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地质灾害治理方法范文

发布时间:2023-09-26 08:31:08

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地质灾害治理方法

篇1

目前地质灾害防治也列入城市总体规划中,且应在“防”灾上下功夫,同时要争取主动,减少灾害的发生。因此,对锚杆格构等治理措施对地质灾害防护的方法进行探讨有其必要性。

一、研究背景

锚杆格构结构是一种将格构结构梁护坡与锚固工程相结合的一种新型抗滑支挡结构,既可以加强深层的加固作用,又可以兼顾到浅层护坡的作用,这种治理措施具有良好的地质防护作用,在工程实际应用中,主要适用于节理发育、坡度较陡、易受自然应力影响而导致的局部小型崩塌、大面积碎落、以及落石的岩土边坡,随着现代工程技术的发展和相关技术的完善,锚杆格构等治理措施也得到了很大的改进,这使得锚杆格构梁加固技术成为一种广泛应用的地质灾害防治的有效工程措施。另外,在应用锚杆格构时,必须要以内力为主,通过倒梁法和弹性地基梁法,根据工程经验类比法,进行结构设计,确保格构梁设计的合理性与科学性,避免工程治理竣工完成后拉裂或者是损毁现象的发生,最大限度地保证边坡及保护对象的安全性。

二、锚杆格构的应用

为了确保锚杆格构在工程实际应用中的良好效果,提高地质灾害防护的有效性,在这里对锚杆格构应用进行具体的分析:

1.锚杆格构内力分析

根据工程经验,可以知道锚杆格构主要由横梁和纵梁组成,传统的工程应用中,主要通过将交叉的格构进行简化处理,按照单格梦梁进行计算,以利用弹性地基梁的研究成果进行具体的分析,最终通过锚杆的简化,将其作用于地基梁上的荷载作为已知荷载,但是缺乏统一性,因此,为了方便于格构梁的内力的进一步描述,并进行各个部位称谓的统一,需要将锚杆视为弹性支座,两锚杆之间的长度作为格构梁的一跨,锚杆作用位置作为支座,两支座之间的长度称之为跨距,这样,在实际工程中,锚杆格构梁系统中的各个跨跨距就会呈现相等性,同时,也保持了右悬臂和左悬臂段的相等性。

在工程中,结合大量研究,具体的内力计算可以采用弹性地基模型进行计算,这样,既可以保证分析结果的准确性,而且可以最大限度地满足工程的实际要求,为此,在这里可以建立一个关于格构梁的模型,并且考虑到地基与格构梁的相互作用,具体的模型参照以下表格数据,具体如下:

表1 格构梁计算模型参数

根据格构梁模型计算参数以及弯矩的具体的分布图(如图),两支座之间跨中附近存在着一个极限值,而这些极限值能够反映出格构梁的所能够承受的弯矩的大小变化,并且根据这些值的变化情况从而就可以得到相应的最大弯矩,从而使得格构更加合理,同时,也可以最大限度地保证结构设计的经济性,若是从受力角度进行分析,就可以知道这就是格构梁上的最优化悬臂段。

2.主要内容和影响因素

计算格构内力时,除了相关的参数值,还与格构梁以及地基影响因素密切相关,以下分别作具体的说明:

首先,跨距的影响。在治理工程中,对于锚杆工程中,锚杆的间距以一般的定值为准,即格构梁为等跨距,在实际工程中,格构梁的跨距以2-5米为宜,变化的规格则以具体的参数和跨距为标准,在建立相应的模型后,经过反复计算,根据不同跨距条件下,得到最优的悬臂长度,通常不同跨距下悬臂的最优长度也会有所不同,且会随着跨距的增大而不断增大,具体的线性表达关系式如下:

其次,跨数的影响。混凝土格构梁每隔15-20m设沉降,而跨距以2-5m最为常见,在建立模型后,仍旧需要通过不断反复的试算,以找出不同距跨距下的悬臂最优长度,具体如表2所示:

表2 不同跨数下最优悬臂段长度

但是在实际工程处理中,跨数与悬臂段并不是单调的关系,且数学关系不明显,同时,在实际工程中的取值也非常有限,因此,对于对于不是严格意义上的数学关系,可以在一定程度上忽略跨数对其的影响。

第三,弹性地基泊松比。在地基工程中,弹性泊松比是一个十分重要的参数,一般土体的泊松比多为0.3-0.4,岩石的泊松比为0.1-0.3,因此,明确泊松比对格构梁内力所造成的影响,同样,也需要建立相应的模型,且经过具体的试算,得到最优值,但是,在实际工程中,经过大量的计算和研究发现,弹性泊松比对地基变形量所造成的影响极小,为了减少工程计算的复杂性,可以忽略。

另外,地基变形模量。岩土体的变化量的范围相对较大,考虑到锚杆格构工程一般用于土质坡体表面风化破碎或者是土质边坡的岩质边坡较多,尤其是其表现多为残积土、坡积土、全风化碎块石,通过工程类比,其变形模量多在30-200MPa的范围内,为此,经过与其他的参数进行统一分析后,建立相关的数值计算模型,从而得到不同地基变形模量下的最优臂段长度。经过线性回归分析,可以知道,由于地基变形量的变化范围相对较大,那么其对电优悬臂的取值也会产生一定的影响,具体的公式如下:

三、强化地质灾害的处理

为了进一步确保锚杆格构在地地质灾害防治的应用,必须要对我国的地质灾害类型、分布特征、规模大小、危害性以及危险性的大小有一个全面、具体的了解,并且在此基础上,明确地质灾害具有影响因素复杂、灾害强度局部趋势高等特点,有效地应用锚杆格构等防治措施,进一步完善灾害评估系统,组织行之有效的防震减灾工作,具体可以从以下方面入手:

首先,要加强对地质灾害防治的统一规划,根据实际工作,结合工作经验,突出防治工作的重点,并且在工作中做到以预防为主,采用避让与治理相结合的办法,避免地质灾害所造成的影响。

其次,要科学对地质灾害进行科学的评价与区分,尤其是对于灾害程度为重度以上的危险区,要积极展开地质勘查评价工作,并根据勘查评价结果,确定实际监测的部位,建立相应的灾害预警系统,将学校、医院、居信区等人口相对集中的地区或者是有交通干线、水利工程等重点工程等的基础设施,做好重点防治,充分利用锚杆防护技术,增强其有效性。

另外,通过建立和实施有关法规等手段,有效地制止破坏地质自然环境的行为;对已经发生和可能发生的地质灾害,采取“以防为主,防治结合,全面规划,综合治理”的原则;加强地质灾害易发区的调查与区划工作;对区内重大地质灾害防患点进行勘查。编制年度地质灾害防治方案。

四、结语

总而言之,地质灾害防治工作任重道远,随着科技的进步和专业工程技术人员的经验积累,新技术、新方法、新材料等将在地质灾害防治工程中得到不断应用,因此,需要工作人员加强对锚杆格构技术的分析与探讨,进一步优化工程技术,从而全面提升地质防护的有效性,促进地质灾害防治工作将得到更好的创新和发展。

参考文献:

[1]王元丰,梁亚平;高性能混凝土的弹性模量与泊松比[J];北方交通大学学报;2012(01)

[2]吴礼舟,胡瑞林,黄润秋,熊野生,宋继红,李志清;护坡格构与坡面相互作用的研究[J];工程地质学报;2011(02)

篇2

0.引言

随着我国高速公路建设迅速发展,其施工技术也不断提高,但是在我国目前的技术经济条件下施工,不良地质条件是施工中最大的制约因素[1]。因此,加强对隧道涌水突泥的研究,对保障施工安全、加快施工进度、节约施工成本,均有十分重要的意义。

1.涌水突泥灾害的发生简况

(应介绍本隧道原设计地质情况及简单概述施工情况,如哪个端口进洞,采用什么施工方法,初支结构参数等)厦成高速公路东孚隧道,下穿厦深铁路东孚编组站,路线总长40.235km,路基宽度33.5m,施工方式利用“中继法顶进工艺”,从出口进洞,即由大里程向小里程施工,初支支护参数为S3。隧址区岩层主要为石灰岩,占隧道围岩的70%左右,岩溶发育,尤其是地表浅部溶蚀洼地、落水洞、漏斗成片出现,再加上隧址区处于向斜地质构造,容易导致地下水汇集,且汇集的地下水形成岩溶水增大了隧道施工的难度。

2013年10月8日上午9:00**隧道左洞掌子面里程施工至ZK22+707。在中导开挖过程中,ZK22+723线路左侧上台阶拱脚处发生涌水,引起线路左侧ZK22+723-ZK22+728段拱脚至拱顶范围初支变形。现场监控量测显示2小时内拱顶变形为5mm,上、中导接头处变形为7mm,且涌水量持续较大。本隧道因掌子面涌水引起初支结构变形。(注:本隧道是否从出口进洞,即由大里程向小里程施工,否则掌子面和中导里程有问题)

2013年11月12日,A2合同段天成山隧道左线掌子面施工至ZK22+663,掌子面均为砂土状全―强风化花岗岩,左侧出现涌水。下午17:15开始,掌子面涌水量明显增大,18:46初支喷砼开始出现裂缝,拱顶掉块严重,拱架出现变形,现场及时加强锁脚支护。19:26开始,拱架变形加大,为确保安全,下达指令要求人员及机械设备撤离,而后初支完全剥落并垮塌,出现涌水突泥现象,涌水量约达40m3/h。20:00通过现场观察判定,ZK22+663―ZK22+668段钢拱架已完全压垮,突泥量约50m3/h。

2 抢险处治方案

2.1制定方案

由于事故发生后,现场堆积了大量的坍塌渣体,无法开展处治的良好施工工作。因此,根据现场踏勘的实际情况,针对该隧道的地质特征及前期的涌水特征作出了全面分析,并结合以往大规模涌水突泥事故后围岩能暂时自稳的工程经验,制定了相应的处理方案。具体原则为:1、加强大管棚结合小导管的超前及径向支护措施;2、调整围岩级别、加强初支支护参数(S3变为S5b);3、初支背后及涌泥处加注双液浆,加强堵水效果;4、洞内增加临时支护棚架,缩短二衬至掌子面步距。施工过程中严格遵守“管超前、短进尺、强支护、勤量测”,必要时掌子面喷砼封闭,防止突水涌泥扩大,增强整体稳定性。

2.2监测

对初支拱架变形部位进行不间断变形监控量测,监控量测数据每2小时一次,如发生突变应立即上报。加强监控量测,及时反馈量测数据信息,实时密切监视突泥区状况,并做好相关警戒通报。

2.3加固

第一,加强超前支护:在隧道进口段设置管棚超前支护,分别在ZK22+732、ZK22+728、ZK22+723往小里程范围对左右两侧各打入3排管棚进行加固,管棚采用长度12m的φ89×5mm钢管,外插角约30°,单侧每排6根,及时进行注浆加固(管棚设置位置需进一步明确)。第二,回填注浆,稳固围岩:对ZK22+732~715段初支结构及背后围岩径向采用φ50×4mm长度5m的钢花管,按环向50cm、纵向100cm的间距梅花形布置进行注浆加固。对拱腰45°以上采用超前加固,45°以下为锁脚加固。所有钢花管均进行注浆,采用水玻璃双液注浆法,适当提高注浆压力,注浆应缓慢进行,注浆压力不宜超过1.0MPa(可考虑采用水玻璃注浆措施)。第三,加强锁脚及初支参数:为避免突泥区附近拱架继续变形,确保已施做初支结构的稳定,对ZK22+700~ZK22+670段加强锁脚,每榀拱架两侧拱脚斜向下补打两根4m长φ76×5mm钢管加强锁脚,其余部位增设4m长φ25药卷锚杆加强锁脚,每组4根,环向间距150cm,纵向间距100cm。在ZK22+700~ZK22+675采用12米长φ76×5mm钢管拱部增设伞状棚架支护,纵向间距4m,环向间距1m。

2.4封堵

首先,先对少量出水的钢管压注水泥-水玻璃双液浆堵水,出水量大的钢管先作为泄水通道,待二衬施工前再注浆封堵。其次,采用强支护穿越突泥区,在ZK22+673与ZK22+671处上半断面各设置一排20米长φ108×6mm钢花管进行管棚支护,环向间距40cm,压注水泥-水玻璃双液浆堵水。

2.5排水

对ZK22+723-ZK22+735段阶按全幅宽度反压回填至上台阶底面。回填前必须对炮眼内安装的全部引线和炸药拆除干净。待突泥区稳定后,采用透水性材料(片块石)对上台阶突泥区进行反压回填,防止突泥区再次扩大。

3 对治理方法的体会

第一,严格执行安全施工原则,加强对施工的监控。在掌子面和初期支护刚建成的区域,必须重点做好施工前期的地质勘察和水文地质分析以及超前探水等工作。施工中期要加强水量、水压、降雨量的监测工作,规范地质预报和水量、水压、降雨量的监测工作,严格执行安全施工制度以保障施工人员人身安全。完善健全安全监控和预警体系善,保证掌子面有视频监控以及报警系统,确保急逃生等系统的工作正常[2]。应配齐专职安全人员,加强安全教育培训,进行防灾逃生演练。

第二,采用大管棚超前支护,坚持支护紧跟原则。涌水突泥灾害具有突发性的特点,但在出现大规模的涌泥之后,一般会有一段暂时的稳定期,因此,应抓住时机,在涌水段开挖后,下台阶、仰拱及二衬施工应及时、抓紧跟进,必须抓住时机及时处治施工,以形成完整的大管棚超前支护结构[3]。

第三,准备充足的物质,做好灾害预防工作。在地质灾害发生后,应不惜一切代价确保既定处治方案中所需的机械、材料的正常供应及应有储备,以保障满足全天候应急抢险供给。为治理涌水突泥地质灾害做好充分的准备工作,为其创造良好的施工条件,以保证正常施工进度。

第四,以堵为主,堵排结合。为避免高速公路隧道围岩壁继续变形破坏,导致塌穴增大,必须对坍塌周边的围岩进行加固处理。为避免因多种情况再次发生坍方,必须封堵涌出口。为降低水压,减轻支护结构所承受的水压力,必须制定有效的排水措施[4]。对于充填物坍落的地段,应采取清淤释能降压的方案,使用大型挖掘机将堆积物运出。高度重视隧道释能降压技术在高速公路隧道施工中的运用。

第五,优化施工方案,提高安全管理水平。在启动抢险机制的同时,针对不同级别的涌水突泥地质灾害,必须依据现场施工不同的特点和环境,制定相应的科学、合理、安全、快速的治理方案。工程项目部应加强并落实领导带班,安排专人观测现场动态,拟定完善的应急处治预案,加强项目管理人员应对突发事件的培训,提高应对突发事件的安全管理水平。确保遇险时能立即按预案撤人并能及时、有效地组织应急抢险。

4.结语

涌水突泥是高速公路隧道施工过程中影响巨大的工程地质灾害,导致涌水突泥地质灾害的原因诸多,如果施工中处治措施不当,不但危及隧道施工安全,加剧隧道施工难度,影响隧道施工进度,还可能会在隧道建成后严重地影响地表环境,造成不必要的经济损失。因此,必须加强监测与预防,设置合理的施工条件,对涌水突泥地质灾害综合治理,但具体的治理方案要在具体的工作当中依据施工现场制定。

参考文献:

[1]康勇,杨春和,张朋,浅埋岩溶隧道灾变机制及其防治[J],岩石力学与工程学报,2010,29(1):149-154

篇3

中图分类号:TDl6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)22-0221-01

近年来,我国城市人口进一步增加,土地负荷加重,环境资源被过度开发。在经济建设的过程中,大部分地区忽略对环境的保护,导致大量废水、废气和废渣的过度排放。这种不可持续的发展一方面会导致一系列地质灾害问题,一方面也不利于经济的良性发展。而地球物理技术以其低成本高效率的优势,在人们勘察地质灾害的过程中起到了巨大的作用。

一、崩、滑、流灾害勘察中地球物理方法的应用

崩、滑、流灾害即崩塌,滑坡和泥石流灾害,它们不仅是我国最严重的地质灾害之一,也是世界上非常常见的一种城市地质灾害。

(一)滑坡灾害

任何一种城市地质灾害的发生都会对城市本身产生严重的危害,其中,滑坡灾害因其具有广泛发育和频繁发生的特点,对城市建设、交通运输都会造成重大的危害。为了应对滑坡带来的地质灾害,防患于未然,国内外现阶段采用例如浅层高分辨率地震方法、探地雷达、音频大地电场法、激发极化法、地面甚低频电磁法、电测深法、自然电场法、高密度电阻率法、充电法、微重力法等地球物理方法来进行勘察。这些方法的原理涉及如何对滑坡体的空间分布界线进行圈定,怎样测定滑坡区的含水情况以及如何抵御隐伏边界以及隐伏地质体情况深入了解与掌握等等。

(二)崩塌灾害

使用地球物理方法来勘察崩塌灾害时,主要是通过对于水层的分布,深度和厚度进行勘察;对于第四系覆盖层的厚度进行探测;对于地下熔岩的分布和埋深,裂缝的充水性进行探测等。在勘察崩塌灾害时常用的地球物理方法包括弹性波法、层析成像法、放射性法、重力法、磁法、综合测井法等几大类。

(三)泥石流灾害

泥石流灾害是广泛存在于我国大部分地区的一种地质灾害,特别是四川、云南等西南地区尤其容易遭遇泥石流的危害。在利用地球物理手段对泥石流进行勘察时,主要注意两个层面的问题。首先,在泥石流灾害的勘察方面,需要对泥石流形成区域的地质进行全面的了解。比如泥石流堆积物的分布,构成和厚度以及对堤坝区的冲积层厚度进行的设计。其次,在泥石流防治工程的场地勘察方面需要的则是对于岩石土壤的物理和力学性质进行更深层次的勘察。主要运用的地球物理方法包括了浅层地震、电阻率法、探地雷达和声波探测等方法。

二、地面变形灾害勘察中地球物理方法的应用

(一)岩溶塌陷灾害

我国的可溶岩分布面积非常广泛,这种可溶岩的广泛分布导致了我国深受岩溶塌陷灾害的影响。尤其是在辽宁、江西、湖北、四川、贵州、广东等地区,一旦遭受岩溶地面塌陷灾害,就会面临巨大的损失。岩溶塌陷带给人们的危害巨大,不仅会对基础建设造成不可挽回的损失,严重时还会造成水土流失。如果这种灾害发生在沿海地区,则有可能造成海水水位升高,甚至可能出现海水倒灌等重大灾害。

为了对上述可行性进行及早的预防,必须运用地球物理方法对岩溶进行勘察。勘察工作一般分成两个阶段。首先是要对岩溶形成的基本条件和产生因素进行评价,一般采用的是电阻率法与地震折射法。然后就是采用探地雷达、地震法、微重力法、射气法、井中雷达、电阻率法和井中无线电波法等方法来勘察岩溶洞穴的位置,形状结填充物的组成。考虑的岩溶可以在不同的地质条件下进行发育,所以在做具体探索的时候也要注意依据地势采用不同的手段。

(二)地裂缝灾害

地裂缝的产生因素有人为的,也有自然原因导致的。这是一种地表岩土体产生一定长度和宽度开裂的现象,在我国同样有着广泛的发生。在地裂缝生成过程中,对同时产生的地球物理和地球化学性质改变的研究,将是勘察地裂缝灾害的重要途径。

(三)地面沉降灾害

地面沉降灾害具有范围广和下沉缓慢的特点,不易被发觉或者防范。但是其对建筑物却具有严重的危害。例如前几月北京某居民私自挖掘地下室,就造成了道路塌陷。对于地面沉降的勘察一般采用精密水准测量,但是由于这种勘察方法的效率比较低,所以其使用成本较为高昂。此时如果能辅以重力测量来监测沉降,就能够有效减少精密水准测量的工作量。相比起精密水准测量,高精度的重力测量具有效率高,成本低的特点,在地面沉降的勘察方面具有广泛的应用价值。

(四)海水入侵灾害

海水入侵是我国沿海地区较为常见的一种地质灾害,较为集中的发生在大连市、山东半岛、北戴河和广西北海等地区。地球物理方法对海水入侵的监测主要是对海水入侵空间分布界线进行划定,测量海水入侵时的通道,测定氯离子浓度等。主要采用的方法是电阻率法。海水入侵时,一定范围内海水中电阻率会降低,由此便可以界定咸淡水分界面,从而划定海水入侵的空间。

三、目前地质灾害勘查中存在的一些问题

(一)滞后性

我国对于地质灾害的勘察工作一般都是在灾害发生了以后才进行,处理的手段多以应急、营救的形式进行。不能在灾害发生之前就进行一定的预判和预警,而只能在事件发生了以后再查找原因。造成这一结果的原因是对我国的地质灾害分布缺乏认识,对其发展规律了解不充分。只有在平时就加强对于地质的勘察,及时掌握住全面的信息,才能有效防治城市地质灾害。

(二)重视次要因素

在对地质灾害勘察的过程中,不仅要重视灾害的主要成因,还需要对诱发灾害的次要成因进行深入研究。因为在不同的环境中,主、次要因素是可以相互转变的。重视灾害的次要因素,对将来判断主要灾害有着重要的参考价值。

(三)因地制宜

地质灾害可能发生在各种地质结构的土壤上,现场面临的条件也都各不相同。为了应对这些复杂的环境,勘察人员需要依据当地的情况使用合适的方法和工作方式。同时,不断对地球物理手段进行研究和精密化,提高其分辨率,增加勘察精度,多样化现场勘察方法,加强对数据的处理能力,都是对地球物理手段的一种补完。这就需要用更加丰富的手段对城市地质灾害进行勘察,而不是死板地照本宣科。

(四)各种手段的综合使用

由于地质灾害的种类繁多,导致某种灾害的原因也不是单一的,所以仅靠单一手段难以对地质灾害的发生原因进行准确的测定,而是要采用多种地球物理方法的综合运用。多种地球物理方法的综合运用不仅能够测定地表浅层的地质问题,而且能够解决较深层次的地质问题,拓宽了地质勘查的范围。但是也如同前文所述,综合地球物理方法的组合方式必须考虑到多种方法的合理选择和有效搭配,同时必须按照现场的条件来选取地球物理方法,这样就能有效避免综合方法的错用。

(五)治理研究

目前,地球物理方法在地质灾害方面的运用还仅限于对地质灾害的监测及预报,未来应该延伸到对于地质灾害的治理研究中去。让地球物理技术深入对地质灾害的监测,预防和治理的全过程中,达到良好的效果。

结束语

随着我国现代经济社会的不断发展,人们对于城市的安全和稳定将会提出更高的要求。如何应对越来越多的城市地质灾害,已经成为了新时期社会发展必须被重视的问题。利用地球物理的方法对地质危害进行勘察已经取得了良好的效果,其工效高、成本低、装备轻便,并且能够快速提供大面积的综合资料等优点使地球物理方法成为了重要的现代勘测手段,在城市地质灾害的预防中,起着重要的作用。

参考文献:

篇4

第三条本办法适用于本省行政区域内地质灾害防治管理工作。法律、法规另有规定的,从其规定。

地震灾害的防治管理工作不适用本办法。

第四条地质灾害防治贯彻以防为主、防治结合、谁诱发谁治理的原则,实行统一管理与分级、分部门管理相结合的管理体制。

第五条县级以上人民政府地质矿产行政主管部门(以下简称地矿主管部门)负责本行政区域内地质灾害防治的监督、管理工作。

县级以上人民政府水利、交通、建设、农业、林业、环保、土管,以及电力、铁路等部门应当按照各自的职责分工,负责本部门管辖范围内的地质灾害防治工作。

第六条各级人民政府应当加强对地质灾害防治工作的领导,督促、协调有关单位做好地质灾害防治工作。

对在保护地质环境、防治地质灾害工作中作出显著成绩的单位和个人,应当给予表彰和奖励。

第二章地质灾害的预防及勘查评价

第七条地矿主管部门应当会同有关部门编制本行政区域的地质灾害防治规划,报经本级人民政府批准后组织实施。

第八条地质灾害易发区和地质灾害危险区,由所在地地矿主管部门划定,经同级人民政府批准后公布,并报省地矿主管部门备案。所在地地矿主管部门应当在地质灾害危险区周围设立明显标志。

第九条地矿主管部门对在地质灾害易发区和地质灾害危险区内进行的各项工程建设活动,有权进行监督、检查。

第十条地矿主管部门应当在地质灾害危险区设置监测设施和监测网络。有关单位和个人应当协助做好监测预报工作,保护监测设施。

第十一条在地质灾害危险区内,禁止采矿、削坡、炸石、堆放渣石、抽取地下水以及从事其他容易诱发地质灾害的活动。

第十二条县级以上人民政府水利、交通、建设、农业、林业、土管等部门,应当根据地质灾害危险区域内可能发生的地质灾害的性质、规模、危害后果,制定本部门的预防措施,抄送同级地矿主管部门备案。

第十三条区域性地质灾害趋势预报,由省地矿主管部门会同有关部门拟定,报省人民政府批准。

对可能发生的突发性地质灾害预报,由地矿主管部门或水利、交通、建设等其他有关部门在地质灾害可能危及的区域内。

除前款规定外,任何单位和个人不得擅自区域性地质灾害趋势和可能发生突发性地质灾害的预报。

第十四条区域性地质环境勘查评价,由省地矿主管部门统一规划。

第十五条在地质灾害易发区内,制定重点区域开发规划和进行各项工程建设,必须进行地质灾害评价和预测,并制定防治地质灾害的方案。

申请重大基本建设项目的,应当在可行性研究报告中附地质灾害勘查评价资料,并经地矿主管部门审查同意后,方可按基本建设审批权限和程序的规定报批。

第十六条承担地质灾害勘查评价的单位,必须持有相应的资质证书,并向省地矿主管部门办理登记手续和汇交地质资料。资质证书的申领按国家有关规定执行。

第三章地质灾害治理

第十七条地质灾害发生后,有关单位和个人应当及时向当地人民政府和地矿主管部门报告灾害情况。当地人民政府和地矿主管部门接到报告后,应当指派人员迅速赶赴现场,组织有关部门进行治理。

第十八条人为造成的地质灾害,由行为人负责治理。

行为人不治理或无力治理的,由当地人民政府或地矿主管部门组织治理,费用由行为人承担。

自然作用造成的地质灾害,由当地人民政府组织有关部门和单位治理。

第十九条区域性地质灾害治理项目计划,由项目主管部门会同计划、财政、地矿、环保、土管等部门制定并组织实施。

第二十条重大地质灾害治理项目,由省地矿主管部门向省计划主管部门提出立项申请,省计划主管部门应当按项目审批权限批复或向国家计划主管部门上报立项,经费列入国家地质灾害防治计划,地方配套资金纳入财政基本建设预算。

治理项目竣工后,由省计划主管部门和省地矿主管部门共同组织有关部门进行验收。

第四章法律责任

第二十一条违反本办法规定,破坏地质灾害监测设施的,由地矿主管部门责令赔偿损失,给予警告,并可处以100元以上2000元以下的罚款。

第二十二条违反本办法第十一条规定的,由地矿主管部门责令其停止违法活动,给予警告,并可处以1000元以上20000元以下的罚款;诱发地质灾害的,由责任者负责治理、赔偿损失。

第二十三条违反本办法第十三条第三款规定的,由地矿主管部门责令其消除影响,给予警告,并可处以500元以上2000元以下的罚款。

第二十四条违反本办法第十五条第一款规定的,由地矿主管部门给予警告,并可处以1000元以上20000元以下的罚款。

第二十五条违反本办法第十六条规定的,由省地矿主管部门给予警告,并可处以1000元以上10000元以下的罚款。

第二十六条罚款的收缴和实施行政处罚的程序,按照有关法律、法规和规章的规定执行。

第二十七条当事人对行政处罚决定不服的,可以依法申请行政复议或提起行政诉讼。

篇5

(Hebei Geological Prospecting Fund Project Management Center,Shijiazhuang 050051,China)

摘要:本文以工程实例说明泥石流地质灾害勘查中基本特征值计算方法。

Abstract: This article demonstrates the calculation method of basic characteristic value in debris flow geological disaster exploration with practical engineering examples.

关键词 :泥石流;基本特征值;计算方法

Key words: debris flow;basic characteristics value;calculation method

中图分类号:P642.23 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)18-0188-03

作者简介:(1980-),女,河北望都人,硕士研究生,中级工程师,研究方向为地质工程。

0 引言

泥石流属于一种突发性的地质灾害,它是山区特有的一种现象。泥石流中饱含着大量的泥沙石块和巨砾的固液两相流体,呈粘性层流或稀性紊流等运动状态,泥石流的发生是很多自然因素和人为因素综合作用的结果,通常发生在山区小流域。由于泥石流具有发生突然、来世凶猛、历时短暂、大范围冲淤、破坏力极强等特点,再加上其常伴随着大量泥沙块石,一旦发生泥石流会对人们的生命财产造成很大的威胁。

泥石流特征值是泥石流防治工程的主要设计依据,防治方案的确定和该取值有着直接的关系,只有保证泥石流特征值的准确性,才能确保防治方案的科学合理性。

本文主要是参考野外调查访问得出的沟道断面、堆积物、泥痕等特征计算泥石流基本特征值的,而计算指标的确定主要针对拟设泥石流治理工程的需要进行计算的,然后对不同断面的各项特征参数进行了计算,比如流速、流量、流体最大冲起高度、泥石流流体冲压力等。

1 泥石流形成条件

1.1 地形地貌及沟道条件

勘查区所处地貌单元为侵蚀构造山地区,流域分水岭最高海拔高程为682m,泥石流汇入主沟处最低海拔高程530m,相对高差,152m。

泥石流流域汇水面积0.03km2,沟长590m,平均坡降258‰,沟道较狭窄,岸坡较陡峻,沟谷下游为“U”型谷,上游呈“V”字形。

1.2 物源条件

该区泥石流松散固体物源较较少,物源分布较为集中,主要分布于沟道中上部岸坡处及沟道下游田坎堆积物源。

该区处于地壳相对稳定区,岩体风化程度较高,同时该区因私挖乱采产生的废弃渣石堆放于坡面之上,为泥石流的发生储存了固体物源。位于坡面的渣石砾径在3~10cm之间,坡脚大块石砾径30~60cm,坡面厚度在0.5~1m之间,渣坡坡脚长55m,高约20m,估算方量约1500m3,可启动物源方量约1400m2。

沟道内还存在居民种植农作物时干砌的田坎,这些田坎稳定性较差,在泥石流发生时也可能会被作为物源冲出,该段沟道长约100m,估算沟内耕植土、田坎及两侧山坡零星松散覆盖层方量总计约2400m3。可启动物源1800m2。

1.3 水源条件

勘查区正位于暴雨中心范围内。受地形影响该区降雨具有瞬时雨量大、暴雨集中、成灾雨强频发的特点。

该区地处温带大陆性季风气候,处于暴雨集中区,该区的1/6h、1h、24h多年最大暴雨量平均值分别为14mm、37mm、95mm,在P=5%的条件下,1/6h、1h、24h雨强可分别达到27.44mm、72.52mm、215.65mm,P=2%的条件下,1/6h、1h、24h雨强可分别达到32.48mm、85.84mm、266.95mm,很容易引发泥石流灾害。

2 泥石流基本特征值计算方法

2.1 泥石流流体重度

2.1.1 现场配浆法

该区泥石流为潜在泥石流,沟道内物源堆积物没有移动痕迹,所以本次勘查中未在该沟道内进行配浆试验,而是在临近沟道内参考勘查区西沟泥石流进行泥石流大重度配浆试验,配浆结果为1.57t/m3。

2.1.2 查表法

该区潜在泥石流易发程度为轻度易发,评分为80分,查表得泥石流重度为1.551t/m3。

2.1.3 综合取值

根据现场调查泥石流堆积物主要成分为碎石、卵砾石、砂及少量粉质粘土充填,可以看出,物质来源在结构特征上也以碎石、砾石、砂为主,鉴于上述特征推断,该区潜在泥石流为稀性泥石流。综合考虑确定泥石流重度为1.551t/m3。

2.2 泥石流流量

为了保证计算结果的公正性和客观性,应在不同位置,比如主要支沟沟口、勘查区不同沟段、拟设治理工程部位等,选择出四个典型断面部位进行泥石流流量的计算。

2.2.1 雨洪法

若与暴雨同频率、同步出现泥石流,此时断面的泥石流流量还包括暴雨洪水设计流量。其计算过程第一步是计算出断面不同频率下的小流域暴雨洪峰流量,第二步是选用堵塞系数,计算泥石流流量。

①暴雨洪峰流量计算。

频率为P的暴雨洪水设计流量:

勘查区流域计算参数详见表1。

设计暴雨频率20年一遇24小时最大降雨量H24=215.65mm,1小时最大降雨量H1=72.52mm,10分钟最大降雨量H1/6=27.44mm;50年一遇24小时最大降雨量H24=266.95mm,1小时最大降雨量H1=85.84mm,10分钟最大降雨量H1/6=32.48mm。

②泥石流峰值流量计算。

Qc=(1+φ)QpDc

上式中各参数代表含义:φ代表泥沙修正系数(取0.516);Qp代表暴雨洪峰流量;Dc代表堵塞系数;Qc代表泥石流断面峰值流量(m3/s)。

据此,采用雨洪法求得泥石流峰值流量如表3。

2.2.2 综合取值

由于形态调查法计算结果没有考虑到暴雨频率的因素影响,只能代表当次泥石流的特征值,勘查区泥石流为潜在泥石流,沟域内未发现泥石流的泥痕等形态特征,而雨洪法由于具有预测性质,能够依据现有参数进行计算,所以,泥石流峰值流量采用表3雨洪法计算求得的结果。

2.3 泥石流流速计算

根据现场调查,松散堆积体主要为碎块石、砾石等物质,物质来源在结构特征上也以碎石、砾石为主,砂粘土充填,鉴于上述物源特征,以稀性泥石流为主,采用西南地区计算公式确定泥石流流速。

上式中各参数代表含义:Hc代表平均泥深(m);Ic代表泥位纵坡率,以沟道纵坡率代替;γH代表泥石流固体物质重度(t/m3);n代表泥石流沟床糙率系数(取0.067);φ代表泥石流泥沙修正系数;Vc代表泥石流流速(m/s)。

泥石流流速见表4流域各剖面泥石流流速计算表。

2.4 一次泥石流过流总量

一次泥石流过流总量按照计算公式进行计算:

Q=KTQc

当F>100 km2   K<0.0252

F=10~100 km2 K=0.0378

F=5~10 km2 K=0.113

F<5km2 K=0.202

据以上计算结果,确定泥石流峰值流量在20年一遇、50年一遇的暴雨强度下分别为1.281m3/s、1.533m3/s;泥石流历时约0.5小时,即T=1800s;按上式计算的本次泥石流冲出量分别为465.9m3、557.5m3。

2.5 一次泥石流固体冲出物

一次泥石流固体冲出物按照计算公式进行计算:

QH=Q(γc-γw)/(γH-γw)

上式中各项参数代表含义:Q代表一次泥石流过程总量(m3);γc代表泥石流重度(t/m3);γH代表泥石流固体物质的重度(t/m3);γw代表水的重度(t/m3);QH代表一次泥石流冲出固体物质总量(m3)。

据前面的计算结果和分析测试结果,泥石流暴发时泥石流冲出量在20年一遇、50年一遇的暴雨强度下为465.9m3、557.5m3,泥石流重度γc=1.551t/m3,水的重度γw=1 t/m3,泥石流固体物质重度γH=2.65t/m3,据此计算出固体物质冲出总量分别为155.6m3、186.2m3。

2.6 泥石流整体冲压力

泥石流整体冲压力公式计算:

上式中各项参数代表含义:λ代表建筑物形状系数,方形建筑物λ=1.47,矩形建筑物λ=1.33,圆形建筑物λ=1.0;γc代表泥石流重度(kN/m3);α代表建筑物受力面与泥石流冲压力方向的夹角(°);Vc代表泥石流平均流速(m/s);P代表泥石流冲压力(kN)。

计算过程主要选择拟布设拦挡工程部位各断面进行计算。本次勘查中主要以拟选坝位处进行计算,泥石流整体冲压力计算参数及计算结果详见表5。

2.7 泥石流爬高和最大冲起高度

泥石流爬高是指泥石流遇到反坡后,由于惯性作用依然直线前进的现象;泥石流的冲起是指泥石流遇阻后,其动能会瞬间转化成势能,撞击处的泥浆和石块飞溅起来的现象。由于客观原因的限制,很难调查清楚该沟泥石流的痕迹,所以只好以计算值作为设计依据。

泥石流爬高和最大冲起高度按照计算公式进行计算:

式中ΔHc—泥石流爬高(m);

b—泥石流迎面坡度的函数。

Vc—泥石流平均流速(m/s);

ΔH—泥石流最大冲起高度(m)。

此外仍选择拟设拦挡工程的断面进行计算,计算结果详见表6。

2.8 泥石流弯道超高

泥石流弯道超高有可能对凹岸产生强大的侵蚀作用,但由于本文中流通区段的沟道没有大的弯曲段(曲率半径在200m以上,弯道超高小于20cm),纵坡坡降较大,便于泥石流的下泄,而且沟内没有危胁对象,所以泥石流弯道超高不做考虑。

3 结论

计算泥石流特征值对与防治泥石流灾害具有重要的意义,但实际上要想准确计算泥石流特征值存在很大的难度,因此其计算结果往往存在一定的偏差。而要想准确计算泥石流特征值必须首先进行大量的现场勘查工作,然后通过多种方法的校核和验算,最大程度的保证其结果的准确性,进而为泥石流灾害防治工程提供可靠的设计参数。

参考文献:

篇6

中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:

一、前言

目前我国有许多方法可以进行地质灾害评价,在传统的成因机理分析和统计分析方法外,破坏损失评价、危险性评价、风险性评价、防治工程效益评价等方法也是进行地质灾害评价的主要方法。地质灾害风险评价的应用前景良好,其发展方向也走向评价定量化、综合化,管理空间化。作为风险管理和减灾管理基础的风险评价,其成果可广泛的在国土资源规划,工程选址,地质灾害方面以及制定救灾应急措施和保护环境上进行运用。

二、地质灾害风险定义及其主要特征

目前对灾害风险这一概念有不同的定义和解释。大部分权威性辞典的定义为“面临的伤害和损失的可能性”;“人们在生产劳动和日常生活中,因自然灾害和意外事故侵袭导致的人身伤亡、财产破坏与利润损失”。1984年,联全国教科文组织UNESCO将其定义为:由于某特定的自然灾害对经济、社会、人口所可能导致的损失。

基于自然灾害风险的普遍意义和地质灾害减灾需要,将地质灾害风险定义为:地质灾害活动及其对人类造成破坏损失的可能性。它所反映的是发生地质灾害的可能机会与破坏损失

程度。

地质灾害风险具有一般自然灾害风险的主要特点,主要表现在下述二个方面。

一是风险的必然性或普遍性。地质灾害是地质动力活动、人类社会经济活动相互作用的结果。由于地球活动不断进行,人类社会不断发展,所以地质灾害将不断发生。从这一意义上说,地质灾害乃是一种必然现象或普遍现象。

二是风险的不确定性或随机性。地质灾害虽然是一种必然现象,但由于它的形成和发展受多种自然条件和社会因素的影响,所以具体某一时间,某一地点,地质灾害事件的发生仍是随机的,即在什么时候、什么地点发生何种强度(或规模)的灾害活动,将导致多少人死亡或造成多大损失,都具有很大的不确定性。

地质灾害风险特征是构建地质灾害风险评价理论与方法的基础或出发点。基于地质灾害风险的复杂性,对地质灾害风险认识与评价是一个不断深化、完善的理论研究与技术方法的创新过程。

三、地质灾害风险构成与基本要素

地质灾害风险程度主要取决于两方面条件:一是地质灾害活动的动力条件———主要包括地质条件(岩土性质与结构、活动性构造等)、地貌条件(地貌类型、切割程度等)、气象条件(降水量、暴雨强度等)、人为地质动力活动(工程建设、采矿、耕植、放牧等)。通常情况下,地质灾害活动的动力条件越充分,地质灾害活动越强烈,所造成的破坏损失越严重,灾害风险越高。二是人类社会经济易损性,即承灾区生命财产和各项经济活动对地质灾害的抵御能力与可恢复能力,主要包括人口密度及人居环境、财产价值密度与财产类型、资源丰度与环境脆弱性等。通常情况下,承灾区(地质灾害影响区)的人口密度与工程、财产密度越高,人居环境和工程、财产对地质灾害的抗御能力以及灾后重建的可恢复性越差,生态环境越脆弱,遭受地质灾害的破坏越严重,所造成的损失越大,地质灾害的风险越高。上述两方面条件分别称为危险性和易损性,它们共同决定了地质灾害的风险程度。基于此,地质灾害的风险要素亦由危险性和易损性这两个要素系列组成。危险性要素系列包括地质条件要素、地貌条件要素、气象条件要素、人为地质动力活动要素以及地质灾害密度、规模、发生概率(或发展速率)等要素。易损性要素系列包括人口易损性要素、工程设施与社会财产易损性要素、经济活动与社会易损性要素、资源与环境易损性要素。

四、地质灾害的主要评价方法、内容及目的

1、成因机理分析评价。以定性地评价地质灾害发生的可能性和可能活动规模为目的的成因机理分析评价,主要内容是分析历史地质灾害的形成条件、活动状况和活动规律,造成地质灾害的确定因素,以及可能造成地质灾害的因素,根据地质灾害活动建立模型或者模式。

2、统计分析评价。统计分析评价的目的是对地质灾害危险区的范围、规模、或发生时间采用模型法或规律外延法进行评价。其内容包括是造成历史地质灾害原因、灾害的活动状况以及活动有何规律,对地质灾害的活动规模、频次、密度进行统计,以及分析地质灾害的主要影响因素,对地质灾害活动建立相关的数学模型或周期性规律。

3、危险性评价。危险性评价是对以往的地质灾害活动和将来发生地质灾害的概率进行评价,以及对地质灾害发生时将产生的危险的程度的给予评价。其主要内容包括以下两个方面:

(一)对包括大小、密度、频次在内的以往地质灾害活动的程度进行客观评价。

(二)对可能影响地质灾害的地形地貌条件、地质条件、水文条件、气候条件、植被条件以及人为活动等地质灾害的可能影响因素进行评价。

4、破坏损失评价。破坏损失评价其目地在于对灾害的历史破坏进行评价,并对损失程度以及期望损失程度进行分析。其评价的内容主要指以下两个方面:

(一)在结合地质灾害危险性评价和易损性评价的之后,综合地质灾害活动概率、破坏范围、危害强度和受灾体损失等内容进行评价。

(二)对由地质灾害带来的的人口、经济以及资源环境的破坏损失程度进行评价。

5、风险性评价。风险性评价包括了危险性评价和易损性评价的全部内容,对地质灾害发生的概率进行分析,并对不同条件下反生的地质灾害可能造成的危害进行分析。风险性评价的目的是对发生在不同条件下的地质灾害给社会带来的各种危害程度进行评价。

6、防治工程效益评价。不同于以上各种评价方法,防治工程效益评价是评价已选定的防治措施的效果,同时对措施进行经济评价和评价其在技术上的可行性。优化分析多种防治预案并存的项目,提高防治方案的经济合理程度,使得措施在技术上可行,达到最优化效益。而防治工程效益评价的根本目的是对地质灾害防治措施的效果是否符合经济合理性和科学性进行评价。

五、地质灾害风险评价实施过程以及其评价方法的发展趋势分析

1、实施过程分析

一是根据评价区具体条件和风险评价的目的,建立关于地质灾害风险评价的评价系统,制定风险分区的原则和和评价应用方法,建立指标体系以及评价模型。

二是对基础数据进行全面调查,并结合风险评价需要进行统计分析,对各种基础图件进行编制,建立地质灾害风险评价表。

三是将危险性构成、易损性构成及防治能力三者结合,进行危险性分析、易损性分析,并在此基础上,对期望损失加以分析。

四是对地质灾害可能造成的人口伤亡、经济损失以及资源环境的破坏综合进行风险评价。

五是对评价区风险的分布特点和形成条件进行分析,在兼顾社会发展需要的前提下,提出能减少灾害的建议和对策。

2、发展趋势

作为当前国际地质灾害研究领域的重点课题——地质灾害风险评价研究,是对地质灾害活动与人类社会关系进行全面分析、对地质灾害的破坏效应定量化评价的关键问题之一。其发展的基本趋势是:评价上向定量化,综合化、管理空间化的方向发展。主要表现为:

一是由过去的历史与现状分析转变为预测与研究相结合的方式。二是从单独个体分析走向个体与区域研究相结合分析。三是由以往的定性分析发展为定量分析四是将单项要素分析发展为综合要素评价。五是风险评价与减灾管理相结合取代以往单纯的风险评价理论,风险评价与防治不再独立存在,使得风险评价更好的为社会经济建设和减灾管理而服务。

六、结束语

综上,地质灾害的风险评价有利于对环境进行保护和贯彻我国的可持续发展。地质灾害一方面是自然因素导致,另一方面则是由于人类开发利用资源环境的不合理性,因此,对资源环境进行合理开发利用、避免地质灾害的发生或降低地质灾害带来的损失是保持国民经济可持续发展的重要方面。因此,应该不断的加强对地质灾害的风险评价的分析和研究。

参考文献:

[1]陈毓川,赵逊,张之一等.世纪之交的地球科学 ———重大地学领域进展[M] .北京:地质出版社,2000.

篇7

引言

煤矿几乎在世界范围内都有分布,而我国在世界上已经成为了最大的出产煤炭的国家,每年的煤炭产量高达11.5×108吨,也就是说全世界四分之一的煤炭都是从我国地下挖出的。据相关数据显示,我国的能源结构中,煤炭主要占71%,油气占22%,其他能源占7%,这就使得依靠煤炭才能正常运行的生产生活活动除了要面对煤矿日益枯竭的事实,还要担忧整体环境的改变所带来的危害。我国煤炭开采的技术设备比较落后,煤炭企业管理和制度建立并不完善,这就导致在煤炭开采的过程中会引发大量的地质灾害,进而造成经济损失和人员伤亡。

1 煤矿地质灾害的种类及其危害

地质灾害的种类非常多,在我国因为煤炭开采所导致的地质灾害主要包括滑坡、坍塌、地面下城、瓦斯漏水或爆炸、煤矿所在区域的水土流失等问题,这不仅危害周围人民的生命财产安全,而且对环境也会造成很大程度的破坏。其中塌陷造成的危害程度最严重。根据数据显示,在我国重点煤矿中,出现坍塌的矿区面积占总矿区面积的十分之一。我国境内中山西省是煤炭生产大省,同时也是出现坍塌问题最为严重的区域,全省共计1560平方千米土地,采空区就已经高达208平方千米,占全省总面积的七分之一。我国全部采空区中已经有6000平方千米的区域已经遭受了煤矿引发的地质灾害,进而导致采空区上方的房屋、桥梁、山体出现断裂和坍塌。

根据相关统计数据显示,我国历年来由于煤矿开采导致的坍塌区域已经累计超过了4000平方千米,其中耕地面积就占了30%。此外,不断加快地水土流失速度,不仅破坏了土地资源,而且也会引发其他的环境问题。通常来说,我国煤矿富裕的地区也是水资源贫乏的地区,我国缺水的矿区占总矿区的71%,其中严重缺水的区域占40%。由于开采煤矿导致煤矿顶部的含水层慢慢变干,进而导致整个矿区的地下水位线下降,给矿区周围居民的生活带来很大的用水困扰。同时,因为地下煤层已经遭到了破坏,使得大量的地下水渗入到矿井之中,而矿井正含有大量的煤粉等污染物,通过水解反应,产生酸性物质,这些酸性物质渗入到地下水中,污染了地下水,严重危害到周围居民用水安全。

2 煤矿地质灾害的地球物理特征

对煤矿地质灾害的测量有很多方式方法, 当前最为常用的就是物探方法,这种方法主要依靠地下介质层之间电性、密度、弹性等方面的差异,来判断地下岩石层之间的变化,进而判断出可能出现的煤矿地质灾害。具体来说,在煤层没有被开采之前,整个地层是完整的,一定区域范围内的电性差异也不会很大,而每层和顶板、底板之间的差异也是一个比较稳定的值,具有比较好的弹性。但是在煤层被开采之后,煤层的完整性遭到破坏,空间上的连续性不存在了,采空区和坍塌物之间被空气所填充,那么在无水或者很少水的情况下,采空区的电阻率就会比周围的岩石要高,而当采空区中被水填充的话就会导致整个采空区的电阻率下降。一旦这种均衡性被打破,那么就会在三维空间中以某种形成的规律呈现出来,既可以表现出局部的,也可以表现出区域性的异常,则就为电法工作的开展提供了依据。在这个区域的反射波被中断以及频率特征发生变化都能够为开展地震勘探工作提供数据基础。

氡是一种无色,无嗅,无味的惰性气体,它具放射性,被认为是致癌物质,对长期工作在矿区的采矿人员带来很大的危害。在煤矿的采矿区域中,由于断裂缝隙的出现,就容易聚集大量的氡,所以在采矿区的上部测量氡的数值非常高,而且在坍塌区域,因为地面的塌陷使得地表和下面的地层之间相连,那么就会形成比较宽的裂缝,氡气体就会向地表方向游动,不过此时氡的保存条件并不好,所以氡的海量也就不高。在残留的煤柱区域,因为煤层的孔隙发育的并不好,所以上面的覆盖层就不会产生很大的破坏性,这就不利于氡的游动,所以地表只会残留低浓度的氡。也就是说我们可以通过氡的差异性来查看地下地质情况的变化,这也就能够看出煤矿地质灾害区域的范围、强度等方面。

3 应用物探方法勘查煤矿地质灾害

高密度电法是近年来发展起来的物探方法,广泛应用于灾害调查及工程勘察中。它是一种直流电阻率法,应用的地球物理前提是地下介质间的导电性差异,通过向大地供直流电,采用点阵式布电极,密集采样观测和研究电场的空间分布规律,和常规电阻率法一样,它通过A、B电级向地下供电流I,在M、N极间测量电位差u,从而求得该记录点的视电阻率值PS=KU/I,反演结果为二维视电阻率断面图。根据实测的视电阻率断面进行计算、处理、分析,从而获得地层中的电阻率分布情况,以此划分地层、圈闭异常、确定冒裂带等。通过研究高密度电法获得的数据资料,可以对灾害体的纵、横向发展的规模有更深入的了解。

瞬变电磁法是一种基于电磁感应原理的物探方法,利用不接地回线(大回线磁偶源)或接地线源(电偶源)向地下发送一次场,在一次场的间歇期间,测量地下介质的感应电磁场(二次场)电压随时间的变化。根据二次场衰减曲线的特征,就可以判断地下地质体的电性、性质、规模和产状等,间接解决如陷落柱、采空区、断层等地质问题.由于该方法是纯二次场观测,故与其他电性方法相比,具有体积效应影响小、对地形、地物条件要求小、抗干扰能力强有体积效应小、纵横向分辨率高、对低阻反应敏感等特点。同时,瞬变电磁勘探对地下良导电介质具有较强的响应能力,适用于进行煤层顶底板含(隔)水层划分、煤层陷落柱探测、断层及裂隙发育带导(含)水性评价等工作,是一种高效、快捷的物探方法。

采煤活动使得地下地质体的横向连续性遭到破坏,岩石中氡元素的运移和集聚作用发生异变,在地表面能测到氡值的异常。氡射气元素向采空区运移,在采空区积聚,在地表形成一个与采空区形态相应的氡异常区。因此,可以通过测量地表氡元素的浓度(实际上是测量氡衰变所释放的仅射线的强度)来准确圈定煤矿采空区的位置与范围。此外,根据氡气异常的峰值状态还可以确定岩溶陷落柱的位置和范围。由于地下的氡气通过构造、裂隙、地下水搬运由深部向地表迁移,测量氡气的浓度可间接反映地质体的裂隙系统的情况,并可分析其开启度、连通性及破碎程度,对预测滑坡能起到一定的指示作用。

篇8

“假定计算条件为条形基础,基础宽度1.50m,基础埋深1.00m,地下水位埋深0.5m。”在上海地区做过基础设计的同行们对这样一句话应该都非常熟悉。这是上海的地勘报告在给出天然地基承载力设计值时所设定的假设条件(几乎每个地勘报告的假设条件都一样)。但我们实际设计地基基础时不可能总是碰到与假设条件相同的基础,尤其设计地下车库时,基础埋深与假设条件相差甚远。因此我们就要依据实际的基础形状、尺寸和埋深计算地基承载力设计值。那么这个地基承载力设计值应该怎么计算呢?下面我就来说说我的做法,和在几个实际工程中的运用情况,以供大家探讨,希望能起到抛砖引玉的作用。

计算天然地基的承载力我们有两种方法可供选择。第一上海市工程建设规范《DGJ08-11-2010》第5.2.3条给出的土的抗剪强度指标法;第二国家标准《GB50007-2011》第5.2.4条给出的承载力修正法。现在我以馨雅名庭东地块项目为例分别以国标法和上海抗剪强度指标法计算天然地基承载力设计值来做一个比较。该项目天然地基设计参数如下表所示:

其地下车库基础底标高-6.2m,基础埋深4.5m(计算至天然地坪),基础持力层为③层淤泥质粉质粘土层,地下水埋深0.5m。按国标法计算:fa=fak+得fa=69kPa;按上海抗剪强度指标法计算:得fd=114kPa。2010版的上海市地基规范对地基承载力设计值的定义进行了些调整使其与国标规范的特征值的意义保持一致。从规范的有关条文我们可以知道上海规范的fd应该等于国标规范的fa,或者二者从数值上应该很接近。但对于我们这个实际的工程,其计算值几乎相差了一倍。那么问题出在哪里呢?

我仔细检查了每个计算步骤和每个参数的取值,确定计算过程无误。于是我又查阅了上海市地基规范的条文说明、上海的岩土工程勘察规范等。发现其中关于fd的说明中均明确的指出是针对上海地区浅层土的承载力计算,其中上海地基规范的条文说明中列举的典型工程案例更明确基础埋深为1m的条件。我想这应该是是问题的关键所在了,上海地区埋深1米左右广泛分布的基本都是②层粉质粘土层,而本工程基础持力层为③层淤泥质粘土层。上海规范所说的浅层土应该就是②层土,而对于③层土,上海规范的抗剪强度指标法也许是不适用的。为了确定自己的想法,我与勘察设计人员进行了沟通,他们也认为上海规范所说的天然地基仅适用于②层土。而国标规范明确的给出了淤泥、淤泥质土地基承载力的深度和宽度调整系数,因此采用国标规范法计算③层土的地基承载力设计值更适用。除了适用性的原因,由于地勘报告给出的地基承载力设计值进行过修正,而具体的修正方法没被说明,因此即使采用与地勘报告给出的假设条件相同的条件,采用上海规范法计算的地基承载力设计值也会与地勘报告给出的值不一致。这是因为采用上海规范法计算地基承载力设计值会将地勘设计人员考虑的修正因素清除而产生错误的结果。因此我建议无论是②层土还是③层土,当需要调整地基承载力设计值时,都应采用国标法计算。因为国标法计算既简洁,又能保留地勘设计人员对地基承载力设计值的修正因素。

补偿基础(或者叫浮基础)的理论已经提出100多年了,在工程运用上有许多经典的成功案例,近年来为大家所熟知。其基础承载力计算公式为:PG-σc-σw≤fa(其中σc为移去的土的自重压力=,σw为稳定水位的浮力=),将σc和σw的值带入,并且稍微变化既可得出:PG≤fa++,采用土层平均重度替换每层土重度得:PG≤fa++。国标规范的基础承载力计算公式为:fa=fak+(淤泥和淤泥质土时),带入的值则得:fa=fak+,考虑稳定水位水浮力则:fa=fak++。可见补偿基础的承载力与国标规范考虑稳定水位水浮力的地基承载力设计值计算公式几乎一模一样。这又从另一方面证明了采用国标规范计算淤泥和淤泥质土的承载力的适用性。

承载力计算的问题解决了,但很多工程师仍然怀疑③层土作为基础持力层的可行性,因为③层土确实很软,脚踩上去都会陷进去。这种担心其实完全没有必要。

首先从规范上来看,国标规范第7.2.1条这样写到“利用软弱土层作为持力层时,应符合下列规定:1.淤泥和淤泥质土,宜利用其上覆土层作为持力层,当上覆土层较薄,应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施”。可见在条件满足的情况下淤泥和淤泥质土是可以作为基础持力层的。

其次从工程经验上来讲,早在1827年出版的《蒸汽轮机》一书中J.Farey就谈到“即使地基土的稠度有如淤泥他也完全能支撑所承担的重量。因为整个建筑物就像浮在水中的船那样会浮在淤泥上面(这句话是引用人Golder添加的)。”利用补偿基础原理在软土地基上建造建筑物的也很多。如:1780年在伦敦泰晤士河畔黑袍僧桥附近极软的软基上建造的Albion工厂;60年代,日本利用补偿性基础原理在大阪湾深厚软淤上成功建成几幢30层高楼;还有奥尔巴尼电话大楼等经典的案例不胜枚举。近年来我公司设计的多个地下车库:如浦东新区新场镇20街坊1/3,1/4丘商品房二期工程的地下车库,保集美罗家园二期D4地块、罗店大型居住社区北块D1地块动迁安置房的地下车库,罗店西大型居住社区配套基地的地下车库等均采用③层淤泥质粘土层作为基础持力层。这些工程上部结构传至基础底的平均反力(包括顶板覆土重)均在40~70kPa之间,局部最大反力不超过120kPa,目前均已投入正常使用,均未发现任何犹豫基础承载力不足造成的不良影响。

综上所述,上海地区的③层土虽然是高压缩性的软土,但作为一种补偿基础来使用,作为一些纯地下车库的基础持力层是完全能满足使用要求的。而其承载力计算采用国标规范的承载力修正法更加准确适用。

参考文献

【1】韩选江,补偿基础设计应用的予力作用原理,基建优化,南京,2005

【2】梅国雄,周峰,黄广龙,宰金珉,补偿基础沉降机理分析,岩土工程学报,南京,2006

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中图分类号:P694 文献标识码:A

一、我国地质灾害治理工作存在的问题

虽然近几年我国对于地质灾害治理工作的研究加大了力度,并且我国最近对于地质灾害治理工作的努力全国人民都是看得见的,但是,我国地质灾害治理工作还是存在着许多的问题没有解决,有些问题是治理地址灾害的关键,所以,我们要尽快发现这些问题并且要将这些问题及时解决,总之,面对地质灾害我们不能坐以待毙,我们要将地质灾害的治理作为我国的重要研究课题,相信地质灾害在工作人员的努力下,会完全消失并且地质灾害所造成的损失会降到最低。我国地质灾害治理工作中存在的主要问题有以下几点:

(1)地质灾害防治经费严重不足,部分地区地质灾害危险点和隐患点勘查治理与搬迁避让工作进展缓慢。

除了部分干部和群众的意识薄弱等问题外,地质灾害的防治经费问题也是我国地质灾害治理工作中存在的问题之一,我国的经费是由国家先通过中央的预算以及地方政府的预算相加并报给国务院,由国务院进行处理,下发文件以及经费到各个地方然后再由各个地方政府下发到县区乡区的,总的来说,我国的经费的发放由于经过的地方太多,所以正真落到实处并用于老百姓的资金并不多,更不要说用到地质灾害防范上了,所以我国部分地区地质灾害的防范的经常发生经费不够问题。没有资金,我国部分地区的地质灾害的防治措施就无法进行,关于我国地质灾害治理工作的研究也就自然无法完成,所以对于我国地质灾害治理经费不足的问题是需要得到我国的支持的,希望我国政府能够对地质灾害治理工作多些重视,多给些经费,让我国地质灾害治理工作中的问题尽快解决,让关于我国地质灾害治理工作的研究发展的更快更好。

(2)地质灾害应急处置交通工具和防治技术等无法满足汛期地质灾害防治工作的需要。

对于我国地质灾害治理工作拥有一个好的科学技术才是做好地质灾害工作的基础,一直以来,我国都以发展是治国之本,科学技术是第一生产力,地质灾害的防治工作也不例外,只有地质灾害的治理技术提高,我国地质灾害治理工作中的问题与对策措施的研究成果才能尽快的完成,除此之外,我们还要加强对于地质灾害治理的交通工具的配置工作,目前我国的地质灾害的交通工具以及灾害的防治技术都无法满足对于地质灾害治理的需要,所以,我国当务之急是要对地质灾害交通工具以及灾害的防治技术多多加强,多多研究,让我国的地质灾害的治理工作不要因为此而无法展开。

(3)地质灾害防治工作机构还不够健全,管理人员严重不足,技术力量薄弱等。

我国地质灾害的防治工作机构的数量比较少,机构内的人员配备不齐,地质灾害的技术力量薄弱这些都使地质灾害的治理工作无法正常完成,我们国家应该多建些地质灾害治理机构,让地质灾害的治理工作能够顺利的进行。

二、我国地质灾害治理工作中存在的问题的对策措施

地质灾害的发生虽然是不可抗力的,是不可测的,但是对于地质灾害发生的防范我们还是有许多要做的,比如,在灾难发生前,是否可以通过自然现象有所察觉,对于灾难的发生我们是否可以采取有效地防范措施;在灾害发生时,我们对于灾害的应对措施是否了解,怎样才能安全的逃生,如何在灾难发生时保护自己;又如,在灾难发生后,我们的急救措施是否及时,医疗队伍是否具备,医疗器械是否齐全,我们对于居民的安置工作是否完成等等。这些都是我们需要完成的,所以,当地质灾害发生时,我们不是没有办法应对,我们有许多的办法可以防范并且解决灾害的发生。当地质灾害发生时,我们不能坐以待毙,我们要团结一致,共同努力,让地质灾害发生时将损失降到最小。那么,我国地质灾害治理工作中存在的问题的相应措施有哪些呢,下面,我来向大家详细的介绍一下:

1成立了街道防汛抗旱、预防地质灾害工作领导小组,并充分发挥社区平安中心户长和楼幢长的作用,切实做好地质灾害的预防、信息反馈、宣传等工作。

2落实社区地质灾害(隐患)点监测人员,并制定和完善社区地质灾害(隐患)点的防治工作预案,使受地质灾害威胁范围内的每个居民了解灾害隐患、撤离路线、防灾避灾措施等事项。

3各社区要督促居民、基层单位加强对地质灾害(隐患)点的监测,尤其是汛期加强监测频率,密切观察地质灾害的发展趋势,并做好记录。发现异常情况立即向上级部门及领导报告,如情况紧急要立即报告,并迅速组织人员撤离。

结语

我国地质灾害治理工作中的问题与对策措施对于我国治理地质灾害是十分重要的,我们要将这些地质灾害的治理方法运用到实践当中去,我国地质灾害治理工作中的问题与对策措施的研究质量以及效率才会有所提高,我国地质灾害治理工作中的问题与对策措施才会得到发展,虽然与国外相比我们国家的地质灾害治理研究工作方法还存在着许多的缺陷,甚至是有许多致命的问题还未解决,而且我们国家的地质灾害治理工作的发展还是不够成熟,不够稳定,但是总的来说,与前几年相比,我们国家的地质灾害治理工作发展的还是很迅速的,并且其发展前景还是很明朗的,很光明的。相信,通过我们国家、地质灾害治理研究人员以及我国的居民的努力,我们国家的地质灾害治理工作发展的会越来越好,地质灾害治理工作中的问题一定会得到有效的解决。

参考文献

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一、提高认识

由于矿产开采过程势必改变原有稳定的矿藏条件,改变了当地的地质环境,而由于人为的采矿活动改变了地质环境所引起或诱发的灾害被称为矿山地质灾害。矿山地质灾害的发生会对生态环境、自然资源和经济社会造成不可估量的危害和破坏。我国的矿产开采具有相当长的历史,在相当长的时间内,我国矿产开采技术和设备都比较落后,这种条件下的矿产开采导致矿山地质环境不断恶化,矿山地质灾害事故频发。危及生命的矿难和环境灾害时有发生,近年来还有逐渐上升的趋势。因此,根据我国矿山地质灾害发生及发展规律、特点,将矿山地质灾害进行详细分类,并根据其各自特点提出防治灾害的措施,是一项十分必要的工作。

二、勘查方法

由于矿山的地质灾害都在深部发生,勘查多采用遥感信息技术与物理勘查方法。

(1)地球信息技术综合方法。目前的信息技术主要是利用遥感集合“3S”技术,及时掌握地质灾害可能的分布、发生地点与区域。如利用全球卫星定位系统对地质灾害发生的高危点位精确定位,并利用遥感卫星进行叠加分析,预测灾变发生趋势。

(2)地球物理勘查方法。主要指应用物理手段,探测岩土圈层相关信息,确定采空区、断层位移、磁场变化等可能的灾害伴发信息,对地质灾害进行提前分析与预测。地球物理勘查矿山地质灾害的方法主要包括高密度电阻率法、视电阻率法、瞬变电磁法、浅层地震法等。这些方法是预测潜在矿山地质灾害重要技术手段。

(3)环境化学勘测方法。在矿山地质灾害预防过程中,人们也常常使用地球化学勘查方法。例如对矿区环境污染的监测,化学探测方法具有不可替代的优势。这种方法的应用能够有效确定污染因素、预测污染趋势、追溯污染源、划分污染区,为污染治理方案的制定提供重要的科学依据和技术支持。

三、防治措施

矿山地质灾害由于时空特点与产生条件各有特点,随着矿山地质勘查的手段逐步应用,我们应采取有力的防治措施,才能防止矿山地质灾害的发生,有效地减少人员伤亡和财产损失。根据矿山地质灾害发生的特点,有些矿山地质灾害我们能从主观上加以预防,有些地质灾害由自然诱因引起,我们不可能有效预防,因此我们制定具体的防治手段应包括如措施:

(1)建立和完善矿山开采前的风险评估与环境评估,并制定环境保护与恢复治理的政策法规和规划体系。做到开采前严格评估,开产中积极防范,开采后积极恢复,把矿山地质环境恢复与土地复恳纳入法规,强制推行。

(2)加强宣传,普及矿山地质灾害防治知识,提高矿山开采人员素质,增强其对地质灾害的危机感与警觉性。提高矿山生产过程中全员防灾、减灾技能与手段,强化矿山地质灾害的防、险避险、抢险培训。

(3)开发与应用先进的信息化、地球物理勘查手段、地球化学勘查手段,对矿山地质进行严密监视,对可能发生的潜在灾害施行实时监测、动态监测,建立矿山地质灾害监测系统,实现矿山地质与环境生态动态跟踪与管理体系,避免重大人员财产损失。

(4)加强矿坑、矿井边坡设计,进行边坡监测,坚固挡墙稳固边坡地质构造,开挖后如果出现开裂变形,及时做地质勘察,并做好预防措施。合理建设尾矿矿坝,形成稳定矿场与尾矿库,降低滑坡和塌方风险。

(5)对于坑道开采,在坑道内一定要做好支护,做到边开采边支护,防止因矿顶坍塌、冒顶等产生的危害,尤其上方有住户处要预防引起上部地面开裂,同时做好坑道的排水设计,以防因矿坑涌水造成危害。

(6)加强矿山环境监督与检查,进行全面、系统的地质环境和地质灾害影响评估。对破坏生态环境的小矿、低产能矿场进行坚决关停。对于污染型采矿区,制定科学开采和“三废”排放方案,减少次生地质灾害的发生。进行矿场开采后生态环境恢复治理,对于可回填的废矿进行积极回填。

(7)对于闭坑矿山地质灾害的防治和生态环境恢复,应该及时进行治理和生态恢复工作,全面推进矿山地质灾害防治与环境综合治理,进行复垦,提高土地复垦率,结合生态措施实施矿山生态环境综合治理示范工程。弃渣场经处理后再敷表土、植草种树。通过上述地质环境恢复工作,减少水土流失,恢复矿山的生态功能,达到生态恢复和维护人类与环境和谐的目的。

(8)将矿山地质灾害防治工作纳入政府议事日程和国民经济发展规划、计划,按一定比例安排地质灾害防治经费,如建立矿山环境恢复治理、政府资助矿山环保、地质灾害调查防治等基金。

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1.地质灾害概述

地质灾害可以分为两类,一类是由于自然地质环境发生变化,比如随着地球运动,地表发生变迁产生的比如火山作用、地壳断裂等。这类地质灾害属于自然地质灾害,是不会随着人类行为的变化而发生变化的。另一类是由于人为因素比如对地表进行破坏、不当的经济生活活动等而产生的地质灾害,属于人为地质灾害。随着经济的快速发展,人为地质灾害发生频次逐年提高,其造成的破坏性极大。一般来说,地质灾害主要有滑坡、泥石流、塌陷、地裂缝以及地面沉降等。这些地质灾害发生具有不确定性和不可预测性,一旦发生,对周边地区造成的经济损失和生命安全十分严重。

二、地质灾害危害

尽管这些年我国在地质灾害预测和防治方面投入了大量的资金和技术成本,但限于经济发展和当前的技术水平,地质灾害依旧得不到精确的预测,所以发生的频率并没有降低。地质灾害一旦发生,对受灾地区的经济发展和人民的生命财产安全均会产生严重的破坏作用。主要危害有造成居民房屋损坏、倒塌,损害居民的财产和生命安全;造成铁路、公路等交通设施塌陷、桥涵被毁,导致交通不畅,危机交通安全;破坏城镇建设,破坏工厂、学校机关等基础设施;造成农田毁坏,水利设施的损坏,导致农作物减产;造成电杆等倒塌,输送线路被中段,严重影响到输电、通信工程。

三、地质灾害勘察与工程治理技术

1.防治工程设计

在采取工程和生物治理技术对地质灾害进行勘察和防治以前,首先需要对防治工程进行设计,在设计前,收集地质灾害相关的信息,主要分析地质灾害发生的成因,建立成因机制。然后在对成因进行分析的基础上设计防治工程的主要目标,勘察的手段,采取的主要治理技术等。最后再根据防治工程的主要目标、勘察防治手段、地质灾害的易发程度等确定防治工程的强度和工作量的多少。

2. 地质灾害勘察

2.1 确定测绘范围

一般的地质灾害都是由于多种因素造成的,在进行地质灾害防治以前,需要对地质灾害进行测绘工作,测绘工作的主要内容是通过对地表的点线面进行跟踪、调查与研究分析,目的是为下一步工作提供地质灾害相关信息,并且佐证地质灾害的特征属性。在确定测绘范围的时候不能局限于地质灾害发生的区域,还需要根据运动规律,对周边一带的地质环境进行测绘。

2.2 选取勘察方法

在对地质灾害进行勘察的时候要选取理想的勘察方法,除了根据地质灾害结构分析采取的传统勘察方式以外,还需要采取多样新型的勘察方法。比如在对滑坡进行勘察的时候,传统的勘察方式有钻探、槽(井)探和物探等,但是比如钻探只能起到对地表进行分层的作用,所以应该在采取传统方式的时候适当地结合其他的勘察方法。例如在使用钻探勘察岩质滑坡的时候可以采用单动双管钻探工艺来完成,只有通过较高采取率岩芯的识别才有助于对滑坡体的客观判断。比如槽探虽然勘察起来比较直观,但是成本比较大,而且风险较高,不管是钻探还是槽探都会对原来地表造成破坏,所以需要配合原位测试的方式进行多样勘察。

2.3 勘察样品

在进行地质灾害勘察之际,需要进行勘察样品的采集工作。目前样品的采集由于勘察方式的问题以及采样容器、采样测试参数值设定等问题,得到的样品有不稳定性、代表性差等问题,使得采样的测试结果不理想。在解决样品问题上,除了要根据不同的地质?暮η榭霾扇〔煌?勘察方式以外,为了提高样品的统计性和真实性,可以采取相应的采样方式。比如滑坡样品采集的时候,为了减少采样槽数量,减少工程成本,可采用环刀现场井(槽)侧壁采样,这种方式具有一井多采特点,有效减少了工程风险以及工程的成本。

3.工程治理技术

3.1 主要工程治理措施

按照地质灾害防治勘察设计以及现行的相关规范制度、技术标准等,当前对地质灾害进行勘察治理的主要工程有:排(截)水工程、支档(拦)工程、护坡工程以及加固工程等。在对这些防治工程进行设计的时候要根据工程的特征采取不同的工程治理技术。

根据表1显示,对于一些小型的滑坡,可以采取前缘支档、后缘排水治理技术措施,对于中型以上的滑坡灾害,需要根据已有的勘察资料采取更加详细复杂的治理措施。对于危岩地质灾害治理,可以根据不同地区的具体情况采取护坡、加固等技术措施,对于地面塌陷、沉降等地质灾害的治理,采取的措施需要根据塌陷以及沉降的程度采取排水或者加固等治理措施。总之,在利用工程技术进行不同地质灾害治理的时候,先要分析已有的灾害勘察资料,然后根据当地的灾害实际、地质环境等采取相应的治理技术。

3.2 工程治理设计的注意事项

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一、绪论

随着改革开放的不断深入,我国的经济得到迅速发展,尤其是在房地产行业、建筑业、加工制造业以及其他高新行业中都取得了巨大的成就。在经济不断发展的今天,我国对自然资源的需求和消耗也在不断增加,导致出现各种各样的环境问题,其中矿山地质灾害问题就是环境问题中的一种表现。本文就地质灾害形成的原因进行分析,并对常见的地质灾害进行论述,针对常见的矿山地质灾害提出具体的防治措施,从而有效解决环境问题和资源问题,改善人们的切身利益,从而不断推进可持续性发展。

二、矿山地质灾害的评估方法

矿山地质灾害形成的主要原因主要分为两个方面,主要包括自然原因和人为原因。其中,人为原因造成的地质灾害影响较大,使得地质环境不断恶化。随着地质灾害的不断加重,对人民的财产生命安全都造成了巨大的损害和威胁,地质灾害对人类而言是非常可怕的,为了能够缓解地质灾害对人类造成的影响,就必须对地质灾害形成的原因进行分析,并针对这些原因做出具体的防治措施,使灾情得到有效缓解。针对矿山地质灾害形成的原因进行分析过程中,必须对地质灾害进行评估[1]。矿山地质灾害的评估方法主要分为调查、分析、评估等。在评估矿山地质灾害严重程度过程中,首先要对矿山进行现场勘察,收集并有效利用先前矿山在开采过程中留下的生产资料,利用有关的评估方法,结合相关的评估理论,对矿山地质灾害的严重程度进行综合评估和分析。在此基础上,针对评估结果做出具有针对性的防治措施。其次,在评估矿山地质灾害过程中,还需要保证评估的科学性和准确性,在采用相关评估方法的时候,必须具体情况具体分析,针对不同的矿上存在的不同地质灾害需要进行就地考察和分析,根据当地的实际情况而定。一般来说采用的评估方法主要是根据矿区在评估过程中收集到的资料进行预先分析,并勘察矿区的地形、地质条件以及相关矿体分布和矿物质的性质,并对矿山的开采设计方案进行调查,采用定性评估的方法对矿山在开采过程中人为造成的地质灾害进行分析[2]。

三、矿山地质灾害造成的影响

从环境学的角度出发,分析矿区地质灾害带来的影响主要是从环境质量出发,环境质量一般是指在具体的环境范围内,总体环境和某些关键要素对人类生存发展和繁衍以及社会发展适宜程度的影响。在分析矿山地质灾害造成的影响过程中,首先要分析环境质量对人类生存发展适宜程度造成的影响,如果矿山地质灾害造成的影响改变了地质环境原本的适应力,就会造成较为严重的地质灾害。就地质灾害的危害程度而言,地质灾害主要是指对人类发展过程中造成的损失[3]。由于我国土地面积较大,地质环境较为复杂,气候多变,导致每年发生的地质灾害数量较多,造成的损失较大。从总体上看,在我国矿山地质灾害主要带来的影响表现在威胁人们生命财产安全,间接影响人类经济和社会发展上。从保护环境的角度而言,地质灾害的产生会影响各生物的生存环境。地质灾害越严重,造成的危险越大,对地质环境的影响也越严重[4]。

四、常见的矿山地质灾害

我国是一个地质灾害发生较为频繁的国家之一,地质灾害发生的种类也较多,分布较广,造成的影响较大。其中,矿山地质灾害是我国较为常见的一种地质灾害之一。发生矿山地质灾害的主要原因是由于人们在开采和开发矿山过程中过分的开采、错误开采以及随意开采等导致。矿山在开采过程中容易造成当地的地质环境、自然环境严重破坏,从而引发一系列自然灾害,例如山体滑坡、泥石流,地面凹陷以及水位变化等,严重影响人民的生活生产,威胁人民生命财产安全。另外。环境污染也是矿山灾害的一种重要表现,由于矿山在开采过程中没有对三废进行有效、科学处理,将三废未经允许直接排放到江河湖海中,导致江河湖海受到污染,从而出现各种自然问题。同时,在矿山开采过程中还会造成水土流失,导致土地沙化、盐渍化,不利于地下水顺流,出现地下水断流等现象。其中最常见的矿山地质灾害,包括山体滑坡、泥石流、地表坍塌以及矿山地下水位发生变化等[5]。

(一)山体滑坡

从斜坡上的物质组成分析主要包括松散的土层、碎石土以及各种抗剪强度低容易产生下滑的岩土层。当这些岩土层在暴雨侵袭过后受到水的浸泡,降低了抗剪强度,容易导致这些松散的土层、碎石发生滑动现象从而造成山体滑坡现象。在矿山开采和开发过程中,由于挖掘过程中容易造成矿山表面碎石也较多,使得岩土层较为松散,从而容易造成矿山地质灾害,出现矿山山体滑坡现象[6]。

(二)泥石流

泥石流主要是山区或者山体中地形险峻的位置,由于长时间受到暴雨、暴雪等自然灾害,导致山体发生滑坡现象,在山体出现滑坡现象过程中携带有大量的泥沙、碎石以及沿途,导致这些泥沙形成特殊的洪流,从而造成泥石流现象。形成泥石流的条件主要包括地形需要较为陡峭的地方,并堆积有大量的松散泥沙、土壤,并爆发较大的具有突发性、持续性的暴雨,在雨水的连续冲击下容易造成山体滑坡,从而出现泥石流现象。典型的泥石流主要是由各种粉砂、黏土形成的泥浆构成,当含水量较大时,这些泥浆在自身重力牵引下发生运动,形成泥石流。矿山泥石流是一种危害性较大的地质现象,爆发较为突然,来势猛烈,并伴随有矿块等,由于加速度较大,聚集的能量较大,所以具有极大的破坏力[7]。

(三)地表坍塌

地表坍塌是矿山在开采过程中常见的一种地质灾害。地表坍塌主要与矿区在开采过程中保留的矿量不足、矿柱受到损伤,失去支撑力,从而导致矿山采空区发生塌陷情况。尤其是针对矿体掩藏较浅矿物质质地较为松散的矿山,例如煤矿等发生地表坍塌的现象更为明显。针对矿体埋藏较深的矿区,如果没有及时对采空区进行回填,当规模达到一定面积时就会出现地表塌陷的危险,另外由于矿区昼夜温差较大,季节变化也会加快矿山的岩石风化速度,在地表水的冲刷作用下会导致矿区的填充物出现软化裂痕等现象,从而造成地表坍塌现象发生。地表坍塌,不仅会造成巨大的危险情况发生危及人们的生命财产安全,还会破坏耕地资源,使建筑物受到影响,破坏道路、水库等公共建设,甚至发生淹井事故,使得矿区停工停产[8]。

五、常见矿山地质灾害的相关治理措施

(一)防治山体滑坡

在治理山体滑坡工作过程中,必须坚持以预防为主及时处理的综合治理原则。矿山在设计开发过程中,必须考虑到山体滑坡形成的因素和条件,在开采过程中就滑坡形成的内部条件和外部条件进行综合考虑,设计相关的预防工程。在预防山体滑坡过程中,需考虑两个方面,要消除和减轻地表水和地下水对山体的威胁。通过降低地表水地下水的压力,防止岩土发生软化和分解现象,并消除地表水地下水对岩体的冲击作用。在容易发生山体滑坡的边界修建水沟,在滑坡区内修建排水沟,并根据当地的地质结构和水文特点,设计地下水的排除工程,通过水平钻孔疏水法、竖井抽水法等对地下水进行排除,从而有效预防山体滑坡[9]。

(二)防治泥石流措施

泥石流是矿山地质灾害常见的一种灾害之一,在防治泥石流措施中需要从两方面入手,第一需要消除或者将泥石流物质进行固化处理,第二是消除发生泥石流的条件。首先在消除泥石流物质过程中,需要及时将山体斜面的碎石、泥土、岩土的进行清理,避免出现大量的松散碎石、泥土堆积现象,如不能及时清理,需对这些泥土进行固化处理,例如利用水泥砂浆等对其进行固定。消除泥石流的诱发条件就必须确保水源得到有效控制。在容易发生泥石流的山体修建排水沟、排洪渠,使水能够有效排出,防止泥石流发生,同时还要做好绿化工作,通过种植植物等方式,有效预防水土流失。

(三)防治地表坍塌措施

在防治地表坍塌过程中,需要根据矿山的具体特点,合理设计回填参数和边坡参数,并加强对采空区的监测。为防止出现地表坍塌现象,需要加固矿柱,并做好稳固边坡工作,在开采过程中,如果出现开裂变形现象,就要立即停工,然后让专业的地质勘探队伍进行勘查,并针对开裂变形现象制定合理的措施,同时在坑道内做好防护措施,防止矿顶出现坍塌现象。

六、结语

综上所述,常见的矿山地质灾害主要包括山体滑坡、泥石流、地表坍塌等,治理矿山地质灾害是一项重要、长期工程,矿山在开采和开发过程中,必须注意矿山地质灾害的相关治理和防治工作。在此过程中,通过结合可持续发展原则和环保理念,重视矿山地质灾害治理工作,通过采用科学防治的方式,使中国矿业得到有效发展。

参考文献:

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[2]汤银锁.矿山地质灾害区的生态恢复治理研究[D].华北理工大学,2020.

[3]李欣远.矿山地质环境恢复治理及综合利用探讨[J].中国金属通报,2020(07):295-296.

[4]刘炎波.矿山地质环境评估及恢复治理方案改进研究[J].世界有色金属,2020(12):258-259.

[5]赵克锋,张阿熳.矿山地质灾害防治与地质环境保护[J].环境与发展,2020,32(01):244-245.

[6]李渊,刘双全,刘华驹.矿山土地复垦与生态恢复治理方法分析与探索[J].住宅与房地产,2020(03):281.

[7]李聪伟.矿山地质环境恢复治理技术方法研究[J].世界有色金属,2020(02):161-162.

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一、前言

我们国家不仅地大物博、气候多变、地质多种多样,而且是世界上地质灾害最严重的国家之一,给我国人民的生产经济带来了极大损失,更为影响了我国的可持续发展战略。地质灾害勘察可以有效地防止其发生,因此,处理好地质灾害勘察和地质灾害防治之间的关系是十分必要的。

二、地质灾害的特征和勘察的特点

地质灾害可分为两种大类别:第一种类别为自然地质灾害,它是由自然因素导致的地质环境问题;第二种为人为地质灾害,它是由人为活动导致的地质环境问题。在我们国家,人类行为造成的地质灾害占50%以上,其中大部分是人类不合理地挖掘资源造成的地质灾害。地质灾害的特征包含:房屋破坏、崩塌,造成人身安全和财产损失;破坏厂矿、城镇、校园等设施;铁路、马路路基坍塌,桥墩破毁,妨碍交通,使人民交通安全受到威胁;地下水匮乏,造成附近居民、牲畜出现饮水困难问题;房屋破毁,人群密集一处,会造成严重的卫生问题,进而出现瘟疫、传染病等相关疾病;电线杆倒塌,线路中断,对输电、通讯等工程造成一些列问题。对地质灾害进行勘查时,应该注意以下一些问题:对灾害体的稳定性进行研究时,应该从根本认识其地质结构;不仅要注意灾害体自身,还要注意其周边的环境,从区域因素中找寻灾害体的演化过程和源头;对于稳定性的计算,目前还未列出普遍性的方法;对于地质变形原因要着重分析,将它与外界引发原因联系一起研究;地质灾害勘察着重经验性,不可以凭空捏造,而是应该多实地考察。

三、地质灾害勘察中暴露的问题

这几年来,地质灾害研究在方法、学术上取得了非常大的进展,多位专家提出了新观点、新理论,为中国地质灾害防治事业做出了极大的贡献。但是,现在也有很多单位把地质灾害勘察看作普通的勘察来研究,地质灾害勘察在地质灾害防治中是一个重要阶段,这也是它的特殊之处,很明显,当作普通的勘察是不行的,因此,本文就勘察中存在的不足总结如下:

1、野外勘察工作不实。

灾害点的根本情况认识不到位:包括灾害规模、类型、基本特性、稳定性或活动情况;不同程度的忽视了防治工程的初级目标以及现场实施条件:包含地形条件、水源条件、交通条件等;实施时会对哪些对象造成危害及当地政府对这些危害对象的规划不了解。

2、测量工作安排不合理。

测量工作量偏大:包括测图界线、基准点的引导、盲目的采用多种比例尺勘测等;立面图、剖面图不实测,因此测量这块投入了太多工作量,而且对灾害体立面、剖面和工程安排部位不实地测量而是图切,造成一些非常重要的部分实际地形的扭曲。

3、勘察工作安排问题突出。

重视实物工作轻视调查和测绘;勘察手段大而全,针对性不明显、依据不够准确和充分;无论勘察对象怎样,不加分别,也不论技术手段是否有作用,处理什么问题;勘察工作量盲目增大:包括钻孔深度和数量;物探探测点距、深度;试验内容和数量;图面错乱:立、平、剖不对应;地质概念不足,表达手段不符合地质图标准。

4、防治方案针对性不明显。

是否具备施工条件;滑坡选取支档等级、位置的依据不充足;危险岩石采用清危、拦档、加固还是综合办法以及适合条件和治理功效;泥石流以排为主、拦为主,还是拦排连合以及是否具有条件和适合的位置。

四、地质灾害勘察的优化措施

地质灾害防治工程的主要特点是隐蔽性、复杂性和多样性。地质灾害的勘察就是为了对地质灾害的防治进行更有效的指导,所以处理好地质灾害勘察,调节好两者关系非常必要。

1、对进行勘察的地质灾害点要有选择性治理。

在决定所勘察的地质灾害点是否治理时,应考虑两个方面:治理的可能性和治理的经济效益。例如对一个地方进行地质灾害勘察完成后,发现该地区的地质灾害不会形成太大的危害,或者即使治理后也不能获得较好的经济效益,那就没有必要开展治理工作,但可以采用其他路径如搬迁等方案来处理,这样可以减少在经济和时间上的浪费。

2、要注意动态监测问题。

动态监测工作相对于灾情评价有极为重要的作用。下面就滑坡崩塌实例谈一下,现如今,一般用的是数值计算手段来评价滑坡崩塌稳定性。这一方法得出的结果往往是不正确的,这时,只有拿出一些变形监测资料才能知道上面所叙述的计算结果的是否正确。因此,为了对地质灾害活动作出科学的评价,加强地质灾害的动态监测工作是十分必要的。

3、地质灾害勘察应与地质灾害防治密切联系。

地质灾害勘察能为地质灾害防治进行有效地指导,在实施地质灾害防治工作之前,一定要实地考察,开展地质灾害勘察,并通过对地质灾害的形成原因和机制的充分认识,来进行地质灾害防治制定方案,这样防治工作才能更好的实施,达到节约成本,起到很好的作用。除此而外,在开展野外调查工作时,应该充分考虑到实地的生态环境,向当地居民学习他们的灾害防治方式,活学活用,灵活变通,这样才能制定出更为完善的防治方案。

4、对灾情的严重性评估。

地质灾害指的就是给人类生命财产安全带来一定的损失和破坏生态环境的事件。例如,深山荒林中发生泥石流滑坡等现象,但它没有给人类的生命财产安全造成损失,因此,这一现象就不是地质灾害,充其量也只能说是地质作用。地质灾害一定会造成灾情,因此,对灾情评估十分必要。

五、总结

综上所述,在开展地质灾害勘察工作时,需要梳理好地质灾害勘察与地质灾害防治之间的联系,认真做好灾情评估,处理好灾情的动态监测,从而可以充分地了解灾害的形成原因等,为制定防治方案提供更好的保障。

参考文献:

[1]姚远清.对地质灾害勘察和防治的探讨[J].大科技,2013(15):190.

[2]董千里.浅谈地质灾害勘察与工程治理技术[J].建材与装饰,2012(7):169-170.

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