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關鍵詞:地質(zhì)災害;地質(zhì)雷達; 調(diào)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(zhì)災害是由于各種(自然的或人為的)地質(zhì)作用導致地質(zhì)體或地質(zhì)環(huán)境發(fā)生變化,給人民的生命財產(chǎn)、生存環(huán)境以及國家建設造成損失的災害事件的統(tǒng)稱。近年來,許多地區(qū)各種地質(zhì)災害(滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等)頻發(fā),給當?shù)氐慕?jīng)濟建設和人民生命財產(chǎn)安全構成了嚴重威脅。我們知道,任何地質(zhì)災害的發(fā)生、發(fā)展都會引起地球物理場的變化,因此,加強對地質(zhì)災害勘查與治理過程中的物探工作研究是當今環(huán)境地質(zhì)工作中的一項重要課題。
1.地質(zhì)雷達用于地質(zhì)災害調(diào)查的可行性
常見的地質(zhì)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(zhì)災害的發(fā)生都會在介質(zhì)(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(zhì)的物性差異很大,致使電磁波穿過該界面時的反射能量發(fā)生增減、波形幅值出現(xiàn)明顯變化,據(jù)此可解譯出該界面的準確位置及大致形態(tài)等相關信息,因而,探地雷達用于地質(zhì)災害調(diào)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(zhì)雷達在地質(zhì)災害調(diào)查中的應用
2.1工程概況
某工程為山地地質(zhì),該區(qū)地表主要巖性為灰?guī)r,區(qū)內(nèi)橫向河谷發(fā)育,水源豐富,地表灰?guī)r有溶蝕環(huán)境。該區(qū)域近年多次發(fā)生塌陷地質(zhì)事故,部分民房出現(xiàn)不均勻沉降、開裂等不良現(xiàn)象,且該現(xiàn)象有繼續(xù)加劇的趨勢。為提出合理的治理方案,需要對該區(qū)域的巖溶分布進行較為詳細的了解,故采用地質(zhì)雷達對該區(qū)域進行探測。由于測區(qū)位于居民區(qū),房屋、沼氣池、溝渠、地形大起伏等原因?qū)走_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(zhì)雷達,100MHz地質(zhì)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(fā)射天線向介質(zhì)發(fā)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(zhì)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(zhì)的電磁學性質(zhì)及幾何形態(tài)的變化而變化。介質(zhì)的電磁學性質(zhì)主要包括導磁率μ、導電率σ和介電常數(shù)ε,它們與介質(zhì)的組成物質(zhì)、密實程度密切相關。根據(jù)雷達波的旅行時間、幅度與波形等實測數(shù)據(jù),即可探測介質(zhì)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(xiàn)行《水電水利工程物探規(guī)程》(DL/T5010-2005)、《城市工程地球物理探測規(guī)范》CJJ7-2007標準執(zhí)行,儀器參數(shù)設置如下:增益:0~66db;采樣點數(shù):2048點;發(fā)射速率:主要為50脈沖/秒;時間窗口:500ns;濾波系統(tǒng):20MHz~200MHz。
2.3地質(zhì)雷達在地質(zhì)災害調(diào)查中的應用
2.3.1地質(zhì)雷達應用范圍
2.3.1.1在地裂縫調(diào)查中的應用
地裂縫是一種常見且比較嚴重的地質(zhì)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(xù)出露,剛出現(xiàn)時規(guī)模較小,甚至寬僅數(shù)mm,不易引起人們的注意。由于其規(guī)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(zhì)雷達則可有效地解決這些問題。
2.3.1.2在巖溶塌陷調(diào)查中的應用
在隱伏基巖為灰?guī)r及白云巖等可溶性巖石的地區(qū),巖溶塌陷是一種較為常見的地質(zhì)災害,由于地下水的溶蝕作用,基巖中出現(xiàn)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(fā)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(diào)查中,地質(zhì)雷達具有較大的優(yōu)勢。
2.3.1.3在滑坡調(diào)查中的應用
在斜坡地貌發(fā)育的地區(qū),滑坡是一種較為常見的地質(zhì)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(fā)滑坡。滑坡體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(zhì)因素的干擾較大,遠不及地質(zhì)雷達快速、高效和經(jīng)濟。
2.3.1.4在活動斷裂調(diào)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(fā)地震、地裂縫以及地面沉降等多種地質(zhì)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(diào)查方面,快速、高效、經(jīng)濟的地質(zhì)雷達已逐漸取代了鉆探及變形監(jiān)測等傳統(tǒng)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(zhì)雷達在地裂縫、巖溶塌陷、滑坡以及活動斷裂調(diào)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(tǒng)方法對地質(zhì)災害的防治進行了分析,這也證明了地質(zhì)雷達對地質(zhì)災害防治起了重要作用。
參考文獻:
[1] 閆長斌, 徐國元. 探地雷達技術在巖土工程中的應用現(xiàn)狀與展望[J]. 湖南理工學院學報(自然科學版), 2003
[2] 李大心. 探地雷達在滑坡調(diào)查中的作用[J]. 中國地質(zhì)災害與防治學報, 1994
【關鍵詞】地質(zhì)災害;危險性評估;注意事項
一、前言
地質(zhì)災害風險評估是一項極具現(xiàn)實意義的重要研究課題和減輕災害損失的非工程性重要措施,其研究成果具有廣泛的應用價值,主要體現(xiàn)在:為區(qū)域發(fā)展及中長遠規(guī)劃提供基礎背景資料;為評價建設工程用地的適宜性及基礎設施布設提供依據(jù);為受災害威脅的地區(qū)制定應急措施以及為保障生命及財產(chǎn)安全提供工作基礎;直接為科學而經(jīng)濟地組織實施防災減災工程服務;為災害保險及發(fā)生次生災害的可能性及損失提供參考依據(jù)。地質(zhì)災害風險評估也是地質(zhì)災害風險分析的核心內(nèi)容和重要組成部分,為深入認識地質(zhì)災害災情、制定防災政策、規(guī)劃防治區(qū)域、實施防治措施以及優(yōu)選防災項目、進行項目管理奠定了堅實基礎。我國在一些領域進行的災害評估,已經(jīng)在減災、防災中發(fā)揮了重要作用。例如在我國一些區(qū)域或城市完成的洪水災害評估、地震災害評估等,不但為國家經(jīng)濟規(guī)劃和工程建設提供了重要依據(jù),而且直接指導了減災工作。
二、地質(zhì)災害風險評價在減災和國民經(jīng)濟發(fā)展中的作用
地質(zhì)災害風險評價在國民經(jīng)濟發(fā)展中具有重要的作用,可以為國土資源規(guī)劃,重大工程選址以及地質(zhì)災害治理、監(jiān)測、預報及制定救災應急措施和保護環(huán)境提供科學依據(jù)。目前,我國已相繼開展了全國和區(qū)域性的風險評價與區(qū)劃;開展了部分地區(qū)-多發(fā)縣(市)的地質(zhì)災害調(diào)查與危險性評價;部分建設用地的危險性和風險性評價;重大工程(如三峽水庫、青藏鐵路等)的危險性和風險性評價。
1、為國土資源規(guī)劃和重大工程選址提供依據(jù)。通過對地質(zhì)災害進行全國和區(qū)域性的風險評價與區(qū)劃,可以為各種重大工程建筑的選址,合理利用土地資源和環(huán)境保護提供依據(jù)。各種工程活動和土地開發(fā)利用,都必須以可持續(xù)發(fā)展為前提。各種重大工程建筑應建在地質(zhì)災害風險程度較低的地區(qū)。
2、為防治地質(zhì)災害提供依據(jù)。通過對地質(zhì)災害進行危險性評價、易損性評價,可以為地質(zhì)災害的防治提供依據(jù);對發(fā)生規(guī)模不同的地質(zhì)災害采取不同的防治措施進行治理或綜合治理。如果地質(zhì)災害危險性低、易損性小,則宜采用工程防治措施;如果地質(zhì)災害危險性高、易損性大,則應采用躲避或搬遷措施;在無法躲避、無合適搬遷地址,或不允許搬遷時,則宜采用高標準的工程措施。
3、為地質(zhì)災害監(jiān)測、預報、預警提供依據(jù)。通過對地質(zhì)災害危險性評價、期望損失分析,可以為建立地質(zhì)災害監(jiān)測站的選點提供依據(jù)。對重點地區(qū)的地質(zhì)災害進行實時監(jiān)測并及時對各種地質(zhì)災害信息進行分析,作出預報、預警,使損失降低到最低程度。
4、為地質(zhì)災害的應急措施提供依據(jù)。根據(jù)地質(zhì)災害危險性評價、易損性評價、風險評價,提出在發(fā)生不同規(guī)模地質(zhì)災害時的應急方案,并為災后重建提供依據(jù)。
5、為環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。地質(zhì)災害除受自然因素控制外,主要是由于人類不合理的開發(fā)利用資源環(huán)境而引起,因此,合理開發(fā)利用資源環(huán)境、控制地質(zhì)災害的發(fā)生或減小地質(zhì)災害損失是保持國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的基礎。
三、地質(zhì)災害評估級別
1、一級評估是指重要建設項目。由建設單位或委托單位提交危險性評估報告書,必須對評估區(qū)內(nèi)分布的地質(zhì)災害是否危害建設項目安全、建設項目是否誘發(fā)地質(zhì)災害、預測評價工程建設可能誘發(fā)的災害類型及危險性、因治理地質(zhì)災害增大的項目建設成本等進行全面的評估。一級評估由省級國土資源廳組織,邀請專家5~7 人,最少不低于5 人,省級國土資源廳備案。
2、二級評估是指較重要的建設項目。與一級評估一樣,由建設單位或委托單位提交危險性評估報告書,對評估區(qū)內(nèi)地質(zhì)災害對建設項目的影響或危害以及建設項目是否會誘發(fā)地質(zhì)災害進行分析或?qū)m椃治觯静槊髟u估區(qū)內(nèi)存在的地質(zhì)災害類型、分布、規(guī)模,以及對擬建項目可能產(chǎn)生的危害、影響。對評估區(qū)內(nèi)重大地質(zhì)災害應參照一級評估要求進行評價。二級評估由市級國土資源局組織,邀請專家 3~5 人,最少不低于 3 人,市級國土資源局備案。
3、三級評估是指一般建設項目。可以從簡,由建設單位或委托單位提交危險性評估說明書,縣級國土資源局備案。
四、地質(zhì)災害危險性評估的主要內(nèi)容
1、現(xiàn)狀評估是指已有地質(zhì)災害的危險性評估。任務是根據(jù)評估區(qū)地質(zhì)災害的類型、規(guī)模、分布、穩(wěn)定狀態(tài)、危害對象進行危險性評價。對穩(wěn)定性或危險性起決定作用的因素作較深入的分析,判定其性質(zhì)、變化、危害對象和損失情況。
2、預測評估是指對工程建設可能引發(fā)或加劇的地質(zhì)災害的危險性以及工程本身可能遭受的地質(zhì)災害的危險性進行預測。任務是依據(jù)工程項目類型、規(guī)模、預測工程項目在建設中和建成后,對地質(zhì)環(huán)境的改變及影響,評價是否會誘發(fā)地質(zhì)災害以及災害的范圍。以郭屯煤礦為例,預測工程建設可能引發(fā)或加劇采空塌陷、砂土液化和地面沉降地質(zhì)災害的危險性小; 以可采 3 煤在全部開采的情況下,預測評估工程建設遭受采空塌陷地質(zhì)災害的危險性小; 遭受砂土液化地質(zhì)災害的危險性中等;遭受地面沉降地質(zhì)災害的危險性小。
3、綜合評估的任務是根據(jù)現(xiàn)狀評估和預測評估的情況,采取定性、半定量的方法綜合評估地質(zhì)災害危險場地的建議。
五、 地質(zhì)災害評估報告的編寫
1、建設單位要委托有資質(zhì)的勘探設計單位編寫報告書。勘探設計單位首先要根據(jù)建設用地所處的地質(zhì)環(huán)境條件,確定評估范圍和評估災種,如煤礦則以采空塌陷和地面沉降為主要評估災種。進行地質(zhì)災害調(diào)查,充分收集資料,分析研究評估區(qū)附近氣象、水文、地質(zhì)、水工環(huán)等地質(zhì)資料。
2、評估報告在綜合分析全部資料的基礎上進行編寫。報告書力求簡明扼要、相互聯(lián)貫、重點突出、論據(jù)充分、結論明確、附圖規(guī)范、時空信息量大、實用易懂、圖面布置合理、美觀清晰、便于使用單位閱讀。報告書的主要內(nèi)容包括: ①征地地點及范圍;②項目類型及平面布置圖;③評價工作級別的確定;④地質(zhì)環(huán)境條件;⑤地質(zhì)災害類型及特征;⑥工程建設誘發(fā)、加劇地質(zhì)災害的可能性;⑦工程建設本身可能遭受地質(zhì)災害的危險性;⑧綜合評價與防治措施;⑨結論與建議。
3、評估報告提交國土資源部門指定的委托審查的專家會評審,形成審查意見。國土資源部門對專家審查意見和所報資料進行審查備案,出具《×項目地質(zhì)災害的危險性評估成果備案證明》,以文件形式印發(fā)。
4、專家審查意見是國土資源部門行文備案的主要依據(jù),在一定意義上是代表政府進行審查,審查專家認真負責,審查意見規(guī)范、實事求是。審查意見對評估單位評估報告所確定的評估范圍和評估災種是否合理、預測評估方法是否正確、危險性評估結果是否可信、評估依據(jù)是否充分、結論是否可靠、報告中提出的地質(zhì)災害防治措施與建議是否可行等要明確表明。
5、地質(zhì)災害危險性評估報告書評審通過后,及時上報國土資源部門審查,同時填寫《地質(zhì)災害危險性評估報告?zhèn)浒傅怯洷怼贰ⅰ兜刭|(zhì)災害危險性評估報告?zhèn)浒傅怯洷怼罚徊⑸蠄髮彶閭浒浮?/p>
六、結語
地質(zhì)災害風險評價是風險管理和減災管理的基礎。針對不同目的實施不同種類的地質(zhì)災害風險評價,包括點評價、面評價和區(qū)域評價。根據(jù)地質(zhì)災害風險評價的結果,依據(jù)風險程度的不同,管理部門可以制定出相應的減災政策,部署實施減災工程,使減災管理做到有的放矢。風險評價成果可以為國土資源規(guī)劃,重要工程選址,地質(zhì)災害治理、監(jiān)測、預報及制定救災應急措施和保護環(huán)境提供科學依據(jù)。
地質(zhì)災害風險評價的發(fā)展趨勢是其研究理論與方法不斷完善,并將與多種自然科學相融合、交叉,特別是與社會科學緊密相結合。地質(zhì)災害風險評價總體上是向著內(nèi)容越來越豐富、評價定量化和模型化、以GIS為技術支撐的管理空間化的方向發(fā)展。
參考文獻:
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[3]黃崇福.自然災害風險分析的基本原理,自然災害學報,1999,8(2) :21-30.
【關鍵詞】地質(zhì)災害;風險評價;方法
中圖分類號:F407.1 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
目前我國有許多方法可以進行地質(zhì)災害評價,在傳統(tǒng)的成因機理分析和統(tǒng)計分析方法外,破壞損失評價、危險性評價、風險性評價、防治工程效益評價等方法也是進行地質(zhì)災害評價的主要方法。地質(zhì)災害風險評價的應用前景良好,其發(fā)展方向也走向評價定量化、綜合化,管理空間化。作為風險管理和減災管理基礎的風險評價,其成果可廣泛的在國土資源規(guī)劃,工程選址,地質(zhì)災害方面以及制定救災應急措施和保護環(huán)境上進行運用。
二、地質(zhì)災害風險定義及其主要特征
目前對災害風險這一概念有不同的定義和解釋。大部分權威性辭典的定義為“面臨的傷害和損失的可能性”;“人們在生產(chǎn)勞動和日常生活中,因自然災害和意外事故侵襲導致的人身傷亡、財產(chǎn)破壞與利潤損失”。1984年,聯(lián)全國教科文組織UNESCO將其定義為:由于某特定的自然災害對經(jīng)濟、社會、人口所可能導致的損失。
基于自然災害風險的普遍意義和地質(zhì)災害減災需要,將地質(zhì)災害風險定義為:地質(zhì)災害活動及其對人類造成破壞損失的可能性。它所反映的是發(fā)生地質(zhì)災害的可能機會與破壞損失
程度。
地質(zhì)災害風險具有一般自然災害風險的主要特點,主要表現(xiàn)在下述二個方面。
一是風險的必然性或普遍性。地質(zhì)災害是地質(zhì)動力活動、人類社會經(jīng)濟活動相互作用的結果。由于地球活動不斷進行,人類社會不斷發(fā)展,所以地質(zhì)災害將不斷發(fā)生。從這一意義上說,地質(zhì)災害乃是一種必然現(xiàn)象或普遍現(xiàn)象。
二是風險的不確定性或隨機性。地質(zhì)災害雖然是一種必然現(xiàn)象,但由于它的形成和發(fā)展受多種自然條件和社會因素的影響,所以具體某一時間,某一地點,地質(zhì)災害事件的發(fā)生仍是隨機的,即在什么時候、什么地點發(fā)生何種強度(或規(guī)模)的災害活動,將導致多少人死亡或造成多大損失,都具有很大的不確定性。
地質(zhì)災害風險特征是構建地質(zhì)災害風險評價理論與方法的基礎或出發(fā)點。基于地質(zhì)災害風險的復雜性,對地質(zhì)災害風險認識與評價是一個不斷深化、完善的理論研究與技術方法的創(chuàng)新過程。
三、地質(zhì)災害風險構成與基本要素
地質(zhì)災害風險程度主要取決于兩方面條件:一是地質(zhì)災害活動的動力條件———主要包括地質(zhì)條件(巖土性質(zhì)與結構、活動性構造等)、地貌條件(地貌類型、切割程度等)、氣象條件(降水量、暴雨強度等)、人為地質(zhì)動力活動(工程建設、采礦、耕植、放牧等)。通常情況下,地質(zhì)災害活動的動力條件越充分,地質(zhì)災害活動越強烈,所造成的破壞損失越嚴重,災害風險越高。二是人類社會經(jīng)濟易損性,即承災區(qū)生命財產(chǎn)和各項經(jīng)濟活動對地質(zhì)災害的抵御能力與可恢復能力,主要包括人口密度及人居環(huán)境、財產(chǎn)價值密度與財產(chǎn)類型、資源豐度與環(huán)境脆弱性等。通常情況下,承災區(qū)(地質(zhì)災害影響區(qū))的人口密度與工程、財產(chǎn)密度越高,人居環(huán)境和工程、財產(chǎn)對地質(zhì)災害的抗御能力以及災后重建的可恢復性越差,生態(tài)環(huán)境越脆弱,遭受地質(zhì)災害的破壞越嚴重,所造成的損失越大,地質(zhì)災害的風險越高。上述兩方面條件分別稱為危險性和易損性,它們共同決定了地質(zhì)災害的風險程度。基于此,地質(zhì)災害的風險要素亦由危險性和易損性這兩個要素系列組成。危險性要素系列包括地質(zhì)條件要素、地貌條件要素、氣象條件要素、人為地質(zhì)動力活動要素以及地質(zhì)災害密度、規(guī)模、發(fā)生概率(或發(fā)展速率)等要素。易損性要素系列包括人口易損性要素、工程設施與社會財產(chǎn)易損性要素、經(jīng)濟活動與社會易損性要素、資源與環(huán)境易損性要素。
四、地質(zhì)災害的主要評價方法、內(nèi)容及目的
1、成因機理分析評價。以定性地評價地質(zhì)災害發(fā)生的可能性和可能活動規(guī)模為目的的成因機理分析評價,主要內(nèi)容是分析歷史地質(zhì)災害的形成條件、活動狀況和活動規(guī)律,造成地質(zhì)災害的確定因素,以及可能造成地質(zhì)災害的因素,根據(jù)地質(zhì)災害活動建立模型或者模式。
2、統(tǒng)計分析評價。統(tǒng)計分析評價的目的是對地質(zhì)災害危險區(qū)的范圍、規(guī)模、或發(fā)生時間采用模型法或規(guī)律外延法進行評價。其內(nèi)容包括是造成歷史地質(zhì)災害原因、災害的活動狀況以及活動有何規(guī)律,對地質(zhì)災害的活動規(guī)模、頻次、密度進行統(tǒng)計,以及分析地質(zhì)災害的主要影響因素,對地質(zhì)災害活動建立相關的數(shù)學模型或周期性規(guī)律。
3、危險性評價。危險性評價是對以往的地質(zhì)災害活動和將來發(fā)生地質(zhì)災害的概率進行評價,以及對地質(zhì)災害發(fā)生時將產(chǎn)生的危險的程度的給予評價。其主要內(nèi)容包括以下兩個方面:
(一)對包括大小、密度、頻次在內(nèi)的以往地質(zhì)災害活動的程度進行客觀評價。
(二)對可能影響地質(zhì)災害的地形地貌條件、地質(zhì)條件、水文條件、氣候條件、植被條件以及人為活動等地質(zhì)災害的可能影響因素進行評價。
4、破壞損失評價。破壞損失評價其目地在于對災害的歷史破壞進行評價,并對損失程度以及期望損失程度進行分析。其評價的內(nèi)容主要指以下兩個方面:
(一)在結合地質(zhì)災害危險性評價和易損性評價的之后,綜合地質(zhì)災害活動概率、破壞范圍、危害強度和受災體損失等內(nèi)容進行評價。
(二)對由地質(zhì)災害帶來的的人口、經(jīng)濟以及資源環(huán)境的破壞損失程度進行評價。
5、風險性評價。風險性評價包括了危險性評價和易損性評價的全部內(nèi)容,對地質(zhì)災害發(fā)生的概率進行分析,并對不同條件下反生的地質(zhì)災害可能造成的危害進行分析。風險性評價的目的是對發(fā)生在不同條件下的地質(zhì)災害給社會帶來的各種危害程度進行評價。
6、防治工程效益評價。不同于以上各種評價方法,防治工程效益評價是評價已選定的防治措施的效果,同時對措施進行經(jīng)濟評價和評價其在技術上的可行性。優(yōu)化分析多種防治預案并存的項目,提高防治方案的經(jīng)濟合理程度,使得措施在技術上可行,達到最優(yōu)化效益。而防治工程效益評價的根本目的是對地質(zhì)災害防治措施的效果是否符合經(jīng)濟合理性和科學性進行評價。
五、地質(zhì)災害風險評價實施過程以及其評價方法的發(fā)展趨勢分析
1、實施過程分析
一是根據(jù)評價區(qū)具體條件和風險評價的目的,建立關于地質(zhì)災害風險評價的評價系統(tǒng),制定風險分區(qū)的原則和和評價應用方法,建立指標體系以及評價模型。
二是對基礎數(shù)據(jù)進行全面調(diào)查,并結合風險評價需要進行統(tǒng)計分析,對各種基礎圖件進行編制,建立地質(zhì)災害風險評價表。
三是將危險性構成、易損性構成及防治能力三者結合,進行危險性分析、易損性分析,并在此基礎上,對期望損失加以分析。
四是對地質(zhì)災害可能造成的人口傷亡、經(jīng)濟損失以及資源環(huán)境的破壞綜合進行風險評價。
五是對評價區(qū)風險的分布特點和形成條件進行分析,在兼顧社會發(fā)展需要的前提下,提出能減少災害的建議和對策。
2、發(fā)展趨勢
作為當前國際地質(zhì)災害研究領域的重點課題——地質(zhì)災害風險評價研究,是對地質(zhì)災害活動與人類社會關系進行全面分析、對地質(zhì)災害的破壞效應定量化評價的關鍵問題之一。其發(fā)展的基本趨勢是:評價上向定量化,綜合化、管理空間化的方向發(fā)展。主要表現(xiàn)為:
一是由過去的歷史與現(xiàn)狀分析轉變?yōu)轭A測與研究相結合的方式。二是從單獨個體分析走向個體與區(qū)域研究相結合分析。三是由以往的定性分析發(fā)展為定量分析四是將單項要素分析發(fā)展為綜合要素評價。五是風險評價與減災管理相結合取代以往單純的風險評價理論,風險評價與防治不再獨立存在,使得風險評價更好的為社會經(jīng)濟建設和減災管理而服務。
六、結束語
綜上,地質(zhì)災害的風險評價有利于對環(huán)境進行保護和貫徹我國的可持續(xù)發(fā)展。地質(zhì)災害一方面是自然因素導致,另一方面則是由于人類開發(fā)利用資源環(huán)境的不合理性,因此,對資源環(huán)境進行合理開發(fā)利用、避免地質(zhì)災害的發(fā)生或降低地質(zhì)災害帶來的損失是保持國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要方面。因此,應該不斷的加強對地質(zhì)災害的風險評價的分析和研究。
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關鍵詞:地質(zhì)災害;地質(zhì)災害危險性評估;評估方法
Abstract: geological disasters seriously threaten people's lives and property security, to strengthen geological disaster forecast, can lower the bad harm of geological disasters. As construction engineering geological hazards assessment, geological disaster prevention and control of the basic basis and guidance documents, has played a more and more important role. In this paper, the geological disaster risk assessment methods are discussed.
Key words: geological disasters; Geological hazard risk assessment; Assessment method
中圖分類號:P694文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
一、地質(zhì)災害危險性評估
地質(zhì)災害危險性評估又稱地質(zhì)災害災變評價,是在在查清地質(zhì)災害活動歷史、形成條件、變化規(guī)律與發(fā)展趨勢的基礎上,進行的危險性評價。地質(zhì)災害危險性評估為評價地質(zhì)災害破壞損失程度以及規(guī)劃、部署、實施地質(zhì)災害防治工作提供科學依據(jù)。
其主要任務是:
1、查明評估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件,判定地質(zhì)環(huán)境條件的復雜程度,確定地質(zhì)災害危險性評估的范圍和評估級別;
2、查明評估區(qū)地質(zhì)災害類型、規(guī)模、分布、穩(wěn)定狀態(tài)、危害對象和危害程度,對地質(zhì)災害進行危險性現(xiàn)狀評估;
3、依據(jù)工程項目類型、規(guī)模,分析工程建設中和建成后引發(fā)、加劇地質(zhì)災害的可能性,工程建設本身遭受地質(zhì)災害的可能性,對地質(zhì)災害危險性進行預測評估;
4、在現(xiàn)狀評估、預測評估的基礎上,進行地質(zhì)災害危險性綜合分區(qū)評估,對建設場地適宜性作出評價;
5、提出防治地質(zhì)災害或另選場地的措施與建議。
二、做好地質(zhì)災害危險性評估的方式方法
(一)做好地質(zhì)災害調(diào)查
地質(zhì)災害調(diào)查的重點應是評估區(qū)內(nèi)不同類型災種的易發(fā)區(qū)段。在相同地質(zhì)環(huán)境條件下,存在適宜的斜坡坡度、坡高、坡型,巖體破碎、土體松散、構造發(fā)育,工程設計挖方切坡路塹工段,將是崩塌、滑坡的易發(fā)區(qū)段,應為調(diào)查的重點。經(jīng)初步分析判斷,凡符合泥石流形成基本條件的沖溝,因為調(diào)查的重點。依據(jù)區(qū)域巖溶發(fā)育程度,松散蓋層厚度,地下水動力條件及動力因素的初步分析判斷,圈定可能誘發(fā)巖溶塌陷的范圍,應作為調(diào)查的重點。在前人資料的基礎上,圈出各類特殊性巖土分布范圍,可作為調(diào)查的重點。對線狀及區(qū)域性的工程項目,必須將地質(zhì)災害的易發(fā)區(qū)段和危險區(qū)段及危害嚴重的地質(zhì)災害點作為調(diào)查的重點。崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降、潛在不穩(wěn)定斜坡等不同的地質(zhì)災害,都有不同的調(diào)查內(nèi)容與要求。
(二)控制地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)災害調(diào)查的精度
地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)災害,是地質(zhì)災害危險性評價的重要依據(jù),務必方法正確,滿足精度。
調(diào)查工作要以地質(zhì)——地貌調(diào)查為基礎,重點查明地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災害及其隱患的類型、分布、規(guī)模、活動特征、誘發(fā)因素、發(fā)展趨勢、危害對象和危害程度。主要地質(zhì)環(huán)境要素及所有地質(zhì)災害及其隱患地段必須有調(diào)查點控制。調(diào)查工作底圖采用最新地形地質(zhì)地貌圖。地質(zhì)地貌圖能滿足精度時,可只進行核查或補充測繪,沒有地質(zhì)圖或地質(zhì)地貌圖不能滿足要求時,應進行地質(zhì)-地貌測繪。調(diào)查工作底圖,線狀及大區(qū)域工程項目,比例尺一般為1:10000-50000。非線狀工程,比例尺一般為1:5000-25000。線狀及大區(qū)域項目的地質(zhì)災害評估,其地質(zhì)環(huán)境與地質(zhì)災害調(diào)查點控制密度,應滿足以下要求:
小區(qū)域或點狀工程項目,不作調(diào)查點控制密度要求,但要滿足調(diào)查精度要求。
(三)地質(zhì)災害危險性評估一般方法
地質(zhì)災害危險性評估方法可以分為對于點的危險性評價和對于面評估。
1、對于點的危險性評價,一定要弄清地質(zhì)災害點的地理位置及自然地理概況,地質(zhì)環(huán)境,地質(zhì)面貌,形態(tài)特征,邊界條件。采用經(jīng)驗法與災害活動的動力分析和條件分析方法相結合的方法。通過對力學平衡的計算,得出穩(wěn)定系數(shù)(K),用來指示斜坡失穩(wěn)的可能性。在計算現(xiàn)狀環(huán)境下斜坡穩(wěn)定系數(shù)時,應根據(jù)今后可能出現(xiàn)的情況設定相應的參數(shù),計算穩(wěn)定系數(shù),從而確定導致斜坡失穩(wěn)的因素,這些因素出現(xiàn)的頻率多大,進而可以確定災害發(fā)生的概率。最后根據(jù)形成條件及誘發(fā)因素的綜合分析,并結合穩(wěn)定性、危害范圍及其發(fā)生概率計算的結果,對整個地質(zhì)災害點進行危險性分區(qū)。
2、對于面評估特別是區(qū)域評估的危險性評價,首先要分析災害產(chǎn)生的因素,即巖體工程條件,構造條件,地形地貌條件和氣象水文條件,以這四種因素作為危險性評價的基礎。評價方法一般可采用單元面積評價法,即將研究區(qū)域劃分為若干個面積相等的單元,按照統(tǒng)一的評價標準,對每個單元逐一評價,然后再作整體評價。危險性評價的統(tǒng)一標準的制定是通過對各地質(zhì)災害群成生原因及新出現(xiàn)的災害活動特征進行研究,找出地區(qū)至災因素而實現(xiàn)的。評價時,將此四項因素用系統(tǒng)工程層次分析法,求出各自的權值,然后以專家評分方法,將分值乘以權值,求出各單元的危險性指數(shù)。再根據(jù)本區(qū)地質(zhì)災害發(fā)育特點,考慮到可能發(fā)展為災害的現(xiàn)狀及預測的內(nèi)容,將該區(qū)危險性分為極重、重度、輕度、無危險四級。
(四)地質(zhì)災害危險性評估分類方法
(1)滑坡的評價必須查明評估區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件、滑坡的構成要素及變形的空間組合特征,確定其規(guī)模、類型、主要誘發(fā)因素、對工程的危害。對斜坡地區(qū)的工程建設必須評價工程施工誘發(fā)滑坡的可能性及其危害,對變形跡象明顯的,應提出進一步工作的建議。
(2)泥石流評價必須查明泥石流形成的地質(zhì)條件、地形地貌條件、水流條件、植被發(fā)育狀況、人類工程活動的影響,確定泥石流的形成條件、規(guī)模、活動特征、侵蝕方式、破壞方式,預測泥石流的發(fā)展趨勢及擬采取的防治措施。
(3)崩塌的評價應查明斜坡的巖性組合、坡體結構、高陡臨空面發(fā)育狀況、降雨情況、地震、植被發(fā)育情況及人類工程活動。確定崩塌的類型、規(guī)模、運動機制、危害等,預測崩塌的發(fā)展趨勢、危害及擬采取的防治措施。
(4)地面塌陷的評價必須查明形成塌陷的地質(zhì)環(huán)境條件,地下水動力條件,確定塌陷成因類型、分布、危害特征,分析重力和荷載作用、地震與地震頻率、地下水及地表水作用、人類工程活動等對塌陷形成的影響,預測可能發(fā)生塌陷的范圍、危害。
(5)地裂縫的評價必須查明地質(zhì)環(huán)境條件、地裂縫的分布、組合特征、成因類型及動態(tài)變化。對多因素產(chǎn)生的地裂縫,應判明控制性因素及誘發(fā)因素。評價地裂縫對工程建設的危害并提出防治措施。
除地震成因的地裂縫外,對其他誘發(fā)因素產(chǎn)生的地裂縫應分析過量開采地下水、地下采礦活動、人工蓄水以及不良土體地區(qū)農(nóng)灌地表水入滲、松散土類分布區(qū)潛蝕、沖刷作用、地面沉降、滑坡等作用的影響。
(6)地面沉降的評價必須查明評估區(qū)所處區(qū)域地面沉降區(qū)的位置、沉降量、沉降速率及沉降發(fā)展趨勢、形成原因(如抽汲地下水、采掘固體礦產(chǎn)、開采石油、天然氣、抽汲鹵水、構造沉降等)、沉降對建設項目的影響,以及擬采取的預防及防治措施。對評估區(qū)不均勻沉降應作為重點進行評價。
(五)加強調(diào)查資料的檢查驗收
詳實、全面的野外調(diào)查資料是編制地質(zhì)災害危險性評估報告的質(zhì)量保證和基礎資料,典型的災點、隱患點、不良地質(zhì)作用等必須跑到、看到,記錄齊全完整。憑借粗燥、甚至虛假的野外調(diào)查資料編制的地質(zhì)災害危險性評估報告必將是沙灘樓閣,隱患無窮。加強地質(zhì)災害危險性評估工作野外調(diào)查資料的檢查驗收是保證評估工作質(zhì)量的早期和基礎措施,尤為重要,不可缺少。檢查方式可分為編制單位的內(nèi)部審查、管理機關的抽查等。
結束語
地質(zhì)災害危險性評估是能夠降低地質(zhì)災害對人們影響的有效手段,為了進一步提高地質(zhì)災害危險性評估的水平,還必須要加大對地質(zhì)災害危險性評估的分析研究力度,從而更好的確保人民的安居樂業(yè)。
參考文獻
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關鍵詞:地質(zhì)災害;滑坡防治;關鍵技術;處理方法
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
一、形成滑坡的條件及主要特征
(1)、滑坡災害形成條件
1、地形特點。主要包括斜坡和洼地地段,在這些地方地表水和地下水容易匯集壯大;河流的凹岸和緩坡,因其容易受到雨水沖刷和水流侵蝕往往形成滑坡;上陡下緩的堆積體地段和下伏基巖向外傾斜的斜坡;黃土地區(qū)階梯前緣的緩坡地段等。
2、地層條件。容易風化或見水易軟化的軟質(zhì)巖層;夾有軟弱夾層的硬質(zhì)巖;上松下密的黏土、膨脹土層和堆積而成的黏性土地層等在具備貯水功能、聚水條件和地層有隔水軟弱面時易形成滑坡。
3、地質(zhì)構造。傾向性較大的斜坡和斷層交接面以及不整合面、巖層層理面,連通節(jié)理面、褶曲兩翼的傾斜面等軟弱結構層(面),由于地質(zhì)結構的脆弱性易形成滑坡。
4、環(huán)境因素。水、氣候、地裂、地震等自然因素。
5、外在因素。亂砍亂伐,破壞植被等人為破壞地表的行為。
(2)、滑坡判別特征
1、形態(tài)特征。滑坡主要呈現(xiàn)圈椅狀或馬蹄狀環(huán)形谷。上部常有裂縫、中部是起伏的坑洼;前緣有鼓丘且常伴有扇形裂縫、后緣有陡壁和擦痕;兩側有羽狀的裂縫并常常形成雙溝谷現(xiàn)象。滑坡時常會形成鼻狀凸丘和多級平臺,有的還會伴隨凹地積水、房屋傾斜、道路開裂和建筑倒塌等現(xiàn)象。
2、土層特征。滑坡發(fā)生時地層的完整性遭到破壞:巖層層位、產(chǎn)狀或構造與不連續(xù);有的巖層發(fā)生重疊或順序顛倒;地表出現(xiàn)張性裂縫,并摻雜有樹葉及泥土等參雜物。
3、水文特征。發(fā)生滑坡災害時,地下含水層發(fā)生斷裂,完整性和連續(xù)性遭到破壞。具有單獨的含水層的滑坡體,此時水文特征變得毫無規(guī)律可言:水位變化、方向錯亂、滑動帶前緣位置溢出泉水等。
二、滑坡防止中的關鍵技術及處理方法
(1)、抗滑樁
1、滑坡治理中抗滑樁的設計
第一,確定樁群平面布置,確定樁距樁位。樁群平面布置和樁距一般是按照規(guī)定通過計算而得。樁位的確定有懸臂梁法、地基梁法、有限單元法、地質(zhì)工程法、經(jīng)驗法。不同樁位將影響滑坡的穩(wěn)定安全系數(shù)和滑動面的形狀等。這里主要談談有限單元法。有限元折減法把滑帶和滑體的強度參數(shù)進行折減,從而得到相應安全系數(shù)。把樁看作是埋入滑坡體中的梁單元,利用有限單元法計算其推力等,從而確定樁位。通過設計滑坡推力大小、地形、地層性質(zhì)及理論計算,選定樁長、錨固深度、樁截面尺寸和樁間距。第二,選定樁型,確定樁長等,根據(jù)地質(zhì)條件和一般規(guī)定選擇。第三,力的分析。作用抗滑樁的力系分為作用于樁上部的滑坡推力和樁周圍地層對樁的反力也可以說是內(nèi)力。一般采用地基梁法測定內(nèi)力確定變形。而對于滑坡推力的,其在樁背上的作用點和大小分布與滑坡的類型、部位、變形情況、地基反力等有關。可以用不平衡推力傳遞系數(shù)法去計算滑坡推力的大小。處于彈性階段時,地基反力按彈性抗力計算,而在塑形階段時,計算反力較復雜,但反力大小不能超過錨固段的許用承載能力。由于抗滑樁主要是承受水平荷載作用,而某些引起豎向壓力的力如摩阻力、粘著力、樁變形等對抗滑樁的穩(wěn)定安全可忽略不去計算。
2、施工機械抗滑樁施工技術探析
在當前大型工程施工機械抗滑樁的施工中,技術人員需要在進行抗滑樁施工之前首先對工程項目測量放樣,并對施工圖紙中的導線點、水準點、樁位坐標進行過復測。通過測定的樁位中心進行抗滑樁樁孔的開挖。在進行水下抗滑樁孔的孔口護壁施工時由于采用孔口鋼護筒,故不需進行混凝土護壁的澆灌。施工機械抗滑樁進機械挖孔施工時一般采用隔樁施工法。每次需要對固定數(shù)量的樁基進行施工然后才能對其他樁基進行施工,以保證工程樁基之間土體的穩(wěn)定。施工人員在進行樁孔土方的挖掘時,需要首先將樁孔間的土方進行挖掘,然后逐步進行周圍的擴挖。施工中施工人員需要控制樁孔截面的尺寸,每個階段的開挖高度與鋼護筒的高度相差不大。當施工中發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況發(fā)生變化施工人員需要及時進行匯報并積極采取措施,保證施工的安全。技術人員在每個階段的樁孔開挖完成后及時進行施工機械抗滑樁孔徑和垂直度、樁孔中心位置的測量,保證樁孔開挖的過程中其中心位置與樁中心在同一垂線之上,保證鋼護筒的安裝的垂直性和銜接的密封性,使抗滑樁的護壁厚度和孔徑保持高度的一致。
在進行施工機械抗滑樁的施工中,樁孔挖掘過程中施工人員需要注意安全的進行施工,在施工中當樁孔挖到設定深度時需要利用桿孔規(guī)進行樁孔的直徑和井壁圓弧度的測量,若發(fā)現(xiàn)不符合施工機械抗滑樁的設計要求,技術人員需要及時進行修正作業(yè),保證樁孔的上下貫通和垂直。樁孔挖掘完成后技術人員進行鋼護筒的下方和固定,每個階段下放的鋼護筒需要保證銜接的密封性和垂直性,并進行針對性的加固施工,保證施工機械抗滑樁孔中鋼護筒的有效性和穩(wěn)定性。施工機械抗滑樁采用鋼護筒技術能夠有效提高滑面的抗剪力,通過科學的灌漿施工使鋼套筒樁孔具有良好的特性,如有較高的剛度,鋼套筒在樁孔中施打比較容易和便捷,其橫向剛度較小,在工程施工中布置比較靈活,有效提高施工機械抗滑樁的施工效率和施工質(zhì)量。
(2)、快速錨固技術
快速錨固技術主要包括:快速鉆探成孔、快速下錨和快速注漿技術與工藝的組合,而深層自適應錨固技術具有快速、安全、經(jīng)濟、創(chuàng)新的特點。
1、快速下錨技術與工藝概述
在復雜地層條件下,快速下錨技術以錨索的快速安裝為基礎,通過機械化輔助裝置的使用,盡量縮短長大錨索的安裝時間,實現(xiàn)鉆進效率高、錨索安裝速度快、注漿時間短、施工工藝先進、錨固效果好。
為了在場地狹窄的應急救災現(xiàn)場快速、準確地將錨索安裝到位,提高錨索施工效率,錨索輔助安裝裝置的設計原則是小型、靈活、操作簡便、適應性強,與國外大型、安裝和灌漿一體化設備互為補充。因此,機械化輔助下錨裝置技術方案為:錨索安裝系統(tǒng)由孔內(nèi)和孔外兩大部分組成,孔內(nèi)裝置主要起錨索定位作用,孔外裝置主要起孔外固定、支撐和送繩輔助作用,二者相配合達到輔助下錨的效果。孔內(nèi)裝置由孔底裝置和送繩裝置兩部分構成,是整個錨索快速安裝系統(tǒng)的核心部分,關系到錨索孔內(nèi)定位的可靠性。孔外裝置由絞車、電機、減速機、聯(lián)軸器、底座、配重鋼軌等部分構成,作用是連接并牽引孔內(nèi)裝置已安裝到孔底的牽引鋼繩,將錨索安裝到錨孔內(nèi)的需要深度,實現(xiàn)機械輔助下錨準確到位,減輕錨索人工安裝的強度,提高安裝速度,從而提高錨索加固效果。
為確保安裝質(zhì)量,對錨索的安裝工藝進行了研究。施工時,首先將孔底裝置送至錨索孔內(nèi)底部,靠機械裝置進行固定,然后再連接錨索和送繩裝置,與孔外裝置聯(lián)合作用將錨索安裝到孔內(nèi)指定位置,最后取出送繩裝置,進行錨索的下一步施工,以達到快速、準確的施工效果。
2、深層滑坡自適應錨固技術研究
在深層滑體的錨固過程中,由于滑面埋置較深、鉆孔深度大,如果采用傳統(tǒng)的拉力型預應力錨索,錨索勢必很長,工程造價成本較高。自適應錨固技術是指錨索在基巖和滑體中均設置錨固段,滑面位置設置自由段,利用滑體剩余下滑力在基巖與滑體中分別產(chǎn)生錨固力,在中部自由段(鋼絞線套管防護,套管外鉆孔注漿)產(chǎn)生“預應力”。當巖土體有滑動跡象時,自適應錨固即產(chǎn)生錨固力,中部自由段產(chǎn)生位移,適應巖土體變形,兩端錨固段產(chǎn)生錨固力,及時控制巖土體變形,達到加固巖土體的目的。同時由于不張拉、不安裝錨具、一次性注漿完成,具有快速、安全、經(jīng)濟、效果好的特點。同樣的原理,這種自適應錨固技術也可用于多層滑面的快速加固工程。
為了盡快完善自適應錨固技術的程序和工藝,利用試驗和數(shù)值模擬研究自適應錨固作用的機理,探討自適應錨固的適用性,為自適應錨固的工程應用提供科學依據(jù)。試驗技術流程為:預制混凝土塊(預留孔道)―制錨―應力傳感器埋設―錨索安裝―注漿―試驗模型組裝―加載試驗及數(shù)據(jù)采集―數(shù)據(jù)分析與處理。其中關鍵技術環(huán)節(jié)包括:應變傳感器埋設、注漿、加載試驗及數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)分析與處理。然后采用FLAC3D對室內(nèi)試驗進行數(shù)值模擬,以檢驗室內(nèi)試驗的可行性及試驗成果。
計算結果表明,在受外界干擾,如滑體發(fā)生較大變形時,錨索能利用巖土體與砂漿體的粘結力進行自錨固,且其內(nèi)力分布模式為對稱于滑動面的雙曲線。
(3)、錨索 + 格構梁系統(tǒng)
該系統(tǒng)是利用錨索外端與格構梁聯(lián)接固定于坡面,另一端錨固在滑動面以內(nèi)的穩(wěn)定巖體中穿過邊坡滑動面的預應力鋼絞線,從而直接在滑面上產(chǎn)生抗滑阻力,增大抗滑摩擦阻力,使結構面處于壓緊狀態(tài),以提高邊坡巖體的整體性,從而從根本上改善巖體的力學性能,有效地控制巖體的位移,促使其穩(wěn)定,達到整治順層、滑坡及危巖、危石的目的。
因而在實際的滑坡體治理措施中該系統(tǒng)得到了廣泛的應用。其施工工藝為:確定孔位鉆機就位調(diào)整角度鉆孔清孔安裝錨索注漿制作框架梁錨索張拉封錨。施工前坡面需修整成一定的坡比,格構梁縱橫正交呈“井”字形( 或斜交呈菱形) 緊貼在坡面上,錨索設在縱橫梁的交點上,并可考慮在坡面上的梁格內(nèi)植草綠化,在適當部位還可以種植一些低矮的灌木,既保證其抗滑的效果又增加了美觀性。
三、結語
總而言之,在長期的山體滑坡治理過程中,需要根據(jù)總結滑坡的防治原則,采取及時有效的滑坡預防措施,使治理方案的實施更加具有時效性和安全性。參與國家防災減難的工作人員應該根據(jù)滑坡的變形特征、滑體物質(zhì)及性質(zhì)組成特征、穩(wěn)定性影響因素等影響程度分析,秉著“技術可行、經(jīng)濟合理”的宗旨,科學合理的對地質(zhì)災害中的滑坡進行防治,同時也希望滑坡的防治工作可以引起社會的廣泛關注,同時促進我國防災減災事業(yè)的發(fā)展。
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[關鍵詞]滑坡 地質(zhì)災害勘查 治理方法
中圖分類號:TM831 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)10-0266-01
一,關于滑坡及其形成的原因
滑坡指斜坡上的巖體或土體,受到地下水活動、河流沖擊、人工切坡及地震等一些因素的影響,在重力的作用下,沿著一定的軟弱帶或軟弱面,分散地或整體地順坡向下滑動的自然現(xiàn)象。
分析造成滑坡地質(zhì)災害的原因不難發(fā)現(xiàn)滑坡地質(zhì)災害是人類活動和自然環(huán)境相互作用、相互影響的結果。滑坡地質(zhì)災害是不可能完全避免的。造成滑坡地質(zhì)災害的原因不外乎兩點:
(一)自然因素,即地貌條件和地質(zhì)條件引起的滑坡地質(zhì)災害。
在湖南省寧遠縣灣井、九疑山一些山區(qū)地帶,經(jīng)常會出現(xiàn)因為地貌條件和地質(zhì)條件引起的滑坡地質(zhì)災害。從地質(zhì)條件方面來說,巖土類型是引起山體滑坡的重要因素。一般來說,松散覆蓋層、泥巖、粘土、黃土以及片巖、板巖等,還有一些軟硬相間的巖層構成的斜坡同樣容易造成山體滑坡。另一方面,在滑坡的過程中,地下水的活動占主要作用,起作用的主要是土、巖,降低土體和巖石的強度,使其產(chǎn)生空隙水壓力和動水壓力,對透水巖層產(chǎn)生一種漂浮托力,從而造成山體的滑坡。最后,地質(zhì)構造對山體滑坡的影響也是不可忽視的。當組成斜坡的土體、巖石被各種構造面切割分離成不連續(xù)的狀態(tài)時,就會產(chǎn)生向下滑動的趨勢。一般來說,對于一些水庫、溝、江、河的斜坡、建筑物和山坡的邊緣都是比較容易發(fā)生滑坡的地方。
(二)人為因素
觀察發(fā)生的滑坡災害不難發(fā)現(xiàn),很多滑坡多發(fā)的地區(qū)都是地殼運動和人類各種工程活動較頻繁地區(qū)。這充分說明,正是人類的頻繁的工程活動引發(fā)了滑坡。
人們不符合生態(tài)學的活動主要有四個方面:
第一,過量的砍伐樹木,破壞植被,導致水土流失現(xiàn)象嚴重,降低了土壤的保水、蓄水能力,在雨季,較容易山洪暴發(fā)而導致山體滑坡。第二,由于受經(jīng)濟利益的驅(qū)使,人們在不能或不允許開挖的山體上,開礦、開墾、采石、取石等人為的破壞山體穩(wěn)定性,使山體地表水改變了流向和路徑,加劇了滑坡體的形成。
第三,水庫庫區(qū)、電站長期的風浪和蓄水也加劇了對庫區(qū)兩岸的岸基的侵蝕沖涮程度,導致岸基因崩塌、沉陷而失穩(wěn),從而比較容易導致相應的山體滑坡。
第四,修建公路造成的滑坡,在山坡上修建公路改變了山體自然形成,有利于山體穩(wěn)定的水流流徑、地下水和地表通道。讓暴雨后匯集大量的地表水,直接沖刷一些地質(zhì)比較薄弱層或裂縫而導致山體滑坡。
二,對于滑坡的勘查
(一)明確滑坡勘察的目的和內(nèi)容
滑坡工程勘查的目的在于查清滑坡所在地段的工程地質(zhì)條件(自然地理、經(jīng)濟狀況、地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構造、水文地質(zhì)及地震活動等)氣象水文及人類工程活動等作用因素,以及人類工程活動后滑坡穩(wěn)定性可能發(fā)生的變化,從而評價工程活動的可行性并提出活動方式及應采取的措施或方案建議。對于滑坡的地質(zhì)勘查的內(nèi)容是:通過地質(zhì)調(diào)查與測繪、地質(zhì)鉆探、挖探、物探、地下水觀測等各種調(diào)查和勘探手段,查明滑坡的要素、規(guī)模、空間分布范圍、成因、性質(zhì)、類型、水文地質(zhì)特征、穩(wěn)定狀態(tài)與危害程度等。
(二)選擇合適的勘察方法
常用的地質(zhì)勘察方法有如下幾種:
第一,鉆探。對大中型滑坡,鉆探是主要的勘查手段。鉆探的主要任務是查明滑坡體的范圍、厚度和巖土體組成,采取足夠的巖土試樣進行物理力學試驗,查明與滑坡有關的地下水含水層的層數(shù)、分布、來源、動態(tài)及各含水層的水力聯(lián)系等。
第二,挖探。挖探包括井探、硐探、坑探、槽探四種方式。通過挖探,可以直接觀察地質(zhì)情況,詳細描述巖性,進行地層劃分,了解滑帶寬度和延伸方向,確定滑坡邊界。
第三,物探。物探手段主要是根據(jù)不同地層的物理性質(zhì)的差異性,了解地層的分布狀態(tài)和地質(zhì)構造特點等。物探與鉆探、挖探配合使用,可以節(jié)省鉆探工程量,提高勘查資料精度。
第四,水文地質(zhì)勘查。滑坡的發(fā)生、發(fā)展與地下水活動的關系非常密切。為查明滑坡地下水的動態(tài)分布,必須進行水文地質(zhì)試驗與鉆孔水文地質(zhì)觀測,以測定滑坡各含水層的滲透系數(shù)、地下水位、流向、流速、流量及各層之間的水力聯(lián)系。
三,滑坡災害的治理
(一)明確滑坡治理的原則
第一,以查清工程地質(zhì)條件和了解影響斜坡穩(wěn)定性的因素為基礎。查清斜坡變形破壞地段的工程地質(zhì)條件是最基本的工作環(huán)節(jié),在此基礎上分析影響斜坡穩(wěn)定的主要及次要因素,并有針對性地選擇相應的防治措施。
第二,整治前必須搞清楚斜坡變形的規(guī)律和邊界條件,變形破壞規(guī)律不同,處理措施也不同,要根據(jù)斜坡變形的規(guī)律大小采取相應的措施。此外,還須掌握變形破壞面的位置和形狀,以確定其規(guī)模和活動方式,否則就無法確切地布置防治工程。
第三,按工程的重要性采取不同的防治措施,斜坡失穩(wěn)后后果樂氐鬧卮蠊こ蹋勢必要提高安全穩(wěn)定性系數(shù),防治工程的投資量大;而非重大的工程和臨時工程,則可采取較簡易的防治措施。同時,防治措施要因地制宜,適合當?shù)厍闆r。
(二)采用滑坡治理工程措施
目前常用的滑坡治理工程措施有:
第一,清除滑坡體。對坡高小于15m、坡面長小于50m的小型土質(zhì)邊坡,且其無繼續(xù)向上及兩側擴展的可能。由于挖方工作量較小,且挖除后可永久消除危害,因此可采用挖除的方法一次根治。
第二,排水工程。排水工程包括地表排水和地下排水,整治滑坡一般應在滑坡體外修環(huán)形截水溝將地表水引至天然溝谷。滑體內(nèi)修建樹枝狀排水系統(tǒng),布置時主溝應盡量與滑坡方向一致,支溝與滑向成三十到四十五度斜交。為防止地表滲透,應填平夯實地表,對風化或裂隙地表應采取錨噴防護措施以及灌漿措施,此外還應重視綠化、植被以固定土壤。
第三,支擋工程,即在滑坡體上建造支擋建筑物來增加抗滑能力,以獲得巖土體穩(wěn)定。首先可采用抗滑擋土墻。在中小型滑坡,下滑力不大時,可設置擋土墻或片石垛,并將基礎置于滑動面以下的硬層或基巖上,擋墻最常用的形式是重力式擋土墻。其次可采用抗滑樁。抗滑樁是借助樁與周圍巖同作用,把滑坡推力傳遞到穩(wěn)定地層的一種抗滑結構。
參考文獻
[1] 王鳳月王振兵.滑坡地質(zhì)災害勘查與其治理研究[J].科技創(chuàng)新導報.2015.02期.
關鍵詞:地質(zhì)監(jiān)測方法、措施
一、監(jiān)測技術地質(zhì)災害監(jiān)測技術發(fā)展及應用
狀況自20世紀50年代末期以來,現(xiàn)代科技成就,特別是電子技術和計算技術的成就被引用到地質(zhì)工程及巖土工程中來,極大地推動了勘察測試技術的進展(魏道垛,1998)。作為工程建設重要內(nèi)容的監(jiān)測技術的發(fā)展與進步,加速了信息化施工的推行,反過來又迅速提高了人們對地質(zhì)災害深層次的認識。
地質(zhì)災害監(jiān)測系統(tǒng)的總體結構隨著高新技術的發(fā)展,地質(zhì)災害監(jiān)測系統(tǒng)具有了一定的數(shù)字化、自動化和網(wǎng)絡功能。即將災害發(fā)生前的特征信息通過傳感器轉化為數(shù)字化信息,自動采集或匯集,數(shù)字化傳輸,數(shù)據(jù)庫存儲并提供使用,在全國范圍內(nèi)通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)前兆數(shù)據(jù)的分布式共享;建立多維地質(zhì)災害監(jiān)測系統(tǒng),即三維空間和不同的時間尺度,可分為大時間尺度的面上掃描和小時間尺度的單體突發(fā)性地質(zhì)災害的實時監(jiān)測。大時間尺度的監(jiān)測主要是以遙感(RS)為主,配合中長距離的GPS監(jiān)測,主要了解大范圍地質(zhì)環(huán)境演變過程,為災害危險性區(qū)劃服務。通常數(shù)月或幾年復測一次,以便掌握在不同階段地質(zhì)環(huán)境的演變過程。小時間尺度的監(jiān)測主要監(jiān)測單體突發(fā)性地質(zhì)災害,以實時自動監(jiān)測手段為主,輔以個別間斷監(jiān)測手段(如三角測量、水準測量、鉆孔傾斜儀測量)。
根據(jù)災害體的具體情況,選定監(jiān)測內(nèi)容。主要手段有位移、地電、地應力、微震、地下水位、地下水溫、水化學、地球物理探測(磁法、電法、地質(zhì)雷達)等,但各單體地質(zhì)災害所選用的手段不一定相同,要根據(jù)實際情況有效地組合達到最佳效果。
二、地質(zhì)災害監(jiān)測技術方法
1地面沉降監(jiān)測技術方法
地面沉降主要誘發(fā)因素是地下水過量超采。地面沉降具有區(qū)域性,不可逆轉性,危害是長期的、永久的。我國已有50 多座大中城市出現(xiàn)了地面沉降,約占全國城市的30%,其中80%分布在沿海,較嚴重的是上海、天津、蘇州、寧波,內(nèi)陸盆地型如內(nèi)蒙呼和浩特、山西大同,沖積洪積平原如河南鄭州、安徽阜陽。對地面沉降的監(jiān)測技術方法主要有地下水水位動態(tài)監(jiān)測、土體應力應變分析系統(tǒng)、大地測量法、GPS 全球定位系統(tǒng)、遙感圖片解譯、標志物的絕對測量等,這些方法綜合應用,確定沉降速率,通過監(jiān)測,及時采取防治措施,減少災害的進一步發(fā)生。
2地裂縫監(jiān)測技術方法
地裂縫的主要監(jiān)測技術方法有,大地測量法,GPS全球定位系統(tǒng)法,簡易人工觀測、應力計等技術方法,用于監(jiān)測裂縫變化情況和地質(zhì)條件的變化。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù),分析地裂縫的發(fā)育程度和發(fā)展變化趨勢,進行預測預報,采取處理措施,防止地裂縫開裂速率增大和開裂面積擴大。為城市規(guī)劃和建設提供基礎資料。
3地面塌陷監(jiān)測技術方法
地面塌陷根據(jù)成因不同分兩大類,即巖溶塌陷和非巖溶塌陷(包括礦區(qū)塌陷,黃土濕陷及人防工程塌陷等)。巖溶塌陷主要發(fā)育在廣西桂林、貴州六盤水等巖溶發(fā)育地區(qū),產(chǎn)生塌陷的主要原因是過量汲取巖溶水。主要監(jiān)測技術方法以地下水動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)監(jiān)測為主,以人工定期測量和水位自動記錄測量為主要方法,并觀測開采井的水的混濁度。非巖溶塌陷主要發(fā)生在老礦區(qū)和黃土地區(qū),老礦區(qū)由于疏干開采長期地表負荷增大等原因造成突然塌陷,在老礦區(qū)和廢棄礦區(qū)上進行開發(fā)建設前,進行勘察,確定采空區(qū)范圍,利用經(jīng)緯儀等進行地表變形監(jiān)測;在黃土地區(qū)由于黃土的濕陷性在灌區(qū)易形成塌陷,主要靠監(jiān)測黃土的含水量和飽水性來控制其塌陷。
4海水入侵監(jiān)測技術方法
海水入侵主要發(fā)生在沿海城市地區(qū),形成的主要原因是地下淡水過量開采,其次是沉積環(huán)境和人類工程建設及風暴潮等。主要監(jiān)測方法為人工定期測量和取樣化驗水樣,或自動水位水質(zhì)記錄儀自動監(jiān)測,人工定期采集數(shù)據(jù)。主要以監(jiān)測地下水水位和礦化度為主。根據(jù)水質(zhì)中氯離子含量的變化,判別咸淡水的過渡帶及海水入侵的特征。氯離子濃度變化快說明海水入侵強烈,氯離子濃度變化慢說明海水入侵相對緩慢。根據(jù)監(jiān)測結果采取相應的防范措施。
5 土地沙漠化監(jiān)測技術方法
土地沙漠化在西北干旱地區(qū)普遍存在,監(jiān)測方法主要采用地下水水位動態(tài)監(jiān)測和地面GPS 監(jiān)測以及遙感衛(wèi)星圖片監(jiān)測等。由于不利的自然條件、干旱少雨和人類不合理的開發(fā)利用土地、亂砍濫伐等造成生態(tài)環(huán)境破壞,水土流失,土地沙漠化越來越嚴重。水系的變遷和灌溉水源的減少是土地沙漠化的主要原因,所以地下水水位監(jiān)測尤為重要。
三、質(zhì)災害的防治對策
人類工程活動對地質(zhì)災害的影響不是單向的,而是具有雙向性。關鍵在于人類對自然規(guī)律的認識、利用程度和開展工程活動行為方式的規(guī)范化、科學化程度。因此,其對策有以下幾個方面:
(1)科學論證,合理規(guī)劃要開展全面的科學論證工作,評價地質(zhì)環(huán)境容量,論證工程活動對地質(zhì)環(huán)境的影響程度及其相互作用,按照區(qū)域合理布局,科學規(guī)劃。
(2)加大立法、執(zhí)法力度,規(guī)范工程活動行為各級政府要加強對國家已經(jīng)制定的《環(huán)境保護法》、《礦產(chǎn)資源法》、《水法》和《城市規(guī)劃法》的執(zhí)法力度。同時,也應盡快完善相關法律法規(guī),規(guī)范工程活動行為方式,克服任意性和盲目性。
(3)認真貫徹“以預防為主,防治結合”的方針 防,不能再停留在消極被動的地位,而應當變消極為積極,變被動為主動。在人類工程活動特別是對地質(zhì)災害可能有影響的活動進行之前,就要納入議事日程。對地質(zhì)災害的處理也要來一個認識上的飛躍和行動上的飛躍。通常認為地質(zhì)災害是“天要下雨,娘要嫁人”的事,采取的是災后救災的辦法。在科學技術相對發(fā)達和人類對地質(zhì)災害規(guī)律也有相當認識的今天,要加強對地質(zhì)災害的預先治理工作。把治理與開發(fā)利用有機地結合起來。
(4)開展地質(zhì)災害普查工作確定災害區(qū)劃,建立數(shù)據(jù)庫和信息網(wǎng)絡,制定防治規(guī)劃,加強綜合治理。
(5)增加對地質(zhì)災害防治工作的投入地質(zhì)災害一旦發(fā)生,其社會危害和經(jīng)濟損失巨大,國家與各級政府部門應站在防患于未然的高度,加大對這項工作的經(jīng)費投入,以解決目前開展此項工作經(jīng)費嚴重不足的狀況。
(6)加強宣傳教育,實行責任制管理要喚起人們的災患意識,提高人們對人類工程活動誘發(fā)地質(zhì)災害帶來的嚴重危害的認識,切實規(guī)范人類工程活動。必須加強宣傳教育力度,形成良好的社會減災防災環(huán)境,讓全民都關心和重視這項工作,自覺遵循自然規(guī)律。同時,要實行減災防災的分級負責制,開展群防群治,實現(xiàn)減災防災社會化。
四、地質(zhì)災害防治措施
針對轄區(qū)基本情況,要認真貫徹執(zhí)行“以防為主,防治結合,群策群防”的防御工作方針,并嚴格按照以下措施做好今年的地質(zhì)災害防御工作:
(一)加強領導、落實責任。地質(zhì)災害防治工作是事關人民群眾生命財產(chǎn)安全的大事,是構建和諧社會的重要組成部分。成立了街道防汛抗旱、預防地質(zhì)災害工作領導小組,建立健全地質(zhì)災害防治管理體系和監(jiān)測預報網(wǎng)絡,落實地質(zhì)災害群策群防責任制,及時安排街道防汛抗旱、預防地質(zhì)災害值班表,做到任務到人,責任到人。街道主任為第一責任人,負責組織落實地質(zhì)災害防治措施和地質(zhì)災害(隱患)點監(jiān)測工作及發(fā)生地質(zhì)災害后及時組織轉移群眾撤離工作。
(二)廣泛宣傳,提高全民防災意識。充分利用公開欄、宣傳欄、科普畫廊等社區(qū)文化宣傳陣地,廣泛深入地宣傳《地質(zhì)災害防治條例》及地質(zhì)災害防治科普知識,以此提高廣大群眾的防災救災意識和自救、互救能力。
(三)加強動態(tài)監(jiān)測和險情巡查,做好預警預報。汛前,對轄區(qū)內(nèi)的地質(zhì)災害(隱患)點進行一次檢查,并落實好以下工作:
1、成立了街道防汛抗旱、預防地質(zhì)災害工作領導小組,并充分發(fā)揮社區(qū)平安中心戶長和樓幢長的作用,切實做好地質(zhì)災害的預防、信息反饋、宣傳等工作。
2、落實社區(qū)地質(zhì)災害(隱患)點監(jiān)測人員,并制定和完善社區(qū)地質(zhì)災害(隱患)點的防治工作預案,使受地質(zhì)災害威脅范圍內(nèi)的每個居民了解災害隱患、撤離路線、防災避災措施等事項。
3、各社區(qū)要督促居民、基層單位加強對地質(zhì)災害(隱患)點的監(jiān)測,尤其是汛期加強監(jiān)測頻率,密切觀察地質(zhì)災害的發(fā)展趨勢,并做好記錄。發(fā)現(xiàn)異常情況立即向上級部門及領導報告,如情況緊急要立即報告,并迅速組織人員撤離。
4、加強對地質(zhì)災害(隱患)點的險情巡查,做好防范突發(fā)性地質(zhì)災害工作,并做好值班記錄。對重點的地質(zhì)災害隱患點,要及時協(xié)調(diào)有關單位,落實群測群防責任制,并采取有效的減災措施。
5、要建立地質(zhì)災害氣象預警預報機制。當天氣情況發(fā)生變化時,立即將相關信息通知到轄區(qū)各有關單位、企業(yè)、地災監(jiān)測人和受威脅的群眾,并做好有關防災減災工作。
(四)嚴格汛期值班和災情速報制度。地質(zhì)災害具有突發(fā)性的特點,要做好應急搶險救災工作。轄區(qū)企、事業(yè)單位要嚴格實行值班報告制度,及時上報值班電話和值班人員表,以便在災害發(fā)生后能在第一時間知悉災害情況,確保上報下達、傳遞到位。一旦發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災害險情,要按照分工要求,立即協(xié)調(diào)有關單位,做好應急和搶險救災工作,采取有效措施,防止災情進一步擴大,力爭最大限度減少損失。
關鍵詞:地下金屬礦山、 地質(zhì)災害、境巖土工程
一、礦山地質(zhì)災害類型:
礦山地質(zhì)災害是指由于自然地質(zhì)作用和人為地質(zhì)作用使礦山生態(tài)地質(zhì)環(huán)境惡化,并造成人類生命財產(chǎn)損失或人類賴以生存的資源、環(huán)境嚴重破壞的災害事件。有人認為礦山地質(zhì)災害是由于人類開采礦山而直接誘發(fā)的人為地質(zhì)災害。國土資源部按致災地質(zhì)作用的性質(zhì)和發(fā)生處所進行劃分,將地質(zhì)災害分為12類、48種,礦山地質(zhì)災害為地質(zhì)災害的一個分支。目前我國礦山存在種類多,分布廣,影響大,潛在災害隱患突出等特點,并且存在上升的趨勢,給人民生命財產(chǎn)安全帶來很大的威脅。礦山開采引起的主要地質(zhì)災害類型包括:崩塌滑坡、深部巖爆等其他地質(zhì)災害。
⑴、崩塌、滑坡
崩塌、滑坡是露天礦山最常見的工程地質(zhì)災害。它也是發(fā)生頻度最高、對露天礦山安全影響最大的災害。崩塌、滑坡主要分為幾個方面:①為采空區(qū)山體滑坡,主要是由于超量開采而引起;②為露天采礦場邊坡失穩(wěn);③為排土場、堆渣場邊坡失穩(wěn),或者尾礦壩垮塌。2009年5月在重慶地質(zhì)災害大排查活動中,重慶永川煤礦矸石山被列為地質(zhì)災害隱患點,必須限期予以排除,該矸石山高約430 m,通過降低矸石山高度,削坡減荷,同時在矸石山周圍建立3個大型磚廠,對矸石山予以消耗,最終隱患得以排除。湖南柿竹園多金屬礦的尾礦庫倒塌,形成礦渣碎石流,使沿途3鄉(xiāng)2鎮(zhèn)的94個村民小組受災,沖毀房屋39棟,計17810m2;淹沒房屋27棟,計8100m2;沖垮3座橋梁。礦區(qū)內(nèi)49人死亡,礦區(qū)直接經(jīng)濟損失達1300萬元。
⑵、深部巖爆
巖爆是一種與地應力有關的地質(zhì)災害,據(jù)悉,礦山進入1000m以下進行深部開采時,由于高地應力,硬巖層往往發(fā)生巖爆。巖爆就其破裂機制而言,是一種開挖卸荷條件下巖石自身彈性應變能突然釋放所造成的脆性破裂或爆裂;紅透山銅礦開采達1337m,在采深1100m左右,大片采區(qū)花崗巖柱及上下盤發(fā)生多次大的巖爆,地表響聲如雷,井巷工程遭到嚴重破壞,給生產(chǎn)帶來危害歸。
⑶、其他地質(zhì)災害
其他地質(zhì)災害主要有礦震、地熱、地質(zhì)環(huán)境污染、瓦斯突出、礦山泥石流、水土流失等,同樣對礦山地質(zhì)環(huán)境帶來比較大的威脅。地熱一般出現(xiàn)深度在800 m以下。地質(zhì)環(huán)境污染是目前礦山普遍的災害,主要通過物理法、化學法、生物法進行治理。
二、礦山地質(zhì)災害特點及誘因分析:
總體而言,我國目前礦山地質(zhì)災害具有以下特點:
(1)種類多,分布廣,影響大。據(jù)初步統(tǒng)計,全國因采礦引起的塌陷有180多處,塌陷坑1600個,塌陷面積1150km2。全國發(fā)生采礦塌陷災害的城市近40個,造成嚴重破壞的25個。因露天采礦、開挖和各類廢渣、廢石、尾礦堆置等直接破壞與侵占的土地已達1.4~2.0萬km2,并以每年200km2 的速度增加。
(2)災害類型與礦山規(guī)模、開采方式、礦產(chǎn)類型及所處地域相關。一般來說,露天礦山災害類型多為水土流失、排土場(山體)滑坡、泥石流、邊坡坍塌等。地下開采受采空區(qū)影響,災害類型多為地面塌陷、地裂縫、冒頂、巖爆、突水、瓦斯、地表水土污染、尾礦泥石流以及礦井抽排水導致的近地表水源枯竭等。
礦山地質(zhì)災害誘發(fā)因素各不相同。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(guī)范、管理不科學導致的,如采空區(qū)不及時充填、廢渣廢水隨意排放、水文地質(zhì)及構造不了解、巷道偏離、盲目指揮、違章作業(yè)、私挖亂采等,非穩(wěn)定因素積聚到一定限度引發(fā)各種災害;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(huán)境破壞,如我公司孝義鋁礦就因民采破壞,被迫縮小克俄礦區(qū)境界,浪費儲量達230萬T。
三、礦山地質(zhì)災害的防治對策:
現(xiàn)階段,我國礦山地質(zhì)災害的發(fā)生幾率、頻度、強度及災害損失均呈顯著上升態(tài)勢,對災害的全面預防和徹底治理已是刻不容緩。愈演愈烈的礦山災害、大量潛伏的災害隱患、日漸惡化的礦山環(huán)境說明礦山地質(zhì)災害的防治必須上升到政府監(jiān)管的高度,納入國家防災減災工作范疇。注重礦山地質(zhì)災害的防治研究,將其列入礦業(yè)領域的基礎性研究,把礦山災害、環(huán)保、安全生產(chǎn)統(tǒng)一起來。災害研究要充分依靠科技進步,采用高新技術,研究災害的發(fā)生機制,建立災害的監(jiān)測、預報和評估信息系統(tǒng)。我國煤炭礦山正著手建立GIS系統(tǒng)的地質(zhì)災害信息庫,涉及災害的時空分布、強度與頻度、數(shù)據(jù)分析、災害預報及災情評估等,為災害防治提供有效服務。礦產(chǎn)資源開發(fā)對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的破壞,相當一部分是排放“三廢”造成的。通過貧礦尾礦的資源化利用、固體廢棄物填溝造地覆土綠化、“廢水”閉路循環(huán)運用和零排放、有害固體廢棄物的安全填埋技術等措施,可緩解資源供給與需求壓力,防止地質(zhì)災害,減輕環(huán)境污染,達到改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的目的,實現(xiàn)礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
⑴、治理規(guī)劃及分區(qū):
1、進行區(qū)內(nèi)環(huán)境影響評價和生態(tài)環(huán)境評價,編制齋堂地區(qū)礦山環(huán)境治理總體規(guī)劃方案,制定預期目標和相應的治理措施。
2、將治理規(guī)劃區(qū)分為重點治理區(qū)和一般治理區(qū)。包括主要道路兩側,風景區(qū)、自然保護區(qū)范圍內(nèi),清水河保護范圍內(nèi),市區(qū)鎮(zhèn)主要規(guī)劃區(qū)內(nèi),礦山環(huán)境強烈影響區(qū),對人民生命財產(chǎn)安全有較大影響或潛在不安全因素的地區(qū)。一般治理區(qū)為目前礦山地質(zhì)環(huán)境破壞較小但環(huán)境地質(zhì)背景較脆弱,可適當延后恢復治理的區(qū)域。
⑵、主要預防措施:
1、對煤礦礦區(qū)的居民區(qū)下不明采空區(qū)進行勘查:老空區(qū)勘查工作的進行可以減輕當?shù)鼐用竦男睦韷毫Γ骷壵块T可以據(jù)此科學的決策預防方案、治理措施或遷村計劃,以避免減災行動的盲目性和無謂損失,以最少的經(jīng)濟投入獲取最大的社會、經(jīng)濟效益。
2、加強塌陷危險區(qū)的管理:嚴格制定遵守有關規(guī)定。本區(qū)違反塌陷危險區(qū)有關管理制度的情況屢有發(fā)生,造成嚴重后果,其教訓應予以汲取。建議今后對塌陷危險區(qū)的管理,除以國營礦山名義發(fā)文警告外,更需政府部門制定法規(guī),特別注意新建、改建問題,不應再人為地增加新的災害點。嚴禁濫采亂挖,落實依法采礦不亂采、不越界。對于治理工作應本著“先急后緩、以防為主、防治結合”的原則進行,從本區(qū)面臨的減災局勢,應采取以下措施,并在具體實施前進行充分的效益論證工作。
3、加強新建、改建建筑工程的選址論證工作:新建、改建的建筑工程,都要事先預防建立在老采空分布區(qū)上。特別是本區(qū)平地面積很少,改建、遷建建筑工程(包括村莊)的選址余地不大的情況下,此項工作尤顯重要。若在建設前先進行地下采空區(qū)的地表普查探測工作,搞清采空區(qū)的分布現(xiàn)狀,采取相應的減災、防災措施(如搬遷、充填老空、加固房基等),就可以避免或減少經(jīng)濟損失。
四、礦山安全防治新技術的應用與發(fā)展:
過去礦工僅憑經(jīng)驗來預測事故征兆,其中敲幫問頂就是最常用的方法!隨著科學技術的不斷進步,預測事故征兆的手段也不斷得到改進,預測水平越來越高。事故征兆預測由經(jīng)驗法向科學預測技術發(fā)展。近幾年,國內(nèi)外礦山積極采用新的預警技術,有效控制了礦山事故的發(fā)生或減少了人員傷亡和財產(chǎn)損失。
以微電子技術和信息技術為先導的世界新技術革命的成果,正迅速滲透到礦山領域。例如:美國、加拿大、澳大利亞等國的采礦生產(chǎn)工藝正向遙控和自動化發(fā)展。采礦工業(yè)正由勞動密集向資本密集和技術密集轉化,礦山生產(chǎn)高度機械化和計算機化。這一切變革也促使一些國家的礦山工人在結構和素質(zhì)上發(fā)生重大變化,技術的巨大變化促使礦工更年輕。技術更熟練、效率更高,同時工作條件變得更安全衛(wèi)生。實踐表明:只有高素質(zhì)的礦工,才能適應現(xiàn)代化礦井生產(chǎn)的需要。安全生產(chǎn)是一項系統(tǒng)工程,必須依靠完善法律、社會、經(jīng)濟、行政等各方面手段。經(jīng)過長期的努力來實現(xiàn),增加安全投資并完善投資的實際效果,無疑是一項盡快控制和扭轉事故多發(fā)的重要措施,而依靠技術進步,可促進生產(chǎn)效率的提高和安全狀況的改善。
1、預測預警儀器:
1)、地震層析X射線攝影機!地震層析X射線攝影機對測定地下礦山深部礦柱的相對應力是一種很有效的工具。如測得高應力區(qū),則可在掘進前去除應力或避開這些高應力區(qū)進行掘進,通過連軒地震測量,便知應力是否降低到可安全掘進的狀態(tài)。用地震層析X射線攝影機識別高應力區(qū)具有技術可靠、成本低、效率高等優(yōu)點。
2)、攜帶式熱應力監(jiān)測計。澳大利亞芒特艾薩鉛鋅礦。原巖溫度達600C。因此,監(jiān)測巖石溫度對礦工所產(chǎn)生的熱應力影響成為等待解決的問題。同時,還可測量濕球/干球溫度、空氣冷卻量、平均輻射熱溫度、風速和相對濕度,以及接收有關著裝、工作負荷和工作強度方面的輸入數(shù)據(jù)。
2、巖土工程治理技術:
環(huán)境巖土工程治理技術主要是運用巖土工程的概念進行環(huán)境保護的技術,主要側重于一些具體的地質(zhì)災害的防治措施。目前巖爆主要針對巖爆的發(fā)生機理方面進行防治,對巖爆可能發(fā)生部位的地應力進行判定,分析巖爆發(fā)生的可能性及巖爆的發(fā)生等級,在治理方面主要防止應力集中,目前很多礦山企業(yè)引入有限元方法分析采場的應力分布,從而對應力集中的部位采取釋放措施。很多礦山利用尾礦對塌陷區(qū)進行充填,從而增加尾礦庫的容量,效果很好。若在采空塌陷區(qū)或者巖溶塌陷區(qū)修筑建筑物則需要對塌陷的穩(wěn)定程度和建筑地基的穩(wěn)定性進行分析,盡量不要在塌陷未達到穩(wěn)定的塌陷區(qū)內(nèi)修筑建筑物,若在復墾過程中需要修建房屋等設施,對于井下突水災害,除了上述運用物理探測方法外,主要有注漿封堵、帷幕注漿截流等措施,目前預測方法主要有統(tǒng)計學方法、突變論方法和現(xiàn)場試驗等。對于崩塌、滑坡,主要有控制超采濫挖現(xiàn)象,對出現(xiàn)的危巖及時清除,做好排水工作,減輕地表水、地下水對滑坡的誘導作用。
關鍵詞:GIS技術;地質(zhì)災害;研究現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢
0 引言
在當前我國社會經(jīng)濟發(fā)展的工程中,人們?yōu)榱朔乐沟刭|(zhì)災害給人們帶來巨大的經(jīng)濟損失,就將許多先進的科學技術應用到其中,從而有效的解決了地質(zhì)災害給人們生活所帶來的相關問題。其中GIS技術的應用,主要是通過對地理空間環(huán)境信息資料的收集和處理,讓技術人員對某地區(qū)地理環(huán)境的相關問題有著一定的了解,從而為人們提供準確的地質(zhì)信息,使得我們對地質(zhì)災害的影響因素進行綜合的分析,這樣就可以對地質(zhì)災害起到一個有效的預防作用。下面我們就對GIS技術在地質(zhì)災害防止工作中的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行介紹
一、國外研究現(xiàn)狀
隨著時代的不斷進步,GIS技術應用給人們廣泛的應用到地質(zhì)災害研究和預防工作當中,而且人們?yōu)榱耸沟肎IS技術的應用效果得到有效的提高,也將許多先進的科學技術和理念融入到了其中。尤其是在國外發(fā)達國家中,他們已經(jīng)基本上實現(xiàn)了GIS技術的多元化數(shù)據(jù)輸出、管理和使用,并且通過專業(yè)的GIS地質(zhì)災害評價模式和計算機控制系統(tǒng),來對其地質(zhì)災害的相關信息數(shù)據(jù)進行收集處理。此外,我們在對地質(zhì)災害進行研究的時候,研究人員還要將地質(zhì)災害的研究內(nèi)容和土地資源的合理利用以及生態(tài)環(huán)境的優(yōu)化相互融合,從而是的GIS技術的應用范圍更加的廣泛。其中國外發(fā)達國家在GIS技術中的研究現(xiàn)狀主要體現(xiàn)在以下幾個方面
1 利用GIS強大的數(shù)據(jù)管理功能、建立空間數(shù)據(jù)庫,對地質(zhì)災害數(shù)據(jù)進行管理和基本分析。
美國的相關學者在對GIS技術進行研究分析時,已經(jīng)將GIS技術應用到地質(zhì)滑坡災害的研究分析過程當中,他們主要是通過對GIS技術的數(shù)據(jù)管理功能的優(yōu)化,來對其地質(zhì)災害的數(shù)據(jù)信息進行有效的管理。而在印度人們也開始對GIS技術的儲存、空間結構以及網(wǎng)格化功能的加強,拉對地質(zhì)滑坡災害的危害性進行相關的研究分析。
2 基于GIS建立專業(yè)模型,利用GIS的空間分析功能,對特定災害進行分析預測。
而在對山區(qū)地質(zhì)災害問題進行分析的過程中,國外的相關學者也開始在GIS技術空間定位的基礎之上,來對地質(zhì)空間結構的穩(wěn)定性進行分析。而且在對一些比較常見的地質(zhì)災害(地質(zhì)滑坡、泥石流等)進行測試的過程中,人們也可以利用GIS技術來對其設計模式進行建立,從而使得人們對地質(zhì)災害的穩(wěn)定性和形態(tài)進行相關的研究分析,并且獲得準確的信息資料。
3 GIS與決策支持系統(tǒng)集成
人們運用GIS及工程數(shù)學模型建立了自然災害及風險評估的決策支持系統(tǒng)。并應用在一些特定的地區(qū)中,應用GIS建立指標因素數(shù)據(jù)庫,并建立基于GIS的多個控制變量的權重關系,對泥石流、洪水、地面沉降、由風引起的火災等災種進行了災害敏感性分析、脆弱性分析及風險評估,輔助政府部門作出決策。
二、國內(nèi)研究現(xiàn)狀
我國應用GIS技術開展地質(zhì)災害研究的工作起步較晚,研究程度較低。但近年有了令人矚目的進展,在國土資源調(diào)查、地質(zhì)制圖、地質(zhì)環(huán)境評價等方面GIS已成為比較常用的工具,開發(fā)了一些基于GIS的評價預測系統(tǒng),如公路滑坡災害評價預測、巖溶塌陷預測、公路地質(zhì)環(huán)境評價系統(tǒng)等。目前,GIS技術在地質(zhì)災害研究方面應用較好的有:第一,開發(fā)了基于GIS的重慶市地質(zhì)災害信息管理系統(tǒng),該系統(tǒng)主要的功能是信息的采集與更新、信息的空間檢索與查詢、信息的可視化,并利用了GIS中的空間分析功能,信息的輸出等功能(研究的地質(zhì)災害為滑坡、崩塌、泥石流、塌陷、地裂縫、危巖等)。第二,基于GIS的公路地質(zhì)災害信息管理與決策支持系統(tǒng),該系統(tǒng)結合西部一條運營高速公路中重點地質(zhì)病害路段的實際情況,利用預測預報模型及GIS的空間分析能力,評價、預測、預報了地質(zhì)災害(研究的地質(zhì)災害為滑坡與泥石流)。第三、運用GIS技術于巖溶塌陷評價中,根據(jù)塌陷影響因素,利用GIS的距離分析,標量分析,網(wǎng)格迭加分析,分級分組分析等功能,完成研究區(qū)塌陷危險性評價及分區(qū)。
在針對部分山區(qū)流域地理地質(zhì)環(huán)境,形成了一套基于GIS的從數(shù)據(jù)采集空間屬性數(shù)據(jù)庫建立評價指標的選擇預測評價模型分析地質(zhì)災害危險性預測與區(qū)劃,這樣一套較為完整的山區(qū)流域地質(zhì)環(huán)境評價和地質(zhì)災害預測的研究技術路線、方法體系和工作流程。并建立了山區(qū)流域地質(zhì)環(huán)境評價和地質(zhì)災害預測的基本評價指標體系,從多個角度提出了其數(shù)量化方法。
目前,在我國地質(zhì)災害領域里,GIS的應用存在的主要不足:一是一般性應用多,開發(fā)性應用少,基于國際先進平臺(ArcGIS等)的地質(zhì)災害應用模塊的開發(fā)幾乎是空白,大部分用戶使用GIS是在其數(shù)據(jù)圖形管理和簡單空間分析的層次上;二是在地質(zhì)災害危險性區(qū)劃和地質(zhì)災害評價預測預警研究方面,GIS的應用程度低,缺乏系統(tǒng)的技術方法和可操作性的程序,沒有統(tǒng)一的標準和規(guī)范,地質(zhì)災害信息系統(tǒng)的收集處理分析能力較弱,缺乏災害信息的綜合分析處理能力,信息交流與傳輸手段落后。
三、基于GIS解決地質(zhì)災害問題的發(fā)展趨勢
地質(zhì)災害是自然屬性和社會經(jīng)濟屬性對立統(tǒng)一關系的綜合體現(xiàn)。對地質(zhì)災害的研究應從這兩個基本屬性入手來尋找其活動的基本規(guī)律 ,相應的 ,對其防治工程方案的設計也應受制于其產(chǎn)生的社會影響 ,這顯然有別于傳統(tǒng)的工程地質(zhì)學研究。但目前國內(nèi)外對地質(zhì)災害的研究主要是考慮其自然屬性 ,預測評價也多從內(nèi)外影響因素入手 ,著重考察其形成機制與誘發(fā)條件 ,度量的指標多為穩(wěn)定性系數(shù)、穩(wěn)定性程度等。人類防治地質(zhì)災害的最終目的并不是杜絕引起地質(zhì)災害的地質(zhì)現(xiàn)象或地質(zhì)事件的發(fā)生 ,而是確保這些地質(zhì)現(xiàn)象或地質(zhì)事件不對人類造成不可接受的危害。所以從社會減災防災意義上講 ,從社會屬性方面來分析地質(zhì)災害具有更大的社會經(jīng)濟效益。這就要求探索一條從區(qū)域地質(zhì)災害預測、中長期時間預報直至地質(zhì)災害風險評估的系統(tǒng)理論與方法 ,從而為更有效的減少各類地質(zhì)災害對人類造成的損害提供更為科學合理的依據(jù)。另一方面 ,地質(zhì)災害的風險分析涉及工程地質(zhì)學、環(huán)境地質(zhì)學、區(qū)域規(guī)劃、社會經(jīng)濟學等眾多領域、眾多學科的交流與協(xié)作 ,這就要求對地質(zhì)災害的危險性、區(qū)域社會經(jīng)濟易損性進行綜合分析評價,基于GIS建立起適應具體類型的地質(zhì)災害評價分析模型與方法體系。
四、結語
總而言之,無論是在國外還在國內(nèi),人們都對GIS 技術有著比較深入的研究,這不僅可以對地質(zhì)災害的問題起到一個良好的預防作用,還有利于人對地質(zhì)信息的全面的掌握。而且隨著時代的不斷進步,人們也將許多先進的科學技術應用到了GIS技術當中,并且將許多科學理論應用到其中,這就使得GIS技術在地質(zhì)災害研究分析當中,應用得更加的廣泛。
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