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[关键词]地球物理方法 地质灾害 应用
中图分类号:TDl6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)22-0221-01
近年来,我国城市人口进一步增加,土地负荷加重,环境资源被过度开发。在经济建设的过程中,大部分地区忽略对环境的保护,导致大量废水、废气和废渣的过度排放。这种不可持续的发展一方面会导致一系列地质灾害问题,一方面也不利于经济的良性发展。而地球物理技术以其低成本高效率的优势,在人们勘察地质灾害的过程中起到了巨大的作用。
一、崩、滑、流灾害勘察中地球物理方法的应用
崩、滑、流灾害即崩塌,滑坡和泥石流灾害,它们不仅是我国最严重的地质灾害之一,也是世界上非常常见的一种城市地质灾害。
(一)滑坡灾害
任何一种城市地质灾害的发生都会对城市本身产生严重的危害,其中,滑坡灾害因其具有广泛发育和频繁发生的特点,对城市建设、交通运输都会造成重大的危害。为了应对滑坡带来的地质灾害,防患于未然,国内外现阶段采用例如浅层高分辨率地震方法、探地雷达、音频大地电场法、激发极化法、地面甚低频电磁法、电测深法、自然电场法、高密度电阻率法、充电法、微重力法等地球物理方法来进行勘察。这些方法的原理涉及如何对滑坡体的空间分布界线进行圈定,怎样测定滑坡区的含水情况以及如何抵御隐伏边界以及隐伏地质体情况深入了解与掌握等等。
(二)崩塌灾害
使用地球物理方法来勘察崩塌灾害时,主要是通过对于水层的分布,深度和厚度进行勘察;对于第四系覆盖层的厚度进行探测;对于地下熔岩的分布和埋深,裂缝的充水性进行探测等。在勘察崩塌灾害时常用的地球物理方法包括弹性波法、层析成像法、放射性法、重力法、磁法、综合测井法等几大类。
(三)泥石流灾害
泥石流灾害是广泛存在于我国大部分地区的一种地质灾害,特别是四川、云南等西南地区尤其容易遭遇泥石流的危害。在利用地球物理手段对泥石流进行勘察时,主要注意两个层面的问题。首先,在泥石流灾害的勘察方面,需要对泥石流形成区域的地质进行全面的了解。比如泥石流堆积物的分布,构成和厚度以及对堤坝区的冲积层厚度进行的设计。其次,在泥石流防治工程的场地勘察方面需要的则是对于岩石土壤的物理和力学性质进行更深层次的勘察。主要运用的地球物理方法包括了浅层地震、电阻率法、探地雷达和声波探测等方法。
二、地面变形灾害勘察中地球物理方法的应用
(一)岩溶塌陷灾害
我国的可溶岩分布面积非常广泛,这种可溶岩的广泛分布导致了我国深受岩溶塌陷灾害的影响。尤其是在辽宁、江西、湖北、四川、贵州、广东等地区,一旦遭受岩溶地面塌陷灾害,就会面临巨大的损失。岩溶塌陷带给人们的危害巨大,不仅会对基础建设造成不可挽回的损失,严重时还会造成水土流失。如果这种灾害发生在沿海地区,则有可能造成海水水位升高,甚至可能出现海水倒灌等重大灾害。
为了对上述可行性进行及早的预防,必须运用地球物理方法对岩溶进行勘察。勘察工作一般分成两个阶段。首先是要对岩溶形成的基本条件和产生因素进行评价,一般采用的是电阻率法与地震折射法。然后就是采用探地雷达、地震法、微重力法、射气法、井中雷达、电阻率法和井中无线电波法等方法来勘察岩溶洞穴的位置,形状结填充物的组成。考虑的岩溶可以在不同的地质条件下进行发育,所以在做具体探索的时候也要注意依据地势采用不同的手段。
(二)地裂缝灾害
地裂缝的产生因素有人为的,也有自然原因导致的。这是一种地表岩土体产生一定长度和宽度开裂的现象,在我国同样有着广泛的发生。在地裂缝生成过程中,对同时产生的地球物理和地球化学性质改变的研究,将是勘察地裂缝灾害的重要途径。
(三)地面沉降灾害
地面沉降灾害具有范围广和下沉缓慢的特点,不易被发觉或者防范。但是其对建筑物却具有严重的危害。例如前几月北京某居民私自挖掘地下室,就造成了道路塌陷。对于地面沉降的勘察一般采用精密水准测量,但是由于这种勘察方法的效率比较低,所以其使用成本较为高昂。此时如果能辅以重力测量来监测沉降,就能够有效减少精密水准测量的工作量。相比起精密水准测量,高精度的重力测量具有效率高,成本低的特点,在地面沉降的勘察方面具有广泛的应用价值。
(四)海水入侵灾害
海水入侵是我国沿海地区较为常见的一种地质灾害,较为集中的发生在大连市、山东半岛、北戴河和广西北海等地区。地球物理方法对海水入侵的监测主要是对海水入侵空间分布界线进行划定,测量海水入侵时的通道,测定氯离子浓度等。主要采用的方法是电阻率法。海水入侵时,一定范围内海水中电阻率会降低,由此便可以界定咸淡水分界面,从而划定海水入侵的空间。
三、目前地质灾害勘查中存在的一些问题
(一)滞后性
我国对于地质灾害的勘察工作一般都是在灾害发生了以后才进行,处理的手段多以应急、营救的形式进行。不能在灾害发生之前就进行一定的预判和预警,而只能在事件发生了以后再查找原因。造成这一结果的原因是对我国的地质灾害分布缺乏认识,对其发展规律了解不充分。只有在平时就加强对于地质的勘察,及时掌握住全面的信息,才能有效防治城市地质灾害。
(二)重视次要因素
在对地质灾害勘察的过程中,不仅要重视灾害的主要成因,还需要对诱发灾害的次要成因进行深入研究。因为在不同的环境中,主、次要因素是可以相互转变的。重视灾害的次要因素,对将来判断主要灾害有着重要的参考价值。
(三)因地制宜
地质灾害可能发生在各种地质结构的土壤上,现场面临的条件也都各不相同。为了应对这些复杂的环境,勘察人员需要依据当地的情况使用合适的方法和工作方式。同时,不断对地球物理手段进行研究和精密化,提高其分辨率,增加勘察精度,多样化现场勘察方法,加强对数据的处理能力,都是对地球物理手段的一种补完。这就需要用更加丰富的手段对城市地质灾害进行勘察,而不是死板地照本宣科。
(四)各种手段的综合使用
由于地质灾害的种类繁多,导致某种灾害的原因也不是单一的,所以仅靠单一手段难以对地质灾害的发生原因进行准确的测定,而是要采用多种地球物理方法的综合运用。多种地球物理方法的综合运用不仅能够测定地表浅层的地质问题,而且能够解决较深层次的地质问题,拓宽了地质勘查的范围。但是也如同前文所述,综合地球物理方法的组合方式必须考虑到多种方法的合理选择和有效搭配,同时必须按照现场的条件来选取地球物理方法,这样就能有效避免综合方法的错用。
(五)治理研究
目前,地球物理方法在地质灾害方面的运用还仅限于对地质灾害的监测及预报,未来应该延伸到对于地质灾害的治理研究中去。让地球物理技术深入对地质灾害的监测,预防和治理的全过程中,达到良好的效果。
结束语
随着我国现代经济社会的不断发展,人们对于城市的安全和稳定将会提出更高的要求。如何应对越来越多的城市地质灾害,已经成为了新时期社会发展必须被重视的问题。利用地球物理的方法对地质危害进行勘察已经取得了良好的效果,其工效高、成本低、装备轻便,并且能够快速提供大面积的综合资料等优点使地球物理方法成为了重要的现代勘测手段,在城市地质灾害的预防中,起着重要的作用。
参考文献:
[1] 刘传正.地质灾害勘查指南[M].北京:地质出版社,2000.
关键词:地质灾害;防治措施;方案选择
中图分类号:F416.1 文献标识码:A
1地质灾害的内涵
地质灾害是指由于自然因素或者人为活动引发的危害人民生命财产安全或使人类赖以生存和发展的环境、资源发生严重破坏的地质现象。《地质灾害防治条例》规定,地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害。地质灾害防治的基本途径就是反其形成之道而行之:一是防止致灾地质作用的发生;二是避免受灾对象与之遭遇。第一方面包括作用发生前的预防和发生中的制止;第二方面则含有移动受灾对象位置、改变致灾作用方向和隔绝两者遭遇通道。所以说,地质灾害防治工程就是改造、稳定变形地质体,调整、控制致灾地质作用,从而制止地质灾害发生的专门性工程。它不同于一般的建筑工程。有的专家将之称为地质工程。
2地质灾害防治工程的合理应用
2.1 工程防治对策的正确选用
由上述可见,地质灾害防治工程是地质灾害防治决策中可供(或常需)选用的主要措施,但不是唯一措施。什么情况下需要采取工程防治措施,这要根据致灾作用的可控制性和受灾对象的可移动性两方面的情况,与其它措施进行比较确定。一般情况下,采取行政技术措施能够事先预防或避开地质灾害危险的,多不动用工程措施。主要的比选常在工程防治与设施搬迁之间进行。比选的依据是经济代价和安全效果。地质灾害防治工程的实施要掌握好时机,总的原则是要早治。一些突发性地质灾害的初期变形阶段,其维持稳定性所欠缺的抗力较小,只要及时采取工程措施加以增强,较易恢复其稳定。一旦发展到快速变形,其内部变形应力增大,而且像滑动面之类的关键部位的强度也因遭受更大破坏而大为降低,再想进行工程治理所需代价就会成倍增加,甚至无能为力了。但是防治工程也必须在肯定险情确实存在,不治不足以防止灾害发生的情况下才能进行。
2.2 防治工程种类与结构类型的正确选用
地质灾害防治工程的目的是用来防止(制止)地质灾害发生。防治工程选用的合理性首先要体现在其有效性(防治效果)上。其次是在确保有效性的前提下寻求节约。防治工程方案的正确与否常决定着防治工程成败的大局。在确定采取工程治理后就要依据所治地质灾害(致灾作用)的性状特征、环境条件及防治要求,按照保证效果、兼顾节约的原则妥善研究拟定防治工程方案,选好、用好工程类别及其结构类型。各种地质灾害防治都有其适用的工程类别。如对滑坡的防治工程,常用工程类别有支挡、减载、加固、排水等;对泥石流有拦截、疏导、防护等;对岩溶地面塌陷有治坑、治洞、隔渗等。每种工程类别又常有其各具特色的不同结构类型。这都要根据当地的具体情况加以优选采用。防治工程方案可以由单一的工程类别或结构类型构成,也可由各种工程类别或结构类型组合构成。桩锚结构就是很好的实例。每项工程手段选用的合理性都要根据其单位防治效果,即单位投资所能做出的防治效果贡献(如安全系数! 值增强值)来判断。
2.3 防治工程的施加位置与强度的正确确定
地质灾害防治工程方案要包括工程项目及其布置位置这两个基本内容。工程项目应根据灾害防治需要确定,而任何防治工程都是具置的需要。如对滑坡宏观上有上方、下方,地面、地下等位置区分,这可作为防治工程布置的概略指向,具体设置地点应根据致灾作用力学场的分布状况确定。如滑坡的支挡工程在横向上要垂直滑坡的主滑方向布置。在纵向上则要依据滑坡推力的变化情况采用分段设置或统一设置。此中最应注意的是不允许中间飘出(即剪出)。防治工程的强度应以能达到防治目标的要求为准。这也与工程位置的选定有关。比较简便可行的办法是绘制不同安全等级的滑坡下滑力曲线图,在图上选取最有利的位置使下滑力减少为零。其所需的力即为防治工程应有的出力(图1及图2)。
图1某滑坡的纵剖面及其下滑力计算块段划分示意图。图2为其相应的下滑力曲线图。在后者上按K=1.2,K=1.1,K=0.93个安全等级画出A、B、C3条曲线。
从图上不难看出:此滑坡滑床及地面纵向坡度在"1"和"2"处有两个明显拐点,其下滑力曲线也依之呈3段式变化。据下滑力曲线分析,此滑坡未治前处于不稳定状态。若按K=1.2的治理目标欲达到稳定,总体上需增加3000kN单位抗滑力。
若滑体为无中间飘出危险的整板一块,抗滑工程可一次(按总量需要)设置在其中、前部下滑力超过(或等于)3000kN的任何方便位置。也可分段设置。但仔细分析,此滑坡自身有较大抗滑力集中在前段("2"点以下),它可将中段("1"、"2"之间)迅速增强的下滑力抵消而有余,且中段也没有飘出(即剪出)危险。故此滑坡在"1"点以下的滑体完全可以保持自身的稳定。问题在于上段("1"点以上)。这里积累了约3300kN的下滑力。从剖面形势看,有沿m-n一线飘出的危险。究竟可能不可能飘出,须通过计算确定。主要是计算m-n⑥1线以上分块段的抗滑力,然后将之与整个上段的下滑力进行比较。若小于后者,即能飘出;否则,相反。这里的关键问题是确定好沿m-n一线的抗剪强度。看是否有老滑动面或现成的岩土层结构面存在,抑或完全重新剪断。
如图2所示,计算结果,没有结构面可用,其单位抗滑力为A1-A′1(约900kN)。若重新剪断,则为A1-A″1(约2100kN),皆小于上段下滑力,故能飘出。欲防止上段滑体的飘出,需分别施加与其飘出滑动力相等的24OOkN或1200kN的单位抗滑力。所以,该滑坡抗滑工程的合理设置位置是在"1"点;所需强度仍为总体下滑力即单位抗力3000kN(24OOkN或1200kN,能防止上段飘出,但不能完全阻止其下滑)。若飘出滑动力大于总体下滑力,则应采用飘出滑动力,作为抗滑工程的设计抗滑力。
3 地质灾害防治工程的实施要点
地质灾害防治工程虽有其特殊性,但也是一种重要工程,故其实施也应按照国家的基本建设工程程序进行。认真做好有关的勘察、设计、施工、监测等各个环节的技术工作。
3.1 要切实做好地质勘察研究工作
地质灾害防治工程不同于一般建筑工程。它是改造、稳定地质体和调整、控制地质作用的工程。一切工程活动都要围绕地质防治目标进行,地质的调查研究必须贯穿于其始终。首先要认真搞好治前勘察工作,准确查明地质灾害的发育状况,包括致灾作用的性质、成因、变形机制、边界、规模、活动状态、稳定状况及危险程度;参与计算评价的有关岩土体的物理力学参数及水文地质条件;成灾危害情况,包括可能遭受危险的人、物、设施的位置、规模、价值及可迁移程度;影响治理工程实施的自然条件(地形、水源、天然建材)及社会条件(交通、能源供应、劳工等)。其中准确地判明变形作用的性质、成因及其稳定程度是关键。
3.2 要合理确定防治目标
防治目标包括形象目标和安全目标。形象目标即防治对象的范围、部位;安全目标即防治工程所应达到的安全标准。明确防治目标是地质灾害防治工程设计的首要问题。
对防治对象范围的确定,一般应以致灾地质作用的活动单元为界,作整体考虑,不宜随意切割取舍。但在总体范围内,则应视险情的轻重缓急划分出重点与一般,或主要与次要的不同部位,不能平均对待。
对防治工程应达到的安全标准,应依据下列3方面的情况加以确定,即所欲保护的受灾对象的重要性和可撤离程度、国家的财力水平和有关的工程规范。关键是要适度,既不能标准过低,治而无效;又不能过分追求高标准,多耗国家资金。关于防治标准,对每处地质灾害的不同部位或不同影响方面,也可因地、因事制宜地区别对待。
3.3 要多方案比选防治工程方案
每一处地质灾害的防治,欲达到稳定变形地质体和制止致灾地质作用的目标,常有多种工程方案可供选用。而选择合理与否,则在很大程度上决定着防治工程的效益。因此,必须进行多方案比选,从中选出最好的工程方案。
方案比选的依据是地质有效性、技术可行性和经济合理性。所谓地质有效性,是指能有效地达到稳定变形地质体、制止致灾地质作用的目标,而又不致引起其它不良地质后果;技术可行性,是指在工程技术方法、设备材料及施工条件上,不会遇到大的困难;经济合理性,是指投资相对较低,国家承受得了。这三者要相互结合,综合比较。
3.4 重大地质灾害防治工程需进行专门的可行性论证
可行性论证的主要内容是防治工程的必要性和防治方案的可行性。防治工程的必要性,应从灾害的危险性、成灾损失程度和各种对策措施(包括工程措施及撤离等其它减灾措施)的适宜性等方面加以论证。
当灾害的危险性较大,成灾损失也较大,而其它防减灾措施皆不如进行工程防治经济、有效时,防治工程的必要性才能成立。防治方案的可行性论证内容,包括多方案的比选和选定方案的可行性。方案比选及选定方案的可行性论证依据,即是前述地质的有效性、技术可行性和经济合理性3条原则。较小规模地质灾害防治工程的可行性论证,可与地质勘查报告的编写同时进行。
3.5 要妥善确定防治工程的施工方法和施工程序,实行信息化施工
地质灾害防治工程的施工方法,既要有利于顺利完成工程本身的实施任务,又要不因施工扰动而对变形地质体造成新的破坏。对每种新的或较有破坏性的施工方法,采用之前均应进行方法(工艺)试验。施工程序,包括防治工程总体的阶段程序和具体防治工程单元的施工顺序。
地质灾害防治工程是与复杂的地质体打交道,欲解决的问题常有很大隐蔽性和随之而来的不确定性。每处防治工程的效果不是都能一次预见得到,防治工程对变形地质体的长期性扰动后果也不一定能很快显露出来,有时需要通过局部或前期工程实践(试验性施工)才能有把握地确定下步工程的做法。所以,地质灾害防治工程,在总体上常需有一个合理的阶段程序,以便根据前期效果修改后期工程设计;在具体工程单元的施工顺序上,要尽可能做到先期为后期工程提供便利条件,或增加其安全储备,避免相互干扰,更不能相互破坏。要严防由于工程不当引起意外灾难性后果,即所谓治聋不成反致哑。
结语
地质灾害防治工程是一项长期的工作,任重而道远。随着新技术、新方法、新材料在地质灾害防治工程中应用,地质灾害防治措施和施工技术必将迈向新的台阶。
参考文献
关键词:岩土工程;地质灾害;防治措施
中图分类号:TD167文献标识码:A 文章编号:
前言
我国是世界上地质灾害最为严重的国家之一,灾害种类多、灾情严重、分布面积广。地质灾害严重危害到人民生命时产安全,破坏各种工程设施和社会生产,造成巨大经济损失,严重影响到我国的可持续发展。本文从几类常见地质灾害的特征与危害出发,通过对岩土工程地质灾害防治技术和防治措施进行了深入的分析。希望能够起到抛砖引玉的效果,使同行相互探讨共同提高,进而为我国今后的岩土工程地质灾害防治起到一定的参考作用。
1、岩土工程含义及地质灾害防治工程分析
1.1岩土工程
岩土工程是与工程地质学密切结合的一门综合性学科,它以土力学与基础工程以及岩石力学与工程为基础,以土和岩石的利用、整治、改造等为研究主要内容,它服务于主体工程的勘察、设计与施工的全过程,是主体工程的组成部分。
1.2地质灾害防治工程
地质灾害是指由于自然或人为原因引发的对自然生态环境造成破坏、给人的生命财产安全造成严重损失的地质现象,主要包括山体崩塌、泥石流、滑坡、地裂缝、地面塌陷、地面沉降等。
地质灾害防治是指通过采取有效地质工程手段,改变有害地质现象的发生过程,以减少或防止灾害的发生。对这一工程的研究体现着对地质生态环境进行合理开发与管理的思想。
我国是农业大国,地质构造较为复杂,人口众多,经济相对较落后,总体承灾能力弱。这些国情决定了我国地质灾害类型多、分布范围广、发生频度高、强度大、影响面宽、损失严重的特点。近年来,滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降等种类的地质灾害在我国时有发生。相关统计数据表明,滑坡、泥石流、崩塌的分布范围占据国土总面积的一半左右,以西南、西北地区灾害最为严重。
1.2.1滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震、人工切坡等因素的影响,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。 滑坡的诱因主要有:地震,降雨和融雪,地表水的冲刷、浸泡,河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷,开挖坡脚,蓄水排水,堆填加载,劈山放炮,乱砍乱伐等。
下列地带是滑坡的易发和多发地区:(1)江、河、湖(水库)、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区铁路、公路、工程建筑物的边坡等。(2)地质构造带之中,如断裂带、地震带等。(3)易滑(坡)岩、土分布区。(4)暴雨多发区及异常的强降雨区。
有效的滑坡防治措施 :
1.2.1.1排水工程。通过平孔、支撑盲沟、渗水盲沟等工程来进行地下排水,以大大降低孔隙水压力,增强有效正应力提升抗滑力,加固效果极佳。
1.2.1.2改变边坡的几何形态。也就是通过增加阻止滑坡产生区的物质、削减推动滑坡产生区的物质来减缓边坡坡度。这种方法广泛适用于坡面深埋的滑坡,把握好削减和堆填的位置往往可以产生极好的防治效果。
1.2.1.3支挡结构物,进行斜坡内部加固。对于体积不大的滑坡以及空间不足不能通过改变边坡几何形态进行有效防治的滑坡,可以通过采用挡墙、被动桩、沉井等支挡物或者是在斜坡内部进行锚固、加筋土等加固措施来控制岩体运动,有效进行防治滑坡。
泥石流
1.2.2崩塌
陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部空虚,折断压碎或局部移滑,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象称为崩塌。
崩塌的诱因主要有以下几种:(1)采掘矿产资源;(2)道路工程开挖边坡;(3)水库蓄水与渠道渗漏;(4)堆(弃)渣填土;(5)强烈振动。
1.2.3泥石流
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)产生在沟谷或山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。泥石流的诱因主要有:
(1)不合理开挖;(2)不合理的弃土、弃渣、弃石;(3)滥伐乱垦。地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种动力地质现象。
1.2.4地面变形
地面变形包括地面沉降、地面塌陷与地裂缝。目前中国发生地面沉降活动的城镇有70多个,明显成灾的有30余个,最大沉降量已将近3m。这些城市有的孤立存在,有的密集成群相连形成广阔的地面沉降带(区)。造成中国城镇地面塌陷原因有三:一是不合理地大量开采地下矿产资源引起的塌陷;二是表面岩溶活动引起的塌陷;三是大量抽取地下水引起地面下沉。
目前,我们将地质灾害分两大类:
第一环境问题,主要是由自然因素本身引起的,属自然地质灾害。
第二环境问题,主要是由人为活动引发的地质灾害,属于人为地质灾害。随社会经济的飞速发展,人为地质灾害不断增加。这类地质灾害通常具有诱发速度快、灾害涉及面广、造成损失巨大的特点,它所带来的危害性大大超过正常状态下产生的地质灾害所带来的损失。据科学分析表明,我国有一半以上的地质灾害是人为原因造成,其中最主要的诱因就是能源开采不合理。 无论是自然地质灾害还是人为地质灾害,都给对人的生命和财产安全造成严重损失,对生态环境、自然资源造成严重破坏。加强地质灾害防治工作意义重大。
2、岩土工程地质灾害防治工程防治措施
2.1做好防治工程设计
地质灾害防治工程设计,必须根据崩塌、滑坡、不稳定斜坡的成因机制、运动模式、易发性及防治目标制定。
2.1.1根据致灾的成因确定主要防治途径;
2.1.2根据灾害的易发程度、防治目标确定防治工程的强度和工程量。
2.2地质灾害防治工程的主要工程措施
2.2.1工程防治措施
工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分,工程防治措施的适用条件及方式:大多数房后切坡造成的小型土质滑坡,选用滑坡后缘地表排水、前缘支挡或削方减载护坡等工程措施较为适应;对于中型以上滑坡,应根据工程地质勘察资料选择工程防治措施。
2.2.2生物防治措施
生物防治措施是指植树造林,种草护坡及合理耕牧。它具有应用范围广、投资省,能促进生态平衡,改善自然环境条件,防治作用持续时间长的特点,需较长时间才能发挥其效益。
根据调查区地质灾害特点和自然经济条件,泥石流区,地面塌陷区及水土流失区应采取封山育林,退耕还林等防治措施,减少地质灾害的发生和经济损失。
2.2.3避让措施
2.2.3.1雨天避让措施。对灾害隐患点和变形斜坡,采取雨天临时避让措施,各镇在防灾预案的基础上编制安全转移预案,雨天对受威胁户一一作转移地点安排。应根据就近原则、转移地(接受户)不受地质灾害或其它灾害威胁的原则进行操作。
2.2.3.2搬迁避让措施。对一些危险性大、危害性严重的地质灾害,防治费用超过搬迁费用或再建房仍然受地质灾害威胁的,采用搬迁避让措施。调查区需搬迁避让或已搬迁的灾点。
3、结语
在岩土工程建设中,由于地质灾害能够对岩土工程造成极大的影响,因此,为了确保岩土工程的质量和性能,就必须要加大对岩土工程地质灾害预防的重视力度,同时采取科学合理的防治措施并且结合工程的实际情况,从而才能够提高岩土工程的安全性能。总而言之,由于岩土工程地质灾害危害巨大,因此在岩土工程建设过程中,就必须要对其进行防治,从而才能够确保岩土工程的质量和性能。而随着科学技术的日新月异,可以预见在将来的岩土工程中,地质灾害防治技术和防治措施必定会更加成熟完善。
参考文献:
[1]地质工程手册.中国知识出版社.2006
关键词:岩土工程;地质灾害;防治措施
1、岩土工程与地质灾害的内涵
地质工程学,是研究与解决从规划到竣工乃至工程运行后效的全过程的与地质有关的工程问题的科学。它把地质体乃至地质环境作为工程系统的组成部分来对待,这显然符合大系统工程学的思想,它包含岩土工程和地质灾害防治工程两个方面,但以后者对其特点的反映更为深刻。岩土工程是指工程建设中涉及岩土体的开挖与加固;地质灾害防治工程是对自然或人为作用产生的有害地质现象进行防范与防治。后者包含了更全面地对地质生态环境合理开发与管理的思想。
地质灾害是指由于自然因素或者人为活动引发的危害人民生命财产安全或使人类赖以生存和发展的环境、资源发生严重破坏的地质现象。《地质灾害防治条例》规定,地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害。
在我国,大多数地质灾害现象都是人为因素引发的,据有关资料统计,近年来我国每年因地质灾害造成的经济损失约占各种自然灾害的1/4至1/5,因此,减少或制止破坏生态环境行为、及时采取地质灾害预防和防治措施,是我国当前减少损失的首要途径。
2、我国地质灾害的特征与危害
由于我国地理位置独特,地质构造复杂,地球生态环境多变,加之人口众多的农业大国,经济较落后,承灾能力弱,所有这些叠加在一起,形成灾害类型多、分布广、频度高、强度大、影响面宽、损失严重的格局。
据资料统计分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等种类的地质灾害在我国十分发育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范围约占国土面积的50%,其中以西南、西北地区最为严重。
地质灾害可分两大类:第一类主要是由自然因素引起的地质环境问题,又称第一环境问题,属自然地质灾害;这些灾害不以人类历史的发展为转移;第二类主要是由人为活动引发的地质灾害,称第二环境问题,属人为地质灾害。这些灾害常随社会经济的发展而日益增加,据地质灾害成因分析,全国50%以上的地质灾害发生的主要原因是人类行为,尤其是人类不合理地大量挖掘能源所造成的。
2.1 滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震、人工切坡等因素的影响,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
滑坡的诱因:
(1)地震;(2)降雨和融雪;(3)地表水的冲刷、浸泡;(4)河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;(5)开挖坡脚;(6)蓄水排水;(7)堆填加载;(8)劈山放炮,乱砍乱伐。
滑坡发生的规律:
下列地带是滑坡的易发和多发地区:(1)江、河、湖(水库)、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区铁路、公路、工程建筑物的边坡等。(2)地质构造带之中,如断裂带、地震带等。(3)易滑(坡)岩、土分布区。(4)暴雨多发区及异常的强降雨区。
2.2 崩塌
陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部空虚,折断压碎或局部移滑,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象称为崩塌。
崩塌的诱因:
(1)采掘矿产资源;(2)道路工程开挖边坡;(3)水库蓄水与渠道渗漏;(4)堆(弃)渣填土;(5)强烈振动。
2.3 泥石流
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)产生在沟谷或山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。
泥石流的诱因:
(1)不合理开挖;(2)不合理的弃土、弃渣、弃石;(3)滥伐乱垦。
地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种动力地质现象。
2.4 地面变形
地面变形包括地面沉降、地面塌陷与地裂缝。目前中国发生地面沉降活动的城镇有70多个,明显成灾的有30余个,最大沉降量已将近3m。这些城市有的孤立存在,有的密集成群相连形成广阔的地面沉降带(区)。造成中国城镇地面塌陷原因有三:一是不合理地大量开采地下矿产资源引起的塌陷;二是表面岩溶活动引起的塌陷;三是大量抽取地下水引起地面下沉。
地面塌陷发生的规律:
(1)岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带或沿其与非可溶岩的接触地带;(2)沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带,岩层剧烈转折、破碎的地带;(3)松散盖层较薄且以砂石为主,其底部粘性土层缺失或甚薄(一般不足1-2米)的“天窗”地段;(4)岩溶地下水的主迳流带或岩溶管道上;(5)具有潜水和岩溶水双层含水层分布地带;(6)岩溶地下水的排泄区;(7)岩沉吟地下水位在基岩面上下频繁波动的地带,或受排水影响强烈的降落漏斗中心及近侧地段;(8)临近河、湖、塘地表水体的近岸地带;(9)岩溶地下水位埋藏较浅的低洼地带。
2.5 人为地质灾害的危险性分析
人为活动加剧或加速地质灾害的发生所带来的危害性大大超过正常状态下产生的地质灾害所带来的损失。如:矿产资源的开发以及铁道、公路等各种工程建设的开挖,亦经常加剧地质灾害的发生,如:土壤侵蚀、地面塌陷与沉降、滑坡、岩爆、泥石流、荒漠化以及坑道涌水、瓦斯爆炸等灾害。人工滥伐森林资源,也造成土壤侵蚀、滑坡和泥石流等灾害,并导致洪灾的加剧发生。人工爆破也会诱发岩溶塌陷、滑坡等灾害的发生,还有可能引起连锁性的岩溶塌陷。
人工诱发地质灾害的特点如下:
一是诱发速度快。在自然地质演化及气候变化过程中,岩体由相对稳定至不稳定的变化,经历长时间过程。而人工因素诱发下,就大大地缩短了自然演化时间,加速岩土体的岩性变化,而导致突变灾难的发生,并造成更大的损失。
二是诱发灾害面广。自然地质灾害的发生,除了特大灾害之外,一般其危害性有一定的局限性,在人工因素诱发下,其危害性就具有更大的影响面。例如由于生物资源———森林的破坏,工程的大规模开挖,影响的是区域性环境恶化,诱发区域性旱涝灾害,以至引发全球性荒漠化。人类活动产生的升温效应,对气候及地质灾害诱发作用的影响也是全球性的。
三是灾害损失巨大,除了地震之外,人工诱发的地质灾害所造成的损失是严重的。随着经济建设的发展,人工诱发地质灾害所造成的损失,仍会不断增加,目前估计地质灾害损失每年约500亿元,而受到威胁的就是这些数据的数倍至数百倍。1998年洪灾损失2000多亿元,死亡1432人,其中不少损失是通过地质灾害而产生的。
3、地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施
地质灾害防治工程的最大特点是隐蔽性(如抗滑桩)、复杂性(如抗滑桩+锚拉+挡板+冠梁)和多样性(防治滑坡可采用桩,亦可采用挡土墙),以地下工程施工为工艺特点,因此与地基与基础工程和岩土工程具有十分相近或相同的工艺流程、施工工序和施工工法。涉及地质灾害防治工程施工的技术规范和标准主要有:
中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:
保护环境的一个重要方面就是保护地质环境,减轻地质灾害,树立减灾就是增产的思想,灾情就是国情的组成部分的思想。我国是世界上地质灾害最为严重的国家之一,灾害种类多、灾情严重、分布面积广。地质灾害严重危害到人民生命时产安全,破坏各种工程设施和社会时产,造成巨大经济损失,严重影响到我国的可持续发展,文章从地质灾害危害出发,对岩土工程地质灾害的防治技术和实践经验进行了详细的论述。
1、岩土工程与地质灾害的内涵 地质工程是研究与解决从规划到竣工乃至工程运行后效的全过程的与地质有关的工程问题的科学。它把地质体乃至地质环境作为工程系统的组成部分来对待,这显然符合大系统工程学的思想,它包含岩土工程和地质灾害防治工程两个方面,但以后者对其特点的反映更为深刻。岩土工程是指工程建设中涉及岩土体的开挖与加固;地质灾害防治工程是对自然或人为作用产生的有害地质现象进行防范与防治。后者包含了更全面地对地质生态环境合理开发与管理的思想。 地质灾害是指由于自然因素或者人为活动引发的危害人民生命财产安全或使人类赖以生存和发展的环境、资源发生严重破坏的地质现象。《地质灾害防治条例》规定,地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害。 在我国,大多数地质灾害现象都是人为因素引发的,据有关资料统计,近年来我国每年因地质灾害造成的经济损失约占各种自然灾害的1/4至1/5,因此,减少或制止破坏生态环境行为、及时采取地质灾害预防和防治措施,是我国当前减少损失的首要途径。 2、我国地质灾害的特征与危害 由于我国地理位置独特,地质构造复杂,地球生态环境多变,加之人口众多的农业大国,经济较落后,承灾能力弱,所有这些叠加在一起,形成灾害类型多、分布广、频度高、强度大、影响面宽、损失严重的格局。 据资料统计分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等种类的地质灾害在我国十分发育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范围约占国土面积的50%,其中以西南、西北地区最为严重。 地质灾害可分两大类:第一类主要是由自然因素引起的地质环境问题,又称第一环境问题,属自然地质灾害;这些灾害不以人类历史的发展为转移;第二类主要是由人为活动引发的地质灾害,称第二环境问题,属人为地质灾害。这些灾害常随社会经济的发展而日益增加,据地质灾害成因分析,全国50%以上的地质灾害发生的主要原因是人类行为,尤其是人类不合理地大量挖掘能源所造成的。
2.1 滑坡 滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震、人工切坡等因素的影响,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。 滑坡的诱因: (1)地震;(2)降雨和融雪;(3)地表水的冲刷、浸泡;(4)河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;(5)开挖坡脚;(6)蓄水排水;(7)堆填加载;(8)劈山放炮,乱砍乱伐。
2.2 崩塌 陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部空虚,折断压碎或局部移滑,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象称为崩塌。 崩塌的诱因: (1)采掘矿产资源;(2)道路工程开挖边坡;(3)水库蓄水与渠道渗漏;(4)堆(弃)渣填土;(5)强烈振动。
2.3 泥石流 泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)产生在沟谷或山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。 泥石流的诱因: (1)不合理开挖;(2)不合理的弃土、弃渣、弃石;(3)滥伐乱垦。 地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种动力地质现象。
2.4 地面变形 地面变形包括地面沉降、地面塌陷与地裂缝。目前中国发生地面沉降活动的城镇有70多个,明显成灾的有30余个,最大沉降量已将近3m。这些城市有的孤立存在,有的密集成群相连形成广阔的地面沉降带(区)。造成中国城镇地面塌陷原因有三:一是不合理地大量开采地下矿产资源引起的塌陷;二是表面岩溶活动引起的塌陷;三是大量抽取地下水引起地面下沉。
2.5 人为地质灾害的危险性分析 人为活动加剧或加速地质灾害的发生所带来的危害性大大超过正常状态下产生的地质灾害所带来的损失。如:矿产资源的开发以及铁道、公路等各种工程建设的开挖,亦经常加剧地质灾害的发生,如:土壤侵蚀、地面塌陷与沉降、滑坡、岩爆、泥石流、荒漠化以及坑道涌水、瓦斯爆炸等灾害。人工滥伐森林资源,也造成土壤侵蚀、滑坡和泥石流等灾害,并导致洪灾的加剧发生。人工爆破也会诱发岩溶塌陷、滑坡等灾害的发生,还有可能引起连锁性的岩溶塌陷。
人工诱发地质灾害的特点如下: 一是诱发速度快。在自然地质演化及气候变化过程中,岩体由相对稳定至不稳定的变化,经历长时间过程。而人工因素诱发下,就大大地缩短了自然演化时间,加速岩土体的岩性变化,而导致突变灾难的发生,并造成更大的损失。
二是诱发灾害面广。自然地质灾害的发生,除了特大灾害之外,一般其危害性有一定的局限性,在人工因素诱发下,其危害性就具有更大的影响面。例如由于生物资源———森林的破坏,工程的大规模开挖,影响的是区域性环境恶化,诱发区域性旱涝灾害,以至引发全球性荒漠化。人类活动产生的升温效应,对气候及地质灾害诱发作用的影响也是全球性的。
三是灾害损失巨大,除了地震之外,人工诱发的地质灾害所造成的损失是严重的。随着经济建设的发展,人工诱发地质灾害所造成的损失,仍会不断增加,目前估计地质灾害损失每年约500亿元,而受到威胁的就是这些数据的数倍至数百倍。1998年洪灾损失2000多亿元,死亡1432人,其中不少损失是通过地质灾害而产生的。
3、地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施
3.1 主要的施工技术标准总结 地质灾害防治工程的最大特点是隐蔽性(如抗滑桩)、复杂性(如抗滑桩+锚拉+挡板+冠梁)和多样性(防治滑坡可采用桩,亦可采用挡土墙),以地下工程施工为工艺特点,因此与地基与基础工程和岩土工程具有十分相近或相同的工艺流程、施工工序和施工工法。