工程建设对地质环境的影响与协调

工程建设对地质环境的影响与协调

熊斌

湖北省城市地质工程院　　 湖北 武汉 　 430000

摘要：文章阐述了工程建设与地质环境的关系及工程建设对地质环境影响的方式，分析了工程建设影响地质环境的原因，提出了工程建设与地质环境协调发展遵循的原则，介绍了加强工程建设对地质环境影响的评价方法，讨论了防止地质环境恶化和预防地质灾害发生的措施。

关键词：工程建设；地质环境；影响；协调

地质环境是自然环境的一部分，是地球长期演化的产物，人类活动正显著影响地质环境，有统计发现滑坡灾害的75%以上与人类活动有关。工程建设是人类影响地质环境的重要活动。例如矿山工程建设产生的地质振动导致地基土液化，基坑开挖造成地质层变形位移和地表沉降^[1]。再如岩溶地区地下工程建设引起泉水干涸断流、地面塌陷、地下盆地浮托等问题^[2]。有鉴于此，本文对工程建设对地质环境的影响与协调进行了探讨。

1 工程建设对地质环境的影响

1.1 工程建设与地质环境的关系

工程建设与地质环境存在相互作用和影响。首先，工程建设受到地质环境的制约和影响，在复杂、恶劣的地质条件下开展工程建设，风险性高，在建设过程中可能诱发地质灾害，并增加工程建设费用，甚至导致工程建设项目失败。例如穿越山岭的隧洞工程，岩层产状不利，穿行路线中经过断层破碎带，施工中暴露裂隙含水层，涌水不仅导致施工困难，竣工后长期治理水害也推高了营运费用。其次，工程建设影响地质环境的演化进程，尤其是重大工程建设对地质环境的影响十分深远，例如三峡工程、南水北调工程对地质环境有重要的改造作用。以南水北调工程为例，解决了北方城市的缺水问题，也缓解了一些城市因长期超采地下水导致地面沉降、塌陷、海水入侵等困境。

1.2 工程建设对地质环境影响的方式

工程建设对地质环境的影响存在多种方式：一是产生工程荷载效应。工程荷载加载到地基或围岩上，导致地基变形，尤其在地基及周边应力集中区域会造成岩土屈服张拉变形。例如岩体中的软弱结构面受到荷载作用后，产生压缩闭合和剪切破坏。二是岩土开挖会形成新的临空面，使岩土中的应力释放。岩土中的应力调整和释放，在岩土及周边形成屈服区和张拉区。新临空面的出现，导致原有抗力体支撑解除，使岩土变形、滑移、失稳。三是影响地下水状态和工程地区水文地质环境。工程建设过程中排出地下水，引起岩土渗压改变、水理软化、水力混合和水质改变，而疏干地下水则引起地面沉陷。在隧洞施工中遇到涌水，围岩在水的冲刷、浸泡下强度下降，加速风化。如果地下水进入软弱结构面，岩石软化、破碎后引起岩块坍塌。四是工程建设产生的热力作用使岩土温升，进而引发温度应力、应变，岩土中的水温改变，触发水理、水化作用。

1.3 工程建设影响地质环境的原因分析

首先，在工程建设勘察设计阶段，由于勘察不够深入，设计不够合理，导致施工形成的边坡不稳，引起崩塌、滑坡等地质灾害，尤其是工程建设项目选址在不良地质区域，各种地质灾害频繁发生。其次，施工过程中操作、处置不当，对地质环境造成严重影响。例如土方开挖时不重视岩土应力状态的调整，爆破引起震动和岩体结构破坏，废渣堆放在边坡上造成边坡失稳，洞室开凿时穿越破碎岩体导致垮塌等。最后，在工程建设竣工后的营运阶段，维护管理疏忽，导致地质灾害发生。岩土边坡应力调整长达数年，在此期间遇到长时间强降雨，就可能发生大量滑坡现象。工程营运期间的荷载或地震也会诱发滑坡等地质灾害。

2 减小工程建设对地质环境负面影响的协调措施

2.1 遵循工程建设与地质环境协调发展的原则

首先，正确认识工程建设与地质环境相互作用的机制。一方面，地质环境制约工程建设的开展，任何工程建设都离不开地质环境这个物质条件。另一方面，重大工程建设能极为显著地影响地质环境演化进程，考虑不周的话将会严重制约人的生存和发展。其次，工程建设前应就工程建设对地质环境的影响进行科学评估，包括工程建设对地质构造稳定性的评价和工程建设适宜性的评价。根据评价结果就工程建设对地质环境的影响进行协调。例如适宜性较差的区域不适宜开展工程建设，较适宜区适度开展工程建设。再次，坚持适度开发和保护性原则。实施工程建设前，必须认识到工程建设对地质环境的影响难以避免，所以在开发建设时除了考虑技术、经济的可行性，还要考虑地质环境的可容纳性，勿使工程建设超过地质环境容量的负荷能力。对在工程建设中可能破坏地质环境的情况，提前规划保护措施。最后，坚持可持续发展原则，工程建设必须在不显著影响地质环境下进行，对可能严重影响地质环境可持续发展的工程建设项目行使否决权，不允许其开工建设。

2.2 加强工程建设对地质环境影响的评价

在开展工程建设前，就工程建设对地质环境影响进行评价是合理开展工程建设的前提条件，因为工程建设对地质环境的影响，既与工程建设项目的类型、规模和活动强度有关，也与地质环境自身特征有关，在地质环境脆弱区域开展工程建设，即使工程规模较小、活动强度较弱，也会对地质环境造成较明显的影响。以道路建设为例，考虑工程建设对地质环境影响评价时，可从对地质体稳定性影响、对岩体稳定性影响、工程规模与强度、产生地质灾害风险几方面来评估。对地质体稳定性影响可分为地质构造、地层产状、地形坡度、诱发地震等方面，对岩体稳定性影响可分为岩体结构、岩性组合两方面，工程规模与强度包括土石方量、高填深挖、弃方、对水体影响等方面，地质灾害风险包括滑坡崩塌、泥石流等方面。影响程度分为较轻、一般、较强、很强、极强几个等级。例如地质构造不发育、无断层，影响程度为较轻；地质构造有些发育，浅层无断裂，深层有些断裂，影响程度为一般。确定评价因子后，建立评价集，利用层次分析法确定评价因子权重，采用模糊评价法就道路工程建设对地质环境的影响进行综合评价。某工程经过评价，对地质环境影响较强及以上区域超过2/3，存在边坡稳定性差、滑坡、泥石流、水土流失等地质灾害风险，故应采取足够的防范措施才能开工建设。

2.3 采取有效措施防止地质环境恶化和预防地质灾害发生

首先，制定合理有效的技术措施，分析地质环境的成因机制、变化规律和发展趋势，优化技术结构和资源配置，科学布局工程建设，应用现代技术手段加强工程建设过程的监测，及时对可能发生的地质灾害进行预警和预防，通过避让、设防、治理等措施防止地质环境恶化，避免地质灾害发生。例如道路工程建设中，边坡失稳主要因为临时边坡暴露时间过长，支护措施不够及时，排水措施跟不上等，为此应及时支护和保护临空面（临时覆盖），减少边坡暴露时间，加强排水措施，在坡顶和分级平台设置截水沟，尽早对边坡植绿防护。采取防治泥石流措施，如设置导流槽或避开泥石流沟等。其次，根据工程建设对地质环境影响程度采取适宜的措施，例如地质环境较差区域或容易恶化的区域，以绿地、绿化建设为主，地质环境较好或承载能力较强的区域开展工程建设。

3 结语

人类社会的发展离不开工程建设，但工程建设也会影响地质环境，尤其是不合理的开发建设会破坏地质环境，引发地质灾害，进而恶化人类的生存环境，因此开展工程建设前应就其对地质环境的影响进行评估，充分协调工程建设与地质环境的关系，促进工程建设良性发展和可持续发展。

参考文献：

[1]黄耀意.矿山工程建设中对周围环境的影响分析[J].世界有色金属,2020,(10):273-274.

[2]叶安强,张洋,杨士友.岩溶地区地下工程建设对地下水渗流的影响分析[J].西部资源,2020,(6):102-104.

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