水利工程地质灾害防治技术及措施

水利工程地质灾害防治技术及措施

庄磊

广东省环境地质勘查院  510080

摘要：地质灾害易发性是指在一定地质环境和人类工程活动条件下地质灾害发生的可能性，属自然属性，用易发指数表示。为做好水利工程地质灾害防治工作，相关人员要明确工作重心，从地质灾害特征出发，详细分析每一种地质灾害出现的根源，再根据实际情况开展针对性防治。本文主要对水利工程地质灾害防治技术及措施进行论述，详情如下。

关键词：水利工程；地质灾害；防治技术

引言

水资源是社会发展过程中不可缺少的重要资源类型，在农业生产过程中发挥着重要的作用，水利工程能够解决存在的水资源利用率不足的问题，同时还可以针对各种洪涝灾害进行预防和治理，保障人们的日常生产生活活动有序开展。水利工程建设规模较小，通过将其运用在农业生产过程中可以提高灌溉效率，减轻劳动强度，有利于推进农业生产模式的改变和创新。在水利工程修建时所需要兼顾的内容较多，使用到各种不同类型的施工技术，容易出现施工进度延误、建设质量不符合标准的问题，影响后续水利工程的合理应用。作为建设人员，需要正确认识水利工程的建设意义，能够结合建设标准对建设管理策略进行调整，保证建设活动的有序推进。

1水利工程地质灾害的特征

（1）广东省大部分区域经常出现强降雨灾害，在持续冲击水利工程边坡的情况下，极大地降低了边坡稳定性与可靠性，甚至出现滑坡等危险。对于出现滑坡问题的水利工程项目，其位置多数存在于地质构造带当中，还有的集中位于强降雨出现的区域。（2）从滑坡出现几率最多的地方来看，主要是土石库岸，这种土体结构内存在很多颗粒，决定了在土体力学特性的基础上更容易出现滑坡危险。（3）在各地区水利工程项目施工过程中，也会对水库库岸稳定性造成影响，特别是在项目蓄水量增加的情况下，极易引发库岸淹没问题。经过长期调查发现，随着水利工程施工工作的持续进行，滑坡、泥石流等地质灾害问题屡见不鲜。

2水利工程地质灾害防治技术及措施

2.1遥感技术的应用

地质勘测是决定水利工程建设质量的基础工作，勘测工作会直接影响工程设计效果。为提高水利工程地质勘测质量，将日益成熟的地质勘测新技术引入水利工程建设，如遥感技术、地质雷达探测技术和ＣＴ成像技术等，提高了水利工程地质勘测的效率与质量。第一，利用遥感技术勘测工程建设地区地质构造的稳定性。很多水利工程的选址较为偏僻，工程所在地区的地形地貌较为复杂，为更加全面地了解工程区域的地质构造与自然环境特征，工程团队采用遥感技术对所在区域进行大范围勘测，确定地下岩层结构、性质。水利工程地质勘测工作还应利用遥感技术对工程所在区域的岩层风化作用、河流地质作用进行研究，确定当地外力地质作用的影响程度，从而判断工程建成后风化、河流对其造成的影响，并提出预防性措施。此外，水利工程勘测工作应利用遥感技术对区域周边地区的地质构造稳定性进行勘测，最大限度避免可能会影响水利工程建设质量的地质因素。第二，利用遥感技术完成水利工程地质测绘制图工作。水利工程勘测完成后需进行测绘制图，但常规地质测绘制图需要耗费较多精力，遥感成像则可以有效避免这个问题，帮助工程建设团队更高效、快速地完成测绘制图工作。如水利工程野外地质测绘需采用中小比例尺的地图，水利工程建筑物测绘则需要采用大比例尺地图，遥感技术成像迅速、可自行调整成图比例，将其与地理信息系统技术相结合，还可制作建筑物的平面图、剖面图和等值线图等重要图件。遥感成图技术已成为水利工程地质勘测工作的重要应用技术。第三，利用遥感技术对水库工程地质进行勘测研究。水利枢纽库区容易发生渗漏、裂缝，以及岸坡崩塌、泥石流等地质问题，可能导致水库工程运行质量受到影响。为此，水库管理人员可采用遥感技术对库区地质状况进行勘测，确定库区地质稳定状态，确保水库处于正常运行状态。

2.2崩塌地质灾害的工程治理

在人类生产活动过程中，往往会产生一些环境问题，引起地质灾害和隐患，威胁人们生命财产安全，影响生态环境建设。清坡工程是整个治理工程的起点，也是防护效果好坏的关键环节。清坡工程采取“测量放线定位—原始坡面测量与设计对比—最上一级坡面清理—下一级坡面清理—清坡后测量与质量检查”等步骤，组织3个危岩清理作业组。施工前搭设安全防护架和防护网作为作业平台，采取必要的安全措施防止岩土体崩塌、滑动。严禁在边坡稳定区域内弃石、弃土，严禁在雨天和饱水状态下施工作业。清理施工期间应设置安全通道，禁止无关人员进入危险区域。清坡过程中，对于块体较大的孤石，应采用风镐等工具破碎后再进行清除。清除危岩应严格按先上后下的原则进行，从高处分区分条向下逐层进行清理，将坡面现有松散岩土体按设计坡比要求全部清除。对于超挖清理区，应采用毛石、砂浆回填抹平，清坡后及时参照图纸进行坡面质量检查。崩塌地质灾害的发生和发展与地表水的危害密切相关，为了防止水流下渗，应充分考虑排水沟的布置。某工程的排水是在坡体加固治理的基础上设置排水系统以疏导水体，在坡顶、坡脚及坡体表面修筑2%坡度的排水沟，汇入市政排水系统。排水沟主要依地势而建，尽量减少剥土工作量，满足场地雨水自然排出的要求。排水沟采用砖砌体结构，每隔15～20m设置宽20～30mm变形缝，缝中填塞沥青等防水材料，防止砌体漏水。泄水孔在毛石挡墙位置上延伸，直径不小于100mm，外倾坡度5%，以3m间距梅花形布置，最下排泄水孔应高于地面200mm。排水工程修建参照设计图中基本走向，坡顶截水沟距坡顶线不小于5m，且应充分考虑现场地形地貌、植被情况等选择合适的线路，确保排水顺畅。

2.3基于“互联网+智慧水利”的水利工程地质灾害防治

“互联网+智慧水利”是当前水利工程建设的重要内容，在实际的建设过程中，会受到一些问题的影响，不利于水利工程的建设效果，所以，在建设期间需要做好施工现场管理工作，从而保证“互联网+智慧水利”实现顺利建设，提高互联网的服务能力，使得“互联网+智慧水利”可以更好地满足水利工程建设需求。同时，配合施工现场管理，能够进一步保证水利工程的建设效果，使得水利工程可以很好地服务人类。我国虽然有着丰富的水利资源，但是在应用时，还存在一定不足，而通过“互联网+智慧水利”的合理运用，就能提升水文数据的服务能力，无论是地下水监测站还是水质站，在信息技术不断发展的今天，已经逐渐实现了自动化监测，如此一来就有效地提高了监测的效率，并使得监测工作更加符合实际需求，降低了干扰因素给监测带来的不良影响。同时，播报频率也有了明显的增长，并且实现了对传统监测手段的革新，使得检测效率和监测质量都显著提升。在监测过程中，可以利用雷达技术、RS技术等，实现监测工作质量的合理提升。同样，在监测工作效率提升的同时，监测所产生的数据也在持续增多，这些数据具有一定的应用价值，所以可以在“互联网+智慧水利”的支持下，对大数据技术进行利用，从而建立完善的数据库，实现对资源的合理管理，并使得资源可以很好地为工程提供服务，并为水利工程施工的现场管理提供相应技术保证，从而使水利工程的建设效果得到进一步提升。另外，为了满足“互联网+智慧水利”的水利工程施工现场管理需求，要对施工现场管理措施进行合理的改进。在智慧管理平台的支持下，还要注意对管理平台进行合理运用，使得其在管理期间能够做好对某工程的控制，主要注意对如下相应内容控制。1）注意对现有河道进行开发和管理。2）注意河道的治理工作。定期进行山洪灾害防御的预案编制工作，通过合理预案编制流程，实现预案编制工作的合理性，从而降低山洪灾害带来的不利影响。3）农村水利和乡镇洪水等工作的顺利开展。要对农村水利工程进行合理利用，实现水利资源的合理利用。4）现场施工管理工作。需要结合现场的实际情况，注意对人员、设备、材料和施工工序等的控制，确保施工现场的管理质量。

2.4高位滑坡成灾地质环境

高位滑坡由于其落差较大,势能转化成动能,动力侵蚀效应明显,滑坡体积方量急剧增大,冲击破坏性极强,掩埋摧毁其运动路径上的房屋集镇以及公路等生命线工程,或堵塞江河形成堰塞湖,具有典型的高位链式滑坡地质灾害特征。根据高位滑坡运动的空间特征和时间特征,一般将滑坡运动全过程划分为三个阶段:滑源区启动、碎屑流运动和碎屑流堆积三个相互连续的阶段,且在运动过程中普遍存在动力侵蚀、动力破碎和流态化等动力灾害效应。目前围绕高位滑坡灾害研究主要集中在远程机制,提出了“空气润滑”、“颗粒流”、“能量传递”和“超孔隙水压力模型”等假说或机制,远程机制研究在一定程度上为滑坡危险区划和土地类型利用规划提供了依据。随着对高位滑坡灾害研究深入,其成灾地质环境研究显得尤其重要,这对高位滑坡孕灾机制、演化过程及触发因素等研究起到重要推动作用,但是目前围绕高位滑坡灾害的“远程动力学”、“滑坡堆积特征学”等较多,围绕成灾环境研究相对较少。研究高位滑坡成灾地质环境推动高位滑坡成灾机理研究进展,对高位滑坡远程动力致灾效应及风险评价的具有重要意义。目前,针对高位滑坡成灾地质环境研究有以下方面需要继续深化研究:(1)从地形地貌、地质构造和易滑地层等方面建立典型的高位滑坡成灾地质环境识别标志,指导高位滑坡灾害精细化调查和防灾。(2)需要进一步厘清易滑地质结构演化特征,具体分析在地震、降雨等因素下易滑地层岩土体劣化机制,建立地质-力学计算模型,其可作为高位滑坡启动速度计算提供基础。(3)对于高位滑坡易滑地层结构破坏及其失稳机制研究,多采用静力学和拟动力学方法来分析滑坡失稳及远程致灾分析,加强动力灾害学研究。(4)根据高位滑坡易滑地质结构特点,加强高位滑坡源区加固技术研究,使得易滑地质结构研究服务于防灾减灾需求。

2.5强化宣传引导，进一步提高公众防御山洪灾害意识

平时应做好宣传训练，使群众了解熟悉报警信号和应对办法；线上线下深度融合，线上依托微信公众号、12379平台、知天气、县融媒体中心视频号、官方抖音号等渠道，必要时通过电视发布山洪灾害预警信息。线下依托LED显示屏、村村响广播、移动音响、手持喇叭等工具，及时发送防汛预警信息指令，24小时全天候滚动播报，时刻提醒群众关注暴雨、洪水、内涝、山洪灾害、地质灾害。通过微信群，及时转发相关预警视频和图文报道，广泛发动教育、工信等行业领域，积极宣传，全面提高群众对雨情水情的知晓率，增强群众防范意识，引导群众科学应对雨情、水情、险情。同时，妥善做好舆情引导处置工作，积极组织安排网评员及时跟帖引导舆论，确保舆情稳定。紧急时刻运用手摇报警器、铜锣等手段确保把预警信息及时传递给每一位群众，提醒危险区域群众尽快转移避险。

2.6区域性地质灾害精细化调查关键技术智能化

地质灾害精细化调查旨在查明重点区域的孕灾地质背景及地质灾害危险性、风险性等状况，为地区地质灾害防治、国土空间规划制定提供基础依据。通常依托收集的基础地质资料，在野外调查阶段时运用奥维互动地球软件、测距仪和三维地质罗盘等数字化技术采集地层产状，岩石岩性，坡体空间特征等基础地质信息并填写野外调查表格，摸清地质灾害风险隐患的“底数”。现场调查结束后，根据收集的数据资料进行地质灾害风险评估与区划，编制地质灾害分布图、工程地质剖面图等各类成果图件，为地区制定地质灾害防治方案提供重要参考。地质灾害平面图表现的是该地灾隐患点的位置，分布范围，各要素之间的空间关系，崩塌的方向、滑坡的滑动方向或泥石流的流通方向，滑坡体和滑坡后壁的空间位置以及潜在威胁对象等。首先在ArcGIS平台中，添加地质灾害隐患点边界范围要素并符号化，并添加图例、指北针和比例尺等地图要素，叠加高分遥感影像或地形线、地质界线及村庄等背景要素，设计好出图模板；然后再根据野外调查情况准确勾绘每一个地灾隐患点的实体边界，并区分崩塌的危岩区和堆积区，滑坡的滑坡边界和滑坡前缘，泥石流的物源区、流通区和堆积区。绘制完成后为每个要素类添加一个独一无二的属性字段，如野外编号，并在定义查询中使用查询构建器功能，限制图面显示仅为当前地灾隐患点的内容，以达到遮盖其他地灾点内容从而突出该地灾隐患点的效果。

2.7工程防治措施

水利工程地质灾害防治工作的核心主要是制定工程防治措施。①通过上面文章分析可以看出，滑坡灾害问题引发根源较多，这就要求工作人员务必重视前期预防环节的重要性。在长期实践中，一旦发现存在滑坡隐患，需要综合多个部门人员尽快开展彻底检查，尽早发现并做出针对性处理，避免滑坡造成更为严重的问题。在此过程中，工作人员需要明确滑坡出现的原因，不同成因需要制定相应的处理方案，尽可能降低滑坡造成的危险程度。针对水库库岸区域出现的滑坡、塌陷等灾害，工作人员需准备好相关材料，在该位置点建设排水沟，一旦出现滑坡也能确保地表水快速排出；对于滑坡区域内的地下水，可以通过水平钻孔尽快疏干；也可采用前缘支挡或削方减载护坡的方式进行工程防治。②从长期发展的角度进行分析，企业要想以最少的成本投入，尽可能大面积做好地质灾害防治，可以将重心放在植树造林以及种草护坡方面，一是能够体现出生态平衡的优势，二是不会对环境造成太大影响。③随着行业长期发展，塌陷防治工艺已经趋于完善，工作人员在明确问题出现的根源以后，可以灵活选择排水、拦截等几种方式。

结语

综上所述，具有一定复杂性及综合性的施工工作会造成多种地质灾害隐患。对惠及千家万户的水利工程项目需做好地质灾害防治工作。这就要求相关工作人员必须紧跟时代发展步伐，通过现代化的技术手段提高勘测质量。同时，也应适当引进环保性理念，避免人为等因素引发地质灾害。

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