呂赟珊,董偉明
(1浙江省核工業(yè)二六二大隊(duì),浙江 湖州 313000;2浙江久核地質(zhì)生態(tài)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司,浙江 湖州 313000)
在現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展下,地質(zhì)演化研究力度開始不斷加大,構(gòu)造地質(zhì)與工程地質(zhì)作為地質(zhì)演化的基礎(chǔ)性學(xué)科,能夠更好地解決社會(huì)實(shí)際問題,減少地質(zhì)災(zāi)害。明確構(gòu)造地質(zhì)和工程地質(zhì)的基本關(guān)系,也能夠在一定程度上推動(dòng)工程建設(shè),在此情況下,則應(yīng)當(dāng)不斷加強(qiáng)研究,掌握更多地質(zhì)學(xué)知識(shí),解決難題。
我國幅員遼闊,含有多樣化的地質(zhì)結(jié)構(gòu),每一種地質(zhì)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)風(fēng)格各有差異,在具體施工作業(yè)時(shí),也需要充分考量構(gòu)造地質(zhì)特征,展開規(guī)范化的設(shè)計(jì)和施工。構(gòu)造則主要用于指代某個(gè)區(qū)域在長期地殼運(yùn)動(dòng)后,所形成的地質(zhì)形態(tài),較為常見的構(gòu)造地質(zhì)主要包括斷層、褶皺等,新疆戈壁灘、西藏高原的凍土,也都是我國獨(dú)一無二的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。構(gòu)造地質(zhì)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)也存在著諸多差異。其中,傾斜斷層主要用于只帶那些在地層平面、水平面,二者之間并未保持水平狀態(tài),而是留有一定傾斜角度的地層。原始傾斜巖石就是一種較為常見的傾斜斷層,那些長期處于沉積盆地邊緣的巖石,在長期環(huán)境作用下,促使巖石表面開始呈現(xiàn)出一定的傾斜層。需要注意的是,很多時(shí)候,在各種外界環(huán)境運(yùn)動(dòng)的影響下,將會(huì)促使地層相應(yīng)發(fā)生變化,進(jìn)而造成變形、甚至移位的癥狀[1]。
當(dāng)巖石處于長期應(yīng)力作用,將會(huì)促使地殼出現(xiàn)斷裂、位移的情況。不同程度斷裂將會(huì)呈現(xiàn)出明顯差異,當(dāng)斷裂程度較大時(shí),斷層距離長,甚至可以直接延伸數(shù)百公里,而整個(gè)斷層又可以將其劃分為不同的小斷層,這些小斷層則為斷層帶。當(dāng)斷裂程度較小時(shí),斷層距離短,甚至只有幾十厘米。
褶皺也是一種較為常見的構(gòu)造地質(zhì)類別,當(dāng)巖石長期處于彎曲力的作用下,將會(huì)促使巖石改變?cè)行螤?,開始呈現(xiàn)不同程度的變形。褶皺程度也會(huì)存在差異,有時(shí)候會(huì)較為明顯,一眼就能夠直觀察覺,褶皺能夠形成較長一段距離,甚至長達(dá)數(shù)百里,有時(shí)候并不明顯,肉眼很難看出,甚至需要借用顯微鏡才能夠發(fā)現(xiàn)。而褶皺也是最為常見的一種地質(zhì)現(xiàn)象,褶皺形成的因素多樣,不僅可能會(huì)受到外界溫度影響,也有可能會(huì)受到壓力變化。褶皺又可以按照成因,將其合理劃分為向斜、背斜、單斜、平臥等多種類別。其中,向斜就是用于指代本身呈現(xiàn)為凹面的褶皺,直接呈現(xiàn)為向下彎曲狀。如果向斜褶皺形成時(shí)間晚,凹面位置也就更加靠近中心處,當(dāng)工作人員展開地質(zhì)勘察時(shí),也比較好判斷。背斜則與向斜相反,呈現(xiàn)為凸面褶皺,如果背斜褶皺形成時(shí)間早,凸面位置也就更加靠近中心處。再具體施工處理時(shí),也需要結(jié)合褶皺類別,展開具體工作。
(1)構(gòu)造地質(zhì)和工程地質(zhì)的不同點(diǎn)。構(gòu)造地質(zhì)學(xué),常用于系統(tǒng)性研究巖石圈內(nèi)地質(zhì)體,通過學(xué)科理論和既往參考數(shù)據(jù),對(duì)地質(zhì)體外觀形態(tài)、具體構(gòu)成、如何成形、怎樣變化等因素進(jìn)行一一考量,可以將其劃分為地質(zhì)學(xué)的一門專業(yè)學(xué)科。而工程地質(zhì)學(xué)并非是對(duì)巖石圈內(nèi)地質(zhì)體的研究和分析,而是將研究重點(diǎn)放在地質(zhì)情況的全面勘察和分析,基于地質(zhì)工程地區(qū)環(huán)境、氣候、地質(zhì)信息,從而對(duì)地質(zhì)和工程施工的吻合度做出判斷,如果該地質(zhì)并不適用于項(xiàng)目工程施工,則需要及時(shí)采取相應(yīng)措施,切實(shí)保障工程項(xiàng)目的順利展開。在某種程度上,可以直接將工程地質(zhì)看做是為了工程施工所做的基本依據(jù)。盡管兩個(gè)學(xué)科本身都是對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息的一種勘察,但是研究核心和關(guān)鍵點(diǎn)均不相同。
(2)構(gòu)造地質(zhì)和工程地質(zhì)的相通處。構(gòu)造地質(zhì)和工程地質(zhì)雖然在研究內(nèi)容并無太多相同點(diǎn),但無論是構(gòu)造地質(zhì),還是工程地質(zhì),均是將地質(zhì)構(gòu)造作為研究中的重點(diǎn)內(nèi)容,只不過,構(gòu)造地質(zhì)集中于自然現(xiàn)象,而工程地質(zhì)集中于人類工程活動(dòng),如果能將二者進(jìn)行有機(jī)融合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),便能夠充分發(fā)揮二者的應(yīng)用效能,實(shí)現(xiàn)利益最大化,切實(shí)減少地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能,還能有效應(yīng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害問題,改善當(dāng)前地質(zhì)環(huán)境,提高工程建設(shè)的安全性。在此情況下,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)研究和分析,合理調(diào)節(jié)構(gòu)造地質(zhì)、工程地質(zhì)之間的關(guān)系,促使二者均能夠在工程地質(zhì)研究中發(fā)揮效能[2]。
(1)工程選址。為了實(shí)現(xiàn)地質(zhì)工程項(xiàng)目的順利施工,需要工作人員靈活應(yīng)用地質(zhì)學(xué)知識(shí),在工程施工之前就能夠到達(dá)施工場(chǎng)地展開實(shí)地勘察,檢查工程區(qū)域地質(zhì)是否安全可靠、是否適宜工程建設(shè),而項(xiàng)目工程選址則需要施工作業(yè)人員對(duì)斷層動(dòng)向展開檢測(cè)。事實(shí)上,隨著地殼運(yùn)動(dòng),斷層也始終處于移動(dòng)狀態(tài),盡管在短時(shí)間范圍內(nèi)并不會(huì)造成地震災(zāi)害,但在長年累月作用下,斷層錯(cuò)動(dòng)會(huì)更為明顯,促使建筑物出現(xiàn)諸多安全隱患。在此情況下,便可以將構(gòu)造地質(zhì)應(yīng)用于工程選址過程中,切實(shí)提高項(xiàng)目施工的穩(wěn)定性和安全性。
事實(shí)上,工程選址雖然并未涉及到具體的施工作業(yè),但一旦處理不當(dāng),很容易為后續(xù)施工作業(yè)埋下安全隱患。特別是在山區(qū)展開項(xiàng)目施工時(shí),山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性更高,如果選址不當(dāng),將會(huì)直接威脅施工作業(yè)人員的生命安全。7·3四川茂縣泥石流、8·7甘肅舟曲特大泥石流都是由于地質(zhì)災(zāi)害所造成。這就需要工作人員能夠提前到達(dá)山區(qū)進(jìn)行地質(zhì)考察,確保地質(zhì)符合項(xiàng)目工程建設(shè)要求,才能夠展開后續(xù)施工。
通常而言,當(dāng)工程師對(duì)項(xiàng)目工程展開選址時(shí),需要對(duì)以下三種地質(zhì)環(huán)境展開研究。第一種地質(zhì)環(huán)境為平原盆地,平原盆地是較為常見的地質(zhì)環(huán)境類型,自身穩(wěn)定性較強(qiáng),大多能夠達(dá)成項(xiàng)目工程施工需要。但是需要注意的是,平原盆地施工本身也具有一定的危險(xiǎn)性,很容易由于施工不當(dāng)滋生安全隱患。想要合理選擇平原盆地進(jìn)行項(xiàng)目工程施工,則需要工作人員基于地質(zhì)學(xué)理論知識(shí)、既有工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)平原盆地穩(wěn)定性做出合理判斷,對(duì)于那些自身帶有一定安全隱患的平原盆地,則需要工作人員及時(shí)采取相應(yīng)措施,將風(fēng)險(xiǎn)性因素降到最低?,F(xiàn)如今,壓陷盆地由于自身穩(wěn)定性最高,往往會(huì)選擇其作為主要的項(xiàng)目工程施工場(chǎng)地。第二種地質(zhì)環(huán)境為造山帶,造山帶本身的運(yùn)動(dòng)能量大,結(jié)構(gòu)靈動(dòng)性強(qiáng),如果選擇其為工程場(chǎng)地,施工較為困難,實(shí)際地質(zhì)工程施工也很少會(huì)選用造山帶作為工程地質(zhì)施工地質(zhì)。第三種地質(zhì)環(huán)境為盆地與山嶺交互的地帶,無論是哪一種地質(zhì)環(huán)境本身都是在地殼長期作用下由于板塊長期擠壓形成的產(chǎn)物。
(2)地殼穩(wěn)定性。科學(xué)選址能夠在一定程度上保障選址區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性和安全性,事實(shí)上,處于較為深處的地質(zhì)自身的穩(wěn)定性較強(qiáng),而在地下表面展開施工作業(yè),又會(huì)直接影響到項(xiàng)目工程施工情況,影響到地殼的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況。通常而言,對(duì)于地下巖石層,往往會(huì)劃分為以下4個(gè)層次,分別是用于直接承受基礎(chǔ)荷載的持力層、需要傳遞上部地震剪力和傾覆力矩的過渡層,以及地幔層、地殼柔軟層。每個(gè)土層的具體功效存在差別,想要切實(shí)強(qiáng)化項(xiàng)目工程施工效能,則需要地質(zhì)工作人員加強(qiáng)研究和分析,基于地質(zhì)學(xué)相關(guān)理論知識(shí)展開研究和分析,從而獲取得到更為穩(wěn)定的動(dòng)力學(xué)相關(guān)知識(shí)??辈斓玫降臄?shù)據(jù)信息,也能對(duì)當(dāng)前工程建設(shè)的地理情況展開全方位的工程勘察和數(shù)據(jù)研究,有效推進(jìn)后續(xù)各項(xiàng)工作的順利展開。而這也正是構(gòu)造地質(zhì)于工程地質(zhì)的另一種應(yīng)用方式,通過對(duì)地殼穩(wěn)定性的評(píng)價(jià),能夠有效保證項(xiàng)目工程施工方案的順利展開。
(3)斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)在我國工程地質(zhì)研究方面始終扮演著重要角色,不僅能夠?qū)Φ貧し€(wěn)定性作出評(píng)價(jià),也能夠基于既有數(shù)據(jù)信息評(píng)價(jià)斜坡穩(wěn)定性。我國幅員遼闊、地域環(huán)境復(fù)雜,擁有大面積的山區(qū)、丘陵,這也在一定程度上加大了項(xiàng)目工程施工難度,各種地質(zhì)災(zāi)害頻頻發(fā)生,也嚴(yán)重威脅著施工作業(yè)人員的生命安全,造成大量財(cái)產(chǎn)損失。在此情況下,為了切實(shí)降低地質(zhì)危害,將風(fēng)險(xiǎn)性因素降到最低,合理展開斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)需要工作人員予以重視。在日常生活中,較為常見的地質(zhì)災(zāi)害主要有泥石流、山體滑坡等,這些地質(zhì)災(zāi)害不僅與地殼運(yùn)動(dòng)保持著一定關(guān)系,也與地質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)相關(guān)。如果地質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不佳,將會(huì)進(jìn)一步加大地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能。我國山區(qū)地理環(huán)境多是由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)變動(dòng)形成,對(duì)于那些最新形成的內(nèi)部結(jié)構(gòu),地理區(qū)域的活動(dòng)強(qiáng)度將會(huì)直接顯示出地殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。而地理環(huán)境內(nèi)部的地質(zhì)構(gòu)造、地理外貌,也會(huì)向人們顯示現(xiàn)階段地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能。例如,斜坡位置經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)山體塌陷,之所以會(huì)出現(xiàn)上述問題,很大一部分原因在于斜坡區(qū)域內(nèi)外結(jié)構(gòu)相連處出現(xiàn)斷裂。與此同時(shí),在斜坡處較為常見的凸形陡形結(jié)構(gòu),當(dāng)其長期處于風(fēng)化中,也會(huì)直接影響斜坡本身的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性,甚至造成塌陷。需要注意的是,一旦在項(xiàng)目工程施工區(qū)域出現(xiàn)了大面積塌陷現(xiàn)象,需要充分考量當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境、地質(zhì)信息,從而對(duì)后續(xù)地質(zhì)工程施工可能發(fā)生的事故作出判斷,及時(shí)采取相應(yīng)措施,避免危害發(fā)生。
(4)維護(hù)地下室安全。在項(xiàng)目工程施工中,為了確保施工進(jìn)度和施工效率,往往會(huì)采用地面上施工、地面下施工同步處理的施工方案,很多時(shí)候,地面下施工工序更為復(fù)雜、繁瑣。而由于地面下地質(zhì)工程施工難度高、壓力大,施工作業(yè)人員不僅需要掌握專業(yè)的技術(shù)知識(shí),而且還要同步承受地面上施工傳遞下來的壓力,使得地面下現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境更為復(fù)雜。如今,地下室是較為常見的一種地下建筑結(jié)構(gòu),當(dāng)施工作業(yè)人員展開地下室的施工作業(yè)時(shí),如果技術(shù)處理不達(dá)標(biāo)、施工質(zhì)量不到位,不僅會(huì)影響地質(zhì)工程施工進(jìn)度,也會(huì)破壞地面上工程施工,甚至造成地下室塌陷的問題。因此,保證地下室工程施工質(zhì)量,也就是保障整個(gè)地質(zhì)工程的施工安全,在具體施工作業(yè)時(shí),施工作業(yè)人員可以充分利用構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的理論知識(shí),展開實(shí)地勘察,對(duì)地下室周圍環(huán)境、地質(zhì)結(jié)構(gòu)做出評(píng)估和判斷,只有地質(zhì)環(huán)境能夠達(dá)成工程施工標(biāo)注后,才能夠展開后續(xù)工作。
綜上所述,對(duì)構(gòu)造地質(zhì)與工程地質(zhì)的基本關(guān)系展開分析具有至關(guān)重要的意義。地質(zhì)工程施工中,應(yīng)用構(gòu)造地質(zhì)學(xué)和工程地質(zhì)因素,展開實(shí)地考察,對(duì)施工場(chǎng)地展開全面考察和穩(wěn)定性評(píng)估,不僅能夠有效保障項(xiàng)目工程的順利施工,也能夠降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性,今后也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)地質(zhì)研究,促使各項(xiàng)工作高效率展開。