。岩土工程在地质灾害的防治中涉及到监测、岩石土体的开挖、填土、加固等过程。

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、人类赖以生存和发展的环境、资源产生严重损害的地质现象,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,岩土工程方法是地质灾害防治的主要和直接的方法。《地质灾害防治条例》中界定的地质灾害,包括山体滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害。

2、我国地质灾害的特点

由于我国地质结构复杂,地球生态环境多变,加之是人口众多的农业大国,承灾能力弱,所有形成灾害类型多、分布广、频度高、强度大、影响面宽。据材料统计分析,滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等种类的地质灾害在我国十分发育,其中崩塌、滑坡、泥石流的散布领域约占国土面积的50%,其中以西南、西北地区最为严重,这些灾害还在随着社会经济的发展日益增长。所以要积极有效的开展地质灾害预防,采取切实可行的防治措施,对避免和减轻地质灾害给人民生命财产造成的严重损失,维护社会稳定,保护生态环境,促进社会经济发展都有重要意义。

3、历史回顾

地质灾害的防治是古老而又年轻的领域,说其古老是因为很早以前就意识到地质灾害防治的必要性,说其年轻是因为到现在地质灾害的防治还是一个热门的课题,并且越来越重视。人们也重新认识了地质灾害的严重性,从观念上重视了地质灾害的防治,其诱因有自然的和人为的,能避免的尽量避免,不能避免的要尽可能的将损失降到最低。国家也对地质灾害防治越来越重视,1988年国务院赋予地质矿产部对全国地质环境监测、评价和地质灾害防治管理职能后,各层领导都坚决贯彻中央指示,把防治地质灾害作为一项重要任务,做出许多重要指示和部署,使我国地质灾害防治工作进入一个新的、全面发展阶段,为减轻人民生命财产损失,实施重大工程建设,促进经济发展和社会稳定发挥了重要作用。

例如滑坡研究最早的报道是海姆(A.Heim在1882年发表的一篇关于瑞士阿尔卑斯山区某处滑坡的文章,随后诞生很多治理滑坡的理论和技术。100多年来对地质灾害防治的研究方兴未艾,目前正在形成一门成熟的独立学科,从岩土工程出发,通过

研究岩石力学、土力学、工程地质、以及一些岩土工程新技术和新材料学等对地质灾害的防治有很大贡献。

另外一方面加强了对地质灾害的预报,把一切工作做在灾害来临之前,防患于未然,达到“防”的目的。围绕地质灾害成因机理和诱发机理及其动力学过程探索预测途径的理论,主要从地质灾害形成演化的静力学和动力学原理出发,探

讨地质灾害形成演化过程和机理,从不断认识和揭示泥石流、滑坡等形成机理方面研究线性和非线性动力学预测预报途径。有关地质灾害动力学和成因机制方面的预测预报思路大多以岩石力学和土力学分析为基础,从岩土力学的蠕变-破坏理论,到岩土体蠕变破坏的实验曲线研究,进而探索地质灾害体临界破裂状态和稳定性,一直是地质灾害破坏扩展预测和各种相关预测预报模型建立的基础。从早期地质灾害静力学的极限平衡原理,采用力矩平衡、推力传递计算、力多边形图解及多种投影方法,通过计算地质灾害稳定性系数,评价地质灾害体稳定状态;到80年代,从地质灾害动力学探索地质灾害破裂源、扩展源和启动过程及爆发机理;至近年来兴起的非线性动力学,探讨地质灾害尖点突变失稳过程、涨落和反馈机制及非线性响应等等,这些研究揭示了地质灾害形成演化过程及其动力学机制,初步构成地质灾害成因动力学预测预报理论基础,从而达到地质灾害的预报。

总之,随着社会经济的发展,防灾减灾的措施也层出不穷,我国也出现了很多新理论、新材料、新方法、新技术,与此同时大批国外的先进技术被引进,从而大大促进了我国在地质灾害防治领域的成就和地位。

4、地质灾害分类及岩土工程防治措施

首先,地质灾害的防治不是某一个人的责任,是我们每一个公民的义务和责任,要全民行动起来,减轻对自然环境的压力,地质灾害就不会频发。地质灾害的治理要贯彻“预防为主,整治为辅”的原则,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。

4.1滑坡

滑坡是指在某种诱发因素下,斜坡土和岩体在重力作用下失去原有的稳定状态,沿着斜坡内某些滑动面(或滑动带作整体向下滑动的现象。

滑坡防治工程方面,常常可采用的措施主要有:地下排水工程、刷方减重工程、支挡工程、滑带土质改良工程、绕避等几个方面。

4.1.1地下排水

地下水排水主要采用平孔、支撑盲沟、渗水盲洞等工程,这已广泛地应用于滑坡的治理当中。关于虹吸排水,20世纪80年代以来在法国已用虹吸排水方法稳定了约100个滑坡。其最大优点是可以自流排水,降低滑坡地下水位。

4.1.2刷方减重

减重和反压工程是经济有效的防治滑坡的措施,得到了广泛的应用,特别对厚度大的、主滑段和牵引段滑面较陡的滑坡效果更为明显。但其合理应用则需先行准确判定主滑、牵引和抗滑段落。英国人Hutchinson提出的“中性线”方法为减重和反压计算提供了理论论据。该方法是在滑坡断面上用稳定性计算将滑坡上部土体移多少压于滑坡下部即可达到要求的稳定系数。

4.1.3支挡工程

支挡工程的主要发展表现在“一大、二锚、三小”,即大直径抗滑桩、锚索和微型桩的研究和应用。在桩方面,除了广泛应用的单排桩外,成都铁路局还采用过排架桩,铁道部第四设计院设计过刚架式椅式桩墙,但由于施工上的一些困难,后来应用不多。很多单位通过室内和现场试验研究了抗滑桩的受力模式和计算方法。我国在这一方面居于世界前列。在20世纪80年代研究提出的锚索抗滑桩,使抗滑桩形成上、下两个支点,这样桩的弯矩大大减少,因而其截面尺寸和埋深也随之减小。先后在四川省金鸡岩煤矿滑坡、四川省江油松花岭滑坡、成昆线莫洛滑坡、川藏公路二郎山龙胆溪滑坡等40余个滑坡上应用,比单桩节省约30%投资。