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0.引言
地质灾害预测预报是公认的、不可缺少的主要防灾措施之一。一般说来,地质灾害预测预报的内容主要是空间、时间、类型和动态等的预测预报。空间预测是时间预测的基础和首要环节。前者为后者提供确切的可能发生地质灾害的范围或预测目标。时间预测为地质灾害预报提供科学依据。只有具备可靠的时间预测成果,才能据以做出相应的预报。本文着重探讨一下地质灾害的预测方法。
1.地质灾害的预测方法
1.1简易预测法
1.1.1变形监测法
变形监测就是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测、对变形体变形性态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下,变形体的形状、大小、及位置变化的空间状态和时间特征。在精密工程测量中,最具代表性的变形体有大坝、桥梁、高层建筑物、边坡、隧道和地铁等。通过监测点的相对位移量测,了解掌握地质灾害的演变过程。
1.1.2裂缝相对位移监测法
裂缝相对位移监测是监测崩滑体中裂缝两侧相对张开、闭合变化,监测点选择在裂缝两侧,特别是主裂缝(崩塌母体与崩塌体之间裂缝)两侧,监测点一般两个一组,测量其距离或在裂缝两侧设固定标尺,以观测裂缝张开、闭合和垂直变化,此外,还可在建筑物(房屋墙、挡土墙、浆砌片石沟侧壁等)的裂缝上贴水泥砂浆片等观测该裂缝的变化情况。通过监测灾体中拉裂两侧相对张开、闭合变化,了解地质灾害体的动态变化和发展趋势。
1.1.3目视检查法
通过定期目视监测地质灾害隐患点有无异常变化,了解地质灾害演变特征,及时发现斜坡地面开裂,剥脱落,地面鼓胀,泉水突然浑浊,流量增减变化,树木歪斜,墙体开裂等微观变化,及时捕捉地质灾害前兆信息。
1.2仪器预测法
1.2.1空间预测
包括区域性预测和地段性或场地性预测。区域性预测是制定宏观防御措施和战略性决策的基础。地段性预测是针对选定地段进行的小区预测,提供设防的确切位置和可能方案,是制定微观防御措施和战术性决策的基础。前者为后者确定范围;后者是前者的深化和补充。二者相互结合,形成完善的空间预测系统。对于不同类型的地质灾害,往往采用不同的空间预测方法。就滑坡而言,工程地质条件定量类比法是空间预测的基本方法。其基本原理是:具有类似工程地质条件综合特征的斜坡地段,会发生类似的滑坡。滑坡空间预测的具体方法主要有:统计学方法、“静态”条件叠加法、信息量法、数量化法和系统模型法等。滑坡空间预测成果一般用斜坡危险性预测分区图表示。它可以是定性或半定量的区划图,也可以是定量的数字等级图。
1.2.2时间预测
包括中长期预测和短期预测。二者相互联系,形成完善的时间预测系统。就滑坡而言,区域性中长期预测,主要是根据滑坡活跃年份周期与大气降水高值年周期的关系来进行;单个滑坡中长期预测,主要是根据诱发因素的波动周期与滑坡本身发展演化的旋回周期的关系来进行。确定这些周期需要较长时间序列的监测资料。时间序列越长,预测精度越高。
1.2.3滑坡短期预测
在临滑前预测其加速剧烈滑动的年月日。目前,区域性滑坡短期预测,一般借助其他学科的预测成果,如把特大暴雨天气预报或地震预报与滑坡空间预测成果结合起来,预测近期或近日内可能发生滑坡的地区或地段。单个滑坡短期预测,往往是针对危害较大的滑坡,精度要求较高,需要一定时间序列的监测资料。正确的预测基于可靠的监测成果和合理的预测方法或预测模型。在一般情况下,滑坡加速剧烈滑动之前,某些动态因素将会产生加速剧烈变化或显著异常,如地面位移速率加快、滑动面摩擦微声发射频率增高、滑动面温度上升、地下水中某些离子浓度增高等。因此,可以利用这些动态因素的监测资料,建立有关动态因素的趋势方程,即滑坡发生时间的预测方程或预测模型,用以对单个滑坡做出短期预测。例如,有人根据滑坡地面位移监测资料,建立回归预测模型和灰色系统理论中S型增长模型(Verhulst模型)分别对国内外三个滑坡实例进行了检验性对比短期预测。结果,预测时间与发生时间仅分别相差1~3天,预测准确性相当高。
1.3常用预测方法
1.3.1埋桩法
埋桩法适合对崩塌、滑坡体上发生的裂缝进行观测。在斜坡上横跨裂缝两侧埋桩,用钢卷尺测量桩之间的距离,可以了解滑坡变形滑动过程。对于土体裂缝,埋桩不能离裂缝太近。
1.3.2埋钉法
在建筑物裂缝两侧各钉一颗钉子,通过测量两侧两颗钉子之间的距离变化来判断滑坡的变形滑动。这种方法对于临灾前兆的判断是非常有效的。
1.3.3上漆法
在建筑物裂缝的两侧用油漆各画上一道标记,与埋钉法原理是相同的,通过测量两侧标记之间的距离来判断裂缝是否存在扩大。
1.3.4贴片法
横跨建筑物裂缝粘贴水泥砂浆片或纸片,如果砂浆片或纸片被拉断,说明滑坡发生了明显变形,须严加防范。与上面三种方法相比,这种方法不能获得具体数据,但是,可以非常直接地判断滑坡的突然变化情况。
地质灾害群测群防监测方法除了采用埋桩法、贴片法和灾害前兆观查等简单方法外,还可以借助简易、快捷、实用、易于掌握的位移、地声、雨量等群测群防预警装置和简单的声、光、电警报信号发生装置,来提高预警的准确性和临灾的快速反应能力。
1.4监测次数和时间
旱季每15天监测一次。雨季(4-9月)每5天监测一次(如每月5日、10日、15日、20日、25日、30日),如发现监测地质灾害点有异常变化或在暴雨、连续降雨天气时,特别是12小时降雨量达50mm以上时,应加密监测次数,如每天1次或多次,甚至昼夜安排专人监测。每次观测,需认真作好野外记录,室内将其制成表格,并绘制观测时间—位移曲线图,平面位移矢量图以及时间位移曲线图和降雨量关系图等,及时进行监测工作总结,为预测预报崩塌滑坡发展趋势提供基础资料。
2.结束语
综上所述,地质灾害预测的最终目的在于预报灾情,达到防灾减灾的目的,为保证人民生命财产安全,监测站应建立有线和无线通信联络险情警报系统,若发现险情,应立即上报主管部门,将险区内人员撤离,把灾害损失到最低限度,确保人民生命财产安全。
[关键词]岩土工程 地质灾害 解决方法
中图分类号:P694 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)08-0335-01
一、岩土工程地质灾害简介
岩土工程指的是在开挖土方的过程中,与岩土的开挖和加固相关的工程的总称,而并不是单一的一项具体的工程项目。地质灾害就是人们所熟知的一些自然灾害。其中包括有地震、泥石流以及滑坡等情况,在本文中所指的地质灾害就是因为岩土工程的施工等原因而带来的这些地质灾害,其是因为岩土工程的施工而产生的,所以叫做岩土工程地质灾害。现在,由于我国大量施工的存在,岩土工程技术的不够发达,进而导致了地质灾害的频繁发生,这些地质灾害的存在,对于我国岩土工程的发展有很大的阻碍作用,而且,因为地质灾害的损失,我国直接经济损失就有10亿人民币,所以,找寻出发生地质灾害的原因,进而分析出一套非常合理的解决方案是非常重要的,能够直接降低建筑工程的成本,而且还可以为国家减少更多损失。通过提高管理水平,来解决岩土地质灾害所带来的损失,成为了目前首要探寻的方式。
二、岩土工程地质灾害的主要分类
危害以及形成的主要原因
(一)岩土工程地质灾害的主要分类。
由于岩土工程的发展所导致产生的地质灾害主要有两个方面:第一,因为自然的原因而形成的地球变化,最终发生的地质灾害。第二,因为人为施工和设计的原因而产生的地质灾害。这类灾害的发生与人类的行为密切相关,而且也会因为经济的影响而不断发生,由于经济发展,工程建筑开始发展,进而导致全国各地施工场所增加,土地难以支撑这样的负荷,进而出现自然灾害。我国目前主要的岩土工程自然灾害主要有:泥石流、滑坡、地震、坍塌以及路面发生变形等。灾害之间的关联性比较强,一种自然灾害产生往往会触发其他自然灾害的发生。所以,岩土工程灾害在进行防治的过程中还需要进行关联性的防治,考虑到关联性的存在,而运用相关的措施。
(二)岩土工程地质灾害的主要危害。
现在,我国岩土工程地质灾害不断发生,对于我国经济的发展起到了极大的反作用,而且,对于我国的国际地位也进行了影响。岩土工程地质灾害的可预见性比较低,具有特发性的特点,而且往往一旦发生,就会造成非常严重的损失,人员伤亡现象频繁发生,带来的直接经济损失更是难以估计。而且,由于不断发生岩土自然灾害,进而会对工程的工期进行影响,增加工程成本,其工作效率降低,工程质量更是大打折扣。企业对于原有的计划也要进行不断改变,对于施工人员的心理影响更是难以预计。现在,我国经济不断进步,但是岩土工程地质灾害的频繁发生对其产生了严重的阻碍作用。
(三)岩土工程地质灾害产生的主要原因。
发生岩土工程地质灾害,与人类的活动和自然环境的变化有很重要的关系,施工位置所处的地质环境不好,生态环境容易受到破坏,一些诸如地震、泥石流等自然灾害很容易发生,再加上人为施工的原因。对其植被进行破坏,对土壤和固有的岩层进行破坏,进而导致地质岩层失衡,最终往往出现大范围坍塌的现象。怎样对岩土工程地质灾害进行预警,同时尽量降低地质灾害发生的频率,已经是目前我国岩土工程发展必须考虑的因素。
三、对岩土工程地质灾害的预防与治理措施
(一)通过植树造林改变当地的生态环境。
很多原因导致了地质灾害的发生,其中最为主要的就是目前生态环境受到破坏,施工地区的生态环境更是非常脆弱。所以,只有不断强化其生态环境,加强植树工作,通过生物的循环特性,建设抵抗力比较强的生态环境,才能够解决根本的问题。每个地区的情况不一样,生态环境不一样,所以,所采取的措施也应该不同,但是最为基本的方法就是加强生态环境建设,主要表现为封山育林、退耕还林、退耕还湖等。只有做到良好的防范,才能够明显地减少因为岩土工程带来的生态环境的破坏,才能够降低地质灾害的发生。
(二)不断提升地质灾害监测水平。
自然灾害在发生之前都有一定的预兆,比如发生泥石流之前,井水会干枯,及时找到各种地质灾害发生之前的预兆,同时运用现代化的检测手段对其进行检测。一旦有预兆出现,就应该运用已经制定的措施和解决方法进行处理,从整体上降低地质灾害所带来的损失。
(三)不断加强地质灾害防治工程的建设。
降低地质灾害多带来的危害,一是生命财产的危害,二是自然环境的危害。一次地质灾害对于一个企业而言,其损失可能是巨大而无可挽回的,对于生态环境而言,自然灾害带来的危害将是毁灭性的。同时有效的检测,加强预防地质灾害的手段。通过进行拦截工程、护坡工程等建设,降低地质灾害的发生概率。减少地质灾害在施工过程中带来的损失,加强地下岩层的加固工作,在具体施工过程中要做到质量第一的原则。进而通过保证质量的方式降低地质灾害的发生。
(四)适当的避让措施建设。
适当措施指的就是在不对施工进度和质量进行影响的情况下,所采取的相应手段,其方式必然要在适当的时间和适当的地点进行。比如,在雨天时,应该停止施工,因为雨天会造成岩土的松软,加固工程就会出现事倍功半的情况,最终其质量不能够达到要求。并且,制定地质灾害解决方案,一旦发生地质灾害,就应该按照已经建立的方案来实施,及时疏导撤离,对于工程进行有效保护。这样就能够在可控范围内降低损失。现在,通过搬迁等手段来避免地质灾害所带来的更大损失已经成为了我国目前所采用的主体手段。
结束语
经济的发展带来了更高生活质量的要求,进而导致了我国建筑行业的蓬勃发展。在建设新生活的过程中,地质灾害由于施工的进行而不断发生。所以对岩土工程进行研究,对于引起的地质灾害成因的预防措施进行分析,具有非常重要的现实意义。对于我国经济的发展,社会稳定和人民生活水平的提高具有良好的促进作用。
参考文献
[1] 雷林.岩土工程地质灾害的成因及防治措施[J]. 企业技术开发,2013(15):134-135.
[2] 徐丹, 曲海英. 岩土工程地质灾害防治技术及防治措施[J]. 黑龙江科技信息,2011(18):223.
[3] 王克峰,胡旭峰.浅述岩土工程地质灾害防治技术与应用[J]. 中国新技术新产品,2012(05):87-88.
【关键词】
地质灾害;气象预警;方法;江西省德安县
地质灾害气象预警就是研究在某一降雨强度下作用于某一地质环境单元时所发生地质灾害的可能性大小。[1]德安县地处江西省北部,地势总体为西北高东南低,三面环山。全县主要地貌类型是溶蚀峰丛洼地低山丘陵地形、侵蚀构造的低山地形、侵蚀剥蚀构造丘陵地形、构造剥蚀龙岗地形、侵蚀堆积河谷平原地形。
据县级地质灾害调查资料,县内历年来共发生规模较大的地质灾害点59个,其中滑坡点19个(含1个河岸滑坡点),崩塌点5个(含2个河岸崩塌点),泥石流点1个,地面塌陷点34个(其中4个采空塌陷),灾害点密度0.07个/平方公里。历年来因地质灾害共造成1人受伤,损毁房屋28间、农田162.15亩,破坏公路、河岸、渠道等多处,直接经济损失达322.75万元。德安县地质灾害危害潜在程度亦较大,县内共有地质灾害隐患点35个,其中危害等级较大的1个,一般级别的34个,受威胁的人口110人,威胁房150间、农田115.05亩,潜在经济损失总额327.25万元。因此,研究地质灾害的预警和防治方法具有一定的现实意义。
一、德安县主要地质灾害分布特征
1、地质灾害的时间分布特征
据县级地质灾害调查资料,该县地质灾害发生的时间季节性明显。在月份上,地质灾害高发月份为5~7月份,共有地质灾害点53个,占统计数的89%。其中6月份最为高发,共有地质灾害点36个,占统计数61%。而降水也主要集中在这几个月,可见地质灾害的发生与降雨量的关系密切,降雨是引发地质灾害发生的主要原因和充分条件;大气降雨决定着地质灾害发生的速度和时间。近几年来,由于经济发展较快,建房修路等切坡增多,地质灾害具加剧趋势。
2、地质灾害的空间分布特征
德安县崩滑流地域分布总体上较均匀,以县境北部和西南部相对较集中,这不仅和降雨量分布相关,也与地形地貌、岩土体类型分布及人类工程活动等因素密切相关。地貌上主要分布于低山丘陵区;岩性上看,主要为变质岩和碳酸盐岩类区,残坡积层主要为粉质粘土及碎石土,厚度较小,建房修路等切坡较多,因而崩滑流灾害较发育。从地质灾害类型分析,县内滑坡多,崩塌及泥石流较少,泥石流分布于县内西北部低山区。
地面塌陷的分布具有明显的地域性,呈北东向条带状展布,主要分布于县境北部与西北部沿线,共有地面塌陷点27个,占地面塌陷调查点总数的79.4%。受地形地貌、构造和岩土体类型及含水岩组分布影响较大。多分布于山间洼地,其展布多受北东向构造控制;从岩类上看,地面塌陷分布于碳酸盐岩类地层中,其中多为岩溶发育的型灰岩区,岩溶地下水位埋藏浅,水位波动大,地表水下渗使潜蚀作用加强,因而地面塌陷发育。县内地面塌陷以岩溶塌陷为主,采空塌陷较少,采空塌陷分布于矿山范围内的低山地区。
二、气象预警方法研究
诱发地质灾害的因素很多,分析德安县地质灾害的诱发因素发现,在35个隐患点中,危害程度为较大级的1个,一般级别的34个。均不同程度受到降雨的影响。因此开展地质灾害气象预警工作,也就抓住了地质灾害预警的关键。
1、气象预警的思路和方法
德安县地质灾害气象预警的思路是:第一,在对德安县已发生地质灾害调查的基础上,结合影响地质灾害发生的因素,包括地形地貌、岩土类型、气象条件和人类活动,并且通过对各因素进行定性和定量分析,编制出该县地质灾害区划图。第二,根据德安县地质灾害区划图,考虑到德安县地形条件、气候特点和人类活动等,结合预警区的划分原则,确定德安县地质灾害预警区划图。第三,根据地质灾害发生与降雨量的关系,制作滑坡泥石流与不同时段临界降雨量关系散点图,发现散点集中成带分布,其上限可用β线表示,下界可用α线表示。因此,利用1日、2日、4日、7日、10日和15日等过程降雨量,可以建立地质灾害预警判据模式图。[2]第四,根据气象预报,地质灾害防治部门可以对地质灾害预警区的地质灾害发生的可能性进行预报。
2、德安县地质灾害区划
在对该县地质灾害发生的影响因素分析的基础上,确定影响因子,通过灰色关联度分析方法确定各影响因子的权重值,结合地理信息系统的空间分析功能,编制出该县地质灾害区划图。
3、德安县预警区的划分
预警对象为降雨诱发的区域突发性、群发性地质灾害:崩塌-滑坡等。根据德安县地质灾害调查资料,对德安县35个隐患点的定性和定量分析研究发现,德安县地质灾害发生具有分带性的特点,根据定性和定量分析结果,可将德安县地质灾害划分为两个高易发区和两个较易发区(见图1),同时考虑到德安县地形条件、气候特点、降雨和人类活动,结合预警区的划分原则,可以将德安县统一划分为1个预警区,采用德安县气象局的气象资料,利用历史地质灾害发生时的降雨资料,做出气象预警判据图,重点对划分出的 4个易发区进行预警。[3]
4、确定气象预警判据图
滑坡和崩塌的发生,在降雨量和降雨强度2项参数中,均存在着临界值,当一次降雨的过程降雨量或降雨强度达到或超过其临界值时,地质灾害即成群出现。对德安县的历史地质灾害事件与降雨过程的相关性统计分析,建立预警区地质灾害事件与临界过程降雨量关系图,确定地质灾害在一定区域暴发时不同降雨过程临界值,即上限值与下限值,作为预警判据。根据该县气象数据,确定出德安县地质灾害发生时降雨量上、下限拟合曲线(图2)。
根据上述预警判据图的结果,当接到德安县气象部门次日的降雨量预报数据以后,地质灾害防治主管部门就可以根据对所划分出的4个重点预警区发生地质灾害的可能性做出预警预报,提醒有关部门引起重视,并采取必要的防范措施。[4]
三、结论
德安县地质灾害类型以滑坡、崩塌、地面塌陷、泥石流灾害为主。要通过对本县历史上地质灾害多发年的降雨因素及地形地貌因素分析,建立德安县地质灾害区划图,根据德安县历史地质灾害发生时的降雨资料,建立德安县汛期地质灾害预报预警判据体系,对当地政府和人民防灾减灾具有指导意义,可以做到防患于未然,变被动救灾为主动减灾,减少地质灾害对人民生命财产的损害。
【参考文献】
[1] 周玉才,雷万荣等.江西省地质灾害-气象预警预报系统研究[J].中国地质灾害与防治学报,2008.19(12)67-70.
[2] 刘传正.中国地质灾害气象预警初步研究[J].地质通报,2004(4)35-8.
[3] 张晨辉,罗碧瑜等.梅州市地质灾害气象预报方法初探[J].广东水利水电,2008(1)19-21.
[4] 陈练武,邱勇.陕西省合阳县地质灾害发育规律及气象预警方法研究[J].中国地质灾害与防治学报,2005.16(3)119-121.
【关键词】地质灾害;滑坡;崩塌;泥石流
1 台儿庄露天采石场开采现状
枣庄市台儿庄区境内有正在生产的采石场36家,废弃采石场10余家,需治理面积约15万平方米,主要分布在台儿庄区南部丘陵地区,影响范围广,如此数量的废弃矿山若单靠自然的力量来恢复成原来的地貌,起码要几十年甚至上百年的时间。即使投入大量的人力物力财力要在短期内完成治理也非一件轻而易举的事。
2 台儿庄区山石资源矿区地质条件
2.1 土层。主要是第四系残坡积及冲洪积层,分布于矿区山坡表层及山间沟谷洼地等地段,岩性由砂砾石、粘性土等组成,。
2.2 灰岩。台儿庄区内出露岩石地层主要为寒武系至奥陶系九龙群的豹皮灰岩或鲕状灰岩,岩层较厚,构造致密,岩性稳定性较好,属硬质岩类工程地质岩组,岩石力学强度较高;无构造破坏,稳固性好,工程地质条件较好。
2.3 构造
台儿庄区地质构造简单,无岩浆岩。
3 矿山开采可能会引发的地质灾害
目前前全区生在及废弃的采石场,根据环境地质条件,在开采过程中会造成地质环境条件改变,会影响到边坡稳定性,因此而引发的地质灾害有:滑坡、崩塌、泥石流等等。
3.1 崩塌、滑坡。滑坡活动受多种因素影响,主要发生在雨季。而软硬相间岩层,由于差异风化,坚硬岩体突出,由结构面切割或重力蠕变,坚硬岩体就会产生的崩塌、落石。地质构造发育使完整岩石被分割成割裂体,割裂体在诱发因素下失稳而形成崩塌,因此构造越发育,岩体越破碎,越易产生崩塌、落石。人为影响主要是开挖坡脚、改变应力场,使坡体内积存的弹性应变能释放而造成应力重新分布,岩体产生卸荷裂隙,它们多张开且平行于边坡面,并使原有裂隙扩展和张开,由其所切割的岩体,可能失稳而形成崩塌、滑坡。
3.2 泥石流。泥石流的形成条件:(1)具有松散物质来源即矿山剥离表土和产生的废石堆存位置不对,如在矿山采场下方及矿山简易公路旁都有松散堆积的废石、废土,且这些松散堆积物都位于堆土场所在的沟谷上游,极易引起泥石流;(2)由于区内各采石场地形地貌属丘陵地貌,区内沟谷较发育,易于汇集地表水顺沟谷流走;(3)虽然矿区内无较大地表水体,但区内雨季多集中在4~9月,降雨强度大,若区内遇特大暴雨、洪水时,堆填土区的废土、废石会随同水体形成泥石流,主要对公路、居民、民房、矿山生产设备及人员和农作物造成威胁。
4 防治措施
矿山必须严格按照采矿规范,对露天矿床自上而下逐层剥离开采,禁止从下掏采;矿山应该加强采空区的管理,在采空区下方设立警示牌,避免上部作业时人员和设备进入采空区;邻近采空区边缘作业时候,应该加强监护,确保人员和设备的安全;矿区爆破最小抵抗线正对区外附近公路,爆破作业时候尽量多打眼,少装药,采取分段毫秒延期爆破,降低爆破振动,维持边坡稳定性。必须对露天矿边坡进行经常性的检查和维护,以保证边坡稳定,防止灾害发生。最好建立一支边坡维护专业队伍,加强检查维修。
4.1 滑坡和崩塌的治理措施。
在开采活动中密切注意滑坡、崩塌等地质灾害发生的前兆。当发生下列现象时要及时停止开采,进行治理。(1)当坡后缘裂缝急剧扩大,并不断出现新的裂缝,滑坡体后部(上部)快速下挫,四周岩土体疏松;(2)坡体前缘出现放射状裂缝,岩土体隆起,前缘底部出现泉眼,水色浑浊;(3)滑坡体上面的树木出现歪斜,动物出现惊恐等异常现象时要密切注意滑坡现象的发生;(4)当开采坡面后部出现裂缝;前缘掉块、土体滚落、小崩小塌不断发生时;(5)坡面出现新的破裂变形、甚至小面积土石剥落;岩质崩塌体偶尔发生撕裂摩擦错碎声时要密切注意崩塌现象的发生。
在开采时采场要设置截排水系统,坡顶及两侧应设截水沟,坡面设置排水暗沟等,防止雨水、泉水流入采场冲刷边坡;在临近边坡进行爆破时,宜采用预裂和减震爆破法,减少单孔装药量而增大孔数,减少每次延时爆破的炮孔数,以防止因为露天爆破作业而破坏边坡的稳定性;按照开采设计要求保留安全平台和清扫平台,宽度不能小于4米,及时清理危岩体和浮石;在矿山开采过程中,应加强边坡的变形监测。
4.2 泥石流的治理措施。开采过程中要积极采取预防措施,
根据客观事实,选择好治理方案,在具体实施泥石流的防治时,宜采取坡面、沟道兼顾,统筹治理的综合治理方案。。通过山体水流截流的方法引走上游的水在坡上采取拦挡护坡等,减少了泥石流固体物质,控制了泥石流规模,改变了泥石流体的性质,从而控制泥石流的危害。同时保护、恢复森林植被和科学利用土地资源,减少水土流失,恢复流域内生态环境,改善地表汇流条件,进而抑制泥石流活动。
必须采取生物措施与工程措施相结合,方能取得较好的治理效果。做法主要是:
4.2.1 开采中的废石堆放高度、坡度应达到相关安全规定的要求,其坡度一般不超过45度,在堆土场的下方要修筑挡土墙,其长度在15m以上,高度3米以上,厚度不小于1.5米,采用片石、砂浆混凝土砌筑,混凝土强度为C25。
4.2.2 废石场周边应开挖防排水沟,疏导山洪流向平地,防止山洪直冲废石场,而引发泥石流。掘洪沟深度和宽度均不能低于0.5m。
4.2.3 废土排放,每往上堆放一层时都必须采用推土机来回碾压、夯实,以增强废土的稳定性。对泥石流沟实行严格的封禁,禁止在流域内开荒种地、放牧、采石、采矿等一切有可能引起水土流失和山体失稳的各种人类活动。
4.2.4 因地制宜,植树种草,迅速恢复植被。如在流域上游营造水源涵养林,中游营造水土保持林,下游营造各种防护林。
4.2.5 调整农业生产结构,增加农民收入,解决农村能源问题。如陡坡退耕还林,坡改梯,不稳定的山体上水田改为旱地,大力发展经济林和薪炭林。
关键词:地质灾害;防治办法;滑坡;突破 文献标识码:A
中图分类号:TU273 文章编号:1009-2374(2015)24-0148-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.24.073
人类在科技和经济上都处在一个不断发展的阶段,人类的进步加强了人类改造自然的能力。为了加快经济的发展,人类开始破坏自然环境,大量开采自然资源,破坏了生态平衡。水工环的研究对象一般都是地质灾害、环境地质问题和全球的变化问题。通过深入的研究,改善人与自然的关系,促进人与自然和谐发展。本文对横江镇洋地中心小学滑坡地质灾害资料进行分析的基础上,进一步确立滑坡可能的失稳模式及危害性,结合滑坡具体的工程地质及水文环境,对滑坡治理工程实施的可能性进行分析,采用工程措施辅以安全监测,保护滑坡在将来存在条件下,不致因滑坡失稳而危及师生的生命财产安全,保护滑坡体下方约460人的生命和财产安全。
1 横江镇洋地中心小学的地质灾害现状概述
洋地中心小学师生460名、教室20间、教学财产600余万元。2010年4月,教学楼的南侧和西侧陆续发生多处小滑坡,滑坡方量大概在30~50m?。2010年6月18日教学楼西南侧再次发生滑动,滑坡后缘裂缝呈不规则的弧形,滑坡体积约292m3,滑坡体堆积物已没过滑坡前缘教学楼的一楼窗户。当地政府及时疏散老师和学生,并对堆积物进行及时的清理,未造成人员伤亡。
滑坡隐患于山体北侧中下部,滑坡标高433.6~436.3m有多条裂缝发育,汇入后整体形成1条主裂缝,裂缝宽3~10cm,最宽达15cm,长约16m。隐患体分为两个区域:
隐患体Ⅰ区平面上呈弧形,潜在滑动主方向34°,斜长约26m,宽约48m,面积约1248m2,平均厚度约2.6m,体积约3244.8m?。该隐患区坡型为台阶状,平台宽1.0~2.5m。学校用浆砌块石挡墙对坡脚前缘进行了支挡,但上部坡体存在沿土层内部软弱带滑塌的可能,稳定性较差。
隐患体Ⅱ区平面上呈半圆形,潜在滑动主方向185°,潜在滑坡体长12m,宽47m,面积约564m2,平均厚约2.6m,体积约1456m?。该隐患区主要是因为建房开挖切坡高3.0~5.0m,切坡坡度70°~80°,切坡面呈直线型,坡面有杂草。上部坡体存在沿土层内部软弱带滑坡的可能,稳定性较差。
滑坡隐患Ⅰ区滑坡隐患Ⅱ区。滑坡平面上多呈筲箕型,滑坡后缘呈圆弧形,具有后缘较陡,中部下凹和前部突起的特点;滑坡发育于松散残坡积层中,滑体由粉质黏土组成,含少量植物根系。滑体结构松散,滑坡在标高433.2~436.5m有多处裂缝发育,裂缝张开且外倾,长期降水、地表水等易沿着裂缝下渗冲刷形成地下通道渗入坡体,同时扩展裂缝,加剧斜坡向临空方向产生蠕滑变形。地表水进入坡体后,除增加坡体自重外,还降低剪切面土体的抗剪强度,进一步降低斜坡的稳定性。裂缝继续沿平面纵向延伸,同时深切坡体,最后剪切面被剪断,裂缝贯通,形成滑坡。
2 滑坡成因分析
首先,本区属构造剥蚀低丘地貌,相对高差较大,山坡坡度(20°~35°),局部坡度70°。出露地层第四系残坡积粉质黏土,土层分布厚度较大(2.0~7.0m),土体浸泡后抗剪强度降低,稳定
性差。
其次,强降雨或连续降雨过程中大量地表水易沿着裂缝下渗冲刷形成地下通道渗入坡体,同时扩展裂缝,加剧斜坡向临空方向产生蠕滑变形。地表水进入坡体后,除增加坡体自重外,同时地下水位的迅速抬升,孔隙水压力和浮托力骤然增大,底部基岩软化,降低剪切面土体的抗剪强度,进一步降低斜坡的稳定性。裂缝继续沿平面纵向延伸,同时深切坡体,最后剪切面被剪断,裂缝贯通,形成滑坡。
最后,学校在滑坡区山坡坡脚不合理的切坡开挖、建房等,使植被遭受破坏,切坡过陡又改变了斜坡原有的平衡条件,形成临空面,导致边坡局部变形甚至整体失稳。
3 滑坡稳定分析解译
该滑坡为残坡积土质滑坡,滑体组成物质为残坡积粉质黏土,平均厚度约2.6m。滑坡体主裂缝宽3~10cm,最宽达15cm,长约16m。根据滑坡体岩层、地形、现状及滑动机制,滑坡体滑动模式为滑面圆弧型。
按照自重+暴雨和自重两种状况对A―A’、C―C’、D―D’三种滑坡剖面进行稳定性计算(由于此坡面的排水能力良好,在计算中可以不考虑裂隙充水时的静水压力作用),计算结果如表1所示:
由计算结果可以看出:在正常情况下,滑坡处于稳定状态,但在暴雨等工况下,滑坡就处于欠稳定状态,有可能出现局部失稳或者整体失稳,剪出口位于前缘坡脚425.1m左右处。
4 地质灾害治理突破
根据滑坡地质灾害特征和危害的严重性,滑坡的治理应当遵循经济、合理、安全的原则,采用施工简便、经济性高、对环境影响小的治理措施。
确定的治理方案为:削坡减载+挡土墙支挡+生物护坡+排水沟+监测+填缝。
削坡减载:对滑坡采取削坡处理将减少滑体自重,达到减小剩余下滑力目的,提高滑坡稳定性。
挡土墙:主要作用是用来抵抗侧向土的压力,对边坡提供支撑,从而确保滑坡土体的稳定性。
生物护坡:根据土质边坡特点,拟采用坡面种植草皮的绿化工艺。削坡完成后,对坡面进行人工修整,然后铺种草皮。草皮应选择适宜当地气候和土壤条件的品种,铺种后应委派专人养护和管理,确保其正常生长,达到预期绿化效果。
排水沟:对现场进行调查研究,发现无人工排水设施,坡面主要靠沟谷排水,致使滑坡承受的排水压力增大。为了优化滑坡的排水压力,本设计在滑坡后缘、边界设置截水沟,挡土墙边侧设置排水沟形成一个较为完善的排水系统。
监测:滑坡属于地质灾害,然而由于时间、经费以及勘察技术的限制,对滑坡的认知存在很大的局限性。本次工程治理后对其采用先进的监测手段,对滑坡的地质情况进行实时监测,对滑坡的预防与治理提供有效的支持。通过对滑坡的实时监测,不仅能够对滑坡的变形特征、变形规律有一个直观的认识,还能了解滑坡的规模以及失稳原因,为判断滑坡的发生时间及滑坡的危害程度提供重要信息,同时为避免和减轻滑坡灾害损失提供决策依据。
5 总结
本滑坡潜在危害巨大,滑坡在暴雨条件下,极有可能失稳,有必要对滑坡进行治理。设计采用削方减载+挡土墙+护坡+排水系统对滑坡进行治理,概算工程费用为80.5万元,预估地质灾害经济损失为1000万元,防治工程的投入产出比为1∶12.3。可以看出治理工程费用具有较高的经济效益,经济上合理。
滑坡的治理工程不仅仅具有直接的经济效益,还有助于社会的稳定,有助于社会经济的和谐发展,具有重大的社会效益。在滑坡的治理中,还应当注重其他环境问题,减少水土流失与环境污染,对较差的环境地质进行改造,优化整体的环境质量,将滑坡治理工程做成一项具有高效益的环保工程。
参考文献
[1] 孙园红,危洪波.石城县横江镇洋地中心小学山体滑坡地质勘察报告[R].江西省勘察设计研究院,2011.