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开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇地质灾害治理方法,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
中图分类号:TM831 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)10-0266-01
一,关于滑坡及其形成的原因
滑坡指斜坡上的岩体或土体,受到地下水活动、河流冲击、人工切坡及地震等一些因素的影响,在重力的作用下,沿着一定的软弱带或软弱面,分散地或整体地顺坡向下滑动的自然现象。
分析造成滑坡地质灾害的原因不难发现滑坡地质灾害是人类活动和自然环境相互作用、相互影响的结果。滑坡地质灾害是不可能完全避免的。造成滑坡地质灾害的原因不外乎两点:
(一)自然因素,即地貌条件和地质条件引起的滑坡地质灾害。
在湖南省宁远县湾井、九疑山一些山区地带,经常会出现因为地貌条件和地质条件引起的滑坡地质灾害。从地质条件方面来说,岩土类型是引起山体滑坡的重要因素。一般来说,松散覆盖层、泥岩、粘土、黄土以及片岩、板岩等,还有一些软硬相间的岩层构成的斜坡同样容易造成山体滑坡。另一方面,在滑坡的过程中,地下水的活动占主要作用,起作用的主要是土、岩,降低土体和岩石的强度,使其产生空隙水压力和动水压力,对透水岩层产生一种漂浮托力,从而造成山体的滑坡。最后,地质构造对山体滑坡的影响也是不可忽视的。当组成斜坡的土体、岩石被各种构造面切割分离成不连续的状态时,就会产生向下滑动的趋势。一般来说,对于一些水库、沟、江、河的斜坡、建筑物和山坡的边缘都是比较容易发生滑坡的地方。
(二)人为因素
观察发生的滑坡灾害不难发现,很多滑坡多发的地区都是地壳运动和人类各种工程活动较频繁地区。这充分说明,正是人类的频繁的工程活动引发了滑坡。
人们不符合生态学的活动主要有四个方面:
第一,过量的砍伐树木,破坏植被,导致水土流失现象严重,降低了土壤的保水、蓄水能力,在雨季,较容易山洪暴发而导致山体滑坡。第二,由于受经济利益的驱使,人们在不能或不允许开挖的山体上,开矿、开垦、采石、取石等人为的破坏山体稳定性,使山体地表水改变了流向和路径,加剧了滑坡体的形成。
第三,水库库区、电站长期的风浪和蓄水也加剧了对库区两岸的岸基的侵蚀冲涮程度,导致岸基因崩塌、沉陷而失稳,从而比较容易导致相应的山体滑坡。
第四,修建公路造成的滑坡,在山坡上修建公路改变了山体自然形成,有利于山体稳定的水流流径、地下水和地表通道。让暴雨后汇集大量的地表水,直接冲刷一些地质比较薄弱层或裂缝而导致山体滑坡。
二,对于滑坡的勘查
(一)明确滑坡勘察的目的和内容
滑坡工程勘查的目的在于查清滑坡所在地段的工程地质条件(自然地理、经济状况、地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质及地震活动等)气象水文及人类工程活动等作用因素,以及人类工程活动后滑坡稳定性可能发生的变化,从而评价工程活动的可行性并提出活动方式及应采取的措施或方案建议。对于滑坡的地质勘查的内容是:通过地质调查与测绘、地质钻探、挖探、物探、地下水观测等各种调查和勘探手段,查明滑坡的要素、规模、空间分布范围、成因、性质、类型、水文地质特征、稳定状态与危害程度等。
(二)选择合适的勘察方法
常用的地质勘察方法有如下几种:
第一,钻探。对大中型滑坡,钻探是主要的勘查手段。钻探的主要任务是查明滑坡体的范围、厚度和岩土体组成,采取足够的岩土试样进行物理力学试验,查明与滑坡有关的地下水含水层的层数、分布、来源、动态及各含水层的水力联系等。
第二,挖探。挖探包括井探、硐探、坑探、槽探四种方式。通过挖探,可以直接观察地质情况,详细描述岩性,进行地层划分,了解滑带宽度和延伸方向,确定滑坡边界。
第三,物探。物探手段主要是根据不同地层的物理性质的差异性,了解地层的分布状态和地质构造特点等。物探与钻探、挖探配合使用,可以节省钻探工程量,提高勘查资料精度。
第四,水文地质勘查。滑坡的发生、发展与地下水活动的关系非常密切。为查明滑坡地下水的动态分布,必须进行水文地质试验与钻孔水文地质观测,以测定滑坡各含水层的渗透系数、地下水位、流向、流速、流量及各层之间的水力联系。
三,滑坡灾害的治理
(一)明确滑坡治理的原则
第一,以查清工程地质条件和了解影响斜坡稳定性的因素为基础。查清斜坡变形破坏地段的工程地质条件是最基本的工作环节,在此基础上分析影响斜坡稳定的主要及次要因素,并有针对性地选择相应的防治措施。
第二,整治前必须搞清楚斜坡变形的规律和边界条件,变形破坏规律不同,处理措施也不同,要根据斜坡变形的规律大小采取相应的措施。此外,还须掌握变形破坏面的位置和形状,以确定其规模和活动方式,否则就无法确切地布置防治工程。
第三,按工程的重要性采取不同的防治措施,斜坡失稳后后果乐氐闹卮蠊こ蹋势必要提高安全稳定性系数,防治工程的投资量大;而非重大的工程和临时工程,则可采取较简易的防治措施。同时,防治措施要因地制宜,适合当地情况。
(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,清除滑坡体。对坡高小于15m、坡面长小于50m的小型土质边坡,且其无继续向上及两侧扩展的可能。由于挖方工作量较小,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,整治滑坡一般应在滑坡体外修环形截水沟将地表水引至天然沟谷。滑体内修建树枝状排水系统,布置时主沟应尽量与滑坡方向一致,支沟与滑向成三十到四十五度斜交。为防止地表渗透,应填平夯实地表,对风化或裂隙地表应采取锚喷防护措施以及灌浆措施,此外还应重视绿化、植被以固定土壤。
第三,支挡工程,即在滑坡体上建造支挡建筑物来增加抗滑能力,以获得岩土体稳定。首先可采用抗滑挡土墙。在中小型滑坡,下滑力不大时,可设置挡土墙或片石垛,并将基础置于滑动面以下的硬层或基岩上,挡墙最常用的形式是重力式挡土墙。其次可采用抗滑桩。抗滑桩是借助桩与周围岩同作用,把滑坡推力传递到稳定地层的一种抗滑结构。
参考文献
[1] 王凤月王振兵.滑坡地质灾害勘查与其治理研究[J].科技创新导报.2015.02期.
一、地质灾害以及危害分析
1.地质灾害概述
地质灾害可以分为两类,一类是由于自然地质环境发生变化,比如随着地球运动,地表发生变迁产生的比如火山作用、地壳断裂等。这类地质灾害属于自然地质灾害,是不会随着人类行为的变化而发生变化的。另一类是由于人为因素比如对地表进行破坏、不当的经济生活活动等而产生的地质灾害,属于人为地质灾害。随着经济的快速发展,人为地质灾害发生频次逐年提高,其造成的破坏性极大。一般来说,地质灾害主要有滑坡、泥石流、塌陷、地裂缝以及地面沉降等。这些地质灾害发生具有不确定性和不可预测性,一旦发生,对周边地区造成的经济损失和生命安全十分严重。
二、地质灾害危害
尽管这些年我国在地质灾害预测和防治方面投入了大量的资金和技术成本,但限于经济发展和当前的技术水平,地质灾害依旧得不到精确的预测,所以发生的频率并没有降低。地质灾害一旦发生,对受灾地区的经济发展和人民的生命财产安全均会产生严重的破坏作用。主要危害有造成居民房屋损坏、倒塌,损害居民的财产和生命安全;造成铁路、公路等交通设施塌陷、桥涵被毁,导致交通不畅,危机交通安全;破坏城镇建设,破坏工厂、学校机关等基础设施;造成农田毁坏,水利设施的损坏,导致农作物减产;造成电杆等倒塌,输送线路被中段,严重影响到输电、通信工程。
三、地质灾害勘察与工程治理技术
1.防治工程设计
在采取工程和生物治理技术对地质灾害进行勘察和防治以前,首先需要对防治工程进行设计,在设计前,收集地质灾害相关的信息,主要分析地质灾害发生的成因,建立成因机制。然后在对成因进行分析的基础上设计防治工程的主要目标,勘察的手段,采取的主要治理技术等。最后再根据防治工程的主要目标、勘察防治手段、地质灾害的易发程度等确定防治工程的强度和工作量的多少。
2. 地质灾害勘察
2.1 确定测绘范围
一般的地质灾害都是由于多种因素造成的,在进行地质灾害防治以前,需要对地质灾害进行测绘工作,测绘工作的主要内容是通过对地表的点线面进行跟踪、调查与研究分析,目的是为下一步工作提供地质灾害相关信息,并且佐证地质灾害的特征属性。在确定测绘范围的时候不能局限于地质灾害发生的区域,还需要根据运动规律,对周边一带的地质环境进行测绘。
2.2 选取勘察方法
在对地质灾害进行勘察的时候要选取理想的勘察方法,除了根据地质灾害结构分析采取的传统勘察方式以外,还需要采取多样新型的勘察方法。比如在对滑坡进行勘察的时候,传统的勘察方式有钻探、槽(井)探和物探等,但是比如钻探只能起到对地表进行分层的作用,所以应该在采取传统方式的时候适当地结合其他的勘察方法。例如在使用钻探勘察岩质滑坡的时候可以采用单动双管钻探工艺来完成,只有通过较高采取率岩芯的识别才有助于对滑坡体的客观判断。比如槽探虽然勘察起来比较直观,但是成本比较大,而且风险较高,不管是钻探还是槽探都会对原来地表造成破坏,所以需要配合原位测试的方式进行多样勘察。
2.3 勘察样品
在进行地质灾害勘察之际,需要进行勘察样品的采集工作。目前样品的采集由于勘察方式的问题以及采样容器、采样测试参数值设定等问题,得到的样品有不稳定性、代表性差等问题,使得采样的测试结果不理想。在解决样品问题上,除了要根据不同的地质?暮η榭霾扇〔煌?勘察方式以外,为了提高样品的统计性和真实性,可以采取相应的采样方式。比如滑坡样品采集的时候,为了减少采样槽数量,减少工程成本,可采用环刀现场井(槽)侧壁采样,这种方式具有一井多采特点,有效减少了工程风险以及工程的成本。
3.工程治理技术
3.1 主要工程治理措施
按照地质灾害防治勘察设计以及现行的相关规范制度、技术标准等,当前对地质灾害进行勘察治理的主要工程有:排(截)水工程、支档(拦)工程、护坡工程以及加固工程等。在对这些防治工程进行设计的时候要根据工程的特征采取不同的工程治理技术。
根据表1显示,对于一些小型的滑坡,可以采取前缘支档、后缘排水治理技术措施,对于中型以上的滑坡灾害,需要根据已有的勘察资料采取更加详细复杂的治理措施。对于危岩地质灾害治理,可以根据不同地区的具体情况采取护坡、加固等技术措施,对于地面塌陷、沉降等地质灾害的治理,采取的措施需要根据塌陷以及沉降的程度采取排水或者加固等治理措施。总之,在利用工程技术进行不同地质灾害治理的时候,先要分析已有的灾害勘察资料,然后根据当地的灾害实际、地质环境等采取相应的治理技术。
3.2 工程治理设计的注意事项
首先,工程勘察和工程治理之间有一段间隔期,至少要在半年以上,而在这段时间内,地质灾害情况可能会发生变化,比如滑坡体的时段演变。而工程治理设计是按照之前勘察结果进行的,不客观不严谨,所以需要对之前的勘察信息进行更新,重新进行现场核查,发现与之前勘察信息不符的地方,必要的话可以进行补勘。另外,需要选取合适的治理方案。一般的地质灾害经过勘察信息分析以后,会根据勘察结果以及灾害情况和特征制定治理方案,可是在选取治理方案的时候需要有针对性,比如滑坡一般是由于大气降雨造成的,但是治理方案却主要选择了工程抗滑,虽然抗滑工程很重要,但是成本却很高,而且不是所有滑坡都适合的治理方案,所以需要根据防治的主要目标针对其中关键性问题采取灵活性的治理方案。
1 多道瞬态面波法勘探原理
面波是一种沿着介质自由表面传播的弹性波,我们可以通过观察它的传播规律来分析介质也就是我们所要勘测的地质的各类参数,最终可以分析整体滑坡的地质特点。面波传播有他自己的规律性,通过不同介质发生的传播过程是不一样的,我们可以通过两者之间的对比来分析我们所要研究的对象。而且这种方法对于施工条件的要求是不太高的,这就使得我们可以在比较恶劣的条件下也可以正常勘测,不会影响结果的准确性,这对于最后治理方案的制定是非常有利的。而且这类方法是比较科学的,它的分析结果可性度是相对比较高的,我们可以放心使用。
2 野外工作方法
滑坡地质一般分布在相对偏僻的地方,一般对滑坡地质进行勘察都是在野外进行的,所以我们必须对于野外工作方法有正确的了解和认识。多道瞬态面波法测线一般尽可能沿着主滑面进行布置,测线两端应该位于相对比较稳定的区域,保证测线的准确性,从而保证勘测结果的准确性。野外环境比较复杂,所以具体勘测时要严格按照规范的操作步骤进行,首先可以保证勘测结果的可性度,其次也可以保证勘测人员的安全。
3 解决的地质问题
我们已经对于多道瞬态面波法有所了解,但是它具体可以给我们提供哪些方面的数据可以帮助我们分析滑坡地质从而避免滑坡地质灾害造成过大的损失。接下来我们就来分析一下多道瞬态面波法可以帮助我们解决的地质问题,只有这样,我们才能更好地利用这种方法帮助我们治理滑坡地质灾害问题,减少由于这类灾害造成的经济损失和人员伤亡,为我国人民正常生活的进行和经济正常发展贡献一份力量。
3.1 划分地层
我们要对滑坡地质有所了解,首先要了解它的地层情况,但是传统的地层分析一定要进行深度钻探才能准确地进行地层分析。但是钻探分析过程是非常复杂的,首先钻探操作就是非常复杂的,其次钻探所需的工作人员也是非常多的,钻探周期也是非常长的。而且最终的分析结果还和多道瞬态面波法所测得的结果是差不多的。同样的检测结果,我们肯定选取操作工艺简单、成本低、耗时相对较短的勘测方法。但是根据地形的不同,我们有时候也需要将多道瞬态面波法和钻探方法相结合来提高勘测结果的准确性。准确的分层情况的了解可以帮助我们计算滑坡地质的稳定性,可以帮助我们在滑坡地质灾害发生后,根据具体情况做出相应的解决措施,防止灾害扩大造成更大的经济损失和人员伤亡。
3.2 确定软弱面
我们可以根据多道瞬态面波法通过分析滑坡地质的不同程度,以此确定他们的软弱度,最终我们将软弱面分为两类,一类是已经滑动过的实际滑动面,另一类是划破潜在滑动面。不同滑面对于分层特点也是非常不同的,所以对于滑坡地质灾害的影响也是非常不同的。所以这对于我们滑坡地质灾害的治理也是非常有利的,因为我们可以根据滑坡地质具体软弱面的滑动情况采取不同的治理措施,尽可能了解滑坡不同地质滑动面发生滑动后的影响,减小地质灾害带来的影响或者发生后防止再改轻狂的扩大,最终保障社会发展的稳定和人民生活正常生活和工作。
4 应用实例
我国的滑坡地质分布是比较广泛的,而且滑坡地质灾害发生也比较频繁。地质灾害已经为我国带来了很大的经济损失和人员伤亡。因为滑坡地质灾害的发生是我们不能控制的,为了控制由于滑坡地质灾害再造成过大的经济损失和人员伤亡,我们必须对于滑坡地质灾害常发区的地质进行分析和了解,我国科研人员也为此做出了很多设想和实验,最终发展多道瞬态面波法是相对而言效果比较好的一种勘测方法,而且已经多次使用效果都不错。为了让大家更加了解这种技术方法,我们就针对一个实例来进行分析。
山西省吕梁市位于黄土高原,而且它的地形中滑坡也是分布比较多的,而且山西地区的水土流失情况也是非常严重。这种地形遇到大型降雨非常造成滑坡地质灾害,造成村庄淹没、农田被破坏等情况。其中山西省吕梁市临县的一个村庄就曾经发生过这样的地质再改,当时的轻狂是非常严重的,很多居民房屋被淹没,造成了好几户人家丧生,而且灾后地控制工作也是非常困难的。滑坡高度大约100~200m,以前就发生过小型的滑坡。不过灾害发生后,地方政府就立刻派出专业人员来进行灾害治理,我们就针对这次治理进行详细介绍。
这次地质灾害勘测总共设置了18个勘测点,主要沿主滑方向设置,大约10~20m设置一个点,设置了三条勘测线。滑坡坡底采用钻探技术进行地质分析,滑坡比较陡的地方采用多道瞬态面波法进行地质勘测,通过这两种方法结合对滑坡地质进行分析。虽然多道瞬态面波法对于滑坡地质的地层分析和软弱面的确定都是非常有利的,但是滑坡滑动是一个动态的过程,需要多种数据整合分析。这种综合分析有利于我们对于滑坡稳定性的验算,对于我们滑坡治理方案的确定也是非常有利的。通过这一系列科学的计算估计滑坡地质状态,对人们控制滑坡地质灾害进一步扩大起到了很大的作用,最终该地区的滑坡地质灾害没有进一步扩大。
关键词:地质灾害;滑坡治理;滑坡危害
一、当前滑坡治理的方法
我国属于滑坡灾害危害较大的国家,每年用于治理滑坡灾害的经费固然相当惊人,山区道路的开挖、水库的修葺、工厂的建设等导致大量山坡形成新的滑坡。发生滑坡的原因是具有多样性的,是多种因素相结合综合作用的结果。从物理层面来说主要包括地质因素和岩土的力学性质;从岩性分析不同的岩石硬度、节理、断裂性质等各不相同,比如泥岩、页岩等硬度小且易水化,相对更容易引起滑坡;从人为因素判断主要包括地下水深度的变化、人工引发扰动的等方面的影响。结合滑坡形成的各方面因素,滑坡的治理方法也应是综合性的,需要考虑水文地质和工程地质以及滑坡类型等各方面影响来选择适宜的治理方法;当前常用的治理方法有:①进行加固工程:主要分为抗滑挡土墙、抗滑桩加固和预应力锚索加固。挡土墙在滑坡治理中应用较为广泛,主要有重力式、锚索式挡土墙,可以单独使用作为滑坡治理的措施,也可以与其他治理措施相结合。
抗滑桩加固的目的是将滑坡的推力转移到相对稳定的地层上,可以将其分为全埋式和半埋式两种抗滑桩,其缺点是造价较高;预应力锚索加固作用是施加发作用力来稳定滑坡,其优点是节约工程成本,适用范围是粘性较强的岩体滑坡。②采取排水工程:同时采取地下水和地表水排水工作,二者在施工前应进行精确的论证,并且要结合滑坡治理的总方案进行;地表水一般引至地表的河流或沟谷中,而滑坡体内部需要建立与滑坡方向一致的排水系统,增强滑坡的抗滑强度。③清除滑坡体或消方减压:对于坡度和破面较小的滑坡体,在无扩张的前提下可以直接清除滑坡体;而消方的目的是减少滑坡体的向下作用力,使其形成或达到新的稳定状态,这是一种最为经济且行之有效的滑坡治理措施。④其他方法:主要包括抗滑明洞、改善土壤方法、避开难以治理的大滑坡、柔性防护工程等方法。由上可知,滑坡的治理方法是多种多样的,需要进行因地制宜的可行性分析来选择相应的一种或多种治理方法,通常来说单一的治理方法往往不是最佳方案,多种治理方法相结合进行综合性的滑坡治理才是最佳选择。
二、滑坡治理存在的问题
各国经济的发展离不开对资源的开采利用,人类活动诱发的环境问题日益凸显,近年来我国对滑坡治理的重视程度日益增长,研究力度也逐渐加大,但还存在一些问题亟待解决,及时地发现新问题解决旧问题才能使滑坡灾害的治理工作取得显著进步。目前滑坡治理过程中存在的问题主要有以下几点:①缺乏统一规划:尽管政府各部门对滑坡治理的重视程度有所提高,但是总体来说滑坡治理的工作缺乏统一的规划,没有组织适时的滑坡地质灾害勘察,往往是在滑坡灾情发生后才采取临时治理措施;这种应急式的防治措施在地方政府屡见不鲜,实际上就是没有明确的规划统一,且防治责任不明确。②经费问题:滑坡灾害的治理经费主要由国家政府出资,而滑坡灾害治理的经费是巨大的,相对来说补助的经费是远远不足的,而各级政府也没有纳入专项的滑坡治理经费,相关的法律法规也不健全,所以滑坡治理的工作没有稳定的经费保障,目前只能在各级政府中临时预支。③管理体系不完善:虽然我国处理滑坡地质灾害的经验十分丰富,但是却没有相适应的规范或制度,而正是这种制度的缺乏导致管理体系不完善,工程质量不达标或拖延工期的情况时有发生,从而导致验收不合格等问题出现。④评估机制不健全:没有健全科学的滑坡治理工作评估机制,对于人为引发的滑坡治理和自然灾害造成的滑坡应该怎样分担责任,按何种适应的标准来进行评估,目前还尚未明确。⑤滑坡防治机构不健全:专业性的滑坡防治机构较少,高层次技术人员缺乏,技术力量也较为薄弱,滑坡治理工作得不得长足发展。
三、滑坡治理的一些建议
滑坡灾害的发生是不可预测的,需加强对滑坡地段的严密监测,首先就应该要建立各级地质灾害预警监测站,对重点的滑坡地段要有技术人员常年监测、分析;对于其他存在滑坡的地段要进行定期的野外工作,查明滑坡的危害程度等各项工作;同时要与地方各级政府形成默契的配合,对政府提供有力的技术支持,确实的做到最大化保护人民的生产财产安全。应当建立完善的滑坡灾害处理机制,当滑坡地质灾害发生时,应该由地方政府在第一时间召集有关的专家进行针对性的信息采集和处理专业性的地质问题,判断滑坡的危害程度以及后续初步拟定后期救援的主体方向,才能在根本上将滑坡的后期危害降到最低。应建立滑坡地质灾害科研防治及治理专项经费,这是开展滑坡地质和治理工作的前提条件,各级政府有充分发挥在灾害治理中的作用,虽然灾害治理属于公益性事业,但是稳定的防治和治理经费是滑坡治理的首要条件。应完善滑坡地质灾害专业技术队伍的建设,应当建立相应的滑坡治理规范机制和制度,提升技术人员的滑坡治理能力。
结论:
滑坡地质灾害的发生对人民的生命财产安全形成极大的危险,后期治理也会对国家造成极大的经济损失,应该引起各级政府和相关单位的重视;滑坡治理的方法是多种多样的,因地制宜地分析滑坡的类型、地质条件、发生原因等各方面因素,选择适宜的、有效的滑坡治理方法。滑坡的治理也是一个产业化的过程,但必须要有合理的监管才能够实现;相信通过各方的努力,滑坡的防治及治理工作将得到有效的解决办法,从而实现各区域的可持续发展。
参考文献
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[2]朱清,余振国.地质灾害治理的产业化分析[J].中国地质灾害与防治学报,2011,22(4):112-116.
[3]谢全敏,夏元友.滑坡灾害治理方案的多属性决策方法研究[J].岩土工程学报,2004,26(5):623-626.
地质灾害种类多,通常所说的地质灾害即滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等,地质灾害治理应本着防为主,治为辅的原则。笔者以恩施市常见的地质灾害为实例,较为直观的论述地质灾害的防治。
恩施市共有各类地质灾害隐患点467个,其中省级1个、州级2个、市级18个、水布垭库区和老渡口库区74个、乡级372个,受威胁1145户7180人及沐抚集镇、平锦稻池、摩天岭滑坡前缘胜利街居住户,其中须搬迁327户1257人。因地质灾害频发、突发性强、危害程度大,该市为湖北省地质灾害最为严重的县市之一。如何进行地质灾害的防治监测呢?下面以恩施市最常见的滑坡地质灾害形式及地质灾害群测群防方式进行论述。
1 滑坡的成因及治理方法
斜坡上的岩土体由于种种原因在重力作用下沿一定的软弱面(或软弱带)整体地向下滑动的现象叫滑坡。按物质组成可分为土质滑坡、岩质滑坡;按引起滑动的力学性质分为推移式滑坡、牵引式滑坡;按滑动体厚度分为浅层滑坡、深层滑坡;按滑动面通过岩层情况分为顺层滑坡、切层滑坡等。产生滑坡的主要条件:一是地质条件和地貌条件;包括(1)地质条件指岩层、土层、构造的特殊性;(2)地貌条件指倾斜产状。二是内外营力和人为作用的影响。
1.1 地质条件和地貌条件
(1)地质条件指岩层、土层、构造的特殊性。(2)地貌条件指倾斜产状和分布位置。(3)水文地质条件。地下水活动在滑坡形成中起着重要的作用。它能软化岩、土,降低岩、土体强度,尤其是对滑面的软化作用和降低强度的作用是最为突出。
1.1.1 滑坡发生的规律与前兆
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;地质构造带之中,如断裂带、地震带等;易滑(坡)岩、土分布区;暴雨多发区及异常的强降雨区。大滑动前,在滑坡前缘坡脚处,有堵塞多年的泉水复活,或者出现泉水、井水突然干枯的现象;在滑坡体中,前部出现横向及纵向放射性裂缝;大滑动之前,在滑坡体前缘坡脚处、土体出现上隆现象;临滑前,有岩石开裂的声响;滑坡体四周岩体(土体)出现小型崩塌和松弛现象;在滑坡之前无论是水平位移和垂直位移不断加大,这是明显的临滑迹象;滑坡体后缘裂急剧扩张,并从裂缝中冒出热气或冷气;动物惊恐异常、植物变态等。
1.1.2 滑坡治理的几种主要方法
根据我国多年防治滑坡的实践,归纳出防治滑坡的“避、排、减、挡、锚”五字经验,“避”即在选择建筑场地、铁路、公路选线,城镇选址时应尽量避开滑坡体。事先要做地质灾害危险性评估,提出书面报告。出现滑坡隐患不宜治理,对于受威胁村民或居民,采取避让搬迁至安全地带,主要工程治理措施归纳起来分为三种:一是“排”水,消除可减轻水的危害;二是改变滑坡体的平衡条件,如削坡“减”重压脚,修筑“挡”土墙、抗滑桩、“锚”固等。三是改变滑坡体岩土体性质。
2 地质灾害群测群防
地质灾害群测群防是指地质灾害易发地区内广大人民群众和政府公务人员直接参与地质灾害点的监测和预防,及时捕捉地质灾害前兆、灾体变形、活动信息,迅速发现险情,及时预警自救,减少人员伤亡和经济损失的一种防灾减灾手段。地质灾害群测群防网络体系是地质灾害监测预警体系的组成部分,由四级监测网点构成,即县(市)级监测网(监测站),乡镇级监测分站、村级监测组、灾害点监测点。
恩施市所有监测点都实行六个一(重点监测点有一名市级领导、一名乡领导、一名国土局领导、一名国土所干部、一名村干部和一名监测员)和四个一(一般监测点有一名乡领导、一名国土所干部、一名村干部和一名监测员)的监测预警网络。并在当地新闻媒体上将我市主要地质灾害点的监测人员联系方式、驻灾害点的市级领导、乡级领导、国土局领导、国土所人员向社会公示。
地质灾害群测工作要求如下。
2.1 选点标准
地质灾害群测群防监测点选择在综合考虑本地区地质灾害特点的基础上,其主要标准为:(1)规模大于500 m3以上,且威胁人民生命财产安全的地质灾害隐患点;(2)危险性大,稳定性差,灾情较严重,危害程度中型以上的地质灾害隐患点;(3)对集镇、村庄、学校或居民点的人民生命财产安全构成威胁的地质灾害隐患点。(4)规模500 m3以下的地质灾害隐患点和房前屋后潜在不稳定斜坡作为汛期目视检查点。
2.2 监测方法
地质灾害的监测方法很多,而简易监测适用于群测点监测,主要有变形位移监测、裂缝相对位移监测和目视检查监测。(1)变形监测法:通过监测点的相对位移量,了解掌握地质灾害的演变过程。(2)裂缝相对位移监测法: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。(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,了解地质灾害的演变特征,及时发现斜坡地面开裂、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,及时捕捉地质灾害的前兆信息。
地质灾害群防工作要求:
建立群防体系责任制。(1)建立市县――乡镇――村――点(监测责任人)行政责任制;(2)建立地质灾害主管部门的组织、协调、指导和监督的责任制;(3)建立地质灾害监测数据采集――传输――分析――结论责任制;
建立单位灾害点防治方案。防灾方案应包括以下内容:(1)地质环境;(2)灾害特点;(3)威胁对象、范围、设立警示标志;(4)监测责任人,防治责任人;(5)简易防治方法;(6)避让讯号、路线、地点。
普及地质灾害防治知识。(1)加强地质灾害防治知识的宣传、培训、提高全民防灾意识;(2)发放防灾明白卡;(3)落实汛期值班制。
采取预防措施。地质灾害的发生是不可避免的,通过群测工作及时捕捉发生地质灾害的前兆信息,采取预防措施,达到避免人员伤亡和财产损失的目的。(1)当灾害体处于累积形成阶段,应划定危险区,予以公告,并在危险区边界设置警示标志,采取一些简易治理措施。修筑地面排水沟,排除危险性、填实裂缝等。(2)当灾害体处于滑移阶段,应将危险区内的人员和财产立即撤离到安全地带,并禁止其他人员进驻危险区。
关键词:地下金属矿山、 地质灾害、境岩土工程
一、矿山地质灾害类型:
矿山地质灾害是指由于自然地质作用和人为地质作用使矿山生态地质环境恶化,并造成人类生命财产损失或人类赖以生存的资源、环境严重破坏的灾害事件。有人认为矿山地质灾害是由于人类开采矿山而直接诱发的人为地质灾害。国土资源部按致灾地质作用的性质和发生处所进行划分,将地质灾害分为12类、48种,矿山地质灾害为地质灾害的一个分支。目前我国矿山存在种类多,分布广,影响大,潜在灾害隐患突出等特点,并且存在上升的趋势,给人民生命财产安全带来很大的威胁。矿山开采引起的主要地质灾害类型包括:崩塌滑坡、深部岩爆等其他地质灾害。
⑴、崩塌、滑坡
崩塌、滑坡是露天矿山最常见的工程地质灾害。它也是发生频度最高、对露天矿山安全影响最大的灾害。崩塌、滑坡主要分为几个方面:①为采空区山体滑坡,主要是由于超量开采而引起;②为露天采矿场边坡失稳;③为排土场、堆渣场边坡失稳,或者尾矿坝垮塌。2009年5月在重庆地质灾害大排查活动中,重庆永川煤矿矸石山被列为地质灾害隐患点,必须限期予以排除,该矸石山高约430 m,通过降低矸石山高度,削坡减荷,同时在矸石山周围建立3个大型砖厂,对矸石山予以消耗,最终隐患得以排除。湖南柿竹园多金属矿的尾矿库倒塌,形成矿渣碎石流,使沿途3乡2镇的94个村民小组受灾,冲毁房屋39栋,计17810m2;淹没房屋27栋,计8100m2;冲垮3座桥梁。矿区内49人死亡,矿区直接经济损失达1300万元。
⑵、深部岩爆
岩爆是一种与地应力有关的地质灾害,据悉,矿山进入1000m以下进行深部开采时,由于高地应力,硬岩层往往发生岩爆。岩爆就其破裂机制而言,是一种开挖卸荷条件下岩石自身弹性应变能突然释放所造成的脆性破裂或爆裂;红透山铜矿开采达1337m,在采深1100m左右,大片采区花岗岩柱及上下盘发生多次大的岩爆,地表响声如雷,井巷工程遭到严重破坏,给生产带来危害归。
⑶、其他地质灾害
其他地质灾害主要有矿震、地热、地质环境污染、瓦斯突出、矿山泥石流、水土流失等,同样对矿山地质环境带来比较大的威胁。地热一般出现深度在800 m以下。地质环境污染是目前矿山普遍的灾害,主要通过物理法、化学法、生物法进行治理。
二、矿山地质灾害特点及诱因分析:
总体而言,我国目前矿山地质灾害具有以下特点:
(1)种类多,分布广,影响大。据初步统计,全国因采矿引起的塌陷有180多处,塌陷坑1600个,塌陷面积1150km2。全国发生采矿塌陷灾害的城市近40个,造成严重破坏的25个。因露天采矿、开挖和各类废渣、废石、尾矿堆置等直接破坏与侵占的土地已达1.4~2.0万km2,并以每年200km2 的速度增加。
(2)灾害类型与矿山规模、开采方式、矿产类型及所处地域相关。一般来说,露天矿山灾害类型多为水土流失、排土场(山体)滑坡、泥石流、边坡坍塌等。地下开采受采空区影响,灾害类型多为地面塌陷、地裂缝、冒顶、岩爆、突水、瓦斯、地表水土污染、尾矿泥石流以及矿井抽排水导致的近地表水源枯竭等。
矿山地质灾害诱发因素各不相同。有些是开采过程中难以避免的,如开采深度的增加,使得地应力相应增大引起冒顶、片帮、脱盘甚至岩爆的严重地压灾害;有的是开采中忽视预防或开采不规范、管理不科学导致的,如采空区不及时充填、废渣废水随意排放、水文地质及构造不了解、巷道偏离、盲目指挥、违章作业、私挖乱采等,非稳定因素积聚到一定限度引发各种灾害;曾一度泛滥的民采风潮掠夺式的开采活动也对部分国有大中型矿山造成严重干扰和资源、环境破坏,如我公司孝义铝矿就因民采破坏,被迫缩小克俄矿区境界,浪费储量达230万T。
三、矿山地质灾害的防治对策:
现阶段,我国矿山地质灾害的发生几率、频度、强度及灾害损失均呈显著上升态势,对灾害的全面预防和彻底治理已是刻不容缓。愈演愈烈的矿山灾害、大量潜伏的灾害隐患、日渐恶化的矿山环境说明矿山地质灾害的防治必须上升到政府监管的高度,纳入国家防灾减灾工作范畴。注重矿山地质灾害的防治研究,将其列入矿业领域的基础性研究,把矿山灾害、环保、安全生产统一起来。灾害研究要充分依靠科技进步,采用高新技术,研究灾害的发生机制,建立灾害的监测、预报和评估信息系统。我国煤炭矿山正着手建立GIS系统的地质灾害信息库,涉及灾害的时空分布、强度与频度、数据分析、灾害预报及灾情评估等,为灾害防治提供有效服务。矿产资源开发对矿区生态环境的破坏,相当一部分是排放“三废”造成的。通过贫矿尾矿的资源化利用、固体废弃物填沟造地覆土绿化、“废水”闭路循环运用和零排放、有害固体废弃物的安全填埋技术等措施,可缓解资源供给与需求压力,防止地质灾害,减轻环境污染,达到改善矿区生态环境的目的,实现矿业的可持续发展。
⑴、治理规划及分区:
1、进行区内环境影响评价和生态环境评价,编制斋堂地区矿山环境治理总体规划方案,制定预期目标和相应的治理措施。
2、将治理规划区分为重点治理区和一般治理区。包括主要道路两侧,风景区、自然保护区范围内,清水河保护范围内,市区镇主要规划区内,矿山环境强烈影响区,对人民生命财产安全有较大影响或潜在不安全因素的地区。一般治理区为目前矿山地质环境破坏较小但环境地质背景较脆弱,可适当延后恢复治理的区域。
⑵、主要预防措施:
1、对煤矿矿区的居民区下不明采空区进行勘查:老空区勘查工作的进行可以减轻当地居民的心理压力,各级政府部门可以据此科学的决策预防方案、治理措施或迁村计划,以避免减灾行动的盲目性和无谓损失,以最少的经济投入获取最大的社会、经济效益。
2、加强塌陷危险区的管理:严格制定遵守有关规定。本区违反塌陷危险区有关管理制度的情况屡有发生,造成严重后果,其教训应予以汲取。建议今后对塌陷危险区的管理,除以国营矿山名义发文警告外,更需政府部门制定法规,特别注意新建、改建问题,不应再人为地增加新的灾害点。严禁滥采乱挖,落实依法采矿不乱采、不越界。对于治理工作应本着“先急后缓、以防为主、防治结合”的原则进行,从本区面临的减灾局势,应采取以下措施,并在具体实施前进行充分的效益论证工作。
3、加强新建、改建建筑工程的选址论证工作:新建、改建的建筑工程,都要事先预防建立在老采空分布区上。特别是本区平地面积很少,改建、迁建建筑工程(包括村庄)的选址余地不大的情况下,此项工作尤显重要。若在建设前先进行地下采空区的地表普查探测工作,搞清采空区的分布现状,采取相应的减灾、防灾措施(如搬迁、充填老空、加固房基等),就可以避免或减少经济损失。
四、矿山安全防治新技术的应用与发展:
过去矿工仅凭经验来预测事故征兆,其中敲帮问顶就是最常用的方法!随着科学技术的不断进步,预测事故征兆的手段也不断得到改进,预测水平越来越高。事故征兆预测由经验法向科学预测技术发展。近几年,国内外矿山积极采用新的预警技术,有效控制了矿山事故的发生或减少了人员伤亡和财产损失。
以微电子技术和信息技术为先导的世界新技术革命的成果,正迅速渗透到矿山领域。例如:美国、加拿大、澳大利亚等国的采矿生产工艺正向遥控和自动化发展。采矿工业正由劳动密集向资本密集和技术密集转化,矿山生产高度机械化和计算机化。这一切变革也促使一些国家的矿山工人在结构和素质上发生重大变化,技术的巨大变化促使矿工更年轻。技术更熟练、效率更高,同时工作条件变得更安全卫生。实践表明:只有高素质的矿工,才能适应现代化矿井生产的需要。安全生产是一项系统工程,必须依靠完善法律、社会、经济、行政等各方面手段。经过长期的努力来实现,增加安全投资并完善投资的实际效果,无疑是一项尽快控制和扭转事故多发的重要措施,而依靠技术进步,可促进生产效率的提高和安全状况的改善。
1、预测预警仪器:
1)、地震层析X射线摄影机!地震层析X射线摄影机对测定地下矿山深部矿柱的相对应力是一种很有效的工具。如测得高应力区,则可在掘进前去除应力或避开这些高应力区进行掘进,通过连轩地震测量,便知应力是否降低到可安全掘进的状态。用地震层析X射线摄影机识别高应力区具有技术可靠、成本低、效率高等优点。
2)、携带式热应力监测计。澳大利亚芒特艾萨铅锌矿。原岩温度达600C。因此,监测岩石温度对矿工所产生的热应力影响成为等待解决的问题。同时,还可测量湿球/干球温度、空气冷却量、平均辐射热温度、风速和相对湿度,以及接收有关着装、工作负荷和工作强度方面的输入数据。
2、岩土工程治理技术:
环境岩土工程治理技术主要是运用岩土工程的概念进行环境保护的技术,主要侧重于一些具体的地质灾害的防治措施。目前岩爆主要针对岩爆的发生机理方面进行防治,对岩爆可能发生部位的地应力进行判定,分析岩爆发生的可能性及岩爆的发生等级,在治理方面主要防止应力集中,目前很多矿山企业引入有限元方法分析采场的应力分布,从而对应力集中的部位采取释放措施。很多矿山利用尾矿对塌陷区进行充填,从而增加尾矿库的容量,效果很好。若在采空塌陷区或者岩溶塌陷区修筑建筑物则需要对塌陷的稳定程度和建筑地基的稳定性进行分析,尽量不要在塌陷未达到稳定的塌陷区内修筑建筑物,若在复垦过程中需要修建房屋等设施,对于井下突水灾害,除了上述运用物理探测方法外,主要有注浆封堵、帷幕注浆截流等措施,目前预测方法主要有统计学方法、突变论方法和现场试验等。对于崩塌、滑坡,主要有控制超采滥挖现象,对出现的危岩及时清除,做好排水工作,减轻地表水、地下水对滑坡的诱导作用。
关键词:矿山地质灾害类型勘查方法防治
中图分类号: TD1 文献标识码: A 文章编号:
引言
由于我国很多企业的违规开采,极大的破坏了矿山的生态环境和地质水文状况,引起了矿山地质灾害的频频发生,给当地居民的正常生活带来很大影响。为了尽可能的降低地质灾害带来的损失,就必须要针对不同的地质灾害类型,采取相应的防治措施。
一、矿山地质灾害类型
1、岩土圈层形变灾害
在长期的矿产开采过程中,由于大量的矿石被开采运送出去,就使得矿山自身的岩土数量和形状发生很大变化,导致岩土圈层结构严重失衡,这就极易引发诱发性地震、断层错位、地面沉降变形开裂、滑坡、泥石流,甚至是山崩等灾害,造成难以估计的损失与危害。除此之外,若采用不合理的矿山开采手段与落手的开采方式,常会造成矿山地下工程灾害事故的发生,如洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆等。甚至有可能因采掘面不能维持平衡,即有可能产生岩石圈层应力突然释放,导致岩石破裂迸裂,并向坑内大量喷射、爆散,从而给矿山带来毁灭性灾难。
2、地下水位异变灾害
由于在矿产的开采过程中往往会挖掘到水位较浅的地下水层,若矿产生产过程中破坏到地下水层的结构稳定性,就会引起地下水位异变灾害。当在矿井的开采过程中突然挖掘到压力较大的地下水层,就会使矿井瞬间涌入大量水源,严重时会将矿坑填满,造成不可估计的人员伤亡。这种现象多出现于没有经过规范程序勘测而私自进行的开挖状况。除此之外,坑内涌入砂浆泥石、地下水漏失等灾害也会伴随着地下水位异变而发生,影响到矿区开采正常生产以及当地居民的正常生活。
3、矿体内因引起的灾害
这类矿山地质灾害常常是因为矿山地质环境改变后,一些偶发因素造成的突变性的灾难性后果。如瓦斯爆炸、煤层自燃、矿山火灾以及地热等。其中瓦斯爆炸是最为常见的灾害事故因素,这主要是由于矿产开采时没能做好通风设施而引起的。
4、矿山环境化学污染灾害
由于某些矿产在开采生产过程中会形成一定的废渣、废水或其他垃圾废物,若不能对这些物质进行合理处理,长期堆积下来就会对矿山造成严重的化学污染,破坏矿山自然生态环境。主要体现在尾矿库溃堤、水土环境污染以及土地退化等几方面。无论是哪一方面的化学污染,都会给当地地质条件带来严重的危害。一旦灾害形成,再要治理恢复原有的生态环境就非常困难了,因此矿山的环境化学污染危害是一种较为严重,影响时间较长的地质灾害类型。
二、矿山地质灾害发生的原因与主要问题
1、灾害发生的原因
1.1客观原因
矿山开采改变了原有的地质结构,现有开采技术有限,不论采用何种采矿手段,对自然环境的破坏是不可避免的,这也是诱发矿山地质灾害的本质原因。
1.2主观原因
国有企业转制承包煤矿、小煤矿和私营煤矿存在较多管理问题,安全隐患严重。这是矿山地质灾害频繁发生的一个不可忽视的原因。
2、现存主要问题
(1)未建立统一的数据信息资源库,对矿山地质灾害的数据统计不足,不可能进行系统工程化的分析与研究。
(2)矿山企业对矿山地质灾害的研究多为短期行为,缺少战略性和长效性的研究,往往导致旧问题刚解决,新问题又出现的现象,研究深度不够。
(3)矿山地质灾害的预防需要投入大量资金,这就使得长期以来许多矿山企业宁愿灾后治理也不愿预先防范,研究积极性不高。
三、矿山地质灾害的勘查方法及防治措施
由于矿山的地质灾害都在深部发生,勘查多采用遥感信息技术与物理勘查方法。目前常用的几种勘查方法主要有:地球信息技术综合方法、地球物理勘查方法、环境化学勘测方法等。根据矿山地质灾害的类型特点可以看出,很大一部分地质灾害都是可以通过采取措施进行预防来避免的,这就为防治矿山地质灾害提供了一个有效的途径,即预防处理。笔者多年来的地质工作经验,提出了几点防治措施,具体如下所示:
1、建立和完善矿山开采前的风险评估与环境评估,并制定环境保护与恢复治理的政策法规和规划体系。做到开采前严格评估,开产中积极防范,开采后积极恢复,把矿山地质环境恢复与土地复恳纳入法规,强制推行。
2、加强宣传,普及矿山地质灾害防治知识,提高矿山开采人员素质,增强其对地质灾害的危机感与警觉性。提高矿山生产过程中全员防灾、减灾技能与手段,强化矿山地质灾害的防、险避险、抢险培训。
3、开发与应用先进的信息化、地球物理勘查手段、地球化学勘查手段,对矿山地质进行严密监视,对可能发生的潜在灾害施行实时监测、动态监测,建立矿山地质灾害监测系统,实现矿山地质与环境生态动态跟踪与管理体系,避免重大人员财产损失。
4、加强矿坑、矿井边坡设计,进行边坡监测,坚固挡墙稳固边坡地质构造,开挖后如果出现开裂变形,及时做地质勘察,并做好预防措施。合理建设尾矿矿坝,形成稳定矿场与尾矿库,降低滑坡和塌方风险。
5、对于坑道开采,在坑道内一定要做好支护,做到边开采边支护,防止因矿顶坍塌、冒顶等产生的危害,尤其上方有住户处要预防引起上部地面开裂,同时做好坑道的排水设计,以防因矿坑涌水造成危害。
6、加强矿山环境监督与检查,进行全面、系统的地质环境和地质灾害影响评估。对破坏生态环境的小矿、低产能矿场进行坚决关停。对于污染型采矿区,制定科学开采和“三废”排放方案,减少次生地质灾害的发生。进行矿场开采后生态环境恢复治理,对于可回填的废矿进行积极回填。
7、对于闭坑矿山地质灾害的防治和生态环境恢复,应该及时进行治理和生态恢复工作,全面推进矿山地质灾害防治与环境综合治理,进行复垦,提高土地复垦率,结合生态措施实施矿山生态环境综合治理示范工程。弃渣场经处理后再敷表土、植草种树。通过上述地质环境恢复工作,减少水土流失,恢复矿山的生态功能,达到生态恢复和维护人类与环境和谐的目的。
8、在矿山开采区应严格禁止私采乱挖和越界开采,减少人为扰动,做好植被保护和水土保持工作,积极推行地质环境恢复方案及措施为防止水土流失、恢复植被和景观。监督与制止开采弃渣胡乱堆弃和不加处理排放,强制其必须统一堆放到开采境界线以外的矿山弃渣场内。
9、分层防治,根据不同矿山的地质条件和地形特点及矿山的开发利用方案,以及灾点的分布特点划分不同层次的防治区,以便采取相应的防治措施。一般分为重点防治区、次重点防治区和一般防治区。有针对性的开展矿山地质灾害防治工作。
10、采复结合,矿山开采与环境治理恢复相结合,开采后及时填灌,并做好植树植草等环境保护工作。决不以牺牲环保为代价进行开采,要避免先污染后治理,走以预防为主、采复结合的矿产资源勘查开发之路。
结束语
矿山地质灾害发生的诱因大多数是由于人们在进行矿产开采时没有做好相应的预防措施,才会引发各种各样,种类繁多的地质灾害,为矿山的自然生态环境带来极大破坏,也在一定程度上影响了矿产开采的顺利进行。为此,我们必须要充分认识到矿山地质灾害的危害性,提高矿产开采水平,积极采取措施预防生产带来的地质破坏,根据不同的矿产类型和开采方式,以及可能造成的地质灾害类型,制定相应的防治方案,尽可能的降低矿山地质因遭受破坏而带来的危害。
参考文献
[1]刁心宏,远洋,张传信.金属矿山地质灾害及其研究发展趋势[J].金属矿山.2006(06)
为全面提高我市地质灾害防治管理工作水平,根据广东省人民政府《关于进一步加强我省地质灾害防治工作的意见》(粤府[*]68号),结合我市实际,提出如下实施意见,请认真贯彻执行。
一、提高认识,增强责任感和紧迫性
地质灾害防治工作关系广大人民群众的生命财产安全,关系经济社会发展全局和稳定大局。近年来,在省委、省政府的正确领导下,我市坚持以人为本,全面贯彻落实科学发展观,切实加强地质灾害监测预报预警和应急管理工作,强化地质灾害隐患点的检查治理,地质灾害防治工作取得明显成效,为促进和谐肇庆建设作出了积极贡献。但是,我们也要清醒地看到,由于我市地质条件复杂,地质环境脆弱,地质灾害高易发区和中易发区约占全市总面积的一半,具有地质灾害类型多、分布广、频率高、危害大等特点,人类工程活动引发的滑坡、崩塌、地面塌陷等地质灾害时有发生,是我省地质灾害较严重的地区之一。地质灾害隐患潜在威胁10万多人生命和财产安全,其中威胁100人以上重大地质灾害隐患点和危险点51处,受威胁人数15000多人。同时我市地质灾害防治工作中管理体制不顺,监测机构不完善,防治科技含量低,装备落后,经费投入不足,基层管理力量薄弱等问题比较突出,直接影响了地质灾害防治工作的深入开展。各级政府、各有关部门要清醒认清我市地质灾害防治工作的严峻形势,高度重视地质灾害防治工作,全面提高地质灾害监测预报预警和应急反应能力,采取有效措施,防范突发性重特大型地质灾害发生,避免出现群死群伤事件,最大限度减少人员伤亡和财产损失,确保全市经济社会全面、协调和可持续发展。
二、加强领导,落实责任制
各级政府、各有关部门要把地质灾害防治工作摆上重要议事日程,切实加强对地质灾害防治工作的领导,主要领导负总责,分管领导具体负责,一级抓一级,层层抓落实。要实行“市领导包县、县领导包镇、镇领导包村、村干部包片”的四级地质灾害防治工作责任制。每年汛期前,市、县、镇、村要层级签订防灾责任书,明确各级防灾责任人。各级国土资源、建设、水利、民政、公安、交通、农业、林业、经贸、卫生、气象、旅游、财政等有关部门要按照各自的职责,加强协调,健全互动工作机制,共同做好地质灾害防治工作。每年汛期期间,各级政府和有关部门要把灾害危险点的监测任务落实到具体单位,明确具体责任人,真正做到任务到人、责任到位、措施到位,确保把灾害损失降到最低程度。
三、加强管理,提高防治工作能力
(一)全面排查,加快地质灾害防治规划编制工作。各县(市、区)人民政府要认真组织有关部门,在全面查明本地区地质灾害隐患点的基础上,尽快启动地质灾害防治规划的编制工作,确保2009年底前完成此项工作任务。各地、各有关部门要把地质灾害防治作为城市总体规划、村庄和集镇规划编制工作的重要组成部分,尤其是地质灾害易发区的城镇和新农村建设,必须编制地质灾害防治专项规划。在开展农业、林业开发利用时也应重视预防地质灾害,确保生产安全。
(二)完善制度,加强应急管理工作。各地、各有关部门要按照《肇庆市突发性地质灾害应急预案》(肇府办[*]149号文)的要求,突出汛期和重点防治区两个重点,积极推进市、县两级汛期地质灾害防治方案和县级突发性地质灾害应急预案的编制工作,建立健全市、县(市、区)镇、村四级地质灾害群测群防体系,不断完善汛期值班、险情巡查、灾情速报、地灾评估等制度。向社会公布地质灾害报警电话,接受社会监督。对重要地质灾害隐患点和地质灾害危险点要制定人员紧急避险和财产转移的应急预案,做到科学防灾、避灾和救灾。充分发挥应急指挥机构、地质环境监测机构以及地质勘查专业技术队伍在地质灾害抢险救灾、应急调查与善后处置工作中的指导作用。要启动“一网五库”建设(即应急指挥联络网,预案法规库、抢险救灾队伍库、物资库、专家库、典型案例库),配备必需的仪器、物资装备和交通工具等,以适应突发性地质灾害抢险救灾的需要。
(三)协调联动,推进地质灾害气象预报预警工作。各地、各有关部门要按照国土资源部和省政府的要求,积极推进地质灾害气象预报预警工作。国土资源部门要加强与气象、水文、地质勘查等专业技术部门的沟通与协作,加快地质灾害防治工作管理信息化、传输网络化、地质灾害监测预警科学化和地质灾害信息服务社会化的进度,建立和完善地质灾害预报预警信息反馈机制及网络体系,进一步提高地质灾害预报预警的准确性,特别是提高三级以上地质灾害预警的质量和水平。要加快地质灾害预报预警体系建设,2010年完成市级地质灾害监测预报预警系统建设,2013年完成县(市、区)级地质灾害预报预警系统建设。
(四)加强监督,加大地质灾害防治工作执法力度。各级人民政府要将防治地质灾害纳入本地区经济社会发展规划,依法加强监管。要严格执行建设项目地质灾害危险性评估制度,严格控制在地质灾害易发区内选址建集镇或村庄,编制在地质灾害易发区内现有的城市总体规划、村庄和集镇规划时,必须做好地质灾害危险性评估工作。无法避免必须在地质灾害易发区内新建农房或新村建设选址,要严格执行地质灾害防治工程主体建设同时设计、同时施工、同时验收的“三同时”制度。严格控制矿产资源和地下水开发利用以及工程建设项目造成的地质灾害,减少人为地质灾害的发生。
四、建立地质灾害防治工作的保障机制
(一)加强地质环境管理队伍和监测机构建设。增加人员编制,引进专业技术人才,尽快建立和完善市、县(市、区)专业地质环境监测机构,提高地质灾害防治管理工作水平。
(二)建立防治经费投入保障机制。按照国务院《地质灾害防治条例》和《广东省地质环境管理条例》的有关规定和要求,各级人民政府应将地质灾害防治经费列入政府年度计划和财政预算,建立地质灾害防治投入保障制度,确保地质灾害防治调查、预防和治理经费的落实。多渠道筹措资金,鼓励社会捐助,建立多元化、多渠道的资金投入机制,使严重威胁人民生命财产安全的地质灾害危险(隐患)点得到及时有效的治理。
(三)消除隐患,加快实施地质灾害隐患点搬迁避让治理工程。实施搬迁避让治理工程是避免地质灾害造成人员伤亡的最有效手段,也是变被动救灾为主动防灾的有效措施。各地、各有关部门要根据本地区、本部门实际情况,按照轻重缓急,逐步对危险性大、危害严重、治理经费大于搬迁费用,并经具有甲级资质的地质灾害评估单位评估确定搬迁的地质灾害隐患点和危险点实行选址搬迁避让。对受地质灾害威胁人员集中、搬迁难度大的隐患点和危险点,要尽快进行勘查治理,及时消除隐患,确保人民群众的生命和财产安全。
(四)综合治理,开拓地质灾害防治工作新思路。统筹地质灾害治理与扶贫搬迁和环境治理工作,不断开拓地质灾害防治工作新思路。在认真总结经验教训的基础上,结合地方经济社会发展实际,把地质灾害防治与土地开发利用、地质环境保护和矿山地质环境恢复等工作结合起来,实现由单一治理向综合治理的转变。对搬迁重建需占用的耕地和农用地,可以通过原地垦复整理落实耕地占补平衡,促进节约集约用地。
关键词:地质灾害监测;预警;滑坡远程监控
中图分类号:P642.22 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)17-0151-02
1 地质灾害监测预警示范系统的内容
地质灾害是指源于自然以及人为的地质作用对生存环境造成的灾难性破坏。地质灾害主要有地面塌陷、泥石流、滑坡、地层崩塌以及地层裂缝等。在地质灾害研究中,关于滑坡、泥石流类灾害的研究是行业研究的重点。地质灾害监测预警示范系统是基于遥感技术RS、地理信息系统GIS和全球定位系统GPS以及相应的地质灾害监测技术,划定一定的地质灾害预警方位,用以监测该范围内的特定地质灾害在变现象,并将监测结果、破坏信息以及诱发因素等以信息平台的模式进行。在这个地质灾害监测预警示范系统中,使用人员可以通过对监测数据进行系统分析,并且根据现场搜集的地质变形因素和相关因素进行规整分析,进而对地质灾害情况的稳定性状态和变化趋势做出预判,从而达到揭示地质灾害时间和空间的分布规律,为地质灾害治理及决策奠定基础。
地质灾害监测预警示范系统中主要使用的专业设备有:位移传感器、雨量计、视频监测网络、地理信息系统动态记录等。地质灾害监测预警示范系统可以和地理信息测绘系统紧密结合,两者相互配合,充分补充在地质勘察中发现的不良地质情况,进而对不良地质情况中的地质灾害实施预警和监控,同时采用系统中的资源分析调配,采用构建地质灾害模型的方式来对地质灾害进行预演。地质灾害监测预警师范系统还可以对已经发生的地质灾害实施连续、实时、动态的监测和检测,及时获取和记录全面准确的数据,并且采用信息系统自动化集成技术进行分析,协助相关的地质灾害处理和决策部门针对地质灾害情况进行高效协调处置,进而节约地质灾害救援时间,避免地质灾害影响的扩大,尽最大可能减少人民群众的生命财产损失。
2 滑坡远程监控的要素及子系统配置
滑坡远程监控作为地质灾害监测预警示范系统的有效组成部分,其监控内容较为专业且单一,需要配备的专业仪器及系统配置相对较为简单且使用便捷,主要针对滑坡这一单项地质灾害专门配置,具有高效、简洁、明晰的优势。
滑坡远程监控子系统的设备配置主要包括:
①智能型电子测斜仪:主要测量XY两个维度,测量范围为±30°,自带温度补偿以及相应的数据输出端口。
②高智能裂缝宽度仪:量程200 mm,分辨率0.01 mm,自带温度补偿以及相应的数据输出端口。
③智能型雨量计:分辨力0.1 mm;降雨强度测量范围0.01~8 mm/min;测量误差:±0.2 mm;输出信号RS-485接口;雨量计本机存储记录容量大于1.5 a。
④多数据采集传输仪,采集仪主要针对单类型地质灾害进行多数据采集,采用传感器数据通过无线传输网络进行监测数据的传输及预警,并且绘制预警曲线,使用者可以进行实时查询,并且设置预警警告。此类数据采集仪可以针对滑坡、泥石流、岩石崩塌等单类型地质灾害进行多数据监测和远程警示,但是对于综合性的地质灾害则需要进行调试,目前效果仍未尽如人意。
在建筑工程施工过程中,由于边坡的受力处于不稳定状态,特别是在暴雨水浸情况下极易发生岩体移动和滑坡,形成地质灾害。为防止这类地质灾害的发生,目前较为常用的方法是对这类存在地质灾害隐患的边坡进行远程监控以及远程警示,并且根据监测的结果进行汇总和分析,绘制预警曲线,并根据预设情况出相应的地质灾害治理方案。目前的滑坡远程监测主要以调查岩体移动量、移动速度为主要手段,监测地质灾害时的地层演变信息和诱变因素,根据滑坡监测的数据结果,结合岩体力学和水文地质学科的调查分析,汇总出不良地质岩体移动方向的预设型资料,进而分析得出岩体移动的规律,设置数理模型来预判定不良地质移动岩体闫滑动面移动的位移、边线以及不良岩体的形状、大小以及滑动倾角等数据,从而判定岩体移动带来的影响,形成地质灾害的稳定性评价报告和监测预测报告。在稳定性评价报告和监测预测报告的基础上,才能形成地质灾害治理的综合意见,才能对移动的滑坡岩体采取相应的地质灾害防治措施,减少人民群众的财产损失。
3 滑坡远程监控预警示范系统应用方法
滑坡远程监控是在处置不良地质情况中用于预测及分析滑坡情况的方法,集合了监测仪器、监测数据搜集分析,并且结合地质灾害形成机理、地理信息处理技术和预测预报等技术为一体的一门综合性技术。滑坡监测一般可以分为几种监测方法实施,常规型的监测方式是采用位移监测法,目前的滑坡远程监控仪器已经可以进行毫米级的监测。而在部分重点工程中,如果采用高精度的位移监测方法,剔除了影像影响,则可以达到0.1 mm的监测精度。目前国际上较为流行的是光纤应变分析技术之布里渊散射光时域反射技术,又称BOTDR技术,这项技术此前主要应用于大型的建筑物及构筑物的安全监测和健康诊断,且在电力、通讯领域应用较为广泛,是应变监测和监控的主要手段。在我国,首先由三峡水库区中巫山滑坡监测中应用BOTDR技术。与传统的滑坡监测技术相比,BOTDR技术具有综合行、实时性、高精度和长距离的特点。由于采用了合理的点位布置方式,不仅可以长期使用,而且可以直接控制多个施工阶段以及后期使用过程,可以非常方便的对各类边坡的不同部位进行监测。而且由于这种技术才用了多种复合方式,使用多种有效监测方法进行对比校核修正,实现了错误数据剔除,使得数据更接近于真实,更为可靠。而且由于其实现了空中、地表、以及深达不良地质灾害体内部深部的立体化监测网络,建立了相应的数据模型,也增强了数据应用能力,加强了数据综合判别能力,同时也就促进了地质专业人员数据分析的精度,也相应提高了对地质灾害评价和预判能力。
在滑坡远程监控预警示范系统中,基于ESRI Arc GIS平台,以 2.0为开发平台,选用C语言,Web服务器采用IIS,在线数据通信部分在.Net平台使用C/S与B/S相结合的模式开发方式;系统的后台数据库选用Microsoft SQL Server 2005 Express或Oracle 10 G数据库,可以实现滑坡监控BOTDR技术的综合管理,同时开发了多个应用平台和管理权限,可以满足不同应用领域的技术要求。
在大型的长期地质灾害治理项目中,采取多点位传感器布置的方式进行信息采集,这样的方式进行滑坡监测,彻底改变了传统的多点和线路布设的模式。采用网状布设模式,结合地理信息处理系统,则可以在边坡的每个单元都可以采集到多个信息,将这些收集到的不同信息进行系统集中处理之后,就能够得到该地区的地质灾害三维图像数据。而随着地球物理系统的全面运用以及地质勘察勘探方法中关于数据采集、信息处理和资料传输能力都由计算机来高速实现,高分辨率、大图幅、大样本技术的应用也得到了实现,进而将滑坡监测技术推向二维和三维采集系统方向发展。由于有计算机参与,在数据收集上可以通过加大测试频率次数进而时间长时间序列上的滑坡监测。
4 滑坡远程监控现场布点及方案
在一般的滑坡监测中,可以通过实地调查和分析来判定边坡岩体不稳定范围的大小和形状以及岩体移动的方向。在选择相应的滑坡监测方案前要对地质灾害隐患进行实地的考察,选取最为适宜的监测方案和监测仪器。对于设备的集成度、自动控制模式、数据标准化程度和信息模式等,由滑坡监测系统的自动化程度决定,针对大型的长期地质灾害监测,应建立相应的数据整理系统,优选相应的监测参数后,采用多参数数据组合、设备选型调整等方式进行系统优化,以便应用于不同的地质灾害规模、针对不同的地质危害程度以及不同的发展阶段。
5 滑坡远程监控后期内业及管理
在滑坡监测外业进行之时,应及时开展相应的内业工作,对观测结果进行成果整理,根据收集到的滑坡数据计算和绘制滑坡曲线图。对于较为简单的滑坡监测,采用手工数据整理以及绘图就可以达到报告要求。但是针对大型长期项目监测,则需要进行系统建立和数据录入,采用计算机进行数据处理以及高速运算的优势,由系统出具相应的滑坡曲线图。基本的岩体移动范围确认之后,就能够在岩体移动变化较为活跃的区域,在增加一些分散的观测点,通过对于移动观测,了解到每个测点的移动量随时间变化的情况,对初步的岩体移动区域划定进行校核,同时针对位移点数据结合观测线进行综合分析。根据内业处理,就可以通过对多测点移动值大小以及方向的分布情况分析,总结出不良地质滑坡岩体移动的方向和趋势。根据分布观测点的水平位移和竖直位移,就可以求出观测点移动总方向的请教,从移动的倾角及倾向就能判断可能产生滑坡的空间位置。在数据模型监测系统中,一旦发生移动曲线的突变情况,出现跃迁进入岩体临滑突变阶段,就能够根据监控结果及时向有关部门通报,采取相应的财产及人员转移信息,避免人员及财产损失,并且为后续的不良地质情况处理提供相关的准确数据和信息。
6 结 语
伴随着地球物理信息系统的建立以及计算机技术的普遍应用,针对不同的地质灾害情况也衍生了不同类型的监测技术和方法。根据项目实际情况,选用远程监控方式对滑坡进行监控,既节省了大量的人力资源投入,也达到了长期监控及时处理的目的,保证滑坡的监测效果,满足地质灾害治理要求。
参考文献:
[1] 丁继新.边坡位移监测的若干技术问题[J].水文地质工程地质,2007,(5).
[2]施斌.BOTDR应变监测技术应用在大型基础工程健康诊断中的可行性研究[J].岩石力学与工程学报,2004,(2).
[3] 魏彪.测氡技术的工程地质应用及其在三峡库区滑坡监测中的应用展望[J].重庆交通学院学报,2003,(5).
1 国内地质灾害现状
国内拥有十分辽阔的地域、丰富的资源以及密集的人口,而且地形地貌、地质构造和气候等自然环境十分复杂,泥石流、滑坡和地面沉降等地质灾害分布非常广泛,而且发生的频率非常高。在国内,社会经济发展十分快速,国土资源的开发利用量越来越高,自然条件经常发生变化,人类经济活动也不适当,使得地质环境被严重破坏,还呈现加剧的趋势。地质灾害的极大威胁已经引起了人们的高度重视,必须将地质灾害防治工作做好。
2 地质灾害防治概述
目前,国内对地质灾害的防治工作还不是很到位,其水平比较低下。同时,国内发展具有非常不平衡的特点。如今人口在日益增加,经济在飞快发展,人类的经济活动引起的地质灾害仍然为人们带来非常严重的危害以及威胁。因此,对地质灾害的防治迫在眉睫。而要将地质灾害的防治工作做好,加强其防治水平,就必须对地质灾害防治工作给予高度重视,并且制定科学合理、经济有效的综合治理措施。在这个方面,首先应该做好各项前期准备工作。比如做好地质灾害的勘察工作、对其进行评价、监测以及预报,从而制定治理对策。将这一系列工作做好,可以很好地防止地质灾害,避免地质灾害带来的经济损失以及人员伤亡,从而维护社会安定,推动国内现代化建设。
3 地质灾害防治水平的加强对策
3.1 广泛宣传地质灾害的严重性与危害性
对目前地质灾害的严重性与危害性进行广泛宣传,可以有利于引起社会各界的重视,并且得到有关部门的支持。同时,通过大力宣传而增强人们保护地质环境,并且做好防治灾害工作的意识。在对其进行宣传时,应该借助各种宣传媒介对相关理论以及发展趋势、威胁与危害等进行深入介绍。另外,还需要对地质灾害防治工作的重要性以及必要性进行大力宣传。而且还可以宣传地质灾害项目在采取防治措施之后可以带来的经济效益与社会效益,引起人们的重视,争取人们的理解以及支持。除此之外,还需要调动各方积极性,提高地质灾害抵御能力,防止地质灾害现象发生。
3.2 对地质灾害防治工作进行统一规划
在对社会发展与经济建设进行计划的同时,也要做好地质灾害防治工作的相关规划,并且进行明确的分工,将各有关部门的积极性调动起来,通力合作。同时,还应该让地质矿产部门发挥相应职能,对地质环境进行相关监测以及评价,再对其进行监督与管理。另外,地质矿产部门还应该做好基础性和区域性工作。而有关学者应该加强对地质灾害防治方面的理论和方法的相关研究。除此之外,各地政府和有关主管部门应该加强交通干线、矿产开发、能源以及城市建设等方面的地质灾害勘察以及治理工作。
3.3 对先进科学技术进行充分利用
如今现代科学技术发展非常快,其方法与手段有利于解决国内很多难题。因此,结合先进科学技术方法以及手段,对地质灾害进行综合勘察和评价,并且制定相应防治方法。通过先进的计算机网络技术,可以将地质灾害监测预报网络建立起来,从而使得信息交流与国际合作进一步加强,将国内地质灾害的研究水平与防治水平提高起来。在最大程度上避免重复劳动,从而使得防灾与减灾的能力更进一步提高。在进行地质灾害防治工作的过程中,应该将先进的理论作为先导,对现代科学技术方法以及手段进行充分运用,尤其是一些比较成熟的应用技术,应该得到积极推广。另外,一些新方法与新技术也应该得到相应推广以及应用。在对地质灾害进行勘察以及评价时,应该根据勘察的相关资料和环境地质因素等对其进行综合分析,再通过相应的勘察技术手段对制定的防治措施进行综合评价。
3.4加大资金投入
第一,通过加大地质灾害防治工作的资金投入,并且开辟多渠道以获得更多资金来源,可以极大地利于地质灾害防治水平的提高。这一重要措施还有利于促进社会经济建设与发展,为人民生命财产提供保障,还可以维护社会安定。在这个方面,国家应该为其设立专项资金。当年度支出预算被确定下来时,应该根据国家财政的承受能力以及地质灾害防治工作的实际需要而对该专项资金进行适当合理的考虑,并且做好相关安排,应用于地质灾害的防治工作。
第二,国家应该支持地质矿产部的工作,对该部门的原有资金投入一定不能减少。即使中央财政已经为地质灾害防治工作设立了专项支出预算,也不能将应有的投入削减。否则,地质灾害防治工作会被削弱,更甚至使得具体工作中的矛盾加大。
第三,在地质灾害防治过程中产生的部分经费以及全部治理经费应该由当地政府与有关部门承担。中央财政为地质灾害防治工作设立的专项资金并没有为地址灾害治理经费提供补助,只用于地质灾害的预防工作。在对地质灾害进行预防的过程中产生的经费应该以地方政府与有关部门投入为主,而以中央财政设立的专项补助为辅。
第四,在地质灾害防治过程中产生的治理费用也应该由有关收益企业或者事业单位来承担其中一部分。当经费不足时,应该通过社会集资方法来解决,实现地质灾害防治工作的投资主体多元化。
3.5 加强地质灾害防治项目的管理
在这个方面,首先应该建立健全的相关制度、法规以及解决方法,实现地质灾害防治工作的经济效益与社会效益之间的不断提高。同时,应该明确地质灾害防治工作的专项资金的适用范围、使用原则、申请和审批程序。同时,在项目管理以及成果验收方面都应该在项目管理过程中确定下来。其次,专项资金主要应用领域应该是项目调查、地质勘查和监测、地质预报、防治方案的研究论证、相关技术研究、仪器研制和相关宣传教育培训工作等等。再者,调动相关单位与各职能部门的积极性,并且对其相互关系进行更合理的协调。另外,项目承担单位应该将地质灾害防治项目的资金使用情况和工作进展情况及时向上级报告,并且根据合同规定而将工作内容及时完成,并且及时将项目成果提交到上级处。最后,项目承担单位获得的项目价款收入与其地质市场收入不一样,应该将其当作防灾、救灾和减灾等项目的价款收入。国家应该针对这些收入而在税收方面进行相应减征或者免征。另外,地质灾害防治工作的项目承担单位的相关主管部门不能将一些工作人员的工资进行抵扣,也不能收取管理费。否则,这些行为会使得地质灾害防治工作的进度受阻,其防治水平也得不到相应加强。
关键词:边坡移动监测;地质灾害;治理措施
中图分类号: U416.1+4 文献标识码: A 文章编号:
一、边坡移动监测的工作内容
随着大量基础工程建设的开展,在建筑工程施工过程中,所形成的露天边坡以及由于风化、水蚀等自然因素造成了一些地质灾害隐患。为防止这类地质灾害的发生,目前较为常用的方法是对这类存在地质灾害隐患的边坡情况进行边坡移动检测,并根据监测的成果进行汇总分析,提出相应地质灾害治理方案。
边坡移动监测主要以调查岩体移动量、移动速度为主要手段,监测地质灾害时空域演变信息、诱发因素,依据边坡移动监测数据成果结合对岩体力学性质、水文地质等方面的调查,以此来汇总出岩体移动的全面资料,进而分析出岩体移动的规律,判定移动岩体及所沿滑动面的位置、形状、大小及倾角等,形成地质灾害的稳定性评价报告、预测报告。在进行地质灾害治理时,根据边坡移动监测报告对移动的岩体采取地质灾害防治措施,并且运用边坡移动检测在措施实施后进行防治工程的效果评估。
二、边坡移动监测的最新应用方法
边坡移动监测一般可以分为几种监测方法实施,常规型的监测方式是采用位移监测法。目前的仪器均可以进行毫米级监测,而采用高精度的位移监测方法则可以达到0.1mm的精度。在我国,首先由三峡水库区中巫山滑坡监测中应用BOTDR技术。与传统边坡移动监测技术相比,BOTDR技术具有多路复用分布式、长距离、实时性、精度高和长期耐久等特点,通过合理的布设,可以方便的对边坡目标体的各个部位进行监测。由于其采用了多种有效方法结合对比校核,实现了空中、地面到灾害体深部的立体化监测网络,加强了综合判别能力,也促进了对地质灾害评价和预测能力的提高。
在大型的长期地质灾害治理项目中,一般采取多点位只能传感器布设信息采集方式进行边坡移动监测,将结合多种功能于一体地质灾害监测智能传感技术应用于边坡移动监测中,改变了传统的点线空间布设模式。而随着地球物理勘探方法的数据采集、信号处理和资料处理能力由计算机来实现,高分辨率、大样本技术的应用也得到了实现,进而将边坡移动监测技术推向二维和三维采集系统方向发展。
三、边坡移动监测的方案选择及现场布置措施
在一般的边坡移动监测中,对于边坡岩体不稳定范围的大小和形状以及岩体移动的方向,是可以通过实地调查和分析来判定的。而由于不同的边坡移动监测的需要,其观测结果的整理方式与监测点的布置形式以及观测方法的选取有着密切的联系。因此在选择相应的边坡移动监测方案之前,必须要对地质灾害隐患进行实地的考察,选取最为适宜的监测方案和监测仪器。
在监测方案选取上,需要在监测方法、监测仪器、监测数据采集周期和频率、监测参数、监测部位等几个要素进行确认。对于不同的监测方法所使用的监测仪器设施,均有各自的应用方向和使用技术要求。而针对不同地质灾害灾种和类型,监测仪器的测点布设模式、监测一起的安装使用技术要求也会有所不同。针对崩塌、滑坡等突发性地质灾害,在地质灾害发生的不同阶段所适用的监测方法和仪器设施也不一样,监测数据采集周期和频率也不相同。
在选取边坡移动监测方案时,要注意不能盲目追求高端的监测技术,而应选择发展成熟、区域应用程度较为广泛的监测技术。此外,对于危害程度较大的地质灾害情况,可以选择专业化程度较高的监测技术和方法,但是对危害程度相对较低、规模较小的地质灾害治理,则可以从经济性角度考虑,选择操作简单、效果直观的宏观监测技术,由群测群防级人员来进行操作。
下面就以工程实例来分析边坡移动监测方案的选取要素及现场布置。由地质专家进行初步的地质灾害判研之后,如果边坡岩体的移动都是属于剪切破坏性质的话,通常边坡监测点均布设成线状且与岩体移动方向相同。因为这种类型的地质灾害其岩体中存在抗剪强度较低的弱面,且此弱面与边坡面大致一致,当弱面上部岩体的自重力和其它外部载荷所构成的下滑力超过沿弱面的抗滑能力时,上部的岩体就会沿弱面向下形成边坡岩体移动。基于这样的原因,采用与岩体移动方向相同的线状布点监测,所采集的边坡岩体水平移动量就能主要反映沿视线方向的距离变化值,也减少了测角误差给岩体水平移动监测数据带来的影响。岩体的垂直移动量则可以采用光电测距高程法进行观测,进行现场设置时,由控制点见监测点形成一条观测线,在观测线的每端应布设两个以上的控制点,如果在观测范围外难以找到稳定的区域进行控制点埋设,应采用固定角法来确定观测线。在现场布置时,除了观测线的要求外,还要对边坡外委的不稳定区域布置一些分散的测点用于校核和验证。
四、边坡移动监测后期内业及地质灾害治理措施要点
在边坡移动监测外业进行之时,应及时开展相应的内业工作,对观测结果进行成果整理,根据收集到的边坡移动数据计算和绘制边坡移动曲线图。对于较为简单的边坡移动监测,采用手工数据整理以及绘图就可以达到报告要求。但是针对大型长期项目监测,则需要进行系统建立和数据录入,采用计算机进行数据处理以及高速运算的优势,由系统出具相应的边坡移动曲线图。
根据不同频次的水平移动观测成果以及下沉移动观测成果形成的水平移动曲线图和下沉曲线图,就可以明显的观察到在观测现上各个测点移动两的大小边坡移动变形的分布情况。根据岩体性质和经验数据在下沉曲线的两端就可以找到岩体移动的边界点,再将各个移动边界点投影到平面图上就可以圈定岩体移动区域。
这时候,基本的岩体移动范围已经确认,就可以在岩体移动比较活跃的区域再行增加一些分散的测点,通过移动观测了解每个测点的移动量随时间变化的情况,对初步的岩体移动区域划定进行校核,同时针对位移点数据结合观测线进行综合分析。通过对多测点移动值大小及方向的分布情况分析,就能够总结出岩体移动的趋势。根据各测点的水平移动值与下沉值,可求出测点移动总向量的倾角。由测点移动的倾角及倾向,可判断可能产生滑坡的空间位置。一旦发生移动曲线突变,进入岩体临滑突变阶段,就可及时向有关部门通报相关的准确数据和信息。
五、结束语
边坡移动监测在地质灾害治理中是一项较为使用的综合技术,借助科学的监测手段,可以充分把握地质灾害的形成发展规律、充分掌握地质灾害的动力成因类型、地质物质构成、边坡变形破坏特征、地质灾害外形特征、地质灾害发育阶段等因素。伴随着地球物理信息系统的建立以及计算机技术的普遍应用,针对不同的地质灾害情况也衍生了不同类型的监测技术和方法,只有依据不同监测技术方法的应用特点,做好监测技术的优化工作,才能保证边坡移动的监测效果,达到地质灾害治理的要求。
参考文献:
[1]丁继新.边坡位移监测的若干技术问题[J].水文地质工程地质,2007(05)
[2] 王洪.告诉公路路堑边坡位移监测施工[J].城市建设理论研究,2012(11)
关键词:管道 地质灾害 危害 治理措施 安全运行
一、前言
根据国外统计表明,管道在运营期间造成损害的主要原因不再是管材、焊接、防腐以及其他结构缺陷,而是由外力引起的,如洪水灾害、地震、滑坡、塌方以及其他一些意外事故等,外力事故占总数的50%-60%。中缅管道玉溪支线沿线90%以上在山区丘陵地貌敷设,沿线山高谷深、沟壑纵横,地质灾害发育,管道建设及运行过程中势必会受到各种外部因素的影响。因此,在复杂山区地段的管道设计务必要把地质灾害防治作为设计内容的重要组成部分,对各种地质灾害类型做出准确判断并采取切实有效的治理措施,保证管道正常安全运行。
中缅天然气管道地质灾害主要是由于自然因素的和人为的地质作用,导致地质环境或地质体发生变化而形成的,就其管道建设而论,主要是以管道施工等人为作用诱发的地质灾害为主。中缅油气管道玉溪支线沿线地质灾害有滑坡、崩塌、泥石流等类型。
二、地质灾害类型、产生机理及对管道造成的危害
1.崩塌(危岩)
崩塌(又称崩落、垮塌或塌方):是从较陡斜坡上的岩、土体在重力作用下突然脱离山体崩落、滚动,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象。
崩塌体主要包括四种情况:一是施工前已经自然存在的;二是劈山、修路、开挖管沟过程中产生的;三是爆破引起的震动引起的;四是管道建成后暴雨或地震诱发的。
崩塌对管道的危害:主要是在施工或运营过程中,当崩塌体高空坠落时,可能冲击到管道位置,造成现场人员伤害或管道损伤。
2.滑坡
滑坡是指斜坡上的岩土体由于各种原因在重力作用下沿一定的软弱面(或软弱带)整体地向下滑动的现象。中缅油气管道经过的云贵地区,是我国滑坡灾害的高发区。
滑坡体主要包括三种情况:一是施工前已经自然存在的;二是劈山修路过程中诱发的;三是管道建设后暴雨或地震诱发的。
滑坡对管道的危害是:当管道埋设在滑坡体内时,如发生滑动管道会同步变形,当滑坡体规模较大且滑移严重时有可能剪断管道。处在滑坡影响范围内的管道,在滑坡发生时,将会受到推移或挤压,造成变形或破坏。
3.泥石流
泥石流:是山区沟谷中,由暴雨、水雪融水等水源激发的,含有大量的泥砂、石块的特殊洪流。其特征往往突然暴发,在很短时间内将大量泥砂、石块冲出沟外,在堆积区漫流堆积,造成重大危害。
泥石流形成的三种情况:一是在施工过程中对山体表面的破坏;二是施工后不合理的弃土、弃渣堵塞沟谷;三是作业带扫线是对植被的破坏。
泥石流对管道的危害:当泥石流突然爆发式,可直接冲蚀掉埋设管道的土层,或破坏埋地管道,并可能埋没阀室、阴保设施,摧毁跨越工程、推挤管道等,致使管道受损或破坏。有时泥石流汇入河道,引起河道大幅度变迁,间接毁坏在河道附近敷设的管道及其它构筑物,造成巨大的经济损失。
三、地质灾害各类型的防治措施
管道选线时,对于可能出现的各种地质灾害首先应考虑避让,修改线路路由,彻底规避风险。对于受限无法避绕地段应进行专项地质勘察,判断地灾类型、稳定性及范围,有针对性的制定防治措施保证管道日后运营的安全稳定,同时尽量减少对周围环境的破坏。
1.崩塌(危岩)的防治措施及适用范围
崩塌(危岩)的防治措施主要有坡面喷浆、灌注水泥、挂金属网等。
适用范围:在碳酸盐岩、板岩区,碎屑岩弱风化区,岩体破碎时,容易产生掉块、崩塌,采用坡面喷浆、灌注水泥、挂金属网等措施,防止坡面产生掉块、崩塌。
2.滑坡的防治措施及适用范围
滑坡的防治措施主要有卸载、抗滑桩、支挡等,具体措施应根据滑坡特点制定。对于施工过程中诱发的滑坡一般规模较小,可以采用卸载、支挡的方法进行治理。滑坡段具体的防护措施有挡墙、挡土墙、抗滑桩、削坡护坡等。
适用范围:对于管道建设中挖方段可能诱发的小型滑坡,因其规模小,下滑推力小,采用浆砌石修建内支挡即可;对于对拟建工程危害较大的滑坡或崩塌,因其滑动面埋深大,下推力大,则可采用挡土墙进行支挡。
3.泥石流的防治措施及适用范围
泥石流的防治措施主要有河沟的修整、河床的加固、河岸的防护、斜坡后缘排水、拦砂坝、植树种草,恢复植被等。
适用范围:
3.1拦挡 主要针对评估区内泥石流的治理。对沟岸崩、滑体和泥砂补给源修建拦挡工程,控制泥石流发展;或在泥石流沟中修建拦砂坝,减弱泥石流势能,减轻对下游地区的破坏。
3.2生物工程 主要针对碎屑岩地区或土层较厚地区的活动性冲沟、泥石流形成区。通过沟谷两侧及谷底植树种草,恢复植被,防治水土流失,减少水土流失带来的泥石流物源,控制活动性冲沟(冲蚀)、泥石流沟的进一步发展。
四、中缅油气管道地质灾害治理工程实例
1.崩塌治理实例分析
中缅油气管道工程崩塌治理主要采用主动防护和被动拦挡;主动防护主要有锚杆锚固、主动网防护及凹腔嵌补等治理措施,被动拦挡主要有被动网、拦石墙拦挡等治理措施。对于单个崩塌点治理首先应考虑被动防护治理措施,只有在修建拦石墙、被动网等被动防护措施没有工程治理位置及崩塌体崩落下来解体后块体仍较大时考虑主动防护治理方案。
管道N1点主要为崩塌地质灾害,该崩塌点所处区域为构造侵蚀丘林地貌。崩塌灾害点所在斜坡整体较陡,平均坡度50°;该区域局部,危岩分布在该区域上。斜坡坡顶高程1972m,坡底高程1930m,相对高差42m,斜坡总体坡向231°。危岩区平面形态呈条带状,横向延伸约50m,纵向宽度约10m。该崩塌地质灾害点危岩体在天然及地震状态下处于稳定状态,在暴雨状态下处于欠稳定状态,会发生掉块现象威胁管道施工人员安全及局部大块体威胁管道。该崩塌点无被动防护工程位置故此崩塌危岩坡体上采用“主动网”对该崩塌地质灾害进行主动治理措施。
图1 N1崩塌点地形地貌及治理工程平面布置图
五、总结
通过上述对中缅油气管道工程所涉及的滑坡、崩塌、泥石流等典型地质灾害的类型、产生机理、危害的分析,了解了复杂山区地段地质灾害的发育规律,提出了不同地质灾害点的防治措施及适用范围,逐步完善适合于油气管道工程的防治措施,使地质灾害对油气管道工程的危害降到最低,对今后的长输管道的地灾设计工作提供参考。
参考文献
[1]梅云新、马惠宁 管道地质灾害类型及水工保护问题 2003.11:35-38