時間:2023-05-23 09:01:29
緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發表網為您精選了8篇地質災害的防治,愿這些內容能夠啟迪您的思維,激發您的創作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
1.地質災害產生因素
1.1 疏于排水
采礦時對地下水必須進行疏干排水,甚至要深降強排.由此而出現了一系列的地質災害問題。首先是礦井突水事故不斷發生。許多煤礦的上覆和下伏地層為含水豐富的石灰巖,特別是石炭二疊紀煤系地層,不僅煤系內部有含水性強的地層,其下伏為巨厚的奧陶紀灰巖。這些礦床隨著開采的延伸,地下水經深降強排,產生了巨大的水頭差,在一些構造破碎帶和隔水薄層的地段,煤層承受到來自下部灰巖地下水的高水壓,威脅著礦井和職工生命的安全。其次是由于疏干排水,使許多巖溶充水礦區引起地面塌陷,嚴重影響地面建筑、交通運輸以及農田耕作與灌溉。各礦區附近均有地面塌陷現象,水位下降很多,使廠礦、工業和生活供水原有系統發生吊泵,形成無法供水的局面。再次是某些礦山由于排水,疏干了附近的地表水,淺層地下水長期得不到補充恢復,影響植物生長;有的礦區甚至形成土地石化和沙化、水土流失、荒漠化嚴重,生態環境遭到破壞。
1.2 其他因素
礦山地質災害誘發因素很多,有些是開采過程中難以避免的,如開采深度的增加,使得地應力相應增大引起冒頂、片幫、脫盤甚至巖爆的嚴重地壓災害;有的是開采中忽視預防或開采不規范、管理不科學導致的,如采空區不及時充填、廢渣廢水隨意排放、水文地質及構造不了解、巷道偏離、盲目指揮、違章作業、私挖亂采等,非穩定因素積聚到一定限度引發各種災害;有的礦山片面追求經濟利益或為擺脫一時的經營危機,摒棄常規如采富棄貧、求近避遠,結果為后期發展埋下災害隱患;曾一度泛濫的民采風潮掠奪式的開采活動也對部分國有大中型礦山造成嚴重干擾和資源、環境破壞。
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2常見且危害性較大的幾種礦山地質災害
礦山地質災害類型多種多樣,影響范圍也有大有小。目前常用的分類方案主要有兩種:第一,按地質災害所需的時間分類;第二,按地質災害的空間形態與誘發因素分類。鑒于目前的很多研究將著力點放在上述第二種分類方式描述的三種大類級別的地質災害上,且研究比較詳盡,本文主要針對破壞性較強且發生較普遍的幾種礦山地質災害進行論述。
2.1 礦山崩塌
礦山崩塌通常指坡度較大的斜坡上的尾礦、巖石及土壤由于受到重力作用而脫離原來位置,發生崩塌、滾落并堆積在平坦位置的現象。礦山崩塌主要由尾礦堆積不合理、礦坑設計缺陷等原因造成。崩塌造成的形狀不一、大小不同的堆積在平坦處的堆積物,稱為崩積物,有時也會被稱為尾礦堆或碎石堆。
礦山崩塌會使建筑物,有時甚至使整個居民點遭到毀壞,使公路和鐵路被掩埋。礦山崩塌帶來的損失,不單是建筑物毀壞的直接損失,并且常因此而使交通中斷,給運輸帶來重大損失。礦山崩塌有時還會使河流堵塞形成堰塞湖,這樣就會將上游建筑物及農田淹沒,在寬河谷中,礦山崩塌還可能使河流改道及改變河流性質,從而造成急湍地段。
2.2 滑坡與泥石流
滑坡是指山坡上的碎石、土壤及其他雜物,受天然降水沖刷、地震活動、及邊坡失去穩定狀態等因素影響,在重力的驅使下,整體性或者呈分散狀態順著山坡向下移動的自然現象。泥石流通常是指大量降水夾帶泥土、碎石甚至巖塊,以極快的速度由山頂或山腰沿一定的槽道或直接沿山體直沖而下,并在山地低洼處堆積。
滑坡和泥石流也是經常發生的礦山地質災害,常常給礦山開采以及人民生命財產造成巨大損失、有的甚至是毀滅性的災難。發生在工礦區的滑坡和泥石流,可損壞采礦設備及廠舍,威脅職工生命安全,影響礦山生產活動,從而造成重大經濟損失。
2.3 地面塌陷
地面塌陷是由于采礦造成的地下支撐減少、地下水水位下降造成地表巖、土體向下塌陷,并為地表造成塌陷坑、洞的一種常見現象。如果這種塌陷出現在經濟生產場所或居住區,便會演變成一種可怕的礦山地質災害。這種礦山地質災害具有突發性,嚴重威脅礦區人民的生命安全和國家財產安全,尤其多見于煤礦的開采過程中。全國各地因煤炭開采造成的地表塌陷屢見不鮮,破壞耕地、建筑物、威脅交通安全。
2.4 瓦斯爆炸
瓦斯爆炸是指煤礦開采過程中,通風不良、煤層氣泄露等意外導致礦井中的甲烷濃度意外升高,在遇到明火的條件下發生的爆炸,是一種快速的連鎖反應。從化學原理上講,瓦斯爆炸就是達到危險濃度的CH與自然界中的O2在達到燃燒溫度下出現的劇烈燃燒反應。
3.地質災害防治對策
3.1 泥石流防治對策
要防治礦山泥石流現象,礦區企業應將攔擋作為工作重點,并輔之以排泄和疏導。綜合分析礦區所處的地質條件及狀況,在泥石流現象容易產生的地方提前修筑攔截壩,用以封固該地方范圍內的松散物質,另外,還應在適當的地方建造溝渠,可以在泥石流現象出現時,及時、流暢的通過溝渠來排除泥石流及其他雜物。應分別對待廢石、渣土剝離等開挖工作中出現的不同巖土體,要把堅硬的巖土體放在底部,相對松散的巖土體放于表層。
3.2 崩塌的防治對策
減小開挖邊坡臺階高度。在風化破碎面積廣和軟結構面的區域要通過減小高度或減緩邊坡等措施來降低其自身重量,研究數據顯示,8m左右的臺階高度,其效果實最明顯的。阻攔滾石。在滾石現象常發的地段,要立好安全警戒標志,同時在坡腳處還應安放一些攔截構筑物,在坡腳的一定距離處可倒放生產剝離物以利于組織滾石、渣土,在爆破作業活動中,要綜合邊坡預裂爆破、逐孔降震控制爆破技術措施。
3.3滑坡防治對策
要防治滑坡,就必須減少和避免水的影響及危害。建議把工作面建成2%的反坡,這樣可有效阻止雨水匯集沖刷,在工作面頂部留出截洪溝、排水溝,必要時可利于通過水溝排除地表水等,值得注意的一點是,排洪溝必須保持暢通;應適當調整滑坡體的外形??赏ㄟ^減小邊坡滑坡邊緣的分層高度,增設幾個分層等措施,搭建安全平臺,保持坡腳的穩定性。
3.4 地面塌陷防治對策
1.1自然因素特殊的地質構造和地理環境,是地質災害的主要成因。地形地貌的影響以及水文氣候的特點和地質環境的特點等都會對巖土工程地質災害的發生起到促進作用。①地形地貌。某些山區河谷間差異較大,地勢陡峭、地殼不穩定等,容易誘發地質災害。②水文氣候。某些地區降雨量充沛,夏季多暴雨,洪澇災害頻發,冬季陰雨綿綿。③地質環境。某些山區呈斷裂發育,多褶皺,巖體破裂,已經呈現出多種裂隙。但就這種地質條件而言,一旦存在外界條件刺激,很容易造成自然災害的發生。④山區地震。隨著地震的發生,從而造成多種自然災害的隱患,且發生較為頻繁,若再加上外界因素的影響,地質較為脆弱的地區也就成了災害多發地,而這些地區也是應做好防范措施的重點區域。
1.2人為因素對于地質災害而言,多數災害的發生都與人為因素有關。濫砍濫伐、礦產資源不合理開發等因素是導致自然災害發生的主要原因。大面積森林的破壞,不限制地向自然界索取資源,將會使生態環境受到嚴重影響,尤其是礦山的過度開采,不僅會使植被遭到破壞,而且將產生的礦渣與廢土倒進河流中,直接造成河道淤積。如果氣候發生變化,會導致河水流量猛增,發生泥石流自然災害。
2地質災害防治措施
2.1地質災害監測1)建立監測預警信息共享平臺。我國現已建設全國范圍內的氣象、水利部門聯合的監測預警信息共享平臺,因此,各個地區在針對自身具體情況進行地質災害防治規劃的時候,要注意做好彼此之間的銜接工作。尤其是在容易發生滑坡、泥石流以及山洪的人口密集城鎮、高山峽谷帶,要對氣象、水文以及地質災害等加強專業的設備監測,盡可能地將這些地區的監測盲區消除。2)積極采用科學技術。對巖土工程施工過程中的地質災害防治要能將“感”“傳”“知”“用”這幾個層面做到準確地掌握,其中“感”是對監測數據進行采集,通過移動終端對所采集的信息加以傳遞,通過衛星傳回監測的數據,再對這些數據加以處理分析并建立模型,對地質災害的狀態以及發展趨勢加以判斷。最后采取輔的決策,提出對地質災害監測預警以及搬遷轉移等措施提出。
2.2地質災害預防1)建立健全防控機制。對巖土工程地質災害的防治要從多方面進行考慮分析,采取多樣化的防治措施,由于地質災害的發生需要一定的條件才能促進形成,所以,為能夠將巖土工程地質災害得到有效防治,要從源頭上進行消除。2)做好防治工程設計。結合實際巖土工程所受的災害情況進行防治途徑的確定,然后再按照災害的發生程度以及對防治目標的確定等對防治實際強度和工作量進行詳細的制定,例如采取支擋、排水以及加固等方面的措施進行實施。3)工程防治措施。工程防治措施是防治地質災害的重要組成部分,工程防治措施的適用條件及方式:大多數房后切坡造成的小型土質滑坡,選用滑坡后緣地表排水、前緣支擋或削方減載護坡等工程措施較為適應;對于中型以上滑坡,應根據工程地質勘察資料選擇工程防治措施。4)生物防治措施。主要是通過植樹造林以及草坡護理等方式實施防治,這在環境保護以及防治的時間上都有著較好的效果呈現。還可用地質災害的避讓措施,巖土工程施工過程中通過避讓措施能夠對地質災害的損失降到最低。
2.3對地質災害展開積極治理恢復礦山地質環境,做好山洪災害的防治,做好水土保持工作,加強對中小河流進行治理,加固病險水庫,做好容易發生災害地區的生態環境治理,這些工作都與地質災害的防治工作息息相關?,F階段,我國已對上述災害的治理有了相對應的規劃,下一步是做好彼此之間的銜接工作。
2.4加強應急救援工作①加強我國地質災害的應急能力。在地質災害應急救援工作中,要將公安消防、武警官兵以及的力量充分運用到地質災害的救援中去,同時要加強對交通、通信以及專業設備的配備,定期組織進行應急演練,以便加強地質災害的應急處置能力。②加強基層防范地質災害的能力。提高鄉村地質災害的應對能力,在汛期的時候,要加強監察檢查,同時安排專人對重大地質災害隱患點進行監察巡視。除此之外,對受地質災害威脅的群眾,至少每年在汛期之前組織一次應急避險的演練。
3結語
一、引言
眾所周知,地質災害的發生不僅給人們的生命財產安全造成巨大的損失,還擾亂了人們正常的生產生活秩序,影響國民經濟的可持續發展。然而,地質災害是可防可控的,只要采取正確的防治策略,就能夠將地質災害所帶來的損害降到最低。地質災害評估是對地質災害進行防控的基礎性工作,正確的評估地質災害的類型、危害,并采取有效的防治策略,能夠降低地質災害所帶來的危害。文章探討分析地質災害的評估內容、原則、方法,并提出了地質災害的防治策略。希望能夠引起人們對這一問題的進一步關注,能夠對地質災害評估和防治的實際工作提供借鑒和參考。
二、地質災害的評估原則
地質災害的評估是一項較為復雜的工作,其主要內容包括地質災害的生態環境評估、地質災害的風險性評估、地質災害的損失本文由收集整理評估。為了達到更好的評估效果,在實際工作中需要以相關的原則為指導,具體包括以下幾項。
1、從全局出發原則。為了最大限度的發揮評估的作用,在進行評估工作之前,應該從全局出發,對地質災害評估工作進行統籌規劃和合理安排,嚴格遵守相關的規范,做好評估的每一項工作,使評估工作發揮最大的作用。
2、突出重點原則。在評估的實際工作中,應該全面考慮相關因素,分清楚地質災害的重點區域和非重點區域,對于重點區域應該加強評估工作,全面掌握該地區的地質信息,提高評估工作的科學性和合理性,為正確的采取防治策略提供合理依據,更好的發揮評估工作的作用。
3、注重科技創新原則。地質災害的評估離不開科學技術的運用,所以,在評估過程中,應該重視對各種科學技術的運用,以提高評估工作的效率,促進評估工作更好的發展。對于地質災害頻發區,生態環境脆弱區域,要進行深入的研究,加大力度,全面掌握這些地區的地質信息。同時,為了促進地質災害評估的進一步發展,必須重視科技創新,建立完善的創新體系,以更好的促進地質災害評估的發展,提高評估工作的效率。
三、地質災害的評估方法
1、調查野外地質環境。這是進行評估最基礎性的工作,主要內容包括地形、地貌、構造、水文地質條件、工程地質條件、環境條件等的調查。在進行野外調查的時候,一定要認真仔細,不能遺漏任何可能導致地質災害發生的疑點。同時,野外地質環境調查也要結合當地的生產特點進行,有針對性、有層次的進行調查。例如,評估地區如果要建住宅小區,應該將重點放在工程地質條件上,重點調查該地區是否有危害工程建設的不良地質條件,例如,是否存在軟弱夾層,是否存在溶洞,降落柱等不良地質問題。此外,還要評估周圍的地形地貌,重點在地形高差和能形成不良地質作用的地貌類型上。又如,如果評估地區將要修建公路或鐵路,那么重點工作應該放在線路兩側一定區域內的地形地貌、工程地質、水文條件上面,對其進行全面仔細的調查。為正確評估地質災害和開展工程建設奠定基礎。
2、收集地質環境資料。要對地質災害進行全面評估,就得掌握該地區的地質環境資料,具體包括地質、地形、水文、氣象、物探、地震、構造等資料。在收集資料的過程中,應該做到盡可能的詳細和全面,并力求準確。同時,對所收集到的資料還應該進行鑒別,提高資料的準確性,確保地質災害的評估質量和評估水平。
3、劃分地質災害類型。野外地質環境調查完成后,應該對調查所得到的資料進行整理,認真分析,并根據相關的資料,對地質災害進行正確的分類,確定可能出現的各種災害。在確定地質災害種類的時候,應該綜合考慮多方面因素,對災害種類進行正確的劃分,包括評估區的地形地貌、地質情況、水文條件、建設規劃等內容。例如,如果評估區的高差比較大,采取建設措施的時候容易形成高邊坡,并存在著松散的堆積物,這樣的區域容易出現滑坡、邊坡滑塌等地質災害。而如果評估區的地貌比較復雜,溝壑比較多,溝壑的坡面或者溝中存在著松散的堆積物,并且當地的地形高差比較大,當地的降水比較集中,那么該地區則比較容易發生滑坡、泥石流等地質災害。如果評估區的地勢比較平坦,本身已經形成人工深基坑,高邊坡,并且基坑邊坡存在著松散的巖層,那么該區域容易發生基坑邊坡滑塌、滑坡等現象。總而言之,在類型劃分的時候,應該全面考慮相關因素,以便為地質災害評估和防治策略的采取提供依據。
4、評估地質災害危害性。確定地質災害的類型之后,正確評估其危害性是選擇恰當防治策略的關鍵內容,因此,一定要正確評估出不同地質災害的危害性。在評估地質災害危害性的時候,要綜合和全面考慮多種因素,包括地質災害發生的可能性、危害性、發生時可能給人、財、物帶來的損失等,做到評估適中,既不偏高,也不偏低。如果危害性偏高的話,容易造成地質災害防治工程的浪費,而如果偏低的話,可能會使相應的防治工程安全性不足,達不到應有的防治效果,當地質災害發生的時候,往往會造成更大的損失,不能發揮相應的防治效果。
四、地質災害的防治策略
當地質災害評估工作完成之后,接下來的工作就是根據具體情況采取恰當的防治策略。具體來說,為了更好的防治地質災害,應該采取以下地質災害防治策略。
1、落實相關的地質災害防治原則。當地質災害的種類和危害確定之后,接下來的重要工作就是采取恰當的防治策略,以最大限度的降低地質災害所帶來的損失。在選擇防治策略的時候,應該堅持安全有效、經濟適用、主次有別的原則,并將臨時措施和永久措施結合起來,提高地質災害的防治效果。
2、根據具體情況采取相應的防治策略。堅持安全有效、經濟適用原則,既達到防治地質災害的目的,還保證防治方案的科學合理,盡量降低成本,以提高防治的綜合效益。主次有別是指在采取防治策略的時候,應該綜合考慮地質災害的危害性,危害的大小,應該將主要的財力、物力放在防治危害性大的地質災害上面,不能主次不分。在危害性大的地質災害的防治上面要投入更多的財力,盡量降低其危害性,對于危害性較小的地質災害,應該做到投入適當,避免不必要的損失。此外,還應該將臨時措施和永久措施結合起來,對于需要永久防治的地質災害,應該建立永久防治措施,保證周圍的安全,避免給人們的生命財產安全造成損失。而對于無需永久防治的地質災害,可以采取臨時措施進行防治,這樣既達到保證安全的目的,還能夠實現節約成本的目的,進而提高地質災害防治的綜合效益。
3、做好其他方面的工作。地質災害防治的基本策略包括預防、監測和治理,應該優先考慮預防措施,做好各項預防工作,將地質災害帶來的損失降到最低。同時,制定相應的技術規則,提高評估人員的責任感,提高評估質量,也能夠防治地質災害。
關鍵詞:地質災害;防治辦法;滑坡;突破 文獻標識碼:A
中圖分類號:TU273 文章編號:1009-2374(2015)24-0148-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.24.073
人類在科技和經濟上都處在一個不斷發展的階段,人類的進步加強了人類改造自然的能力。為了加快經濟的發展,人類開始破壞自然環境,大量開采自然資源,破壞了生態平衡。水工環的研究對象一般都是地質災害、環境地質問題和全球的變化問題。通過深入的研究,改善人與自然的關系,促進人與自然和諧發展。本文對橫江鎮洋地中心小學滑坡地質災害資料進行分析的基礎上,進一步確立滑坡可能的失穩模式及危害性,結合滑坡具體的工程地質及水文環境,對滑坡治理工程實施的可能性進行分析,采用工程措施輔以安全監測,保護滑坡在將來存在條件下,不致因滑坡失穩而危及師生的生命財產安全,保護滑坡體下方約460人的生命和財產安全。
1 橫江鎮洋地中心小學的地質災害現狀概述
洋地中心小學師生460名、教室20間、教學財產600余萬元。2010年4月,教學樓的南側和西側陸續發生多處小滑坡,滑坡方量大概在30~50m?。2010年6月18日教學樓西南側再次發生滑動,滑坡后緣裂縫呈不規則的弧形,滑坡體積約292m3,滑坡體堆積物已沒過滑坡前緣教學樓的一樓窗戶。當地政府及時疏散老師和學生,并對堆積物進行及時的清理,未造成人員傷亡。
滑坡隱患于山體北側中下部,滑坡標高433.6~436.3m有多條裂縫發育,匯入后整體形成1條主裂縫,裂縫寬3~10cm,最寬達15cm,長約16m。隱患體分為兩個區域:
隱患體Ⅰ區平面上呈弧形,潛在滑動主方向34°,斜長約26m,寬約48m,面積約1248m2,平均厚度約2.6m,體積約3244.8m?。該隱患區坡型為臺階狀,平臺寬1.0~2.5m。學校用漿砌塊石擋墻對坡腳前緣進行了支擋,但上部坡體存在沿土層內部軟弱帶滑塌的可能,穩定性較差。
隱患體Ⅱ區平面上呈半圓形,潛在滑動主方向185°,潛在滑坡體長12m,寬47m,面積約564m2,平均厚約2.6m,體積約1456m?。該隱患區主要是因為建房開挖切坡高3.0~5.0m,切坡坡度70°~80°,切坡面呈直線型,坡面有雜草。上部坡體存在沿土層內部軟弱帶滑坡的可能,穩定性較差。
滑坡隱患Ⅰ區滑坡隱患Ⅱ區。滑坡平面上多呈筲箕型,滑坡后緣呈圓弧形,具有后緣較陡,中部下凹和前部突起的特點;滑坡發育于松散殘坡積層中,滑體由粉質黏土組成,含少量植物根系。滑體結構松散,滑坡在標高433.2~436.5m有多處裂縫發育,裂縫張開且外傾,長期降水、地表水等易沿著裂縫下滲沖刷形成地下通道滲入坡體,同時擴展裂縫,加劇斜坡向臨空方向產生蠕滑變形。地表水進入坡體后,除增加坡體自重外,還降低剪切面土體的抗剪強度,進一步降低斜坡的穩定性。裂縫繼續沿平面縱向延伸,同時深切坡體,最后剪切面被剪斷,裂縫貫通,形成滑坡。
2 滑坡成因分析
首先,本區屬構造剝蝕低丘地貌,相對高差較大,山坡坡度(20°~35°),局部坡度70°。出露地層第四系殘坡積粉質黏土,土層分布厚度較大(2.0~7.0m),土體浸泡后抗剪強度降低,穩定
性差。
其次,強降雨或連續降雨過程中大量地表水易沿著裂縫下滲沖刷形成地下通道滲入坡體,同時擴展裂縫,加劇斜坡向臨空方向產生蠕滑變形。地表水進入坡體后,除增加坡體自重外,同時地下水位的迅速抬升,孔隙水壓力和浮托力驟然增大,底部基巖軟化,降低剪切面土體的抗剪強度,進一步降低斜坡的穩定性。裂縫繼續沿平面縱向延伸,同時深切坡體,最后剪切面被剪斷,裂縫貫通,形成滑坡。
最后,學校在滑坡區山坡坡腳不合理的切坡開挖、建房等,使植被遭受破壞,切坡過陡又改變了斜坡原有的平衡條件,形成臨空面,導致邊坡局部變形甚至整體失穩。
3 滑坡穩定分析解譯
該滑坡為殘坡積土質滑坡,滑體組成物質為殘坡積粉質黏土,平均厚度約2.6m。滑坡體主裂縫寬3~10cm,最寬達15cm,長約16m。根據滑坡體巖層、地形、現狀及滑動機制,滑坡體滑動模式為滑面圓弧型。
按照自重+暴雨和自重兩種狀況對A―A’、C―C’、D―D’三種滑坡剖面進行穩定性計算(由于此坡面的排水能力良好,在計算中可以不考慮裂隙充水時的靜水壓力作用),計算結果如表1所示:
由計算結果可以看出:在正常情況下,滑坡處于穩定狀態,但在暴雨等工況下,滑坡就處于欠穩定狀態,有可能出現局部失穩或者整體失穩,剪出口位于前緣坡腳425.1m左右處。
4 地質災害治理突破
根據滑坡地質災害特征和危害的嚴重性,滑坡的治理應當遵循經濟、合理、安全的原則,采用施工簡便、經濟性高、對環境影響小的治理措施。
確定的治理方案為:削坡減載+擋土墻支擋+生物護坡+排水溝+監測+填縫。
削坡減載:對滑坡采取削坡處理將減少滑體自重,達到減小剩余下滑力目的,提高滑坡穩定性。
擋土墻:主要作用是用來抵抗側向土的壓力,對邊坡提供支撐,從而確?;峦馏w的穩定性。
生物護坡:根據土質邊坡特點,擬采用坡面種植草皮的綠化工藝。削坡完成后,對坡面進行人工修整,然后鋪種草皮。草皮應選擇適宜當地氣候和土壤條件的品種,鋪種后應委派專人養護和管理,確保其正常生長,達到預期綠化效果。
排水溝:對現場進行調查研究,發現無人工排水設施,坡面主要靠溝谷排水,致使滑坡承受的排水壓力增大。為了優化滑坡的排水壓力,本設計在滑坡后緣、邊界設置截水溝,擋土墻邊側設置排水溝形成一個較為完善的排水系統。
監測:滑坡屬于地質災害,然而由于時間、經費以及勘察技術的限制,對滑坡的認知存在很大的局限性。本次工程治理后對其采用先進的監測手段,對滑坡的地質情況進行實時監測,對滑坡的預防與治理提供有效的支持。通過對滑坡的實時監測,不僅能夠對滑坡的變形特征、變形規律有一個直觀的認識,還能了解滑坡的規模以及失穩原因,為判斷滑坡的發生時間及滑坡的危害程度提供重要信息,同時為避免和減輕滑坡災害損失提供決策依據。
5 總結
本滑坡潛在危害巨大,滑坡在暴雨條件下,極有可能失穩,有必要對滑坡進行治理。設計采用削方減載+擋土墻+護坡+排水系統對滑坡進行治理,概算工程費用為80.5萬元,預估地質災害經濟損失為1000萬元,防治工程的投入產出比為1∶12.3??梢钥闯鲋卫砉こ藤M用具有較高的經濟效益,經濟上合理。
滑坡的治理工程不僅僅具有直接的經濟效益,還有助于社會的穩定,有助于社會經濟的和諧發展,具有重大的社會效益。在滑坡的治理中,還應當注重其他環境問題,減少水土流失與環境污染,對較差的環境地質進行改造,優化整體的環境質量,將滑坡治理工程做成一項具有高效益的環保工程。
參考文獻
[1] 孫園紅,危洪波.石城縣橫江鎮洋地中心小學山體滑坡地質勘察報告[R].江西省勘察設計研究院,2011.
關鍵詞:礦山;地質災害;防治
中圖分類號:P694 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2014)6-0169-01
當前,隨著我國經濟的高速發展,礦產資源開發規模也越來越大,隨之而來的則是礦山地質環境的惡化。據調查,全國采礦地面塌陷相當嚴重,據對全國1 173個大中型礦山企業調查,地面塌陷破壞土地面積達84 200多公頃,煤礦區最為突出。地面塌陷,毀壞城鄉各種建筑、交通設施和農田,威脅人民生命財產安全,影響經濟建設,造成嚴重的經濟損失。因此,加強礦山地質災害的防治刻不容緩。
1 礦山開采引起的環境地質問題
隨著近年來的礦產資源加速開發,難以避免地給所開發的礦山環境造成不容忽視的破壞。由于礦山開采而導致的地質災害是一個非常突出的地質環境問題,礦山地質災害的特點是具有很強的隱蔽性和突發性,一旦發生,便會為所在地區帶來較為嚴重的災情。經常發生的地質災害有滑坡、崩塌、泥石流以及地面塌陷等。
1.1 滑坡、不穩定斜坡
根據調查,礦山所存在的易滑坡區域和不穩定斜坡區域,其形成的原因主要來自于多年來某些地區持續而無序地對礦山進行開挖,并且沒能科學管理礦山棄渣,此外,礦山的采空區出現沉陷,以及較大規模的降雨、采空區發生地震、爆破等活動,也會使滑坡和不穩定斜坡發生的幾率增多。在礦區的滑坡等地質災害一般來講單體規模不大,但是分布很廣泛,因此對當地居民有著不容忽視的潛在危害,且難以準確及時地預測。
在礦區,滑坡和不穩定斜坡的出現誘因有如下三類:第一類比較常見,主要是由于采礦者將礦渣置于比較高而陡的坡地,一旦礦渣累計過多,在發生短時間強降雨的時候便很容易形成滑坡;第二類是因為大規模的礦產開采而使礦區局部的巖體應力產生了變動,一旦有強降雨的觸發,或者重力變化和類似的因素影響,便很容易造成巖土體滑動,形成滑坡;第三類是在某些露天開采的礦區里,礦區的上半部分土體已經逐步風化,而此時如果采面過于陡峭,便會很容易由于在強降雨或者自身重力、以及開采時的爆破力的影響下松動崩塌,形成滑坡。
1.2 地面塌陷及地裂縫
大多礦區開采歷史悠久,近幾年隨著采煤機械的日新月異,新增采空區面積越來越多,這些采空區隨時都可能冒落,產生地面塌陷及地裂縫。這些地面裂縫遍布,一般長數百到上千米、多呈平行狀密集式排列,垂向深度較大,以張剪性破裂為主,方向性良好,裂而光滑平直,與下部煤層頂板貫穿。眾多裂隙將地表切割得支離破碎,大部分地下水被截流至井下,致使淺層地下水日趨枯竭,植被退化,農田無法耕作。
在堅硬頂板條件下,大量未經處理的采空區是發生大而積塌陷的根本原因。這主要與采煤方法及煤柱的留設等因素有關。另外,礦區水文地質條件的變化不僅產生了環境問題,而且使采空區的煤柱受到侵蝕,加速了頂板的垮落。隨著掘進水平的延伸,復合采空區面積會進一步擴大,如何制定新的采煤方法標準,因地制宜地留設保安煤柱是礦區二次創業中的重要課題。根據資料分析:埋深100 m,采高3.5 m的采空區,留設煤柱的面積比率應達到30%以上,才能保證地表的穩定性不受影響。在舊采區內煤柱由于氧化及滲透壓力作用,使其抗壓強度下降,引起地表整體移動。
2 礦山地質災害的防治
隨著礦區的持續開采,附近的自然環境逐步出現退化,危害的范圍還將繼續增加,所形成的地質災害也會漸漸嚴重,導致更大的致災性。目前的科學技術尚無法從根本上控制由于礦區開采而引發的地質災害,我們可以盡可能采取一切有效措施,使災害的損失減輕到最小程度。
2.1 采空區塌陷的防治
隨著礦區開采程度的加大,礦區地面的塌陷現象是一個難以回避的地質問題,大量事實證明采空區塌陷會對礦區的人類生活和生態環境帶來負面的甚至惡劣的影響,隨著開采過程的深入,采空區塌陷也逐步惡化,而當前的采礦工程發展是難以避免采空區塌陷現象的。目前只能通過科學的施工措施,以各類手段盡可能降低采空區塌陷的程度,使之對當地環境和居民生活影響降到最低,并保持礦區生態經濟效益的最大化。
目前,有不少針對采空區塌陷的施工模式,在采礦實踐中也取得了一定的效果。一種比較有效的模式叫做“充填復墾”模式。該模式通過將礦區所產生的大量煤矸石、粉煤灰等物質對采空塌陷地進行有效填充。這種防止策略適合于在填充物質比較充足的地區使用,因為所選擇的填充物質不會對環境產生污染,并且能夠對采空區塌陷產生較好的一只作用,還能有利于廢棄物的處理,因此具有一舉多得的效益,被許多地區使用。
2.2 采礦區滑坡的防治
如果所采的礦床都處于相對軟弱的地層中,并且在軟弱層之上由灰巖或砂巖組成的高陡崖,則很容易出現采礦區的滑坡現象。常用且比較有效的治理滑坡的方法包括通過支擋或者鉚固以及邊坡的加固等等,來改變區域地形,進而防止滑坡;而對于某些比較特殊的危險地區,則應著重修正邊坡的形狀和尺寸比例。例如減少邊坡的高度以及降低邊坡角度,使邊坡巖體內的應力狀態得到改變,從而保持邊坡穩定,減少滑坡風險。
2.3 采礦區泥石流的防治
由于過度采礦,破壞植被改變地形,便很容易引發泥石流。根據近年來的采礦工程經驗,對于泥石流的防治策略可以通過兩個方面進行,一是攔擋,二是疏導。在礦區中泥石流發生幾率偏大的地區,結合其具體的地形條件,在合適的地段構建攔截壩,從而攔擋可能構成泥石流的松散固體物質。同時選擇合理區域構筑溝渠等排泄公事,使以及形成的泥石流可以通過這些溝渠順利排走。
2.4 采礦區水土流失的防治
采礦區的水土流失危害主要是影響區域的水循環、破壞土地資源、加劇人為水土流失的發生。其中,對采礦區的林木和植被進行保持,是對礦區進行水土保持之中十分重要的部分,在采礦區的水土流失防止里發揮著不可替代的作用。在水土保持工程中,應該建立一套綜合的防護系統,既能防止水蝕,也能防止風蝕,通過以林草等植被使礦山土壤得到固結,從而在最大限度上避免水土的流失。應采取恢復植被、修建蓄排水工程和攔擋工程等綜合防治措施。
2.5 采礦區突水災害對防治
采礦區容易發生突水災害,這種災害的避免和防止可以分為兩個類別,一是地面防水策略,二是井下防水策略。對于第一種情況,采礦區的地面防水,其原理是通過斷開大氣降水,達到避免來自地表的水涌入采礦區。地面風水的實際策略包括構建地面防洪溝、對礦井的塌陷坑進行有效封堵、對礦區的地勢低洼處積水進行排除或疏導、通過墊高河床達到河流流向的變化等。對礦區中一些年代較舊的坑洞,應該對其實施封閉處理,達到避免雨水灌入的目標。
2.6 采礦區三廢排放的防治
挖掘采礦區中的尾礦與矸石的利用價值,對存在于礦坑中的水源進行回收利用。一方面能夠對廢物進行循環利用,另一方面則能夠對水源進行有效的回收。對采空區里的尾礦,在進行洗選處理之后,對其中含有的有用物質進行應提取,從而繼續挖掘其價值。對于已經塌陷或者遭到破壞的礦區土地,則應結合其具體情況來進行繼續開發,包括回復種植以及進行行政區域規劃等等。土地的再利用應該嚴格與環境的保護和修復進行配合,例如,對于采礦區里的矸石,可以用于填充廢舊的巷道,也可以將其用于建筑材料等,通過廢物的二次利用來實現環境的保護。
參考文獻:
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關鍵詞:巖土工程 地質災害 危害 預防對策
中圖分類號:TN99 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)05(b)-0134-02
在我國社會技術不斷進步的過程中,人類對于工程施工建設活動以及各種資源開發等工程活動力度不斷擴大,為我國的地質帶來了極大的危害,同時造成嚴重的后果,而地質災害的頻率不斷的上升,對此,該文就針對巖土工程中地質災害的特征、地質危害以及地質災害的防治工程的預防措施進行詳細的闡述說明。
1 地質災害的相應預防措施
1.1 地質災害工程的實踐措施
(1)避讓的措施,其一是搬遷避讓的措施,對一些危險性大、危害性嚴重的地質災害,以及防治的費用超過搬遷費用,或者建房仍然受地質災害威脅的,應該采用搬遷避讓的措施;其二是雨天的避讓措施,針對地質災害隱患點和變形斜坡,應該采取的措施是雨天臨時避讓措施,各鎮在防災預案的基礎上編制安全轉移預案,雨天對受威脅戶要作出轉移地點安排。應根據就近原則,把受災害的者轉移到安全地帶。
(2)工程防范的措施,地質災害工程預防措施是預防地質災害中重要的構成部分,在地質災害工程預防的措施應該適應方式和條件,絕大部分工程切坡導致的小型土質發生滑坡的現象,應該選用削方減載護坡、前緣支擋或者后緣的地表排水等工程的措施,是相對適應的,針對中型的滑坡,應對地質災害區進行仔細的勘察和監測。
(3)生物防范措施,生物防范具有的特點是投資小、應用范圍廣泛,在一定程度上可以促進自然生態平衡,措施主要指的是種植護坡、植樹造林以及合理的耕牧。按照調查地區地質災害中存在的特點以及自然經濟條件,地面塌陷區、泥石流區及水土流失嚴重地區應該采取的措施是退耕還林和封山育林等預防地質災害的措施,進一步降低地質災害的產生和造成經濟損失的影響。改進自然生態環境條件,已經長時間可以實行防治作用等一系列特點,并需要一定長期才可以發揮出有效的作用。
1.2 充分的做好地質災害防范工程設計
地質災害防范措施設計,一定要按照滑坡、崩塌以及不穩定性的斜坡的運動模式、成因機制以及防范措施的目標制定。
(1)要按照地質災害的發生程度和預防措施明確預防措施的工程量和強度;
(2)要按照導致地質災害原因確定主要的預防措施的方法。
1.3 地質災害預防主要的預防措施
按照地質災害防范工程中相關的規范資料研究分析,我國預防地質災害工程主要的種類有:支擋工程、排水截水工程、護坡工程、加固工程、壓腳工程以及減載工程等,針對地質災害防范工程采取的措施如表1。
2 地質災害和巖土工程的內涵
地質災害主要指的是由于人為的生產活動和自然災害造成人們生命安全和財產安全受到破壞,并且是人類發展和生存資源和環境發生重大破壞的地質災害現象。相關條例中規定,地質災害主要包括滑坡、泥石流、地裂縫、山體崩塌、地面塌陷以及地面沉降等災害。人類起源于自然,但是又高于自然,人類在產生到現在就一直改造和利用自然環境。從原始社會中人類利用天然洞穴不斷的學會挖土建筑房屋,直到今日,人類已經可以將建筑高樓大廈、巨塔以及高壩等。在這樣過程當中,因為地質地基處理的需求,不斷的形成了一門新興的學科技術是巖土工程。巖土工程施工技術是基于工程安全、工程地基改良發展而形成的,但是存在一定的缺點。例如:缺乏降低地質災害的思想觀念、缺乏環境保護的意識,但是總而言之可以說是缺乏一定的地質災害保護的概念。
從巖土工程施工觀點為根本出發點,從中會出現大量尚未牢固的工程邊坡和工程地基,從而造成了巖土層更大的災害。例如:水電站,礦山等當面的災害。
3 地質災害特征以及危害
地質災害主要分為兩種類型:(1)主要是由人類的生產和生活產生的地質災害,被稱之為第二類環境問題,并屬于人為的地質環境災害;(2)由自然環境因素造成地質環境問題,還可以稱之為第一環境問題,屬于自然地質環境問題;而這些災害不以人的歷史所所轉移。在這些災害中,隨著人們對自然環境的不善待,造成了如今很多的災害,特別是人類不合理的挖掘能源造成的。地質災害的發生造成公路、鐵路、水壩、航運、通信以及堤壩等工程受到破壞,并導致水資源、土地資源、旅游資源、礦產資源以及生態資源環境受到嚴重的破壞。由于我國地理位置具有一定的特殊性,地球生態環境變化多樣,地質構造相對復雜,加上人口資源眾多的農業生產大國,但是存在著一定的問題,承載能力弱、經濟條件落后等問題。
這一系列的問題最后形成了地質災害分布廣、強度大、種類多、頻率高、經濟損失嚴重以及影響面寬等格局。根據相關資料研究表明,滑坡、崩塌、地面沉降,地面塌陷、泥石流、地裂縫等災害種類。其中滑坡、泥石流和崩塌在我國國土的一半,西北和西南地區最嚴重。
3.1 地面的塌陷
(1)地面變形主要包括地面沉降、地面塌陷與地裂縫。造成中國城鎮地面塌陷原因有:①大量抽取地下水引起地面下沉;②表面巖溶活動引起的塌陷;③不合理地大量開采地下礦產資源引起的塌陷。
(2)地面塌陷發生的規律:①是沿可溶巖中的斷裂帶或主要裂隙交匯破碎帶,巖層劇烈轉折、破碎的地帶;②是巖溶強烈發育的純可溶巖分布地帶或沿其與非可溶巖的接觸地帶。
3.2 滑坡
造成滑坡的原因是:地震、融雪、降雨、地表水浸泡、沖刷、蓄水排水、亂砍亂伐以及大量堆填造成的?;轮饕侵感逼律系膸r體和土體受到地下水活動、河流沖刷、人工切坡以及地震等因素的影響,沿著一定的軟弱帶或者是軟弱面,分散式或者是整體式的順坡向下滑動的一種自然現象。滑坡發生的規律:在巖土工程地質構造地帶中,例如地震帶和斷裂帶;地帶一般情況是多發地區和易發地區,江河湖泊等地帶、地形高并且差的峽谷地帶,山區公路、鐵路、工程施工建筑物邊坡等;土層分布區、易滑坡地區以及暴雨多發地帶等異常的強降雨的地區等。
3.3 泥石流
造成泥石流產生的原因是:不合理的棄渣、棄土、棄石;不合理的亂砍亂伐。泥石流主要是一種高濃度液體和固體的混合沙礫。并且降水產生在上坡或者是溝谷中的形成的大量的砂石、泥沙等固體物質的一種特殊性質的洪荒流。
3.4 崩塌
造成崩塌主要產生的原因是:挖掘礦產中的資源、工程道路施工進行邊坡挖掘、渠道滲漏以及水庫蓄水、強烈的振動以及廢棄土堆積。陡坡上被直立的巖土體,由于跟部是空的,局部移動滑落和折斷壓碎,失去一定的穩定性,脫離母體向下的翻滾、傾倒、堆積在溝谷或者是坡腳的地質中產生的現象被稱之為崩塌。
4 結語
根據以上的論述,地質災害發生頻率和形成在不斷增加。我們有必要進行探討和研究對其有效的防范措施和技術,從而確保生命安全、財產安全以及巖土工程的順利開展。在巖土工程中的地質災害是一項非常重要的組成部分,我們要力求將地質災害的預防工作使其不斷的提升。
參考文獻
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關鍵詞:地質災害;地質環境;防治
中圖分類號:F407.1文獻標識碼: A
引言
中國是一個地質災害多發的國家,有史以來,各種地質災害從未間歇。進入高速發展的信息化社會,隨著人類生存生活空間的膨脹和對生活舒適性便捷性要求的提高,人類對環境的改變程度和范圍也越來越大,各種各樣新的環境問題相繼出現,對人類造成的危害也每況越甚。工程開挖,消坡填方,礦山開采,地下水、油氣等長期大量的抽采,亂砍濫伐、過度耕植等造成的地質環境問題日益突出,地質環境受到壓力與日劇增。
一、地質環境概述
地質環境是一個復雜的、巨大的、開放的系統,是一個由巖石、土壤、地下水三個主要部分組成的具有一定空間概念的客觀實體(見圖2-1 “地質環境"空間示意圖),組成成分之間、系統內部與系統外部之間不斷進行著物質和能量的傳遞和轉換,系統外部由大氣圈、水圈、生物圈組成。根據物質不滅和能量守恒定律,地質環境系統內部一直都在不停的運動,這一運動包括物質的變化(特性、分布組合)、能量的此消彼長(來源于太陽能的外部能量因子加劇了這一變化),這些運動過程(見圖1地質環境要素及其與外界因素相互作用示意圖〉本身是沒有任何好壞評級的,但由于其影響人類的生產生活,作為人類的生活環境就有了質量上的概念。
圖1“地質環境”空間示意圖
二、地質災害與地質環境的關系
眾所周知,地質災害與地質環境作為一對矛盾統一體,相互關聯,互為影響。防治災害的過程也就是對環境質量加以保證的過程,而從一定程度上看,改善環境條件可以使災害的頻度和程度降低,因而地質災害的防治與地質環境的保護形成了互利的關系。
準確地說,保護地質環境與防治地質災害形成的是辯證關系。在地質環境變遷的眾多表現形式中,地質災害是其中的一種,在地質災害的發生過程中,惡化地質環境的現象伴隨而生。因此,政府應該雙管齊下,把防治地質災害與保護地質環境合理地結合起來,制定出科學的防災對策。首先,在進行環境保護規劃方案策劃時,應把二者相協調,以地質災害防治的內容為側重點,具體從地質災害的災種不同出發,把相應治理、防災以及應急措施制訂出來。其次,在進行災害治理方案設計時,需要考慮地質災害對環境的適應性,把地質災害受環境制約的方面和內容明確好。
三、地質環境安全評價
地質環境安全從地質環境的組成要素出發,主要考慮巖石、土壤、地下水等的穩定安全性。地質環境安全表現形式上主要有:地面穩定性、區域地殼穩定性、地球化學異常等三個方面。地面穩定性主要考慮到地球內、外地質作用或人類工程活動引發的發生于地球淺表層的地質環境問題(突發性行地質環境問題:崩塌、滑坡、泥石流等;緩變性地質環境問題:地面沉降、地裂縫等);區域地殼穩定性主要分析基于地球內動力地質作用產生的地質現象,如地震活動、斷層活動、火山活動等,其研究目的是避開或采取一定措施以降低其危害;地球化學異常主要考慮土壤、地下水的化學異常及由此產生的地方病等問題。
四、主要地質環境問題
(一)、地質災害
《地質災害防治條例》第二條指出:“地質災害,包括自然因素或者人為活動引發的危害人民生命和財產安全的山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等與地質作用有關的災害。”這里從地質環境問題形成的機理出發,分析了其發生的內在因素、誘發因素,總結其主要分布區域。見表1地質災害及其他主要地質環境問題形成因素與分布區域一覽表。
表1地質災害及其他主要地質環境問題形成因素與分布區域一覽表
(二)、區域地殼穩定性
對區域地殼穩定性我們可以得出這樣的認識,①新構造運動和巖漿活動是地質環境內能的兩種釋放形式,他們的運動狀態影響著地質環境的穩定安全,由于巖的噴發大都能及早預測,且其一般活動周期長,多分布在板塊相交的地帶,故本文不考慮火山運動對地質環境的影響;②新構造運動形成板塊的均勻升降部分,及差異升降邊界(斷層),然后根據斷層的活動性質,將斷層劃分為蠕滑斷層和發震斷層,這二者又分別形成了絕大部分的地裂縫和地震。參見圖2構造運動結果簡圖。
圖2構造運動結果簡圖
五、地質災害防治與地質環境保護
(一)、轉變意識,做到人與自然和諧相處
對于地質環境的防治及地質環境的保護,最緊迫的就是使人類基本觀念轉變,推進國家經濟發展的可持續性,并增強人們的環境意識,使國家的建設適應于“人與自然和諧共處怕勺原則。近年來,隨著“人與自然和諧相處”這一口號不斷被提倡,人類開始不斷反思自己,也漸漸認識到以往的生活方式不利于可持續發展,在利用環境資源時逐漸向合理化靠攏。人類所有生活和生產的物質載體都是直接或間接地從地質環境中獲取,而地質環境又接納了人類生活和生產所產生的廢棄物,通過這樣循環往復,人類的生活生產便自然而然就與地質環境密不可分。
以往,人們認為地質環境系統中存在的一切資源都是無限的,地質環境的容納能力及其自凈能力也是無限的,可以無限利用,其實這些觀點存在很大的誤導性?,F在,人類意識到地球資源的有限性,傳統的片面觀點也被改變,人們在開采資源時不再對地址環境采用掠奪式,而是見開采與節制相結合,對開采行為制定了相應的控制計劃,使得對資源與環境利用變得更加合理。只要人們的生活環境質量逐漸提高,就使地質災害的發生從根源上得到抑制,也使地質災害因缺少滋生的土壤而逐漸減少。
(二)、踏實做好治災防災工作
第一,要使地質災害嚴重地區的詳細勘查工作進一步加強,并給地質災害經濟評估系統的建立工作提供依據,并把詳細區劃地質災害的內容提升為工作重點,為以后的防災減災事業打好基礎。第二,建立地質災害監測體系。地質災害監測網的建設應不斷完善,根據地質災害發生區域差異、地區內不同的生態類型以及小氣候不同的進行合理布局,通過劃分片區的形式建立并完善測報站,在適當的情況下合理增設測報點,使覆蓋面能夠達到90%以上。測報網的不斷拓寬,還可以促進災害預報工作的網絡化,在傳遞速度上得到提高,從而使得防治災害的及時性得到保證。第三,提高應急防治能力,也就是在做好監測預警的同時,還應該提高地區的應急防治能力,以“預防為主”,建立起專業化、社會化的控制地址災害系統。并依據現有的基礎,相應工作人員的專業素質培訓,增加政府的資金投入,擴大專業防治隊伍、充實器械和物資裝備,并把地質災害的防治工作提到專業化的深度。
結束語
總而言之,地質環境受到自然因素以及人為因素兩個方面的影響,尤其是人為因素方面,隨著人們對原本地質地貌的改變甚至是破壞,從一定程度上成為了地質災害發生的誘因。在新時代的背景下,加強對地質環境的保護以及評價,預防地質災害的發生,確保人們物質財產安全的工作尤為重要。
參考文獻
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關鍵詞:地質災害;地質雷達; 調查;可行性; 應用;
中圖分類號:F407.1文獻標識碼:A 文章編號:
地質災害是由于各種(自然的或人為的)地質作用導致地質體或地質環境發生變化,給人民的生命財產、生存環境以及國家建設造成損失的災害事件的統稱。近年來,許多地區各種地質災害(滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等)頻發,給當地的經濟建設和人民生命財產安全構成了嚴重威脅。我們知道,任何地質災害的發生、發展都會引起地球物理場的變化,因此,加強對地質災害勘查與治理過程中的物探工作研究是當今環境地質工作中的一項重要課題。
1.地質雷達用于地質災害調查的可行性
常見的地質災害主要有地震、地裂縫、地面沉降、巖溶塌陷、滑坡、崩塌以及泥石流等。嚴格地講,任何一種地質災害的發生都會在介質(土壤、巖層等)中留下痕跡,即通常所說的介電界面,如地裂縫留下的裂隙、活動斷裂留下的破碎帶、滑坡留下的滑脫面以及塌陷留下的地穴或陷坑等,這些界面兩側介質的物性差異很大,致使電磁波穿過該界面時的反射能量發生增減、波形幅值出現明顯變化,據此可解譯出該界面的準確位置及大致形態等相關信息,因而,探地雷達用于地質災害調查是可行的。并且由于使用了高頻、寬頻帶、短脈沖及高速采樣等技術,其探測精度及速度均高于其它種類的物探手段。
2.地質雷達在地質災害調查中的應用
2.1工程概況
某工程為山地地質,該區地表主要巖性為灰巖,區內橫向河谷發育,水源豐富,地表灰巖有溶蝕環境。該區域近年多次發生塌陷地質事故,部分民房出現不均勻沉降、開裂等不良現象,且該現象有繼續加劇的趨勢。為提出合理的治理方案,需要對該區域的巖溶分布進行較為詳細的了解,故采用地質雷達對該區域進行探測。由于測區位于居民區,房屋、沼氣池、溝渠、地形大起伏等原因對雷達探測效果均會造成一定的不良影響。
2.2探測原理及儀器
探測設備為用美國地球物理公司(GSSI)的SIR-2000型地質雷達,100MHz地質雷達天線。雷達波法檢測是利用高頻電磁脈沖波的反射來探測目標體的,它通過發射天線向介質發射高頻帶、短脈沖電磁波,通過接收天線接收其反射波。電磁波在介質中傳播時,其路徑、電磁場強度、能量衰減及波形變化將隨所通過介質的電磁學性質及幾何形態的變化而變化。介質的電磁學性質主要包括導磁率μ、導電率σ和介電常數ε,它們與介質的組成物質、密實程度密切相關。根據雷達波的旅行時間、幅度與波形等實測數據,即可探測介質的構造分布及其相關深度等。測試記錄如圖1。
圖1:異常界面雷達典型記錄
測試按現行《水電水利工程物探規程》(DL/T5010-2005)、《城市工程地球物理探測規范》CJJ7-2007標準執行,儀器參數設置如下:增益:0~66db;采樣點數:2048點;發射速率:主要為50脈沖/秒;時間窗口:500ns;濾波系統:20MHz~200MHz。
2.3地質雷達在地質災害調查中的應用
2.3.1地質雷達應用范圍
2.3.1.1在地裂縫調查中的應用
地裂縫是一種常見且比較嚴重的地質災害,地下水過量超采、地面不均勻沉降、斷裂活動、砂土液化以及地震活動等均可引起地裂縫。由于地裂縫在地表斷續出露,剛出現時規模較小,甚至寬僅數mm,不易引起人們的注意。由于其規模較小,以往常用的超聲波法很難探測其橫向及縱向的延伸變化情況,而使用地質雷達則可有效地解決這些問題。
2.3.1.2在巖溶塌陷調查中的應用
在隱伏基巖為灰巖及白云巖等可溶性巖石的地區,巖溶塌陷是一種較為常見的地質災害,由于地下水的溶蝕作用,基巖中出現溶洞,溶洞的擴大可導致其上部覆蓋層中形成土洞而造成塌陷。由于這一切均發生在地下,隱蔽性較強,不易引起人們重視,隱患也就更大。在這方面的調查中,地質雷達具有較大的優勢。
2.3.1.3在滑坡調查中的應用
在斜坡地貌發育的地區,滑坡是一種較為常見的地質災害,地表流水的侵蝕、地下水的潛蝕和溶蝕以及工程荷載和地震作用等都可能引發滑坡?;麦w下滑時與母體之間的分界面稱滑坡面。在工程方面,為了對滑坡災害采取有效的防治措施,首先必須要找出滑坡面。一般采用的是電測法及地震勘測法,但這兩種方法的花費較高,且受地質因素的干擾較大,遠不及地質雷達快速、高效和經濟。
2.3.1.4在活動斷裂調查中的應用
活動斷裂作為一種巨大的災害隱患已引起人們的注意和重視,它可以誘發地震、地裂縫以及地面沉降等多種地質災害,危害極大,如果能準確地確定出活動斷裂的位置,從而在以后的工程建設中避開或采取有效的防護措施,可以最大限度地減少損失。在活動斷裂的調查方面,快速、高效、經濟的地質雷達已逐漸取代了鉆探及變形監測等傳統方法。
2.3.2探測結果
本次測試共計14條測線,長1479m。各測線所得雷達測試圖像清晰,滿足預期探測要求。本文對其中3條測線進行了分析闡述。
2.3.2.1測線1
測線長145m,覆蓋層厚度為1.2~2.5m之間。詳細探測結論見表1與圖2。
表1:探測結果
圖2:測線1成果圖
2.3.2.2測線2
測線長145m,覆蓋層厚度為1.2~2.5m之間。詳細探測結論見表2與圖3。
表2:探測結果
圖3:測線2成果圖
2.3.2.3測線3
測線長145m,覆蓋層厚度為1.2~2.5m之間。詳細探測結論見表3與圖4。
表3:探測結果
圖4:測線3成果圖
3.結束語
本文通過地質雷達在地裂縫、巖溶塌陷、滑坡以及活動斷裂調查中的應用實例分析。探地雷達以其無損、快速、準確的工作特點,正逐漸取代鉆探、電法及超聲波等傳統方法對地質災害的防治進行了分析,這也證明了地質雷達對地質災害防治起了重要作用。
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