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地质灾害防治对策实用13篇

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地质灾害防治对策

篇1

一、主要地质灾害发生机理概述

1、崩塌

崩塌主要发生在地形起伏大,高差大、地形切割剧烈的山地、丘陵等山区中。崩塌是指岩体、土体在自身重力的作用下离开母体发生急剧的倾落运动。崩塌现象在我国西部山区极为普遍,对人民的生命财产安全、建筑物以及道路交通造成严重损坏,其形成机理是:应力在卸荷作用下重新分布后,在边坡卸荷区内高陡边坡形成张拉张裂缝,和其它裂隙和结构面进行组合,逐步贯通进而形成危岩体;危岩体在外力触发作用下突然脱离母体,翻滚、坠滑,散堆于坡脚。

2、滑坡

滑坡是指滑坡是斜坡岩土体沿着惯通的剪切破坏面所发生的滑移现象,是危害最大的地质灾害之一。滑坡对我国村镇的人民生命财产、牲畜、建筑物、农田、森林、道路、水利水电设施等均造成不同程度的破坏。一般来讲,滑坡发生的基本条件是产是斜坡体前有滑动空间,两侧有切割面。具有松散土层、碎石土、风化壳和半成岩土层的斜坡抗剪强度低,容易产生变形面下滑,发生滑坡。同时降雨对滑坡的诱发作用很大。滑坡种类繁多,对于不同的滑坡,其初始条件、滑坡成因及滑动表象是多种多样的。

3、泥石流

泥石流是指松散碎屑物质被暴雨或积雪、冰川消融水所饱和,在重力作用下,沿斜坡或沟谷流动的一种特殊洪流。泥石流往往发生突然,来势凶猛,对村镇人民造成的损失很大。泥石流的发生于地形地貌及气候条件有很大的关系。一般情况下,固体物质被暴雨、积雪冰川融水所浸透饱和,稳定性降低,在自身重力作用下演斜坡或沟谷流动。由此可见,泥石流形成的基本条件主要有三方面:有陡峭便于集水集物的适当地形;上游堆积有丰富的松散固体物质;短期内有突然性的大量流水来源。

4、洪水

洪水的发生大多是由于暴雨形成,一段时间的较大的降雨量和降雨强度造成大量雨水聚入河中,径流量过大超过河槽的泄洪能力因而造成洪水。对村镇而言,洪水来临时,大部分农田受淹、阻断交通、村镇基础设施、水利工程设施遭到破坏,人员伤亡、村民自建房屋倒塌,病菌滋生、引发传染病的流行与传播。村镇居民的自建房屋在整体性、地基及基础、选址方面存在很大的缺陷。有的房屋建靠近江、河、湖(水库)、沟切割附近,这些区域容易汇集降雨形成地表水流。当在洪水的冲刷、浸泡及波浪打击的多种作用下时,村民自建房屋不能抵御、导致抗洪能力差。

二、地质灾害防治对策

1、高度重视地质环境保护与地质灾害防治规划

随着社会经济发展,各种人类工程活动呈现明显增强的趋势,人类工程活动已成为区内地质灾害的直接诱因和巨大驱动力,加强地质环境保护和地质灾害防治己经是毋容置疑的要事。如何进行地质环境保护和地质灾害防治,首先要有一个科学、全面、细致的地质环境保护和地质灾害防治规划,分期、分区、分类地指导本区地质环境保护工作,最大限度地减少灾害损失。

2、整顿和清理危窑

乡村的窑洞现在大部分居住着老弱病残和智障人员,这些人无经济能力,应对自然灾害能力差,所以,应对所有危险地段的窑洞进行清理,属外来人员租住的劝其重新选择安全地段另租他房;或给以采取有效措施,坚决制止危窑的外租,乡村应结合新农村建设,给予一定的补贴,逐步使居住在危窑险地的居民渐渐退出。以减少地质灾害的损失。

3、应急搬迁避让新址

应急搬迁避让是减少农村地质灾害损失最为有效的措施之一。但是,由于以往基础工作不够扎实,常常出现从一个隐患点搬迁到另一个隐患点上的现象,仍没有避开地质灾害的威胁,亦造成不应有的经济损失。地质灾害应急搬迁避让新址的选择目的就是为了杜绝这一现象的重演。地质灾害应急搬迁避让新址可以从区域上和点上两个方面来研究:区域上主要是开展地质灾害应急搬迁避让新址工程地质区划,编制搬迁场址建议分布图,划分出适宜、基本适宜区作为建设新址的区域,为搬迁避让和应急搬迁避让提供宏观依据;点上主要是根据调查结果,遴选出地质灾害危险程度大的点,针对灾害点的具体情况,选择适宜应急搬迁避让的新址,为该点搬迁避让和应急搬迁避让提供点上依一据。

4、加强地质灾害防治知识宣传教育

加强地质灾害防治知识教育,提高群众减灾防灾意识,依靠群众建立群测群防网络体系是我国农村减灾防灾中最为有效的方法。应继续重视开展电视、广播、黑板报、张贴画、集中授课、下乡指导、文艺节目等多种形式的地质灾害防治知识教育,提高群众减灾防灾意识,发动群众,依靠群众,建立群测群防网络系统。对已经发现的地质灾害隐患点,安排专人监测,对监测人员进行必要的监测和防灾知识培训,制定紧急避险和财产转移防灾预案,加强地质灾害预警预报,最大限度的减少人员伤亡和财产损失。

结语

对农村地质灾害问题的研究不仅关系的农村村民的生命和财产安全,同时还关系到国家的经济发展和长治久安。在目前的地质灾害研究领域对农村的研究还是比较少的,因此笔者对农村的地质灾害和防灾减灾措施的探讨具有一定借鉴意义。

参考文献:

[1]段永侯.我国地质灾害的基本特征与发展趋势[J].第四纪研究,1999(3).

篇2

1.3地质构造国道沿线位于扬子板块与秦岭板块结合带之秦岭板块之上,属康县—略阳—勉县华力西褶皱带。褶皱、断裂及次级节理裂隙构造发育。褶皱构造总体为轴向北东东的复式紧闭褶皱,可进一步分为沙河沟口次级向斜和老庄基次级背斜,地层倾角大,50°~80°,褶皱紧闭,轴面劈理发育。断层主要为次级顺层走向断层,规模较大的老丈沟断层展布于寒武系地层内部。

1.4岩土体类型地层岩性决定了区内岩土体类型。岩体主要为坚硬块状花岗岩类;较坚硬中厚层状碳酸盐类;较坚硬—较软黑云母石英片岩类、较软中浅变质岩类等;土体为坡残积碎石土和冲洪积粘性土等。

1.5人类工程活动国道沿线与地质灾害有关的人类工程活动主要有道路建设、矿产开发、削坡建房。(1)秦岭南麓汉台境316国道沿褒河左岸前行,工程建设对原始坡体进行了大面积的开挖、削坡,致使基岩边坡稳定性较差。另外,区内近年来通村公路基本建成,开挖的边坡大都没有防护,不稳定边坡在降水、自重作用下常常发生滑塌等。(2)汉台区矿产丰富,目前沿线正在开采矿种有石英矿、磷矿,涉及6个矿权。矿产资源矿的开发利用破坏了大量的土地资源,同时形成大量的弃渣,部分弃渣沿沟道散布,前缘未做有效的拦挡,成为泥石流隐患,一方面威胁矿山自身的安全,另一方面威胁下游耕地、国道的安全。(3)受地形条件的限制,北部中低山区削坡建房现象普遍存在,村民一般在屋后坡体前缘用石头码坎砌筑,不稳定边坡大都得不到有效的防治。区内降水充沛,坡体临时空失稳后,形成滑坡,威胁村民的安全。

2地质灾害类型

2.1地质灾害概况根据地质灾害详细调查,316国道沿线地质灾害类型为崩塌、滑坡和泥石流灾害(图1、表1),其中崩塌数量最多,为23处;其次为滑坡13处;泥石流隐患4处。威胁最严重的灾害类型为崩塌。

2.2地质灾害类型

2.2.1崩塌316国道工程建设过程中,对原始坡体进行了开挖,大部分地段未进行工程治理,形成不稳定边坡,近乎直立或负坡,开挖地段植被覆盖率低,在各类诱发因素的作用下,极易发生崩塌。(1)分布特征崩塌是指受重力作用的岩土体从高陡边坡突然加速崩落或滚落(跳跃)的现象[3]。崩塌的往往突发性强、危害大,特别是在公路沿线频发。汉台境316国道沿线崩塌主要发育在褒河左岸斜坡体中上部,多因构造抬升、河流下切和人类工程活动相互作用形成陡崖,加之岩体节理裂隙发育,在暴雨等作用下易形成崩塌,对道路的安全畅通造成极大隐患。另外公路边坡开挖形成的高陡斜坡,由于岩体差异风化,下部软弱岩层抗风化能力弱,形成凹岩型,使上部坚硬岩石突然失去支撑,在重力作用下,也易形成崩塌。316国道沿线共发育23处崩塌,均为岩质崩塌。其中,中型崩塌居多,共16处,占崩塌总数的69.6%,其余7处均为小型崩塌,占崩塌总数的30.4%。按稳定状态分,目前稳定性差的12处,其余11处为稳定性较差。(2)发育特征①斜坡类型通过调查分析,316国道沿线崩塌发育的坡面形态可分为三类:直立型、凹型和凸型,其中直立型和凸型属于正向类,而凹型属于负向类[4]。发育的23处崩塌中,直立型15处,占崩塌总数的65.2%;凹型5处,占21.7%;凸型3处,占崩塌总数的13.1%。②斜坡坡度斜坡的坡度是影响崩塌发育的一个重要的因子。23处崩塌坡度均大于60°(表2),随道地形坡度的增大,崩塌的数量也随之增多,当坡度达到80°~90°时,崩塌的数量达到10处,这主要是因为坡度变陡,临空面变大,岩土体内的应力就越集中于坡脚或软弱结构面部位,使边坡的稳定性大大降低,容易产生边坡变形破坏,崩塌发生的数量也就越多。③斜坡厚度崩塌厚度分布范围为1~5m,主要集中在3m和5m(见图2)。23处崩塌中有10处厚度约3m,8处厚度为5m,而厚度为1m和2m的崩塌个数分别为3处和2处。由此说明:汉台境秦岭南麓316国道沿线基岩理裂隙切割块体深度或厚度介于3~5m间。④斜坡坡高斜坡坡高也是影响崩塌发生的一个重要因素。坡高不能改变斜坡应力分布状态,但随着坡高的增大,坡体内应力大小将发生变化。对316国道沿线发育的崩塌的坡高进行统计(见图3),由图3可以看出:坡高在10~20m区间的仅发育1处崩塌,占崩塌总数4.34%;而20~30m和30~40m这两个区间均发育崩塌9处,分别占崩塌总数39.13%,共占78.26%;40~50m区间内发育3处崩塌,占总数13.06%;坡高大于50m有崩塌1处,占崩塌总数4.34%。由此可知:崩塌主要发育在坡高为20~40m区间内,随着坡高的增大,崩塌的数量有所减少。⑤斜坡宽度崩塌宽度分布于50~400m间。宽度在100~150m的崩塌最多,有10处,占崩塌总数43.50%(见图4);其次是50~100m的有6处,占崩塌总数26.08%;200~250m的有4处,占崩塌总数17.40%;250~300m、300~350m和350~400m这三个区间内都仅发育崩塌灾害1处,分别占崩塌总数4.34%。由此可知:该段发育的崩塌宽度主要在50~150m之间。崩塌的宽度受人类工程活动的影响,说明工程建设过程中边坡开挖的长度集中分布于50~150m间。⑥斜坡坡向斜坡坡向也是影响崩塌发育的一个因素。通过对调查数据的统计(表3)可以看出:发育于0°~90°坡向的崩塌数量1处,占崩塌总数的4.35%;发育于90°~180°坡向的崩塌数量6处,占崩塌总数的26.08%;发育于180°~270°坡向的崩塌最多,为12处,占崩塌总数的52.17%,而发育在270°~360°坡向的崩塌数量为4处,占17.40%。这里把90°~270°坡向的坡称为阳坡,把270°~90°坡向的坡称为阴坡,可以看出阳坡发育的18处崩塌数量远大于阴坡发育的5处崩塌,造成这种现象的主要原因是:由于朝向的不同,山坡的气候和温差可能存在差异变化等。阳坡比阴坡受日照时间长,气温与岩土体温度在白天的温度比较高,所以在同等条件下,阳坡的昼夜温差比阴坡大,同时阳坡一般都是人类居住地,工程活动比较强烈,这也是造成阳坡崩塌灾害发育的原因。

2.2.2滑坡汉台境秦岭南麓316国道位于中低山区,第四系坡残积层广布,厚度一般3~5m,下伏寒武系和震旦系片岩灰岩,由于地形陡峻,汛期土岩接触面含水量较大,在自重作用下发生滑动,个别地段由于国道或通村公路建设开挖,坡脚临空失稳,上覆土体发生滑动。滑坡一般顺坡向长20~50m,垂直于坡向宽度60~100m,厚度与坡积层等厚,一般3~5m,滑坡后壁周界不清,拉张裂缝大都断续出露,长度、深度、宽度不等,滑体上常见粒径不等的块石散布,前缘剪出口附近可见地下水呈点滴状渗出。316国道沿线共发育13处滑坡,均为残坡积层滑坡。小型滑坡9处,中型滑坡4处;按稳定状态分,稳定性差5处,其余8处稳定性较差。

2.2.3泥石流316国道沿线沟谷为褒河水系,其支沟为“V”字型沟谷,沟谷纵坡降大,两岸谷坡坡度较陡,开采石英矿在沟脑形成大量废渣,具备泥石流的形成物源和地形条件,在降水作用下发生泥石流灾害,冲洪积物所到之处如有重要设施必致灾,即对老316国道已造成影响。有些泥石流沟短,形成区、流通区、堆积区界线不清,冲洪积物沿整个沟道散布,最终堆积于褒河支沟潘家河内;而有些泥石流沟较长,形成区、流通区、堆积区界线可辨,如大东沟和小东沟泥石流隐患,形成区位于沟脑的矿区集中开采区,如图4所示,废渣规模较大,流通区位于沟的中游,狭窄且长,下游主沟与支沟交汇处为堆积区,对316国道和耕地形成威胁。综上,316国道沿线地质灾害以滑坡、崩塌、泥石流为主。崩塌以中型基岩为主,稳定性较差;滑坡以小型残坡积层滑坡为主,稳定性较差;泥石流以小型中~低沟谷型泥石流为主。

3地质灾害成因

汉台区地质灾害多分布在公路、居民区、矿山企业附近,而人口稀少的高山或深山处,地质灾害的发生率相对较低。这种分布并不是偶然的,而是因为地质灾害的发生与人类生产、生活活动密不可分,人类活动往往使已经应力平衡的坡体发生应力集中和应力重分布现象,必然导致稳定的坡体向不稳定状态发展,从而产生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。对316国道沿线灾害多发的原因,从以下几个方面进行论述。

3.1陡峻的地形地貌是地质灾害发生的前提316国道地貌单元为中低山区,“V”字形沟谷发育,切割深度大,一般在200~400m,山坡陡峻,坡度角一般在35°~50°之间,山背狭长,陡坡处基岩,缓坡处残坡积土覆盖,植被较发育,一般在人类活动强的地区,地形坡度较大,植被欠发育,在降雨充沛时上覆松散层易沿下伏基岩面发生滑动;在坡脚遭开挖的中上部地段,因存在临空面易发生崩塌灾害;而在深切的沟谷中且上游有采矿活动的可能形成泥石流。316国道沿线地质灾害均与这些地形地貌条件有关,因此陡峻的地形地貌是地质灾害发生的前提。

3.2地层岩性及其岩土体是地质灾害发生的物质基础通过现场调查并结合前人的研究成果,得出316国道地质灾害多发生在构造活动强烈、岩性软弱、岩体破碎的顺向结构边坡的千枚岩、片岩地层中。尤其在316国道沿线地质灾害高发段,由于修路、人工开挖切坡形成具有一定高度差的临空面,导致边坡体内的应力差异及应力重分布,造成局部应力超过岩体自稳条件,发生边坡失稳破坏。而这个区域出露的主要是寒武系和震旦系软弱变质岩,变质岩体结构由于在岩浆岩和沉积岩,甚至是原有变质岩的基础上经历了高温、高压下的变质-变形过程[5],形成了定向的劈理结构,并且在形成后还不断受构造活动改造,以至于岩体相对比较破碎,体内存在大量的节理裂隙,岩体内结构面极为发育,使其强度降低,表层岩体在雨水、温度等影响下易发生风化,边坡内、外岩体的风化程度和岩体力学性质也存在较大差异,当风化层不能满足自身稳定时也会出现失稳,发生崩滑现象;而316国道沿线灾害发生不仅具有发生数量多、范围广的特点,而且具有连带性,如316国道周边崩塌群,主要是由于一定范围内的边坡结构、地质条件、应力分布基本相同,加之已滑(崩)边坡对相邻边坡不但起不到支撑作用,反而会产生向下拖拽等不良影响,所以地质灾害易成群、成片发育。根据区内地质灾害点的岩性分析,316国道沿线崩塌堆积体除有2处灾点发生在万年桥附近的花岗岩出露区外,其他多为坚硬—较软黑云母石英片岩类。由此可见,地层岩性及其岩土体是地质灾害发生的物质基础。

3.3降水、地震和人类工程活动是地质灾害发生的诱发因素降水是316国道沿线各类地质灾害的主要诱发因素。大气降水尤其连阴雨季,遇残坡积层下渗在土岩接触面形成浸润面,进而产生滑坡;当遇暴雨时段时,雨水在地表形成汇水,对表层浸润冲刷,在动水压力的作用下产生崩滑,而深切沟谷中上游废渣在遇暴雨后易形成集水盆地向下游倾泻形成泥石流。因此每年汛期,316国道沿线地质灾害频发。地震本身是一种破坏性极强的灾害,而且还可以诱发滑坡、崩塌等次生灾害[6]。而地震对边坡稳定性的影响主要是[7]:①直接破坏公路设施;②地震的发生使得坡体裂隙增多,对灾害的发生起到加速的作用。本次调查表明2008年汶川8.0级大地震对本区的影响较严重,导致本区域山体松动、岩体破碎[8],造成多处滑坡活动加剧,出现新的裂缝等现象,部分房屋开裂,地质灾害易发。人类工程活动都不同程度地改变了(或正在改变)区域地质环境,已经成为地壳表面(含浅部)不可忽视的巨大营力,而各种地质灾害是人为营力反馈效应的直接体现[9]。316国道沿线沟谷与两侧斜坡人类工程活动频繁。如褒河左岸及其主要支沟老丈沟左岸、沙河沟右岸、蒋家沟左右岸、潘家河左岸、沥水沟左岸等切坡建房、斩坡修路等人类活动强烈,削坡挖脚,一方面改变坡形和坡角,使斜坡应力重分布并出现应力集中;另一方面,坡脚开挖,使坡体前缘临空,同时边坡开挖时,采用不合理爆破方式,使得岩体结构破碎,地质环境恶化,从而导致斜坡的变形与破坏,易产生崩滑灾害,另外公路上车辆运输对坡体也起到一定的振动作用,也加剧了灾害的发生;另外采矿活动为泥石流的了发生提供了丰富的物源。316国道沿线发育的地质灾害皆与人类工程活动有关。

4地质灾害的发展趋势和防治对策

4.1地质灾害的发展趋势研究316国道沿线地质灾害类型、发育特征、成因型等,对地质灾害的发生、发展趋势进行预测,以便提前防范,避免人员伤亡和财产损失是地质灾害防治之根本[10]。316国道沿线地质灾害的发展趋势为:夏秋季节因降雨集中,崩塌、滑坡、泥石流发生的概率增大,而冬春季节因降雨量较少,灾害发生的概率较小;非雨季过往车辆较多,震动对沿线的危岩体有一定的影响,崩塌发生的概率较大;阳坡比阴坡发生地质灾害的概率较大。公路沿线应禁止开挖、采矿等有人类工程活动,从诱发因素上减少地质灾害的发生。

4.2防治对策地质灾害的防治应本着“以防为主、避让与防治相结合”的原则,掌握时机,及早治理,强调灾前以防为主,而不是等灾害发生以后再治[11],目标是减少地质灾害的发生,通过采取各种措施,实现因灾伤亡人数减少[12],把灾害损失降到最低,保证现行公路的安全运行等。316国道沿线地质灾害的防治主要从三个方面着手:加强地质灾害监测预警预报、阻止地质灾害作用与受灾对象相遇,即避绕措施[13];致灾地质作用的防治,即防止灾害发生、减少其灾害损失,进行工程治理。

4.2.1监测预警地质灾害防治相关部门建立地质灾害监测预警体系。(1)对已经发现的地质灾害点和不稳定边坡,建立地质灾害避险工作明白卡,落实监测人、责任人、监测方法及监测时间、防抢撤预案等,发现灾险情即时采取相应的防治措施。(2)对崩塌、滑坡灾害重点监测后缘裂缝和前缘是否有小崩小落现象,如K2191km+800m处(河东店镇麻坪寺村)麻坪寺崩塌目前后缘山体上仍有一条4m多长、30cm宽、2m深的裂缝,汛期雨水入渗贯通裂缝后,很有可能再次发生灾险情。对类似的地质灾害要落实“汛前排查、汛中检查、汛后核查”制度;对沿线泥石流隐患的采矿活动应限制开采,已经形成矿山地质环境问题的按相关的制度加强恢复治理[14],防患于未然,进一步开展气象预警等[15]。(3)立警示牌对地质灾害危险情大的区域,不能及时采取防治措施的,分段立警示牌,提醒过往行人及车辆注意安全。

4.2.2搬迁避让[16]尽可能避免致灾体与受灾对象相遇,主要方法是搬迁与避让。(1)对国道坡脚附近的村民,如平安村三组王二湾滑坡等坡脚的村民,应结合陕南移民搬迁政策[17]尽快实施搬迁避让。(2)密切关注天气变化情况,尤其是在汛期,前期降水量充沛时,沿线坡脚如有规模不等的松散堆积体,应采取两端禁止通行或绕行。

4.2.3工程治理沿线地质灾害和工程地质问题类型多,成因复杂。针对崩塌、滑坡和泥石流灾害的特征,采取不同的工程防治措施。(1)崩塌的防治措施对于表层岩体破碎且容易发生坠落的高陡边坡地段,应对其表层破碎物质进行清理,边坡削方减载后利于坡体的稳定;对节理裂隙发育且危岩体相对较大,或者存在负地形的高陡边坡地段,应对坡面进行防护,坡面防护是保护坡体不受水软化的重要措施[18],如安装柔性防护网等。同时,应在危岩区域外侧修建截排水沟,将地表水和地下水排出崩塌危岩区以外。(2)滑坡的防治措施在滑坡的后缘设置截水沟,在前缘和两侧设置排水沟,减小或者消除地表水诱发滑坡的可能;316国道沿线滑坡为残坡积层滑坡,对于中小型滑坡实行削方减载,使坡体趋于稳定;对于滑动面积较大、危害较多的大型滑坡,先清理坡体的残坡积层,然后设置抗滑桩、修筑挡墙、格构加植被防护等。(3)泥石流的防治措施316国道沿线4处泥石流均为采矿弃渣引发。建议地质灾害防治管理部门规范沿线的采矿活动,限制地表开采,已经形成矿山地质环境问题的加强恢复治理;同时矿产开发应遵循“谁开发谁治理”的原则,对废渣的堆放提出严格的治理要求;对已存在于沟内的废渣必须进行有效的拦挡;从治理泥石流的长远角度考虑,工程措施应与生物措施相结合。目前,316国道运行多年以来,地质灾害频发,公路管理门已经投入了大量的人力、财力,在部分危险地段已经设立警示牌,不稳定的崩塌、滑坡边坡已经采取了不同的治理工程。由于地质灾害的动态变化,地质灾害防治的压力尤其汛期十分严峻,新近增加的隐患地段应尽快实施切实可行的防范措施,保证过往车辆和行人的安全,确保316国道南北大通道时刻畅通,促进我国南北地方经济的快速发展。

篇3

1 我国金属矿山地质灾害状况

地质环境作为影响社会经济发展的一个关键因素,为人们正常生活和工作提供一个良好的环境,但地质环境如果受到破坏,就会引发地质灾害,影响人们的生存和发展,造成巨大的经济损失,影响社会稳定。我国是一个地质灾害频发的国家,近年来,由于人为原因引发的地表塌陷、泥石流、滑坡等地质灾害导致的直接损失高达330亿元/年,是制约我国经济发展的瓶颈,地质灾害的防治工作已成为目前亟待解决的一项问题[1]。

地质灾害的一个重要组成部分就是矿山地质灾害,指的是因为人为开采而导致的地质灾害。我国人口不断增多,经济增长速度较快,对能源的开采和利用率居世界首位,尤其在进入1980年后,我国对金属矿产资源的需求量剧增。我国基本国情是金属矿产资源储备量较大,为了满足社会发展的要求,金属矿产资源勘探开发力度加强[2]。但我家尚未形成统一、规范的金属矿产资源开采制度,加上缺乏先进的开采技术,在强调经济效益最大化的同时忽略了矿山开采工作的安全性,引发了一系列的资源浪费、生态破坏、环境污染等复杂的问题,出现多种多样的矿山地质灾害。面对严峻的现实状况,金属矿山企业要落实可持续发展,这是一项长期、复杂而艰巨的战略任务,对实现经济和生态的协调发展具有很高的实用价值。

2 金属矿山地质灾害类型

岩爆、冒顶片帮、地表塌陷、泥石流、矿震、采空区崩塌及环境污染等是金属矿山地质灾害的几种主要类型,这些重大地质灾害的危害性极大。

2.1 岩爆

作为金属矿山深部开采中危害性较大的一种地质灾害,岩爆主要是因为岩石承受不住过高应力而突然猛烈释放并出现岩石爆裂的现象[3]。发生岩爆时会释放弹性变形势能且发生很突然,对采矿面造成巨大的破坏,危及工作人员的安全,严重时甚至引发矿震、毁坏矿井的后果。

随着金属矿山开采力度的增大,岩爆发生频率及强度显著增大,破坏力较大,发生后还会出现围岩崩落的现象,产生大量的粉尘,因此必须要提高对岩爆灾害的重视,对岩爆的防治措施进行探讨。

2.2 冒顶片帮

金属矿山开采引发的最直接的一种地质灾害就是冒顶片帮,指的是采矿空间内或其他工作地点的顶岩出现坠落、崩塌的现象,突发性强、发生频率大。由于该灾害发生前没有显著的特征和征兆,增大了防范的难度,一旦发生就会造成巨大的人员伤亡。

2.3 地表塌陷

金属矿山开采过程中的最典型的地质灾害即地表塌陷,这种地质灾害是长期不科学开采行为积累的后果,不同地区的地表塌陷程度存在较大的差异,造成的经济损失也各不相同。矿山企业在采矿后没有及时进行填充或填充失调等不恰当的做法,只为追求眼前的利益,而忽略了长久的发展,是引发地表塌陷最主要的诱因,导致极其严重的后果[4]。

2.4 矿山地震

由开采而导致的金属矿山地震的震源一般较浅,但因为突发性强,还会产生一系列的连锁反应,严重损害地表、井下工作面,是一种发生频率较大的地质灾害。引发矿山地震的原因比较复杂,常见原因有瓦斯突出、开采载、冒落等,一些严重的矿震灾害可能会导致区域性地震,所以非常有必要对其进行勘探和研究。

2.5 大面积采空区崩塌

大面积采空区崩塌是一种常见金属矿山地质灾害,同时也是井下危害性最大的灾害之一。在开采过程中如果应用崩落采矿法、空场采矿法,就会在地下矿山中出现崩落空区及采空区,随着开采工作的进行,采空区数量不断增多,面积不断扩大,积累到一定程度时就会引发大面积采空区崩塌,造成严重的损害,危害井下工作人员的生命安全。政府应极其重视大面积采空区崩塌地质灾害,对可能引发该灾害的采空区隐患进行深入的研究,充分利用先进的科学技术,通过有效的措施防止地质灾害的发生。

2.6 矿坑突水

目前,矿坑突水危害性极大,发生的次数也越来越多,已经成为严重威胁我国金属矿山安全开采的因素。矿坑突水来势迅猛,突然涌进矿山井巷中,危害矿山生产和安全,在一些开采不合理的矿井中很容易发生矿坑突水的情况[5]。此外在地质条件复杂的大水金属矿床中也存在很大的地质灾害隐患,但只要对该地区的水文地质进行详细的调查和研究,就能有效的避免矿坑突水地质灾害的出现。

2.7 高地应力

金属矿山在进入深部开采后,发生高地应力的可能性随深度的增加而增大,硬质岩内部的初始地应力在20MPa以上,对井下支护结构有着严格的要求,增大了掘进的难度。高地应力会引发井巷围岩变形的现象,是诱发矿山地震、岩爆的前提,尤其在我国西北或西南地区的发生可能性最大[6]。开采工作因巷道围岩的变形或破坏受到阻碍,这就需要对高地应力金属矿山开采方案进行研究,采取有效的防治措施。

2.8 泥石流

在金属矿山地下开采中,崩落过程中的地下工作面很可能会同地表贯通,形成崩落通道,使水、泥沙、石块等地表物体构成的洪流涌入井下,发生泥石流。此外,在金属露天矿山中,由于暴雨、暴风雪等天气引发的山体滑坡也会出现泥石流灾害,产生巨大的破坏力,对矿井造成毁灭性的灾难。流速快、破坏力大、发生突然是泥石流最显著的特点,而金属矿山井下作业面积有限,如果发生泥石流,必然会造成巨大的经济损失和人员伤亡。

2.9 地下水系破坏

为了避免矿井被涌水淹没,在金属矿山开采过程中要根据开采设计对地下水进行疏干排水处理,导致地表水流量减少,地下水位明显降低,不仅使地下水系统遭到破坏,还会形成降落漏斗区,很难在短时间内恢复,从而易引发地面沉降、地面塌陷等灾害的发生,加剧了水资源的危机。

2.10 地质环境污染

矿井开采过程中,尾矿及矸石的堆积、矿井污水的排放都会加剧地质环境的污染程度,对地下水质产生影响,破坏土壤结构和地表植被,影响地表的稳定性,造成裂缝、塌方和滑坡等严重的后果。

3 我国金属矿山地质灾害防治措施

3.1 加强对金属矿山地质灾害研究工作的重视

政府已经意识到金属矿山防灾减灾工作的重要性,但由于对矿山地质灾害防治缺少深入的研究,思想认知程度较浅,在不断的研究中虽然已经获得了一些进步,但是研究的范围较小,具有很大局限性。再加上缺乏相关研究的具体资料,没有及时解决矿山地质灾害问题,又不断滋生出新的问题,无法形成一个良性的研究过程[7]。要想从根本上达到矿山防灾减灾的目的,就需要全面的认识金属矿山地质灾害,将其摆在战略性的位置。

目前金属矿山地质灾害的频繁发生,还存在大量潜在的引发地质灾害的隐患,这就要求一方面要加大对开采技术的研发力度,树立绿色开采理念,利用先进技术达到金属矿山开采和经济的协调发展;另一方面要加强矿山开采工作人员的防灾减灾教育和培训力度,坚持“以防为主,防治结合”的原则,让矿山地质灾害防治意识深入到职工心中。

3.2 强化矿产资源法制建设和执法力度

要基于金属矿山的基本特征,以地质灾害防治条例和土地管理法为指导,将多项指标结合起来,不断创新和提炼,健全金属矿产资源开发法治制度,形成一套金属矿山可持续发展指标体系[8]。政府应提高对金属矿山地质灾害防治工作的重视,加强对地质灾害的监督、管理,通过法律制度来约束矿山企业的采矿行为,加强对矿山生态经济系统的控制和管理,协调金属矿山开采、环境保护、经济发展间的关系。

3.3 构建金属矿山地质灾害数据库

对金属矿山地质灾害进行详细、深入的普查分析和预测研究,正确的认识矿山地质灾害的类型,发展现状及未来趋势,掌握隐患点的状况。动员全社会的力量,开展大规模的调研,逐步构建完善的金属矿山地质灾害数据库,实现矿山地质灾害信息快速、高效的传播,从而指导地质灾害的分析、评价工作,将损失讲到最低。

3.4 加大对地质灾害防治工作的投资力度

防灾减灾是一项庞大的系统工程,需要一定的资金保障,要减少矿山地质灾害就要充分发挥政府的带头作用,将其矿山减灾纳入经济和社会发展规划中,提供充足的资金保障,保证金属矿山地质灾害防治工作的顺利进行。

3.5 开展金属矿山地质灾害防治专题研究

将地质灾害防治工作贯彻到金属矿山开采的整个环节,在开采前要预先设定进行灾害评价,在开采过程中一旦发现存在地质灾害隐患,应采取有效的措施及时进行勘察和处理,深入开展金属矿山地质灾害发生机理和应对机制研究,从源头上进行治理,建设相应的监测预警体系。

4 小结

金属矿山地质灾害问题严重制约着我国矿山企业的可持续发展,对我国经济发展带来的不利影响,严重危害着人们的生命和安全,金属矿山地质灾害防治工作是目前一项重大的任务。这就要求加大对金属采矿导致的地质灾害和防治措施的研究力度,基于金属矿山综合治理和开发利用的角度,根据矿山的实际情况,制定针对性的可持续发展指标体系,完善相关的法律体系和方法,构建金属矿山地质灾害信息数据库,全面落实金属矿山防治工作,实现金属矿山企业的可持续发展。

参考文献:

[1]吴和平,陈建宏.习泳.金属矿山工程灾害分析与控制对策[J].资源环境与工程,2007(02).

[2]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).

[3]李毅,李蘅,张静.我国矿山地质灾害主要类型和勘查防治方法[J].矿产与地质. 2004(01).

[4]吴长贵,孙祥久,汪庆九,宁磊.铜陵市矿山地质灾害及防治对策[J].安徽地质,1999(03).

[5]李启彪.综合探测技术在矿山地质灾害中的应用[J].中国新技术新产品,2011(09).

[6]罗江发.浅析矿山地质环境治理[J].中小企业管理与科技(上旬刊), 2010(01).

[7]矫旭东,滕彦国.我国矿山环境保护与管理对策评述[J].国土资源科技管理, 2007(01).

[8]衣昊鹏,姜震.矿山地质灾害原因及防治措施[J].科技创新导报,2010(04).

(上接第440页)

化群控的方法是大小群控的结合来实现优化群控与节能目的。所谓的大群控主要是指对冷水机组的运行的台数进行开启与停止的切换控制。小群控主要是指在空调区域的小范围内实现非冷机设备的群组控制。通过大小群控的结合,并且为大小群控制定一个科学合理的的控制策略,这样可以提高节能的效果。

7 冷水机组的软启动问题

冷水机组的软启动问题是在冷水机组优化控制中不可忽视的一个问题,通过冷水机组的软启动的控制能够延长机组的使用年限以及达到更好的节能的目的。例如,冷水机组在运行过程中向外运送的冷水温度往往会远远高于机组原先设定的温度,这时候就需要软启动进行更好的机组控制才能更好地实现节能的目的。例如,冷水机组在运行的过程中,空调末端的设备一侧实际需要的冷量远高于机组供给的冷量时,冷冻水的温度会迅速下降,这时候也需要软启动来实现群控的优化控制进而更好地实现节能目的。

8 结束语

本文主要是探究冷水机组的群控优化进而实现节能的目的,通过群控优化实现节能目的不仅符合当下的环保节约意识,也具有很强的现实目的。可以为大型建筑的中央空调节省部分能耗,也为用户节约的能耗的资金,提高了能源利用率,节约的机组投资运行成本。当然,冷水机组的优化群控的策略还有很多,不会仅仅局限在本文讨论的几种策略中,优化冷水机组的群控进而达到节能目的的策略会继续完善与提高,这样可以进一步提高能源的利用率,大大减少损耗,将节能进行到底。

参考文献

[1]贾晶,施敏琪.IPLV和COP对冷水机组全年能耗的影响[J].制冷与空调,2012(1).

篇4

Key words: mine geological disasters; To collapse; Gas explosion; Forecast; The sustainable development

中图分类号:F407.1文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

矿山地质灾害的类型

(一)岩土体变形引起的灾害

1、矿山地面和采空区塌陷

地面塌陷主要发生在地下以井巷开采的矿山。在矿山采空区,若保留矿柱不足,或因矿柱受损而失去支撑能力,就会造成地面塌陷。特别是那些矿体埋藏较浅,产状较平缓的矿区(如煤矿),地面塌陷的现象更为常见。矿体埋藏相对较深的地下开采矿山,如果不能及时回填和崩落采空区,当其达到一定规模就会产生大面积塌陷。此外,在岩溶分布区,还会因矿山排水疏干而导致溶洞上方地面塌陷。

2、采矿场边坡失稳、滑坡与岩崩

主要原因是不合理开采如采剥失调、边坡角度过陡等造成,这种灾害多发生在露天开采的非金属矿山和建材矿山。

坑内岩爆

坑内岩爆又称矿山冲击,这是因矿坑周边和顶底板围岩,在受到强大的地壳应力作用而被强烈压缩,一旦因采掘挖空出现自由面,即有可能产生岩石地应力的骤然释放,导致岩石大量破裂成碎块,并向坑内大量喷射、爆散,给矿山带来危害和灾难。

4、采矿诱发地震

因采矿活动而诱发的地震,震源浅、危害大,小震级的地震即可导致井下和地表的严重破环。

(二)地下水位改变引起的灾害

1、矿坑突水涌水

这是最常见的矿山灾害,突发性强、规模大,后果严重。生产过程中常因对矿坑涌水量估计不足,采掘过程中打穿老窿,贯穿透水断层,骤遇蓄水溶洞或暗河,导致地下水或地面水大量涌入,造成井巷被淹、人员伤亡灾难。

2、坑内溃沙涌泥

这是常与矿坑突水相伴而生的灾害。当采掘过程中骤遇蓄水溶洞,常见溶洞中充填的泥沙和岩屑伴随地下水一起涌入,另外一些透水断层和地裂缝也常会使浅部第四纪沉积物随下漏的地表径流涌入坑内。其结果是使坑道被泥沙阻塞,机器、人员被泥沙所埋,严重时甚至会使矿山遭受毁灭性的打击。

(三)矿体内因引起的灾害

1、瓦斯爆炸和矿坑火灾

这种灾害最常见于煤矿。由于通风不良,使瓦斯积聚发生爆炸,造成井下作业人员伤亡,矿井被毁;矿坑火灾除见于煤矿外,也见于一些硫化矿床。因硫化物氧化生热,在热量聚积到一定程度时则发生自燃,引发矿山火灾。矿山火灾的危害极大,而且还严重损耗地下矿产资源,如有的煤矿在地下已燃烧上百年,其资源损耗量十分巨大,使当地气候发生改变,农作物和树木大量死亡,田地荒芜,环境严重恶化。

2、地热

随着开采深度加大,地热危害不断加剧。我国已有许多矿山开采深度达到800m以下,矿山因含硫量高,开采深度又大,地温非常高。矿山地热灾害导致矿工劳动环境恶劣,严重影响了有关矿山的正常生产。

矿山地质灾害的诱因

矿山地质灾害发生的原因,可归纳为两种:一种是客观上的原因;一种是主观上的原因。

(一)客观原因

1、采矿活动

由于当前科学技术发展水平的限制,采矿活动主要是几种在地球表面和岩石圈范围内。在进行采矿活动前,地球表面和岩石圈的地质状况是平衡的,但在采矿的过程中便会破坏这种平衡。采矿是要从地壳的内部挖出大量的矿石和岩石,长此以往,地壳内部便只留下了千疮百孔的空洞,使原本平衡稳定的地壳,变的不再平衡很稳定,地质灾害得以发生。

2、地下水不平衡

采矿特别是地下采矿必须要排净矿坑下积水和处理地层漏水,这又造成地下水的不平衡,进而导致地层的不平衡性和不稳定性。在采矿过程中,如果不按科学手段进行,滥采乱挖,必然会导致矿坑突水,冒顶,偏帮,瓦斯爆炸等灾害的发生。

3、环境污染

矿业活动是导致环境污染的一大因素。因为矿业活动不仅仅只是采矿过程,还包括选矿和冶炼加工,尤其是冶炼加工,不可避免的要用到水和火来处理。这样也必然会产生工业三废(废气、废水和废渣)。排放出的三废,会对周围的生态环境和水源造成重大的污染,严重危及人类的健康,从而也破坏了地壳的稳定性。

(二)主观原因

相当长时期以来,地方和民营小煤矿等如雨后春笋般发展,它们与国营大矿山争夺资源或单独或寄生于国营大矿山之上,每个小矿山在大矿山上挖一个洞,宛如一个个疮疤,极易发生瓦斯泄露和透水等事故。

近年来,矿山腐败现象滋生,有的国营矿山也变相地转为私人承包,不注意安全生产。他们只求增产,不顾矿工死活,欺上瞒下,谋取暴利,中饱私囊。这是矿山地质灾害频繁发生的一个不可忽视的原因。

矿山地质灾害的防治对策

(一)做好矿山地质灾害的预测预报工作

1、TSP方法

TSP203超前地质预报系统是由瑞士安伯格测量技术公司专门为地下工程超前地质预报研制开发的目前世界上物探方面最为先进的地质预报设备。TSP203采用回声测量原理,地震波在指定的震源点(通常在隧道的左边墙或右边墙,约24个炮点布成1条直线)用小药量激发产生。TSP适用范围广、预报距离长、对隧道施工干扰小、预报精度高,既可用于极软岩层,也可用于极硬岩层的地质超前预报。预测距离一般为掌子面前方300~500m,有效预报距离为掌子面前方100~150m。

2、直流电法

直流电法属全空间电法勘探,它以岩石电性差异为基础,在全空间条件下建场。在地下隧道中进行电法测量工作,地下电流通过布置在隧道内的供电电极在隧道周围岩层中建立起全空间稳定电场,该稳定电场特征取决于岩石的电性特征及其赋存状态,测量该电场的变化规律,使用全空间电场处理和解释,就可找到隧道周围岩石中引起电场变化的水文、地质构造等规律,从而解释判断围岩的含水、导水地质构造,包括断层、溶洞、陷落柱、岩溶裂隙等。

(二)不同层次防治区的防治对策

1、重点防治区防治措施

(1)合理设计边坡参数,加强边坡监测,建议作挡墙稳固边坡,开挖后如果出现开裂变形,建议做专门的工程地质勘察。

(2)对于原有的灾害点,做好边坡加固和预防工作,尽量消除因矿山开采而诱发灾害复发的隐患。

(3)渣场弃渣严格作好方量及边坡坡度的设计,作好挡墙设计,设置拦渣坝,防止泥石流的产生。并充分、合理利用渣场,严禁随意弃渣(特别在公路沿线) 。

(4)对于坑道开采,在坑道内一定要作好支护,做到边开采边支护,防止因矿顶坍塌、冒顶等而产生的危害,尤其上方有住户处要预防引起上部地面开裂。

(5)设置监测点,作好监测记录与分析工作,确保在易于发生灾害地段防患于未然。

(6)开采结束后,对矿区进行统一规划,计划进行矿山复垦工作,恢复矿山生态功能。

2、次重点防治区防治措施

在进场公路、矿山生活区建设中,会形成大量的边坡和一定数量的弃渣,可能形成边坡失稳,造成滑坡和塌方;沿途不合理的弃渣可能造成水土流失,可能形成坡面泥石流,可能有滚石和飞石危害。

(1)科学合理设计边坡参数,并进行合理支护和加固,边坡上方应设置排水沟,做好地表挡排水措施。

(2)加强工地管理,合理堆放弃渣,严禁随意弃渣;在险要地段建设拦挡滚石和飞石的设施。

3、一般防治区防治措施

区内无主要建筑物和工程项目建设,主要可能因地表岩体的破碎而造成水土流失。应严禁越界开采,减少人为扰动,做好植被保护和水土保持。

(三)加强宣传

加强宣传是当前开展防治工作的首要任务。向矿山企业、人民群众加强矿山地质灾害防治宣传,提高矿山企业的重视度,有效利用人民群众的监督反馈作用,提高全民的矿山地质灾害预防和紧急自救常识,避免或减轻矿山地质灾害造成的损失。

(四)统计监测

加强矿区地质环境监测,建立统一的数据库,为掌握矿区地质灾害规律提供数据,为制定矿山地质灾害防治措施提供依据。建立监测网络系统是防治工作的有效措施之一,应在矿山地质灾害易发区,利用先进的监测仪器和电子计算机建立监测网络系统,对灾害进行较准确的、超前的预报预测,及时采取防范措施。

结语

综上,近些年来,矿区地质灾害频发,大多数都是由于不科学的采矿方法造成的。因此,应用科学的采矿方法进行采矿活动,是防治矿山地质灾害的重要途径,除此之外也要加强对矿山资源的合理有效利用,在开采过程中加强监测与信息化管理,最大限度的防止矿山地质灾害,促进采矿业的可持续发展。

参考文献

篇5

防治对策,从宏观方面提出和探讨了适合我市的地质灾害防治对策及保障措施。

重庆市位于我国西南地区,西连四川,南接贵州,东邻湖北,北部与陕西接壤,海拔高度悬殊,气候条件多变,山体构造复杂多样,是全国地质灾害最严重、受威胁人口最多的地区之一,每年因地质灾害造成人员死亡数高达40~60人,造成直接经济损失约高达3~4亿元,占全市灾害损失比例高达20%以上,对人民生命财产安全带来了极大的威胁,严重的影响了人民正常的生产生活,不利于经济的可持续发展战略[1]。

由于地质灾害预报的的滞后性,给防治工作带来了极大的困难,已经不能满足人民群众对社会发展的要求。社会在不断的进步,各项社会保障措施也在不断地完善,也给地质灾害防治提出了新的要求。随着检测水平的不断提高以及人们对地质灾害的不断了解,从事相关行业的人员已经逐步摸清了地质灾害发生的类型,也会根据不同的发生情况及时制定出相应的防治措施。

主要地质灾害类型以及防治措施

1.1滑坡、崩塌

山体滑坡(landslides)是指山体斜坡上某一部分岩土在重力(包括岩土本身重力及地下水的动静压力)作用下,沿着一定的软弱结构面(带)产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动的作用和现象。俗称“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。是常见地质灾害之一。

崩塌(崩落、垮塌或塌方)是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象。

重庆市山地形势复杂,极易发生崩塌、滑坡地质灾害,华莹山—巴岳山以西为丘陵地貌;华莹山至方斗山之间为平行岭谷区;北部为大巴山地区;东部、东南部和南部属巫山大娄山山区。2001年5月1日20时30分左右,重庆市武隆县县城江北西段发生山体滑坡,造成一幢8层居民楼房垮塌。造成79死亡,数人受伤。2004年重庆万盛山体垮塌事件死亡人数为15人,2009年重庆武隆山体滑坡事故造成26人死亡,并且造成63人失踪。给人民的生命财产安全带来极大隐患。地质工作者统计了2000年到2010年十年间发生的滑坡灾害(见表1)。

表1 重庆市滑坡统计表

1.2防治措施

做好预防工作,是有效降低灾害水平的最有效措施,根据不同地区的环境特点制定相应的预防措施。加雨的预报工作,暴雨天气容易引起小型的滑坡灾害,发生比较突然,对山脚小村庄威胁较大。对滑坡多发区进行不间断地巡视工作,发现问题及时汇报,提前做好群众疏散工作,撤离危险区域。在滑坡的根本治理上也要下大力气,在多发区要植树造林,减少滥砍滥伐事件的发生,在相关区域减少开山采石行为,加大山区保护力度退耕还林。

1泥石流的发生

泥石流是山区特有的一种不良地质现象,它是由暴雨或上游冰雪消融形成的携带有大量泥土和石块的间歇性洪流。它具有突然发生、来势凶猛、历史短暂、破坏力强的特点[2]。它可以沿途冲毁道路桥梁,淹没房屋农田,阻塞河道,在顷刻间造成巨大灾害。泥石流的流域可划分为形成区、流通区和排泄区。发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等.危害人类生命,应该要注意躲避。重庆市是泥石流多发地区, 重庆市开县、云阳、梁平等9个区县72个乡镇前天都遭暴雨和大风冰雹袭击。特大暴雨引发了泥石流,彭水县一辆由县城开往龙射镇的客车,在中途的汉葭镇青龙村被泥浆石块压埋,车上8名乘客7死1伤。

2.2泥石流的防治

防治泥石流,要从根本上积极治理,积极地预防,做好疏导工作。要积极的改善多发区的地理环境,做好水利,栏坝的修筑工作,合理修筑梯田,增加多发区域的植被面积。在居民聚居地进行勘测,尽量减少危险地区居住人口数量。在山体修建排水工程。一般来说,生态环境好的区域,泥石流发生的频度低、影响范围小;生态环境差的区域,泥石流发生频度高、危害范围大。提高小流域植被覆盖率,在村庄附近营造一定规模的防护林,不仅可以抑制泥石流形成、降低泥石流发生频率,而且即使发生泥石流,也多了一道保护生命财产安全的屏障。

3.1人为的过度开采的综合灾害

随着人类活动范围的加大,矿业发展对我国经济发展的作用也越来越大,对地球表面的生态环境改变也越来越大,市场需求的加大,造成多样性的粗放型的生产模式,生产工艺及设备落后,逐步加剧了环境的恶化,是上述两种地质灾害越来越频发的根本所在[3]。成片的林木被砍伐,山体被不加规划的随意开挖,造成岩石与土壤,遇到暴雨的发生极易产生滑坡、泥石流等地质灾害。

3.2健全与完善法律法规

随着公共意识的不断加强,人们对生态环境的深刻认识,保护环境已是非常重要的事情,是否能够坚持经济可持续发展的根本所在,要下大力气建设和完善现有法律法规。强化矿业发展的管理措施,坚决取缔非法、不合理的开采模式,努力提高科技水平,提高资源的有效利用率,加大国有矿业集团的管理与技术革新。

结语

重庆市山体繁多,地质条件复杂,在有效利用好现有科学技术外,要并不断的创新,学习习新的技术,在地质灾害发生前做好预防预报工作,降低人民生命财产损失,增加人力物力的投入,对地质灾害多发区进行巡视,做到早发现早预防。市县各级政府制定灾害防治策略,把灾害防治效果列入政绩考核中去。在全市做好宣传工作,让大家了解地质灾害发生的本质原因,在遇到灾害时掌握自救措施。

参考文献

[1] 刘长礼.城市地质环境风险经济学评价[D ]. 北京:中国地质科学院, 2007.

[2] 赵源,刘希林.泥石流灾害损失评价[ J ]. 中国地质灾害与防治学报, 2005, 16 (3) : 42-48.

篇6

一、我国矿山地质灾害概述

我国是个矿业大国,又是最大的发展中国家,矿产资源的年消耗量很大。多年的粗放式的矿业开发,导致大部分矿山地质环境形势严峻,部分矿区呈现加速恶化势态。改革开放以来,社会经济的快速增长对资源的需求更是与日俱增。市场经济对国有矿山企业带来很大冲击,部分矿山注重追求经济效益,安全和环保意识淡化,加之开采技术及生产设备的相对落后及矿区周边大量无序的民采等多重因素的干扰,导致矿山多年开采积聚的灾害隐患爆发,开采环境明显恶化,矿山地质灾害问题日趋严重,潜在的致灾隐患不断增多,且随时可能发展成灾,造成人员伤亡、设备报废、设施损毁甚至矿井关闭、资源浪费等严重后果。

二、矿山地质灾害主要类型

1、冒顶片帮

冒顶灾害事故最为普遍,包括岩层脱落、块体冒落、不良地层塌落,以及由于采矿和地质结构引起的各种垮塌。特别是矿岩稳定性差的难采矿体及软弱夹层,易发生较大规模的垮落,引起采场和巷道冒顶事故。冒顶片帮常常无明显前兆特征,具突发性,发生频度高,难以防范,是矿山生产安全的主要危害。

2、采空区垮塌和地表塌陷

采空区垮塌和地表塌陷主要是由于地下采矿对地表的破坏。凡口铅锌矿因疏干产生地表塌陷1982个,影响范围达675km2,受损农田约66.7km2,建筑物搬迁7 km2。采空区塌陷可引起地表积水,对采空区上的建筑物,道路、管线及农田带来影响,严重时可引起山体滑移。

3、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1000 m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;爆裂造成的岩块(片),则可以爆裂松脱、爆裂剥离、爆裂弹射或抛掷等不同方式脱离母体,其脱离方式、初速度和规模大小等与爆破时的破裂机制及释放弹性应变能的多少和波及深度等诸多因素有关。

4、井下突水

井下突水主要由含水层引起,在违规操作或者非正常开采条件下,遇到积水巷道或采空区、溶洞、地下暗河等含水体,容易引起隔离岩层失稳,从而引起灾害。尤其是在水体下采矿,应经过专门论证以及采取专门的防治措施。

5、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。崩塌、滑坡的产生与特定的自然环境、工程地质条件等密切相关,对于矿山而言,主要是由于采矿活动的影响。

6、地下水位下降

无论是露天开采矿山或是地下开采矿山,都需不同程度地疏干排水。疏干排水容易引起地下水位下降,形成大的疏排漏斗,引起地下、地表水系破坏,地表蓄水能力下降,农田干枯,水井干涸。地下水位下降带来的危害将很难恢复,对于岩溶充水矿床,高强度的矿山疏干排水容易引起岩溶塌陷,给附近居民生产生活带来很大的影响。

7、泥石流

矿山泥石流危害较大.一方面泥石流危及采矿安全,另一方面泥石流会危害矿山周围的生产生活安全。据2004年福建省矿山地质环境调查统计.目前全省的矿山废渣、尾矿堆场有2800余处,除少数。国营大中型矿山企业外,数量众多的个体私营小矿山开采中产生的废渣、尾矿随选随排,常堆积在山坡或沟谷.缺乏规范管理,在汛期暴雨诱发下,易形成泥石流灾害。

8、滑坡

主要发育在石炭系、二叠系地层中。滑体为砂页岩,滑床面主要为层理面、节理裂隙面,坡面形态呈阶梯状、直线型及不规则型,后缘拉张裂隙呈弧线、折线,滑体两侧发育有羽状剪切裂隙,前缘舌部发育有张裂隙。

三、矿山地质灾害形成的原因

1、煤矿开采缺乏整体规划。

2、中小型煤矿肓目生产,开采不规范,技术落后,对矿山地质破坏较严重,易诱发矿山地质灾害。

3、煤矿地质灾害防范意识差。对煤矿地质灾害的危害对象及危害程度认识不够,没有整套切实可行的监测制度。

4、在开采前未进行“矿山地质环境影响评价”。

5、缺乏有效的矿业资源综合开发利用规划,矿山开采布局不合理,因矿界重叠、争抢资源而破坏保安矿柱引起的山体崩塌、滑坡等事件时有发生。

6、采矿者环保和防灾意识淡薄,大部分矿山在采矿前未进行环境影响评价,使灾害隐患得不到有效的防范。

7、矿山企业专业技术人员馈乏,大多数矿山未进行采矿方案设计,采空区过大,未留足保安矿柱,废弃坑道未及时封填,边坡过陡、乱堆、乱排、无序采矿等不合理的采矿活动随处可见,从而引发地质灾害。

8、三废处理设施缺乏,致使尾矿、废渣乱堆乱放,在适当的雨量激发下,易产生滑坡、泥石流灾害。

四、矿山地质灾害防治措施

1、重点防治区防治措施

(1)合理设计边坡参数,加强边坡监测,建议作挡墙稳固边坡, 开挖后如果出现开裂变形, 建议做专门的工程地质勘察。

(2)对于原有的灾害点,做好边坡加固和预防工作,尽量消除因矿山开采而诱发灾害复发的隐患。

(3)渣场弃渣严格作好方量及边坡坡度的设计,作好挡墙设计,设置拦渣坝,防止泥石流的产生。并充分、合理利用渣场,严禁随意弃渣(特别在公路沿线)。

(4)对于坑道开采。在坑道内一定要作好支护,做到边开采边支护,防止因矿顶坍塌、冒顶等而产生的危害,尤其上方有住户处要预防引起上部地面开裂。

(5)作好坑道的排水设计, 以防因矿坑涌水造成危害。

(6)设置监测点,作好监测记录与分析工作,确保在易于发生灾害地段防患于未然。

(7)开采结束后,对矿区进行统一规划,计划进行矿山复垦工作,恢复矿山生态功能。

2、次重点防治区防治措施

在进场公路、矿山生活区建设中,会形成大量的边坡和一定数量的弃渣,可能形成边坡失稳,造成滑坡和塌方;沿途不合理的弃渣可能造成水土流失,可能形成坡面泥石流,可能有滚石和飞石危害。

(1)科学合理设计边坡参数,并进行合理支护和加固,边坡上方应设置排水沟,做好地表挡排水措施。

(2)加强工地管理,合理堆放弃渣,严禁随意弃渣;在险要地段建设拦挡滚石和飞石的设施:

(3)开采结束后,将弃渣场扒平覆土,植树还林,恢复植被。

3、一般防治区防治措施

区内无主要建筑物和工程项目建设.主要可能因地表岩体的破碎而造成水土流失。应严禁越界开采,减少人为扰动,做好植被保护和水土保持。

4、地质环境恢复方案及措施

为防止水土流失和恢复植被和景观,矿山须规划进行矿山复垦工作,以恢复矿山生态功能。

5、 树立科学发展观,做好长远规划,树立局部与全局,开发与保护统一的观念,做到合理开发:充分利用,有效保护。要切实贯彻执行《矿产资源法》《地质灾害防治管理办法》《山西省地质灾害防治条例》等一系列政策。对河津市的矿产资源做好开发利用与保护规划,对不合理的煤矿不设置采矿权,原有的一律封闭。

6、要加强地质灾害知识的宣传工作,提高广大群众对地质灾害的认识。

7、政府应督促矿山企业开展矿山地质环境调查,查明存在的主要环境问题及潜在危害。

五、结束语

矿业是我国一个很大的行业,对国家的经济发展有着促进作用。近年来,我国矿业灾害频发,究其原因是各种各样的。矿业地质灾害不仅给矿工带来生命危险而且对当地居民的生活也带来危害,所以,对于矿业地质灾害的学习是至关重要的。

参考文献

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重庆市2007年5月、7月先后遭受两次特大暴雨、雷电、冰雹等灾害,降雨量刷新115年来历史纪录,因灾死亡44人,失踪15人,29个区、县751.69万人受灾,受灾学校597所,因灾已造成直接经济损失27.15亿元。2010年5月5日夜间开始,重庆18个乡镇达大暴雨,103个乡镇达暴雨。灾害造成31人死亡,89.78万人受灾,紧急转移安置7万余人。重庆是我国地质灾害发育最严重的地区之一,各级政府面临严峻的地质灾害防治形势。因此,强降雨天气事件诱发大量地质灾害不容小视。

1 重庆市降雨气候分析

重庆市位于四川东部的低山、丘陵区、属亚热带气候区,具热量丰富、雨量充沛、湿度大、光热雨同季、立体气候明显等特点。同时,由于该区地处我国西部高山、高原与东部平原区的过渡地带,气候除受地形复杂等因素的影响外,还受到亚热带季风环境和低空冷气流的制约,故气候变化复杂,多灾害性天气和暴雨。

1.1 降雨

1951-2011年重庆的年平均降水量主要集中在1000~1200mm,降水比较丰富,2014年10月全市平均降水量为109.8mm,较常年同期(95.6mm)略偏多1成(图1)。各地降水量在68.5~201mm之间。

1.2 暴雨

2014年10月内,重庆市累计出现9站次暴雨(其中2站次为大暴雨),较常年同期(3站次)偏多6站次,暴雨分别发生在4日、28~29日和31日(表1),其中28~29日暴雨过程为区域暴雨天气过程。“10.28”受高原槽东移及中低层切变线低涡共同影响,27日08时至29日08时,重庆市东北部和东南部普降大到暴雨,局部大暴雨,中西部、主城区出现小到中雨(如表1)。

2 重庆降雨条件下地质灾害特征

在一般性的降雨条件下,雨滴贱蚀、片蚀和地下水的潜蚀,容易使斜坡岩土体强度降低,强降雨天气下的沟蚀、地表侵蚀和地表径流等更加容易诱发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。如果出现有较长的连续降雨过程,还会由于降雨渗入影响,造成土体饱和、软化,便为暴雨酿成灾害提供条件[2]。

2.1 空间分布规律

依据现有地质灾害调查资料,结合地形地貌、岩土类型、地质构造、水文地质及人类经济活动等因素,对重庆市地质灾害易发程度进行四级划分:不易发区、低易发区、中易发区和高易发区。

其中地质灾害高易发区按照空间分布来看,主要分布于6个片区:长江干流巫山至江津白沙沿岸地带、乌江流域涪陵至彭水段沿岸地带、合川市三汇镇川渝铁路内侧至北碚区皮家山一带、万盛区南桐至南天片区、城口县新枞至葛城镇片区、巫溪县白鹿─西宁至城厢镇片区。地质灾害高易发区面积为5301.13平方公里,占全市面积的6.43%。区内共有各类地质灾害隐患点2430处,各种类型均较发育,尤以滑坡、危岩与崩塌、泥石流为主。

以潼南县为例,地质灾害空间分布主要表现为涪江、琼江及支流沿岸,南部、东北部深丘、中丘地带地质灾害分布密集,呈线状或串珠状分布,具明显条带性;深丘、中丘地质灾害多,而浅丘及平坝区少,具山地性等宏观分布特征。

2.2 时间分布规律

从时间分布规律来看:汛期,当降雨时间较长或大暴雨时,地质灾害具有随降雨同步或滞后发生的特征。非汛期,因岩体差异风化和人类不良工程活动形成的危岩(崩塌)具有随机性。

以潼南县为例,县内地质灾害的时间分布规律主要是受降雨的影响,表现出同发性、滞后性和不稳定周期性。沿河分布的滑坡在降雨江河涨水时,滑坡后缘裂隙逐渐弥合,稳定性增高,退水时,后缘拉裂缝增宽和增长,稳定性降低。同时,每年雨季6、7、8月更是地质灾害高易发时间段。

3 地质灾害随降水量变化的影响分析

地质灾害的发生主要与地形地貌、岩土类型和性质、降雨和人类工程活动等有关。而水在地灾中的影响是多方面的,在降雨量变化过程中,最易受到影响的是径流量和水土流失,主要表现在水的软化作用、冲刷作用、静水压力、动水压力和浮托力作用,坡体产生力学效应。

(1)降雨天气对于滑坡崩塌的影响主要表现在:岩土体结构面容易积水,如果岩土体不透水,那么裂隙水会对岩体产生静水压力和浮托力,加速剪切过程,如果透水便会产生动水压力,进而导致水土流失,不利于斜坡的稳定。强降雨可以在短时间内造成地下水的大幅度变化,从而可以引起坡体静水压力、动水压力急剧增加,稳定性系数K快速减小,当K小于1时,滑坡崩塌就可以发生[3]。(2)强降雨对于地面塌陷影响表现在岩土体的性质,塌陷区地表主要是第四系覆盖层,结构松散而且厚度薄,下伏的岩层为剧风化或强风化层,在强降雨条件下,地下水的潜蚀、“真空负压”会消弱甚至破坏土体的结构连接,导致地面土层发生塌陷。

以梁平县为例,梁平县现有地质灾害点共计299处,其中滑坡226处(占75.59%),危岩(崩塌)66处(占22.07%),不稳定斜坡3处(占1.00%),泥石流2处(占0.67%),地面塌陷2处(占0.67%)。区内地质灾害的诱发因素主要为降雨、地震、河流侵蚀冲刷和不合理的人类工程活动等。其中降雨,尤其是暴雨是最主要的诱发因素,区内绝大多数地质灾害都与降雨有关。

区内降雨丰富,多年平均降雨量1082.2mm,降雨多集中在4-9月,占全年降雨量的78.75%。暴雨具时间短、强度大、来势凶猛的特点,来不及沿地表排泄而渗入地下,致使斜坡土体饱和,自重加大,动水压力急剧增大,而导致土体沿斜坡下滑,形成滑坡灾害。据本次调查,梁平县境内的地质灾害点90%以上的主要诱发因素均为降雨或暴雨(如表2)。

(1)梁平县中的危岩致灾即发生崩塌灾害中降雨影响为大气降水渗入岩体裂隙,溶解可溶物质,加速了裂隙的扩展与贯通。在暴雨季节还可产生暂时性水压效应,促进危岩体向崩塌破坏发展。(2)不稳定斜坡灾害中降雨的影响为大雨、暴雨和长时间的连续降雨,使地表水渗入坡体,致使斜坡土体饱和,自重加大,动水压力急剧增大,而导致土体斜坡不稳定,形成地质灾害。(3)泥石流灾害中降雨的影响为大雨、暴雨和长时间的连续降雨,使地表水大量汇入沟口地形狭窄段,水流冲刷能力加强,这是形成泥石流的主因。

4 防治对策

(1)应对气候变化,强化监测预警工作。强降雨天气,虽然是一种小概率的天气事件,但是一旦发生,诱发的地质灾害却能造成不可预见的损失。因此,必须做好地质灾害预测预报,气象部门与国土资源部门应开展合作,进行地质灾害气象预报提高地质灾害防治水平[4]。(2)加强地质灾害的防御,明确防灾重点路线。鼓励群众计入到“群测群防”工作中,掌握必要的灾害自救常识,减小损失。(3)加强排水,做好抗冲刷防护措施。(4)加强各类地质灾害的发生机理及影响的研究。绝大部分地质灾害的发生时间与强降雨天气是吻合的[5]。就这一点对地灾进行深入、系统和有针对性的科学研究,提出强降雨地区减灾、防灾的对策。

参考文献

[1]蒋智,况明生.重庆地区近57年降水量变化特征及其影响分析[Z].西南大学地理科学院.

[2]李晓.重庆地区的强降雨过程与地质灾害的相关分析[J].中国地质灾害与防治学报,1995(3).

[3]崔云,孔纪名,倪振强,等.强降雨在滑坡发育中的关键控制机理及典型实例分析[J].灾害学,2011,3(26).

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1 概述

桦甸市位于吉林省中东部,是我国著名的黄金产地,矿业经济发达。近年来,人类活动加剧,地质环境遭到严重破坏,地质灾害频繁发生。

2 地质灾害现状

3 地质灾害发育特征及形成条件

3.1 泥石流

泥石流是桦甸市地质灾害的主要灾种。长期风化剥蚀作用形成相对较厚的松散固体物质,地形地貌有利于降水汇集,泥石流易于发生。加上近年来开荒种植较为普遍,植被覆盖率降低,当遇有强的降雨时,极易产生泥石流。

3.2 滑坡

多分布于低山丘陵区,集中发育在坡积裙(带),多为斜坡相层状土滑坡,规模较小。一般坡体上部植被稀少,多为耕地,便于降水渗入,其下为较坚硬岩石,相对隔水,且界面较陡,降水入渗极易触发滑坡的发生。

3.3 崩塌

分布在铁路及公路沿线陡坡地段。岩石经风化剥蚀和构造影响,节理裂隙发育,经差异风化形成陡坡或悬崖;降水的入渗及冻融,直接破坏了岩体的完整性和稳定性;人类工程活动是崩塌形成的外在因素。

3.4 地面塌陷

由采矿引起,分布在煤矿及金矿采矿区。受科技条件的限制以及业主短期行为影响,矿山开采造成较为严重的地面塌陷隐患。

4 地质灾害防治对策

4.1 避让搬迁工程

地质灾害稳定性差、危害严重、危险性大,不适合居住、生产和生活,治理工程难度大、费用高,而搬迁费用远小于治理费用的,宜选择搬迁避让工程。

4.2 工程防治措施

4.2.1 泥石流防治措施

在泥石流形成区增加地表植被;在沟谷中修建拦挡工程以削弱泥石流的下泄总量和能量;对流通区和堆积区修建防护建筑物,抵御或消除泥石流对建筑物的冲刷、冲击、侧蚀、淤埋等危害。

4.2.2 滑坡灾害防治措施

消除或减轻地表水、地下水对滑坡的诱发作用;改善斜坡、增加滑坡平衡稳定条件;加强监测预报;搬迁避让。

4.2.3 崩塌、不稳定斜坡防治措施

清除危岩;削坡减载;排水防渗;加固斜坡;修建落石平台、落石槽、挡石墙等对落石进行拦截;加强监测预报。

4.2.4 地面塌陷防治措施

进行采空区回填;加强监测工作;加强开采管理,对重要建筑物以下禁止开采,一般建筑物合理预留保护矿柱;严重沉陷区应进行搬迁。

4.3 生物工程防治措施

通过增加植被覆盖率来稳固斜坡,减少泥石流的固体物源,消减泥石流的下泄流量,起到降低泥石流规模和发生频率的作用。

5 地质灾害防治管理建议

地方政府应重视地质灾害的防治,组织专业技术人员对各级监测人员进行必要的地质灾害知识培训,制定重要地质灾害隐患点巡回检查计划;加强矿山开采管理,对地面塌陷区进行监测与防护;加强地质灾害知识宣传,做好防灾避灾工作。

参考文献

[1] 刘永贵,林景胤,蔡福顺,等.吉林省桦甸市地质灾害调查与区划报告[R].中国建筑材料工业地质勘查中心吉林总队,2001-2002.

[2] 吉林省桦甸市国土资源局.桦甸市地质灾害防治“十二五”规划[R].2012.

[3] 中国地质环境监测院.《县(市)地质灾害调查与区划基本要求》实施细则[R].2001.

[4] 中国地质环境监测院.《县(市)地质灾害调查与区划》空间数据库系统建设技术要求[R].2001.

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一、工程概述

新建铁路织金至毕节线石头寨隧道工程包括石头寨隧道和石头寨隧道平导,里程范围:正洞DK359+272~DK362+770,全长3.498Km;平导PDK359+272~PDK360+530,全长1258m。

石头寨隧道是织毕线重点控制工程,位于织金县金龙乡境内,洞身进口位于架盖河右岸的陡坡上,往南经大冲、黄山坝子、岩脚至七棵树冲沟边出洞,属云贵高原低中山溶蚀地貌,地面高程1204~1495m,自然坡度5°~60°,局部为陡崖,地形起伏较大。洞身穿越马场断层、依多背斜、张家寨断层等构造。隧道全长3498m(其中Ⅲ级围岩长1770m,Ⅳ级围岩长1340m,Ⅴ级围岩长388m,Ⅳ、Ⅴ级围岩占49.4%),为单线隧道,隧道最大埋深约282m。隧道施工设平导一处,位于隧道进口线左30m。平导里程DK359+272~DK360+530,全长1258m(其中Ⅲ级围岩长770m,Ⅳ级围岩长340m,Ⅴ级围岩长148m)。全隧道除DK359+548.29~DK361+074.2段(1525.91m)位于半径3500m的左偏曲线上外,其余均位于直线上,洞内线路纵坡为单向上坡,依次为进口28m为0‰平坡,洞身400m为10‰的上坡,洞身3050m的11.5‰的上坡,出口20m的6‰的上坡。

二、隧道施工时常见的地质灾害种类

隧道施工时时常会发生围岩变形、塌方与涌水等地质灾害,这些地质灾害问题发生的条件是各不相同的,然而,它们对于隧道施工所产生的巨大危害却又是大致相同的。下面便对这些隧道施工中常见的地质灾害问题逐一加以分析。

1、围岩变形破坏的问题

围岩变形破坏是隧道施工过程一类较为常见的地质灾害,这类灾害的一般表现是:支离破碎或较为松散的围岩山体产生冒落问题与塌方问题,带有膨胀性的大山岩体会局部地出现变形现象与塌滑现象,使得隧道的支护结构时常受到严重的破坏,导致大山岩体会出现岩爆现象。但是塌方是隧道进行施工过程中常见的地质灾害问题,其中大多数也都是由于围岩失稳问题而产生的突发性的崩塌状况,最终造成了重大的生产安全事故。

2、涌水与突水的问题

涌水与突水的问题也是导致隧道施工时常见的地质灾害的问题之一。涌水问题发生时,会携带着很多的碎屑,并和突水问题同时爆发在隧道节理裂隙的密集区域,而突水问题又经常地在岩溶的洞穴中与溶隙加以发育的相关地段以及含水层部分、隔水层部分的交界面处发生。

3、地面的坍塌与沉陷的地面的问题

坍塌问题与沉陷问题通常会发生在隧道的施工的整个过程当中,甚至会在施工过程结束以后还会有发生常见的地质灾害问题的可能性。地面产生坍塌的原因大多是在于隧道的长期涌水和抽取了大量的地下水之后而造成的,还有相当一部分的地面坍塌的发生原因是隧道的顶板发生冒落状况或塌方状况。但是地面的沉陷问题却大多数情况下发生在深埋的隧道施工过程的开始阶段时。地面坍塌问题和沉陷问题所导致的地质灾害不仅会给隧道的施工本身带来更大的施工难度,而且也会使得地表的建筑将受到严重破坏,并最终造成周围的生态环境进一步的恶化。

4、隧道施工过程中其他的地质灾害问题

除了上述比较常见的隧道施工过程中的地质灾害问题以外,在实际的施工过程中,包括瓦斯爆炸问题和淤泥带突泥问题等地质灾害也偶有发生,同样会对隧道的施工进度及从业人员的生命安全造成极大的威胁。

三、隧道施工过程中常见地质灾害问题的相关防治措施

随着隧道施工工作的逐步步发展,隧道施工工程的规模和埋深度也在逐渐加大,施工的地质条件也变得越来越复杂,隧道工程在施工前务必要做好相关地质方面的勘察工作与研究工作,只有这样,才能确保施工工程的顺利开展。但是实际操作时,很多的时候,隧道工程在施工以前虽然进行了十分充分的勘察工作与分析工作,但是开挖以后却意外地发现,很多的地质结构已经发生变化,和勘察工作获得的信息并不完全相同,甚至还产生了极大的差错。由于在不同的地质情况下是会产生完全不同的地质灾害的,所以必须依据施工现场的具体环境,并结合科学理论来进行分析工作,只有这样,才能最终制定出富有针对性的灾害防治措施。

1、塌方问题的防治措施

很多比较松散与支离破碎的围岩时常会产生隧道的塌方现象,通常意义上讲,这种情况下,就要对围岩在整体上进行加固稳定性与增大强度的处理工作。施工过程中较为常见的处理方式有超前长管棚和超前锚杆两种,这些措施都可以使围岩的稳定工作与强度增强工作得以顺利实现,从而使得隧道的塌方发生机率大幅度降低。而面对断面大隧道在进行开挖工作时,务必要对那些软弱围岩的相关部分都采取逐步进行开挖的施工方式,这样做的话,既能够使得围岩暴露的时间方面大大减少,而且在开挖以后,也能够立刻地开展支护处理工作,使得隧道的围岩在稳定性上大大地增加。

2、岩爆地质灾害的相关防治措施

在防治诸如岩爆类的地质灾害的时候,既能够采用预报监测的方式,也能够运用地应力来进行相关的卸除,采用多循环分步开挖方法和超前高压注水的方法等施工的方式来对岩爆灾害极有可能产生的相关部位来进行重点的监测工作与预控工作,以上措施都可以有效地缓解岩爆灾害造成的损失程度。

3、突水问题与涌水问题的防治措施

隧道施工时,一旦出现突水问题或是涌水问题等灾害,应当通过排和堵的具体措施,或者直接采用排堵相结合共同使用的相关措施来进行有效的处理工作。在对突水问题和涌水问题进行治理的同时,还要对施工工程的附近的暗河及溶洞的突水部位也做好监测工作与预控工作。通过监测与预控来实现对施工阶段的地质预报。进行监测和预控工作时,不仅需要要准确对溶洞与暗河和隧道的交汇位置的做出准确的分析,还要做到在隧道进行施工出现突水与涌水以后,对那些非岩溶深埋的隧道也要进行排水导坑和钻孔疏干的相关治理工作。岩溶隧道与浅埋隧道的治理还是要以堵的方式为主,尽量地阻止地下水位发生下降,还要防止地面出现塌陷情况和井泉干涸等现象,因为这些问题将直接地破坏到周围的生态环境。施工时还应该先使用隔水层开挖,然后再进行含水层的开挖,这样做能够有效地减少突水事故的发生概率,还能使用超前引排与超前预注浆等施工方法,也都能够有效地减少突水类灾害的发生。

4、地面坍塌与沉陷的防治措施

地面发生坍塌,可以采取回填、绕避等施工方式,有时还要对施工洞穴的顶板加固等措施,这些措施都可以有效预防地面坍塌和井泉的干涸,防止对周围环境造成的恶劣影响。很多浅埋隧道地表坍塌都是由隧道塌方造成的,所以可以在隧道开挖初期,采取锚初期的支护,控制隧道发生变形。

5、其他地质灾害的防治措施

隧道在施工中如果穿过煤层,很可能发生瓦斯爆炸,所以一定要对地质预挖部位进行地质的探测,加强地质隧道施工的超前预报十分重要。另外还有钻爆法隧道施工对防爆的处理和防治措施。

结束语

综上所述,隧道施工存在很多安全隐患和风险,但是施工中只要我们能认清常见的地质灾害成因,规范施工,做好防治防范措施,就能减少和避免这些地质灾害现象的发生,将隧道施工的风险和安全隐患降到最低。

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1岩土工程和地质灾害的含义

1.1岩土工程

岩土工程是地质工程学的分支,是研究岩土层的开挖或者是加固的工程,所以说在进行岩土工程的过程中是很容易产生一些灾害的,一旦出现就会给施工的全过程带来严重的影响。轻则影响施工进度,重则威胁到施工人员的安全,这将会给施工单位带来很严重的影响和无法挽回的损失。

1.2地质灾害

地质灾害就是由于自然原因或者是人为的原因而引发一些对人们的生命财产安全和生活环境造成很大影响的地质现象。地质灾害的种类很多,其中包括山体滑坡、泥石流、地面塌陷等。根据调查我们发现很多的地质灾害的出现都是人为的原因造成的,地质灾害一旦出现就会给我们的生活带来很严重的经济损失,我们国家每年因为地质灾害带来的经济损失占到总的自然灾害的20~25%,所以说地质灾害给我们带来的经济损失是巨大的。因此,在进行岩土工程或者是其他一些工程的时候一定要注意预防,这样才能在最大限度上保证施工的安全。

2我国地质灾害的特征和危害

我们国家幅员辽阔,各种地形和地势的地区均存在,所以就会出现各种不同的地质灾害,这些地质灾害出现的时候会有一定的特点,会给人们的生命安全和财产带来很大的损失,下面我们就来具体介绍一些不同的地质灾害的特点和危害。

2.1滑坡

滑坡是指斜坡上面的土体和岩体受到一些因素的影响而出现的整体下滑的现象。滑坡出现的因素很多,最主要的还是地震和降水,一旦出现地震或者是很大的降水就会很容易出现山体滑坡,一旦出现山体滑坡将会对山下的住户产生很严重的影响,轻则对他们的居住地产生一定的影响,重则会威胁到他们的生命安全。山体滑坡容易出现的地区都是高差比较大的地方或者是靠近湖泊河流的地方,所以说在进行岩土工程的时候,如果在这些地方施工就要注意滑坡的出现,要做好相关的预防工作,保证施工过程的安全。

2.2崩塌

陡坡上面的岩石或者是岩体的下部空虚,经受不住上面的压力的时候就会出现崩塌的现象。这种地质灾害的出现很多情况下是人为的原因,在修公路或者是进行一些其他的工程的挖掘的时候就很容易出现这样的情况,一旦出现就会给工程施工带来很严重的灾难,给施工人员的生命安全带来很大的威胁,而且还会造成很大的损失。

2.3泥石流

泥石流的出现是由于降水或者是冰雪融化在沟谷或者山坡上产生的带有大量泥沙和石块的混合颗粒流。产生泥石流的原因有很多,比如说人们乱砍乱伐,施工的过程中不注意石块的整理,这样就很容易在大量降水的情况下产生泥石流,泥石流一旦出现就会给居住在地势低的居民带来很大的损失。

2.4地面变形

地面变形包括地面沉降、地面塌陷和地面缝等,目前我们国家很多的地区出现了这种地质灾害。产生这种地质灾害的原因主要是过度开发地下资源,过度开发地下水和地表岩溶活动等引起的。因此,在进行岩土工程的时候要注意这一点,要先调查周边的情况,防止出现地面变形。

3岩土工程施工中的主要施工技术和地质灾害防治措施

3.1主要的施工技术要求

人工诱发的地质灾害损失重大,因此在施工过程中应该严格的按照相关的技术要求和施工标准进行施工作业。地质灾害施工的特点是施工复杂和工程具有很大的隐蔽性,在不同的环境下,施工的重点和技术又会不同,因此施工又有很大的多样性,这都给施工人员带来了很大的困难。因此在施工过程中要严格的按照相关的施工要求进行施工,在施工中还要充分的借鉴之前的经验,来提高施工建设的质量。

3.2地质灾害的相关防治措施

3.2.1做好工程设计工作

要想做好地质防治工作就要做好工程设计,保证工程建设的合理性,在进行工程设计时,一定要全面,考虑所有的因素,依据崩塌、滑坡等成因来进行工程设计。在进行工程设计时还要依据实际情况来进行具体的调整,地质灾害防治设计要依据当前可能引起地质灾害的原因来设计主要的防治措施,同时还要依据防治的难度来增强工程建设的强度,确保能够实现有效的防治。

3.2.2地质灾害防治的主要工程措施

当前在施工中防治自然灾害还有一定的施工工程措施,包括拦挡工程、加固工程、护坡工程、截水工程等,这一系列的工程都是为了能够更有效的防治,在施工中可以利用相关的防护工程来起到地质灾害防治的作用。在选择防治工程时,同样要依据建设的地方的具体情况和经验进行选择,比如水库建设就要做好和截水工作,此时就可以利用截水工程来实现,在利用工程措施时,并不是单独使用一种,也可以多种措施进行结合来达到防治的目的。

3.2.3地质灾害防治措施

上述介绍中我们提到过当前地质灾害防治的措施主要有工程类措施和生物类防治措施,下面我们就这两种措施的具体应用进行具体的探讨。工程防治措施是最常用的防治措施之一,因为工程措施具有高效率的特点,但是工程措施的使用具有一定的条件,只有达到条件之后,工程措施才能够发挥其真正的作用。工程防治措施一般适用于小型的土质滑坡,在这种条件下就可以利用工程防治措施来实现有效的防治工作,能够实现有效的排除,消除地质灾害发生的可能性。对于中型或者是大型的滑坡,要依据工程建设的实际情况和当地的情况进行合理的选择。生物防治措施是另一个比较常用的防治措施,生物措施主要是用于来保护当地的绿色植被,来达到涵养水源的目的,从而降低地质灾害发生的可能性。生物防治方法具有科学、环保等优点,同时施工量较小。在施工过程中还可以采用避让措施进行灾害防治,避让措施主要有雨天避让措施和搬迁避让措施两种,就是指在雨天对可能发生灾害的地方进行搬迁,一些发生自然灾害可能性大的城市和地方进行搬迁,达到有效防治的目的,搬迁会给人们的生活带来巨大的影响,因此在选择方法时,我们一般会优先考录前两种方法,最后再是避让措施。

4总结

岩土工程中地质灾害防治是一项长期的工作,地质灾害特别是人为因素诱发的地质灾害会给人们的生活带来极大的损害,损害人们的生命和财产安全。随着科学技术的发展,一些新的防治技术逐渐的被用于地质灾害的防治,比如生物防治技术,这些技术的成本低,效果明显,对于地质灾害防治具有明显的作用,同时自然防治措施还优化了人们居住的环境。随着科技的进一步发展,一些新型的防治技术将会出现并应用到防治过程中去,对于提高人们生活质量具有重要的意义。

参考文献

[1]邓清才.关于岩土工程地质灾害防治的探究[J].中华民居,2013(12):252~253.

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1 地质环境条件

该区地处云贵高原向湘西丘陵过渡的斜坡地带,境内地形地貌受构造、地层岩性控制,在内、外地质营力共同作用下,主要由碳酸盐岩溶蚀形成岩溶低中山区和碎屑岩形成的构造侵蚀地貌,一般海拔270~1100.2 m,最高点下溪乡米公山,海拔1149.2 m,最低点为下溪河出境处(长田湾),海拔270.0 m,高差约762 m。总之,区内地势东部低、西部高、中部隆起,自中部向北东南三面倾斜构成特区境内地形格架。

区内地貌类型主要有构造侵蚀地貌、溶蚀地貌和堆积地貌三类。境内出露地层从老到新为板溪群、南华系、震旦系、寒武系和第四系,其中以寒武系碳酸盐岩地层出露面积最大,次为板溪群、南华系地层。

2 构造及地震

研究区大地构造位置属扬子准地台黔北台隆遵义断拱贵阳复杂变形区与华南褶皱带接攘的过渡地带,区内经历过多次构造运动,形成了以北东向褶皱、断裂构造为主的基本构造格架。主要褶皱有万山向斜、下溪背斜、米公山向斜。主要断层有翁幔断层、敖寨断层、亚鱼场断层、田坪断层、高楼坪断层、铺前断层、大龙断层、黄道断层、长断层。褶皱受断层构造控制,其展布特征与构造线方向一致。境内新构造运动主要表现为间歇性掀斜隆升、地壳抬升,形成以剥蚀、侵蚀地貌为主兼有岩溶地貌的多级夷平面的低中山区。

3 岩土体工程地质类型及特征

境内的工程岩土体组合复杂多样,主要岩性有寒武系的灰岩、泥灰岩、白云岩、白云质灰岩,其次为板溪群、南华系、震旦系的页岩、砂岩、粉砂质页岩、砾岩、板岩及第四系的粘土、粉质粘土、碎石土等,各时代的岩石具有不同的力学强度,以新鲜完整的石灰岩和砂岩强度最高,白云岩次之,属坚硬岩类,但岩溶发育地带及断裂带上的碳酸盐岩,因溶蚀而形成较多孔隙或受断裂影响而破碎,其抗压强度明显减弱;泥、页岩强度较低,属软质岩类;松散堆积层强度最低。

4 地质灾害隐患发育分布特征

研究区地质灾害隐患具有点少而面广、规模以中小型为主、发灾频率高、威胁人口多等特点,通过调查,县境内发育的地质灾害有滑坡、崩塌、不稳定斜坡、地面塌陷等共46处。地质灾害隐患以滑坡、地面塌陷为主。滑坡22处,占灾点总数的47.83%;地面塌陷12处,占灾点总数的26.09%;其次为不稳定斜坡6处、占灾点总数的13.04%;崩塌6处,占灾点总数的13.04%。

地质灾害分布在空间上既具普遍性,又具不均匀性,万山镇汞矿采空区及东部区域分布密集,其它地区特别是南部溶丘洼地地区分布稀疏。区内的46处地质灾害隐患点共造成13人受伤,41户83间房屋被毁,154户被搬迁,造成经济损失672万元。目前调查的46处地质灾害隐患仍然威胁1401户7所学校共6064人,威胁的资产达6690.2万元。

根据调查区内重大地质灾害隐患的分布与所处的地质环境条件、人类工程活动、植被发育状况有着密切的联系。所处的条件不同,其分布密度、规模以及空间位置差异亦较大。本节通过统计和分析,揭示研究区重大地质灾害隐患的发育分布特征。

根据本次地质灾害隐患详细调查,研究区共发育现状地质灾害隐患点46处,其中威胁人数大于100人的重大地质灾害隐患点16处,其中13处为自然因素引起的地质灾害,3处为人为因素引起的地质灾害。16处重大地质灾害隐患中包括滑坡8处,崩塌2处,不稳定斜坡2处,地面塌陷4处,可见,滑坡和地面塌陷为万山区最为发育的重大地质灾害隐患类型。根据调查,将所有地质灾害点的类型、数量加以统计,可以看出地质灾害分布极不均匀。

5 防治措施建议

万山区16处重大地质灾害隐患防治措施主要包括:搬迁避让、工程治理和加强监测等。其中建议采用搬迁避让措施为主防治的隐患点3处,建议采用工程治理措施为主防治的隐患点12处,建议目前采用加强监测手段为主预防的隐患点1处。以区内多发的滑动为例,建议措施如下。

5.1 监测

监测点的布置原则为“突出重点、兼顾全面、点面结合”,针对形态特征明显,变形密集的地段布设,并能形成点、线、面、体的三维立体监测网,包括地表位移监测、深部位移监测、地下水动态监测。

建议采取长期、中期、短期及临时的预测预报,一有情况及时上报主管部门,由政府。

5.2 治理工程治理方案

方案一(地表截排水方案):地表水入渗是滑坡引发的主要因素,在滑体和滑体上修建截排水沟拦截地表水,减少地表水入渗,对减缓滑坡变形的作用较大,且成本较低,但其缺点是不能使滑坡完全稳定、根除灾害。初步概算费用60万元。

方案二(挡土墙支挡方案):在滑坡体变形严重的地段或前缘剪出口附近设置挡土墙工程起到阻滑作用,优点是施工方便,见效快,费用低,其缺点是抗滑、抗倾覆能力低,不宜用于厚度大、推力大、变形强烈的滑坡。施工时开挖面积大,场地要求高。应与抗滑桩配合使用,初步估算费用500万元。

方案三(削坡和植被护坡方案):由于滑坡的整体坡度在18°~30°,且坡面呈陡坎-平台结构,坡体上基本为农田耕植土,且坡体上建筑物分布不集中,因此不适于采用削坡减载措施。

方案四(锚固方案):由于滑坡滑体物质主要为第四系滑坡堆积物或残坡积物,滑体厚度相对较大,结构较松散,强度较低,因此也不适于采用锚固工程措施。

方案五(抗滑桩支挡方案):在滑坡体变形严重的地段或前缘剪出口附近设置抗滑桩工程达到阻滑作用。由于该滑坡体物质组成以含碎石粉土、砂土为主,滑体厚度相对较大、推力也较大,故采抗滑桩支挡的治理措施。优点是可消除滑坡下滑以及变形作用,缺点是工程造价比较高,初步估算费用400万元。

5.3 非工程治理措施

5.3.1 避让措施

即把滑坡体内及影响范围内受威胁的居民住户全部搬迁到其它安全地带,此方案优点是避开滑坡威胁,安全度高;缺点是造成大量人力、物力、资金浪费,初步估算费用1000万元。

5.3.2 政府行政措施

环境工程地质条件对工程建设至关重要,是国民经济发展规划的基础,建议政府主管部门加强地质灾害和环境保护知识的宣传、普及,并且严禁在滑坡区范围内进行不合理开挖等工程活动。

参考文献

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关键词 林州;红旗渠;地质灾害;防治工程;建议

1.前言

(1)婉蜒于太行山脉悬崖峭壁之上的红旗渠,被世人称之为“人造天河”,在国际上被誉为“世界第奇迹”。它是上世纪60年代林州人民自力更生修建的一项伟大水利工程。它还承载着“自力更生、艰苦创业、团结协作、无私奉献”的红旃渠精神,是中华民族精神的象征。

(2)红旗渠沿线地质条件极为复杂,各种类型地质灾害频繁发生。自红旗渠建成运行以来,几乎每年都有崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害发生。1996年8月3~4日,由于连降暴雨,总干渠沿线共有154处发生地质灾害,造成渠道淤塞,淤方达,渠墙倒塌840处,造成的直接经济损失达1. 17亿元,灾后的修复费用达1100余万元。多年来,平均每年用于地质灾害灾后修复的费用即达数百万元。如何有效地防治沿线地质灾害,确保红旗渠顺畅其流,千秋永固,是值得环境地质工作者研究的一项重要课题。

2.红旗渠沿线地质灾害现状

红旗渠总于渠长70. 61Km,跨越山西、河南两省,于山西省平顺县石城镇侯壁断下引浊漳河水入林州。沿线地质灾害类型主要有崩塌、危岩体、滑坡和泥石流等。通过调查发现沿线各种地质灾害共94处,其中崩塌24处,危岩体44处,滑坡12处,泥石流14处。

2.1崩塌。崩塌是指高陡斜坡上的岩土体完全脱离母体后,以滑移、滚动、跳动、坠落等为主的移动现象和过程。

2.1.1崩塌灾害的分布规律。崩塌灾害主要分布在红旗渠渠首——小谷堆寺段和青年洞——木秋泉段。其发育的工程地质岩土类型,一是松散松软岩土类及散体状风化变质岩类组成的陡倾斜坡,在降雨侵蚀、冲刷及人类工程活动等因素的诱发下,使边坡失稳而产生滑移式或滑塌式崩塌,如2000年7月5日发生在渠首附近的崩塌即属此种类型;二是层状碎裂硬碎屑岩类组成的峭壁,下部存在软弱夹层,区域性构造裂隙将硬碎屑岩切割成块体,当裂隙贯通后,岩体失稳而坠落,2001年8月,发生在山西境内豆口村附近的崩塌即属此种类型(图1)。

2.1.2崩塌灾害的规模。不同部位、不同边坡类型崩塌体的规模有所不同,按其体积大小可划分为4类:即

(1)特大型(大于1OOOOm3);

(2)大型(1010-10000 m3,);

(3)中型(500~ 1OOOm3);

(4)小型(小于500m3:)。按以上划分原则,红旗渠沿线特大型崩塌有3处,占崩塌总数的13%,大型崩塌有7处,占崩塌总数的29%,中型崩塌有5处,占崩塌总数的20%,小型崩塌有9处,占崩塌总数的38%。最大的崩塌体积为35190 m3,位于赵所NW280。、700m处。

2.1.3崩塌体的形态。

2.1. 3.1三棱体状、块状。这类崩塌体主要受节理形成的裂隙和岩性控制。岩层底部多为软弱岩层形成的岩腔,上部为巨厚层块状岩体,节理形成的裂隙成为崩塌体形状边界。 2.1.3.2不规则状。这类崩塌体主要发育在散体风化变质岩类组成的斜坡,受风化裂隙及卸荷裂隙控制,呈不规则状。

2.2危岩体。危岩体是正在开裂变形,并可能发生崩滑的危险山体。目前调查共发现44个危岩体,其中在总干渠渠首——青年洞段分布最为广泛,在渠长约26Km的范围内危岩体数目达42个之多,总方量达86499m3。

2.2.1危岩体的分布规律。危岩体主要分布于层状碎裂硬碎屑岩工程地质岩类中。危岩体的发育一是受地形控制,在山梁前缘突出部位的陡坡之上,风化裂隙、卸荷裂隙和构造裂隙集中发育,易使山体开裂变形,有些山体甚至出现支离破碎的状况;二是受岩性控制,由软弱岩层形成岩腔,造成上部岩体临空,易引发崩塌。

2.2.2危岩体的形态。

2.2.2.1柱状危岩体。主要为竖向棱角状、圆柱状、三棱柱状等,一般发育在岩体单层厚度大、受多条陡倾裂隙的切割、部分悬空的部位,此类危岩体共19个,占危岩体总数的43. 2%。

2.2.2.2不规则状危岩体。一般发育在岩层单层厚度薄、层间裂隙发育,且受多条不同方向裂隙切割,岩体本身严重变形、支离破碎,此类危岩体共17个,占总数的38.6%。

2.2.2.3 楔形状、块状和壳状危岩体。受裂隙和岩层厚度所控制,同时也受岩体强度控制。此类危岩体受陡倾裂隙和缓倾裂隙切割,其底部部分岩体己发生过崩塌或风化剥蚀、水蚀而使其部分临空。此类危岩体共8个,占总数的18. 2%。

2.2.3危岩体的规模。红旗果沿线危岩体规模大小不等。按体积的大小将其规模划分为3类:

(1)大型(大于500m3);

(2)中型(100~ 500m3);

(3)小型{小于1OOm3)。按以上原则划分,红旗渠沿线大型危岩体有26个,占危岩体总数的59.1%,中型危岩体有13个,占危岩体总数的29. 5%,小型危岩体有5个,危岩体总数的11. 4%。危岩体最大者体积约13500m3,位于东脑村291。红旗渠拐弯处(图2)。

2.3滑坡。

2. 3.1滑坡是指斜坡上的岩土体,在重力作用下,沿着一定的软弱面或软弱带,整体或分散地顺坡向下滑动的现象;本次勘查调查到红旗渠总干渠沿线滑坡地质灾害12处。

2.3.2主要分布在渠首(赵所段)。在调查中发现,滑坡一般发生在以下几种类型的边坡:(1)胶结较差的砾岩边坡。(2)土质松散、松软的边坡。(3)裂隙发育、岩体破碎且后缘有陡倾大裂缝存在的边坡。(4)由老崩塌堆积物组成的边坡。此外,层面裂隙发育、且裂隙面与坡面同向的边坡也易产生顺向滑坡。发育滑坡的边桩坡度一般在30~ 50。之间。红旗渠总干渠滑坡发生的位置有两种情况:一种是,滑坡发生在红旗渠上方的高陡斜坡,斜坡岩性有半胶结状砂砾岩、黄土状土,滑坡形成主要受斜坡坡度,粘性土夹层、排水条件等控制,在降雨、水浸、地震、爆破等诱发因素的作用下,变形失稳,滑移破坏,如小旦河滑坡。另一种是,滑坡发生在渠基,红旗渠渠基多座落于斜坡之上.渠基岩性为软质岩石或松散坡洪积物时,在水浸和重力的作用下,形成滑坡。如王家庄红旗渠12 +900—13 +070m处发生滑坡(图3),滑坡体长120m,宽20m,高30m.统计方量10.2×104m3,造成170m渠道全部毁没,损失惨重。

2.4泥石流。红旗渠总干渠共有沟谷泥石流5处,坡面泥石流9处。

2.4.1沟谷泥石流。沟谷泥石流的发生运动和堆积均在一条比较完整的沟谷中进行,其固体物质来源主要来自于沟谷中的松散堆积物以及其两侧支沟,形成区海拔一般在1200~ 1400m之间,其平面形态大致呈桃叶形、近花瓶形。主要分布在青草凹一棘针林沟一带,具体为青草凹东山沟、王家庄对岸小旦河、赵所村西南皇后后沟和杓铺西棘针林沟等四条沟谷。

2.4.2坡面泥石流。主要发生在松散松软岩土体工程地质类型。由冲洪积层、坡洪积层、风化残积层、黄土状土等松软松散岩土体构成的临渠斜坡,是坡面泥石流高发的主要地段。主要分布在浊漳河阶地、浊漳河支流河谷沟口、崩塌,滑坡发育的山坡及植被稀疏的风化残积层覆盖的斜坡地带。

3.地质灾害的形成因素

3.1地质灾害形成的地质环境条件。

3.1.1地形地貌环境。红旗渠总干渠沿线地处太行山区,由于浊漳河的长期侵蚀切割,造成沿河两岸山势陡峻,尤其是右岸,到处是悬崖峭壁或高陡斜坡。地形最高处海拔高达1500m,高差近千米。陡峭的地形构成了红旗沿线边坡失稳的重要因素。每年雨季朋塌、滑坡及泥石流等地质灾害经常发生。在红旗渠与冲沟交叉并拐弯处,一般向里凹,而经过山梁前缘并拐弯处一般向外突出,该处的山体斜坡是危岩体的高发地段。

3.1.2岩土体工程地质性质。

3.1.2.1 由太古界黑云斜长片麻岩和黑云角闪片麻岩组成的散体状风化变质岩类,一般形成坡麓地貌。表层风化破碎呈散体状;下部裂隙发育,岩质软弱,在临渠处或红旗渠穿山隧洞洞口上方坡度较陡处,易产生崩塌灾害。此类灾害在任村镇本秋泉附近渠段最为典型。

3.1.2.2由中元古界汝阳群浅紫红色、灰白色相间石英砂岩组成的层状碎裂微风化硬碎屑岩类,常以悬崖峭壁出现。在构造作用、风化作用和人工开挖的影响下,临渠附近岩层各种裂隙极其发育,在薄层石英砂岩中甚至引起岩体支离破碎。这类岩体最易形成危岩俸或崩塌灾害。据统计,在发现的44个危岩体中,就有42个属于该类岩体,占危岩体总数的95%以上,说明硬质脆性的石英砂岩是红旗渠沿线危岩体的高发地层。另外,渠内侧中元古界汝阳群石英砂岩地层中存在一层紫红色砂质页岩夹层,沿线分布比较普遍,厚度在1.2~2. 5m之间,不同渠段厚度有所差异。该层页岩由于较石英砂岩软,易风化破碎,遇水易软化,属石英砂岩地层中的软弱夹层,在临渠边坡上呈明显向里凹的特征,尤其在渠内侧下部,由于人工开挖、渠水冲刷等因素的作用下,部分渠段造成其上部石英砂岩地层形成临空带,其宽1.5~2. 5m不等。如渠首、豆口、青年洞附近等渠段最为典型。临空带的存在,加剧丁上部岩体的危险性,易使其上部石英砂岩地层中的危岩体发生变形,拉断而产生崩塌。

3.1.2.3由寒武系、臭陶系灰岩、白云岩、泥灰岩组成的块状微风化中等岩溶化碳酸盐岩类,常以缓坡、圆形山包的地貌出现,临渠处边坡一般较为稳定;仅部分渠段,当地层倾向与坡面同向,且与渠走向垂直时,其上部的坡积物在雨水的冲剧下易形成小型滑坡。另外,在地层遭受强烈破坏、岩体破碎的地段,其物理力学性质差,在连续降雨的冲刷、浸蚀诱发下,易形成较大的滑坡。如1996年夏天发生在赵所村西北渠段的滑坡即属于这种类型。

3.1.2.4 由寒武系下统紫红色砂泥质页岩组成的薄层状中等风化较软碎屑岩类,由于其风化剥蚀作用强烈,在其形成的陡坎下常可见大量的风化剥落堆积体,这类岩体组成的边坡,在雨水冲刷下易产生崩塌、滑坡灾害。

3.1.2.5由第四系冲洪积、坡洪积物组成的松散、松软岩土类,一般呈阶地堆积地形。临渠处边坡稳定性较为复杂,胶结较好的砾岩层较为稳定(如杨耳庄一白家庄渠段),而胶结较差的卵砾石层以及混合土层,其边坡稳定性则较差,当边坡较陡时,易形成崩塌、滑坡和泥石流。如山西境内的王家庄附近滑坡即属于这种类型。

3.1.3新构造运动特征。红旗渠沿线处于新华夏系第三隆起带的东缘,新构造运动非常活跃,主要形式为差异运动和断裂活动,从区内的水系特征和宏观地貌上来看差异运动造就了基岩裸霹、沟谷深切、谷坡陡立,沟谷纵向坡度大,重力堆积物发育,是滑坡、泥石流灾害发生的地质基础。另外,不同规模的断裂和构造裂隙,常成为区内危岩体和崩塌产生的主要因素。

3.2地质灾害的诱发因素。

3.2.1大气降水。大气降水的冲刷和渗透作用,是产生崩塌、滑坡、泥石流的重要诱发因素。一是渗透水进入岩土体中,使岩土体抗剪强度降低;二是渗透水进入岩石裂缝,使裂隙水压力增加,可迅速改变岩土体原有的平衡状态,对地质灾害起到诱发和促进作用。据气象资料显示,林州市降水量主要集中在每年的7~8月份,约占全年降水量的60%左右,这个时段各种地质灾害发生最为频繁。

3.2.2融雪冻融作用。岩体裂隙中水的冰冻和融化产生的胀缩作用土体稳定状态,诱发崩塌、滑坡等地质灾害的发生。

3.2.3渠道渗漏。红旗渠经过40多年的运行,风剥水蚀,工程老化,年久失修,造成渠道勾缝脱落,渠墙渗蚀掏空,渗滑严重。渠道渗漏会引起渠基掏空,产生不均匀沉降,尤其是在渠基岩土工程力学性质较差的渠段,渠水下渗,使渠下土体达到塑性状态或当水渗入不透水层时,接触面含水,减少其摩擦力和粘聚力,使渠基或渠墙产生变形破坏,威胁渠道安全。

3.2.4地下水。主要表现在一些山前缓坡地段,渠内侧坡面上具有一定的汇水面积,松散堆积物较厚,且具有相对隔水层、植被发育,有利于地下水形成和运动。这些地段在地下水压力的作用下易造成渠墙变形破坏。如豆口村南、河口村西南以及柏树庄、尖庄和木秋泉附近渠段内墙崩毁多处。

3.2.5工程活动。

3.2. 5.1红旗渠的修建改变了沿渠山体斜坡的天然稳定坡角,同时加速了岩层的风化剥蚀,诱发崩塌、滑坡、泥石流的发生。

3.2.5.2干渠沿线进行旅游资源开发及基础设施建设(如道路修筑、景点建设)。

3.2.5.3与总于渠平行建设的新(乡)——河(口)公路改扩建工程开山放炮、挖土取石等破坏了地质环境。

3.2.6生物作用。主要为生物的物理作用及化学作用。植物的根劈作用使根茎沿危岩裂缝生长,裂缝扩大,使危岩体产生向临空方向的变形破坏。此外生物的分泌物对岩体的产生的分化破坏作用,加速危岩体变形失稳。

4.地质灾害防治工程措施

4.1危岩体防治工程措施。

4.1.1清除危岩体。规模小、危险性高,且所处边坡较稳定的危岩体,可予以清除,排除隐患。

4.1.2削坡。规模较大,底部部分较稳定的危岩体,可在上部清除部分危岩体,减小坡度和上部载荷,加强其稳定性。

4.1.3排水防渗。由于裂隙水压对于大部分危岩体的稳定有较大影响,因此在危岩体自身及其周边,应修建地表排水系统,防止岩体裂隙过量充水而导致岩体崩塌。

4.1.4固坡。对于底部塌空的危岩体,可在其底部进行支护,底部为软岩(风化破碎的薄层砂岩、页岩、泥灰岩等)的危岩体,进行底部喷浆护壁,防止其进一步风化、坍塌。危岩体自身整体性较好,可进行锚链加固等。

4.1.5遮挡。对于小型危岩体崩塌、落石,可对红旗渠进行棚硐等工程措施进行保护。

4.1.6监测预报。

(1)危岩体形变监测:主要手段包括:通过地面观察、形变测量、地倾斜测量、综合自动监测等方法从外部监测危岩移、裂缝变形、地面倾斜等现象;采用专控测斜、电测、声测、地应力测量等手段从内部监测危岩体的深部变形位移和应力变化。

(2)危岩体崩塌激发要素监测:主要监测降雨量、地震等。

(3)综合分析与预测预报:通过监测数据综合分析,建立危岩变形数值模型,确定崩塌破坏的临界值,建立预警系统。

4.2滑坡防治工程措施。

4.2.1治水。修建排水沟,拦截地表水,减少进入滑坡体的地表水量,减轻地表水对坡体的破坏。滑坡段渠底、渠帮进行防渗处理,防止因渠水下渗,而降低坡体的稳定性。

4.2.2固坡。修建抗滑桩、抗滑墙等支档工程。实施锚固工程,加固边坡,提高其稳定性。

4.2.3监测预报。

(1)滑坡体形变监测:以地面观察、形变测量、地倾斜测量、综合自动监测等方法监测裂缝变形、滑坡体水平位移、垂直形变以及滑坡体上树木、建筑等工程设施的形变情况。

(2)滑坡激发要素监测:主要包括地下水动态监测和地震监测。

(3)综合分析与预测预报:通过监测数据综合分析,建立滑坡变形数值模型,确定滑坡破坏的临界值,建立预警系统,对滑坡进行灾害预测预报。

4.3泥石流防治工程措施。

4. 3.1生物措施。泥石流防治的生物措施主要包括恢复植被和合理耕牧。一般采用乔、灌、草等植物进行科学地配置和营造,充分发挥其滞留降水、保持水土、调节径流等功能,从而达到预防和制止泥石流发生或减小泥石流规模,减轻其危害程度的目的。

4. 3.2工程措施。

4.3.2.1拦挡工程。修建谷坊、拦沙坝、格栅坝等,蓄水拦沙,减小泥石流流速、容重、规模,抬高局部沟段侵蚀基准,护床固坡,降低泥石流冲刷破坏能力,减轻沟床侵蚀。

4.3.2.2排导工程。修建导流堤、急流槽、束流堤等,引水输沙,规范泥石流路径,防止漫流,降低泥石流流速,削弱泥石流冲击破坏能力。

4.3.2.3 停淤工程。根据泥石流发育地区地形条件,修建停淤场,将泥石流引入预定场所减速停淤,防止漫流。

4.3.2.4沟道整治工程。采用固床沙坝、水泥沙浆砌石、石笼等方法保护泥石流沟坡,防止岸坡坍塌、滑移;在沟底进行铺砌或修建肋板稳固沟底,减少沟底冲刷。

4.3.2.5防护工程与错避工程。对泥石流地区的红旗渠、公路、桥梁、隧道、房屋等工程设施,进行防护或错避,抵御或避开泥石流的危害。防护工程包括修建护坡、挡墙、顺坝、丁坝等。错避工程主要包括跨越式错避、穿过式错避等。跨越式错避是指修建桥梁,使工程设施凌驾于泥石流沟上空,免受泥石流破坏。穿过式错避则是将工程设施置于泥石流沟地下,避开泥石流破坏。

4.3.3监测预报。除利用遥感技术,结合气象资料分析,进行区域泥石流活动中长期预报外,主要是利用降雨预测进行泥石流活动的短期预报和临灾警报。此外还可利用泥石流遥测地声警报器、泥石流超声波泥位警报器、地震式泥石流警报器等仪器直接监测泥石流活动,并进行短期预报和临灾警报。

5.结论与建议

(1)红旗渠沿线地质灾害的主要类型有崩塌、危岩体、滑坡和泥石流。崩塌24处,危岩体44处,滑坡12处,泥石流沟5处,坡面泥石流9处。地质灾害对红旗渠的安全运行造成巨大的安全隐患。

(2)建议尽快展开对红旗渠沿线地质灾害体进行详细勘查和治理工作,以确保红旗渠的安全运行,确保红旗渠顺畅其流,千秋永固。

参考文献

[1] 刘传正,地质灾害勘查指南,地质出版社,2000,17—166.

[2] 潘懋、李铁锋,灾害地质学,北京大学出版社,2002,85~132.

篇13

1 娄底市煤矿地质灾害类型

娄底煤矿地质条件复杂, 因此煤矿遭受的自然灾害种类也很多, 主要有开采沉陷地质灾害、滑坡、瓦斯爆炸、瓦斯突出、矿井突水、采矿废弃物污染和水土流失等, 严重的危及到矿山正常生产和人民生活。

1.1 开采沉陷地质灾害

开采沉陷是指地下有用矿物采出后,开采区域周围岩体的原始应力状态受到破坏,应力重新分布,以达到新的平衡,在此过程中,岩层和地表产生连续的移动、变形和非连续的开裂、冒落等破坏现象。

在娄底丘陵山区,开采沉陷导致地表塌陷和裂缝,将诱发山体滑坡。而在村庄下方采煤,由于地面不均匀沉降,致使民房出现不同程度的裂缝、倾斜,甚至倒塌,从而危及村庄居民的生命和财产安全。同时,开采沉陷会破坏地下水源,这表现在两个方面:一是为了防止矿坑涌水而进行的顶、底板疏水,使顶、底板承压水减少,地下水位下降;二是开采后采空区塌落,使上覆地层产生位移,产生导水裂隙,破坏各隔水层。据有关资料统计,娄底市因地下开采诱发的地面变形极为严重,截至2011 年底,全市共产生塌洞(坑)约15000 处(个),全市采煤塌陷地面积累计达到5200余亩,地裂缝22 条,地面沉降现象极为普遍。煤矿地面变形以冷水江、涟源及娄星地段最为集中,双峰、新化局部发育。据统计,冷水江市共有采空区17500 公顷,占全市总面积的三分之一,其中采空区地面塌陷有4000 多处,受损面积2900 公顷,造成1500 多栋房屋开裂,受灾人口达7000 余人[2-3]。

1.2 滑坡

煤矿的开采、矸石的堆放破坏了斜坡的原始平衡,是产生大量的滑坡、崩塌灾害的重要诱导因素。据不完全统计,娄底市每年此类灾害造成的经济损失以数百万元计。如冷水江市城西南约1.5km 处的浪石滩滑坡,1987年以来,浪石滩之上的侯家岭山体向南东(资水河床) 缓慢运动。同时,伴生地陷裂形变滑坡后缘形成一条长约2000m,宽5~100m,可见深度5~12m的大规模地陷裂带;严重危及冷水江市的安全,并对数家大中型厂矿和湘黔铁路构成威胁。

地面的塌陷不仅破坏了城镇和乡村建筑物、交通和水利工程设施等,而且改变了土地条件及其资源价值,使得大面积的土地丧失使用性。如新化县温塘崩岩山1942 年由于采煤活动淘空坡脚,使斜坡失稳,悬崖崩落造成12 人死亡和20 间民房全毁;煤矿排放的废渣常堆积在山坡或沟谷内,这些松散物质在暴雨诱发下,极易发生水土流失。煤矿开采引起的塌陷区改变了区域的地表水系格局,破坏地表覆盖和山体,加剧水土流失,大量破坏了地表植被和坡面山体,和松动的土壤、岩屑极易遭受侵蚀,因此造成的土地破坏、农田被压、河流淤塞和交通受阻等问题突出。全市各类煤矿造成水土流失面积约10667 公顷,水土流失总量约64 万m3,其中农地流失占28%,林草荒地占72%。

1.3 瓦斯爆炸与瓦斯突出

煤矿瓦斯是在煤炭开采过程中,从煤层或围岩中涌出的各种有害气体的总称,其主要成分是沼气。瓦斯爆炸是一定浓度的沼气在引火源的作用下产生的激烈氧化反应,爆炸产生的高温、高压气体可以造成人员伤亡和井巷、设备的严重破坏,并会扬起煤尘,形成连续爆炸,随之产生大量的一氧化碳,引发人员的继续伤亡,是煤矿事故中破坏性很强的重大灾害事故,如娄底市1993年晏家煤矿发生一起瓦斯爆炸事故,死亡22人,巷道摧毁严重,现场惨不忍睹。

另外娄底市保留248对矿井中,突出矿井128对,占矿井总数51.6%,灾害非常严重,可以说瓦斯突出事故娄底市煤矿“第一杀手”,如2005年资江煤矿发生一起特大煤与瓦斯突出事故,死亡40多人,突出煤量达1000多吨。随着娄底市煤矿开采深度的增加,采掘强度的加大,突出灾害程度越来越大。无论是从经济上看,还是从人民的人身安全来看,瓦斯灾害的防治都是刻不容缓的[4]。

1.4 矿井突水

煤矿突水事件在煤矿生产中也是常见的, 并且直接影响煤矿的生产、效益和安全,具有来势迅猛、瞬时涌水量大、损失巨大的特点,目前已经成为影响娄底市煤矿安全生产的重大关键问题之一。如2008年冷水江市金胜煤矿突发涌水,死亡6人,事故非常惨重;另外娄底市晏家铺矿区一些煤矿井下存在大量溶洞水,且矿井大都是带压开采,严重制约煤矿安全发展。

1.5 其他灾害

煤矿生产中的大量废弃物,如煤矸石、矿井废水的排放等也对周围的环境造成了严重污染。还有抽放瓦斯、燃烟煤气和烟尘污染等对井筒破裂所造成的损失是不容忽视的。由于煤矿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、底鼓; 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、乱挖乱采等, 非稳定因素积聚到一定限度引发各种灾害; 有的煤矿片面追求利润或为摆脱一时的经营危机, 摈弃常规, 如开采保安煤柱、求近避远, 结果会为后期发展埋下灾害隐患。

2 预防对策

2.1 高度认识煤矿安全生产的重要性

各级党委和政府要从思想上高度重视煤矿安全生产工作,要从维护人民群众根本利益和改革发展稳定的大局出发,坚持以人为本,认真落实科学发展观,正确处理安全与生产、安全与效益、当前与长远关系, 牢固树立安全第一和关爱职工生命的理念,真正把安全工作纳入经济社会发展的总体布局和政府工作的重要日程,进一步加强领导,落实责任,切实加强和改进煤矿安全生产工作。要坚持“安全第一、预防为主”的方针,逐步建立起安全生产的长效机制。

2.2 加强查明矿区地质状况预防

地质状况是产生各种地质灾害的地质背景,人类采掘活动使致灾速度加快,致灾程度更为严重。因此,应查明煤矿区内新构造运动性质、特点及活动程度,寻找出活动构造或不稳定的复活断裂,分析、认识各种地质灾害产生的原因及分布规律,合理规划煤矿区工程活动。认真开展矿区地质灾害危险性评价,按地质灾害类型谋划未来可能发生的事故,并做好灾害预测,制定防治方案,切实做好减灾防灾工作。

2.3 加强地质灾害监测预防

地质灾害监测的主要任务是监测地质灾害时空域演变信息、诱发因素等,最大程度地获取连续的空间变形数据,应用于地质灾害的稳定性评价、预测预报和防治工程效果评估。地质灾害监测是集地质灾害形成机理、监测仪器、时空技术和预测预报技术为一体的综合技术。随着科学技术发展,监测技术日趋成熟,设备精度、设备性能都具有很高的水平,而地质灾害的位移监测方法均可进行毫米级监测,高精度位移监测方法可以实现0.1mm精度。监测的方法也呈现出多样化、三维立体化。由于采用了多种有效方法结合对比检核,以及从空中、地面到灾害体深部的立体化监测网络,使得综合判别能力加强,对促进煤矿地质灾害防治能力有很大的促进作用[5]。

2.4 加强开采沉陷地质灾害预防

矿区开采沉陷地质灾害是相当严重的, 必须采取一些措施使开采沉陷地质灾害减小到最低程度,达到预防减灾的目的。矿区开采沉陷分布规律与许多地质采矿因素有关, 如煤层倾角、开采厚度、开采深度、采区尺寸、采煤方法、松散层厚度等。不同矿区的地质采矿条件往往差异较大, 开采沉陷分布规律亦有区别。因此, 各矿区应积极进行开采沉陷预测预报,在已开采区域科学布设地表移动观测站, 定期、重复地测定观测路线在不同时期内空间位置的变化,并对观测数据及时整理和分析,总结出所在矿区开采沉陷导致地表移动和变形的下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形的规律, 从而有效地预计、预报开采区域的地面塌陷状况及设施的破坏程度。根据待采区域开采沉陷预计数据及其破坏程度,可综合采用减缓地表沉降技术来减轻地表下沉和破坏。减轻地表下沉的有效开采技术主要有大条带协调式全采法、冒落条带法、充填条带法、水砂充填法等, 同时地表有建筑物的可辅以地面建筑物维修加固。

随着矿区煤炭开采范围的不断扩大,塌陷、破坏的土地日益增多,矿区土地的大面积塌陷,不但给矿区带来严重的环境灾害,而且使农田荒芜,农民少地或无地,因此必须对采煤塌陷区域进行全面治理。治理时应根据现场的塌陷状况及当地的自然生产条件对塌陷区域进行全面规划,因地制宜,采用科学的治理措施。

2.5 加强瓦斯爆炸与瓦斯突出预防

为了防止瓦斯聚集引起的爆炸,首先要加强通风管理,增加有效风量,“以风定产”,降低瓦斯浓度,避免其达到某一浓度时引起的爆炸,各采区和各工作面都应该有独立的进回风系统;其次应该建立健全瓦斯检查制度,树立瓦斯超限就是事故;对于井下使用的机械设备、电气设备等还应符合《煤矿安全规程》的要求。

对于瓦斯突出的预防,矿井要严格执行“煤与瓦斯防治突出管理规定”,加强两个“四位一体”综合防突措施,优先开采保护层,强化“预测预报、抽采达标、管理有效”的瓦斯防治体系。

2.6 加强矿井水害预防

矿井水害主要指的是矿井涌水和老空透水,是煤矿重要的灾害之一,不容忽视。因此对其预防要做到详细调查、充分准备、细心观察、坚决处理。首先要对井田周围的老窑及采空区进行详细的调查,将获得的开采范围、积水量、警戒线等数据准确地标注在图纸上;其次要注意出水的征兆,当发现煤层发暗发潮、工作面温度降低、巷道出现雾气等出水征兆时,要及时采取措施转移工作人员;第三在对井筒的位置选择上要避开河床及受洪水影响的地段,为了防止河流及洪水灌入井下,要在工业广场设置挡水墙、构筑防洪沟等设施。

3 结束语

煤炭作为娄底市的主要能源,随着娄底市经济的进一步发展和需要,资源需求越来越大,煤炭资源的开采向深一步发展,由此带来的地质灾害也将越来越严重。因此,我们必须充分认识到煤矿地质灾害的危害性,采取有效措施对其进行预防和防治,保证娄底市经济的可持续发展。

参考文献:

[1] 刘梅,曾勇. 矿区开采沉陷地质灾害与防治对策研究[J].江苏环境科技,2005,18(3):29-32.

[2] 国家环保总局.关于建设项目环境保护设施竣工验收监测管理有关问题的通知[Z]. 2000.2.24.