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地质灾害的防治8篇

时间:2023-05-23 09:01:29

绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇地质灾害的防治,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!

地质灾害的防治

篇1

1.地质灾害产生因素

1.1 疏于排水

采矿时对地下水必须进行疏干排水,甚至要深降强排.由此而出现了一系列的地质灾害问题。首先是矿井突水事故不断发生。许多煤矿的上覆和下伏地层为含水丰富的石灰岩,特别是石炭二叠纪煤系地层,不仅煤系内部有含水性强的地层,其下伏为巨厚的奥陶纪灰岩。这些矿床随着开采的延伸,地下水经深降强排,产生了巨大的水头差,在一些构造破碎带和隔水薄层的地段,煤层承受到来自下部灰岩地下水的高水压,威胁着矿井和职工生命的安全。其次是由于疏干排水,使许多岩溶充水矿区引起地面塌陷,严重影响地面建筑、交通运输以及农田耕作与灌溉。各矿区附近均有地面塌陷现象,水位下降很多,使厂矿、工业和生活供水原有系统发生吊泵,形成无法供水的局面。再次是某些矿山由于排水,疏干了附近的地表水,浅层地下水长期得不到补充恢复,影响植物生长;有的矿区甚至形成土地石化和沙化、水土流失、荒漠化严重,生态环境遭到破坏。

1.2 其他因素

矿山地质灾害诱发因素很多,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;有的矿山片面追求经济利益或为摆脱一时的经营危机,摒弃常规如采富弃贫、求近避远,结果为后期发展埋下灾害隐患;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。

2

2常见且危害性较大的几种矿山地质灾害

矿山地质灾害类型多种多样,影响范围也有大有小。目前常用的分类方案主要有两种:第一,按地质灾害所需的时间分类;第二,按地质灾害的空间形态与诱发因素分类。鉴于目前的很多研究将着力点放在上述第二种分类方式描述的三种大类级别的地质灾害上,且研究比较详尽,本文主要针对破坏性较强且发生较普遍的几种矿山地质灾害进行论述。

2.1 矿山崩塌

矿山崩塌通常指坡度较大的斜坡上的尾矿、岩石及土壤由于受到重力作用而脱离原来位置,发生崩塌、滚落并堆积在平坦位置的现象。矿山崩塌主要由尾矿堆积不合理、矿坑设计缺陷等原因造成。崩塌造成的形状不一、大小不同的堆积在平坦处的堆积物,称为崩积物,有时也会被称为尾矿堆或碎石堆。

矿山崩塌会使建筑物,有时甚至使整个居民点遭到毁坏,使公路和铁路被掩埋。矿山崩塌带来的损失,不单是建筑物毁坏的直接损失,并且常因此而使交通中断,给运输带来重大损失。矿山崩塌有时还会使河流堵塞形成堰塞湖,这样就会将上游建筑物及农田淹没,在宽河谷中,矿山崩塌还可能使河流改道及改变河流性质,从而造成急湍地段。

2.2 滑坡与泥石流

滑坡是指山坡上的碎石、土壤及其他杂物,受天然降水冲刷、地震活动、及边坡失去稳定状态等因素影响,在重力的驱使下,整体性或者呈分散状态顺着山坡向下移动的自然现象。泥石流通常是指大量降水夹带泥土、碎石甚至岩块,以极快的速度由山顶或山腰沿一定的槽道或直接沿山体直冲而下,并在山地低洼处堆积。

滑坡和泥石流也是经常发生的矿山地质灾害,常常给矿山开采以及人民生命财产造成巨大损失、有的甚至是毁灭性的灾难。发生在工矿区的滑坡和泥石流,可损坏采矿设备及厂舍,威胁职工生命安全,影响矿山生产活动,从而造成重大经济损失。

2.3 地面塌陷

地面塌陷是由于采矿造成的地下支撑减少、地下水水位下降造成地表岩、土体向下塌陷,并为地表造成塌陷坑、洞的一种常见现象。如果这种塌陷出现在经济生产场所或居住区,便会演变成一种可怕的矿山地质灾害。这种矿山地质灾害具有突发性,严重威胁矿区人民的生命安全和国家财产安全,尤其多见于煤矿的开采过程中。全国各地因煤炭开采造成的地表塌陷屡见不鲜,破坏耕地、建筑物、威胁交通安全。

2.4 瓦斯爆炸

瓦斯爆炸是指煤矿开采过程中,通风不良、煤层气泄露等意外导致矿井中的甲烷浓度意外升高,在遇到明火的条件下发生的爆炸,是一种快速的连锁反应。从化学原理上讲,瓦斯爆炸就是达到危险浓度的CH与自然界中的O2在达到燃烧温度下出现的剧烈燃烧反应。

3.地质灾害防治对策

3.1 泥石流防治对策

要防治矿山泥石流现象,矿区企业应将拦挡作为工作重点,并辅之以排泄和疏导。综合分析矿区所处的地质条件及状况,在泥石流现象容易产生的地方提前修筑拦截坝,用以封固该地方范围内的松散物质,另外,还应在适当的地方建造沟渠,可以在泥石流现象出现时,及时、流畅的通过沟渠来排除泥石流及其他杂物。应分别对待废石、渣土剥离等开挖工作中出现的不同岩土体,要把坚硬的岩土体放在底部,相对松散的岩土体放于表层。

3.2 崩塌的防治对策

减小开挖边坡台阶高度。在风化破碎面积广和软结构面的区域要通过减小高度或减缓边坡等措施来降低其自身重量,研究数据显示,8m左右的台阶高度,其效果实最明显的。阻拦滚石。在滚石现象常发的地段,要立好安全警戒标志,同时在坡脚处还应安放一些拦截构筑物,在坡脚的一定距离处可倒放生产剥离物以利于组织滚石、渣土,在爆破作业活动中,要综合边坡预裂爆破、逐孔降震控制爆破技术措施。

3.3滑坡防治对策

要防治滑坡,就必须减少和避免水的影响及危害。建议把工作面建成2%的反坡,这样可有效阻止雨水汇集冲刷,在工作面顶部留出截洪沟、排水沟,必要时可利于通过水沟排除地表水等,值得注意的一点是,排洪沟必须保持畅通;应适当调整滑坡体的外形。可通过减小边坡滑坡边缘的分层高度,增设几个分层等措施,搭建安全平台,保持坡脚的稳定性。

3.4 地面塌陷防治对策

篇2

1.1自然因素特殊的地质构造和地理环境,是地质灾害的主要成因。地形地貌的影响以及水文气候的特点和地质环境的特点等都会对岩土工程地质灾害的发生起到促进作用。①地形地貌。某些山区河谷间差异较大,地势陡峭、地壳不稳定等,容易诱发地质灾害。②水文气候。某些地区降雨量充沛,夏季多暴雨,洪涝灾害频发,冬季阴雨绵绵。③地质环境。某些山区呈断裂发育,多褶皱,岩体破裂,已经呈现出多种裂隙。但就这种地质条件而言,一旦存在外界条件刺激,很容易造成自然灾害的发生。④山区地震。随着地震的发生,从而造成多种自然灾害的隐患,且发生较为频繁,若再加上外界因素的影响,地质较为脆弱的地区也就成了灾害多发地,而这些地区也是应做好防范措施的重点区域。

1.2人为因素对于地质灾害而言,多数灾害的发生都与人为因素有关。滥砍滥伐、矿产资源不合理开发等因素是导致自然灾害发生的主要原因。大面积森林的破坏,不限制地向自然界索取资源,将会使生态环境受到严重影响,尤其是矿山的过度开采,不仅会使植被遭到破坏,而且将产生的矿渣与废土倒进河流中,直接造成河道淤积。如果气候发生变化,会导致河水流量猛增,发生泥石流自然灾害。

2地质灾害防治措施

2.1地质灾害监测1)建立监测预警信息共享平台。我国现已建设全国范围内的气象、水利部门联合的监测预警信息共享平台,因此,各个地区在针对自身具体情况进行地质灾害防治规划的时候,要注意做好彼此之间的衔接工作。尤其是在容易发生滑坡、泥石流以及山洪的人口密集城镇、高山峡谷带,要对气象、水文以及地质灾害等加强专业的设备监测,尽可能地将这些地区的监测盲区消除。2)积极采用科学技术。对岩土工程施工过程中的地质灾害防治要能将“感”“传”“知”“用”这几个层面做到准确地掌握,其中“感”是对监测数据进行采集,通过移动终端对所采集的信息加以传递,通过卫星传回监测的数据,再对这些数据加以处理分析并建立模型,对地质灾害的状态以及发展趋势加以判断。最后采取辅的决策,提出对地质灾害监测预警以及搬迁转移等措施提出。

2.2地质灾害预防1)建立健全防控机制。对岩土工程地质灾害的防治要从多方面进行考虑分析,采取多样化的防治措施,由于地质灾害的发生需要一定的条件才能促进形成,所以,为能够将岩土工程地质灾害得到有效防治,要从源头上进行消除。2)做好防治工程设计。结合实际岩土工程所受的灾害情况进行防治途径的确定,然后再按照灾害的发生程度以及对防治目标的确定等对防治实际强度和工作量进行详细的制定,例如采取支挡、排水以及加固等方面的措施进行实施。3)工程防治措施。工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分,工程防治措施的适用条件及方式:大多数房后切坡造成的小型土质滑坡,选用滑坡后缘地表排水、前缘支挡或削方减载护坡等工程措施较为适应;对于中型以上滑坡,应根据工程地质勘察资料选择工程防治措施。4)生物防治措施。主要是通过植树造林以及草坡护理等方式实施防治,这在环境保护以及防治的时间上都有着较好的效果呈现。还可用地质灾害的避让措施,岩土工程施工过程中通过避让措施能够对地质灾害的损失降到最低。

2.3对地质灾害展开积极治理恢复矿山地质环境,做好山洪灾害的防治,做好水土保持工作,加强对中小河流进行治理,加固病险水库,做好容易发生灾害地区的生态环境治理,这些工作都与地质灾害的防治工作息息相关。现阶段,我国已对上述灾害的治理有了相对应的规划,下一步是做好彼此之间的衔接工作。

2.4加强应急救援工作①加强我国地质灾害的应急能力。在地质灾害应急救援工作中,要将公安消防、武警官兵以及的力量充分运用到地质灾害的救援中去,同时要加强对交通、通信以及专业设备的配备,定期组织进行应急演练,以便加强地质灾害的应急处置能力。②加强基层防范地质灾害的能力。提高乡村地质灾害的应对能力,在汛期的时候,要加强监察检查,同时安排专人对重大地质灾害隐患点进行监察巡视。除此之外,对受地质灾害威胁的群众,至少每年在汛期之前组织一次应急避险的演练。

3结语

篇3

一、引言

众所周知,地质灾害的发生不仅给人们的生命财产安全造成巨大的损失,还扰乱了人们正常的生产生活秩序,影响国民经济的可持续发展。然而,地质灾害是可防可控的,只要采取正确的防治策略,就能够将地质灾害所带来的损害降到最低。地质灾害评估是对地质灾害进行防控的基础性工作,正确的评估地质灾害的类型、危害,并采取有效的防治策略,能够降低地质灾害所带来的危害。文章探讨分析地质灾害的评估内容、原则、方法,并提出了地质灾害的防治策略。希望能够引起人们对这一问题的进一步关注,能够对地质灾害评估和防治的实际工作提供借鉴和参考。

二、地质灾害的评估原则

地质灾害的评估是一项较为复杂的工作,其主要内容包括地质灾害的生态环境评估、地质灾害的风险性评估、地质灾害的损失本文由收集整理评估。为了达到更好的评估效果,在实际工作中需要以相关的原则为指导,具体包括以下几项。

1、从全局出发原则。为了最大限度的发挥评估的作用,在进行评估工作之前,应该从全局出发,对地质灾害评估工作进行统筹规划和合理安排,严格遵守相关的规范,做好评估的每一项工作,使评估工作发挥最大的作用。

2、突出重点原则。在评估的实际工作中,应该全面考虑相关因素,分清楚地质灾害的重点区域和非重点区域,对于重点区域应该加强评估工作,全面掌握该地区的地质信息,提高评估工作的科学性和合理性,为正确的采取防治策略提供合理依据,更好的发挥评估工作的作用。

3、注重科技创新原则。地质灾害的评估离不开科学技术的运用,所以,在评估过程中,应该重视对各种科学技术的运用,以提高评估工作的效率,促进评估工作更好的发展。对于地质灾害频发区,生态环境脆弱区域,要进行深入的研究,加大力度,全面掌握这些地区的地质信息。同时,为了促进地质灾害评估的进一步发展,必须重视科技创新,建立完善的创新体系,以更好的促进地质灾害评估的发展,提高评估工作的效率。

三、地质灾害的评估方法

1、调查野外地质环境。这是进行评估最基础性的工作,主要内容包括地形、地貌、构造、水文地质条件、工程地质条件、环境条件等的调查。在进行野外调查的时候,一定要认真仔细,不能遗漏任何可能导致地质灾害发生的疑点。同时,野外地质环境调查也要结合当地的生产特点进行,有针对性、有层次的进行调查。例如,评估地区如果要建住宅小区,应该将重点放在工程地质条件上,重点调查该地区是否有危害工程建设的不良地质条件,例如,是否存在软弱夹层,是否存在溶洞,降落柱等不良地质问题。此外,还要评估周围的地形地貌,重点在地形高差和能形成不良地质作用的地貌类型上。又如,如果评估地区将要修建公路或铁路,那么重点工作应该放在线路两侧一定区域内的地形地貌、工程地质、水文条件上面,对其进行全面仔细的调查。为正确评估地质灾害和开展工程建设奠定基础。

2、收集地质环境资料。要对地质灾害进行全面评估,就得掌握该地区的地质环境资料,具体包括地质、地形、水文、气象、物探、地震、构造等资料。在收集资料的过程中,应该做到尽可能的详细和全面,并力求准确。同时,对所收集到的资料还应该进行鉴别,提高资料的准确性,确保地质灾害的评估质量和评估水平。

3、划分地质灾害类型。野外地质环境调查完成后,应该对调查所得到的资料进行整理,认真分析,并根据相关的资料,对地质灾害进行正确的分类,确定可能出现的各种灾害。在确定地质灾害种类的时候,应该综合考虑多方面因素,对灾害种类进行正确的划分,包括评估区的地形地貌、地质情况、水文条件、建设规划等内容。例如,如果评估区的高差比较大,采取建设措施的时候容易形成高边坡,并存在着松散的堆积物,这样的区域容易出现滑坡、边坡滑塌等地质灾害。而如果评估区的地貌比较复杂,沟壑比较多,沟壑的坡面或者沟中存在着松散的堆积物,并且当地的地形高差比较大,当地的降水比较集中,那么该地区则比较容易发生滑坡、泥石流等地质灾害。如果评估区的地势比较平坦,本身已经形成人工深基坑,高边坡,并且基坑边坡存在着松散的岩层,那么该区域容易发生基坑边坡滑塌、滑坡等现象。总而言之,在类型划分的时候,应该全面考虑相关因素,以便为地质灾害评估和防治策略的采取提供依据。

4、评估地质灾害危害性。确定地质灾害的类型之后,正确评估其危害性是选择恰当防治策略的关键内容,因此,一定要正确评估出不同地质灾害的危害性。在评估地质灾害危害性的时候,要综合和全面考虑多种因素,包括地质灾害发生的可能性、危害性、发生时可能给人、财、物带来的损失等,做到评估适中,既不偏高,也不偏低。如果危害性偏高的话,容易造成地质灾害防治工程的浪费,而如果偏低的话,可能会使相应的防治工程安全性不足,达不到应有的防治效果,当地质灾害发生的时候,往往会造成更大的损失,不能发挥相应的防治效果。

四、地质灾害的防治策略

当地质灾害评估工作完成之后,接下来的工作就是根据具体情况采取恰当的防治策略。具体来说,为了更好的防治地质灾害,应该采取以下地质灾害防治策略。

1、落实相关的地质灾害防治原则。当地质灾害的种类和危害确定之后,接下来的重要工作就是采取恰当的防治策略,以最大限度的降低地质灾害所带来的损失。在选择防治策略的时候,应该坚持安全有效、经济适用、主次有别的原则,并将临时措施和永久措施结合起来,提高地质灾害的防治效果。

2、根据具体情况采取相应的防治策略。坚持安全有效、经济适用原则,既达到防治地质灾害的目的,还保证防治方案的科学合理,尽量降低成本,以提高防治的综合效益。主次有别是指在采取防治策略的时候,应该综合考虑地质灾害的危害性,危害的大小,应该将主要的财力、物力放在防治危害性大的地质灾害上面,不能主次不分。在危害性大的地质灾害的防治上面要投入更多的财力,尽量降低其危害性,对于危害性较小的地质灾害,应该做到投入适当,避免不必要的损失。此外,还应该将临时措施和永久措施结合起来,对于需要永久防治的地质灾害,应该建立永久防治措施,保证周围的安全,避免给人们的生命财产安全造成损失。而对于无需永久防治的地质灾害,可以采取临时措施进行防治,这样既达到保证安全的目的,还能够实现节约成本的目的,进而提高地质灾害防治的综合效益。

3、做好其他方面的工作。地质灾害防治的基本策略包括预防、监测和治理,应该优先考虑预防措施,做好各项预防工作,将地质灾害带来的损失降到最低。同时,制定相应的技术规则,提高评估人员的责任感,提高评估质量,也能够防治地质灾害。

篇4

关键词:地质灾害;防治办法;滑坡;突破 文献标识码:A

中图分类号:TU273 文章编号:1009-2374(2015)24-0148-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.24.073

人类在科技和经济上都处在一个不断发展的阶段,人类的进步加强了人类改造自然的能力。为了加快经济的发展,人类开始破坏自然环境,大量开采自然资源,破坏了生态平衡。水工环的研究对象一般都是地质灾害、环境地质问题和全球的变化问题。通过深入的研究,改善人与自然的关系,促进人与自然和谐发展。本文对横江镇洋地中心小学滑坡地质灾害资料进行分析的基础上,进一步确立滑坡可能的失稳模式及危害性,结合滑坡具体的工程地质及水文环境,对滑坡治理工程实施的可能性进行分析,采用工程措施辅以安全监测,保护滑坡在将来存在条件下,不致因滑坡失稳而危及师生的生命财产安全,保护滑坡体下方约460人的生命和财产安全。

1 横江镇洋地中心小学的地质灾害现状概述

洋地中心小学师生460名、教室20间、教学财产600余万元。2010年4月,教学楼的南侧和西侧陆续发生多处小滑坡,滑坡方量大概在30~50m?。2010年6月18日教学楼西南侧再次发生滑动,滑坡后缘裂缝呈不规则的弧形,滑坡体积约292m3,滑坡体堆积物已没过滑坡前缘教学楼的一楼窗户。当地政府及时疏散老师和学生,并对堆积物进行及时的清理,未造成人员伤亡。

滑坡隐患于山体北侧中下部,滑坡标高433.6~436.3m有多条裂缝发育,汇入后整体形成1条主裂缝,裂缝宽3~10cm,最宽达15cm,长约16m。隐患体分为两个区域:

隐患体Ⅰ区平面上呈弧形,潜在滑动主方向34°,斜长约26m,宽约48m,面积约1248m2,平均厚度约2.6m,体积约3244.8m?。该隐患区坡型为台阶状,平台宽1.0~2.5m。学校用浆砌块石挡墙对坡脚前缘进行了支挡,但上部坡体存在沿土层内部软弱带滑塌的可能,稳定性较差。

隐患体Ⅱ区平面上呈半圆形,潜在滑动主方向185°,潜在滑坡体长12m,宽47m,面积约564m2,平均厚约2.6m,体积约1456m?。该隐患区主要是因为建房开挖切坡高3.0~5.0m,切坡坡度70°~80°,切坡面呈直线型,坡面有杂草。上部坡体存在沿土层内部软弱带滑坡的可能,稳定性较差。

滑坡隐患Ⅰ区滑坡隐患Ⅱ区。滑坡平面上多呈筲箕型,滑坡后缘呈圆弧形,具有后缘较陡,中部下凹和前部突起的特点;滑坡发育于松散残坡积层中,滑体由粉质黏土组成,含少量植物根系。滑体结构松散,滑坡在标高433.2~436.5m有多处裂缝发育,裂缝张开且外倾,长期降水、地表水等易沿着裂缝下渗冲刷形成地下通道渗入坡体,同时扩展裂缝,加剧斜坡向临空方向产生蠕滑变形。地表水进入坡体后,除增加坡体自重外,还降低剪切面土体的抗剪强度,进一步降低斜坡的稳定性。裂缝继续沿平面纵向延伸,同时深切坡体,最后剪切面被剪断,裂缝贯通,形成滑坡。

2 滑坡成因分析

首先,本区属构造剥蚀低丘地貌,相对高差较大,山坡坡度(20°~35°),局部坡度70°。出露地层第四系残坡积粉质黏土,土层分布厚度较大(2.0~7.0m),土体浸泡后抗剪强度降低,稳定

性差。

其次,强降雨或连续降雨过程中大量地表水易沿着裂缝下渗冲刷形成地下通道渗入坡体,同时扩展裂缝,加剧斜坡向临空方向产生蠕滑变形。地表水进入坡体后,除增加坡体自重外,同时地下水位的迅速抬升,孔隙水压力和浮托力骤然增大,底部基岩软化,降低剪切面土体的抗剪强度,进一步降低斜坡的稳定性。裂缝继续沿平面纵向延伸,同时深切坡体,最后剪切面被剪断,裂缝贯通,形成滑坡。

最后,学校在滑坡区山坡坡脚不合理的切坡开挖、建房等,使植被遭受破坏,切坡过陡又改变了斜坡原有的平衡条件,形成临空面,导致边坡局部变形甚至整体失稳。

3 滑坡稳定分析解译

该滑坡为残坡积土质滑坡,滑体组成物质为残坡积粉质黏土,平均厚度约2.6m。滑坡体主裂缝宽3~10cm,最宽达15cm,长约16m。根据滑坡体岩层、地形、现状及滑动机制,滑坡体滑动模式为滑面圆弧型。

按照自重+暴雨和自重两种状况对A―A’、C―C’、D―D’三种滑坡剖面进行稳定性计算(由于此坡面的排水能力良好,在计算中可以不考虑裂隙充水时的静水压力作用),计算结果如表1所示:

由计算结果可以看出:在正常情况下,滑坡处于稳定状态,但在暴雨等工况下,滑坡就处于欠稳定状态,有可能出现局部失稳或者整体失稳,剪出口位于前缘坡脚425.1m左右处。

4 地质灾害治理突破

根据滑坡地质灾害特征和危害的严重性,滑坡的治理应当遵循经济、合理、安全的原则,采用施工简便、经济性高、对环境影响小的治理措施。

确定的治理方案为:削坡减载+挡土墙支挡+生物护坡+排水沟+监测+填缝。

削坡减载:对滑坡采取削坡处理将减少滑体自重,达到减小剩余下滑力目的,提高滑坡稳定性。

挡土墙:主要作用是用来抵抗侧向土的压力,对边坡提供支撑,从而确保滑坡土体的稳定性。

生物护坡:根据土质边坡特点,拟采用坡面种植草皮的绿化工艺。削坡完成后,对坡面进行人工修整,然后铺种草皮。草皮应选择适宜当地气候和土壤条件的品种,铺种后应委派专人养护和管理,确保其正常生长,达到预期绿化效果。

排水沟:对现场进行调查研究,发现无人工排水设施,坡面主要靠沟谷排水,致使滑坡承受的排水压力增大。为了优化滑坡的排水压力,本设计在滑坡后缘、边界设置截水沟,挡土墙边侧设置排水沟形成一个较为完善的排水系统。

监测:滑坡属于地质灾害,然而由于时间、经费以及勘察技术的限制,对滑坡的认知存在很大的局限性。本次工程治理后对其采用先进的监测手段,对滑坡的地质情况进行实时监测,对滑坡的预防与治理提供有效的支持。通过对滑坡的实时监测,不仅能够对滑坡的变形特征、变形规律有一个直观的认识,还能了解滑坡的规模以及失稳原因,为判断滑坡的发生时间及滑坡的危害程度提供重要信息,同时为避免和减轻滑坡灾害损失提供决策依据。

5 总结

本滑坡潜在危害巨大,滑坡在暴雨条件下,极有可能失稳,有必要对滑坡进行治理。设计采用削方减载+挡土墙+护坡+排水系统对滑坡进行治理,概算工程费用为80.5万元,预估地质灾害经济损失为1000万元,防治工程的投入产出比为1∶12.3。可以看出治理工程费用具有较高的经济效益,经济上合理。

滑坡的治理工程不仅仅具有直接的经济效益,还有助于社会的稳定,有助于社会经济的和谐发展,具有重大的社会效益。在滑坡的治理中,还应当注重其他环境问题,减少水土流失与环境污染,对较差的环境地质进行改造,优化整体的环境质量,将滑坡治理工程做成一项具有高效益的环保工程。

参考文献

[1] 孙园红,危洪波.石城县横江镇洋地中心小学山体滑坡地质勘察报告[R].江西省勘察设计研究院,2011.

篇5

关键词:矿山;地质灾害;防治

中图分类号:P694 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)6-0169-01

当前,随着我国经济的高速发展,矿产资源开发规模也越来越大,随之而来的则是矿山地质环境的恶化。据调查,全国采矿地面塌陷相当严重,据对全国1 173个大中型矿山企业调查,地面塌陷破坏土地面积达84 200多公顷,煤矿区最为突出。地面塌陷,毁坏城乡各种建筑、交通设施和农田,威胁人民生命财产安全,影响经济建设,造成严重的经济损失。因此,加强矿山地质灾害的防治刻不容缓。

1 矿山开采引起的环境地质问题

随着近年来的矿产资源加速开发,难以避免地给所开发的矿山环境造成不容忽视的破坏。由于矿山开采而导致的地质灾害是一个非常突出的地质环境问题,矿山地质灾害的特点是具有很强的隐蔽性和突发性,一旦发生,便会为所在地区带来较为严重的灾情。经常发生的地质灾害有滑坡、崩塌、泥石流以及地面塌陷等。

1.1 滑坡、不稳定斜坡

根据调查,矿山所存在的易滑坡区域和不稳定斜坡区域,其形成的原因主要来自于多年来某些地区持续而无序地对矿山进行开挖,并且没能科学管理矿山弃渣,此外,矿山的采空区出现沉陷,以及较大规模的降雨、采空区发生地震、爆破等活动,也会使滑坡和不稳定斜坡发生的几率增多。在矿区的滑坡等地质灾害一般来讲单体规模不大,但是分布很广泛,因此对当地居民有着不容忽视的潜在危害,且难以准确及时地预测。

在矿区,滑坡和不稳定斜坡的出现诱因有如下三类:第一类比较常见,主要是由于采矿者将矿渣置于比较高而陡的坡地,一旦矿渣累计过多,在发生短时间强降雨的时候便很容易形成滑坡;第二类是因为大规模的矿产开采而使矿区局部的岩体应力产生了变动,一旦有强降雨的触发,或者重力变化和类似的因素影响,便很容易造成岩土体滑动,形成滑坡;第三类是在某些露天开采的矿区里,矿区的上半部分土体已经逐步风化,而此时如果采面过于陡峭,便会很容易由于在强降雨或者自身重力、以及开采时的爆破力的影响下松动崩塌,形成滑坡。

1.2 地面塌陷及地裂缝

大多矿区开采历史悠久,近几年随着采煤机械的日新月异,新增采空区面积越来越多,这些采空区随时都可能冒落,产生地面塌陷及地裂缝。这些地面裂缝遍布,一般长数百到上千米、多呈平行状密集式排列,垂向深度较大,以张剪性破裂为主,方向性良好,裂而光滑平直,与下部煤层顶板贯穿。众多裂隙将地表切割得支离破碎,大部分地下水被截流至井下,致使浅层地下水日趋枯竭,植被退化,农田无法耕作。

在坚硬顶板条件下,大量未经处理的采空区是发生大而积塌陷的根本原因。这主要与采煤方法及煤柱的留设等因素有关。另外,矿区水文地质条件的变化不仅产生了环境问题,而且使采空区的煤柱受到侵蚀,加速了顶板的垮落。随着掘进水平的延伸,复合采空区面积会进一步扩大,如何制定新的采煤方法标准,因地制宜地留设保安煤柱是矿区二次创业中的重要课题。根据资料分析:埋深100 m,采高3.5 m的采空区,留设煤柱的面积比率应达到30%以上,才能保证地表的稳定性不受影响。在旧采区内煤柱由于氧化及渗透压力作用,使其抗压强度下降,引起地表整体移动。

2 矿山地质灾害的防治

随着矿区的持续开采,附近的自然环境逐步出现退化,危害的范围还将继续增加,所形成的地质灾害也会渐渐严重,导致更大的致灾性。目前的科学技术尚无法从根本上控制由于矿区开采而引发的地质灾害,我们可以尽可能采取一切有效措施,使灾害的损失减轻到最小程度。

2.1 采空区塌陷的防治

随着矿区开采程度的加大,矿区地面的塌陷现象是一个难以回避的地质问题,大量事实证明采空区塌陷会对矿区的人类生活和生态环境带来负面的甚至恶劣的影响,随着开采过程的深入,采空区塌陷也逐步恶化,而当前的采矿工程发展是难以避免采空区塌陷现象的。目前只能通过科学的施工措施,以各类手段尽可能降低采空区塌陷的程度,使之对当地环境和居民生活影响降到最低,并保持矿区生态经济效益的最大化。

目前,有不少针对采空区塌陷的施工模式,在采矿实践中也取得了一定的效果。一种比较有效的模式叫做“充填复垦”模式。该模式通过将矿区所产生的大量煤矸石、粉煤灰等物质对采空塌陷地进行有效填充。这种防止策略适合于在填充物质比较充足的地区使用,因为所选择的填充物质不会对环境产生污染,并且能够对采空区塌陷产生较好的一只作用,还能有利于废弃物的处理,因此具有一举多得的效益,被许多地区使用。

2.2 采矿区滑坡的防治

如果所采的矿床都处于相对软弱的地层中,并且在软弱层之上由灰岩或砂岩组成的高陡崖,则很容易出现采矿区的滑坡现象。常用且比较有效的治理滑坡的方法包括通过支挡或者铆固以及边坡的加固等等,来改变区域地形,进而防止滑坡;而对于某些比较特殊的危险地区,则应着重修正边坡的形状和尺寸比例。例如减少边坡的高度以及降低边坡角度,使边坡岩体内的应力状态得到改变,从而保持边坡稳定,减少滑坡风险。

2.3 采矿区泥石流的防治

由于过度采矿,破坏植被改变地形,便很容易引发泥石流。根据近年来的采矿工程经验,对于泥石流的防治策略可以通过两个方面进行,一是拦挡,二是疏导。在矿区中泥石流发生几率偏大的地区,结合其具体的地形条件,在合适的地段构建拦截坝,从而拦挡可能构成泥石流的松散固体物质。同时选择合理区域构筑沟渠等排泄公事,使以及形成的泥石流可以通过这些沟渠顺利排走。

2.4 采矿区水土流失的防治

采矿区的水土流失危害主要是影响区域的水循环、破坏土地资源、加剧人为水土流失的发生。其中,对采矿区的林木和植被进行保持,是对矿区进行水土保持之中十分重要的部分,在采矿区的水土流失防止里发挥着不可替代的作用。在水土保持工程中,应该建立一套综合的防护系统,既能防止水蚀,也能防止风蚀,通过以林草等植被使矿山土壤得到固结,从而在最大限度上避免水土的流失。应采取恢复植被、修建蓄排水工程和拦挡工程等综合防治措施。

2.5 采矿区突水灾害对防治

采矿区容易发生突水灾害,这种灾害的避免和防止可以分为两个类别,一是地面防水策略,二是井下防水策略。对于第一种情况,采矿区的地面防水,其原理是通过断开大气降水,达到避免来自地表的水涌入采矿区。地面风水的实际策略包括构建地面防洪沟、对矿井的塌陷坑进行有效封堵、对矿区的地势低洼处积水进行排除或疏导、通过垫高河床达到河流流向的变化等。对矿区中一些年代较旧的坑洞,应该对其实施封闭处理,达到避免雨水灌入的目标。

2.6 采矿区三废排放的防治

挖掘采矿区中的尾矿与矸石的利用价值,对存在于矿坑中的水源进行回收利用。一方面能够对废物进行循环利用,另一方面则能够对水源进行有效的回收。对采空区里的尾矿,在进行洗选处理之后,对其中含有的有用物质进行应提取,从而继续挖掘其价值。对于已经塌陷或者遭到破坏的矿区土地,则应结合其具体情况来进行继续开发,包括回复种植以及进行行政区域规划等等。土地的再利用应该严格与环境的保护和修复进行配合,例如,对于采矿区里的矸石,可以用于填充废旧的巷道,也可以将其用于建筑材料等,通过废物的二次利用来实现环境的保护。

参考文献:

[1] 温玉成.例析矿区易发地质灾害的类型与防治措施[J].辽宁师专学报(自然科学版),2010,(2).

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关键词:岩土工程 地质灾害 危害 预防对策

中图分类号:TN99 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)05(b)-0134-02

在我国社会技术不断进步的过程中,人类对于工程施工建设活动以及各种资源开发等工程活动力度不断扩大,为我国的地质带来了极大的危害,同时造成严重的后果,而地质灾害的频率不断的上升,对此,该文就针对岩土工程中地质灾害的特征、地质危害以及地质灾害的防治工程的预防措施进行详细的阐述说明。

1 地质灾害的相应预防措施

1.1 地质灾害工程的实践措施

(1)避让的措施,其一是搬迁避让的措施,对一些危险性大、危害性严重的地质灾害,以及防治的费用超过搬迁费用,或者建房仍然受地质灾害威胁的,应该采用搬迁避让的措施;其二是雨天的避让措施,针对地质灾害隐患点和变形斜坡,应该采取的措施是雨天临时避让措施,各镇在防灾预案的基础上编制安全转移预案,雨天对受威胁户要作出转移地点安排。应根据就近原则,把受灾害的者转移到安全地带。

(2)工程防范的措施,地质灾害工程预防措施是预防地质灾害中重要的构成部分,在地质灾害工程预防的措施应该适应方式和条件,绝大部分工程切坡导致的小型土质发生滑坡的现象,应该选用削方减载护坡、前缘支挡或者后缘的地表排水等工程的措施,是相对适应的,针对中型的滑坡,应对地质灾害区进行仔细的勘察和监测。

(3)生物防范措施,生物防范具有的特点是投资小、应用范围广泛,在一定程度上可以促进自然生态平衡,措施主要指的是种植护坡、植树造林以及合理的耕牧。按照调查地区地质灾害中存在的特点以及自然经济条件,地面塌陷区、泥石流区及水土流失严重地区应该采取的措施是退耕还林和封山育林等预防地质灾害的措施,进一步降低地质灾害的产生和造成经济损失的影响。改进自然生态环境条件,已经长时间可以实行防治作用等一系列特点,并需要一定长期才可以发挥出有效的作用。

1.2 充分的做好地质灾害防范工程设计

地质灾害防范措施设计,一定要按照滑坡、崩塌以及不稳定性的斜坡的运动模式、成因机制以及防范措施的目标制定。

(1)要按照地质灾害的发生程度和预防措施明确预防措施的工程量和强度;

(2)要按照导致地质灾害原因确定主要的预防措施的方法。

1.3 地质灾害预防主要的预防措施

按照地质灾害防范工程中相关的规范资料研究分析,我国预防地质灾害工程主要的种类有:支挡工程、排水截水工程、护坡工程、加固工程、压脚工程以及减载工程等,针对地质灾害防范工程采取的措施如表1。

2 地质灾害和岩土工程的内涵

地质灾害主要指的是由于人为的生产活动和自然灾害造成人们生命安全和财产安全受到破坏,并且是人类发展和生存资源和环境发生重大破坏的地质灾害现象。相关条例中规定,地质灾害主要包括滑坡、泥石流、地裂缝、山体崩塌、地面塌陷以及地面沉降等灾害。人类起源于自然,但是又高于自然,人类在产生到现在就一直改造和利用自然环境。从原始社会中人类利用天然洞穴不断的学会挖土建筑房屋,直到今日,人类已经可以将建筑高楼大厦、巨塔以及高坝等。在这样过程当中,因为地质地基处理的需求,不断的形成了一门新兴的学科技术是岩土工程。岩土工程施工技术是基于工程安全、工程地基改良发展而形成的,但是存在一定的缺点。例如:缺乏降低地质灾害的思想观念、缺乏环境保护的意识,但是总而言之可以说是缺乏一定的地质灾害保护的概念。

从岩土工程施工观点为根本出发点,从中会出现大量尚未牢固的工程边坡和工程地基,从而造成了岩土层更大的灾害。例如:水电站,矿山等当面的灾害。

3 地质灾害特征以及危害

地质灾害主要分为两种类型:(1)主要是由人类的生产和生活产生的地质灾害,被称之为第二类环境问题,并属于人为的地质环境灾害;(2)由自然环境因素造成地质环境问题,还可以称之为第一环境问题,属于自然地质环境问题;而这些灾害不以人的历史所所转移。在这些灾害中,随着人们对自然环境的不善待,造成了如今很多的灾害,特别是人类不合理的挖掘能源造成的。地质灾害的发生造成公路、铁路、水坝、航运、通信以及堤坝等工程受到破坏,并导致水资源、土地资源、旅游资源、矿产资源以及生态资源环境受到严重的破坏。由于我国地理位置具有一定的特殊性,地球生态环境变化多样,地质构造相对复杂,加上人口资源众多的农业生产大国,但是存在着一定的问题,承载能力弱、经济条件落后等问题。

这一系列的问题最后形成了地质灾害分布广、强度大、种类多、频率高、经济损失严重以及影响面宽等格局。根据相关资料研究表明,滑坡、崩塌、地面沉降,地面塌陷、泥石流、地裂缝等灾害种类。其中滑坡、泥石流和崩塌在我国国土的一半,西北和西南地区最严重。

3.1 地面的塌陷

(1)地面变形主要包括地面沉降、地面塌陷与地裂缝。造成中国城镇地面塌陷原因有:①大量抽取地下水引起地面下沉;②表面岩溶活动引起的塌陷;③不合理地大量开采地下矿产资源引起的塌陷。

(2)地面塌陷发生的规律:①是沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带,岩层剧烈转折、破碎的地带;②是岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带或沿其与非可溶岩的接触地带。

3.2 滑坡

造成滑坡的原因是:地震、融雪、降雨、地表水浸泡、冲刷、蓄水排水、乱砍乱伐以及大量堆填造成的。滑坡主要是指斜坡上的岩体和土体受到地下水活动、河流冲刷、人工切坡以及地震等因素的影响,沿着一定的软弱带或者是软弱面,分散式或者是整体式的顺坡向下滑动的一种自然现象。滑坡发生的规律:在岩土工程地质构造地带中,例如地震带和断裂带;地带一般情况是多发地区和易发地区,江河湖泊等地带、地形高并且差的峡谷地带,山区公路、铁路、工程施工建筑物边坡等;土层分布区、易滑坡地区以及暴雨多发地带等异常的强降雨的地区等。

3.3 泥石流

造成泥石流产生的原因是:不合理的弃渣、弃土、弃石;不合理的乱砍乱伐。泥石流主要是一种高浓度液体和固体的混合沙砾。并且降水产生在上坡或者是沟谷中的形成的大量的砂石、泥沙等固体物质的一种特殊性质的洪荒流。

3.4 崩塌

造成崩塌主要产生的原因是:挖掘矿产中的资源、工程道路施工进行边坡挖掘、渠道渗漏以及水库蓄水、强烈的振动以及废弃土堆积。陡坡上被直立的岩土体,由于跟部是空的,局部移动滑落和折断压碎,失去一定的稳定性,脱离母体向下的翻滚、倾倒、堆积在沟谷或者是坡脚的地质中产生的现象被称之为崩塌。

4 结语

根据以上的论述,地质灾害发生频率和形成在不断增加。我们有必要进行探讨和研究对其有效的防范措施和技术,从而确保生命安全、财产安全以及岩土工程的顺利开展。在岩土工程中的地质灾害是一项非常重要的组成部分,我们要力求将地质灾害的预防工作使其不断的提升。

参考文献

[1] 李峰,娄方旭.论岩土工程地质灾害防治技术及防治措施[J].今日科苑,2010(12).

[2] 王克峰,胡旭峰.浅述岩土工程地质灾害防治技术与应用[J].中国新技术新产品,2012(5).

[3] 成绪光.工程地质灾害防治对策和实践分析[J].江西建材,2012(3).

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关键词:地质灾害;地质环境;防治

中图分类号:F407.1文献标识码: A

引言

中国是一个地质灾害多发的国家,有史以来,各种地质灾害从未间歇。进入高速发展的信息化社会,随着人类生存生活空间的膨胀和对生活舒适性便捷性要求的提高,人类对环境的改变程度和范围也越来越大,各种各样新的环境问题相继出现,对人类造成的危害也每况越甚。工程开挖,消坡填方,矿山开采,地下水、油气等长期大量的抽采,乱砍滥伐、过度耕植等造成的地质环境问题日益突出,地质环境受到压力与日剧增。

一、地质环境概述

地质环境是一个复杂的、巨大的、开放的系统,是一个由岩石、土壤、地下水三个主要部分组成的具有一定空间概念的客观实体(见图2-1 “地质环境"空间示意图),组成成分之间、系统内部与系统外部之间不断进行着物质和能量的传递和转换,系统外部由大气圈、水圈、生物圈组成。根据物质不灭和能量守恒定律,地质环境系统内部一直都在不停的运动,这一运动包括物质的变化(特性、分布组合)、能量的此消彼长(来源于太阳能的外部能量因子加剧了这一变化),这些运动过程(见图1地质环境要素及其与外界因素相互作用示意图〉本身是没有任何好坏评级的,但由于其影响人类的生产生活,作为人类的生活环境就有了质量上的概念。

图1“地质环境”空间示意图

二、地质灾害与地质环境的关系

众所周知,地质灾害与地质环境作为一对矛盾统一体,相互关联,互为影响。防治灾害的过程也就是对环境质量加以保证的过程,而从一定程度上看,改善环境条件可以使灾害的频度和程度降低,因而地质灾害的防治与地质环境的保护形成了互利的关系。

准确地说,保护地质环境与防治地质灾害形成的是辩证关系。在地质环境变迁的众多表现形式中,地质灾害是其中的一种,在地质灾害的发生过程中,恶化地质环境的现象伴随而生。因此,政府应该双管齐下,把防治地质灾害与保护地质环境合理地结合起来,制定出科学的防灾对策。首先,在进行环境保护规划方案策划时,应把二者相协调,以地质灾害防治的内容为侧重点,具体从地质灾害的灾种不同出发,把相应治理、防灾以及应急措施制订出来。其次,在进行灾害治理方案设计时,需要考虑地质灾害对环境的适应性,把地质灾害受环境制约的方面和内容明确好。

三、地质环境安全评价

地质环境安全从地质环境的组成要素出发,主要考虑岩石、土壤、地下水等的稳定安全性。地质环境安全表现形式上主要有:地面稳定性、区域地壳稳定性、地球化学异常等三个方面。地面稳定性主要考虑到地球内、外地质作用或人类工程活动引发的发生于地球浅表层的地质环境问题(突发性行地质环境问题:崩塌、滑坡、泥石流等;缓变性地质环境问题:地面沉降、地裂缝等);区域地壳稳定性主要分析基于地球内动力地质作用产生的地质现象,如地震活动、断层活动、火山活动等,其研究目的是避开或采取一定措施以降低其危害;地球化学异常主要考虑土壤、地下水的化学异常及由此产生的地方病等问题。

四、主要地质环境问题

(一)、地质灾害

《地质灾害防治条例》第二条指出:“地质灾害,包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。”这里从地质环境问题形成的机理出发,分析了其发生的内在因素、诱发因素,总结其主要分布区域。见表1地质灾害及其他主要地质环境问题形成因素与分布区域一览表。

表1地质灾害及其他主要地质环境问题形成因素与分布区域一览表

(二)、区域地壳稳定性

对区域地壳稳定性我们可以得出这样的认识,①新构造运动和岩浆活动是地质环境内能的两种释放形式,他们的运动状态影响着地质环境的稳定安全,由于岩的喷发大都能及早预测,且其一般活动周期长,多分布在板块相交的地带,故本文不考虑火山运动对地质环境的影响;②新构造运动形成板块的均匀升降部分,及差异升降边界(断层),然后根据断层的活动性质,将断层划分为蠕滑断层和发震断层,这二者又分别形成了绝大部分的地裂缝和地震。参见图2构造运动结果简图。

图2构造运动结果简图

五、地质灾害防治与地质环境保护

(一)、转变意识,做到人与自然和谐相处

对于地质环境的防治及地质环境的保护,最紧迫的就是使人类基本观念转变,推进国家经济发展的可持续性,并增强人们的环境意识,使国家的建设适应于“人与自然和谐共处怕勺原则。近年来,随着“人与自然和谐相处”这一口号不断被提倡,人类开始不断反思自己,也渐渐认识到以往的生活方式不利于可持续发展,在利用环境资源时逐渐向合理化靠拢。人类所有生活和生产的物质载体都是直接或间接地从地质环境中获取,而地质环境又接纳了人类生活和生产所产生的废弃物,通过这样循环往复,人类的生活生产便自然而然就与地质环境密不可分。

以往,人们认为地质环境系统中存在的一切资源都是无限的,地质环境的容纳能力及其自净能力也是无限的,可以无限利用,其实这些观点存在很大的误导性。现在,人类意识到地球资源的有限性,传统的片面观点也被改变,人们在开采资源时不再对地址环境采用掠夺式,而是见开采与节制相结合,对开采行为制定了相应的控制计划,使得对资源与环境利用变得更加合理。只要人们的生活环境质量逐渐提高,就使地质灾害的发生从根源上得到抑制,也使地质灾害因缺少滋生的土壤而逐渐减少。

(二)、踏实做好治灾防灾工作

第一,要使地质灾害严重地区的详细勘查工作进一步加强,并给地质灾害经济评估系统的建立工作提供依据,并把详细区划地质灾害的内容提升为工作重点,为以后的防灾减灾事业打好基础。第二,建立地质灾害监测体系。地质灾害监测网的建设应不断完善,根据地质灾害发生区域差异、地区内不同的生态类型以及小气候不同的进行合理布局,通过划分片区的形式建立并完善测报站,在适当的情况下合理增设测报点,使覆盖面能够达到90%以上。测报网的不断拓宽,还可以促进灾害预报工作的网络化,在传递速度上得到提高,从而使得防治灾害的及时性得到保证。第三,提高应急防治能力,也就是在做好监测预警的同时,还应该提高地区的应急防治能力,以“预防为主”,建立起专业化、社会化的控制地址灾害系统。并依据现有的基础,相应工作人员的专业素质培训,增加政府的资金投入,扩大专业防治队伍、充实器械和物资装备,并把地质灾害的防治工作提到专业化的深度。

结束语

总而言之,地质环境受到自然因素以及人为因素两个方面的影响,尤其是人为因素方面,随着人们对原本地质地貌的改变甚至是破坏,从一定程度上成为了地质灾害发生的诱因。在新时代的背景下,加强对地质环境的保护以及评价,预防地质灾害的发生,确保人们物质财产安全的工作尤为重要。

参考文献

[1]徐潇宇. 三峡库区地质灾害防治系统运行机制研究[D].中国地质大学,2013.

篇8

关键词:地质灾害;地质雷达; 调查;可行性; 应用;

中图分类号:F407.1文献标识码:A 文章编号:

地质灾害是由于各种(自然的或人为的)地质作用导致地质体或地质环境发生变化,给人民的生命财产、生存环境以及国家建设造成损失的灾害事件的统称。近年来,许多地区各种地质灾害(滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等)频发,给当地的经济建设和人民生命财产安全构成了严重威胁。我们知道,任何地质灾害的发生、发展都会引起地球物理场的变化,因此,加强对地质灾害勘查与治理过程中的物探工作研究是当今环境地质工作中的一项重要课题。

1.地质雷达用于地质灾害调查的可行性

常见的地质灾害主要有地震、地裂缝、地面沉降、岩溶塌陷、滑坡、崩塌以及泥石流等。严格地讲,任何一种地质灾害的发生都会在介质(土壤、岩层等)中留下痕迹,即通常所说的介电界面,如地裂缝留下的裂隙、活动断裂留下的破碎带、滑坡留下的滑脱面以及塌陷留下的地穴或陷坑等,这些界面两侧介质的物性差异很大,致使电磁波穿过该界面时的反射能量发生增减、波形幅值出现明显变化,据此可解译出该界面的准确位置及大致形态等相关信息,因而,探地雷达用于地质灾害调查是可行的。并且由于使用了高频、宽频带、短脉冲及高速采样等技术,其探测精度及速度均高于其它种类的物探手段。

2.地质雷达在地质灾害调查中的应用

2.1工程概况

某工程为山地地质,该区地表主要岩性为灰岩,区内横向河谷发育,水源丰富,地表灰岩有溶蚀环境。该区域近年多次发生塌陷地质事故,部分民房出现不均匀沉降、开裂等不良现象,且该现象有继续加剧的趋势。为提出合理的治理方案,需要对该区域的岩溶分布进行较为详细的了解,故采用地质雷达对该区域进行探测。由于测区位于居民区,房屋、沼气池、沟渠、地形大起伏等原因对雷达探测效果均会造成一定的不良影响。

2.2探测原理及仪器

探测设备为用美国地球物理公司(GSSI)的SIR-2000型地质雷达,100MHz地质雷达天线。雷达波法检测是利用高频电磁脉冲波的反射来探测目标体的,它通过发射天线向介质发射高频带、短脉冲电磁波,通过接收天线接收其反射波。电磁波在介质中传播时,其路径、电磁场强度、能量衰减及波形变化将随所通过介质的电磁学性质及几何形态的变化而变化。介质的电磁学性质主要包括导磁率μ、导电率σ和介电常数ε,它们与介质的组成物质、密实程度密切相关。根据雷达波的旅行时间、幅度与波形等实测数据,即可探测介质的构造分布及其相关深度等。测试记录如图1。

图1:异常界面雷达典型记录

测试按现行《水电水利工程物探规程》(DL/T5010-2005)、《城市工程地球物理探测规范》CJJ7-2007标准执行,仪器参数设置如下:增益:0~66db;采样点数:2048点;发射速率:主要为50脉冲/秒;时间窗口:500ns;滤波系统:20MHz~200MHz。

2.3地质雷达在地质灾害调查中的应用

2.3.1地质雷达应用范围

2.3.1.1在地裂缝调查中的应用

地裂缝是一种常见且比较严重的地质灾害,地下水过量超采、地面不均匀沉降、断裂活动、砂土液化以及地震活动等均可引起地裂缝。由于地裂缝在地表断续出露,刚出现时规模较小,甚至宽仅数mm,不易引起人们的注意。由于其规模较小,以往常用的超声波法很难探测其横向及纵向的延伸变化情况,而使用地质雷达则可有效地解决这些问题。

2.3.1.2在岩溶塌陷调查中的应用

在隐伏基岩为灰岩及白云岩等可溶性岩石的地区,岩溶塌陷是一种较为常见的地质灾害,由于地下水的溶蚀作用,基岩中出现溶洞,溶洞的扩大可导致其上部覆盖层中形成土洞而造成塌陷。由于这一切均发生在地下,隐蔽性较强,不易引起人们重视,隐患也就更大。在这方面的调查中,地质雷达具有较大的优势。

2.3.1.3在滑坡调查中的应用

在斜坡地貌发育的地区,滑坡是一种较为常见的地质灾害,地表流水的侵蚀、地下水的潜蚀和溶蚀以及工程荷载和地震作用等都可能引发滑坡。滑坡体下滑时与母体之间的分界面称滑坡面。在工程方面,为了对滑坡灾害采取有效的防治措施,首先必须要找出滑坡面。一般采用的是电测法及地震勘测法,但这两种方法的花费较高,且受地质因素的干扰较大,远不及地质雷达快速、高效和经济。

2.3.1.4在活动断裂调查中的应用

活动断裂作为一种巨大的灾害隐患已引起人们的注意和重视,它可以诱发地震、地裂缝以及地面沉降等多种地质灾害,危害极大,如果能准确地确定出活动断裂的位置,从而在以后的工程建设中避开或采取有效的防护措施,可以最大限度地减少损失。在活动断裂的调查方面,快速、高效、经济的地质雷达已逐渐取代了钻探及变形监测等传统方法。

2.3.2探测结果

本次测试共计14条测线,长1479m。各测线所得雷达测试图像清晰,满足预期探测要求。本文对其中3条测线进行了分析阐述。

2.3.2.1测线1

测线长145m,覆盖层厚度为1.2~2.5m之间。详细探测结论见表1与图2。

表1:探测结果

图2:测线1成果图

2.3.2.2测线2

测线长145m,覆盖层厚度为1.2~2.5m之间。详细探测结论见表2与图3。

表2:探测结果

图3:测线2成果图

2.3.2.3测线3

测线长145m,覆盖层厚度为1.2~2.5m之间。详细探测结论见表3与图4。

表3:探测结果

图4:测线3成果图

3.结束语

本文通过地质雷达在地裂缝、岩溶塌陷、滑坡以及活动断裂调查中的应用实例分析。探地雷达以其无损、快速、准确的工作特点,正逐渐取代钻探、电法及超声波等传统方法对地质灾害的防治进行了分析,这也证明了地质雷达对地质灾害防治起了重要作用。

参考文献:

[1] 闫长斌, 徐国元. 探地雷达技术在岩土工程中的应用现状与展望[J]. 湖南理工学院学报(自然科学版), 2003

[2] 李大心. 探地雷达在滑坡调查中的作用[J]. 中国地质灾害与防治学报, 1994

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