时间:2023-12-06 11:14:39
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篇地质灾害治理工程设计,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] P5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-3-207-2
0 前言
我国的地质地貌情况、地域广阔、气候条件、空间性等随着经纬度的变化差异颇大。近年来,我国地质灾害的爆发频率和爆发强度都有上升趋势,如何针对地震、山体滑坡、泥石流等严重危害人民生命财产的地质情况进行治理,是地质工作者的工作重点。下面本文通过笔者参与相关工程的经验,对地质灾害治理工程设计阶段和施工阶段的重点、难点、侧重点等描述,希望能带给广大地质工作人员一定的借鉴。
1 地质灾害的相关概念
地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形成的,对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用(现象)。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化,以及地震、火山、地热害等。其本质是在地球内动力、外动力或人为地质动力作用下,地球发生异常能量释放、物质运动、岩土体变形位移以及环境异常变化等。
地质灾害的治理是指在地质灾害现象发生之后,对灾区通过相关的工程治理,来达到恢复生产生活正常秩序的过程。
2 地质灾害治理工程的设计阶段重点难点
地质灾害治理工程的设计阶段一般可分为三个阶段:可行性方案论证阶段、初步设计阶段、施工组织设计阶段。在可行性方案论证阶段,相关设计人员要严格结合现场以及当地的地质水文条件、人文条件、经济状况等,同时在进行可行性方案研究论证的过程中还应该保证方案的适应性,符合治理要求。初步设计阶段主要是通过对现场的勘察,进行多方案的设计。施工组织方案设计阶段主要是通过对初步设计方案的筛选修正,最后形成一套完全符合当地地质条件要求的加固效果和企业经济效益最大化两者统一的一套方案进行施工组织设计。
在地质灾害治理工程的设计阶段,相关人员主要应用现场设计、反馈设计、监控设计、计算分析、综合分析设计、代偿设计和计算机辅助设计等设计方法的结合。例如,广西某地发生严重山体滑坡,相关施工人员在进行治理工程时发现,该山体较为脆弱,岩体较破碎,如果采用一次反馈设计方案,由于在进一步加固施工过程中,可能对岩体、土体造成二次扰动。进而形成二次地质灾害的发生,所以相关施工人员通过计算机辅助设计进行二次反馈设计,甚至多次反馈设计,以防止地质灾害的再次发生。
在地质灾害治理工程的设计阶段,相关设计工作人员应该把握如下几个原则:
(1)地质原则。在对地质灾害治理工程的设计阶段,相关设计人员应该充分考查当地地质情况,设计主要目的是增强破坏部位和其他部位的自然地基稳定性为主。尽量减少在治理工程的相关过程中对土体、岩体的扰动。
(2)经济原则。地质灾害治理工程,就是为了恢复人们的正常生产生活秩序。尽管相关资料表明,地质灾害治理工程的回报超过投资的十倍。但是,在设计阶段相关设计人员应该尽量减少工程投资,达到经济最优原则。
技术原则。首先设计阶段应该保证能满足地质加固目的,在此基础上应该采用较为简单的施工工艺和施工方法,达到缩短工期等目的。
(3)目标原则。在进行地质灾害治理工程设计过程中,应该保证相关工程具有针对性,针对不同的地质灾害发生效果和原因进行设计。同时目标性也指在设计阶段应该针对部分建筑部分地质等关键部位进行设计加固。
(4)优化原则。在设计阶段,设计人员应该从整体到细部进行设计方案优化工作,达到方案最优目的。
环境原则。在设计过程中,不得存在破坏环境或以环境换治理的情况出现。
3 地质灾害治理工程的施工阶段重点难点
当今社会对地质灾害的治理工程主要有以下几种工程类型:排(截)水工程、支(拦)挡工程、加周工程、护坡工程、减载与压脚工程、搬迁和避让工程。各种工程类型适用于不同的地质灾害类型。但是在各种治理工程、防护工程等施工过程中都要遵循相应的技术规范来执行。例如,《滑坡防治工程设计与施工技术规》DZ/T0218—2006)、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)等。部分治理工程主要用在其他道路桥梁施工领域、工民建施工领域等等,所以也可参考相应其他方面的规范进行施工治理。
地质灾害治理工程施工过程中存在相应安全问题是施工阶段的最重点。安全问题和相应安全措施如下:
(1)建立安全机构、制定安全规范。相关项目负责人员应该在项目部中成立安全检查机构,制定相应的安全规范,通过日常检查、安全教育等措施来有效保证施工过程中人员、器械的安全问题。
(2)探查工作。对地质灾害地区的治理,因为发生过地质灾害,所以当地的地质情况较差,地质环境较为脆弱,极有可能在施工过程中发生二次地质灾害造成危险。所以在相应的施工过程中应该做好事先探查工作,合理规避地质脆弱点或者加固脆弱点。
(3)人员选择。在相应地质灾害治理工程施工过程中,应该选择专业性较强的施工团队。避免人员质量的参差不齐,导致施工安全性下降。
(4)实行安全教育和安全责任制。对相应施工人员进行定期和不定期的安全教育,充分培养员工们的安全意识。同时可以进行相关安全责任制度,加强相关施工人员的安全意识。
(5)严格控制分包商资质。在施工过程出现分包情况时,应该严格审查相应分包商资质,同时对分包商的施工质量进行检查。
(6)对安全问题进行定期检查和不定期抽查。在施工过程中,应该由安全机构进行定期的安全检查和不定期的安全抽查,以保证施工过程中的安全。对于出现问题的施工部分和相关人员要进行严厉的惩罚,杜绝安全隐患的产生。
地质灾害治理工程施工过程的质量问题也是施工阶段的重点之一。地质灾害治理工程是一项庞大而又系统的工程。在施工过程中,设计相关施工问题较为专业性、技术性。对工程的质量把握是施工过程中的难点问题。相关技术人员应该做到以下几点:
(7)提高技术人员的相关专业素质。由于施工过程中涉及岩土工程、地质工程、结构工程等相对复杂的技术。相关施工企业应该加强技术人员的专业素质,进行定期培训。同时在培训过程中应当加入相应知识,达到培养综合性、复合型、专业型为一体的技术人员。
(8)严格把握材料、器械质量。治理过程工程量较大、施工较为繁琐复杂,会采用很多施工材料和施工器械,相关技术人员在对材料和器械的检查上应该投入较大力度。
(9)生产过程中严格进行质量检查。相关质量部门应该对施工过程中重要环节、重要结构进行多次数的仔细检查,确保工程质量。
(10)工程结束后进行系统验收,建立长效观察机制,经常性养护。
4小结
地质灾害治理工程是一项具有长期性、复杂性、系统性特点的工程。从设计到施工都有复杂的步骤和相应技术规范的要求,同时保证相关工程经济效益也是重点。在多方面要求下,打造优秀的地质灾害治理工程是极为重要且困难的。本文通过对设计阶段的方法、原则描述以及施工阶段安全问题、质量问题的叙述,详细的解析了地质灾害治理工程中的重点难点,希望能为相关工作人员提供参考。希望相关人员能合理解决或规避相应重点难点,打造优秀的地质灾害治理工程项目。
参考文献
[1] 刘传正.地质灾害防治工程设计的基本问题[J].水文地质工程地质,1995, (5):67-68.
[2] 岳鹏;赫念学;黄胜东.浅谈地质灾害治理工程设计及施工[J].建材与装饰-地质勘察测绘(电子版),2012, (22):18-19.
一、地质灾害治理设计原则
地质灾害治理必须从实际出发,紧密结合管道工程的实际情况和总体要求,将地灾治理任务纳入管道工程总体设计计划,与管道施工建设、生态环境保护与区域环境治理相结合,实现“社会、经济、生态”三大效益相统一。同时充分考虑灾害点的地质特征,在保证管道及施工人员、设备安全的基础上,力求治理工程的技术可行、经济合理。针对中缅管道工程沿线地质灾害发育的特点,按照《中缅油气管道(国内段)地质灾害防治研究报告》的技术要求,首先基于线路微调,进行避绕,明确地灾体与管道的相对关系,依据“防治结合”的原则开展工作。防的总体思路是:安全第一,预防为主,避为上策;治的总体思路是:结合避绕,能不动则不动,必须动则少动,保证安全。管道工程地质灾害的整体设计思路是用最简单、最直接的防护手段安全通过地灾危险区。无论何种灾害体,管道线路避绕都是优选方案,无法避绕时,采取必要的工程治理措施。地质灾害体对管道工程的危害分为2类:①对管道本体的危害,②对人员、设备安全的威胁。地质灾害治理工程需要全面考虑与建设相关的、对地灾有影响的因素,如扫线、管沟开挖施工作业对灾害体的诱发作用,地灾设计必须明确地灾防治方案的施工与管道扫线、施工的时间先后顺序。对管道施工受到地形条件限制的难点地段,重点分析同沟敷设段施工方案,根据施工组织设计方案,优化地质灾害施工图设计,针对地灾易发段的特点,对施工扫线、施工机具摆放、管沟开挖、营地建设等提出相应建议。对管高横坡敷设地段,尤其是岩层顺层横坡地段,以不扰动、少扰动坡脚、反压坡脚为原则进行施工。地灾设计不可预见的因素很多,应该根据施工方法,结合气候影响、人为扰动情况进行动态设计。中缅管道沿线雨量充沛、山高坡陡,极易形成地质灾害,管道施工、运行难度大。地质灾害治理施工方案应该与气象条件、水工保护和水土保持相结合,做好施工应急预案,进行动态设计。
二、地质灾害治理工程初步设计特点
地质灾害治理初步设计阶段的设计特点:①以避让优先,避大治小,避重治轻;②不能仅治理地质灾害,而要重点关注危害管道的因素;③从对管道危害最轻的部位通过;④尽量减少对灾害体的扰动;⑤对已知地质灾害进行永久根治,不留后患。各种地质灾害治理工程初步设计特点各有不同。(1)滑坡。线路优化、进行避让。无法避让时从滑坡后缘滑体厚度较薄处通过,以较少的治理工程量满足管道的安全要求,杜绝从滑体中前部滑体厚度较大处经过。管道上、下山坡段遇滑坡而不能完全规避时,管道应纵向正穿滑坡体,尽量避免斜穿,减少对滑坡体的扰动。此外,明确地灾治理施工与管道施工的先后顺序。(2)泥石流。避免管道从泥石流沟中经过,当不能完全避开泥石流沟时,则从泥石流堆积区通过,且适当加大管道埋深。当管道穿越小型泥石流沟(或活动性冲沟)时,选择基岩埋深浅的位置且使管道埋于基岩内。(3)崩塌。管道线路应避开危岩、危石发育的陡崖、厚大的松散堆积体。当不能完全避开时,则从地形相对较缓且易拦挡落石、滚石的堆积区通过,并避开危石滚落冲击破坏区。(4)岩溶。管道线路应该首先避开地表塌陷坑发育地区或者地表岩溶漏斗、溶槽、溶坑发育地区。对于地表岩溶现象不发肓而勘察发现的岩溶,管道以垂直岩溶带通过。对于浅层干溶洞,以碎石回填。对于岩溶向下延伸较大的溶洞,无论是否有水皆不宜填塞溶洞,亦不宜采用灌浆、灌混凝土的方法处理溶洞。对于该类溶洞,当跨度较小两壁较完整时,以楼板形式覆盖;当两壁完整性较差且跨度较大时,则以梁跨形式穿过。
三、地质灾害治理工程施工图审点
地质灾害防治工程设计文件及图纸审查工作首先以贯彻初步设计的理念为基础,以现行标准规范、法律法规为依据,以避让方式优先进行管道优化,以管道与地质灾害体的空间关系为根基,对施工图阶段的设计文件和图纸进行全面审查。各类地质灾害设计的审点不同。滑坡治理工程的审点:①滑坡范围、规模是否己查清。滑动面(带)判别是否合理,力学参数取值是否准确;②影响滑坡稳定的主要因素是否清楚;③滑坡的力学类型及地质模型、宏观稳定性评价是否正确,稳定性系数计算和剩余下滑力(推力)计算是否正确;④管道线路是否有优化和避让空间;⑤选择的支挡方式是否合理,支挡位置是否可行;⑥支挡参数的取值是否合理,设计选择工况是否合理,设计计算方法是否正确,计算结果是否准确;⑦支挡工程量是否恰当,支挡工程与管道施工的先后顺序及结合方法是否合理。崩塌治理工程的审点:①危岩、危石分布范围;②崩塌落石范围,危险区域是否己查清;③危岩(危石)崩落路径分析是否合理,落石滚落速度计算及冲击破坏的冲击力计算方法是否合理、计算结果是否正确;④拦挡防护方案是否可行,拦挡设置工程位置是否有效,工程量是否合理恰当;⑤拦挡工程是否与自然地形有效结合,是否与管道施工、管道运营有效结合;⑥崩塌堆积体会否产生滑动及其对管道的危害。泥石流治理工程的审点:①泥石流的形成区、流通区、堆积区是否已查清;②管道经过断面的地质结构和岩土特征;③泥石流的流速、冲刷深度,尤其是管道通过处的泥石流冲刷深度和建议管道埋深;④对管道形成破坏力的各种因素分析是否透彻,防护措施是否得当;⑤泥石流沟与大沟的关系,尤其是泥石流堆积挤占大沟时则使大沟变窄,大沟流速加大,冲刷深度加大,冲切侧蚀能力增强,该情况下管道防护设计是否加强。岩溶治理工程的审点:①岩溶延伸方向、规模大小是否已查清,岩溶与管道的空间关系等;②溶洞壁、洞顶岩性及其完整程度,溶洞的稳定性评价是否正确;③治理设计方案是否合理可行,以及治理后对周围环境的影响;④设计计算是否正确,治理工程量是否合理。
四、结论
针对中缅油气管道沿线不良地质作用发育的特点,对管道工程沿线的滑坡、崩塌、泥石流、岩溶塌陷等地质灾害开展了专项勘察评价,并有针对性地进行了灾害点防治设计工作,提出了将地质灾害纳入油气管道总体设计文件中的设计原则和油气管道工程地质灾害“防治结合”的工作思路,在施工图阶段针对每个地质灾害类型的特点进行针对性的审查,确保了设计图纸的合理性,既保证了管道施工期间设备人员的安全,也保证了管道在运营期间的安全。
作者:沈茂丁王峰徐文毅单位:国石油天然气管道工程有限公司
[关键词]地质灾害 治理工程 施工质量 监督 管理 研究
[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-3-310-1
0前言
现代工业的发展及各个产业的扩张,许多行业在生产的过程中,都会给环境带来较大的破坏及影响,使得环境质量越来越差,近年来出现的雾霾即是环境恶化的集中体现。而许多地质特殊的地区则会出现严重的地质灾害,给当地人们的生命财产安全带来了极大的威胁。当地对于地质灾害的治理需要较大的投入,对于经济建设事业有较大的影响,造成了地区经济发展的瓶颈。地质灾害治理工程是关系到民生的重要项目,但是在多种因素的影响下,也会出现一系列的工程质量问题,限制了灾害治理的效果,需要引起相关部门的高度重视。
1准备阶段的质量控制
1.1前期工作
自然灾害非为较多的种类,各个类型的灾害对人们生活的影响也有着较大的区别。某些较为严重的地质灾害在现代的经济条件及技术条件下,对其的治理并不能达到预期的效果,或者没有治理的价值。因此在开展地质灾害治理工程前,需要在站在一定的高度上,遵循轻重缓急有序、充分利用有限资金的原则,评估治理项目的必要性、所需的经济条件、技术水平、社会效益,并对于工程的可行性进行全面的论证,优化审查体系,保障能够合理的筛选工程治理项目。地质灾害治理工程的前期工作中,工作重点一般集中于审查并评估该类工程需要投入的资金成本、技术操作的可行性、治理工程最终受到的效果,包括经济效益、社会效益、环境效益等。该项工作是否能够落实到位,对于整个治理工程的质量有着最为直接及深远的影响。在研究项目可行性的过程中,需要进行许多工作,如进行一定范围的野外调查,全面收集基础资料等,并按照国家规定的内容及深度标准,结合工程各个面的实际情况进行论证评价,主要内容有治理的必要性、技术的可操作性、经济效益性、环境可行性、社会效益性等,做到综合把握经济形势、技术条件及环境效益[1]。
1.2施工准备
施工准备阶段的质量管理是强化审查工作,并将评估的重点集中于该阶段工程勘察结果的可靠性。勘察单位需要先出示勘察结果,包括工程各个环节的图件,并具有详细的文字说明。勘察的成果必须达到国家的相关标准、规范及各类规程。由于勘察结果是评价地质灾害治理效果、工程概算编制的基础性工作,直接关系到治理工程技术方案的确定、质量控制和最终效益评估的正确性。勘察单位在进行各项活动时,流程是否符合规定,操作是否合理等均需要进行严格的审查,如收集原始资料、现场踏勘、制定勘察纲要、结构处理等。准备阶段质量控制措施的主要内容包括评价工程勘察的内容、审查成果质量及设计方案,各个重点工作的具体内容有着较大的区别。评价勘察内容和成果质量主要是判断勘察单位是否按照合同的协议内容完成相关勘察任务。对于审查勘察成果是否达到了国家或者行业的要求,国家规定的强制性标准、规范及规程等,需要重点审查。在陈察与评价设计方案是,需要遵循先进性、适应性、安全性、可行性等原则。治理工程运用的先进技术方式、高新的施工设备及成熟的施工工艺等,保障先进性及施工的安全性;全面把握当地的具体情况,包括人员条件、经济条件、技术水平、自然条件等[2]。
2施工阶段的质量控制
施工阶段的质量管理控制的重点在于合同的管理。双方均需要根据签定的合同文件中规定的内容开展对治理工程项目,并对其施工进度、工程质量、成本投资等方面进行控制和管理。治理工程进行时,可以采取委托专业监理公司的形式,对工程项目进行专业化的监督管理,达到保障投资效益及社会效益的目标,有效的把握工程进度,控制成本消耗,提升工程建设质量;还可以采用委托具有专业素质的咨询工程师的形式,对合同管理的事务进行协助,尤其是在执行合同中出现合同变更、索赔等情况时,其对于工程质量有着重要的影响。为了及时发现工程中存在的问题,达到良好的治理效果,还需要委托具有独立资格的咨询机构对治理工程的各个方面进行动态跟踪及评价,包括技术水平、经济情况、环境状态、管理水平等,及时找出问题出现的原因,制定相应的对策和措施[3]。
3竣工验收阶段的质量控制
在地质灾害治理工程建设全部结束后,需要进行严格的竣工验收活动。首先由上级主管部门抽调专业的人员组成验收工作组,该类人员包括勘察单位人员、设计单位人员、施工单位人员、监理单位人员等,全面审查治理工程的各个环节,并需要审阅各项背景资料,查看监理日志,现场考察工程治理效果,最后作出合理的评价,包括工程设计、实际施工、工程进度、成本消耗等,将上述信息制作成信息完整、全面的竣工验收报告。该阶段的质量控制工作主要是对治理工程的整体进行评价,包括设计工作质量、施工质量、设备质量等,本质上是总结已经结束的治理工程,也能够为后期的治理工作带好头,积累经验,具有十分重要的作用,需要引起相关部门的重视[4]。
4总结
地质灾害的治理是一项系统的工程,要保障该类工程的质量,并达到良好的治理效果就需要实施有效的质量监督管理措施。质量控制措施需要贯穿与整个工程项目的始终,包括准备阶段、施工阶段及竣工验收阶段。根据各阶段的工作内容、性质、特点、重点等,科学制定质量管理目标及有针对新过的质量监控措施,各个环节做好了各项质量控制措施,才能提高整个工程项目的质量,避免出现顾此失彼的现象,偏重于一个环节或者方面,而影响到其他环节,限制了灾害治理工程的效果。
参考文献
[1]陈绍清.谈地质灾害治理工程施工质量验收标准体系建设[J].探矿工程(岩土钻掘工程).2008(05):63-65.
[2]江鸿彬.初论地质灾害治理工程施工监理中的质量控制[J].中国地质灾害与防治学报.2009(01):140-142.
关键词:峡谷山区;地质灾害;危害性;防灾减灾
中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:
1、峡谷山区地质灾害的类型分析
峡谷山区地质灾害可说是灾难性的,如何减少峡谷山区地质灾害对社会与经济的冲击,是各国政府所关心的重要课题。要有效地减少灾害的损失,需了解灾害发生的机理并进行分类,国内外峡谷山区地质灾害的分类法相当多,我国则是将峡谷山区灾害分为崩塌、滑坡与泥石流三大类,而各国也有不同的分类方法,其中最常用的分类法是Vames在1978年提出的,Vames将峡谷山区灾害利用其运动型式与边坡材料不同加以区分,其中运动型式分为坠落(fall)、倾翻(topple)、滑动(slide)、流动(flow)、侧向扩展(1ateral spread)与复合型(complex);而材料则分为岩石(rock)、岩屑(debris)与土质(soil)。一般来说坠落和倾翻属于崩塌的范畴,而滑坡与泥石流的运动型式分别为滑动与流动,下面简要说明峡谷山区灾害常见运动型式的特性。
坠落:岩块或土体受重力、风化与水渗入等因素影响,由悬崖或陡坡骤然坠落、跳动及滚动至下方斜坡,坠落主要发生在多裂隙、节理的高陡斜坡或河岸侵蚀侧,若落石发生在道路旁则会造成交通中断甚至伤及人车,典型的落石如图l所示。
倾翻:通常发生在不连续面(裂隙、节理、层面)的倾向与坡面的倾向相反的逆向岩坡,此不连续面受重力或裂隙中的水压力作用而张裂,受到扰动而向下、向外翻倒,边坡倾翻的照片如图2所示。
滑动:主要可分为旋转滑动(rotational slide)与平面滑动(translational slide)两种,这是斜坡最常见的破坏模式。旋转滑动多发生在较均质的土坡或破碎的岩坡,滑动面类似圆弧状;平面滑动的滑动面则近似平面,此平面一般为不连续面(如层面、节理面、断层与土岩界面等),岩坡的楔型破坏(wedge failure)也是平面滑动的一种,上述这些边坡的滑动主要是岩土的剪切破坏造成。图3为岩土界面间产生平面滑动的照片。
流动;斜坡的土体或岩体破坏情形如流体一般,流动速度可以是很缓慢的蠕变(creep)或是快速的泥石流。蠕变是因坡体的剪应力足够产生永久变形但未达到抗剪强度所造成,由于速度缓慢,尽管时间久后会造成工程设施损坏,通常不致影响人类生命安全,但有时蠕变可能会由于风化作用等因素从缓变转换成突变,这种蠕变破坏可能会引发较严重的灾害,因此斜坡的蠕变要注意是否有突变的可能,以避免蠕变从缓慢的流动转换为快速的滑动或流动而造成灾害。与蠕变相比,泥石流则非常危险,它是土、石和水的混合体受重力作用而流动,这种流动依其发生机理主要可分为水力型与土力型两种,水力型泥石流与水流运动有关,水流带动溪流的推移质与悬移质进而形成泥石流;土力型泥石流与岩土体内超静孔隙水压的增长有关,当超静孔隙水压增大到某一值时,使土体产生流滑(或广义液化)并进而引发泥石流。流动的泥石流有如流动的混凝土,由于其爆发突然且夹带巨石,因此破坏力惊人,泥石流依据组成材料不同可分为泥流、黏性泥石流、稀性泥石流与水石流,不同类型的泥石流的特性也不相同,这意味着所采用的防灾减灾策略需根据不同的条件采用合适的减灾策略。由图4可以看出泥石流的破坏力。
侧向扩展:与其他斜坡破坏型式不同,侧向扩展多发生在较平缓的土坡或河道边的平地(若发生在河边的侧向扩展常称为崩岸)。其主要发生原因一是下层土产生液化(地震或人工振动)或塑性流动,使上层岩土体开裂并依次倒下或滑下,一是高灵敏土(quick clay)或分散性土的流滑现象,因此侧向扩展常是一种复合式的边坡破坏。侧向扩展的研究相当少,特别是崩岸的启动与停止,它不仅与土力学中的水土作用下崩塌与滑动问题有关,也涉及到河流含沙量、水流特性等泥沙运动学和水力学问题,因此仍有待进一步进行多学科交叉的研究,以减少崩岸所造成的损失。图5为发生在长江的崩岸。
事实上,自然界的斜坡破坏型式很少是单一型式,多属于两种破坏型式以上的组合(复合型)。以泥石流为例,通常在泥石流溪流上游发生处及两岸有许多崩塌与滑坡,这些崩塌与滑坡所携带的岩、土提供泥石流的土石材料,存在合适的溪流坡度与足够的降雨时,便会爆发泥石流。
因此斜谷山区灾害的机理相当复杂,需累积相当的经验才能判断出致灾的主因,进而做出合适地减灾措施的决策。
图l堕落的落石 图2岩石倾翻
图3平面滑动破坏 图4泥石流图 5长江崩岸
2 地质灾害防治工作的思考
如上所示,峡谷山区地质灾害可说是灾难性的且类型很多成因复杂,因此要经济有效地进行地质灾害防治工作需多方面(诸如学界、工程界、公众与政府等)的相互协调与整合,以下就地质灾害防治相关学科的整合研究、地质灾害防治工程生命周期设计理念、信息共享平台的建立与地质灾害防治专责机构的重要性等方面进行讨论,通过这些讨论来说明峡谷山区地质灾害防灾减灾工作的未来发展方向。
(1) 地质灾害防治相关学科的整合研究
地质灾害防治工作可说是社会学科、自然学科与工程学科的整合应用,因此可说是庞大的系统工程,即使仅从工程角度来看,地质灾害防治工作也涉及到很多的学科。以岩土工程中的管涌破坏来说,岩土工程学可以利用达西定律描述土中水的渗流,利用水力坡降来决定土体是否发生渗透破坏,但一旦产生管涌,则必须考虑数管据道内的水力学与泥沙运动学特性来决定管涌是否继续扩展或稳定,因此要较好的描述管涌等渗透破坏的过程则需进行土力学、水力学与泥沙运动学的学科交叉研究。
同样地,由于强降雨是造成峡谷山区灾害的重要原因之一,因此通过雨量来进行峡谷山区灾害预警基准的研究也是减少灾害损失的重要途径,但要较好的应用雨量预警基准则需进行岩土工程学与气象学的整合研究。然而在进行整合研究不可避免的受到各学科发展不足的限制,因此需了解这些限制才能有效地将其应用在实际的地质灾害防治工作上。
(2)地质灾害治理工程生命周期设计理念
关键词: 掌子面危岩清理;掌子面绿化;矿山地质环境
中图分类号:TU45 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)07-0135-02
0 引言
河北省满城县建筑用白云岩露天矿山,因采矿活动形成的掌子面均为高陡岩质边坡,边坡高度一般在20m~100m,边坡角度一般在45°~75°,边坡上一般未留开采平台,多为一坡到底。矿山爆破开采在掌子面表层均遗留了厚薄不一、大小不等的危岩体,易发生崩塌或掉块,而未受爆破震动影响的岩层其稳固性好,岩石坚硬。
掌子面治理工程一般首先必须进行危岩清理工作,其次是对掌子面实施开槽种植池、穴或种植台阶等进而实施植被绿化重建工作。由于掌子面岩层岩石坚硬,工作面高且狭窄,在掌子面上开凿种植池或种植台阶十分困难,但掌子面与周边环境极不协调且存在崩塌地质灾害隐患,是矿山地质环境治理工程必须重点治理的区域。因此,掌子面治理工程既是矿山地质环境治理工程的治理难点又是治理工程的重点,选择有效、合理的治理方法与技术十分重要。本文根据工程实践,对相关矿山地质环境掌子面治理工作方法与技术进行总结,对取得的成功经验及工程中存在的实际问题进行分析和阐述,与业内同行进行探讨,并提出作者建议。
1 掌子面危岩清理
掌子面危岩清理的目的包括两个方面,一是尽可能消除掌子面易发生崩塌或掉块所产生的地质灾害隐患,另一方面是保证掌子面及掌子面下部采矿平台生态重建工程施工安全,能否达到预期的清理效果,与选择的清理方法和采用的清理技术有直接关系。
1.1 危岩清理方法与技术 掌子面危岩清理主要包括两个方面:一是清理残存在掌子面岩坎、岩腔或裂缝中的块石和碎石;二是清理受爆破震动影响或被裂隙切割形成的危岩体。河北省满城县矿山地质环境治理工程设计一般根据掌子面的高度、危岩体数量和规模大小、坡面和坡顶松散物情况,综合考虑确定了清危方法和工艺。一般根据危岩实际情况,掌子面岩坎、岩腔或裂缝中的块石和碎石,设计多采用蜘蛛侠人工清理方法,主要工具为撬杠和锹镐;受爆破震动影响或被裂隙切割形成的危岩体,因需清理量大,设计多采用搭设综合脚手架人工清理方法,主要工具为撬杠和千斤顶。
1.2 危岩清理工作存在的问题及建议 人工结合机械手段清理危岩的方法,优点是投入少,相对比较安全;缺点是坡面的大块石、受爆破震动及裂隙切割形成的危岩体,因其体积大、需清理量大,很难彻底清除,致使部分地段仍留有安全隐患。因此,为彻底消除掌子面崩塌地质灾害隐患,对人工无法有效清除的较为集中的危岩体,建议在设计之初即聘请具有相关资质的单位编写爆破专项设计,在确保安全的前提下采取浅孔爆破法实施危岩清理工作,对公路、村庄周边,爆破法可能影响交通运输及村民安全的区域建议利用膨胀水泥实施危岩清理工作。对坡面残留的人工无法清除的孤立大体积块石,建议采用挂网喷浆等方式进行加固。
2 掌子面绿化
掌子面绿化工程一般分掌子面顶部、掌子面和掌子面底部三个区域,其中掌子面顶部和底部绿化工程方法技术比较成熟,掌子面绿化工程方法技术则在不断的探索与完善之中。
2.1 掌子面顶部绿化方法与技术 河北省满城县矿山地质环境治理工程设计掌子面顶部绿化方法技术,一般是在掌子面坡顶距离掌子面1.0m处开挖宽度50cm、深度60cm的种植槽,回填底土和肥土后在种植槽内每延米栽植3年生爬山虎幼苗3棵,利用爬山虎耐旱、耐贫瘠、速生、固土能力强、攀爬力强的特性,短期内达到有效遮挡掌子面上部区域的目的。
掌子面顶部绿化种植槽开挖设计多采用人工与手持式风钻相结合的方法,回填土多采用人工搬运和小型升降机搬运人工回填的方法,爬山虎浇水养护则多采用滴灌的方法。实践证明,只要严格按照设计采取上述绿化方法技术进行掌子面顶部绿化,均可取得良好的治理效果。
2.2 掌子面底部绿化方法与技术 河北省满城县矿山地质环境治理工程设计掌子面底部绿化方法与技术,一般是在掌子面底部坡积裙下方采用干砌石砌筑宽度50cm、深度60的种植池,回填底土和肥土后在种植池内每延米栽植3年生爬山虎幼苗3棵,利用爬山虎耐旱、耐贫瘠、速生、固土能力强、攀爬力强的特性,短期内达到有效遮挡掌子面底部区域的目的。
掌子面底部绿化种植池砌筑及回填土多采用人工方法,爬山虎浇水养护则多采用滴灌的方法。实践证明,只要严格按照设计采取上述绿化方法技术进行掌子面底部绿化,一般可以取得良好的治理效果。但工程部分部位亦可能发生因雨水冲刷造成种植池内回填土流失进而造成爬山虎面积性枯萎死亡的现象。因此,掌子面底部绿化种植池采用干砌石砌筑的设计欠妥,建议对干砌石砌筑的种植池进行M10砂浆勾缝,或采用浆砌法进行砌筑。
2.3 掌子面绿化方法与技术 河北省满城县矿山地质环境治理工程,设计掌子面绿化方法与技术一般有以下几种,归纳总结如下:
①局部生态袋绿化。掌子面局部生态袋绿化是指利用掌子面上有利于土壤储存,并能为植物生长提供稳定生长条件的岩腔、较大裂缝和岩坎,采用生态袋绿化技术对掌子面进行的局部绿化。以京昆高速沿线(保定段)矿山环境治理一期项目A包为代表工程,设计要求在掌子面上容土体积不小于0.8m3的岩腔、较大裂缝、岩坎中码放生态袋,并使其牢固在掌子面上。生态袋绿化厚度50cm,其中基层30cm,表层20cm。装袋基材一般由泥碳土50%、种植土20%、草纤维8%、木屑(或谷糠、蘑菇肥)12%、保水剂5%、粘合剂1%、速效缓释肥2%组成。生态袋表层为拌和种子的基材,每立方基材拌和植物种子100g~125g(按种子用量20g~25g/m2计算),由草(含草花)及灌木种子组成,其中前者60%,后者40%。草(含草花)种子一般选择狗尾草、虎尾草、阿尔泰紫菀、苍耳、节节草、鹅冠草、白草等,灌木选择胡芝子、黄刺梅、酸枣等耐旱耐高温的植物。生态袋稳固之后,再在生态袋上栽植荆条或爬山虎幼苗。
工程实践表明,局部生态袋绿化方法的优点是需投入的人力物力较少,缺点是采用此技术需要掌子面上有足够的岩腔、较大裂缝或岩坎,绿化覆盖率一般仅可达到10%左右。在高陡掌子面上放置生态袋,施工非常困难,且放置的生态袋日久天长易老化破裂,雨天易造成水土流失,致使局部生态袋绿化工程失败。
②机械法开凿种植池或种植台阶绿化。以满城县抱阳山风景区白云岩矿采石场治理恢复工程施工项目为代表工程,设计掌子面绿化工程为在掌子面上利用凿岩设备凿取种植池,“品”字形布置,种植池间距2m,行距不大于12m,种植池长、宽、深基本规格为1m×1m×1m,然后在种植池内覆土种植爬山虎。
以京昆高速沿线(保定段)矿山地质环境治理恢复施工A包为代表工程,设计掌子面绿化工程为在掌子面上利用凿岩设备等距(6m)开凿种植台阶,开凿台阶宽度一般0.6m,高一般0.8m,台阶上砌筑种植池,外缘用M10水泥砂浆砌筑水泥砖池壁,壁厚0.12m,高度0.4m,然后在种植池内覆土,前后栽植爬山虎两排,每延米栽植爬山虎幼苗5棵,以达到垂直绿化的目的。
工程实践表明,在高陡掌子面上利用凿岩设备开凿种植池或种植台阶,因岩石坚硬、施工空间狭小,施工十分困难,最终虽能取得一定的绿化效果,但存在诸多不确定性。笔者认为,属较保守(回避爆破施工方案)、较理想化(对施工方法的困难程度估计不足)设计方案,实际施工很难达到预期的设计效果。因此,建议掌子面绿化方法技术设计充分尊重凿岩机开槽种植池或种植台阶困难极大的客观事实,在设计之初即聘请具有相关资质的单位实地勘查工程区各掌子面的实际情况,经爆破专家论证,对爆破施工不存在安全隐患的掌子面,尽量采取爆破手段进行种植池或种植台阶开凿。爆破法台阶开凿可根据掌子面的实际情况,15m开凿一个台阶,开凿后掌子面各台阶边坡角度保持在500以下,种植平台宽度3m~5m。完成种植台阶开凿后在各种植平台靠台边缘1.0m的位置砌筑浆砌块石挡墙,墙高0.6m,墙宽0.4m,回填肥土后前后种植爬山虎各一排,以达到全面绿化掌子面的目的。对于爆破手段确有可能影响周边公路、村庄安全的掌子面,掌子面顶部区域可采取在掌子面顶部种植爬山虎的方式进行遮挡,掌子面底部区域可采取在掌子面底部种植爬山虎结合在采矿平台上种植高大乔木的方式进行遮挡,掌子面中部则可利用高大广告牌或采用M10砂浆抹面后书写宣传标语的方式进行遮挡,既可达到美化矿山环境的目的,又可起到招商、宣传党的政策的目的。
③钻孔洞穴绿化。为探索更为有效、可行的掌子面绿化方法与技术,有关单位技术人员提出了钻孔洞穴的掌子面绿化方案,具体方法是利用普通的打孔设备在掌子面上实施钻孔作业(钻孔间距1m、深度0.6m),在钻孔中回填肥土后种植爬山虎。钻孔洞穴绿化法仅在某掌子面下部区域实施了小面积实验,由于实验工程位于掌子面底部,便于浇水养护,爬山虎成活率可达95%以上,绿化面积可达40%以上。如采用钻孔洞穴法绿化掌子面,由于掌子面均为高陡边坡,实际施工时需搭设人工脚手架,施工难度较大,掌子面上部绿化工程浇水养护亦有一定难度,能否达到实验工程这样的绿化效果,尚有待工程检验。
3 结论
矿山地质环境保护与恢复治理工程在全国仍处于初步探索阶段,河北省满城县建筑用白云岩矿开采后遗留的矿山地质环境问题复杂多样,特别是高陡掌子面的治理,难度巨大。尚需广大业内同行不断总结完善,以创新、拓展掌子面治理的新方法、新技术,使矿山地质环境掌子面治理工程达到更好的治理效果。
本文观点只代表作者个人的经验总结和粗浅认识,其中难免有错谬之处,敬请业内专家和同仁批评指正。
参考文献:
[1]DZ/T 0223-2011,矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范[S].
关键词:地质灾害,崩滑地质,治理方案
Abstract: in recent years, with the rapid development of city construction, effects of human engineering activities on geological environment is more and more big,breaking the original address environment to a certain extent, the phenomenon of frequent geological disasters.Geological disaster is not only a serious threat to ourlives, and caused huge property losses to the state.Therefore, the accurate geological data directly affects the construction safety of building, without a clear, clearunderstanding of geological conditions, safety controlcannot be truly construction. It is impossible to disasterand take corresponding measures to solve.
Keywords: geological disaster, landslide, control scheme
中图分类号:P694 文献标识码:A
1引言
地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形成的,对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用。文章主要结合某地区地质灾害中的崩滑事故介绍应急处理方案。崩滑做为地质灾害治理项目,应急治理工程的目的是为了提高边坡的稳定性,确保坡体下方居民的生命和财产安全。具体工作任务是对以下工程措施进行设计:
1.对边坡进行削方减载;
2.修建重力式挡土墙;
3.设置截排水工程。
2设计指导思想
基本按照地质灾害防治的有关法规、规范为依据,优化设计方案,有针对性地精心设计工程措施,做到安全可靠和经济合理。指导思想为:
1.从总体方案设计入手,划分各个工程进行设计,做到防治工程单个效果好,总体又连贯协调一致。
2.以已有研究成果和经验为基础,认真分析研究崩滑的形成机制,对防治工程措施分析比较和选择,优化设计方案。保证工程措施的有效性、合理性和安全性。
3.参照现有国家、部门和行业技术规范、规定和技术标准进行设计,做到防治工程方案与城市规划、环境保护相结合,创建绿色工程。
3防治目标、原则
1.防治目标
通过崩滑地质灾害治理工程,提高坡体的稳定性,为城区居民创造安全稳定的居住环境。
2.设计原则
(1)防治工程设计以安全可靠、技术可行、经济合理、施工简便为原则;
(2)防治工程应尽量减少对自然坡体的扰动以及对当地居民生产、生活的影响和干扰;
(3)生物工程要符合当地植物生长条件和环境;
(4)防治工程方案要与城市规划、环境保护相结合,创建绿色工程;
(5)在确保安全可靠的前提下,防治工程应力求措施工艺简单,易于就地取材,降低工程投资,提高投资效益。
4崩滑地质灾害成因分析
本次崩滑主要发生在古滑坡体的前缘,地层结构为厚层全风化泥岩及黄土,古滑坡体处于暂时稳定状态。多年来,由于村民建房多次开挖坡脚,坡体多次发生崩滑。本次崩滑灾害发生的原因主要是六层楼在建设过程中,对建设场区南侧古滑坡前缘坡脚进行了开挖,由于人工切坡使坡体形成角度大于60°,高66m的临空面,留下了灾害隐患。在风化剥蚀、雨水冲刷、浸润膨胀等因素的作用下,使全风化泥岩的结构遭到破坏,更加支离破碎,小型坍塌时有发发生崩滑地质灾害的诱发因素。自今年9月下旬以来,连续阴雨持续近半个月,总降雨量达95mm,雨水沿黄土中裂隙渗入浸润下部的全风化泥岩,使其抗剪强度及稳定程度降低,加速了岩体的崩塌、分解,最终导致高陡临空面发生崩滑,并牵引东侧斜坡失稳变形,发生崩滑灾害。因此,持续大量降水是发生崩滑地质灾害的诱发因素。
5 治理工程处置方案
1.削坡减载工程
对崩滑体边坡进行开挖,将边坡放缓。东部边坡最大高度约70m,开挖土方回填于坡体下方后,边坡高度将降低。因此拟将边坡分为七级边坡:上部边坡高度8~10m,坡率为1:1,边坡平台宽5m;下部边坡高10m,坡率1:0.75,边坡平台宽5m。西部边坡最大高度66m,拟将边坡分为七级边坡:上部边坡高度8~10m,坡率为1:1,边坡平台宽5m;下部边坡高10m,坡率1:0.75,边坡平台宽5m。
2.回填碾压工程
将削坡减载开挖的土石方量,分台阶回填到种子公司所在的冲沟中,在回填过程中,进行分层碾压,压实密度不小于80%。冲沟下部回填2m高,在距离种子公司旧办公楼前墙30m处设一挡土墙,挡土墙基础埋置深度1m,地面以上高5.0m;挡土墙以上回填土边坡坡率取1:1.5,分2~3级台阶,台阶平台宽5~8m,台阶高5m。
3.挡土墙工程
1号挡土墙
在西部最下面一层边坡下设置1号俯斜式抗滑挡墙,以提高西侧坡体的稳定性,防止崩塌掉块。
俯斜式抗滑挡墙埋入地下2.5m,地面以上5.0m,底宽5.0m,顶宽1m底面坡率1:0.1,挡墙墙面坡率1:0.33,挡墙墙背坡率1:0.2,采用M7.5浆砌片石,表面用M10砂浆进行勾缝;每10m设置一道伸缩缝,伸缩缝宽20mm;挡土墙墙体上设两排φ100mmPVC排水管,间距2.0m,底部一排
距地面500mm;排水管外侧低,里侧高,坡度为1:0.1。在挡土墙墙背排水管管口周围设置500×500mm的反滤层,反滤层下方设防渗层。
2号挡土墙
对项目区东侧种子公司院后面冲沟中的回填土下部设置2号挡土墙,靠排水沟侧用浆砌石护坡。
挡土墙埋入地下1.0m,地面以上5.0m,底宽4.0m,顶宽1m,挡土墙墙面坡率1:0.25,挡墙墙背坡率1:0.35,采用M7.5浆砌片石,表面用M10砂浆进行勾缝;每10m设置一道伸缩缝,伸缩缝宽20mm;挡土墙墙体上设一排φ100mmPVC排水管,间距2.0m,距地面500mm;排水管外侧低,里侧高,坡度为1:0.1。在挡土墙墙背排水管管口一带沿挡土墙设置一条500×500mm的反滤层,反滤层呈两侧高,向中部排水沟倾斜;反滤层下方设防渗层。
浆砌石护坡厚500mm,采用M7.5浆砌片石,表面用M10砂浆进行勾缝;每10m设置一道伸缩缝,伸缩缝宽20mm;浆砌石护坡体上设两排φ100mmPVC排水管,间距2.0m,底部一排距地面500~1000mm;排水管外侧低,里侧高,坡度为1:0.1。在浆砌石护坡内侧排水管管口周围设置500×500mm的反滤层,反滤层下方设防渗层。
4.截排水工程
在坡体后部及边坡平台上设置截排水沟,将坡面上的雨水排出坡体外。排水沟呈梯形,过水断面开口宽500mm,底宽300mm,深500mm。用M7.5浆砌片石衬砌,用M10水泥砂浆勾缝,浆砌片石厚300mm。
在东面种子公司院后面冲沟中进行土石方回填后,中部要沿冲沟留出排水沟,排水沟岸坡用M7.5浆砌石进行衬砌护坡。排水沟呈梯形,过水断面开口宽2.0m,底宽1.0m,深1.0m。用M7.5浆砌片石衬砌,用M10水泥砂浆勾缝,浆砌片石厚300mm。
5.生物工程
设计原则
1.生物工程设计主要考虑土地功能和不同地形地貌、地质环境,而采用不同的方案。
2.不断增加树种、充分利用各种植物的生长习性和优势。
3.高、中、低植物间种,先种高乔木,后种中、低灌木和花草类。
4.美化环境、季节性原则,不但做到春有绿色,夏有花香,还要考虑秋有色彩,冬有景致。
生物工程
对治理后的边坡及其平台,进行植树绿化。一方面可以减小水土流失,另一方面可以美化环境。根据梅花沟泥石流沟流域治理的经验,采取的生物工程措施主要是以乔木松树、椿树等高形树木和经济林为主,以高中低乔灌间作,低灌以紫碎槐、柠条为主。树苗行距为5m,株距为3m。
7结束语
综上所述,有效预防地质灾害工程是一项长期的工作,任重而道远。合理有效的利用资源,保护生态环境,采取合理的措施防止建筑工程地质灾害,从而实现环境的可持续发展。对此,要求我们在工程建设期间和建成后,应加强监测,做好预测、预警和预报工作。对地质灾害防治工作提出新的要求,新的科技、方法、材料等在工程中的应用,必将有效的控制与预防,使地质灾害工作迈向新的台阶。
参考文献:
关键词:地质灾害; 矿山地质; 灾害预防
中图分类号:TD8 文献标识码:A
中国是一个矿业生产大国,黑色煤炭、钢铁、有色金属、稀土等产量均位于世界产出量的前列。而且随着工业迅猛快读的发展,矿产资源以及矿产品的需求量及消耗量也越来越大,而采掘业的发展使矿产资源的开发力度、广度和深度也越来越大。目前国内矿石开采从品位较富、埋藏较浅,易采易选、交通方便的矿床已优先开采。但矿床开采的趋势趋于深部复杂地层即便如此也达不到当今矿产品需求关系的平衡。因此矿产违章开采,乱采盗采的现象层出不穷。从而导致在矿石开采过程中疏忽披露,为及时按照有关规程开采,治理,从而导致地质灾害频发。矿山在开采资源的同时,不仅有诱发崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等突变性地质灾害的可能,而且有诱发地面沉降、土壤荒漠化、水环境恶化、生态环境恶化等缓变性地质灾害的可能性的发生。本文就矿山地质灾害以及如何预防进行说明。
一、要想预防地质灾害的发生就必须要先了解什么是地质灾害地质灾害是指地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形成的,对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用(现象)。 自然科学界的定义简称地灾。以地质动力活动或地质环境异常变化为主要成因的自然灾害。在地球内动力、外动力或人为地质动力作用下,地球发生异常能量释放、物质运动、岩土体变形位移以及环境异常变化等,危害人类生命财产、生活与经济活动或破坏人类赖以生存与发展的资源、环境的现象或过程。不良地质现象通常叫做地质灾害,是指自然地质作用和人类活动造成的恶化地质环境,降低了环境质量,直接或间接危害人类安全,并给社会和经济建设造成损失的地质事件。地质灾害是指,在自然或者人为因素的作用下形成的,对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用(现象)。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、煤层自燃、黄土湿陷、岩土膨胀、砂土液化,土地冻融、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化,以及地震、火山、地热害等。
二、矿山地质环境治理的基本原则
1、以人为本、预防为主、防灾减灾
由于所有的地质灾害,直接或间接的对矿山职工和矿区居民的生命财产安全构成威胁,因此“治病需以防病为主”不能等到真正地质灾害发生了,矛盾激化了,才亡羊补牢。地质灾害防止工作要从预防做起,由防控灾,防灾减灾的原则,对正在开采的矿山以及废弃矿山、闭坑矿山进行监测预防,从而减少甚至避免地质灾害的发生。因此矿山环境治理首先要保证矿区免遭矿山开发诱发的各种地质灾害的危害,达到防灾减灾的目的。从矿山开发设计时就应考虑到地质灾害治理方面工作。
2、因害设防、综合治理、减少损失
针对矿山地质环境破坏的特点、方式、分布及危害程度,抓住重点和主要关键环节,因地制宜、因害设防,可适当采用拦、排、护、整、填、植等方面的综合治理措施对矿山环境进行治理。治理原则目的为降低已发生地质灾害影响面,减少地质灾害发生所造成的国家、人民财产损失。条件允许情况下可以在地质灾害发生后稳定后,对地质灾害发生区域进行绿地回复,植物配置等绿化处理。
3、注重效益、分清主次、分期实施、有序进行
矿山地质环境治理工程、矿山开采过程中必须在遵守生态社会效益优先,获取最大的经济效益的前提下。进行逐级实施。并要区别开不同的矿山所存在的地质环境问题,采取不同方式方法实施治理措施。同时矿山自身根据资金情况、矿山地质所存在的环境问题危害的大小、轻重缓急,分期、分阶段进行治理。做到边生产边治理,生产治理两不误同时进行的工作原则,力争做到矿山开采完毕后,治理工作也相应结束或者接近尾声。避免由于矿山开采已久未进行治理所造成的遗留问题,增大防治治理难度。如辽宁抚顺西露天矿,目前存在的大面积山体滑坡问题,已很难治理,甚至无法治理。因此矿山治理工作要引以为戒,要认识到早防早治,早治好治的重要性。
4、地灾防治要做到工程与生物双方法相结合
在矿山环境治理过程中只有将工程方法与生物种植紧密结合,才能达到矿山环境治理的最终目标。真正意义上的达到一劳永逸。因此就要求地灾治理人员,要科学的运用各种工程方法、生物方法对所在矿山地灾进行综合性治理工作。但其缺点是前期投资稍大,但此种方法可以一劳永逸避免重新治理,总体上节约了治理成本以及人力物力的动用。此方法所治理的矿上,不进能控制住地灾的发生,而且在某些程度上可以改善小范围内的气候环境,应广泛应用于矿山环境治理中。
三、矿山地质环境治理具体措施
以地下采空区为例,进行论述。
地下采空区和矿山疏干排水导致地面沉陷、形成地裂缝,会影响到地面的农田和建筑物。采空区的定义是是地下固体矿床开采后的空间及其围岩失稳而产生位移、开裂、破碎垮落,上覆岩层整体下沉、弯曲并引起的地表变形和破坏,在地面上常可见到圆形塌陷坑及平行于地下开采巷道的地裂缝。由于疏干排放地下水,改变了地下水流的自然渗流、径流条件,水浮力消失,水的潜蚀作用使充填物流失,形成空洞,在真空吸蚀力和重力作用下也可造成塌陷。对采空区的治理主要是为了预防与控制地表残余沉陷的发生。此类方法可细分为3种:
1、全部充填采空区支撑覆岩,以彻底消除地基沉陷隐患。充填法可以分为: 干石充填法、尾砂充填法、胶结充填法、注浆充填、水力充填和风力充填等。其中,以注浆法应用最广泛、效果最好;但此种方法的费用过高,某些大型矿山不适合此方法,如本溪彩屯采空区,深度在地下500米左右,如果采用全部充填法来处理的话,则不适合,而且造价非常高。因此建议采取其他方法处理。因此此方法适合采空面积较小区域,或者建筑物下溶洞区域处理。
2、局部支撑覆岩或地面构筑物,减小采空区空间跨度,防止顶板垮落。常用的方法有注浆柱、井下砌墩柱和大直径钻孔桩柱或直接采用桩基法等,此种方法适合面积较大,且留有支柱的采空区进行实施。特点工作量相对较小,是全部充填的1/10-1/20左右。适合大面积采空区处理。
3、注浆加固和强化采空区围岩结构,充填采动覆岩断裂带和弯曲带岩土体离层、裂缝,使之形成一个刚度大、整体性好的岩板构有效抵抗老采空区塌陷向上发展使地表只产生相对均衡的沉陷以保证地表构筑物的安全,此方法适合沿江、沿海地区采空区的处理。
[关键字]滑坡 地质勘察 防治措施
[中图分类号] P62 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-3-121-1
滑坡是斜坡岩土体由于某一滑移面上的剪应力超过了该面的抗剪强度而导致的沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移地质现象。滑坡作为主要的地质灾害之一,常常给工农业生产及人类生命财产造成巨大损失,甚至达到毁灭性的程度。
1 滑坡产生条件及分类
1.1 滑坡产生条件
滑坡的产生主要分两大方面:地质和地貌条件;内外动力和人为因素。地质条件主要指岩土的类型和地质构造条件,各类岩土的抗剪强度和抗风化能力不同,如黄土、片岩及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡灾害。地质构造条件主要是指斜坡的岩土体在各构造面呈不连续态,在雨水、重力等作用下,易发生滑坡。地貌条件,如超过一定坡度的斜坡才可能发生滑坡。一般而言,坡度在10~45度,下陡中缓上陡、上部成环状的坡形容易发生滑坡。
2 滑坡的地质勘察
滑坡的地质勘察是有效进行滑坡防治的前提,地质勘察工作的总体要求是: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,为防治工程的设计打下基础。按照时间顺序可将勘察工作分成三个阶段:滑坡可行研究勘察、滑坡初步设计勘察和滑坡施工图设计勘察。
2.1 滑坡可行研究勘察
可行性研究阶段勘察主要目的在于论证滑坡的存在,圈定滑坡边界、评估滑坡防治的必要性和可能性,并提出滑坡防治意见。该阶段应收集水文地质、地貌、气象、地震及当地滑坡经验等背景资料。地质测绘范围包括滑坡堆积体或潜在滑移体区域、后缘、危害区及滑坡堆积体或潜在滑移体汇水区。进行必要的勘探及测试,了解滑坡体厚度、滑带埋深、物质组成、结构特征及岩土体物理力学性质。
2.2 滑坡初步设计勘察
该阶段勘察目的是论述滑坡防治工程类型、场地布设,为优化治理工程方案提供工程地质和岩土力学依据。其勘察范围包括滑坡堆积体或潜在滑移区域、后缘与危害区,并根据实际情况扩大范围。要求查明滑体、滑动面及水层的情况,如厚度、物质组成、结构特性、空间分布特征、水层类型、透水性等。主要采取的手段有钻探、挖探、物探和水文地质勘察等。
钻探主要针对大中型滑坡,主要目的在于弄清滑坡体的范围、厚度和物质组成三个方面。通过对岩土试样的物理学试验,查明与滑坡相关的地下水含水层数、分布、来源、动态及各含水层的水力联系等。滑坡主轴剖面是滑坡运动速度和推力最大的断面,钻探的位置应该布置在剖面的前缘、中部及后缘。在测绘之后难以确定滑坡两侧边界时,应适当的在滑坡边界外布置勘探口,以确定护坡范围。
挖探可直接观察到地质、描述岩性、了解滑动带宽度和延伸方向,确定滑坡边界。对于性质较为复杂的大型滑坡,要求在适当位置布置适量的探井和探硐,观察滑坡内部结构特点、鉴定滑坡物质组成等。同时取样进行物理力学试样或进行原位剪切试验。
物探的手段电法勘探、地质雷达、声波探测、电视测井等。电视测井主要利用电视技术将钻孔内的地质现象反映在电视屏幕上,共勘探人员分析。
水文地质勘察主要针对的是滑坡地下水的情况,进行必要的水文地质试验和钻孔水文地质观测,以确定含水层的渗透系数、水位高度、流向、流速等数据。
2.3 滑坡施工图设计勘察
在前两步的基础上,针对滑坡治理工程现场或轴线地基展开,为滑坡治理工程设计、施工提供详细的工程地质资料和岩土体物理力学性质指标参数,对治理工程的措施、结构型式、埋置深度及施工过程提出地质意见。
3 滑坡的防治措施
滑坡防治措施的选择是根据前期测绘和勘察资料选取。滑坡灾害防治工程,通过两种途径实现:减小滑坡下滑力或消除下滑因素和增大滑坡抗滑力或增加抗滑因素。
滑坡产生过程是重力势能释放的过程,该措施则是通过减小滑坡产生区上部的物质重量或增加产生区底部物质,常称之为砍头压脚;在坡度方面,通过减低坡度,消方减载达到防治目的。该法技术上简单易行、防治效果好,故被广泛使用,尤其适合于厚度大、主滑段和牵引段滑面较陡的滑坡体,但是该法的实施要求先准确的判定主滑、牵引和抗滑段的位置。
3.1 排水
滑坡事故多发生在暴雨季节、江河湖库水位涨落段、异常地下水位段,因而水是滑坡产生的主要诱因之一,所以针对水的防治主要包括地表水的排放和地下排水。地表水的治理以拦截和旁引为原则,将截留水引向天然河流后沟渠。滑体表面水截水沟要求修建成树枝状,分为主沟和支沟。主沟尽量与滑坡方向一致,支沟与滑坡方向成30~45度斜交。地表排水技术简单易行、加固效果好且工程造价低,被广泛使用。而地下排水防治工程能有效降低孔隙水压,增加有效正应力从而提高抗滑能力,尤其在大型滑坡的治理,深部大规模的排水往往是首选,但是相应的工程施工技术要求提高了很多。
3.2 支挡
支挡主要包括抗滑挡墙、抗滑桩、预应力锚杆、锚索桩、微型桩群及抗滑明洞等。抗滑挡墙是修建在滑坡底脚、用以抵挡砌石、混凝土及钢筋混凝土结构,可提高滑坡整体安全性,防止坡脚的局部崩塌,以防边坡的恶化。该法不适合大型滑坡,受到工程量及高度的限制,对滑坡的安全系数提高作用不大;抗滑桩适合于中、深层滑坡,与抗滑墙形成互补。
3.3 改良滑带土体
实际工程中有时会遇到一些软基和由软土构成的边坡,此时可采用物理或化学方法加以弥补,主要是改变土体的性质,提供坡体的稳定性,使用到的方法有电渗法、焙烧法、灌浆法及离子交换法等。改良滑带土体的方法都较为复杂,尚处于研究阶段,远没达到实际应用的阶段,有待继续研究开发。
4 结语
随着城市发展和铁路、高速公路等建设越来越多,滑坡的勘察与防治工程也越来越多。随着科学技术的发展,必将为快速准确的进行地质勘察及有效的采取防治措施提供可能。
参考文献
[1]覃庆忠,陆亿干.滑坡的地质勘察与防治的工程措施[J].科技信息,2009,(7):255.
关键词:小秦岭金矿区;泥石流;发生机理研究;治理措施
中图分类号:P642.23
文献标识码:A
文章编号:1674-9944(2010)08-0135-04
1 引言
河南小秦岭金矿区位于灵宝市西部,与陕西华阴、洛南接壤,包括灵宝市朱阳、豫灵、故县和阳平4乡镇大部,东西长45km,南北宽10~17km,面积约600km2,是我国第二大黄金产区,由于采矿剥离的废石和弃渣堆放不合理,在暴雨或连续降雨条件诱发下,历史上曾多次发生严重的泥石流地质灾害,造成了生命财产的重大损失。虽然近年来中央和地方政府加大了对该地区矿山地质环境治理的力度,但潜在的地质灾害点(处)还十分严重,治理任务任重道远。为此,笔者根据近年来参与的部分项目和掌握的有关资料,对该地区泥石流的发生机理进行了分析研究,对近年来已实施治理工程项目措施进行了总结和评价,同时提出了今后治理项目优化措施的一些建议。
2 矿区泥石流危害及发生机理分析
2.1 泥石流危害的特征
河南小秦岭金矿区泥石流主要分布于中低山区,具有暴发突然、运动速度快、能量大的特点,其破坏性非常强,对人民生命财产造成极大的危害,危害程度一般为重大级、特大级。其发育特征为沟谷深切,沟床纵坡比降大,固体物质以开矿废渣为主,废石直径0.1~0.3m,大小混杂,磨圆度差,多呈棱角状,遇雨、暴雨、洪水挟带矿渣废石形成泥石流。1994年7月11日位于豫陕交界处的大西峪沟暴发泥石流,造成51人死亡,矿区全部停产,经济损失巨大;1996年8月,小秦岭地区连降暴雨,大西峪、文峪沟引发泥石流,冲毁矿区公路13km、通讯线路3km,直接经济损失690万元;1998年7月文峪金矿发生泥石流灾害,毁坏矿区公路16km,桥梁涵洞10多处,变压器、空压机等大型机械设备数台,供电、通讯中断,经济损失473万元。2000年8月,文峪、西峪、大湖峪相继发生泥石流,冲毁公路,矿山停产,经济损失惨重。
2.2 潜在泥石流发生机理分析
2.2.1 丰富的松散矿渣物质来源
据调查[1],泥石流灾害高易发区沟谷内矿渣堆积总量达1444.41×104t以上,尾矿1571.02万t。经调查和现场试验,矿区矿渣堆工程地质特征包括矿区矿渣堆积体的物质成份主要由采矿剥离的围岩废石和贫矿碎屑构成,岩性以混合花岗岩、片麻岩、灰绿岩、石英脉岩等母岩碎屑为主。矿渣堆积体块度以4~8cm及小于4cm为主,占70.12%,8~15cm占13.09%,15~30cm占10.07%,大于30cm的占5.72%。矿渣堆松散系数为1.27~1.70。矿渣堆物理力学性质为抗剪强度低,内摩擦角为35°,内聚为0.5kPa。矿渣堆坡度一般在35~42°之间,具有结构松散、含沙石多,含土量少,持水能力差、透水能力强、抗剪强度底等特征。这些散乱堆放的矿渣,在强降雨的作用下,极易直接进入河道成为泥石流的物源。其中需重点防治的10条泥石流沟涉及威胁人口10余万人,潜在经济损失2.4亿元。
2.2.2 地形地貌因素
河南小秦岭金矿区泥石流灾害高易发区分布于西峪、大湖峪、枣乡峪、武家山及苍珠峪、杨砦峪、朱家峪一带的小秦岭中山地区,海拔高程多数在1000m以上,最高2413.8m(老鸦岔脑)。以深、陡、窄V型沟谷为,主泥石流沟谷纵坡降比为8%~25%,沟坡坡度为32~60°,其支沟纵坡降比为15.6%~58.4%。分水岭至出山口最大相对高差达900m。其地形地貌,具备发育泥石流的基本条件,主要泥石流沟的详细情况见表1。
表1 主要泥石流沟基本情况
潜在泥石流
沟名汇水面积
/km2相对高差
/m山坡坡度
/°植被覆盖率
/%主沟纵坡
/‰废矿渣贮量
/104m3 km2
阳平镇大湖峪西峪16.74120040~60601833.38
豫灵镇文峪西峪12.50810535514511.25
豫灵镇大西峪8.80120051501097.60
朱阳镇苍珠峪3.808203230~6033818.52
朱阳镇朱家峪4.419353230~601872.63
朱阳镇杨砦峪6.2510253230~602362.11
故县镇枣乡峪43.00164040~60551265.67
朱阳镇枪马峪3.8224040~608020866.20
朱阳镇白桦峪4.5036940~608011959.65
2.2.3 水文气象因素
河南小秦岭金矿区区域洪水主要为自然降雨,据灵宝市气象站1956~2000年气象资料,该地区年平均降水量720mm,年最大降水量984.7mm(1958年),最小降水量为318.7mm(1997年),年内降水量多集中在7、8、9三个月,占全年降水量的60%,并具有夏季多暴雨特点,最大时每小时降雨量93.2mm(1960年7月22日)。为预测该地区暴雨诱发泥石流灾害的可能性,笔者按30年一遇降雨强度对矿区10条河道流域泥石流发生量进行了计算。
(1)洪水总量计算。[2]每条泥石流沟洪水总量计算,按照水科院水文所计算洪峰流量公式进行计算:
Q.m=0.278ψSτnF(1)
式中:ψ=1-μSτn,τ=0.278LmJ1/3Q.m1/4.
Q.m为设计洪峰流量(m3/s);ψ为洪峰径流系数;τ为洪峰汇流时间(h);F为流域面积(km2);L为主沟长度(km);J为主沟平均坡度(%);S为设计最大1h雨量平均强度(mm);n为设计暴雨递减系数;μ为平均入渗率(mm/h);m为汇流参数。
根据灵宝市历年降水资料,按30年一遇洪水频率24h最大降水量均值H.24p=65mm,由《河南省暴雨参数图集》(河南省水文局编制)提供的当地暴雨递减指数n.1=0.55、n.2=0.75、Cv=0.45、Cs=3.5Cv。暴雨径流系数为0.7,汇流参数0.8。经计算,10条主要泥石流沟洪水总量计算结果见表2。
表2河南小秦岭金矿区主要泥石流沟洪水总量计算结果表
泥石流沟名称设计洪峰流量
Qm/m3•s-1
泥石流沟名称设计洪峰流量
Qm/m3•s-1
阳平镇大湖峪西峪95.00朱阳镇杨砦峪47.00
豫灵镇文峪西峪71.00故县镇枣乡峪116.00
豫灵镇大西峪16.00朱阳镇枪马峪60.42
朱阳镇苍珠峪63.00朱阳镇白桦峪58.21
朱阳镇朱家峪24.00
(2)泥石流峰值流量计算[3]。
Q.c=(1+φ)Q.p•D.c(2)
φ=(γ.c-γ.w)/(γ.H-γ.C)
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式中Q.c表示频率为P的泥石流洪峰值流量(m3/s);Qp表示频率为P的暴雨流水设计流量(m3/s);φ为泥石流泥砂修正系数;γ.c为泥石流重度(t/m3);γ.w为清水的重度(t/m3);γ.H为泥石流中固体物质比重(t/m3);D.c为泥石流堵塞系数。
(3)一次泥石流过程总量和固体物质总量计算。
Q=0.264TQc=KTQc(3)
Q.H=Q(γ.c-γ.w)/(γ.H-γ.w)
式中Q为一次泥石流过程总量(m3);K=0264,当F
表3 河南小秦岭金矿区主要泥石流沟总量及输砂量总量预测
泥石流
名称阳平镇大湖峪西峪出口豫灵镇文峪西峪出口豫灵镇大西峪
出口朱阳镇苍珠
峪出口朱阳镇朱家
峪出口朱阳镇杨砦
峪出口朱阳镇枪马
峪出口朱阳镇白桦
峪出口故县镇枣乡
峪出口
q/m331388.2123458.5628250.27111235.4242375.4046422.3943937.4242330.3138326.66
q.H/m36717.085020.136045.5623804.389068.349934.3958436.7756294.318201.91
通过以上分析和计算,矿区大量不合理堆放在沟谷中及沟谷两侧坡体上的松散矿渣,在强降雨条件下极有可能发生较大规模的泥石流。
3 泥石流的防治措施
河南小秦岭金矿区泥石流以矿山废渣、废石、弃土为物源的泥石流为主,包括沟谷形泥石流和坡面泥石流二类。泥石流的防治措施多种多样,设计时应从山地环境特点和泥石流演化发展规律出发,贯彻综合治理的原则,整个泥石流沟域全面规划,突出重点,工程措施和生物措施相结合。
3.1 清理矿渣疏通河道
清理占据沟谷的矿渣、消除泥石流固体物质的补给来源,疏浚矿区的排水通道,保证矿区行洪排水安全,该手段是一种较为经济的工程措施。
2010年8月 绿 色 科 技
第8期
3.2 拦挡工程
拦挡工程措施主要是利用重力式浆砌石挡渣墙和重力式实体拦挡坝。重力式浆砌石挡渣墙,即在矿渣边坡前缘砌筑拦渣挡墙,其目的是将矿渣堆就地拦挡固化,减少在暴雨作用下,泥石流的发生和起动,避免矿渣成为泥石流物源。措施功能特点包括简单易行,对材料要求不高,可以在矿渣堆就地取材。防护效果持久、稳定。
重力式实体拦挡坝[4],即在同一河段修筑一系列的拦挡坝,一般不少于3座,其功能包括拦截水沙,改变输水输沙条件,调节下泄水量;利用回淤效应,稳定斜坡和沟谷;降低河床沟坡降,减缓泥石流流速,抑制上游河段纵、横向侵蚀,调节泥石流流向。
3.3 排水工程
小秦岭金矿区的开矿弃渣基本上是就地堆放在坑口两侧的山坡上或沟谷河道内,经过日积月累形成了许多弃渣堆积体。这些矿渣堆积体在暴雨作用下极易跨塌进而形成泥石流灾害。为防止暴雨冲刷矿渣堆积体,通常在矿渣堆积体边界以外修筑截水沟和排水沟,并与矿区排水系统相连接。
3.4 坡面防护处理
为有效降低坡面的水力侵蚀,防治水土流失,一般采用干砌石或浆砌石护坡措施。石料以片石为主,其结构主要由脚槽、坡面、封顶三部分组成[5]。其中脚槽主要用于阻止砌石坡面下滑,起到稳定坡面的作用。干砌石厚度一般不小于30cm,其下设不小于10cm厚的碎石或砂砾垫层。浆砌石护坡采用M7.5砂浆砌筑,坡面设置泻水孔,间距2~3m,泻水孔局部范围内设反滤层,以防淤塞。较长较高的坡面还应设置伸缩缝和分级设置马道。
3.5 矿渣堆坡面植被恢复
3.5.1 缓坡覆土
通过工程措施实现渣体的稳定控制后再实施植被恢复。对于坡度较陡的矿渣坡,应在砌石挡渣墙前采取削坡措施将陡坡挖缓,使总坡比控制在1.0∶1.0~1.0∶1.5。然后进行覆土,厚度为25cm,土壤要使用理化性质较好的腐熟土。覆土宜于9月中、下旬进行,春季覆土播种。
3.5.2 植被品种选择
应优先采用适应环境能力强,适合当地生长的乡土树种和草种,或景观设计所需的树种和草种。①草本类:如高羊茅、猫尾草,此类型植物属冷季型草,根系发达,耐寒抗旱,较耐瘠薄,适应能力强;②藤本类:如葛藤、爬山虎、五叶地锦,均属多年生木质藤本,利用其攀援、缠绕,蔓延生长和触地生根的特性,能迅速形成庞大的网状植物体,加强吸收、抗旱能力,同时对废弃地坡面进行固定,缓解雨水冲刷,有利于其他植物进一步定居,且葛藤是豆科植物,具固氮作用,更适合在该区种植;③灌木类:如珍珠梅、紫穗槐、荆条。珍珠梅和荆条是小秦岭矿区石渣坡分布最广泛的灌木品种,种子易采集,适生性强。紫穗槐则是一种非常耐旱、耐贫瘠豆科植物,不仅根部有大量根瘤,能固氮满足自身氮的需要,而且粗壮的主根、侧根,有利于向深处生长,对渣坡的固定作用强;④乔木类:如旱柳、山毛桃、侧柏、刺槐,以上4种乔木品种都属于该区乡土树种,尤以旱柳和刺槐效果最好,二者是最耐干旱、瘠薄的先锋乔木树种,在石渣坡的闭坑较早的渣坡上,常见自然分布。[6]
4 治理效果评价及治理措施改进建议
4.1 治理效果评价
自2004年以来河南省级财政和中央财政投入6000余万元,在灵宝市地质矿产局牵头组织下对矿区9条泥石流沟谷进行了整治(见表4)。这些项目根据立地条件差异,采取了不同的技术组合模式进行了治理,取得了较好治理效果。
表4 河南小秦岭金矿区泥石流治理项目
项目名称资金来源及金额治理技术组合模式
灵宝黄金股份有限公司鑫矿区矿山地质环境综合治理中央财政/700万元清理矿渣疏通河道+挡渣墙+排水渠+尾矿库覆土绿化
小秦岭金矿区老鸦岔金矿矿山地质环境综合治理中央财政/300万元清理矿渣疏通河道+挡渣坝+排水渠
灵宝小秦岭矿区朱家峪杨寨峪矿山环境治理工程中央财政/600万元清理矿渣疏通河道+挡渣墙+排水渠
灵宝小秦岭金矿区大湖峪王家峪矿山环境治理项目河南省级财政/400万元清理矿渣疏通河道+挡渣坝+挡渣墙+排水渠
灵宝市五亩乡水泥岩矿山环境治理工程河南省级财政/150万元崩塌体清除+排水渠+挡渣墙
灵宝小秦岭矿区文峪沟矿山环境治理工程河南省级财政/500万元清理矿渣疏通河道+挡渣墙+道路修复+块石护坡
宝小秦岭金矿区大西峪沟矿山环境治理项目河南省级财政/400万元清理矿渣疏通河道+挡渣墙+挡渣坝+块石护坡+排水渠
灵宝樊岔即金矿矿山环境治理项目中央财政/100万元清理矿渣疏通河道+挡渣墙+排水渠
小秦岭枪马峪白桦峪黑马峪矿区矿山环境治理工程中央财政/1200万元清理矿渣疏通河道+挡渣墙+排水渠
4.2 治理措施改进建议
总结近年来河南小秦岭金矿区已实施治理项目来看,治理项目使用的工程措施较多,生物防护技术应用较少,人工痕迹太多,影响了与周遍环境的和谐,建议在今后的治理项目中在保证工程安全的前提下,采取工程与生物相结合的综合措施,避免太多的人工痕迹,使治理后的工程与矿区周遍的生态环境相协调、相融合。
参考文献:
[1] 河南省国土资源科学研究院.灵宝市地质灾害防治规划(2005-2015年)[R].郑州:河南省国土资源科学研究院,2004.
[2] 河南省水文地质工程地质勘察院.灵宝黄金股份有限公司鑫矿区矿山地质环境综合治理工程设计书[R].郑州:河南省水文地质工程地质勘察院,2006.
[3] DZ/T O220-2006,泥石流灾害防治工程勘查规范[S].北京:中国标准出版社,2006.
[4] DZ/T O239-2004,泥石流灾害防治工程设计规范[S].北京:中国标准出版社,2004.
[5] 赵方莹,孙保平.矿山生态植被恢复技术[M].北京:中国林业出版社,2009.
关键词:低山区;高纵比降;泥(水)石流;灾害治理;设计;施工;建议
0背景资料
茶一村位于温州市永嘉县西溪乡北西面深山区,西与丽水市的青田县隔山为界,北、西、南三面环山,只有东面一条乡村公路沿着溪沟与外界相连。茶一村是革命老区,目前全村人口为1700人,年人均收入仅850元,是永嘉县重点扶持的贫困村。村庄周边溪流及冲沟发育,平均纵比降达400‰以上,属于典型的沟谷型泥(水)石流沟,沟口村庄座落在古泥石流台地上,而1号、2号主溪沟又正好穿村而过(图1a),每年台风暴雨季节其沟源陡坡地带常激发滑坡、泥石流或高容重的水石流,对茶一村造成严重危害。1996年7月爆发的大规模泥石流,冲毁民房45间,水泥桥3座,冲毁和塌压耕地174亩,道路和防洪工程多被冲毁(图1b),造成直接经济损失高达200多万元。该区的泥石流灾害严重影响到居民和社会安宁,限制了经济发展和农村建设,灾害治理迫在眉睫。
1工程概况
1.1自然地貌及气象水文特征
治理区三面环山,最低海拔250m,平均纵比降大于400‰,呈低山高纵比降地貌。溪沟沟谷呈“V”字形,沟底宽多在2~5m之间。下游沟口平缓地带沿泥石流堆积和坡洪积层中发育,多呈“U”字形。茶一村民房大多于下游沿沟而建(见图1a),挤占沟道现象严重。沟谷表面形态漏斗状,极有利于降雨的汇集,暴雨时,溪流水位常常形成暴涨暴落的水文特征。溪沟中游沟谷附近大部分地段被当地百姓改造成农田和旱地,呈阶梯分布,地表。
茶一村属北亚热带季风气候区,多年平均降雨量1702.2mm,年平均暴雨次数(日降雨量≥100mm)为8~14次,占全年降雨量的59~72%。暴雨主要集中在7、8、9三个月的台风季节。
1.2现场工程地质和水文地质
治理区内出露地层为燕山晚期第一阶段的侵入岩、上侏罗统西山头组流纹质玻屑晶屑凝灰岩、花岗岩岩脉及第四系地层(残坡积和泥石流堆积物)。区内地下水类型分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水,前者主要赋存于残坡积层中和泥石流松散堆积物中,后者主要赋存于岩石的构造裂隙和风化裂隙中,主要接受大气降水入渗补给。
2治理设计
2.1总体思路
结合该区实际,总体治理设计思路是:采用拦砂坝结构形式,共分四座坝,其中1号溪
沟由三座(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)坝拦挡,相当于二级防护,详见图2。
图2治理工程平面布置图
2.2设计要点
(1)主要结构物的功能及作用。
Ⅰ坝:在1号溪沟干流段设置,起到拦蓄Ⅲ坝库容不够溢出的泥石流作用。
Ⅱ坝:在1-1#支沟中游处设置,沟道两侧谷坡发生滑坡或坡面泥石流时,进行拦蓄,避免其启动Ⅱ坝下方沟道中物源。
Ⅲ坝:在1-2#支沟中游由陡变缓地段设置,上游存在一弯道,避开泥石流的直冲作用,充分发挥弯道的消能作用。
Ⅳ坝:在2号溪沟中游断面最窄处设置,上游存在一弯道,充分发挥弯道的消能和增加库容的作用。
护岸工程:在Ⅰ、Ⅳ坝下游地段修建浆砌块石护岸,有效增加安全储备。
(2)拦砂坝结构类型。采用浆砌块石的实体重力坝,坝体上设涵洞和泄水孔,其目的一是在汛期快速排除清水,以便减轻坝体瞬时压力;二是减小回淤体中地下水的饱和水程度,减轻坝体的持久压力。拦砂坝的基础应座落在中风化基岩之上,坝基如果坐落在松散层上,应在其底部垫30cmC25混凝土土。两侧坝肩做成台阶式,坝肩应进入强~中风化基岩不小于0.5m或其表层松散覆盖层(残坡积或泥石流堆积物)不小于2.0m。
(3)拦砂坝设计参数。在保证拦砂坝稳定性的前提下,尽量增加坝的高度,拦砂坝最大坝高为10m。为了避免从坝顶下落的石块撞击坝脚,拦砂坝背水坡取1:0.1。坝顶宽3m,迎水坡坡度取1:0.4。详见表1。
表1、拦砂坝防护工程设计参数一览表
(4)拦砂坝溢流口。根据泥石流流量和流速确定高度,尽量采取较宽的断面,以降低泥深和单宽流量,在根据泥石流中巨石直径的大小确定宽度,以巨石直径的1.5~2倍确定宽度。
(5)涵洞和泄水孔。坝底设涵洞,涵洞顶部用现浇钢筋混凝土板覆盖;泄水孔位正方形,长、宽为0.2m。涵洞过流量设计主要考虑:一是尽量使其过流量满足设计清水流量以减轻坝体的静水压力;二是涵洞过流量不得大于下游村庄中沟道最窄处过流量,避免泥石流发生时其能通过涵洞而在下游村庄沟道中堆积造成危害。
2.3拦砂坝稳定性分析
2.3.1拦砂坝的受力状态。作用在坝体的力有以下几种:
(1)G1为坝体自重,G1=v×γ1。式中:v-坝体的体积;γ1-坝体比重,取值2.6t/m3。
(2)G2为堆积物重力,计算公式同上,其中泥石流堆积物比重<γ2,取值2.1t/m3。
(3)P1为泥砂压力;
(4)P2为泥石流体的冲压力,其公式同前,其中建筑物与泥石流冲压力方向的夹角,拦砂坝可视为矩形建筑物,建筑物的圆度系数取1.33。
设计中未考虑静水压力和地基场压力,这是因为坝体中设有涵洞及泄水洞,泥石流体中的水分能够迅速排出。
2.3.2稳定性分析。稳定性分析,理论上按以下三种情况设想:
1)泥砂全部淤满后的工作状态,这时泥石流从坝顶通过,无冲压力,只有自重、土压力、淤积物重力。
2)泥砂淤积到距坝顶只差冲击力作用高度后,发生50年一遇的泥石流顶部受冲击力作用,这时作用于坝体上的力有自重、淤积物重力、土压力和冲击力。
3)空库状态发生50年一遇的泥石流时,作用于坝体的力有自重、泥石流冲击力。
结合实际情况以第3种情况下进行稳定性分析。
(1)抗滑分析。拦砂坝抗滑稳定要求满足下式:K滑=(f・N)/P>1.3。式中:N-作用于坝体垂直于地面的力的总和;P-水平力总和;f-摩擦系数,泥石流堆积物0.5。
(2)抗倾分析。K倾=M1/ M2>1.6。式中:M1-稳定力矩总和;M2-倾覆力矩总和。
计算结果见表2,可知各坝体稳定性皆满足规范要求。
表2、坝体稳定性计算
3治理施工
3.1建筑材料要求、取材及运输
修建拦砂坝的坝身材料采用强度不低于MU30,块石大致方正;砂浆材料采用M15水泥浆,其中石料采取就近原则获取。Ⅰ坝和Ⅱ坝石料取用坝上的块石、巨石,不足部分从Ⅲ坝上游开采取得。Ⅲ坝附近沟底及两侧基岩出露,在上游沟道中进行开采取石。Ⅳ拦砂坝修建时直接取用沟中大量的块石、巨石。
受治理区的地形及交通条件限制,大型机械和运输车辆很难直接到达治理工程点,所需水泥、砂石材料只能到达村口,然后利用骡子和人工二次搬运到施工地点。石料从Ⅲ坝上游开采获取,并通过索道运输到Ⅰ坝和Ⅱ坝,运输距离超过300m。
3.2基础和坝肩开挖
按设计要求,坝基和两端坝肩均需嵌入中风化基岩中,嵌入深度均为50cm。施工方法:采用人工风镐凿除和挖机开挖。
3.3浆砌工程施工要点
(1)先施工上游拦砂坝,其次是下游拦砂坝。
(2)拦砂坝采取块石浆砌。采取M10水泥砂浆砌筑块石,砌筑时先铺设砂浆后砌筑,石块分层卧砌,上下错缝,内外搭砌。砌筑过程所有的石块坐落在新拌的砂浆上,砂浆饱满。
(3)泄水孔内采用C25混凝土抹面,涵洞左右两侧及底部用C25混凝土抹面,厚度30mm。
(4)溢流口及拦砂坝表面用C25混凝土勾缝,坝顶用C25混凝土压顶,厚度5cm,拐角修成弧形。
(5)涵洞四周为浆砌块石;盖板现场浇筑;配筋使用HRB335钢筋,混凝土采用C25,保护层厚度3cm。
(6)护岸采用块石浆砌。石材强度不小于MU30,采用M10水泥砂浆砌筑,砌筑时,砂浆饱满。表面用C25混凝土勾缝,护岸墙用C25混凝土克顶,厚度5cm,拐角修成圆弧形。墙面留设泄水孔,孔径φ75,间距2.0m,梅花形布置。
3.4施工中遇到的问题及解决措施
(1)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ坝坝肩中风化基岩开挖作业难度很大,设计变更采取小锚杆锚固。锚杆采用Ф25螺纹钢筋,间距1m,梅花形布置,长4.5m,深入岩体2.5m,外端2m(即进入坝体),锚杆钻孔孔径ø42,普通快硬水泥药卷粘结。
(2)Ⅰ坝坝肩设计进入表层松散覆盖层(残坡积或泥石流堆积物)不小于2.0m,现场开挖后坝肩附近表层松散覆盖层存在坍塌现象,设计变更在土坝肩上游设置翼墙,防止水流对坝肩直接冲刷破坏。
4治理效果
工程建设后(见图3),可拦住坝上游的物源,避免让其进入下游沟道引发泥石流,保证下游及沟口村庄的安全,解除了人们的恐慌心理,也消除了当地的干部、群众的后顾之忧,使茶一村村民安居乐业,促进了生产和社会的稳定,取得了良好的社会、环境和经济效益。
图3茶一村低山高纵比降沟谷型泥石流治理后实景
5几点建议
作为山区,发生泥(水)石流灾害是不可避免的,事后人们往往采取一些拦挡措施,这也只是亡羊补牢,解一时之需。欲彻底消除或减轻泥(水)石流对人们的伤害和威胁,国内外大量实践表明,最好的办法是从源头上根治――综合治理,才是最好的措施,实现山区生态效益、经济效益、民生效益和社会效益的有机结合。
(1)采用土建工程与生物工程相结合的综合措施,将泥(水)石流灾害所造成的损失降低到最小程度。 (2)政府在农村建设规划中,尤其是村庄建设,要重视山洪泥石流的防灾减灾工作,要防止和躲避山洪,注意选址、预警、避险的非工程措施。对山区居民修建房屋等设施,要加强管理和审批,从源头上降低和减小山洪泥石流灾害的威胁和危害。
(3)加快危险区居民的搬迁工作。回避和搬迁措施是减少泥(水)石流危险区人员伤亡最经济和最有效的措施之一。泥(水)石流发生地多在山高坡陡、生态环境脆弱、人口稀少、自然条件较差的山区或低山区,对这些有居民居住的泥(水)石流易发点进行防治,工程难度大、投资大、收效小。如果当地政府能够结合扶贫工作,进行生态移民和搬迁工作,一定能达到事半功倍的效果。 (4)开展山洪泥石流灾害的隐患排查工作,收集山洪泥石流灾害资料,建立山洪泥石流灾害资料库、信息库。 (5)完善和加强山区泥(水)石流灾害危险的监测与预报。对威胁和危害居民点的滑坡,开展监测工作,当滑坡活动加剧时,及时通知当地居民撤离危险区,确保人身安全。 (6)对傍河、傍沟、傍山坡的居民要重点做好宣传教育工作,增加干部群众防灾意识,克服麻痹思想,防止由于麻痹思想造成山洪泥石流灾害的更大损失。
参考文献:
[1]《永嘉县西溪乡茶一村泥石流勘查暨治理工程设计》浙江省第十一地质大队(2008年);
[2]《泥石流灾害防治工程勘查规范》(DZ/T0220-2006);
[3]《地质灾害防治条例》(国务院第394号)。
关键词: 勘察,现状,对策,信息化
Abstract: along with the further improvement of China's economic system, especially to join WTO since, our country geotechnical engineering market preliminary form, engineering survey industry gradually becomes rapid and healthy development. Because at present our country geotechnical engineering market have not very standard, there are still some industry is worth thinking and the problems faced. The paper analyzes the present situation of engineering investigation of industry, and puts forward the development ideas and countermeasures.
Keywords: survey, present situation, the countermeasures, information
中图分类号:F407.1文献标识码:A 文章编号:
1 岩土工程勘察行业发展的三个阶段
第一个阶段为建国初期至上世纪70年代末,称为起步阶段。建国初期,我国参照前苏联模式,在国务院各部门、各地区陆续建立了勘察单位,有一部分是独立的,但更多的是附属在设计院内,作为设计院下属的二级单位。其主要业务是为设计配套服务,提供设计需要的勘察资料。
第二个阶段为上世纪80年代初至本世纪初,称为快速发展阶段。改革开放后,特别是上世纪80年代中期以后,我国的工程勘察行业无论是在体制改革、业务领域,还是在技术进步上,都有了显著的发展。在体制改革方面,绝大多数勘察单位逐步脱离设计院,并由事业单位改制为企业单位,工程勘察市场初步形成。在业务领域方面,从以工程勘察为主要专业的工程地质勘察向岩土工程转化,从原来单一的工程勘察扩展到包括岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程监测检测、岩土工程治理、岩土工程监理与岩土工程咨询五个方面;业务范围有了很大拓展,对工程建设起到的作用也越来越大,工程勘察得到了国家建设主管部门和建筑行业的公认。在技术进步方面,计算机技术在工程勘察中的应用程度越来越高,计算机辅助制图也广泛应用于工程勘察成果制作。
本世纪初至今为工程勘察行业发展的第三阶段。随着工程勘察行业进一步发展,为适应我国加入WTO后与国际接轨的需要,以及国家建设主管部门的政策要求,工程勘察行业面临着一个新的发展阶段,其发展方向和趋势也将面临新的调整,以适应社会市场发展的需要。
2 工程勘察行业现状与面临的挑战
2.1工程勘察行业现状
(1)勘察行业发展态势良好,经济效益、社会效益显著提高
通过多年的发展,工程勘察单位逐步由过去的由国家统管、缺乏活力的事业单位转变为适应市场经济的自主经营、自负盈亏的企业法人和市场主体。许多勘察单位在激烈的市场竞争中,以市场为主体、以顾客为中心,以优质服务赢得发展,经济效益、社会效益显著提高。
(2)科学进步推动行业发展,工程勘察单位逐步向技术密集型、科技型企业转变
1999年,国务院转发建设部等部门/关于工程勘察设计单位体制改革若干意见的通知(国发办[1999]101号文),要求勘察设计单位由事业性质改为科技型企业,使之成为适应市场要求的法人实体和市场主体。按照国务院、行业管理部门的要求,工程勘察单位逐步实行了劳技分离,改制成为知识密集型、技术密集型企业。部分勘察单位向现代科技型企业转变,研发费用投入逐年提高,取得一批具有自主知识产权的科技成果,有的单位获得了高新技术企业认定。
(3)拓宽了服务领域,初步形成了岩土工程勘察、设计、施工、检测监测、监理与咨询全过程岩土工程服务体系
在行业主管部门的政策引导下,工程勘察单位通过多年的努力,从单一的工程地质勘察,逐步发展成为具有岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程治理、岩土工程检测监测、岩土工程监理与咨询等全过程、全方位服务体系的综合性勘察单位,服务领域、服务对象、服务能力有了明显的提升和增强。部分勘察单位结合市场需要,以及行业发展的要求,逐步开展地质灾害和环境影响评价等业务,并取得了市场准入资格。
2.2工程勘察行业面临的挑战
(1)部分工程勘察单位体制改革不彻底,市场竞争力不强
工程勘察单位体制改革是一项系统工程。虽然一些单位在体制转换过程中进行了有益的探索,有的改成了股份制公司,但是总体而言,我国的工程勘察体制还不完善,大多数单位依然停留在/一院两制0阶段,这种体制结构与西方发达国家普遍采用的私有或股份制有较大的差异。在经营模式上,绝大部分工程勘察单位还是大而全、小而全的综合院,专业院所寥寥无几。在管理模式上,还是呈松散管理型,管理效率不高。在服务功能上,大多数还是局限在工程勘察这个主业上,与国外公司从前期策划、可行性研究、招投标、造价咨询到工程勘察及后期服务,可提供全过程、全方位服务的项目管理服务有较大差距。
(2)工程勘察市场尚不健全,市场行为有待进一步规范
目前,我国工程勘察市场发育水平还不高,市场体制尚需进一步健全,市场行为有待进一步规范,主要表现在以下几个方面:
一是市场竞争日趋激烈,导致工程勘察收费偏低。目前很多地区除了少数政府重点工程、市政工程的勘察收费能达到2002版工程勘察收费标准的50%~70%,其他绝大多数勘察项目仍然执行1992版收费标准。新版收费标准难以实施,制约了工程勘察单位科技开发和新技术推广应用,不利于优秀人才的培养和引进,在很大程度上影响了整个工程勘察行业的可持续发展。二是工程勘察招投标有待进一步规范,主要表现在评标方法不合适,评审质量不高;招投标成本过大,与项目收益不匹配;招投标过程无法实施全程监控;设计方案知识产权得不到有效保护,挫伤了投标单位的积极性等等。三是建设单位的市场行为得不到有效控制。
(3)工程勘察行业信息化发展的现状
一是工程勘察单位每年在信息化建设上的累计投入,占总体经营收入比例较小,这表明目前工程勘察单位对信息化建设的推进力度不大。
二是工程勘察单位的计算机辅助工程勘察的开发能力不强;室内外测试和试验数据的自动采集和处理应用不广;仅有15%的工程勘察单位建立了工程勘察信息系统;只有极少数单位建立了地基基础与上部结构协同分析计算系统和地下结构浮力分析系统等大型数值分析系统。
3 工程勘察行业发展对策
3.1工程勘察单位发展对策
(1)立足服务领域,开展城市基础勘察工作
工程勘察单位要紧紧围绕工程建设和城市发展,开展工程勘察基础研究工作。目前勘察行业已步入市场化轨道,工程勘察单位的发展与市场紧密相连。我们在做好为工程建设服务的市场化工程勘察项目的同时,还有为城市规划、建设和发展服务的基础性、前期性勘察工作需要开展。因此,我们要立足服务领域,在多年积累的工程勘察资料的基础上,开展主城区以外的城市基础勘察工作,为城市规划、大型项目选址、工程可行性研究、地质灾害防治、城市防灾减灾等提供基础资料和决策依据。
(2)加快工程勘察信息化建设步伐,增强工程勘察单位核心竞争力
工程勘察信息系统是工程勘察专业信息化建设的主要内容,是计算机技术在工程勘察专业应用的重要表现。工程勘察单位几十年以来积累了丰富的勘察资料,建立工程勘察信息系统对这些信息进行科学管理,必将产生巨大的经济效益和社会效益。工程勘察信息系统可以为城市规划、工程可行性研究、重大项目选址、地质灾害防治、城市防灾减灾、工程勘察招投标提供基础资料,可为不同阶段勘察工作提供参考资料,可提高工作效率、有效节约资金。
(3)拓展业务范围,开展地质灾害勘查与评估等工作
工程勘察单位应立足于工程勘察业,扩大岩土工程设计、治理、检测监测、监理与咨询业,拓展地质灾害危险性评估,地质灾害治理工程勘查、设计、治理等领域。2003年国务院颁布的5地质灾害防治条例6(国务院令第394号)规定,在地质灾害易发区内进行工程建设,应当在可行性研究阶段进行地质灾害危险性评估;编制地质灾害易发区内的城市总体规划、村庄、集镇规划时,应当对规划区域内进行地质灾害危险性评估。
(4)加强人才管理,提高市场竞争力
市场的竞争,其实质就是人才的竞争、科技的竞争。要想在激烈的市场竞争中立于不败之地,就要重视科技、重视人才,就要加强科技开发与研究。只有这样,才能把握工程勘察的主动权,增强市场竞争力,推动工程勘察技术进步、促进社会生产力发展。
3.2行业管理部门需加强的工作
(1)严格资质管理,把好行业准入关
一是严格资质审批,合理控制工程勘察单位数量。二是严格市场准入清出制度,进一步加大监督和查处的力度,建立不良企业名单,实行动态管理。
(2)加大监督力度,规范建设单位市场行为
对建设单位的监督和规范,首先要强化对建设单位执行法定程序的监督;依法规范建设单位的招投标行为,严肃查处规避招标和不执行招投标程序的行为;建立完善建设单位的市场信用约束机制,解决建设单位恶性压价、拖欠工程款等行为。
(3)发挥有形市场作用,规范工程勘察招投标
工程勘察招投标应严格按照工程勘察招投标管理办法执行,注重考察投标方技术实力、工程业绩,审查投标人资格、资质,限制入围单位数量。
【关键词】矸石场滑坡 地质特征 预防治理措施 盘江月亮田煤矿
1 矸石场概况
贵州盘江月亮田煤矿位于盘县(红果) 北北东方向约25km,距断江镇8 km。该矸石场位于其月亮田煤矿北东侧的半山之高处斜坡地带,地理坐标:东经104°29′27″-104°31′33″,北纬25°55′00″- 25°56′13″。占地面积约326亩,其中:老矸石场占地面积约60亩,新矸石场占地面积约70亩,拟征地扩容面积约196亩。堆填高度一般60-90m左右,堆填量500万m3以上。矸石场曾经发现了两处历史滑坡和一处小型泥石流,随着各种工程地质条件的变化,将具有继续产生滑坡和泥石流的可能性。矸石场南西侧下游500m之内密集分布有月亮田煤矿的主井、风井、矸石运输系统及设备、机修车间、砖厂、瓦斯储藏罐等有关工业重要建筑,以及密集居民村寨、水柏铁路、拖长江、公路等,与密集重要建筑物集群距离特近(见图1)。
2 矸石滑坡的可能性预测
矸石场南边高边坡垂高为50多米,斜长100多米,北边高边坡垂高为60多米, 斜长120多米 ,西侧边坡高90米,斜长280米,现有的边坡高度和安全坡度多已经超过安全限度。西边的简易挡墙现在已被淹没或破坏,矸石场在大气降水产生的地表水流和矸石场排水的共同作用下,成为矸石堆体中地下水稳定的补给水源,对矸石场的松散堆积产生了强大的静水压力和动水压力。矸石场的拦碴坝和挡墙多被淹没,矸石堆为随便堆积而成,引发矸石场矸石滑坡的可能性大。矸石场随着矿山持续开采矸石场还将继续堆填,随着堆体高度增加,边坡的稳定性越来越差,失稳趋势越来越明显加剧、引发矸石场矸石滑坡、滑塌的可能性大。并在强降水和山洪的作用下,同时引发泥石流地质灾害危害的可能性也大,可形成滑坡一泥石流灾害链,影响范围将可达数百米。因此,该矸石场边坡稳定性差,呈不断发展的趋势;它将影响到矸石堆场南西边所有工业与民用建筑的安全,形成地质灾害隐患;煤矸石中含有部分危害元素,还会进一步污染环境。
3 滑坡地质特征概述
该矿区主要的地质灾害是矸石大坝滑坡(PH2),滑区位于矸石场南西侧,滑坡体面积约5000m2,(南西长约100m,东西宽约50m),滑坡方量约5万m3,总体滑动向南西。滑坡体后缘高程1600.0m左右,滑坡体前缘高程1560.0m左右,形成高差将近40.0米,滑坡体前缘滑动鼓丘明显,隆起高度5-10m,滑体轴向方向约为SW245度。滑体中裂缝发育特征明显,滑体边界裂缝发育明显,滑体裂缝呈波状起伏,滑坡体为人工堆积物(煤矿矸石和洗煤粘土及煤泥、淤泥等),最大堆积高度5-10m,滑坡前矸石场呈缓坡台阶状堆积,平台间堆积坡角一般10-45度。滑坡后,除滑坡壁坡角较陡(45度左右)外,其他各阶均遭破坏,从滑坡壁坡角至滑坡体前缘,总体坡度30度左右。原始地貌为平缓山坡,地面坡度10-20度左右,地表物质组成为第四系粘土层,厚度0-10m。上部已经形成大面积的矸石山(见图1)。 。
4滑坡形成的主要因素
①岩性疏松、斜坡坡度较陡是本区滑坡形成的重要条件。
②存在软弱结构面,尤其是顺坡结构面对滑坡形成十分有利。
③节理裂隙发育、岩性破碎地段,既是基岩滑坡形成的重要条件,也有助于加速风化,形成松散层,有利于疏松层滑坡的形成。
④水的作用极其重要,是诱发滑坡的最主要因素。
⑤人类工程活动影响,使山体斜坡变陡、堆积层加载增厚或与基岩接触面,前缘临空,在其它因素配合下,容易诱发滑坡或导致已有滑坡复活。
5 矸石场滑坡预防治理措施
①建议开展矸石堆南西边坡滑坡的勘查工作,评价其稳定性及相关参数,为矸石堆场滑坡治理工程设计和施工提供依据。
②在矸石堆场南西边坡滑坡的前沿的地形狭窄处选择利用地形修建一道拦渣大坝,从而形成足够适宜的库容,达到消除或防范滑坡的作用。
③对矸石堆场西边的高边坡放缓矸石场边坡,进行削方放坡与卸载,使边坡高度和安全坡度均不超过安全限度,严格控制矸石堆场的堆放高度,从而消除或减缓滑坡、泥石流。
④在矸石堆积物W及SW侧地段,修建有效的挡土墙,防治堆渣体边坡产生滑坡和泥石流地质灾害发生。
⑤在矸石堆放过程中,必须对各矸石堆放工程中形成的高陡临时软弱边坡进行夯实,修建挡土墙、拦矸防灾大坝,结合削方放坡等切实可靠的防治措施。
⑥合理规划煤矿井下开采范围,留好矸石堆场的保安煤柱,消除地质灾害隐患。
⑦加强地质灾害的预防、预警、监测及防治工作。