發(fā)布時間:2022-04-08 09:08:38
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇地質(zhì)災(zāi)害論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1南山滑坡的特征和形成機制
1.1滑坡的特征(1)滑坡體:滑坡體地層由第四系黃土、第三系礫巖以及二疊系下石盒子組砂巖、泥巖組成。鋁土質(zhì)頁巖遇到水后軟化,該層是滑坡潛在的滑動面。另外,在現(xiàn)場踏勘過程中,發(fā)現(xiàn)滑體表面有大量碟形洼地和黃土陷落漏斗,表面雨水沿該漏斗直接進入滑動面,加速滑體的蠕動—劇動—蠕動的過程。(2)滑坡周界:滑坡東、西兩側(cè)周界由沖溝構(gòu)成,正是由于沖溝深切,形成了兩側(cè)相對薄弱帶及滑坡側(cè)界,調(diào)查中未見到側(cè)壁剪裂擦痕;老滑坡后緣滑坡壁較為明顯,落差較大,最大處可達(dá)30m,后壁黃土擦痕依稀可辨,遠(yuǎn)處觀察,后壁馬蹄狀地形地貌聳立、突出,與滑坡體外地形地貌比較,形成異樣陡壁。(3)滑坡臺階:由于滑坡體在各區(qū)段的滑動速度不同形成了2~3級滑坡平臺,臺階后壁成弧形,個別臺面微向后傾。滑坡體內(nèi)發(fā)育有數(shù)條切割深度不同的沖溝,滑坡平臺呈不連續(xù)分布。(4)滑坡裂縫:從調(diào)查情況來看,目前地表發(fā)現(xiàn)的滑坡裂縫均集中于后緣附近,縫寬25cm左右,落差0~70cm,落差呈南高北低狀。裂縫呈東西向延伸,總長約300m,裂縫中間100m段落差明顯,兩端裂縫和落差逐漸變小以至尖滅。自2005年滑坡復(fù)活以來,滑坡后緣可見拉張裂縫,在煤礦辦公樓墻體和礦井井筒內(nèi)亦可見不同程度的裂縫或錯縫。(5)滑動面:為下石盒子組淺綠、灰白色、致密狀具滑感的、遇水軟化甚至崩解、飽水狀態(tài)下強度很低的泥巖。
1.2滑坡形成機制泥巖構(gòu)成了礦區(qū)山體的軟弱結(jié)構(gòu)面,而造成軟弱結(jié)構(gòu)面應(yīng)力集中以致破壞的基本條件是:(1)軟弱結(jié)構(gòu)面有一定的坡度(5°~12°,平均9°),并傾向臨空面,且臨空面的坡度(老滑坡滑動之前的天然斜坡坡度應(yīng)在20°以上,目前滑坡體地面平均坡度為16.7°)大于軟弱結(jié)構(gòu)面的坡度。(2)泥巖、特別是厚層泥巖具有良好的隔水性能,地下水遇到厚層泥巖被隔擋,在泥巖面滯留,使軟弱結(jié)構(gòu)面被軟化,抗剪強度降低。2005年礦山企業(yè)在該滑坡體上挖方削坡修建了辦公樓和廠房,并堆存了大量的煤矸石,擾動了老滑坡,破壞了滑坡的天然平衡,使滑坡穩(wěn)定性降低,進入雨季之后,在長時間降雨條件下,滑坡開始復(fù)活。
2滑坡治理的主要工程措施
2.1抗滑樁工程在辦公建筑、副井井筒南側(cè)布置一排抗滑樁(共25根)。采用鋼筋混凝土矩形樁,樁頂標(biāo)高846.0m,斷面尺寸為3m×2m,樁中心距4.5m,樁長25m,樁身混凝土為C30。抗滑樁樁頂一般低于現(xiàn)地面1.5~3.0m左右。受荷段10~13m,錨固段約12~15m,符合《滑坡防治工程設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》(DZ/T0219-2006)要求。
2.2錨索根據(jù)初步設(shè)計及離柳焦煤集團決定,考慮到地質(zhì)不確定性因素的特點,為增強抗滑樁的穩(wěn)定性,在抗滑樁中間增加錨索,共設(shè)計錨索24根。
3滑坡變形監(jiān)測本滑坡
目前處于蠕動變形階段,需在抗滑樁施工過程中監(jiān)測滑坡位移情況,查清滑坡的穩(wěn)定性,確保施工過程中滑坡的安全,以檢驗抗滑治理效果,監(jiān)測抗滑樁質(zhì)量及使用期間的安全性。變形監(jiān)測主要通過2種方式進行,一是對副井井筒錯縫間距進行監(jiān)測,二是在滑坡體上選擇具有代表意義的監(jiān)測點進行監(jiān)測,在滑坡體外地質(zhì)穩(wěn)定地段選擇一個基準(zhǔn)點、一個后視點,在滑坡體上選擇9個變形監(jiān)測點采用高精度全站儀進行觀測。根據(jù)副井井筒位移記錄,實施抗滑樁工程前2013年4月22日井筒初始位移為0.63m,到2013年7月10日,井筒位移為0.64m,增加10mm。從2013年7月10日到2013年9月5日,井筒無變形。從2013年4月22日準(zhǔn)備實施抗滑樁工程至2013年9月5日抗滑樁主體工程基本結(jié)束,運用高精度全站儀對滑坡體上監(jiān)測點進行了持續(xù)觀測,觀測頻率每周一次。在抗滑樁施工前監(jiān)測點初始位移量最大,分別為1054mm、963mm,監(jiān)測點初始位移量為810mm,數(shù)值也很大。在實施抗滑樁工程后,監(jiān)測點滑動速率顯著下降,特別是監(jiān)測點,抗滑樁施工前后位移變化量分別為7mm、10mm,在個監(jiān)測點中位移變化量最小,而且比其余監(jiān)測點位移變化量小很多,說明抗滑樁工程的實施有效地降低了滑坡的蠕動速度,保證了抗滑樁南側(cè)滑坡體的穩(wěn)定以及其南側(cè)滑坡體上辦公樓和工業(yè)建筑的安全。另外也說明,抗滑樁北側(cè)滑坡體還有剩余的下滑力。監(jiān)測點由于緊鄰東側(cè)抗滑樁,滑動速率相對較小,位移變化量為29mm;監(jiān)測點處于滑坡主滑方向上,其初始位移量最小,在滑坡東部實施抗滑樁工程后,由于受力驟然增大,滑動速率顯著增加,位移變化量為53mm;監(jiān)測點位于滑坡西部邊緣一帶,與東部抗滑樁工程處于一條直線上,抗滑樁施工前后,其位移變化量為58mm,位移變化量最大;監(jiān)測點處于滑坡前緣,位移變化量介于30~50mm之間。
4治理優(yōu)化建議
(1)通過抗滑樁施工前后滑坡變形監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)監(jiān)測點還有剩余下滑力,其北側(cè)還布置有主井井口房等工業(yè)建筑,監(jiān)測點處于滑坡前緣,位移變化量介于30~50mm之間,建議在進一步勘察的基礎(chǔ)上,在滑坡前緣再設(shè)置一排抗滑樁;(2)監(jiān)測點位移變化量介于50~60mm之間,建議沿東部抗滑樁軸線,向西增加抗滑樁數(shù)量,直至滑坡西部邊緣監(jiān)測點西側(cè)安全地帶。(3)在抗滑樁頂部可以設(shè)置擋墻,預(yù)防第四系地層和軟弱巖層從抗滑樁中間蠕動,同時做好滑坡體的截排水工程。
作者:段鵬飛呂義清單位:太原理工大學(xué)山西省煤炭地質(zhì)資源環(huán)境調(diào)查院
1、監(jiān)測方法現(xiàn)狀與無人機航測技術(shù)的優(yōu)勢
1.1存在的不足這些方法在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查監(jiān)測中已經(jīng)得到較為廣泛的應(yīng)用,但仍存在很大的不足之處。(1)監(jiān)測的響應(yīng)速度很慢,從監(jiān)測信息的獲取到產(chǎn)生結(jié)果需要很長的時間。當(dāng)?shù)刭|(zhì)災(zāi)害發(fā)生時,搶險救災(zāi)的及時性就顯得尤為重要,如果不能對災(zāi)害體做出及時準(zhǔn)確的判斷,很可能造成巨大的損失。(2)不能有效地實現(xiàn)可靠安全的地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程監(jiān)測,對一些地災(zāi)已經(jīng)發(fā)育到后期,災(zāi)體隨時有可能跨塌的災(zāi)害點,或者對災(zāi)后搶險救援時災(zāi)情與危險點不明確的情況下,保證安全的遠(yuǎn)距離精確監(jiān)測是非常重要的。(3)不足以提供災(zāi)害體內(nèi)大量足夠的點信息。對于一個地質(zhì)災(zāi)害體,特別是大型的地質(zhì)災(zāi)害體,其運動模式隨著災(zāi)害體的發(fā)育過程會表現(xiàn)得復(fù)雜多變,單點或多點調(diào)查監(jiān)測數(shù)據(jù)不足以評價它們的動力學(xué)特征和行為特征。
1.2優(yōu)勢分析采用無人機航測技術(shù)可以突破傳統(tǒng)的地災(zāi)調(diào)查監(jiān)測的缺陷,具有如下優(yōu)勢。(1)使用無人機遙感獲取的影像承載信息豐富,實現(xiàn)對災(zāi)害體表面信息的全覆蓋,通過影像解譯,可以迅速地調(diào)查清楚地質(zhì)災(zāi)害體的孕災(zāi)環(huán)境和承災(zāi)體,為災(zāi)害應(yīng)對方式(治理、避讓、進一步觀測)的選擇提供依據(jù)。(2)高分辨率的無人機影像可以對土地利用情況、災(zāi)害體上的工程設(shè)施建設(shè)等進行判讀,結(jié)合孕災(zāi)環(huán)境可以綜合評判其利用與建設(shè)的可行性和合理性,對如邊坡開挖、在地下水補給區(qū)開挖魚塘等不合理的利用方式進行糾正。(3)可以對緩動地質(zhì)災(zāi)害,如軟性基質(zhì)上的滑坡體的后壁滑動、滑坡前沿鼓脹區(qū)表土跨塌、地下水突出、地表植被破壞等情況進行一定的監(jiān)測。結(jié)合地質(zhì)物探、地下水觀測等手段,可實現(xiàn)對地質(zhì)災(zāi)害體立體式的全面觀測。
2基于無人機航測技術(shù)的三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查監(jiān)測體系
2.1體系結(jié)構(gòu)基于無人機航測技術(shù)的三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查監(jiān)測體系應(yīng)當(dāng)由無人機航測系統(tǒng)、地災(zāi)體與影響區(qū)無人機航測、地災(zāi)點三維調(diào)查監(jiān)測數(shù)據(jù)庫建設(shè)3個部分構(gòu)成。
2.2無人機航測系統(tǒng)無人機航測系統(tǒng)是以無人駕駛器為飛行平臺,負(fù)載數(shù)碼相機進行拍攝,通過航測數(shù)據(jù)處理軟件進行數(shù)據(jù)處理的一個整體,主要由以下幾部分組成:無人機飛行平臺;飛行控制系統(tǒng);影像獲取設(shè)備;通信設(shè)備;遙控設(shè)備;地面信息接收與處理設(shè)備。
2.3地災(zāi)體與影響區(qū)無人機航測
2.3.1無人機航測外業(yè)(1)外業(yè)航攝。根據(jù)地災(zāi)點與承災(zāi)范圍的相關(guān)信息,并根據(jù)1∶10000的地形圖勾繪出航測范圍,根據(jù)航測的精度要求(航攝比例尺、重疊度、航高)擬定航測工作計劃和航線布設(shè),選擇合適的天氣對地災(zāi)點和承災(zāi)范圍進行高精度無人機航測(1∶1000~1∶2000比例尺),獲取原始航攝相片。(2)航測相控。根據(jù)航測范圍、航帶布設(shè)、相片重疊度確定相控點的分布形式與密度;在相應(yīng)的區(qū)域相片上找到能夠明確辨識,點位明確的特征地物進行刺點;在實地采用GPS-RTK技術(shù),利用相關(guān)部門提供的實時差分信號,測量相控點精確坐標(biāo);對施測的相控點資料進行整理,提供無人機內(nèi)業(yè)航測空三和正射影像制作使用。
2.3.2無人機航測內(nèi)業(yè)(1)原始航攝相片整理。根據(jù)無人機航攝時記錄下拍攝時點的POS參數(shù),對拍攝原始相片進行挑片,剔除旋偏角、滾轉(zhuǎn)角超限的相片,并確保整理后的相片與POS參數(shù)一一對應(yīng)。另外,檢查剔除后相片的航向、旁向重疊度,對航攝空洞區(qū)、重疊度不達(dá)標(biāo)的區(qū)域,考慮進行補攝。(2)空三、大比例尺地表模型(DSM)與正射影像(DOM)制作。航攝的內(nèi)業(yè)處理主要指的是航片的正射處理,其優(yōu)秀是空中三角測量,空中三角測量的基本內(nèi)容包括4個部分:內(nèi)定向,相對定向,絕對定向和三角網(wǎng)加密[4]。空三內(nèi)定向的就是解決框標(biāo)坐標(biāo)系與像片坐標(biāo)系之間的關(guān)系,同時進行數(shù)字影像的成像變形改正。空三相對定向是恢復(fù)攝影時左、右片之間的相互(位置和姿態(tài))關(guān)系,建立與地面相似的幾何模型。空三絕對定向是利用已知地面控制點確定立體模型在地面坐標(biāo)系中的大小和方位。三角網(wǎng)加密是在影像的內(nèi)外方位元素已知的基礎(chǔ)上,對特征匹配生成的同名點利用前方交會的方法就可以求出該點對應(yīng)的地面點三維坐標(biāo),即DSM。對特征貧乏區(qū)域或者影像邊緣區(qū)域,根據(jù)三角網(wǎng)進行內(nèi)插,進一步增加模型中同名點的密度,通過計算得到密集點云DSM。在此基礎(chǔ)上,進一步生成正射影像DOM。
2.3.3三維數(shù)據(jù)處理與建模利用無人機影像大重疊度的特征,可以生成地災(zāi)體及影響區(qū)域內(nèi)的大比例尺三維模型。無人機航攝的相片重疊度在航向與旁向都達(dá)到80%以上,這樣保證航攝區(qū)內(nèi)的每個點在進行空三時都能夠達(dá)到有25張相片對其拍攝,可實現(xiàn)多角度觀測。利用無人機航測處理軟件,能夠生成精細(xì)的正射影像(DOM,0.1~0.2m分辨率)和地表模型(DSM,0.5m采樣間隔),并通過多角度影像的補償,生成較為精細(xì)的三無人機航測三維模型。生成的無人機三維模型可以對災(zāi)害體進行整體調(diào)查分析。
2.3.4地質(zhì)災(zāi)害形變量分析通過對多期點云數(shù)據(jù)和三維模型進行特征點匹配,對比分析,發(fā)現(xiàn)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各點的三維形變量,并對形變量數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)分析,結(jié)合實際的地質(zhì)、地貌、水文、工程環(huán)境,尋找到地質(zhì)災(zāi)害隱患點靶標(biāo),提供給地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查部門,作為地質(zhì)災(zāi)害隱患點分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
2.4調(diào)查監(jiān)測數(shù)據(jù)庫建設(shè)
2.4.1災(zāi)害危險點及影響區(qū)外業(yè)調(diào)查在開展航攝和相控過程中,根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查相應(yīng)的內(nèi)容與要求,對收集資料中對特定地災(zāi)點或影響范圍內(nèi)信息不全面、缺失的信息進行補充調(diào)查。調(diào)查以現(xiàn)場問詢記錄、采樣分析,到管理單位或部門收集相關(guān)資料等形式進行。
2.4.2地災(zāi)信息解譯與提取地災(zāi)信息解譯與提取包括:土地利用現(xiàn)狀信息提取;地災(zāi)體范圍與影響區(qū)范圍提取;交通、水系、建構(gòu)筑物信息提取;地質(zhì)災(zāi)害表現(xiàn)特征信息提取與落圖(張裂縫、地下水、鼓脹丘等);地災(zāi)體已有的空間資料落圖(物探點、已有監(jiān)測儀器擺位置等);等高線采集;重要地物變形點與轉(zhuǎn)向線采集。
2.4.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計按照地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫建設(shè)和信息化成果的要求,分別對元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)內(nèi)容與分層、數(shù)據(jù)屬性內(nèi)容與結(jié)構(gòu)等進行設(shè)計,
2.4.4數(shù)據(jù)錄入與建庫利用地理信息軟件,對組織整理的數(shù)據(jù)和采集的原始數(shù)據(jù),分別按照設(shè)計要求進行錄入,構(gòu)建三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害三維遙感調(diào)查監(jiān)測數(shù)據(jù)庫。
3結(jié)語
(1)采用無人機航測技術(shù)對三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害進行調(diào)查監(jiān)測,可以突破傳統(tǒng)的地災(zāi)調(diào)查監(jiān)測的缺陷,可實現(xiàn)對地質(zhì)災(zāi)害體立體式的全面觀測。
(2)在精度上,無人機航測對承災(zāi)體判讀可以達(dá)到分米級。對單個地災(zāi)體而言,無人機航測建立的分米級觀測成果可以作為災(zāi)害環(huán)境的普查基礎(chǔ)數(shù)據(jù),指導(dǎo)災(zāi)害的處理決策,或為災(zāi)后搶險提供參考。
(3)地災(zāi)點三維調(diào)查監(jiān)測數(shù)據(jù)庫的建設(shè),其詳實的數(shù)據(jù)內(nèi)容(影像數(shù)據(jù)、點云數(shù)據(jù)、災(zāi)害體的精準(zhǔn)地表模型(DSM)、精準(zhǔn)高程模型(DEM))在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時,當(dāng)?shù)亟煌ā⑼ㄓ嵍伎赡苤袛嗟那闆r下,提供最全面翔實的受災(zāi)區(qū)基本地理信息,為政府救災(zāi)決策提供依據(jù)。
(4)利用無人機航測對地質(zhì)災(zāi)害進行調(diào)查監(jiān)測是目前的一項新技術(shù)手段,還存在著較大的發(fā)展空間,如研發(fā)利用無人機航測技術(shù)與精度更高(毫米級)的地基Li-dar技術(shù)相結(jié)合的方法對地質(zhì)災(zāi)害進行調(diào)查監(jiān)測,通過空中和地面相互配合,充分將兩種技術(shù)手段進行優(yōu)勢互補,實現(xiàn)安全的遠(yuǎn)距離精確監(jiān)測。
作者:曾德耀周富春蔣海濤左倩云單位:重慶交通大學(xué)
一、四川省通江縣區(qū)域概況
通江縣處于四川省的北部,東邊與萬源市相鄰,南邊與平昌縣相鄰,西部與南江縣及巴中市相鄰,北部與陜西省的鎮(zhèn)巴縣、西鄉(xiāng)縣及南鄭縣接壤,該縣境內(nèi)的水系非常的發(fā)達(dá),大多是樹枝狀水系,是渠江上游水系,該縣共有河谷溪溝664條,其中長度超出10km的河流有13條,其中通江縣中最主要的河流有通江河、小通江與大通江,該境內(nèi)的河流流向總體上是從北向南,而河谷是從北向南逐漸由窄河谷變?yōu)闇\寬河谷。該縣的氣候條件主要為亞熱帶秦巴區(qū)濕潤季風(fēng)氣候,并且具有濕度較大、雨量充沛、氣候溫和的特點,大陸性季風(fēng)氣候特點顯著,冬季的霜降期比較短,光照比較充足,年平均氣溫能夠保持在16.7℃作用,秋季表現(xiàn)出多雨、氣溫下降快的特點,有時會出現(xiàn)秋澇與秋干相間發(fā)生的情況,其夏季氣溫則比較高,降雨比較集中。該地區(qū)的地質(zhì)條件主要表現(xiàn)為出露中生界地層,還具有一些零散分布的第四系松散堆積層,其地層從老至新為:三疊系中統(tǒng)(T2)灰色厚層石英砂巖、粉砂巖層,白堊系下統(tǒng)(K1)為灰黃色鈣質(zhì)細(xì)砂巖與棕紅色砂質(zhì)泥巖層等;底部是青灰色中厚層泥灰?guī)r層、灰?guī)r;侏羅系(J)為紫紅色砂質(zhì)泥巖夾薄層泥質(zhì)粉砂巖,該地區(qū)的三疊系地層只在區(qū)域的東北角出露,而侏羅系與白堊系的地層分布是非常廣泛的,通江縣的大地構(gòu)造位置屬于大巴山歹字型構(gòu)造中段的南側(cè),其構(gòu)造線的展布方向主要為:北西-南東向。主要類型為褶皺、新構(gòu)造活動不活躍、斷裂不發(fā)育,其褶皺的類型主要有:長灘河沿山向斜、河口背斜、高坎子背斜。
二、四川省通江縣的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征分析
首先對通江縣的地質(zhì)災(zāi)害類型與規(guī)模進行簡單分析,該地區(qū)最主要的地質(zhì)災(zāi)害類型表現(xiàn)為:巖溶塌陷、泥石流、崩塌、滑坡等,其中最主要的地質(zhì)災(zāi)害就是滑坡,泥石流與崩塌也是比較常見的地質(zhì)災(zāi)害,對通江縣近年來發(fā)生的222處地質(zhì)災(zāi)害點進行調(diào)查發(fā)現(xiàn),其中滑坡地質(zhì)災(zāi)害點占到了181處,而崩塌占到了32處,泥石流災(zāi)害有6處,巖溶塌陷災(zāi)害有3處。該縣境內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模通常是比較小的,其中中型的地質(zhì)災(zāi)害占到了30%左右,剩下的都是小型地質(zhì)災(zāi)害,其中最為主要的地質(zhì)災(zāi)害就是滑坡。滑坡的規(guī)模也是以中小型為主,也有一些大型滑坡發(fā)育結(jié)構(gòu),通過地質(zhì)調(diào)查發(fā)展,通江縣的滑坡具有蠕變慢滑的特點,斜坡體蠕變的時間越長,坡體的變形特征就會越明顯,具有明顯的可預(yù)報性,滑坡大多是土質(zhì)滑坡,滑坡體的厚度大多小于6m,主要為松散的土石,大多是中淺層滑坡。將力學(xué)性質(zhì)作為分類依據(jù)對滑坡進行分類,該地區(qū)的滑坡主要屬于牽引式滑坡,滑坡體的中部大多出現(xiàn)在形成階梯狀地形或者是張裂隙中,由于該地區(qū)滑坡的穩(wěn)定性非常的差,這使得其具有非常大的潛在危險性。對通江縣幾個典型的滑坡體予以分析,如:雷家河、毓貴山、小羅坪、水井巷等。其中小羅坪滑坡的形態(tài)不規(guī)則,寬度大致為320m,長度大致為500m,厚度大致為8m~25m,是崩坡積松散堆積層,主要是由砂質(zhì)粘土與碎石組成,其坡面形狀為直線型,坡度為42°,滑移方向為213°,滑坡后緣已經(jīng)開裂,在兩側(cè)形成了多處的拉張裂隙帶,并且大小不均,具有分支復(fù)合的特點,在滑坡體的中部具有階梯狀的陡坎,在其后緣能夠看到白堊系下統(tǒng)紫紅色砂巖夾泥巖,將巖層產(chǎn)狀與滑面的關(guān)系作為分類依據(jù),該滑坡屬于斜向滑坡。其滑坡剖面圖如圖1所示。水井巷滑坡處于小通江河左岸的斜坡上,其兩側(cè)發(fā)育沖溝,形態(tài)規(guī)則,長度大概為900m,寬度大概為220m,厚度大概為7m~10m,是大型的土質(zhì)滑坡,其滑坡的坡度值為14°~30°,主滑方向是230°,其滑床是白堊系下統(tǒng)紫紅色砂巖夾泥巖,該滑坡體主要由碎塊石與粉砂質(zhì)粘土組成,其中部的張性裂隙帶比較常見,由于在該滑體及滑坡的周圍有大量的居民,使得該滑坡具有非常大的危險性。通江縣境內(nèi)最主要的地質(zhì)災(zāi)害就是滑坡,其他形式的地質(zhì)災(zāi)害都是小型災(zāi)害,并且相對來講,其他類型地質(zhì)災(zāi)害的數(shù)量也是非常小的,其中巖溶塌陷都是小型的塌陷,主要分布在該縣北部的灰?guī)r出露區(qū),與居民的居住地相距比較遠(yuǎn),危險性比較小,已經(jīng)在這些地方設(shè)立警示標(biāo)志。而泥石流都是與滑坡地質(zhì)災(zāi)害伴生的,常發(fā)生在溝谷兩側(cè)的滑坡,主要是在暴雨的誘發(fā)下形成。崩塌大多是出現(xiàn)在砂巖地層分布區(qū),其具有破壞性大、突發(fā)性強的特點,一旦出現(xiàn)在交通沿線或者是居民居住區(qū),很容易引發(fā)較大的人員傷亡,所以,應(yīng)該對崩塌地質(zhì)災(zāi)害實施重點排查,一旦發(fā)現(xiàn)異常,應(yīng)該及時采取有效的措施消除隱患。在開展地質(zhì)災(zāi)害分布特征的調(diào)查時,先在相關(guān)地區(qū)開展了地質(zhì)調(diào)查,然后結(jié)合Mapgis等地理信息軟件,將相關(guān)的調(diào)查成果疊加于地質(zhì)地形圖上開展綜合分析,對該地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害的分布規(guī)律予以分析總結(jié),發(fā)現(xiàn)該地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害的時間、空間方面的分布規(guī)律是比較明顯的,同時具有一定的季節(jié)性與群發(fā)性。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),通江縣的41各鄉(xiāng)鎮(zhèn)都具有不同程度的地質(zhì)災(zāi)害,并且災(zāi)害的分布是不均勻的,其中南部的地質(zhì)災(zāi)害與北部區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害相比,發(fā)育更加嚴(yán)重,其中全縣境內(nèi)諾江鎮(zhèn)、諾水河鎮(zhèn)、廣納鎮(zhèn)的地質(zhì)災(zāi)害分布最廣,地質(zhì)災(zāi)害在不同地層上的分布也具有較大差別,其中地質(zhì)災(zāi)害分布最廣的就是白堊系下統(tǒng)地層,該地層的地質(zhì)災(zāi)害占到了總的地質(zhì)災(zāi)害的79.3%之多,另外有17%的地質(zhì)災(zāi)害分布在侏羅系上統(tǒng)地層。
從地形地貌與高程的角度開展地質(zhì)災(zāi)害的分析,其中主要集中于高程為300m~800m的區(qū)域中,而恰好這一區(qū)域是人類活動頻繁的區(qū)域,由于該地區(qū)屬于中低山區(qū),所以該地區(qū)分布密度最大的地質(zhì)災(zāi)害就是低山區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害,每一百平方公里的地質(zhì)災(zāi)害達(dá)26處之多,對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生率較高的區(qū)域的地形坡度進行統(tǒng)計分析之后發(fā)現(xiàn),滑坡的分布與地形坡度具有很大的關(guān)聯(lián)性,滑坡地質(zhì)災(zāi)害主要分布在坡度值為25°~35°的范圍中。由于通江縣的水系非常的發(fā)達(dá),因此在其主干河流及其支流兩側(cè)的地質(zhì)災(zāi)害分布比較多,其中通江河流域的地質(zhì)災(zāi)害分布密度最大,并且地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生表現(xiàn)出明顯的時間特征,每年的5月到9月是地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)期。
三、四川省通江縣地質(zhì)災(zāi)害的影響因素分析
導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的因素是多種多樣的,在各種內(nèi)在與外在因素的共同作用下,決定了各種地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征,同時地質(zhì)災(zāi)害的形成與分布受到地形地貌與地層巖性的影響比較大,再加上人類活動、降雨等一些外在因素的影響,很容易導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,通過上文中對通江縣地質(zhì)災(zāi)害的分布情況進行分析發(fā)現(xiàn),該縣境內(nèi)各個地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害分布具有較大的差異,由此可見,導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的因素是多種多樣的。
四、結(jié)語
四川省境內(nèi)的通江縣各類地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生率比較高,本文就主要結(jié)合其地形地貌特征及該區(qū)域中常見的地質(zhì)災(zāi)害的分布特征與發(fā)育特征,對該縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要影響因素進行了簡單分析,對于通江縣地質(zhì)災(zāi)害的防治工作具有積極的作用。
作者:梁源王超單位:中冶成都勘察研究總院有限公司巴中分公司
1評價指標(biāo)體系的構(gòu)建
1.1評價指標(biāo)的選取通過對礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境的現(xiàn)場調(diào)查和地質(zhì)災(zāi)害成災(zāi)機理分析,在遵循系統(tǒng)性、科學(xué)性、可測性、可比性和獨立性原則的基礎(chǔ)上,建立了以地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險指數(shù)為目標(biāo)層,以崩塌滑坡風(fēng)險指數(shù)、采空區(qū)塌陷風(fēng)險指數(shù)、泥石流風(fēng)險指數(shù)為準(zhǔn)則層,以地表坡度、巖土體性狀、斜坡傾向與巖體結(jié)構(gòu)面關(guān)系、植被覆蓋率、覆蓋層普氏系數(shù)、人為活動強度、采空區(qū)面積、礦井排水、年降雨量、巖土堆積量等與致災(zāi)密切相關(guān)的因素為指標(biāo)層的上橫山礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價指標(biāo)體系。
1.2指標(biāo)權(quán)重的確定本次評價采用層次分析法確定各評價指標(biāo)的權(quán)重。將各級要素兩兩進行比較,依據(jù)9位標(biāo)度法得到各級指標(biāo)的判斷矩陣。
2評價方法
2.1評價模型由于本次評價涵括對未來態(tài)勢的預(yù)測,本身帶有一定的主觀性和模糊性,且評價過程中部分定性指標(biāo)的表達(dá)也具有一定的模糊性,因此,這里采用模糊綜合評價數(shù)學(xué)模型。
2.2模糊綜合評價具體步驟
2.2.1評語集的建立將礦山發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險性大小分為V={極小,小,大,極大}。
2.2.2隸屬度的確定本研究中,對地表坡度、斜坡傾向與巖體結(jié)構(gòu)面關(guān)系、覆蓋層普氏系數(shù)、采空區(qū)面積、年降雨量和植被覆蓋率等在所評價區(qū)域內(nèi)取值相對均一,具有確定數(shù)值的指標(biāo),評價時作為分級定量指標(biāo)處理。為減少指標(biāo)人工分級區(qū)間確定的主觀性,體現(xiàn)指標(biāo)對地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險影響的漸進性,這里提出一種改進的分布函數(shù)作為這類指標(biāo)的隸屬度函數(shù),對于無上閥值的區(qū)間,取相鄰區(qū)間跨度值與下閥值相加得到上閥值;對于無下閥值的區(qū)間,取相鄰區(qū)間跨度值與上閥值相減得到下閥值。對巖土體工程性狀、人為活動強度、礦井排水和巖土堆積量等在評價區(qū)域內(nèi)具有非均一性,或分級界限模糊的指標(biāo),評價時作為定性指標(biāo)處理。考慮到個體認(rèn)識的差異性,設(shè)定表1所示評分標(biāo)準(zhǔn)和評分區(qū)間供專家打分,取專家打分的算術(shù)平均值作為定性指標(biāo)c值。
2.2.3模糊綜合評價a.構(gòu)建指標(biāo)層模糊關(guān)系矩陣由式(6)或式(7)可分別得到各指標(biāo)相對于評語集中4個評語的隸屬度,依據(jù)圖1中準(zhǔn)則層與指標(biāo)層的對應(yīng)關(guān)系,依次構(gòu)建崩塌滑坡、采空區(qū)塌陷和泥石流3類地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險的指標(biāo)層模糊關(guān)系矩陣。b.一級模糊評價本級評價反映準(zhǔn)則層崩塌滑坡、采空區(qū)塌陷、泥石流3類地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險性大小。用指標(biāo)層相應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重向量乘以各指標(biāo)的模糊關(guān)系矩陣,得到各準(zhǔn)則層相對于評語集中4個評語的隸屬度,從而得到準(zhǔn)則層的模糊關(guān)系矩陣。c.二級模糊評價用上述得到的各準(zhǔn)則的權(quán)重向量乘以準(zhǔn)則層的模糊關(guān)系矩陣,得到目標(biāo)層相對于評語集各評語的隸屬度。
3研究實例
3.1研究區(qū)慨況某礦區(qū)屬低山丘陵區(qū),相對高差一般100~350m,平均年降水量1368.6mm;植被較發(fā)育,水系較發(fā)達(dá),遍布小溪和坑塘。區(qū)域地層分布主要為上元古界和下古生界。區(qū)域褶皺不強烈,斷裂較發(fā)育,屬典型的沉積型礦床。
3.2評價指標(biāo)量化分級結(jié)合上橫山礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境背景和擬采用的采礦方法,參考了專家建議、相關(guān)文獻(xiàn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),確定指標(biāo)的分級取值。
4結(jié)論
a.針對上橫山礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件和初步擬定的采礦方法,建立了以地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險指數(shù)為目標(biāo)層,以崩塌滑坡風(fēng)險指數(shù)、采空區(qū)塌陷風(fēng)險指數(shù)、泥石流風(fēng)險指數(shù)為準(zhǔn)則層,以10個與致災(zāi)密切相關(guān)的因素為指標(biāo)層的礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價指標(biāo)體系,并基于層次分析法和模糊綜合評價,對上橫山礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險性進行了評估。結(jié)果表明:礦區(qū)發(fā)生3類地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險性大小排序為崩塌滑坡>泥石流>采空區(qū)塌陷,因此開采過程中應(yīng)加強對崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防。評價結(jié)果對指導(dǎo)礦山開采布局、工藝設(shè)計和防災(zāi)方案制定具有一定的參考價值。
b.本研究探討了在礦山開采前對地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險性進行預(yù)測性綜合評價,是對礦山地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價的一種有益嘗試。但是,研究所建立的評價指標(biāo)體系僅反映上橫山礦區(qū)特定的地質(zhì)環(huán)境條件和本研究的評價目的,對普遍意義上的礦山地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價指標(biāo)體系缺乏深入的研究,且受研究基礎(chǔ)數(shù)據(jù)限制,所得評價結(jié)果僅反映整個礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險的總體態(tài)勢,未能體現(xiàn)像元或斑塊水平上的空間差異性,這些問題需要在今后的研究中加以完善。
作者:賀宇昊陳勇曾向陽洪強單位:武漢科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院冶金礦產(chǎn)資源高效利用與造塊湖北省重點實驗室
一、礦山地質(zhì)災(zāi)害的幾大類型
1巖土體變形災(zāi)害(1)巖爆是極易發(fā)生在采礦區(qū)的一種常見事故,通常在地下井巷開采作業(yè)是造成是地面坍塌高頻發(fā)生的區(qū)域2。在采礦的過程中會出現(xiàn)很多采空區(qū),在這樣的區(qū)域尤其要注意,要保留足夠的礦柱,因為礦柱提供了主要的支撐力。很簡單的例子在一些采煤的礦區(qū),經(jīng)常會由于開采過程出現(xiàn)的問題造成開采區(qū)坍塌的現(xiàn)象。在開采作業(yè)進行過程中,要時刻分析采礦區(qū)的現(xiàn)況,在礦體較深的采礦區(qū),作業(yè)者要求要能夠及時回填開采區(qū)域,這樣做的目的就是能夠在某些程度上減小大面積坍塌的事故發(fā)生。(2)采礦過程中采礦區(qū)邊緣容易出現(xiàn)滑坡和巖崩的現(xiàn)象,這主要是由于沒有合理的開采礦山所造成的,不合理的開采會使邊坡的角度發(fā)生嚴(yán)重的問題,這樣的情況在一些非金屬礦山和建材礦山易見。(3)礦山?jīng)_擊主要是因為采礦區(qū)礦坑周圍和一些底板圍巖,在受到地殼運動過程中的應(yīng)力所造成的,在受到應(yīng)力的時候其會受到強烈的壓縮,在采礦過程中巖石由于受到地應(yīng)力的驟然釋放,巖石一下子就會破損成碎片,同時大量的噴射會直接噴向坑內(nèi),是非常危險的。(4)采礦過程中極易引發(fā)地震,發(fā)生在采礦過程中的地震往往危害是非常大的,小級別的地震都有可能引發(fā)礦井之內(nèi)和地表層發(fā)生嚴(yán)重的損壞。(5)在采礦過程中的礦尾需要引起足夠的重視,因為一旦礦尾發(fā)生崩塌的時候隨之而來的回事泥石流的出現(xiàn)。不但給周圍人們?nèi)粘5纳钜齺順O大地麻煩,對周圍環(huán)境的污染以及破壞的程度是不容小覷的。
2地下水位改變引起的災(zāi)害(1)在采礦過程中往往會遇到礦坑突水的現(xiàn)象,這樣的危害是非常常見的,它具有極強的突發(fā)性、整個規(guī)模相比其他災(zāi)害現(xiàn)象也是非常大的。這樣的現(xiàn)象是由于在前期沒有對礦坑涌水做一個足夠的估計和分析,在采礦過程中由于操作不當(dāng)使得透水層斷裂,最終導(dǎo)致地下或者地面的水大量涌入。(2)伴隨著礦坑涌水災(zāi)害的發(fā)生,坑內(nèi)同時也會發(fā)生潰沙涌泥的事故。通常情況下采礦區(qū)的溶洞中一些泥沙和巖屑會隨著地下水一起突涌出,這樣礦坑就會一下子被泥沙等阻塞,同時一些采礦及其和人員也會被淹埋,要是情況非常嚴(yán)重甚至?xí)φ麄€礦山造成致命性的毀滅。(3)在采礦過程中伴隨著會出現(xiàn)環(huán)境污染的問題,在采礦和選擇礦址的過程中會產(chǎn)生一些廢物,這些廢物往往都不會經(jīng)過一些有效處理直接排放到河流中去,對環(huán)境造成了極大的影響。一些水土流失的問題還有土地沙化的問題都是伴隨著采礦過程發(fā)生的。
3礦體內(nèi)因引起的災(zāi)害(1)在一些特殊的采礦過程中,往往因為在礦坑中沒有良好的通風(fēng)渠道,會使坑洞中再開采過程中聚集起來的瓦斯發(fā)生積聚爆炸的現(xiàn)象,直接威脅著坑內(nèi)開采人員的生命安全,同時在爆炸過程中,礦井也會毀壞,再開采過程中還會有火災(zāi)等的發(fā)生。(2)在開采過程中,開采的深度越大,地?zé)嵋矔粩嗟募觿。V山的含硫量是非常高的,遇到高溫就會發(fā)生危險,因此在這樣的惡劣環(huán)境之下,對礦工們的日常生活也會產(chǎn)生直接的影響。
二、礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治措施
(1)重點防治區(qū)防治措施1)在開采前要有能夠科學(xué)合理的計算相應(yīng)的參數(shù),確保開采過程可以順利的進行,一旦開采礦區(qū)發(fā)生地面裂痕等現(xiàn)象,要及時請相關(guān)部門做實地檢測。2)確切掌握該區(qū)域的災(zāi)害點,做好預(yù)防工作,避免在開采過程中發(fā)生的災(zāi)害復(fù)發(fā)的現(xiàn)象。3)設(shè)置一些攔渣壩,阻擋泥石流的發(fā)生。4)在面對坑道礦區(qū)開采的時候,一定要注意做好支護,一邊做開采同時另一邊的開采工要及時做好支護,有效避免發(fā)生礦頂?shù)忍鹿剩瑢τ诘V區(qū)上有住戶的區(qū)域一定要格外小心,避免發(fā)生地面開裂的事故。5)礦坑內(nèi)的排水作業(yè)一定要提前做到位,避免涌水現(xiàn)象的發(fā)生。
(2)次重點防護區(qū)要對進入開采區(qū)的公路、以及生活區(qū)域等引起足夠的重視,要及時注意邊坡失穩(wěn)所引起的滑坡和塌方等現(xiàn)象,對于水土流失等現(xiàn)象要引起足夠的重視。1)科學(xué)計算相應(yīng)的技術(shù)參數(shù),支護和加固措施要做到位,排水設(shè)計是一定不能馬虎的,要做好地表檔排水措施。2)開采區(qū)域產(chǎn)生的廢漆渣,要堆放在指定區(qū)域,對于采礦區(qū)比較險要的區(qū)域一定要有可以阻擋滾石和飛石等的相應(yīng)措施。3)開采作業(yè)的末尾階段我們要能夠做到,恢復(fù)植被、扒平覆土。(3)一般防治區(qū)防治過程中,應(yīng)嚴(yán)禁越界開采,減少人為擾動,做好植被保護和水土保持。(4)為恢復(fù)礦山生態(tài)功能和景觀,采取的措施是能夠做到統(tǒng)一安置采礦過程中產(chǎn)生的廢渣,能夠做好邊開采邊填補采空區(qū),另外一定要注意在植樹種草防止水土流失。
三、結(jié)語
在開采礦山的過程中我們要能夠有效合理地利用現(xiàn)有資源,能夠做到保護礦山環(huán)境,減少礦山災(zāi)害發(fā)生的頻率。這樣才能夠使采礦事業(yè)持續(xù)有效的發(fā)展。
作者:王燕單位:湖北國土資源職業(yè)學(xué)院
1貴州省地質(zhì)環(huán)境與地質(zhì)災(zāi)害概況
1.1地質(zhì)環(huán)境與地質(zhì)災(zāi)害地質(zhì)環(huán)境是指由巖石圈、水圈和大氣圈組成的環(huán)境系統(tǒng),巖石圈和水圈之間、巖石圈和大氣圈之間、水圈和大氣圈之間通過物質(zhì)交換和能量流動建立了地球化學(xué)物質(zhì)的相對平衡,經(jīng)過地球長期演化,形成一個平衡的開放系統(tǒng)。地質(zhì)環(huán)境是人類和其它生物賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ),同時人類和其它生物的活動又不斷地對地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生影響。地質(zhì)環(huán)境同生物關(guān)系密切,主要表現(xiàn)在:地質(zhì)環(huán)境為生物提供生存空間和活動場所;地質(zhì)環(huán)境提供生物生存所必需的物質(zhì),如空氣、水、各種元素等;生物(尤其是人類)也可以在一定程度上改變地質(zhì)環(huán)境,且隨著技術(shù)水平的提高,對地質(zhì)環(huán)境的影響越來越大。地質(zhì)環(huán)境主要分為地質(zhì)災(zāi)害、礦山地質(zhì)、農(nóng)業(yè)地質(zhì)、地質(zhì)遺跡與地質(zhì)公園、地下水、地?zé)岷偷V泉水等方面。本文以貴州省為例,介紹我國地質(zhì)災(zāi)害的防治情況及出現(xiàn)的問題。地質(zhì)災(zāi)害是地質(zhì)學(xué)中的一個專業(yè)術(shù)語,它是指在自然或者人為因素的作用下形成的,對人類生命財產(chǎn)、環(huán)境造成破壞和損失的地質(zhì)作用(現(xiàn)象)。常見的地質(zhì)災(zāi)害有:崩蹋、滑坡、泥石流、水土流失、地裂、土地沙漠化以及地震、火山噴發(fā)等。我國地質(zhì)災(zāi)害種類較多,按地質(zhì)作用的性質(zhì)及
1.2貴州省的地質(zhì)災(zāi)害概況貴州省位于我國西南部,地處云貴高原東部,地勢西高東低,平均海拔約1100m。省內(nèi)多山,是我國山地面積所占比例最高的省(占92%)。值得注意的是,貴州省巖溶地貌發(fā)育非常好,喀斯特出露面積高達(dá)10.91萬km2,占全省國土面積的61.95%,是世界上巖溶地貌發(fā)育最典型的地區(qū)之一。貴州省地貌復(fù)雜,以山地丘陵為主(占總面積的92.5%),全省山高坡陡地形險峻,溝壑密布地貌復(fù)雜,是我國唯一一個沒有平原的內(nèi)陸省區(qū)。從地質(zhì)條件來看,貴州省特有的地理、地質(zhì)、氣候、水文條件致使貴州省地質(zhì)環(huán)境十分脆弱,屬于地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)、高發(fā)區(qū)域,具有“災(zāi)種齊全,災(zāi)害嚴(yán)重,隱患多廣,發(fā)生頻繁”的特點,外加省內(nèi)切坡開挖、坑道洞室開挖、蓄水飲水、亂抽排地下水、棄渣堆土等對地質(zhì)環(huán)境破壞較大的人類工程活動日益強烈,極易引發(fā)大量的地質(zhì)災(zāi)害,是國家地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃的重點防治區(qū)域。貴州省地質(zhì)災(zāi)害損失重且隱患點非常多。僅“十一五”期間,貴州省先后發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害1606起,其中滑坡1029起,崩塌338起,泥石流37起,地面塌陷89起,地裂113起,共造成332人死亡,直接經(jīng)濟損失高達(dá)3.47億元。目前全省已知地質(zhì)災(zāi)害隱患點共10992處,。貴州省地質(zhì)災(zāi)害有以下幾個特點:地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量多,地質(zhì)災(zāi)害隱患點也多,為全國之最;斜坡類地質(zhì)災(zāi)害占全省地質(zhì)災(zāi)害的畢生較大;自然因素仍是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主導(dǎo)因素,但近幾年隨著人類活動的加劇,人為因素導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害也越來越多;地質(zhì)災(zāi)害多以中小型為主,大型、特大型相對較少,但形成的災(zāi)情在重大級以上的卻不少。
2貴州省主要地質(zhì)災(zāi)害的形成機制及危害
貴州省地形以山地和丘陵為主,因此貴州省地質(zhì)災(zāi)害類型也多為斜坡類和地裂類為最多,其中最主要的災(zāi)害有滑坡、崩塌、泥石流、地裂、地面塌陷等。此外,石漠化作為貴州特有的一種地質(zhì)環(huán)境問題,也將在本節(jié)單獨說明。
2.1滑坡滑坡是指斜坡上的土體或巖石體受到河流或雨水沖刷等因素的影響,在重力作用下沿著坡面向下滑動的自然現(xiàn)象。由于貴州省多山地丘陵且氣候濕潤多雨,易導(dǎo)致滑坡發(fā)生。滑坡貴州省最常見的地質(zhì)災(zāi)害,也是造成死亡人數(shù)和經(jīng)濟損失最多的地質(zhì)災(zāi)害。1988年晴隆大廠鎮(zhèn)發(fā)生滑坡使周圍兩個村鎮(zhèn)被埋,損失達(dá)500萬元。貴州省內(nèi)發(fā)生的滑坡主要分布在中東和中西部地區(qū),此外北部和中南部也屬于滑坡危險地帶。許湘華利用權(quán)重線形組合模型(WLC)對滑坡災(zāi)害的危險性分區(qū)做了研究,認(rèn)為貴州省內(nèi)滑坡低危險區(qū)、中危險區(qū)、高危險區(qū)和極高危險區(qū)分別占貴州省總面積的近四分之一。全省危險程度較高。滑坡的形成很大程度是由人類活動不當(dāng)引發(fā)的。主要分為以下幾類:露天開采的設(shè)計不合理,尤其是露采場邊坡角度過大極易引發(fā)滑坡;固體廢棄物(如礦渣等)不適當(dāng)堆積也較容易引起滑坡。滑坡造成的危害十分嚴(yán)重,主要表現(xiàn)在:人員傷亡,財產(chǎn)損失;毀壞房屋,掩埋村落;堵塞交通、破壞水利設(shè)施;毀壞耕地。
2.2崩塌崩塌一般是指較陡斜坡上的巖土體在重力作用下的突然崩落,它也是貴州省最主要的地質(zhì)災(zāi)害之一,主要分布在西部的六盤水市、畢節(jié)市以及北部的遵義市,而在東部地區(qū)相對較少。崩塌的特點是突發(fā)性強、且易引發(fā)其它災(zāi)害。貴州省多高山陡坡,許多村寨都處于崩塌威脅之下。崩塌最初多是由山體不同程度的開裂引起的。一般崩塌前會有一些前兆,如:崩塌體的后部出現(xiàn)一些小的裂縫;有土塊掉落,大小崩塌時髦發(fā)生;坡面出現(xiàn)土石的剝落。根本原因一方面在于巖石的貫通性較好,此外,人類不規(guī)范的礦山開采活動也會加劇并引發(fā)崩塌災(zāi)害。礦山崩塌造成危害主要為致死、致傷人畜,毀壞房屋,毀壞公路,中斷交通運輸?shù)龋瑢ζ湎麓逭⒐さV居民、村民的生活生產(chǎn)經(jīng)濟構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。據(jù)統(tǒng)計,崩塌事件在礦區(qū)年年都有發(fā)生,并且潛在危害較大。
2.3泥石流泥石流是指在山區(qū)或其它地形險峻的地區(qū),因為暴雨引起的山體滑坡并攜帶有大量漏水以及石塊的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快,流量大,物質(zhì)容量大和破壞力強等特點。泥石流的物源主要分兩種,一種是滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害形成的松散堆積體,它們?nèi)菀自诒┯甑淖饔孟滦纬赡嗍鳛?zāi)害。二是由于礦山在開采過程中產(chǎn)生的礦渣或礦產(chǎn)品加工、冶煉中產(chǎn)生的棄渣不合理堆放,這些礦渣在災(zāi)害性降水作用或人為水體作用下形成泥石流。后者是貴州省的泥石流的主要類型,約占總數(shù)的85%。礦山泥石流的危害主要有:沖毀城鎮(zhèn)、工廠、礦山、村落等;造成人畜死亡;破壞農(nóng)作物、耕地;污染土壤等;此外。泥石流有時也會淤塞河道,嚴(yán)重時還能引起水災(zāi),是山區(qū)最嚴(yán)重的自然災(zāi)害。
2.4地裂地裂主要是指由于構(gòu)造運動而產(chǎn)生的土地開裂,它在地表發(fā)育,在構(gòu)造活動強烈的地區(qū)或者地下開采資源的地區(qū)容易產(chǎn)生極大的危害。礦區(qū)的地表容易產(chǎn)生地裂縫,根本原因是地下進行的大規(guī)模的開采活動導(dǎo)致礦井頂板變成產(chǎn)生一定張裂,進行發(fā)展成較大的地裂縫。地裂造成的危害也是相當(dāng)大的,主要表現(xiàn)在以下幾方面。毀壞房屋。這種情況在煤礦開采區(qū)更為普遍。影響地下資源的開發(fā)和利用。因為地裂縫為地表水向地下滲透提供了通道,尤其雨季時礦井經(jīng)常由于被淹而停產(chǎn)。毀壞耕地、林地。有的裂縫成群發(fā)育且規(guī)模非常大,導(dǎo)致該地段耕地荒蕪,甚至威脅牛、馬、羊群的生命。
2.5石漠化“石漠化”一詞最早由貴州科學(xué)院蘇維詞提出,與“荒漠化”概念相區(qū)別,石漠化土地特指在亞熱帶濕熱環(huán)境下喀斯特地區(qū)特有的土地類型,土石按照一定比例交互存在于石灰?guī)r山丘中,在陷穴、巖隙中有不同厚薄的土層覆蓋,而在突起的部分多裸巖分布。石漠化過程主要發(fā)生在陡坡耕地上,它的發(fā)展直接導(dǎo)致山區(qū)耕地面積的大量減少。據(jù)統(tǒng)計,貴州省在1974~1979年間,石漠化面積增加了624km2,平均每年喪失的耕地面積占全省耕地總面積的1.6%,且石漠化速度仍在加快。土地石漠化的成因主要有幾個方面:碳酸鹽巖的搞風(fēng)蝕能力強,不易風(fēng)化,這是發(fā)生土地石漠化的最基本的要素;貴州省多山區(qū),地面起伏大,不利于水土保持;貴州省的降雨多集中在春夏兩季,而此時農(nóng)作物尚處于幼苗時期,坡土得不到充分的覆蓋,加劇了土地石漠化的發(fā)展;貴州省農(nóng)業(yè)人口增長過快,加重了土地的負(fù)擔(dān),使得西南地區(qū)陷入了“人口增加—過度開墾—土壤退化—石漠化擴展—經(jīng)濟貧困”的惡性循環(huán)之中。
3貴州省地質(zhì)災(zāi)害的防治及管理中出現(xiàn)的問題
3.1貴州省地質(zhì)災(zāi)害的總體成因分析總結(jié)上文對貴州省滑坡、崩塌、泥石流、地裂等主要地質(zhì)災(zāi)害連同石漠化的分析,發(fā)現(xiàn)它們的形成機制在許多方面是相似的。
1)貴州省的地質(zhì)背景是種類地質(zhì)災(zāi)害的根本要素。首先,貴州省地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,處于斷層斷裂交匯地帶上,地震較為頻繁,巖層松散,構(gòu)造運動強烈,易導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。其次,貴州省的巖石多為碳酸鹽巖類,此類巖石具有搞風(fēng)華能力強但易溶解的特點。在潮濕的地區(qū)容易溶解造成地面塌陷、崩塌等災(zāi)害,而在相對干旱地區(qū)由于其較高的抗風(fēng)化性而加劇土地的石漠化。由此可以,碳酸鹽巖的地貌一方面形成了貴州省獨特的喀斯特地貌,另一方面,卻也為貴州省的種類地質(zhì)災(zāi)害提供了基礎(chǔ)。
2)降雨量充沛是地質(zhì)災(zāi)害的主要誘發(fā)因素之一。貴州省氣候濕潤多雨,降雨量非常大,且特別集中。而暴雨極易引發(fā)滑坡等災(zāi)害。郭振春對1993~2000年貴州省地質(zhì)災(zāi)害的月份作了統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)貴州省的地質(zhì)災(zāi)害全年均有發(fā)生,多集中在4~8月,尤其是6~7月(4~8月占91.7%,其中6~7月占62.1%)。而貴州省的雨季集中于春夏之交,降雨最在5~7月最大。記錄中也顯示有多起大型地質(zhì)災(zāi)害是由暴雨引發(fā)的。此外,貴州省地下水系也特別發(fā)育,斜坡土體長期被浸泡而導(dǎo)致軟化、溶蝕,容易引發(fā)崩塌、地裂和地面塌陷。
3)各種不規(guī)范的工程活動是貴州省地質(zhì)災(zāi)害的人為誘因。值得一提的是,除了自然因素外,人為因素在貴州省地質(zhì)災(zāi)害中所占的分量雖然較小但也呈現(xiàn)出逐年增長的趨勢。人類活動對地質(zhì)環(huán)境影響主要有:毀林開荒對植被的破壞很大,是導(dǎo)致水土流失的重要因素,進而可引發(fā)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害;礦產(chǎn)資源的開采不合理,尤其是一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦山的開采,不顧及礦山的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和采礦技術(shù),對礦區(qū)也沒有進行合理規(guī)劃,容易引發(fā)地裂、地面塌陷、礦井涌水等災(zāi)害。許多災(zāi)害還造成了嚴(yán)重的人身傷心和經(jīng)濟損失;工程建設(shè)設(shè)計不合理,只追求效率,忽視了工程中的安全問題和環(huán)境問題。非常容易導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。
3.2關(guān)于貴州省地質(zhì)災(zāi)害防治的思考地質(zhì)災(zāi)害對于貴州省無論經(jīng)濟發(fā)展還是居民安全都造成了極大的威脅,要針對貴州省地質(zhì)災(zāi)害的特點及其誘因進行防治。
1)發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè),保護地質(zhì)環(huán)境。貴州省的地質(zhì)環(huán)境比較有利于地質(zhì)災(zāi)害尤其是滑坡、泥石流等斜坡類地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育,因此要把握貴州省地質(zhì)環(huán)境的特點,進行針對性的保護。考慮到貴州省是農(nóng)業(yè)大省,農(nóng)業(yè)人口比重高達(dá)80%以上,可以推行發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),運用系統(tǒng)工程方法和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進行集約化經(jīng)營的生態(tài)模式,在不適宜耕地的土地上(如坡度較大的斜坡等)進行退耕還林、退耕還草等工作,這樣能有效地防止斜坡上常見的地質(zhì)災(zāi)害。也可以在斜坡上種牧草,大大減少斜坡地區(qū)的水土流失。)嚴(yán)格法律法規(guī),提高居民意識。當(dāng)前關(guān)于地質(zhì)環(huán)境保護的國家法律及由各省政府出臺的法律法規(guī)非常多,關(guān)鍵在于這些法律法規(guī)能否認(rèn)真實施和嚴(yán)格執(zhí)行。尤其是貴州省的地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)地區(qū),更要組織專門的部門進行嚴(yán)格地監(jiān)督管理,才能有效地防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。此外,提高當(dāng)?shù)鼐用竦姆罏?zāi)意識也是貴州省地質(zhì)災(zāi)害的重要手段之一。如開展地質(zhì)災(zāi)害教育和宣傳、進行防災(zāi)演習(xí)等。當(dāng)大多數(shù)居民都深刻感受到地質(zhì)災(zāi)害的嚴(yán)重性,不再亂開墾土地、亂破壞環(huán)境時,人為地質(zhì)災(zāi)害的數(shù)目會有效減少。
3)開展防災(zāi)工作,加強污染治理。除了做好對地質(zhì)災(zāi)害的宣傳和培訓(xùn)外,政府部門還要加強對種類人類工程活動的防災(zāi)工程管理,如公路施工、開采石料、抽取地下水等,極易對地質(zhì)環(huán)境造成破壞,是突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的主要隱患之一,必須做好監(jiān)督和防治工作。許多工程完成后的污染治理恢復(fù)情況也要嚴(yán)格監(jiān)督,如礦坑填埋、改善土壤環(huán)境、礦山污水處理等,也可以有效地防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。
作者:杜雪明王聯(lián)軍原振雷單位:中國地質(zhì)大學(xué)中國國土資源經(jīng)濟研究院
一、地質(zhì)災(zāi)害與地質(zhì)環(huán)境的形成
1地質(zhì)災(zāi)害。地質(zhì)災(zāi)害,是因為自然地質(zhì)的變化,作用,或者是人為因素導(dǎo)致的地質(zhì)環(huán)境惡化,從而對人類的生命以及財產(chǎn)造成的損失,人們稱之為地質(zhì)災(zāi)害。地質(zhì)災(zāi)害,來自于自然,可以說是一種不可抗的災(zāi)害,預(yù)測以及治理都相對困難,一旦災(zāi)害發(fā)生,所帶來的后果也是十分嚴(yán)重的,所以,我國政府在這個方面一直重視,但是因為,經(jīng)濟基礎(chǔ)以及技術(shù)水平的制約,目前為止,也不能對地質(zhì)災(zāi)害進行全面的防預(yù)。面對大自然的力量,人類所能做的就是盡最大的努力,減少災(zāi)害所帶來的損失,全面分析地質(zhì)環(huán)境,對其各種運動規(guī)律都分析掌握透徹,這樣就能夠?qū)赡艹霈F(xiàn)的災(zāi)害有所預(yù)測,并有針對性的制定相關(guān)防治措施,地質(zhì)災(zāi)害的種類有很多,其中比較常見的為泥石流,山體滑坡,地面塌陷,地震,土地退化等等。
2地質(zhì)環(huán)境。從廣義上講,地質(zhì)環(huán)境就是指巖石、水以及大氣等物質(zhì)所構(gòu)成的體系,那么從狹義來說,則是巖石團與其所產(chǎn)生的風(fēng)化物,地球在不斷變化和運動過程中,其地質(zhì)環(huán)境也是在不斷更改的,因此,地質(zhì)環(huán)境,就是地球演化的結(jié)果,巖石團與水圈以及大氣圈等進行作用,相互交換能量,從而形成了目前人們所看到的地質(zhì)環(huán)境。它們是最后一次造山運動與冰期后形成的。地質(zhì)環(huán)境是再一個相對開放的環(huán)境中發(fā)生的,其中會有水圈,生物圈以及大氣圈等進行參與,各個圈層的相互作用與影響,形成了最終的地質(zhì)環(huán)境。所以說,從地質(zhì)環(huán)境中能夠分析出地質(zhì)運動的規(guī)律,從而對可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害進行科學(xué)預(yù)測,減少損失。
二、地質(zhì)災(zāi)害與地質(zhì)環(huán)境的關(guān)系
通過對地質(zhì)災(zāi)害與地質(zhì)環(huán)境之間的關(guān)系,能夠看出,想要有效控制地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,首先就是要對地質(zhì)環(huán)境的規(guī)律進行全面分析和掌握,只有建立在這個基礎(chǔ)之上,制定防治措施,才能夠取得更好的治理效果,具體分析如下:
1地質(zhì)災(zāi)害總是發(fā)育在一定的地質(zhì)環(huán)境中。地質(zhì)環(huán)境是地球自身運動與人類活動的相互作用的結(jié)果,而地質(zhì)環(huán)境在不斷演變過程中,會帶來不同程度的地質(zhì)災(zāi)害,尤其是在近些年來,我國的地質(zhì)環(huán)境變化比較快速,人類改造自然的速度以及強度都在增加,追求經(jīng)濟效益的腳步越來越快,因此,地質(zhì)環(huán)境的變化速度,也超過人們的想象,并超出了環(huán)境本身所能承擔(dān)的范圍,這樣的結(jié)果,就是地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生必然是在一定的地質(zhì)環(huán)境中,它不可能脫離地質(zhì)環(huán)境而獨立存在,地形、地貌以及地質(zhì)構(gòu)造一起構(gòu)成了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生的條件,它們的變化以及相互作用,成為了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的誘因。
2地質(zhì)災(zāi)害影響地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣。按環(huán)境學(xué)的定義,所謂環(huán)境質(zhì)量一般是指:“在一個具體的環(huán)境內(nèi),環(huán)境的總體或環(huán)境的某些要素,對人類的生存和繁衍以及社會經(jīng)濟發(fā)展的適宜程度。”對地質(zhì)環(huán)境而言,環(huán)境質(zhì)量就是指構(gòu)成地質(zhì)環(huán)境的各要素對人類的生存和發(fā)展的適宜程度。如前所述,如果地質(zhì)環(huán)境的改變超過了地質(zhì)環(huán)境的自適應(yīng)能力,就會產(chǎn)生某種地質(zhì)災(zāi)害。從地質(zhì)災(zāi)害的危害程度來看,地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生給人類社會的發(fā)展造成難以估量的損失。在中國這樣一個地域遼闊、地質(zhì)條件復(fù)雜、氣候因素繁多的國家,每年地質(zhì)災(zāi)害造成的損失是以百億元計的。總體來說,地質(zhì)災(zāi)害的影響主要體現(xiàn)在兩個方面:一方面影響人類的生命財產(chǎn)安全,另一方面是間接地影響整個人類經(jīng)濟與社會的健康發(fā)展。從地質(zhì)環(huán)境保護角度來說,地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生與發(fā)展,影響了反映地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量優(yōu)劣的地質(zhì)環(huán)境各要素對人類生存和發(fā)展的適宜程度。地質(zhì)災(zāi)害越嚴(yán)重,發(fā)展速度越快,危險性越大,對地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的影響也就越大。
三、地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護
進行地質(zhì)災(zāi)害的綜合防治,必然要遵循地質(zhì)環(huán)境發(fā)展規(guī)律,在災(zāi)害發(fā)生之前,采取可持續(xù)的防預(yù)措施,減少其發(fā)生的幾率,或者是在災(zāi)害發(fā)生之后,在第一時間內(nèi)采取治理措施,減少災(zāi)害所造成的損失,這兩者就是人們常說的“防”與“治”。只有采取防治結(jié)合的手段,才能受到更好的治理效果。防止受災(zāi)對象與致災(zāi)作用遭遇的方法也有兩種,一是防止將擬建工程設(shè)施(含居民點)放進有致災(zāi)作用存在或有其發(fā)生危險的危險區(qū),這是“避”;二是將已處于致災(zāi)作用威脅之下的人、物、設(shè)施撤離危險區(qū),這是“撤”。
在科技力量的支持下,我國在地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測方面已經(jīng)取得令人欣喜的成績,但是這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,由于人類活動不會停止,因此,不斷完善和創(chuàng)新地質(zhì)災(zāi)害防治方法,是非常必要的,是維護人們生命健康以及減少財產(chǎn)損失的關(guān)鍵。結(jié)合地質(zhì)環(huán)境,從其規(guī)律出發(fā),科學(xué)預(yù)測,合理的制定治理措施,是文章所以表達(dá)的主旨,相關(guān)的技術(shù)人員,也要堅持將地質(zhì)災(zāi)害治理與地質(zhì)環(huán)境相結(jié)合,科學(xué)分析之后,再制定防治措施,從而提高治理效果。
作者:楊洪馮薪霖周芙蓉單位:四川省核工業(yè)輻射測試防護院
1傳統(tǒng)測量技術(shù)的應(yīng)用
這里所說的傳統(tǒng)測量技術(shù)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測,就是通過各種專業(yè)儀器測量災(zāi)害的產(chǎn)生及發(fā)展過程,記錄數(shù)據(jù)并傳輸?shù)筋A(yù)報中心,進行分析研究后找出災(zāi)害的發(fā)展規(guī)律,并判斷是否需要發(fā)出災(zāi)難預(yù)警。地質(zhì)災(zāi)害的主要監(jiān)測對象是地質(zhì)形變,對形變的監(jiān)測又可細(xì)分為內(nèi)部形變監(jiān)測與外部形變監(jiān)測。其監(jiān)測對象是將測量技術(shù)作為主要監(jiān)測手段的外部形變。這類監(jiān)測通常采取的測量方法是在平面上用經(jīng)緯儀和三角測量法監(jiān)測,高程測量采用全站儀測量或三角高程法和水準(zhǔn)測量法。然后,建立誤差單位為毫米級的小型平面控制網(wǎng)及高程控制網(wǎng),以此測量出監(jiān)測樣本上各控制點在垂直與水平方向上的微小位移量及其形變形式,從而獲得有用的形變數(shù)據(jù),并最終達(dá)到有效防治地質(zhì)災(zāi)害的作用。傳統(tǒng)的測量技術(shù)缺陷在于,監(jiān)測時需要安排人員進行實地觀測,并且要記錄大量的測量數(shù)據(jù)、進行大量的計算,加上工作周期長、經(jīng)費偏高等各種問題,造成其工作效率不高。此外,在環(huán)境惡劣的荒野、深山、原始森林等地區(qū),實時、實地測量是無法實現(xiàn)的。
2現(xiàn)代測量技術(shù)的應(yīng)用
2.1GPS在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用GPS即全球定位系統(tǒng),通過接收定位衛(wèi)星的信號進行測時定位、導(dǎo)航,采用靜態(tài)差分定位技術(shù),縮短觀測時間,減小誤差提高精確度。利用GPS技術(shù)監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害,監(jiān)測站之間無須要求通視,大幅度削減了工作量。并且通過衛(wèi)星通信技術(shù)能夠?qū)⒈O(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理中心,以此來實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的監(jiān)測工作。目前,GPS技術(shù)已在地震、地表塌陷、滑坡等突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測中被廣泛應(yīng)用。其優(yōu)點在于它非常高效,且精準(zhǔn)度已經(jīng)達(dá)到百萬分之一甚至可能更高,同時它還有全天候、自動化、多功能而且操作簡便等特點。這些諸多優(yōu)點讓它在工程測量中得到廣泛應(yīng)用。GPS技術(shù)在地表外部形變監(jiān)測中的應(yīng)用有很多,大致的操作過程以巖體的外部形變監(jiān)測為例,先在距離巖體較遠(yuǎn)的地方選取一個穩(wěn)定點放置GPS信號接收機,然后選取目標(biāo)點并放置接收機,經(jīng)過計算分析可以得出各目標(biāo)點的位移。利用GPS系統(tǒng)進行連續(xù)監(jiān)測,就能實現(xiàn)對目標(biāo)的實時自動監(jiān)測。GPS技術(shù)取代傳統(tǒng)水準(zhǔn)測量法,可以降低勞動強度,縮短周期,準(zhǔn)確及時地捕獲有效信息,在獲得高效率、高精度的數(shù)據(jù)同時,降低監(jiān)測成本。
2.2GIS在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用GIS技術(shù)全稱地理信息系統(tǒng)技術(shù),它融合了地理學(xué)、地圖學(xué)以及計算機技術(shù)和測繪技術(shù),是一項在計算機軟、硬件支持下,采集、記錄并儲存相關(guān)的地理信息實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)化,并將地理要素進行轉(zhuǎn)化,對計算得出的相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析處理的空間信息系統(tǒng)。測量人員按照測量需求,可以使用GIS技術(shù)很快的獲取數(shù)據(jù),再將結(jié)果用數(shù)字或圖形的方式顯示出來。它的主要作用是對空間數(shù)據(jù)進行分析,對決策和預(yù)報有輔助作用。其地理信息擁有空間性、區(qū)域性、動態(tài)性的特征,其地理數(shù)據(jù)是用符號來表示地理特征與現(xiàn)象之間的關(guān)系,即用文字、數(shù)字圖像等來表示地理要素的質(zhì)量、數(shù)量及其分布特征與規(guī)律。時域特征數(shù)據(jù)、空間位置數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)三部分是地理數(shù)據(jù)的主要組成部分。GIS技術(shù)的應(yīng)用有效地解決了記錄和計算量過大的問題,通過標(biāo)準(zhǔn)的矢量化掃描、數(shù)字化攝影測量的方式來測量地球表面物體,可以給我們提供及時且準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字信息。還可以應(yīng)用系統(tǒng)中的有關(guān)功能做到空間定點分析,按不同比例尺編制專題圖像。
2.3RS在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用RS技術(shù)全稱遙感系統(tǒng)技術(shù),它可以實現(xiàn)同步觀測和實時數(shù)據(jù)信息的提供,并具有很高的綜合性,同時在地形觀測與資源勘查中RS技術(shù)也是最有力、高效的手段。它可以全天候的獲取信息,且周期短、視域?qū)拸V、信息量豐富,還能夠真實的展現(xiàn)地表物體的大小、形狀甚至顏色,立體直觀的影像有更好的觀察效果。目前RS技術(shù)已廣泛的應(yīng)用于地質(zhì)、農(nóng)林業(yè)、氣象、水文、軍事等領(lǐng)域。在地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測中,RS技術(shù)可以對災(zāi)害做出快速的應(yīng)急反應(yīng),幾小時內(nèi)系統(tǒng)便能獲取災(zāi)情數(shù)據(jù),并迅速對災(zāi)情做出評估,其詳實評估不超過一周即可完成。
3結(jié)束語
綜上,現(xiàn)代測量技術(shù)不管是在獲取、儲存、分析空間信息上,還是在成果圖的測繪上,都采取了智能、自動化,具有實時化和多樣化的特點。用其進行監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害不但能夠提供豐富的數(shù)據(jù),還為準(zhǔn)確分析地質(zhì)災(zāi)害的成因及其變化機制,提供有力的技術(shù)保障。我們應(yīng)該明確的是,未來隨著地球科學(xué)的繼續(xù)發(fā)展,地質(zhì)學(xué)與測量技術(shù)將更加緊密的聯(lián)系在一起,共同向前進步。
作者:蘇克博魏風(fēng)蘭單位:鎮(zhèn)平縣國土資源局鎮(zhèn)平縣房產(chǎn)管理局
1項目概況
清澗縣位于陜西省北部,榆林東南部與延安交界處及無定河、黃河交匯處。屬陜北黃土高原丘陵溝壑區(qū),是陜西省地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)縣之一。寨溝小學(xué)崩塌位于清澗縣寬州鎮(zhèn)東門灣村,寨溝小學(xué)崩塌南側(cè)坡面人為破壞輕微,坡度較緩,基本保持原地形,北側(cè)坡面形成較陡的土坡,在遇連續(xù)降雨的情況下,坡面很容易發(fā)生滑塌,直接威脅12家住戶36孔窯洞的安全。
2自然地理及地質(zhì)條件
清澗縣屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。治理區(qū)地下水位埋深大,隱患點范圍內(nèi)未見地下水出露,工程不考慮其影響。治理區(qū)受降雨影響較大,在雨季,降水下滲和產(chǎn)生地面徑流,對坡體的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大危害。治理點位于縣境西北部,屬黃土峁梁狀丘陵溝谷區(qū)。擬治理工程滑坡體均為第四系黃土,出露基巖為三疊系上統(tǒng)永坪組。黃土層根據(jù)出露情況,依次為:中更新統(tǒng)黃土層(離石黃土Q3eol)、上更新統(tǒng)黃土層(馬蘭黃土Q3eol)、全新統(tǒng)(Q4)。
3地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀
根據(jù)現(xiàn)場踏勘,該滑坡為小型黃土崩塌。在強降雨、凍融及其它外力等條件下,發(fā)生再次崩塌的可能性較大,直接威脅道路過往車輛行人、小學(xué)45名教師和學(xué)生的安危,危險性較大。崩塌形成的原因主要有以下幾點:
3.1地形條件由于本區(qū)地處陜北黃土高原丘陵溝壑區(qū),地形破碎、梁峁起伏、下部沖溝常年沖刷坡腳,邊坡高差大。坡面較徒,坡度大于45°,為崩塌形成創(chuàng)造了良好的地形條件。
3.2土體結(jié)構(gòu)條件高陡邊坡的物質(zhì)主要為第四系中上更新統(tǒng)黃土組成。黃土在干燥情況下,強度較高,壁立性好,遇到連陰雨或暴雨,土體穩(wěn)定性差。
3.3降水降水是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主導(dǎo)誘發(fā)因素。長時間的降雨入滲使土體抗剪強度大幅度降低,易濕陷變形和崩解抗剪強度降低。降水是引起本處崩塌的主要原因。
3.4人類工程活動人類在進行道路改擴建時大量開挖坡腳,使土體的完整性受到破壞而松動。對該地區(qū)的穩(wěn)定性進行分析結(jié)果如下:據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2001),榆林地區(qū)抗震設(shè)防烈度Ⅵ度,設(shè)計基本地震加速度值為0.05g,本次設(shè)計不考慮地震作用。
3.4.1邊坡安全系數(shù)根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001),按次要工程,取邊坡安全系數(shù)Fs為1.15。
3.4.2巖土物理力學(xué)性質(zhì)根據(jù)我公司在榆林南部黃土地區(qū)的工作經(jīng)驗,參考臨近場地的工程地質(zhì)資料,設(shè)計對場地松散土的物理力學(xué)參數(shù)取值如下:(1)馬蘭黃土(Q3):天然重度γ=18.2g/cm3粘聚力C=35kpa內(nèi)摩擦角φ=27°(2)離石黃土(Q2):天然重度γ=19.6g/cm3粘聚力C=50kpa內(nèi)摩擦角φ=30°
4工程治理方案
4.1工程設(shè)計
4.1.1削坡卸載工程由于該邊坡高度大于45°,采用分級開挖的方法,在平臺上削坡卸載。根據(jù)坡高,北部坡分3級設(shè)2個平臺進行,南部和西部坡分2級設(shè)1個平臺進行,平臺寬1.2m,刷方坡面坡比取1:0.85。共開挖土方911m3。
4.1.2護坡工程對坡腳刷漿砌石護坡,刷坡高度為5m,刷坡厚度為0.3m。共需漿砌石26m3。
4.1.3排水方案排水方案分為外圍截水渠、平臺截水渠兩種。外圍截水渠布置在滑坡體的外部,不讓坡體外部雨水進入坡體,同時,收集平臺截水渠的水,排入下部溝道;平臺截水渠布置在削坡平臺上,每個平臺布置一條橫線截水渠,收集削坡坡面水,匯入外圍排水渠中。外圍排水渠:根據(jù)實際地形,北面高南面低,在北部坡面一端沿坡體走向設(shè)置排水渠,用漿砌石砌筑。外圍截水渠長度為36m,漿砌石20m3。平臺截水渠設(shè)置:在削坡平臺的內(nèi)側(cè),用漿砌石砌筑,坡降取1:100。向兩邊外圍排水渠排水,平臺截水渠長度為26m,漿砌石14m3。截水渠總長度為62m,開挖土方量56m3,漿砌石34m3。
4.1.4植物防護方案在每個削坡坡面上種植檸條、紫穗槐等根系發(fā)達(dá)、耐旱的灌木,既可起到穩(wěn)坡固坡的作用,又可美化環(huán)境和工程效果。株間距1.5m×1.5m,共約100株,工程驗收前要保證100%的成活率。
4.2施工方法及放線根據(jù)場地地形地貌條件,削方按自上而下、自后向前的順序進行,放線時以邊坡坡腳與操場西側(cè)水平面為施工定位線,施工放線應(yīng)保證定位線的施放準(zhǔn)確,自定位線向上按設(shè)計坡度及臺階刷方并校核上邊界。
5工程實施效果評價
5.1環(huán)境影響評價本次治理工作中,其主要的機械設(shè)備有混凝土攪拌機、鉆機、挖掘機、發(fā)電機等,這些設(shè)備在施工過程中,發(fā)出聲音的強度較低,不致于達(dá)到噪聲污染的程度。本次施工過程中的混凝土制作過程中產(chǎn)生揚塵,對大氣環(huán)境不會產(chǎn)生多少影響。施工過程中所排放的廢水不含有任何有毒有害的物質(zhì),不含有任何超標(biāo)因子。
5.2經(jīng)濟效益評價本工程項目建設(shè)區(qū)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀良好,工程的實施可以完全消除崩塌地質(zhì)災(zāi)害對村民及居民安全的威脅,保障人民生命財產(chǎn)安全。
5.3社會效益評價地質(zhì)災(zāi)害治理項目的實施,清澗縣下甘里鋪鄉(xiāng)梨家灣村的地質(zhì)環(huán)境將會得到明顯的改善,使得村民能夠安居樂業(yè)。
6項目風(fēng)險分析與控制
6.1項目風(fēng)險分析按照本項目風(fēng)險產(chǎn)生的原因及其性質(zhì)分類如下:(1)管理風(fēng)險:項目實施單位在管理制度、管理經(jīng)驗等方面的不足,導(dǎo)致管理不善,成本增加,故存在管理不善的風(fēng)險。(2)經(jīng)濟風(fēng)險:一是資金到位不及時,導(dǎo)致工期延長;二是資金使用不合理,開支與災(zāi)害治理無關(guān)的費用,或?qū)m椯Y金挪作他用;三是受市場因素影響,價格上漲,人工、材料費增加。以上因素均會導(dǎo)致工程造價增加。(3)技術(shù)風(fēng)險:一些新技術(shù)條件的不成熟及地質(zhì)災(zāi)害治理的復(fù)雜性,均會造成技術(shù)風(fēng)險。
6.2項目風(fēng)險控制為了使項目能更快更好的實施,使項目風(fēng)險降到最低,對于上述的項目風(fēng)險就要進行科學(xué)合理的控制。(1)管理風(fēng)險控制:組建地質(zhì)災(zāi)害治理領(lǐng)導(dǎo)小組,依法對項目實施組織管理,并聘請項目監(jiān)理單位對工程進行監(jiān)理,嚴(yán)格按要求執(zhí)行,確保工程質(zhì)量。(2)經(jīng)濟風(fēng)險控制:資金到位后,設(shè)立專門的資金管理賬戶,對項目經(jīng)費實行專款專用。(3)技術(shù)風(fēng)險控制:參考同類地質(zhì)災(zāi)害治理的技術(shù)方法,確保設(shè)計方案在實際、安全、經(jīng)濟可靠的情況下進行實施。
7建議
(1)本次治理用時較長,工程施工時應(yīng)對坡體進行必要的監(jiān)測工作,并做好安全保障工作,時刻將安全放在第一位。(2)工程設(shè)計中邊角部的位置、尺寸與現(xiàn)場有出入時,可按實際情況進行調(diào)整,原則上與自然坡面弧形銜接,確保消除隱患,達(dá)到根治的目的。(3)工程驗收合格后,建議做好邊坡的日常管理,保障邊坡的完整性。
作者:李瑋娜張旭梅張舜堯單位:西安地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院
1煤礦地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生原因
1.1客觀原因就現(xiàn)階段開采水平來看,煤礦的開采范圍多為地球表面和巖石圈。在煤礦開采之前,兩者之間的狀態(tài)為相對平衡;在開采之后,地殼的“肢體”———礦石和巖石不斷被肢解、挖掘,使得原有的地殼平衡被打破,從而誘發(fā)地殼的不穩(wěn)定性,產(chǎn)生礦山地質(zhì)災(zāi)害。不斷開采的煤礦與不斷亂放的碎石,對坡體的原始應(yīng)力平衡造成破壞,進而產(chǎn)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。而地下開采的開采方式影響了圍巖的初始應(yīng)力場,同時地下水的大量抽排使得地質(zhì)出現(xiàn)塌陷情況。這種對地面均勻沉降的人為破壞,致使水田出現(xiàn)無法排水或者地基塌落的局面。在整個采礦過程中,對礦坑下積水的處理,會使地下水的平衡被打破,出現(xiàn)地層漏水現(xiàn)象,進一步造成地層不平衡、不穩(wěn)定。與此同時,濫采亂挖等不合理的開采方法,導(dǎo)致礦坑突水、冒頂?shù)葹?zāi)害的發(fā)生。此外,煤礦開采過程需要大量的火和水,在使用過程中難免產(chǎn)生廢水、廢氣和廢渣等污染物,而污染氣體和液體的排放與固體污染物的堆積,極易影響周邊環(huán)境,對人體健康造成嚴(yán)重危害,并對地殼的不穩(wěn)定性產(chǎn)生進一步的推動作用。
1.2主觀原因我國有限的礦山資源,使得眾多小煤礦為了求得生存,或者寄生于大型國營礦山,或者不得不與其進行資源的爭奪,出現(xiàn)了大礦山上被挖小礦山的情況,由此導(dǎo)致了透水、瓦斯泄漏等等現(xiàn)象。部分礦山為了增加煤礦產(chǎn)量,一味地追求經(jīng)濟利益,而嚴(yán)重忽視了礦區(qū)的安全生產(chǎn)工作,誘發(fā)眾多地質(zhì)災(zāi)害,同時腐敗現(xiàn)象屢見不鮮。
2煤礦地質(zhì)災(zāi)害的防治方法
2.1加大災(zāi)害宣傳和教育力度為防治煤礦地質(zhì)災(zāi)害,政府及有關(guān)部門應(yīng)該對煤礦地質(zhì)的防災(zāi)工作予以足夠的重視,在全社會加強對相關(guān)知識的宣傳和教育,通過多種形式的教育活動,引導(dǎo)全社會重視,提高社會的防災(zāi)意識和災(zāi)后自救能力。與此同時,相關(guān)單位和人員可以通過實地調(diào)查的開展,對煤礦的地質(zhì)災(zāi)害和災(zāi)情進行深入研究,以便及時掌握災(zāi)害實情,更新災(zāi)害防治方法和技術(shù),引導(dǎo)全民防災(zāi),保證其積極性和主動性,做好準(zhǔn)備和防御工作,在災(zāi)害來臨時做到有條不紊,以最大程度的減輕災(zāi)難損失。
2.2保證煤礦開采的合理性近年來,我國已經(jīng)頒布了煤礦開采的法律法規(guī),如《環(huán)境保護法》《礦產(chǎn)資源法》,相關(guān)從業(yè)人員也應(yīng)該嚴(yán)格遵照規(guī)定,進行規(guī)范作業(yè),以提高地質(zhì)災(zāi)害的防治效率,盡量減少甚至避免高危動作。與此同時,礦管部門要對煤礦開采的監(jiān)管予以足夠的重視,有效結(jié)合礦山的承受力及其周圍環(huán)境的實際條件,堅持可持續(xù)發(fā)展,對煤礦資源進行合理開采,而不是一味追求經(jīng)濟效益,以實現(xiàn)對地質(zhì)環(huán)境的有效保障。
2.3提高煤礦開采技術(shù)和效率當(dāng)前我國由于技術(shù)水平的限制,在煤礦開采過程中仍舊出現(xiàn)較多的問題,無法實現(xiàn)煤礦地質(zhì)災(zāi)害的技術(shù)防御。比如,選用合適的礦井模型和采掘工程,可以防止發(fā)生井下水災(zāi);通過保證開采方法的合理性,在自燃煤層的開采過程中,減少丟煤狀況,并通過密實充填或者灌漿等措施,抑制煤礦的自燃。在開采煤礦的過程中,要對采區(qū)進行合理布局,并通過加強防護的方式,減少礦壓,以有效避免煤體破裂或者冒頂情況。此外,通過保證采取規(guī)模以及回風(fēng)方式的合理性,實現(xiàn)對開采方法的優(yōu)化,提高煤礦的開采水平和效率。
2.4建立健全地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)由于煤礦地質(zhì)災(zāi)害存在一定的規(guī)律性,國家技術(shù)部門可以對其加以預(yù)測。因此,國家地質(zhì)部門等相關(guān)單位和人員要加強地質(zhì)的勘探,盡快建立健全災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng),并結(jié)合礦區(qū)的實際情況,在了解相關(guān)采掘資料的基礎(chǔ)上,進行科學(xué)的預(yù)測預(yù)報,并采取有針對性的措施。需要注意的是,煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測預(yù)警工作存在長期性和艱苦性,只有切實做好這項工作,才能防患于未然,才能從根本上減輕地質(zhì)災(zāi)害造成的直接或者間接損失。
2.5完善政府的領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任和工作通過研究地質(zhì)災(zāi)害的底數(shù),實現(xiàn)對其發(fā)育分布規(guī)律的了解和掌握,以做好易發(fā)災(zāi)區(qū)與危險區(qū)域的圈定工作,并在此基礎(chǔ)上完成防治計劃的制定;組織相關(guān)人員進行定期的研究和檢查,做到以防為主,實現(xiàn)綜合治理;通過地質(zhì)災(zāi)害防治體系和執(zhí)行機構(gòu)的建立和完善,加強對煤礦開采的行政聶帥帥
(山西省煤炭地質(zhì)勘查研究院管理;為了實現(xiàn)對地質(zhì)災(zāi)害動態(tài)的實時監(jiān)控,要建立一套健全的信息系統(tǒng),并通過適時監(jiān)測和預(yù)報,減輕由于地質(zhì)災(zāi)害的突發(fā)性而造成的影響和損失。
2.6因地制宜,開展綜合防治由于地質(zhì)災(zāi)害類型的差異,相應(yīng)的治理措施與方法也不盡相同,為增強地質(zhì)災(zāi)害的防御和抵抗,需要與發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域規(guī)律相結(jié)合,并通過嚴(yán)格的工程措施的采取,配合生物措施,實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的有效防治,并保證防治工作的綜合性。另外,通過快速救援隊的建立,及時救助災(zāi)區(qū),最大限度的降低災(zāi)害損失。同時,通過各族人民的團結(jié)、互助,更快、更好地完成災(zāi)后重建工作,恢復(fù)礦區(qū)生產(chǎn)。
3結(jié)語
作為能源的重要組成部分,煤礦在我國經(jīng)濟建設(shè)與發(fā)展過程中扮演著重要的角色。而在煤礦的開采過程中,由于各種客觀原因和主觀原因的限制和影響,會產(chǎn)生眾多類型的地質(zhì)災(zāi)害,進而給人們的生命財產(chǎn)安全造成極大的威脅。所以,我國政府部門要加強煤礦地質(zhì)災(zāi)害的防治,進一步完善領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任和管理工作,促使煤礦開采部門提高開采技術(shù)和效率,真正做到合理開采,并通過教育和宣傳手段,引導(dǎo)全社會提高防災(zāi)意識,在災(zāi)難發(fā)生后結(jié)合各礦區(qū)的實際情況,因地制宜,實現(xiàn)綜合防治。
作者:聶帥帥單位:山西省煤炭地質(zhì)勘查研究院
1地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查
在“子長縣地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃”的基礎(chǔ)上,以潛在的地質(zhì)災(zāi)害隱患點、已經(jīng)發(fā)生的滑坡崩塌泥石流和現(xiàn)有的地質(zhì)條件調(diào)查為優(yōu)秀,以遙感解譯驗證為先導(dǎo),采取地面調(diào)查和災(zāi)點測繪的手段,再加上必要的鉆探、物探和山地工程,使點、線、面結(jié)合,進而查明地質(zhì)災(zāi)害及其隱患形成的環(huán)境地質(zhì)條件、發(fā)育特征和分布規(guī)律,開展地質(zhì)災(zāi)害分區(qū)評價和氣象預(yù)警區(qū)劃,為減災(zāi)防災(zāi)提供基礎(chǔ)地質(zhì)依據(jù)。在遙感解譯的基礎(chǔ)上,以野外實地調(diào)查為主要手段,對城市、村鎮(zhèn)、居民點、廠礦、重要交通沿線、重要工程設(shè)施、重要風(fēng)景名勝區(qū)和重點文物保護點等地潛在的滑坡崩塌泥石流等地質(zhì)災(zāi)害隱患點進行排查,并逐一對其危險程度和危害性進行評價。通過野外實地調(diào)查,確定子長縣有以引起災(zāi)害或潛在危害的90處滑坡、10處崩塌和40處不穩(wěn)定斜坡等。
2地質(zhì)災(zāi)害成因分析
通過對已經(jīng)調(diào)查確定的140處災(zāi)害點進行成因要素綜合分析,確定子長縣地質(zhì)災(zāi)害主要的成因要素有以下4點:
2.1地形地貌斜坡地形是滑坡、崩塌災(zāi)害產(chǎn)生的先決條件。一般來說,區(qū)內(nèi)斜坡坡面形態(tài)主要包括凸型、階梯型、直線型和凹型這四個基本類型。在調(diào)查的共計140個災(zāi)害點及隱患點中,發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)滑坡和崩塌災(zāi)害的主要集中在直線型和凸型正向類斜坡上,負(fù)向類凹陷型和階梯型斜坡出現(xiàn)滑坡和崩塌災(zāi)害的幾率較低,集中在正向坡的占79%,集中在負(fù)向坡的占21%。坡度與出現(xiàn)滑坡和崩塌等地質(zhì)災(zāi)害有著直接的關(guān)系,斜坡的坡度越大,臨空的危勢和斜坡體內(nèi)應(yīng)力也越大,越容易出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害。崩塌多發(fā)生在坡度大于60°的陡崖,然后隨著坡度的減緩多發(fā)生滑坡,并且隨著坡度的逐漸減緩發(fā)生滑坡的幾率會越來越小。坡高與出現(xiàn)滑坡和崩塌等地質(zhì)災(zāi)害也有著直接的關(guān)系,有關(guān)資料顯示,一般滑坡多發(fā)生在坡高50~120m的斜坡上,并且隨著坡高的增加,出現(xiàn)滑坡的幾率會越大。而崩塌多發(fā)生在坡高10~20m的斜坡上,其次是發(fā)生在20~30m的斜坡上,超過這一高度發(fā)生的概率很小。朝向不同,山坡的小氣候和水熱等條件有著規(guī)律性的差異。坡向135~270°的斜坡發(fā)生滑坡的比率明顯高于其他坡向,占滑坡總量的70%,屬于滑坡發(fā)生的優(yōu)勢坡向,尤其是225~270°西南方向的斜坡占了26%。表明在子長縣,滑坡發(fā)生的比率在陽坡和近似陽坡的斜坡上比較高。河流和溝谷地貌的演化階段或發(fā)育程度對斜坡的變形特征、破壞模式以及地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模和致災(zāi)程度具有明顯的控制作用。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,在調(diào)查的90處滑坡點中,有56處滑坡位于壯年期和老年期的成型河谷兩岸斜坡,占滑坡總數(shù)量的62%,以老滑坡居多,其余崩塌及不穩(wěn)定斜坡主要發(fā)生于溝谷中幼年期溝谷地段及斬坡建房修路地帶。
2.2地層及斜坡結(jié)構(gòu)邊坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生主要來自于坡體在易滑和易崩地層發(fā)生破壞。調(diào)查到的滑坡多為黃土層內(nèi)滑坡和基巖—黃土接觸面滑坡。雖然三疊系巖層中的局部含煤系巖層也是一個軟弱結(jié)構(gòu)面,但調(diào)查過程中未見基巖滑坡,順基巖頂面發(fā)生的滑坡也多是順基巖頂面的泥巖或強烈風(fēng)化的風(fēng)化層發(fā)生滑動的。黃土結(jié)構(gòu)疏松,強度低,遇水軟化,節(jié)理裂隙發(fā)育等特性決定了黃土是區(qū)內(nèi)最主要的易滑、易崩地層。區(qū)內(nèi)斜坡巖土體結(jié)構(gòu)主要包括三種類型:黃土斜坡、黃土+基巖復(fù)合斜坡和黃土+新近紀(jì)紅黏土+基巖。據(jù)調(diào)查基巖面剪出的滑坡比例占總數(shù)的45.6%。調(diào)查的90處滑坡中有13處滑坡于紅黏土與黃土接觸面發(fā)生滑動,占14.4%。
2.3降雨、河流及地下水子長縣災(zāi)害主要發(fā)生于黃土中。降雨可通過改變斜坡土體水動力條件和降低其強度來影響斜坡穩(wěn)定性。河流對地質(zhì)災(zāi)害的影響主要表現(xiàn)在流水對岸坡的侵蝕作用引發(fā)斜坡失穩(wěn),對幼年期溝谷和壯年期河谷影響比較明顯,在壯年期河谷地段側(cè)蝕作用是誘發(fā)滑坡的一個重要因素。斜坡地帶,由于黃土濕陷性、節(jié)理裂隙等特點,降雨后會出現(xiàn)黃土陷穴、落水洞等。此外,地下水活動降低了黃土強度,改變了坡體應(yīng)力狀態(tài),常常觸發(fā)斜坡變形失穩(wěn)。
2.4人類工程活動當(dāng)今社會經(jīng)濟發(fā)展迅速,人類工程活動也與日俱增,隨之而來的對自然斜坡的不合理開挖現(xiàn)象破壞了斜坡平衡狀態(tài),導(dǎo)致了斜坡變形失穩(wěn),成為了觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的主要因素之一。隨著城鎮(zhèn)擴建、道路交通工程建設(shè)速度的突飛猛進,地質(zhì)環(huán)境的破壞日益俱增。這就不得不大面積地斬坡、卸菏和加載,將原有斜坡的平衡狀態(tài)打破,使斜坡產(chǎn)生卸荷、拉張和風(fēng)化裂隙,在雨季易產(chǎn)生滑坡和崩塌地質(zhì)災(zāi)害。
3防治措施
在子長縣地質(zhì)災(zāi)害的控制與影響因素中,降雨和人類工程活動是最為活躍的地質(zhì)災(zāi)害形成的觸發(fā)因素。所以,利用氣象預(yù)報可有效開展各種地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警,實現(xiàn)防災(zāi)減災(zāi)的目標(biāo)。針對子長縣已有的地質(zhì)災(zāi)害根據(jù)實際情況選擇不同的工程進和方式進行綜合治理。依據(jù)工程治理經(jīng)驗,針對不同的地質(zhì)災(zāi)害類型采取不同的的治理措施,并結(jié)合實際選擇經(jīng)濟可行治理措施達(dá)到減災(zāi)防災(zāi)目標(biāo)。
作者:陳社斌單位:中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心
1蘆山縣地質(zhì)災(zāi)害特征
1.1地震地震具有破壞程度深、難以預(yù)測、影響范圍廣等特點。蘆山地區(qū)的地質(zhì)地貌情況復(fù)雜,地殼活躍,再加上近年來人類對礦產(chǎn)資源進行破壞性的開采,加重了蘆山地區(qū)的地質(zhì)不穩(wěn)定問題。2013年“4.20”蘆山地震,造成雅安等十多個市州、100多個縣受災(zāi)。共計造成196人死亡,150余萬人受災(zāi),失蹤21人,11470人受傷,受災(zāi)總面積為12500平方公里。此次地震給蘆山人民和經(jīng)濟帶來了巨大的創(chuàng)傷,嚴(yán)重的制約著蘆山未來經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
1.2泥石流泥石流以沖毀危害為主,淤埋危害次之。泥石流是蘆山頻發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害,這種災(zāi)害的成因主要是:由于蘆山氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候為基帶的山地氣候,降水量豐沛;加上蘆山地區(qū)的地質(zhì)地貌特征復(fù)雜,植被破壞降低山區(qū)植被覆蓋率,泥土疏松,一旦發(fā)生地震,極易引起泥石流等次生災(zāi)害。在“4.20”蘆山地震之后,泥石流等次生災(zāi)害對災(zāi)區(qū)的自然環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施造成進一步的破壞。
1.3滑坡滑坡是蘆山次于地震和泥石流的地質(zhì)災(zāi)害類型,具有規(guī)模大、密度高、分布廣的特點。降雨對滑坡的影響很大:由于雨水的大量下滲,導(dǎo)致表層的土石層飽和,從而增加了滑體的重量,導(dǎo)致滑坡的產(chǎn)生。地震對滑坡的影響與地震對泥石流的影響類似,地震造成山體松動,進而促成滑坡。
2國外城市關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)措施的分析———以日本為例
2.1防災(zāi)減災(zāi)管理指揮管理方面日本災(zāi)害實行分等級管理,日本將災(zāi)害分為一般災(zāi)害和非常災(zāi)害兩類。一般災(zāi)害屬地方管理范圍;非常災(zāi)害屬國家管理。按日本行政系統(tǒng)設(shè)置,從中央、地方到基層,即從首相府到村均依法設(shè)立中央防災(zāi)會議(部級),都道府縣防災(zāi)會議(省部級),市町村防災(zāi)會議(基層),在災(zāi)害發(fā)生后,作為應(yīng)急反應(yīng)機構(gòu),各級政府自動轉(zhuǎn)換為本行政部門的災(zāi)害對策總部,各級政府都有各自的防災(zāi)機制,地震發(fā)生時既可各自為戰(zhàn),又能統(tǒng)一行動。
2.2在對災(zāi)難的預(yù)防方面日本尤其注重現(xiàn)代科技在防災(zāi)減災(zāi)預(yù)防中的應(yīng)用,日本每年投入上百億日元在國立防災(zāi)研究所,積極利用遙感遙測技術(shù),提高災(zāi)害氣象的監(jiān)測預(yù)警水平,與此同時,還積極開展長期氣候研究,努力把握氣候變化規(guī)律。
2.3在防災(zāi)減災(zāi)法制保障方面日本為了應(yīng)對頻繁發(fā)生的地震災(zāi)害,建立起了比較完善的防震減災(zāi)法律體系,建立系統(tǒng)的防震減災(zāi)法律體系,細(xì)化內(nèi)容,使其具備可操作性,明確了相關(guān)部門在防災(zāi)工作中的職能。
2.4在災(zāi)難的應(yīng)急管理方面日本政府建立了從中央到地方的危機管理體制,對其災(zāi)害的應(yīng)急處理起到了重大作用。將交通、電力、通訊、建筑、商業(yè)、物流等重點行業(yè)納入救災(zāi)應(yīng)急體系,災(zāi)害發(fā)生后實行統(tǒng)一調(diào)度,提供充分的后勤保障。
2.5在防災(zāi)救災(zāi)知識傳播教育方面日本政府通過立法加強防災(zāi)宣傳和防災(zāi)訓(xùn)練,防災(zāi)意識教育是所有在校學(xué)生必修的一門課。防災(zāi)教育內(nèi)容廣泛,形式多樣,覆蓋全民,也突出防災(zāi)救災(zāi)的團結(jié)精神,強調(diào)災(zāi)難后互助互救的相互扶持精神。而且日本每年都要舉行全國性的防災(zāi)演習(xí)。現(xiàn)以日本東京都為例,介紹日本大城市綜合減災(zāi)管理的概況。東京的城市綜合減災(zāi)管理是通過東京都防災(zāi)中心實施的。東京都防災(zāi)中心為一實體,平時為東京都防災(zāi)會議的常務(wù)辦事機構(gòu),執(zhí)行東京都防災(zāi)會議的指令,實施綜合減災(zāi)管理職能;災(zāi)時為東京都災(zāi)害對策本部的緊急辦事機構(gòu),執(zhí)行東京都災(zāi)害對策本部的命令,實施應(yīng)急指揮調(diào)度職能。從東京對防災(zāi)減災(zāi)的經(jīng)驗來看,可以總結(jié)為以下幾個方面:(1)重視災(zāi)害的預(yù)防。(2)管理有序。(3)負(fù)責(zé)救災(zāi)的權(quán)威機構(gòu)具有可靠的資金保障和廣泛的指揮權(quán)利。(4)救災(zāi)過程指揮得當(dāng)。
3蘆山縣地質(zhì)災(zāi)害的防災(zāi)減災(zāi)措施分析
3.1災(zāi)前監(jiān)測預(yù)警和風(fēng)險防范
3.1.1加強監(jiān)測體系建設(shè)。加強監(jiān)測臺、站、網(wǎng)、點的建設(shè),建立以主管部門為中心、專業(yè)監(jiān)測臺站為主體、廣大群眾和社會各界積極參與的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),大力開展重大災(zāi)害性天氣監(jiān)測系統(tǒng)、水情自動測報系統(tǒng)、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警及輔助決策支持系統(tǒng)等項目的研究、示范、運用和推廣。
3.1.2加強預(yù)報體系建設(shè)。不斷拓展災(zāi)害預(yù)報內(nèi)容,推進地質(zhì)災(zāi)害的綜合預(yù)報。全面提高預(yù)報特別是短臨災(zāi)害預(yù)報的精準(zhǔn)度。
3.1.3加強預(yù)警體系建設(shè)。廣泛采用互聯(lián)網(wǎng)、電話傳真、報刊雜志、高音喇叭等有效形式,將重大災(zāi)害性天氣、地質(zhì)災(zāi)害等信息以最快的速度發(fā)送到公眾,特別要重點關(guān)注警報盲區(qū)和老、弱、病、殘、幼人群。
3.2災(zāi)害應(yīng)急指揮及統(tǒng)一協(xié)調(diào)體系建設(shè)
3.2.1深化應(yīng)急預(yù)案體系建設(shè)。各地、各部門要根據(jù)實際情況制訂和完善本單位、本部門的應(yīng)急預(yù)案,把預(yù)案編制和修訂工作向深度和廣度拓展,逐步形成多層次、廣覆蓋、銜接緊密的應(yīng)急預(yù)案體系。
3.2.2健全應(yīng)急管理體制。強化縣(市)區(qū)人民政府和相關(guān)部門應(yīng)急管理機構(gòu)工作職能,形成機構(gòu)健全、人員到位的“橫向到邊、縱向到底”的應(yīng)急管理組織體系。實現(xiàn)統(tǒng)一指揮、分工協(xié)作、資源共享、協(xié)調(diào)行動,不斷提高自然災(zāi)害應(yīng)對工作的規(guī)范化水平。
3.2.3完善應(yīng)急工作機制。深化各級政府應(yīng)急機構(gòu)的職能,履行好值守應(yīng)急、信息匯總和綜合協(xié)調(diào)職責(zé)。理順政府應(yīng)急管理機構(gòu)與各專項應(yīng)急指揮機構(gòu)的關(guān)系,加強地方、部門間的協(xié)調(diào)職能,實現(xiàn)統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、分類管理、互聯(lián)互動和快速高效處置機制。
3.2.4加強應(yīng)急處置聯(lián)動制度。防災(zāi)減災(zāi)工作不只是一兩個部門的事情,而是各級政府和各相關(guān)部門的共同責(zé)任。只有相關(guān)部門密切配合,才能協(xié)調(diào)好社會各方面的行動,才能夠高效有序地開展工作。
3.2.5建立應(yīng)急指揮信息平臺。建立信息采集、預(yù)警預(yù)報、災(zāi)害評估、遠(yuǎn)程指揮和災(zāi)害救助在內(nèi)的以圖像監(jiān)控、無線指揮調(diào)度、有線通信、計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和綜合保障五大技術(shù)系統(tǒng)為依托的指揮平臺,實現(xiàn)救災(zāi)現(xiàn)場與指揮部的視頻、音頻、數(shù)據(jù)信息的雙向傳遞,災(zāi)害與應(yīng)急指揮信息的共享和災(zāi)害管理遠(yuǎn)程指揮。
3.3災(zāi)后減輕災(zāi)害的風(fēng)險措施
3.3.1建立災(zāi)害情報收集傳遞系統(tǒng)。為了確保地震發(fā)生后有效地收集傳遞情報,災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案中應(yīng)該制定詳細(xì)的災(zāi)害情報的收集、傳遞等方案。此外,災(zāi)害情報的共享也是實施救災(zāi)搶險的關(guān)鍵。所以,除了制定災(zāi)害情報收集、分析處理、傳遞的方法手段外,還應(yīng)該就災(zāi)情如何公開、與媒體的合作等制定出詳細(xì)的方案。
3.3.2建立災(zāi)后應(yīng)急救援救助體系。自然災(zāi)害發(fā)生后,要按照屬地管理、分級響應(yīng)的原則及時啟動自然災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案,高效有序地開展應(yīng)急處置工作。要把確保人民群眾生命安全放在應(yīng)急處置工作的首位,緊急疏散轉(zhuǎn)移險區(qū)群眾,搜救失蹤和被困人員。
3.3.3加強災(zāi)后恢復(fù)重建體系建設(shè)。要統(tǒng)籌規(guī)劃,分輕重緩急,制定切實可行的重建方案。加大政府資金的投入力度,進一步的加強政府之間的合作,安排災(zāi)后重建的相關(guān)工作,形成政府救濟、社會互助、政策優(yōu)惠等多種救助的有機體系。
3.4建立蘆山縣防災(zāi)減災(zāi)系統(tǒng)平臺當(dāng)前,四川全省監(jiān)測臺網(wǎng)布設(shè)不足,監(jiān)測系統(tǒng)整合與集成不到位,監(jiān)測能力偏低,預(yù)警能力還有待提高,應(yīng)對極端事件的基礎(chǔ)還很薄弱。通過全面總結(jié)“4?20”雅安地震工程抗震經(jīng)驗教訓(xùn)后,結(jié)合蘆山縣自身發(fā)展特點,建立蘆山縣防災(zāi)減災(zāi)系統(tǒng)平臺。
4結(jié)束語
以蘆山縣為例,對地質(zhì)災(zāi)害的防災(zāi)減災(zāi)進行探討,結(jié)合蘆山縣的特點,提出適合蘆山縣防災(zāi)減災(zāi)的具體措施和建議。我國在地質(zhì)災(zāi)害的防災(zāi)減災(zāi)上,應(yīng)大力完善相關(guān)政策和措施,加大各方面的投入力度,積極做好防災(zāi)減災(zāi)的各方面工作,這樣才有利于我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
作者:郭義盟肖義單位:成都理工大學(xué)商學(xué)院
1物探方法的作用原理及其在地質(zhì)災(zāi)害勘查中的運用
根據(jù)以上對煤礦地質(zhì)災(zāi)害的類型、特征等幾個多方面的分析及對煤礦采空區(qū)及開采前后地質(zhì)所表現(xiàn)出來的差異性和規(guī)律性的認(rèn)識,我們便可以利用這一差異性和規(guī)律性,通過物探方法對其進行檢測和分析,從而服務(wù)于整個煤礦地質(zhì)災(zāi)害勘查之中。事實上,就物探方法在煤礦災(zāi)害勘查中的運用而言,實際上只是它廣泛運用中的一小部分,因為這種技術(shù)方法還廣泛運用于各種找礦和探測礦床等實際領(lǐng)域之中,雖然在這些領(lǐng)域中的運用是呈現(xiàn)出一種廣泛性,但運用的目的卻均是對地質(zhì)災(zāi)害特征的把握及相關(guān)技術(shù)的有力支持。總的來說,物探方法在地質(zhì)災(zāi)害勘察中的運用主要包括有高密度電法、瞬變電磁法、放射性法、地震勘探在內(nèi)的多種方法,以下就選擇幾項常用方法進行對比。
a)高密度電法的基本原理與普通的電阻率法大致相似,通過使用正負(fù)兩種電極向地下輸入電流。依據(jù)是地下介質(zhì)里的導(dǎo)電性存在差異,通過向地下提供直流電,運用點陣式方法布置電極,采樣觀察與研究電場空間的分布規(guī)律,根據(jù)實際測量的視電阻率的斷面狀況進行處理、計算、分析,進而有效圈閉異常、劃分地層、明確冒裂帶。該方法對淺層地質(zhì)異常分別能力強,抗干擾能力強,垂向分辨率高,但其高阻屏蔽影響大,勘探深度較淺;
b)與高密度法相似,瞬變電磁法在整個煤礦地質(zhì)災(zāi)害中也有著非常廣泛的運用,是在電磁感應(yīng)原理的基礎(chǔ)上提出來的一種物探方法,主要運用接地線源或不接地回線向著地下發(fā)送一次場,在發(fā)送一次場的間歇階段里科學(xué)測量地下介質(zhì)感應(yīng)電磁場的電壓伴隨著時間產(chǎn)生的變化,進而根據(jù)感應(yīng)電磁場的衰減曲線的特點,合理判斷地下地質(zhì)體的性質(zhì)、電性、產(chǎn)狀與規(guī)模,進而有效解決采空區(qū)、陷落柱、斷層等一系列地質(zhì)問題。該方法穿透高阻能力強,勘探深度相對較深,對低阻體反映靈敏,但抗干擾能力較差;
c)放射性探測法也是較為重要的一種運用方法。采煤活動會使地下地質(zhì)體的橫向連續(xù)受到破壞,巖體中氡元素的集聚和運移作用發(fā)生突變,在地表面能檢測到氡元素值得異常。氡元素在向采空區(qū)運移和集聚過程中,在地表能形成與采空區(qū)形態(tài)相當(dāng)?shù)漠惓^(qū)域。在運用物探方法預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害時,可以通過測量地表氡元素的濃度,準(zhǔn)確地圈定采空區(qū)的位置和范圍。由于地下氡氣可以通過構(gòu)造、裂隙由深部向上遷移,通過對氡氣濃度的測量,能間接分析煤礦地質(zhì)體的裂隙狀況,并能分析其連通性、開啟度和破碎程度,對滑坡預(yù)測起到一定程度的指示作用。該方法施工簡單,但是精度相對較低;
d)二維和三維地震預(yù)測方法,憑借較高的分辨率、準(zhǔn)確的空間歸位、豐富的信息量和信噪比,在煤礦地質(zhì)災(zāi)害的勘查中得到了廣泛的應(yīng)用。該方法對采空區(qū)及構(gòu)造的探測較準(zhǔn)確,但是勘探費用相對較高,且不能探測水。總而言之,物探方法在如今的煤礦地質(zhì)災(zāi)害勘查中是有著廣泛運用的,而在實際的災(zāi)害勘查過程中,應(yīng)結(jié)合煤礦的特殊地形條件、勘測對象的特征,選用合適的方法,以較小的經(jīng)濟投入獲得更好的勘查效果。
2結(jié)語
主要分析和介紹了煤礦地質(zhì)災(zāi)害的類型、特點,物探方法的作用原理及在地質(zhì)災(zāi)害中的運用等幾個方面的內(nèi)容,從中我們可以認(rèn)識到,就可以帶來極大經(jīng)濟效益及滿足能源需求的煤礦開采而言,其在實際過程中實際上會對原先的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和面貌造成破壞,關(guān)于這一點我們在文中也有提到過。當(dāng)然,就煤礦地質(zhì)災(zāi)害的類型而言,其無論是在類型,還是在特點上都表現(xiàn)出一種較為多樣新的特點,而這種特點也就直接決定了物探方法不可能是一種可以忽視的方法。相反地,我們要加強對該方法運用的認(rèn)識,并力圖在實現(xiàn)該方法革新的同時,推廣其運用。
作者:王鵬單位:山西省煤炭工業(yè)廳煤炭資源地質(zhì)局
1工程概況
某移民安置點建設(shè)場地位于關(guān)中盆地西北緣黃土丘陵區(qū)老滑坡的中部地段,圈椅狀地形較明顯,坡體上小型沖溝發(fā)育,因平整場地在西側(cè)形成了寬約200m、高5-8.0m、坡度約750的人工高陡邊坡,邊坡開挖后邊坡局部多次發(fā)生滑塌、坡腳有多處泉水出露。邊坡距房屋距離僅5-8m,一旦失穩(wěn)直接威脅坡下40戶163人生命財產(chǎn)安全。根據(jù)邊坡現(xiàn)狀,某院對該邊坡進行了勘察和應(yīng)急治理設(shè)計并由該院完成了擋墻施工。根據(jù)勘察報告,場地地層由人工填土、粉質(zhì)粘土、礫巖組成。粉質(zhì)粘土結(jié)構(gòu)疏松、裂隙發(fā)育、土體呈“塊體”結(jié)構(gòu),礫巖為泥質(zhì)膠結(jié),傾向和坡向相同。勘察期間,多個鉆孔中見穩(wěn)定的地下水位,水位埋深5-10m,人工邊坡坡腳分布有多處泉水。根據(jù)設(shè)計圖紙,該段邊坡采用重力式擋墻和地表排水綜合治理方案,擋墻凈高度3.0-7.0m,采用M7.5漿砌片石砌筑,墻趾臺階寬度1.0m,墻趾高度0.5m,基礎(chǔ)埋深0.5m,頂寬0.8m,面坡坡率1∶0.2,背坡坡率1:-0.2,基礎(chǔ)下設(shè)置0.5m厚的3∶7灰土墊層,墻頂和墻底設(shè)置排水溝,墻體設(shè)按間距2.0m設(shè)置泄水孔,墻后設(shè)30cm厚的反濾層。擋墻于2009年9月完成,2010年4月雨后墻后2m范圍內(nèi)出現(xiàn)裂縫,之后對裂縫進行了回填;6月6日至10日暴雨后,擋墻在墻高3-5m范圍內(nèi)出現(xiàn)鼓脹變形,坡腳出現(xiàn)冒水現(xiàn)象,頂部平臺距墻頂約2-10m范圍內(nèi),形成多條長約20-50m、寬約5-10mm的弧形裂縫;6月24日裂縫已擴展到距墻頂15m范圍,擋墻裂縫和鼓脹變形加劇,筆者提出了“回填裂縫、完善排水系統(tǒng)”等應(yīng)急處理措施,可惜未引起足夠的重視;2010年7月23日強降雨后中部偏北30m長范圍內(nèi)的擋墻倒塌,所幸倒塌前已對人員進行了撤離,未造成人員傷亡事故。
2擋墻變形及倒塌原因分析
2.1施工缺陷
2.1.1擅自移動擋墻位置,回填土質(zhì)量差原設(shè)計擋墻緊靠坡腳,施工時施工單位擅自將墻向前移動2-3m,致使墻后回填土范圍和厚度增大,加之回填土質(zhì)量差,致使墻后主動土壓力增大。根據(jù)地面變形特征分析結(jié)合調(diào)查結(jié)果認(rèn)為:填土土體松散、壓實系數(shù)不滿足要求,固結(jié)沉降過程中因變形不均勻產(chǎn)生裂縫,大量裂縫為雨水下滲提供了通道,雨水下滲致使土體飽和、強度降低、水土壓力增大,致使擋墻產(chǎn)生裂縫、鼓脹、位移現(xiàn)象。
2.1.2墻背反濾層不符合設(shè)計規(guī)范要求從現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果看,屋后坡腳滲水嚴(yán)重,擋墻墻面潮濕局部滲水,而擋墻泄水孔基本無水,說明擋墻墻后未設(shè)置濾水層或不符合設(shè)計要求,倒塌后斷面揭示根本未做反濾層,致使無法將坡體中的水從泄水孔排出,致使土體飽和,水土壓力增加。
2.1.3砌筑砂漿強度低,砂漿不飽滿邊坡變形前期,筆者會同建設(shè)單位檢查時發(fā)現(xiàn)砂漿強度較低,砂漿中基本無水泥;在變形中期,墻面出現(xiàn)鼓脹,局部出現(xiàn)掉塊,脫落的砂漿可輕易扳斷,證明砂漿強度很低,不滿足設(shè)計要求,但施工及監(jiān)理單位現(xiàn)場技術(shù)人員一再堅持整體質(zhì)量合格,擋墻不可能倒塌,擋墻變形是因為設(shè)計缺陷造成的。擋墻倒塌后斷面揭露情況可知砌石上基本無砂漿,墻體上分布有大量的空洞,砂漿呈粉末狀,砂漿強度很低,砂漿強度和飽滿度不滿足設(shè)計及規(guī)范要求。
2.2設(shè)計缺陷
2.2.1未充分考慮地下水的作用該場地位于老滑坡的中部地段,圈椅狀地形明顯,有利于大氣降水的匯集;受老滑坡的影響,土體中的裂隙發(fā)育程度和發(fā)育特征也各不相同,故坡體含水極不均一。總體上地下水主要賦存于粉質(zhì)粘土中,沿下伏的礫巖(相對隔水層)頂面排泄,當(dāng)粉質(zhì)粘土夾砂卵石透鏡體或鈣板時,局部可形成上層滯水,開挖坡腳破壞了其原有的排泄系統(tǒng),沿坡腳或局部相對隔水層以下降泉的形式排泄,對邊坡穩(wěn)定極其不利。
2.2.2未完善截排水系統(tǒng)場地總體地形為:倒塌地段擋墻頂部約8-15m范圍為一平臺,平臺后為通村公路,公路邊修建有未襯砌的排水溝,邊坡變形嚴(yán)重地段距離墻頂15m處有1排水管,該排水管和通村公路的簡易排水溝連接,公路后為丘陵地貌,正對邊坡變形嚴(yán)重地段為一小型沖溝。從管道口水流沖刷痕跡分析,該場地匯水面積較大,通村公路及平臺的修建破壞了原有排水系統(tǒng),地表水匯流沿通村公路簡易排水溝排泄,通過管道全部排放于擋墻后的平臺上,而平臺因填土下沉地勢較低,水流無法進入擋墻后的排水溝,致使水無法順利排出,全部匯集于平臺上,大量雨水沿裂縫下滲,致使土體飽和、強度降低、水土壓力增大,最終導(dǎo)致?lián)鯄Ξa(chǎn)生裂縫、鼓脹、倒塌現(xiàn)象。
2.2.3計算模型和計算參數(shù)選取不盡合理擋墻倒塌地段原邊坡高度為3.5-4m,為保證墻頂高度統(tǒng)一,需進行大面積的人工回填,回填土厚度達(dá)3-3.5m,地層具“雙層結(jié)構(gòu)”特征,計算模型選取時未考慮地下水的作用及地層“雙層結(jié)構(gòu)”的特征,未充分考慮填土和粉質(zhì)粘土土質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松、強度較低的特征,計算參數(shù)數(shù)值偏高,得出邊坡整體穩(wěn)定的錯誤結(jié)論,事實上進行《勘察設(shè)計報告》專家評審時,部分專家曾提出異議,可惜未引起勘察設(shè)計單位的重視。
2.2.4設(shè)計人員缺乏經(jīng)驗,未進行動態(tài)設(shè)計該工程施工過程中已暴露了部分問題,擋墻出現(xiàn)變形后于2010年4月即將“設(shè)計和施工均存在缺陷、擋墻隨時都會倒塌”的調(diào)查結(jié)論及時通知了設(shè)計單位,可惜設(shè)計單位將精力放在了如何推卸責(zé)任上,一再堅持設(shè)計無過失,擋墻是穩(wěn)定的,錯過了最佳加固或排險時機。
3經(jīng)驗教訓(xùn)
(1)山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理項目的地質(zhì)環(huán)境異常復(fù)雜,對其認(rèn)識也是循序漸進的,勘察設(shè)計單位要擴大勘察范圍、重視工程地質(zhì)測繪,查明災(zāi)害類型及結(jié)構(gòu)特征,查明災(zāi)害區(qū)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件。
(2)類視工程設(shè)計時,設(shè)計單位設(shè)計首先應(yīng)考慮完善截排水措施。
(3)應(yīng)重視“地質(zhì)分析”,只有建立了正確的“地質(zhì)模型”,才可能得到可靠的計算結(jié)果,才能確保工程的安全。
(4)施工單位要加強質(zhì)量管理,配備符合要求的技術(shù)人員,加強施工人員的素質(zhì)教育和知識培訓(xùn),加強過程控制和工序管理,確保施工質(zhì)量。
(5)當(dāng)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量事故苗頭時,各單位應(yīng)加強協(xié)作,及時采取應(yīng)急措施確保人民生命財產(chǎn)安全。
作者:朱有祿楊鵬單位:中國有色金屬工業(yè)西安勘察設(shè)計研究院
1勘查工作概況
1.1勘查歷程本場區(qū)詳勘階段部分鉆孔發(fā)現(xiàn)掉鉆現(xiàn)象,為查明掉鉆原因,對掉鉆區(qū)域進行了物探勘查工作,根據(jù)物探勘查的成果,對物探確定的異常區(qū)進行鉆探驗證,現(xiàn)場鉆探的同時,深入國土部門及周邊村莊、礦山進行詳細(xì)的調(diào)查、訪問本區(qū)采礦史。
1.2勘查目的與任務(wù)通過野外實地調(diào)查,收集區(qū)域的相關(guān)資料及對已有資料的深入分析,采用物探、鉆探等工作,查明該場地受溶洞及采空區(qū)影響情況并提出處理方案建議。
1.3勘查及評判依據(jù)本次采空區(qū)(溶洞)勘查工作主要依據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范:1)GB50021-2001巖土工程勘察規(guī)范;2)GB50007-2005建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范;3)工程物探手冊,2011水利水電版;4)JGJ87-92建筑工程地質(zhì)鉆探技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);5)SH3017-1999石油化工生產(chǎn)建筑設(shè)計規(guī)范;6)工程地質(zhì)手冊,中國建筑第四版;7)JTG/TD31-03-2011采空區(qū)公路設(shè)計與施工技術(shù)細(xì)則。
1.4勘查工作方法勘查工作采用地質(zhì)調(diào)查與物探、鉆探相結(jié)合的綜合勘查手段,其中地質(zhì)調(diào)查包括區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、礦井地質(zhì)調(diào)查;物探工作采用瞬變電磁法;鉆探采用取芯鉆探,用以揭示采空、冒落或礦層的深度、厚度和井巷富水情況。
2勘查區(qū)自然地理與工程地質(zhì)條件
2.1自然地理條件勘查區(qū)位于太行山脈南端西側(cè)、沁水盆地東南緣,地貌類型屬低山丘陵區(qū),地表大面積為黃土層所覆蓋,基巖僅出露于廠區(qū)西南部(西寺莊村北側(cè))。廠區(qū)內(nèi)總的地勢為南部高東部低。本區(qū)屬東亞暖溫帶大陸性氣候,一年內(nèi)四季分明。
2.2工程地質(zhì)條件區(qū)域位于太行山脈南端西側(cè)、沁水盆地的東南緣,晉(城)~獲(鹿)褶斷帶東側(cè)。晉(城)~獲(鹿)褶斷帶為區(qū)域性的一條大斷裂,其中南段稱晉(城)~高(平)褶斷帶,呈北北東走向,由一系列褶皺、斷裂組成,影響帶寬度達(dá)16km~20km,是控制本區(qū)地層、地貌、礦產(chǎn)分布的主構(gòu)造帶。構(gòu)造卷入地層有奧陶系、石炭系。該斷裂帶在陳溝以南發(fā)育于奧陶系中統(tǒng)灰?guī)r中,由一系列強烈擠壓的緊密褶皺群組成,軸部走向NNE15°~35°并伴有同方向的壓扭性斷裂,地貌上組成串珠狀山梁。在陳溝以北為開闊不對稱的褶皺和地塹為主,褶皺呈隱伏狀。區(qū)域內(nèi)出露地層有奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系,上第三系及第四系松散沉積物廣泛覆蓋于上述各時代地層之上。
3采空區(qū)(空洞)調(diào)查及特征
3.1礦井地質(zhì)與采掘調(diào)查根據(jù)礦井地質(zhì)調(diào)查,勘查區(qū)內(nèi)所存在的空洞,可由兩部分組成,第一部分為受向斜構(gòu)造影響,地下水沿構(gòu)造富集,致微晶方解石膠結(jié)中K5灰?guī)r中巖溶發(fā)育,形成較大規(guī)模的溶洞(在本項目詳勘查階段,3號鉆孔掉鉆4m),第二部分為近年小煤窯采掘9號煤層形成的空洞。
3.2地表變形調(diào)查勘查區(qū)內(nèi)地表較為平坦,建設(shè)用地下伏采空區(qū)形成時間已在多年以上,現(xiàn)狀條件下地表未見變形、開裂跡象,未發(fā)現(xiàn)地裂縫、地面塌陷。原因可能在于該區(qū)為小礦生產(chǎn),大多采用房柱式開采,回采面積較小,需較長時間才可能波及到地表,但是隨著保護煤柱的風(fēng)化,采空區(qū)頂?shù)装宓闹饾u破裂等多種內(nèi)外地質(zhì)應(yīng)力的作用下,可能會發(fā)生地裂縫、地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害。溶洞區(qū)現(xiàn)亦未見明顯地表變形,由于該區(qū)在歷史上未有大的人類活動影響,隨著廠區(qū)建設(shè),溶洞頂板必將逐漸破裂,形成地裂縫、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害。
4物探勘查成果
4.1物探工作方法勘查區(qū)物探勘查主要采用瞬變電磁法,該方法為近十年發(fā)展起來的一種地球物理方法。在正常情況下,采空塌陷區(qū)通常都比正常巖層含有更多的水分,與圍巖之間存在視電阻率差異,在地面上借助人工方法建立的電場,采集不同深度的視電阻率數(shù)據(jù),來反映不同深度地質(zhì)體的地電信息。通過條件試驗獲取已知采空塌陷區(qū)視電阻率參數(shù),并以此解釋采空區(qū)變化情況。本次電法勘探對象,符合直流電法探測的物性前提。
4.2物探工作量根據(jù)委托方的要求分別以3號及379號為中心布設(shè)40m×40m的正方形勘探區(qū),每個勘探區(qū)勘探面積1600m2,共布置18條測線,點距為3m,線距為5m,完成瞬變電磁法測點252個。測線點位采用地質(zhì)羅盤控制方位,結(jié)合皮尺量距布置,每個測點用木樁標(biāo)記。采用EMRS-3微機電磁勘探儀逐點勘探。4.3物探勘查成果A區(qū)9條線均發(fā)現(xiàn)明顯的高阻異常,異常區(qū)面積約1275m2;B區(qū)9條測線均發(fā)現(xiàn)明顯的高阻異常,異常區(qū)面積約673m2。
5鉆探驗證及成果
5.1鉆探方法鉆探工作是本次勘查工作的重點之一,其目的是對物探圈定的異常體范圍進行驗證。采用清水鉆進,填土層中采用套管護壁,觀察記錄鉆探過程中的漏水情況。
5.2鉆孔布設(shè)與目的根據(jù)最初的物探結(jié)果,對物探確認(rèn)的明顯異常中心和較為模糊的異常邊界部位共計布設(shè)了7個鉆孔,詳細(xì)查明勘查區(qū)內(nèi)的地基地質(zhì)結(jié)構(gòu)和特征,進一步掌握采空區(qū)的要素。
5.3鉆探結(jié)果
5.3.1A區(qū)鉆探結(jié)果分析A區(qū)共布設(shè)并施鉆11個鉆孔,最初布設(shè)4個孔位于物探范圍之內(nèi),孔號為A1~A4,4個鉆孔全部掉鉆,之后在物探區(qū)之外布設(shè)A5~A11等7個鉆孔,其中A9號孔在灰?guī)r處漏漿,漏漿后再不返水,A10號孔見溶洞充填物,充填物成分為粘土及砂巖、灰?guī)r碎塊,厚度2.5m,A11號孔掉鉆,全部掉鉆孔中掉鉆落距最大4.0m(為建材太原地質(zhì)勘查院原詳勘3號孔),最小0.5m(A4號孔),平均約1.8m,掉鉆同時伴隨孔內(nèi)泥漿全部漏失,且孔口存在吸風(fēng)現(xiàn)象。
5.3.2B區(qū)鉆探結(jié)果分析B區(qū)共布設(shè)11個鉆孔,實際施鉆9個鉆孔,驗證孔的鉆探情況,與物探異常區(qū)的性質(zhì)相一致,由于異常區(qū)有向物探區(qū)之外延伸的趨勢,在物探范圍之外再次布設(shè)了8個驗證孔,作為對采空區(qū)邊界的控制。通過本次鉆探驗證使采空區(qū)的性質(zhì)、埋深得以確定,局部邊界得到了確定。同時確定9號煤層厚度接近4.0m,為可采煤層。
6勘查綜合分析與評價
本次勘查成果分析,由于本場地溶洞規(guī)模大、埋深淺將溶洞參照采空區(qū)特征進行分析。
6.1勘查綜合分析與結(jié)論通過地質(zhì)調(diào)查、物探、鉆探等三個手段的綜合勘查,按照三個勘查手段得到的結(jié)論進行相互反復(fù)對比分析與綜合研究,最終依據(jù)物探解譯資料,及鉆探成果對空洞區(qū)邊界進行了圈定。勘查區(qū)內(nèi)按區(qū)域分為A區(qū)、B區(qū),首先采用物探確定了物探區(qū)的空洞范圍,通過驗證鉆孔確定了空洞的性質(zhì)、規(guī)模。勘查區(qū)A區(qū)為巖溶空洞。勘查區(qū)B區(qū)為采煤空洞。
6.2采空區(qū)要素與空洞體體積估算
6.2.1A區(qū)溶洞要素根據(jù)鉆探成果,本勘查區(qū)內(nèi)采空區(qū)的要素如下:埋深及標(biāo)高:地表埋深35.0m~38.5m,標(biāo)高:752.28m~747.2m。礦層采厚:0.5m~4.0m,平均1.8m。礦層頂板及特征:砂泥巖,厚度20.5m~22.0m。采深采厚比:21.4。空洞率:根據(jù)鉆探結(jié)果,溶洞掉鉆孔全部吸風(fēng),判斷為連續(xù)空洞,取值100%。冒落塌陷率:根據(jù)地表變形和鉆探揭示,地表未見塌陷,即采空空洞剩余未充填的體積為采空空洞的100%左右。
6.2.2B區(qū)采空區(qū)要素根據(jù)鉆探成果,本勘查區(qū)內(nèi)采空區(qū)的要素如下:埋深及標(biāo)高:地表埋深33.7m~39.0m,標(biāo)高:752.3m~746.7m。礦層采厚:1.0m~3.6m,平均1.9m。礦層頂板及特征:砂泥巖,厚度16.3m~17.5m。采深采厚比:20。回采率:根據(jù)調(diào)查及鉆探結(jié)果,本區(qū)9號煤層為小窯破壞區(qū),回采率約40%。冒落塌陷率:根據(jù)地表變形和鉆探揭示,地表未見塌陷,即采空空洞剩余未充填的體積為采空空洞的95%左右。
6.2.3采空區(qū)(溶洞)處治方案建議由于該場地地面建筑物為廠區(qū)各裝置,為確保建筑物的安全,本報告建議采用全充填注漿法對溶洞及采空區(qū)進行治理。全充填壓力注漿法。在地表施工鉆孔,鉆孔深度達(dá)到采空底板,將注漿管密封在煤礦采空區(qū)上覆巖層中,采用泥漿泵,將漿液注入采空塌陷區(qū)和其上覆的巖層裂隙帶中,漿液的結(jié)石體阻止上覆巖層及地表的進一步變形,從而達(dá)到治理采空區(qū)之目的。此方案優(yōu)點是:施工簡單、安全可靠、經(jīng)濟合理;缺點是:施工周期長,材料用量較大。
作者:崔玉成單位:山西晉城路橋有限公司