环境岩土问题的类型与防治对策

吕红岩

长春市公路规划勘测设计院有限公司，吉林长春 130021

0 引言

真正的环境岩土工程始建于1986年里海大学的第一届国际环境岩土工程的学术研讨会之后，但环境岩土工程一词是出现在1982年。由于近年来，环境岩土工程的问题日益严重，国际岩土工程与国际环境工程界对环境岩土工程中问题的研究的重视程度也逐渐提高。本文通过对岩土体环境的变异途径进行分析，探讨了有关环境岩土工程中存在的问题的系统防治措施。

1 人类的工程活动与岩土体环境的作用类型

人类通常是在土体或者岩体上实施工程建设的，选择特定的岩土体为建筑基础，使其成为环境组成的一部分。根据人类工程活动和岩土体以及其他环境间的作用，有着各自不同的分类方法。

1.1 依据质、能的交换条件进行分类

依据质、能的交换条件可分为带入作用、取出作用以及混合作用3个作用类型。带入作用是指人类通过工程活动将物质与能量带入岩土体，使岩土体与生态在物质、能量转移的过程中发生恶化。它主要作用于人工的灌溉与喷洒、固体废物的堆积和填埋以及排污、矿山的采空区回填等作用。通过一些工程活动将各类不属于岩土体内部的物质带入其中，会造成岩土体环境的变异。

我们通常将从岩石圈由内向外部环境的物质、能量的转移称之为取出作用。它主要表现为地下水的抽取作用、矿山矿井的开采作用用于建筑材料的砂石的开采作用等。据不完全统计，全球每年用于人类施工建设和资源开采的土石移动量就高达4×103km3，有1.0×1011t的建筑材料和矿石是从地下开采的，从地面与岩石圈中人均每年要开采出25 t各种物质。

混合作用是在建设港口码头、地下工程的修建、海岸带的改造、深基坑的开挖以及修筑地下连续墙等人类工程活动中具有带入与取出的作用类型，它是两者的综合作用。

1.2 根据岩土体的形状改变程度以及人类工程活动的方式进行分类

按照人类工程活动的作用方式以及岩土体的形状改变情况可分为人为的剥蚀作用、人为的堆积作用、人为的搬运作用以及人为的塑造作用等。

矿山剥离盖层、工程的土石挖掘和农业的土地平整等人类行为在一定程度上破坏了地址的组成物质，使地表的形态发生改变，它所造成的环境效应与天然动力是完全一样的。

有用矿产的开采，填筑工程基础和开挖工程场地等人类工程活动以及森林的滥砍滥伐，草地、坡地的过度开垦与放牧等行为均会形成水土流失，我们将其称为人为的搬运作用。

人为的堆积作用指由于人力行为造成的岩土堆积可以达到较大规模的分布面积和厚度，例如日本京港地区为了扩大陆地面积人为的造成土地的大片堆积，填地范围达到近40km2；香港有百分之一点七的土地是填海所造成的，马尼拉是政府每日向圣马特奥倾倒垃圾废渣达到5 600t，现在那里已有9层楼高的废渣堆积物。

人类的生产生活水平逐渐得到提高，人类对自然的改造空间也越来越大例如农业土地的平整与梯田的修筑、建设兴建的水利水库、运河的改道和灌溉渠系，由于采矿形成的尾矿废石堆、废弃的矿坑、底层的漏斗式陷落，人工修建的城市湖泊、假山、人工岛、围湖或者围海造地以及沿海沿岸修筑的堤坝等，以上行为所形成的塑造作用的规模与速率眼远远超过天然的外动力作用，这种结果就是人为的塑造作用。

2 环境岩土工程问题的防治措施

2.1 深入进行环境岩土问题的工程学学科理论研究

作为一门跨学科的新兴的边缘学科，环境岩土工程学是里海大学在1986年召开的第一次的国际学术研讨会之后，迅猛发展起来的。但是由于它的发展历史比较短暂，理论研究体系尚不健全，很多的理论问题需要进行深入的研究如：环境岩土工程的科学性质、内涵，环境岩土工程学具体的研究内容、对象，环境科学与环境岩土工程学和岩土工程地质、工程学、基础工程学等等学科之间的关系，环境岩土体—水—污染物之间仙湖的机理作用，土壤与环境之间的相互作用，污染环境的不饱和细粒土中的质量传输现象以及土壤和岩石在地貌性能方面发生变化或者产生时效作用等。

2.2 进行岩石的失稳与变形、机理污染研究

环境岩土工程在机理污染和上述问题中的研究还是较为模糊的，土质洞室中存在的干扰流沙开采的问题、适度较高的洞室施工问题、火电厂灰坝与大高度的尾矿坝中具有大高度、高温度以及低密度特征的建筑工程在地震作用下稳定性的判定，土壤与环境之间的相互作用，土体的污染识别与特征鉴定、等都是需要我们日后进行深入研究的课题。

2.3 岩土工程中环境保护的对话设计倡导

环境岩土工程学是一门将岩土工程和环境科学进行结合的新学科，它采用岩石工程的应用技术、观点与方法服务于环境保护。对此，我们在进行工程的规划设计时要特别注意，将环境保护作为根本出发点，考虑岩石结构的安全与稳定的问题，关注由岩土工程所引起的环境变化，有目的性地进行设计与规划。比方说，上海某单位要在广中路建一栋15层的大楼，但是设计需要采用桩基，而桩基的边缘地区有两根供水管道通过，该管道是闸北区的交通、工厂和医院的重要供水命脉，因此在打桩时，容易产生因挤土作用而管道爆裂，将会造成严重的经济损失和政治影响。因此该设计被整套推翻，改用其他基础设计。

2.4 采用岩土工程的环境保护施工工艺

现今建设者已经认识到工程活动对周围环境的影响问题的重要性，甚至有时还会设计经济、政治和法律等相关方面。因此，在进行岩土工程施工时的环境保护问题的详细研究与先进的施工工艺的采用施极其重要的。可采用预钻孔取土打桩，控制打桩速率，科学的利用土的时空效应规律等施工工艺对环境进行保护。

3 结论

本文通过多年的实践经验和研究资料对环境岩土工程存在的问题进行研究，并提出相关的防治对策，该研究为我们实行环境保护和智力服务打下良好的基础，是促进政治和经济、环境的可持续发展的重要保障。

[1]林宗元.环境岩土工程的兴起与展望[J].中国工程勘察，1993(4)：4-8.