芻議滑坡常用的幾種勘查技術(shù)方法在礦山工程中的應(yīng)用

胡文武

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 天水 741020）

滑坡是一種常見(jiàn)的自然災(zāi)害，我國(guó)每年因?yàn)楦鞣N滑坡造成人民生命財(cái)產(chǎn)安全的事故不甚枚舉，引起滑坡形成的原因主要有以下兩個(gè)方面的內(nèi)容，一是由于天然營(yíng)力造成滑坡，二是由于人為對(duì)自然的堆積和開(kāi)挖造成的滑坡，這種滑坡被稱為工程滑坡，滑坡因?yàn)轶w積巨大，且具有一定的移動(dòng)距離，滑坡的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生巨大的能量，易給人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)巨大的危害，每年世界范圍內(nèi)都會(huì)發(fā)生一些重大的滑坡事故，據(jù)權(quán)威統(tǒng)計(jì)如下表所示[1]。

表1 重大滑坡災(zāi)害

每年媒體公布因?yàn)榛率鹿试斐傻乃劳鋈藬?shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于因此喪命的實(shí)際人數(shù)，根據(jù)外國(guó)杜倫大學(xué)對(duì)滑坡事故致死人數(shù)的統(tǒng)計(jì)表明在2004 年到2010 年之間滑坡致死人數(shù)達(dá)到三萬(wàn)多人，我國(guó)是一個(gè)地質(zhì)災(zāi)害頻繁的國(guó)家，山地分布廣泛，山體滑坡現(xiàn)象十分突出，主要分布在華北、東北、華東、中南、西南、西北等地區(qū)。

1 滑坡形成的因素

造成滑坡的因素主要包括天然營(yíng)力和人為活動(dòng)兩個(gè)方面，其中天然營(yíng)力包括地巖條件、地質(zhì)構(gòu)造、地形面貌、水文地質(zhì)條件、氣候等方面[2]。

1.1 地巖條件

地巖在一些特殊的條件下，容易造成滑坡，如斜坡上的一些積占性土層，在下雨的條件下，容易造成表層土壤的滑動(dòng)，片巖、頁(yè)巖等巖層及硬質(zhì)巖石中的軟弱夾層，在傾角達(dá)到一定程度時(shí)，輔之以地下水活動(dòng)時(shí)，容易造成滑坡現(xiàn)象。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

自然界地質(zhì)的演變過(guò)程中，當(dāng)巖層的傾斜方面和邊坡的傾斜方向一致的時(shí)候，且邊坡的傾斜角度大于巖層的傾斜角度，在一些特定的氣候條件下，如大風(fēng)暴雨等，極容易造成滑坡。

1.3 地形地貌

地形地貌處于上陡下緩的情況下，在多雨季節(jié)極容易造成滑坡。

1.4 水文地質(zhì)條件

地下水含量很多的情況下，會(huì)增加土壤的滑體的重量，大大降低土壤的抗剪強(qiáng)度，提升滑坡的可能性。

1.5 氣候

自然界中土壤經(jīng)過(guò)冷凍、融化、風(fēng)化以及崩解的作用，會(huì)大大降低巖層的抗剪強(qiáng)度，在暴雨的沖洗作用下，很容易造成滑坡。

1.6 人類工程活動(dòng)

人類在獲取某種利益的時(shí)候，通過(guò)開(kāi)挖坡角度、斜坡堆積土壤、爆破等人類活動(dòng)均容易引起滑坡。

1.7 地震

地震發(fā)生時(shí)，由于從地下產(chǎn)生巨大的能量，極易改變土壤的巖層結(jié)構(gòu)，造成新的滑坡或者使原有的滑坡復(fù)合。

2 滑坡勘查的技術(shù)

2.1 高密度電阻率法

高密度電阻率法的原理是運(yùn)用地下地質(zhì)間的導(dǎo)電性差異，其相對(duì)于傳統(tǒng)的常規(guī)電阻率法，具有測(cè)點(diǎn)密度大、高效、效果直觀、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，高密度電阻率法被廣泛應(yīng)運(yùn)于滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查工作中，其操作過(guò)程是通過(guò)供電電極向地下供給電流，然后測(cè)量出電極之間的電位差，最后通過(guò)公式得出測(cè)量點(diǎn)之間的視電阻率值，高密度電阻率法是以下兩種測(cè)量方法的綜合，一是電剖面方法，該方法的核心是通過(guò)控制排列電極之間的電極距保持不變，移動(dòng)記錄點(diǎn)的位置；二是電測(cè)深法，該方法是通過(guò)控制記錄點(diǎn)的位置不變，改變排列電極之間的電極距來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.2 瑞雷波法

瑞雷波法是運(yùn)用瑞雷波向地下傳播的過(guò)程中，利用質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)會(huì)隨著地質(zhì)的深度增加而逐漸減小的特性，通過(guò)雷波的傳播特性可以很好的判斷出地質(zhì)的情況，當(dāng)波長(zhǎng)不同時(shí)，顯示的是地質(zhì)各個(gè)深度的傳播情況，波長(zhǎng)相同時(shí)，反映的是同一深度水平方向上的傳播情況，在勘察某個(gè)地方的巖層結(jié)構(gòu)時(shí)，通過(guò)地面引起地震波，然后收集數(shù)據(jù)，繪制成頻散曲線，從而達(dá)到了解地層結(jié)構(gòu)的目的。

2.3 地震影像法

地震影像法又簡(jiǎn)稱為高密度地震法，其原理是通過(guò)錘擊或者放炮的方式來(lái)產(chǎn)生震源，地震影像法的特點(diǎn)是記錄每道地震波，同時(shí)選取相同的偏移距離，地震影像法的工作過(guò)程是每次地震波的激發(fā)和接收完成后，激發(fā)點(diǎn)和檢測(cè)器就會(huì)順著測(cè)量方向移動(dòng)相同的距離，然后進(jìn)行下一次的測(cè)量，地震影像法所利用的波不是某一種特定的波，而是一種波或者幾種波的一個(gè)綜合。因此其也被稱作為多波勘探技術(shù)。

2.4 鉆探技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷向前邁進(jìn)，我國(guó)的鉆探裝備以及技術(shù)有了很大的提升，鉆探技術(shù)被廣泛應(yīng)運(yùn)于我國(guó)的巖土地質(zhì)的勘察過(guò)程中，目前我國(guó)的鉆探技術(shù)種類眾多，每種鉆探技術(shù)有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的同時(shí)也存在一定的缺點(diǎn)，我國(guó)常用的幾種的鉆探工藝如下，一是繩索取心鉆探工藝，該項(xiàng)工藝的特點(diǎn)是不用提取出鉆桿，而是通過(guò)鉆桿將巖心撈取出來(lái)，這種工藝方法操作簡(jiǎn)單而且效率很高，該工藝的重點(diǎn)是通過(guò)將巖心管裝滿巖土，然后提取出來(lái)，目前該工藝被廣泛應(yīng)運(yùn)于巖心提取樣本，但是該工藝也存在一些方面的缺點(diǎn)，只適用于地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的情況中，一旦地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鉆孔工作就很難完成，施工中的一些其他問(wèn)題也會(huì)影響該項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用的效果，二是液動(dòng)潛孔垂鉆探工藝。該方法的原理是通過(guò)沖洗液來(lái)帶動(dòng)液動(dòng)潛孔垂鉆。

2.5 航空遙感圖像

航空遙感圖像是利用的航拍技術(shù)，對(duì)一個(gè)地區(qū)的地形地貌通過(guò)航拍產(chǎn)生照片的形式來(lái)分析，通過(guò)航空遙感圖像可以了解滑坡的類型、成因以及穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)根據(jù)地形地貌狀態(tài)也可以區(qū)分出新滑坡和舊滑坡等類型。

2.6 滑坡地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪

通過(guò)收集滑坡附近的地理環(huán)境資料，如氣象水文資料、工程地質(zhì)、礦山地質(zhì)等，在熟悉掌握勘察地區(qū)的各種資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)測(cè)繪技術(shù)來(lái)準(zhǔn)確探測(cè)該地區(qū)的土壤地質(zhì)情況。

2.7 室內(nèi)試驗(yàn)

室內(nèi)試驗(yàn)是指通過(guò)在勘察地區(qū)進(jìn)行科學(xué)有效的取樣，然后對(duì)取回的樣品進(jìn)行理化試驗(yàn)測(cè)定的過(guò)程，室內(nèi)試驗(yàn)主要測(cè)定的指標(biāo)有巖石容重、密度、飽和抗拉強(qiáng)度、飽和彈性模量、C 值、剪切破壞試驗(yàn)等。

3 礦山工程滑坡的治理策略

3.1 排水工程的應(yīng)運(yùn)

排水工程按照類別劃分可以分為地表排水工程和地下排水工程兩種類型，礦山工程中采用排水工程主要是為了對(duì)地表水和地下水的引流，通過(guò)對(duì)礦山工程中水分的排出來(lái)增強(qiáng)的礦山土壤的干燥度和穩(wěn)固性，從而保障工程牢固性，為工人們的正常采礦保駕護(hù)航，地表排水工程包括截水溝和排水溝兩種類型，地下排水工程可以細(xì)分為盲溝和截水滲溝兩種方式，各種排水方式的選擇需要根據(jù)排水環(huán)境的實(shí)際情況來(lái)確定，最重要的參考因素是排水的深度，礦山工程中遇到較深的排水需要借助斜鉆孔、垂直鉆孔等手段，斜鉆孔或垂直鉆孔的選擇也需要根據(jù)排水的實(shí)際情況來(lái)定。

3.2 支檔工程的應(yīng)運(yùn)

支檔工程是礦山防止滑坡的重要手段，支檔工程按照類別可以劃分為以下幾種方式。

一是抗滑擋土墻，抗滑擋土墻作為防止礦山滑坡的常用手段，其應(yīng)運(yùn)的治理范圍是中小型的滑坡，處理時(shí)能提供較小的下滑力，此運(yùn)用的原理是重力式擋土墻，當(dāng)滑坡問(wèn)題比較突出嚴(yán)重時(shí)，需要采取加筋擋土墻或瞄定板擋土墻。二是抗滑樁，抗滑樁作為一種重要的加固方法，在防止滑坡過(guò)程中效果顯著，其運(yùn)用的原理是通過(guò)樁釘嵌入土壤中，與土壤形成一種新的作用力，通過(guò)這種作用力防止土壤的滑動(dòng)，從而起到加固土壤的方法，抗滑樁的種類比較多，比較常見(jiàn)的抗滑樁有鋼管樁、鋼筋混泥土樁，抗滑樁在施工過(guò)程中具有便捷性和施工安全的特點(diǎn)，因此抗滑樁大量運(yùn)用于我國(guó)礦山防止滑坡的工程中。三是瞄固法，瞄固法使用主要在于瞄索和瞄桿的配合，在生產(chǎn)實(shí)際中，瞄固法的使用往往是作為其他固定方法的一種輔助方法，是其他支擋方式的一種補(bǔ)充和完善，其在輔助過(guò)程中能起到很好的輔助功效，成為治理滑坡的一種很好的輔助加固方法[3-5]。

3.3 減重反壓法

減重反壓法大多運(yùn)用于上陡下緩的地形地貌當(dāng)中，減重反壓法的原理是通過(guò)對(duì)滑坡上部的陡峭形式進(jìn)行處理，通過(guò)減除上部分的重量來(lái)降低壓力的方法來(lái)防止滑坡事件的產(chǎn)生。

3.4 土質(zhì)改良法

土質(zhì)改良法是通過(guò)改良土質(zhì)的措施，從而提高土質(zhì)的穩(wěn)固性，確保礦山工程的正常平穩(wěn)進(jìn)行，土質(zhì)改良法由于還處于研究的開(kāi)始階段，土質(zhì)改良所耗費(fèi)的時(shí)間和成本很高，所以該方法的運(yùn)用還有很大的局限性。

4 結(jié)束語(yǔ)

礦山作為人類獲取豐富物質(zhì)財(cái)富的聚寶盆，人類對(duì)礦山的依賴程度和對(duì)礦山的開(kāi)挖程度較其他地方嚴(yán)重很多，因此礦山開(kāi)采過(guò)程中如何保障整個(gè)工程的安全性成為整個(gè)項(xiàng)目的重中之重，尤其是工程滑坡現(xiàn)象已成為礦山工程中常見(jiàn)的自然危害，因此礦山工程中加強(qiáng)對(duì)滑坡現(xiàn)象的預(yù)防有很高的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)也需要相關(guān)的科研人員加強(qiáng)對(duì)滑坡現(xiàn)象問(wèn)題的研究，并提出更加高效可行的解決策略。礦山工程只有確保了各項(xiàng)自然危害隱患的排出，才能保障礦山員工們的生命財(cái)產(chǎn)的安全，更好維持礦山采礦的正常運(yùn)行，提升整個(gè)工程的效率和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。