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中图分类号: P642 文献标识码: A
引言
泥石流地质灾害是指在山区或者其他沟谷深壑,因暴雨、冰雪融化等水源激发的并携带有大量泥沙以及石块的危害人民生命和财产安全的特殊洪流。随着工农业生产的发展,人类对自然资源的开发程度和规模也在不断发展。当人类经济活动违反自然规律时,必然引起大自然的报复,有些泥石流的发生,就是由于人类不合理的开发而造成的。可能诱发泥石流的人类工程活动主要就是人类对生存环境的破环。泥石流地质灾害的防治主要是通过工程措施、生物措施的施工,减轻泥石流地质灾害对人民生命和财产安全的危害。建德市乾潭镇幸福村陈家自然村泥石流是比较典型的一个泥石流,为一冲沟沟源坡面滑坡、崩塌、沟谷侵蚀等引发的沟谷型小型泥石流。
1 工程概况
建德市乾潭镇幸福村陈家自然村泥石流冲沟位于建德市乾潭镇幸福村陈家自然村,距离乾潭镇镇政府直线距离约3km,距离G320国道直线距离约1.3km,泥石流前缘有乡村道路通过。该冲沟最近一次发生泥石流时间为2011年6月19日凌晨,方量约400~600m3,根据了解,当时受灾户数达数十户,无人员伤亡。泥石流发生以后,在沟口局部段已采用了浆砌块石对沟壁进行了支护。
2工程地质水文地质条件
(一)地形地貌
泥石流沟口地理位置坐标为N29°37′28.43″,E119°33′2.81″,工程区总体地形地貌属于低山、山前坡洪积地貌。泥石流冲沟山顶高程最大高程为358.99,位于工程区SE侧山顶,沟底高程约94~98m,山体自然坡度约30~50°,坡面覆盖层厚度0.5~2.5m,植被发育,属低山地貌。冲沟前缘为山前坡洪积地貌,高程70~95m,地形坡度5~10°。
(二)地层岩性
根据工程地质测绘,工程区内出露的第四系(Q)有:① 泥石流堆积(Q4sef)
岩性为含碎块石粉质粘土,块石直径一般10~30cm,可见最大块径0.6m,含量20~30%,碎石含量15~30%,厚度0.3~1.5m不等,结构松散。主要分布于冲沟内高程94~143m冲沟表层;② 滑坡堆积体(Q4del):岩性为含碎块石粉质粘土,块石直径一般1~20cm,含量10~20%,堆积厚度0.5~1.0m不等,碎石含量10~20%,结构松散。主要分布在物源区滑坡体表层及滑坡前缘冲沟表层;③ 全新统冲洪积(Q4al-pl):岩性为含碎石粉质粘土,碎石含量10~20%,厚度0.5~1.2m,主要分布在冲沟内112~122m高程:④残坡积层(Q el -dl):岩性为含碎石粉质粘土,碎石含量10~20%,厚度0.5~2.5m不等,结构松散。主要分布在山体表层:⑤ 上更新统坡洪积(Q3dl-pl):岩性为含碎石粉质粘土,碎石含量10~20%,厚度大于2m,主要分布在工程区西侧坡洪积地貌单元区。出露的前第四系为侏罗系上统黄尖组(J3h):岩性为熔结凝灰岩夹凝灰质砂岩,岩体呈块状,冲沟内以中风化岩体为主,沟口附近见有强风化层,厚度2~3m。
(三)水文地质
工程区位于低山丘陵区,据野外调查及边坡岩性揭示,根据其地下水埋藏、赋存条件、水理性质和水动力特征,地下水类型可分为孔隙潜水、基岩裂隙水。(1)孔隙潜水:主要赋存于残坡积及坡洪积含碎石粉质粘土层中,水量较为贫乏,其动态完全决定于大气降水,直接受大气降水补给。(2)基岩裂隙水:主要赋存于侏罗系上统黄尖组基岩熔结凝灰岩夹凝灰质砂岩风化裂隙中,含水量受地形地貌、地层岩性、岩体风化程度及地质构造发育程度、植被等多种因素控制,一般富水性贫乏。基岩裂隙水接受松散岩类孔隙水及大气降水渗入补给。
3泥石流基本工程地质特征
该泥石流冲沟位于建德市乾潭镇幸福村,冲沟主沟全长约547m,沟口高程94m,主沟沟源高程325m,支沟1沟源高程258m,主沟河床平均纵坡降约420‰(图1),沟谷流域汇水面积约0.084km2。
图1主沟沟谷纵坡降图
3.1泥石流物源区特征
根据现场调查,冲沟沟源崩塌、滑坡发育,崩塌主要分布在主沟沟源,滑坡主要分布在支沟1内,沟内泥石流物源主要由沟谷两侧补给,沟床内基岩。
(一)崩塌
崩塌点分布于主沟沟源300m以上,高程冲沟两侧山体自然地形坡度35~45°,植被发育,以灌木杂草等为主。表层残坡积层厚度0.5~1.5m不等,岩性为含碎石粉质粘土,冲沟内基岩,基岩岩性为侏罗系上统黄尖组(J3h)熔结凝灰岩夹凝灰质砂岩,中等风化,层面产状为N80°ESE∠20°。主要发育的节理有:①N20°WNE∠75°,间距15~30cm,延伸2~3m,微张;②N60°ENW∠65°,间距10~15cm,延伸短;③EWN∠30~40°,间距10~20cm,延伸短。
该崩塌点主要由上部残坡积层在降雨及自重影响下及岩体在结构面与层面相互切割形成碎块石向沟内产生移动所致,其已产生崩塌方量约300~400m3,主要为一小型土质崩塌,现状该崩塌稳定性较差,在降雨及自重影响下有再次发生崩塌的可能,是主沟中主要的泥石流物质来源。
(2)滑坡
在支沟1高程220~255m山体边坡上发育有一滑坡地质灾害(HP1),见图2,滑坡前缘长约7m,斜长约38m,高差约25m,主滑动方向为S72°W,已产生滑坡方量约300~400m3,为一小型土质滑坡地质灾害。滑坡地质灾害点后缘山体自然地形坡度40~45°,植被发育,主要为灌木及杂草等。滑坡顶部见有高约1~1.2m的陡坎,残坡积层厚度1~1.5m不等,岩性为含碎石粉质粘土。滑坡堆体岩性为含碎块石粉质粘土,下覆基岩为侏罗系上统黄尖组(J3h)熔结凝灰岩夹凝灰质砂岩,中等风化为主,滑坡前缘位于冲沟内,沟内见有滑坡堆积物,厚度1~1.5m不等。该滑坡形成机制为上部残坡积层在降雨及自重因素影响下沿基岩面产生滑动,由于边坡坡度较陡(35~40°)且边坡表部分布有滑坡堆积物,在降雨及自重影响下滑坡堆积物及顶部和两侧有可能继续产生滑动,为泥石流提供物质来源。
图2HP1工程地质平剖面图
在支沟1高程190~215m山体边坡上发育有滑坡(HP2)地质灾害,见图3,滑坡前缘长约7m,斜长约24m,高差约25m,主滑动方向为S88°W,已产生滑坡方量约150~200m3,为一小型土质滑坡地质灾害。滑坡地质灾害点后缘山体自然地形坡度40~45°,植被发育,主要为灌木及杂草等。滑坡顶部见有高约1~1.5m的陡坎,残坡积层厚度1~1.5m不等,岩性为含碎石粉质粘土。滑坡堆体岩性为含碎块石粉质粘土,下覆基岩为侏罗系上统黄尖组(J3h)熔结凝灰岩夹凝灰质砂岩,中等风化为主,滑坡前缘位于冲沟内,沟内见有滑坡堆积物,厚度1~1.5m不等。该滑坡形成机制为上部残坡积层在降雨及自重因素影响下沿基岩面产生滑动,由于边坡坡度较陡(35~40°)且边坡表部分布有滑坡堆积物,在降雨及自重影响下滑坡堆积物及顶部和两侧有可能继续产生滑动,为泥石流提供物质来源。
图3HP1工程地质平剖面图
3.2泥石流流通区特征
泥石流流通区位于高程105~200m高程之间,流通区分布在主沟和支沟内,总长约345m(含支沟),坡降200‰。沟谷两侧山体自然地形坡度40~45°,植被发育,主要为灌木及杂草等。残坡积层厚度0.5~2.5m不等,岩性为含碎石粉质粘土,下覆基岩为侏罗系上统黄尖组(J3h)熔结凝灰岩夹凝灰质砂岩,中等风化为主。沟内基岩多,局部沟段见有第四系冲洪积堆积物。
3.3泥石流堆积区特征
根据现场地质调查,泥石流堆积区高程在83~105m之间段,其中83~95m高程为沟口前缘道路高程,长约100m,高程95~105m段为冲沟段,长度约70m,坡降120‰。沟谷两侧山体自然地形坡度30~40°,植被发育,主要为灌木及杂草等。冲沟两侧残坡积层厚度1.0~2.5m不等,岩性为含碎石粉质粘土,下覆基岩为侏罗系上统黄尖组(J3h)熔结凝灰岩夹凝灰质砂岩,中等风化为主,在沟口附近见有强风化,风化厚度一般小于3m。沟内现状无泥石流堆积物堆积,据了解已经被清除。沟口段现状局部段已采用浆砌块石护坡,并采用直径约1.2m的排水涵管。据调查了解,去年发生的泥石流堆积物已堆积至距离现状沟口下游约70m处,堆积厚度0.5~1.0m,泥浆则冲至下游。其方量约400~600m3左右。
4泥石流形成机制、历史泥石流发生情况及流速计算
(一)泥石流的形成机制
根据调查,本次爆发的泥石流冲沟汇水面积较小,平常没有水流,只有强降雨时有水流,一般流量较小,雨停后即干枯,冲沟纵坡降较大,沟道顺直,沟谷相对狭窄,沟内一般滑坡发育,冲沟内松散固体物质主要分布于沟床和沟谷两侧坡底,松散固体物质由松散覆盖层及强风化破碎块石、碎石土组成,结构较松散,由于沟谷坡降大,在暴雨季节,洪水迅猛,沟床和沟谷两侧被流水冲刷、淘蚀,从而与洪水汇集形成泥石流。
(二)历史泥石流发生情况
根据野外调查和访问,工程区曾于2011年6月19日凌晨爆发了较大规模的泥石流(图4),该泥石流主要是由连续降雨激发。根据收集到的资料,2011年6月19日前已连续多日发生降雨,而在19日凌晨2点~5点三小时累计降水量达160mm左右,降雨持续时间短、集中且强度大。由于冲沟沟床坡降较大、洪水迅猛,导致沟内松散物源被洪水携带形成当时泥石流。据了解,当时受灾村民达数十户,无人员伤亡。
图4泥石流曾经发生情况
(注:资料来源于建德新闻网)
(三)泥石流流速的计算
对泥石流流速目前还没有成熟的计算方法,在泥石流防治工程设计中,一般采用经验公式进行计算。目前有关泥石流流速的计算公式很多,本次采用铁道科学研究院西南科学研究所研究东川泥石流后推荐的流速改进公式:
(式5-1)
(式5-2)
式中:――泥石流流速,m/s;
――泥石流容重(t/m3);
――泥石流中固体颗粒容重(t/m3);
――巴克诺夫糙率系数,具体取值见表1;
R――水力半径(m),R=/P,―过流断面面积(m2),P―湿周(m);
I――泥石流水面坡度或沟床纵坡,‰;
――泥石流阻力系数,;
――泥砂修正数,。
利用前面的计算公式,取泥石流容重为1.31t/m3,冲沟内岩体为熔结凝灰岩夹凝灰质砂岩,为2.68t/m3,流域在山区河槽,河槽经过块石、碎石土河床,部分沟床内基岩出露,中小粒径固体物质能完全滚动的物质组成,河槽阻塞轻微,河岸有草木及木本植物,沟底降落较均匀,取9.8。根据野外地质测绘实测过水断面,水力半径R约为0.60m,水面比降计算时采用沟床纵比降代替。冲沟泥石流流速计算参数及结果如表1。
表1冲沟泥石流流速计算表
I(‰) (t/m3) (t/m3) R
9.8 420 1.31 2.68 1.41 0.37 0.60
Vc(m/s) 3.56
计算结果显示,泥石流流速为3.56m/s。
5泥石流地质灾害的防治措施及设计
(一)防治措施
(1)工程措施主要包括跨越工程、穿过工程、防护工程、排导工程、拦挡工程。(2)生物措施主要是在泥石流流域内,植树种草,保护和恢复森林植被,防治水土流失以及合理耕植、放牧。(3)防止人为破坏生物资源和生态环境。(4)对于防治泥石流,常采用多种措施相结合,比用单一措施更为有效。
(二)防治工程设计
经过详细的地质灾害勘查,查明了泥石流流域的地形地貌、水源、物源条件,以及泥石流的发生时间、频率、规模、形成过程、成灾范围及成灾害情况;分析诱发因素,评价易发程度和灾情等级,预测危害程度;根据已有防治工程基本情况、防治效果及存在的问题、拟设治理工程部位的工程地质条件,提出治理工程方案为以“拦”为主,拦排结合,整体方案为“5座拦挡坝+1条导流堤”。拦挡坝的主要作用:(1)控制泥石流强度拦截泥沙,降低泥石流的浓度,改变输沙条件,减少输沙粒径,调节输沙量,使泥沙输沙形态有泥石流向水流输沙转化;(2)降低河床坡降,减缓泥石流运动速度并防止河道纵向侵蚀和横向侵蚀;(3)充分利用回淤效益,稳坡固谷。设计拦挡坝均为实体重力拦挡坝,采用M10浆砌石结构。块石应质地均匀、无裂缝、不易风化。块石厚度不小于15cm,宽度25cm-30cm,长度30cm-45cm,块石强度不低于30MPa,容重不小于20KN/m3,坝体顶部采用M10砂浆抹面2cm;针对保护对象,要求坝肩嵌进基岩深度不小于1.0m,嵌进碎石土不小于2.0m;坝基采用放坡开挖,放坡坡度以满足开挖基坑稳定为准,推荐坝肩两侧在基岩中采用1:0.1放坡开挖,坝基上下游两侧采用1:0.6放坡开挖。为顺利排泄流水或流体,在坝体上呈品字形布设孔径0.4m的排水孔,排水孔坡率3%,排水孔垂直间距2m、水平间距2m;在坝顶设矩形溢流槽。
结束语
随着科技的发展,人们对物质的需求越来越高。在人们享受物质生活的同时,却往往忽略了周围的自然生态环境已逐渐被破坏的事实。因此,生态环境的保护已是当下刻不容缓的事情。环境是自然资源的状态,是人类利用了自然资源以后,自然资源状态改变又反过来作用于人类的生产和生活并产生影响的状况。不要以为我们破坏自然环境不会遭到大自然的报复。泥石流地质灾害危害人民生命和财产安全,通过工程措施、生物措施的施工,可以减轻泥石流地质灾害对人民生命和财产安全的危害。
参考文献
[1]DZ/T0220-2006.泥石流灾害防治工程勘查规范[S].
关键词:地质灾害 膨胀土 软土 缓变形地质灾害
Abstract:The approach about types of geological disasters, focusing on expansive soil and soft soil to judging if it is geological disasters.
Key words: geological disastersexpansive soilsoft soil
中图分类号:F407.1文献标识码:A 文章编号:
随着近年来工程建设的增多,以及全球气候波动加剧、地壳运动异常增多,地质灾害频发,对地质灾害的勘察和防治工作也越来越受到重视, 2003年,中华人民共和国国务院下发了第394号令,颁布了地质灾害防治条例。此后,地质灾害评估更是作为用地审批的前置工作之一,成为工程地质建设中的一个必备项目,大规模进入勘察建设行业。
由于地质灾害评估主要自2004年开始展开,时间不长,尚未形成相关的规范,而地质灾害防治条例作为国务院令,对技术细节无法面面俱到,故在操作过程中,包括地质灾害评审专家,不同人对地质灾害的许多方面存在一些不同理解,本文主要针对地质灾害类型进行探讨。
在学术上地质灾害的定义较多,但归纳起来主要有四种。一是地质灾害是地质环境的一种变异现象;二是直接或间接恶化环境、降低环境质量,危害人类和生物圈发展的地质事件,如地震、地裂缝、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地面沉降等;三是地质灾害是指那些对人类生命财产安全造成危害和潜在威胁的自然和人为地质作用(现象);四是在自然和人为因素的作用和影响下形成的,对人类生命财产、环境造成损失的地质作用(现象),按致灾速度可分为突变性和缓变性两大类,前者如崩塌、滑坡、泥石流等,后者如水土流失、土地沙漠化等。
按致灾地质作用和发生处所进行划分,常见地质灾害共有12类、48种,它们是:1.地壳活动灾害,如地震、火山、断层错动等;2.斜坡岩土体运动灾害,如崩塌、滑坡、泥石流等;3.地面变形灾害,如地面塌陷,地面沉降,地面开裂等;4.矿山和地下工程灾害,如煤层自燃、洞井塌方、冒顶等;5.城市地质灾害,如建筑地基和基坑变形、垃圾堆积等;6.河、湖、水库灾害,如塌岸、淤积等;7.海岸带灾害;如海平面升降、海水入侵等;8.海洋地质灾害,如水下滑坡等;9.特殊岩土灾害,如黄土湿陷、砂土液化等;10.土地退化灾害,如水土流失、土地沙漠化等;11.水土污染和地球化学异常,如水污染、地方病等;12.水源枯竭灾害,如泉水干、地下含水层疏干。
国外对地质灾害的也不尽相同,其英文表达为“geological disasters"和“geological hazards",日本和美国的地质灾害概念都包括地震和火山。
而我国的地质灾害防治条例中则规定,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。
据湖北省地质灾害防治规划(2003-2015):
我省地质灾害主要类型有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷(包括岩溶地面塌陷、采空区地面沉陷,以下同)、河流塌岸等突发型地质灾害和冷浸田、水土流失、地方病、膨胀土胀缩变形、软土压缩变形、大堤渗透变形等缓变型地质灾害,其中尤以崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷灾害发生最为频繁,破坏性最强,是本次规划的对象。
另据网上一些公开的地质灾害防治规划材料,如蚌埠市地质灾害防治规划:
《蚌埠市地质灾害防治规划》(以下简称《规划》)是依法管理和监督全市地质灾害防治的重要依据。《规划》经安徽省国土资源厅组织专家审查,由蚌埠市 人民政府批准实施。
一、地质灾害的现状
我市地质灾害类型主要有致灾特殊土(膨胀土、液化土、软土)变形类缓变性地质灾害和滑坡、采空塌陷等突发性地质灾害。
……
上述规划中提出的特殊性岩土(膨胀土、软土等)等缓变型地质灾害是否属于地质灾害的种类之一呢。
笔者认为,作为广义的地质灾害概念,软土、膨胀土可以作为地质灾害较广义范围内的类型之一,在工程地质勘察报告中已有专门的章节对特殊性岩土、不良地质作专门的阐述,但在地质灾害评估及勘察过程中,根据地质灾害防治条例精神,不应纳入地质灾害评估范围,现从以下几个方面说明原因。
1防治条例罗列项目不包括软土、膨胀土
地质灾害防治条例中罗列了山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等六项地质灾害。湖北省地质环境管理条例规定,地质灾害是指山体崩塌、滑坡、危岩、泥石流、地面沉降、塌陷、裂缝等;宁夏规定,地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、煤田火灾、地面陷落、地裂缝、地下水污染、地下水疏干和由于地下水过量开采以及地下水位上升形成的水渍、水浸、水淹等灾害;天津规定,地质灾害包括土壤沙化、土壤污染、建筑基坑变形等;辽宁规定,地质灾害包括滑坡、崩塌、地面沉陷、塌陷、变形、泥石流、海水入侵和砂土液化等;均未包括软土、膨胀土地质灾害。
2软土膨胀土灾害易防易治
在软土和膨胀土地区,房屋和道路的开裂也并非普遍现象,事实上,按照相应的规范和处理手段,如采用堆载预压、砂井、塑料排水板、掺石灰等处理手段,或是通过合理的基础型式、适当的基础深度的选择,软土和膨胀土对房屋建筑和道路的危害和影响几乎可以全部控制。
在实际工程过程中,软土及膨胀土地区出现工程问题的,基本上都是由于未严格按规范操作、施工偷工减料(如插板深度不够)、工期不足(堆载预压需要一定的预压时间)等原因造成。
3与勘察报告内容重复
软土、膨胀土作为工程上的常见病害之一,在相关勘查规范中已经有较详细的勘察手段和处理规定,是工程勘察报告的常规和重点部分,只要按照规范进行仔细勘察,施工时严格按照设计方案进行处理,则工程现状上不会受其影响,工程建设也不会对其引发或加剧。
避免软土、膨胀土灾害问题,只需落实相关规范规定,按照地质勘察报告及设计文件要求,严格施工管理即可,在地质灾害评估报告中,没有必要再次重复相同内容,建议相同的处理方法。
综上,笔者认为,在地质灾害勘察及评估过程中,严格按照国务院地质灾害防治条例及各地国土资源部门的进一步解释说明,对山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等地质灾害类型进行勘察及评估即可,软土及膨胀土不应作为地质灾害类型之一进行地质灾害评估。
参考文献(References):
中华人民共和国国务院令第394号,2003.11;
湖北省地质灾害防治规划(2003-2015),2003,12;
【关键词】岩土工程;地质灾害;实践经验;防治措施
1、岩土工程与地质灾害的内涵
人类起源于自然,又高于自然,人类自产生以来就一直在利用和改造自然。从原始人利用天然洞穴到学会挖土造屋,时至今日,人类己能够建造高达数百米的摩天大厦、高坝和巨塔。在此过程中,由于地基处理的需要,逐渐形成了一门学科技术——岩土工程。这种技术是基于地基改良、工程安全运行而发展起来的,它缺乏环境保护的观念,缺乏减轻地质灾害的观念,说到底,缺乏地质的概念,仅从工程观点出发,从而出现了许多不但没有加固好工程地基或边坡,反而诱发了深层的更大的地质灾害的例证,如水电站、抽水蓄能电站、矿山等都有这方面的教训。为了弥补岩土工程学这种先天不足,于80年代末,90年代初,产生了一个新的学科——地质工程学。
地质工程学,是研究与解决从规划到竣工乃至工程运行后效的全过程的与地质有关的工程问题的科学。它把地质体乃至地质环境作为工程系统的组成部分来对待,这显然符合大系统工程学的思想,它包含岩土工程和地质灾害防治工程两个方面,但以后者对其特点的反映更为深刻。岩土工程是指工程建设中涉及岩土体的开挖与加固;地质灾害防治工程是对自然或人为作用产生的有害地质现象进行防范与防治。后者包含了更全面地对地质生态环境合理开发与管理的思想。
地质灾害是指由于自然因素或者人为活动引发的危害人民生命财产安全或使人类赖以生存和发展的环境、资源发生严重破坏的地质现象。《地质灾害防治条例》规定,地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害。
在我国,大多数地质灾害现象都是人为因素引发的,据有关资料统计,近年来我国每年因地质灾害造成的经济损失约占各种 自然灾害的1/4~1/5,因此,减少或制止破坏生态环境行为、及时采 取地质灾害预防和防治措施,是我国当前减少损失的首要途径。
2、我国几处地质灾害的特征与危害
由于我国地理位置独特,地质构造复杂,地球生态环境多变,加之人口众多的农业大国,经济较落后,承灾能力弱,所有这些叠加在一起,形成灾害类型多、分布广、频度高、强度大、影响面宽、损失严重的格局。据资料统计分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等种类的地质灾害在我国十分发育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范围约占国土面积的50%,其中以西南、西北地区最为严重。
据资料统计分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等种类的地质灾害在我国十分发育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范围约占国土面积的50%,其中以西南、西北地区最为严重。
地质灾害的发生还导致破坏铁路、公路、航运、水库、堤坝和通信等工程设施,破坏土地资源、水资源、矿产资源、旅游资源和生态环境等。
地质灾害可分两大类:第一类主要是由自然因素引起的地质环境问题,又称第一环境问题,属自然地质灾害;这些灾害不以人类历史的发展为转移;第二类主要是由人为活动引发的地质灾害,称第二环境问题,属人为地质灾害。这些灾害常随社会经济的发展而日益增加,
据地质灾害成因分析,全国50%以上的地质灾害发生的主要原因是人类行为,尤其是人类不合理地大量挖掘能源所造成的。
滑坡:滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震、人工切坡等因素的影响,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
造成滑坡的诱因有①地震;②降雨和融雪;③地表水的冲刷、浸泡;④河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;⑤开挖坡脚;⑥蓄水排水;⑦堆填加载;⑧劈山放炮,乱砍乱伐。
滑坡发生的规律:下列地带是滑坡的易发和多发地区:①江、河、湖(水库)、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区铁路、公路、工程建筑物的边坡等。②地质构造带之中,如断裂带、地震带等。③易滑(坡)岩、土分布区。④暴雨多发区及异常的强降雨区。
崩塌:陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部空虚,折断压碎或局部移滑,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象称为崩塌。
崩塌的诱因:①采掘矿产资源;②道路工程开挖边坡;③水库蓄水与渠道渗漏;④堆(弃)渣填土;⑤强烈振动。
泥石流:泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)产生在沟谷或 山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。
泥石流的诱因:①不合理开挖;②不合理的弃土、弃渣、弃石;③滥伐乱垦。地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种动力地质现象。
地面变形 :地面变形包括地面沉降、地面塌陷与地裂缝。目前中国发生地面沉降活动的城镇有70多个,明显成灾的有30余个,最大沉降量已将近3m。这些城市有的孤立存在,有的密集成群相连形成广阔的地面沉降带(区)。造成中国城镇地面塌陷原因有三:①不合理地大量开采地下矿产资源引起的塌陷;②表面岩溶活动引起的塌陷;③大量抽取地下水引起地面下沉。
地面塌陷发生的规律:①岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带或沿其与非可溶岩的接触地带;②沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带,岩层剧烈转折、破碎的地带;③松散盖层较薄且以砂石为主,其底部粘性土层缺失或甚薄(一般不足1-2m)的“天窗”地段;④岩溶地下水的主迳流带或岩溶管道上:⑤具有潜水和岩溶水双层含水层分布地带;⑥岩溶地下水的排泄区;⑦岩沉吟地下水位在基岩面上下频繁波动的地带,或受排水影响强烈的降落漏斗中心及近侧地段;⑧临近河、湖、塘地表水体的近岸地带;⑨岩溶地下水位埋藏较浅的低洼地带。
3、地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施
3.1主要的施工技术标准总结
地质灾害防治工程的最大特点是隐蔽性(如抗滑桩)、复杂性(如抗滑桩+锚拉+挡板+冠梁)和多样性(防治滑坡可采用桩,亦可采用挡土墙),以地下工程施工为工艺特点,因此与地基与基础工程和岩土工程具有十分相近或相同的工艺流程、施工工序和施工工法。涉及地质灾害防治工程施工的技术规范和标准主要有:
(1)地质灾害防治工程现行施工技术标准和规范,如《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T02 1 8—2006):
(2)各类工业与民用和市政工程建设项目的地基与基础、深基坑、高切坡、地基处理、基础病害工程防治等所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202—2002);
(3)各类水利水电工程的土石方、地基与基础和岩土工程所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《水电水利工程预应力锚索施工规范》(DIJT5083—2004);
(4)各类交通建设中所涉及的边坡、滑坡、危岩、塌陷和沉降等工程防治的相关技术标准和规范,如《公路隧道施工技术规范》)(JTJ042—94)。
3.2地质灾害防治工程实践
3.2.1做好防治工程设计
地质灾害防治工程设计,必须根据崩塌、滑坡、不稳定斜坡的成因机制、运动模式、易发性及防治目标制定。
(1)根据致灾的成因确定主要防治途径;(2)根据灾害的易发程度、防治目标确定防治工程的强度和工程量。
3.2.2地质灾害防治工程的主要工程措施
根据地质灾害防治工程勘查设计现行行业规范,(三峡库区地质灾害防治工程质量检验评定标准》等技术标准及资料分析,国内防治地质灾害的主要工程类型有:排(截)水工程、支(拦)挡工程、加固工程、护坡工程、减载与压脚工程及搬迁和避让等,设计分别采用了对应的防治工程措施,见下表1所示。
工程类型 设计措施 主要的地质灾害类型
排(载)水工程 排(载)水沟 滑坡、塌岸、地面沉降、地面塌陷
排水盲沟 滑坡、塌岸
排水隧洞 滑坡
排水井(孔) 滑坡
支(拦)挡工程 混凝土灌注抗滑桩 滑坡、崩塌
锚拉抗滑桩 滑坡、崩塌
挡土墙 混凝土挡土墙 滑坡、危岩、崩塌、泥石流
浆砌挡墙 滑坡、危岩、崩塌、泥石流
加筋土挡墙 塌岸
防崩(落)石槽(台) 危岩、泥石流
拦石坝(墙、堤) 危岩、泥石流
拦石网与拦石柱 危岩
支撑墩(柱) 危岩
加固工程 预应力锚索(杆)加固 危岩、滑坡
格构锚固 危岩、滑坡
注浆加固 危岩、滑坡、地面沉降、地面塌陷
护坡工程 锚喷支护 危岩
砌石护坡 塌岸
石笼护坡 塌岸
锚杆与土钉墙护坡 危岩、水土流失
格构护坡 危岩、水土流失
植被护坡 塌岸、水土流失
减载与压脚工程 削方减载 滑坡、塌岸
土石压脚 滑坡、塌岸
搬迁和避让 无 滑坡、危岩、泥石流
3.2.3地质灾害工程实践
(1)工程防治措施。工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分,工程防治措施的适用条件及方式:大多数房后切坡造成的小型土质滑坡,选用滑坡后缘地表排水、前缘支挡或削方减载护坡等工程措施较为适应;对于中型以上滑坡,应根据工程地质勘察资料选择工程防治措施。
(2)生物防治措施。生物防治措施是指植树造林,种草护坡及合理耕牧。它具有应用范围广、投资省,能促进生态平衡,改善自然环境条件,防治作用持续时问长的特点,需较长时间才能发挥其效益。根据调查区地质灾害特点和自然经济条件,泥石流区,地面塌陷区及水土流失区应采取封山育林,退耕还林等防治措施,减少地质灾害的发生和经济损失。
(3)避让措施。①雨天避让措施。对灾害隐患点和变形斜坡,采取雨天临时避让措施,各镇在防灾预案的基础上编制安全转移预案,雨天对受威胁户一一作转移地点安排。应根据就近原则、转移地(接受户)不受地质灾害或其它灾害威胁的原则进行操作。②搬迁避让措施。对一些危险性大、危害性严重的地质灾害,防治费用超过搬迁费用或再建房仍然受地质灾害威胁的,采用搬迁避让措施。调查区需搬迁避让或已搬迁的灾点。
A:湖南省是全国地质灾害的高易发区,每年发生的地质灾害数量和造成的损失都位居全国前列,在全国来说是仅次于四川、云南、贵州的地质灾害高发育地区。目前全省有据可查的大小地质灾害就有上万处。近年来,随着一些极端气候事件的发生频率增加,同时伴随着人类工程活动的增加,我省的地质灾害防治形势越来越严峻。省委省政府高度重视这项工作,连续出台相关文件要求加强地质灾害防治工作,要求加快全省应急体系建设。
在这种形势下,省国土资源厅按照省领导关于“加快全省应急体系、平台建设”的指示,积极筹建地质灾害应急中心,决定依托我站(中心)现有办公场所及卫星遥感监测设备、远程视频会商决策指挥系统等建设省地质灾害应急中心及会商指挥部,作为全省突发性地质灾害应急指挥部,形成横向与省委应急办、省政府应急办、省防汛指挥部、省气象台相联,纵向与国土资源部、各市州县国土资源局、市州地质灾害应急中心相通的中枢指挥系统。2012年初,经省编委同意,正式成立“湖南省地质灾害应急中心”,加挂在湖南省地质环境监测总站。成立一年多来,应急中心主要承担全省地质灾害总值班值守,汛期地质灾害气象预警预报、突发性地质灾害的应急调查和指挥调度等工作。
同时我们经过前期多地的调研,正在加紧进行湖南省地质灾害应急中心的场地建设,争取在今年汛期初步建成并运行,实现与多部门的资料共享、远程视频会商、应急指挥管理等多功能于一体的应急中心,也将成为全省应急体系建设的重要节点。
Q:2013年度湖南省地质灾害趋势初步预测情况怎样?
A:根据湖南省地质环境特征、地质灾害发育分布规律,结合2012年地质灾害灾情、隐患点稳定状况和2013年全省气候趋势,湖南省地质灾害应急中心对今年全省的地质灾害做了初步预测:
今年我省地质灾害发生频率总体与常年相当,但局部强降雨地区地质灾害发生的频率仍不可忽视,地质灾害以滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等灾发性地质灾害为主。其中,今年3-4月降水较常年偏多,受其影响,湘潭市、株洲市、郴州市汛期地质灾害发生频次仍然较多,同时,由于湘东、湘中山地丘陵区地质环境脆弱,岳阳、长沙、娄底、益阳等地滑坡、崩塌、泥石流地质灾害较为易发,地质灾害防治形势不容乐观;主汛期5-9月是滑坡、崩塌、泥石流的主发期,尤以5、6、7月最为严重,主要应防范受强对流天气或台风暴雨影响引发的地质灾害。以滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷为主的地质灾害高易发区可能主要在湘西北、湘西、湘东南部分山地丘陵区。
Q:根据预测,湖南地质灾害防治应将采取哪些措施?
关键词:岩土工程;地质灾害;防治措施
1、岩土工程与地质灾害的内涵
自20世纪80年代末,90年代初,我国产生了一个新的学科——地质工程学。地质工程学,是研究与解决从规划到竣工乃至工程运行后效的全过程的与地质有关的工程问题的科学。它把地质体乃至地质环境作为工程系统的组成部分来对待,这显然符合大系统工程学的思想,它包含岩土工程和地质灾害防治工程两个方面,但以后者对其特点的反映更为深刻。岩土工程是指工程建设中涉及岩土体的开挖与加固;地质灾害防治工程是对自然或人为作用产生的有害地质现象进行防范与防治。后者包含了更全面地对地质生态环境合理开发与管理的思想。
地质灾害是指由于自然因素或者人为活动引发的危害人民生命财产安全或使人类赖以生存和发展的环境、资源发生严重破坏的地质现象。《地质灾害防治条例》规定,地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害。
在我国,大多数地质灾害现象都是人为因素引发的,据有关资料统计,近年来我国每年因地质灾害造成的经济损失约占各种自然灾害的1/4至1/5,因此,减少或制止破坏生态环境行为、及时采取地质灾害预防和防治措施,是我国当前减少损失的首要途径。
2、我国地质灾害的特征与危害
由于我国地理位置独特,地质构造复杂,地球生态环境多变,加之人口众多的农业大国,经济较落后,承灾能力弱,所有这些叠加在一起,形成灾害类型多、分布广、频度高、强度大、影响面宽、损失严重的格局。
据资料统计分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等种类的地质灾害在我国十分发育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范围约占国土面积的50%,其中以西南、西北地区最为严重。
地质灾害可分两大类:第一类主要是由自然因素引起的地质环境问题,又称第一环境问题,属自然地质灾害;这些灾害不以人类历史的发展为转移;第二类主要是由人为活动引发的地质灾害,称第二环境问题,属人为地质灾害。这些灾害常随社会经济的发展而日益增加,据地质灾害成因分析,全国50%以上的地质灾害发生的主要原因是人类行为,尤其是人类不合理地大量挖掘能源所造成的。
2.1 滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震、人工切坡等因素的影响,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
滑坡的诱因:
(1)地震;(2)降雨和融雪;(3)地表水的冲刷、浸泡;(4)河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;(5)开挖坡脚;(6)蓄水排水;(7)堆填加载;(8)劈山放炮,乱砍乱伐。
滑坡发生的规律:
下列地带是滑坡的易发和多发地区:(1)江、河、湖(水库)、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区铁路、公路、工程建筑物的边坡等。(2)地质构造带之中,如断裂带、地震带等。(3)易滑(坡)岩、土分布区。(4)暴雨多发区及异常的强降雨区。
2.2 崩塌
陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部空虚,折断压碎或局部移滑,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象称为崩塌。
崩塌的诱因:
(1)采掘矿产资源;(2)道路工程开挖边坡;(3)水库蓄水与渠道渗漏;(4)堆(弃)渣填土;(5)强烈振动。
2.3 泥石流
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)产生在沟谷或山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。
泥石流的诱因:
(1)不合理开挖;(2)不合理的弃土、弃渣、弃石;(3)滥伐乱垦。
地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种动力地质现象。
2.4 地面变形
地面变形包括地面沉降、地面塌陷与地裂缝。目前中国发生地面沉降活动的城镇有70多个,明显成灾的有30余个,最大沉降量已将近3m。这些城市有的孤立存在,有的密集成群相连形成广阔的地面沉降带(区)。造成中国城镇地面塌陷原因有三:一是不合理地大量开采地下矿产资源引起的塌陷;二是表面岩溶活动引起的塌陷;三是大量抽取地下水引起地面下沉。
地面塌陷发生的规律:
(1)岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带或沿其与非可溶岩的接触地带;(2)沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带,岩层剧烈转折、破碎的地带;(3)松散盖层较薄且以砂石为主,其底部粘性土层缺失或甚薄(一般不足1-2米)的“天窗”地段;(4)岩溶地下水的主迳流带或岩溶管道上;(5)具有潜水和岩溶水双层含水层分布地带;(6)岩溶地下水的排泄区;(7)岩沉吟地下水位在基岩面上下频繁波动的地带,或受排水影响强烈的降落漏斗中心及近侧地段;(8)临近河、湖、塘地表水体的近岸地带;(9)岩溶地下水位埋藏较浅的低洼地带。
2.5 人为地质灾害的危险性分析
人为活动加剧或加速地质灾害的发生所带来的危害性大大超过正常状态下产生的地质灾害所带来的损失。如:矿产资源的开发以及铁道、公路等各种工程建设的开挖,亦经常加剧地质灾害的发生,如:土壤侵蚀、地面塌陷与沉降、滑坡、岩爆、泥石流、荒漠化以及坑道涌水、瓦斯爆炸等灾害。人工滥伐森林资源,也造成土壤侵蚀、滑坡和泥石流等灾害,并导致洪灾的加剧发生。人工爆破也会诱发岩溶塌陷、滑坡等灾害的发生,还有可能引起连锁性的岩溶塌陷。
人工诱发地质灾害的特点如下:
一是诱发速度快。在自然地质演化及气候变化过程中,岩体由相对稳定至不稳定的变化,经历长时间过程。而人工因素诱发下,就大大地缩短了自然演化时间,加速岩土体的岩性变化,而导致突变灾难的发生,并造成更大的损失。
二是诱发灾害面广。自然地质灾害的发生,除了特大灾害之外,一般其危害性有一定的局限性,在人工因素诱发下,其危害性就具有更大的影响面。例如由于生物资源———森林的破坏,工程的大规模开挖,影响的是区域性环境恶化,诱发区域性旱涝灾害,以至引发全球性荒漠化。人类活动产生的升温效应,对气候及地质灾害诱发作用的影响也是全球性的。
三是灾害损失巨大,除了地震之外,人工诱发的地质灾害所造成的损失是严重的。随着经济建设的发展,人工诱发地质灾害所造成的损失,仍会不断增加,目前估计地质灾害损失每年约500亿元,而受到威胁的就是这些数据的数倍至数百倍。1998年洪灾损失2000多亿元,死亡1432人,其中不少损失是通过地质灾害而产生的。
3、地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施
3.1 主要的施工技术标准总结
地质灾害防治工程的最大特点是隐蔽性(如抗滑桩)、复杂性(如抗滑桩+锚拉+挡板+冠梁)和多样性(防治滑坡可采用桩,亦可采用挡土墙),以地下工程施工为工艺特点,因此与地基与基础工程和岩土工程具有十分相近或相同的工艺流程、施工工序和施工工法。涉及地质灾害防治工程施工的技术规范和标准主要有:
(1)地质灾害防治工程现行施工技术标准和规范,如《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0218-2006);
(2)各类工业与民用和市政工程建设项目的地基与基础、深基坑、高切坡、地基处理、基础病害工程防治等所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002);
(3)各类水利水电工程的土石方、地基与基础和岩土工程所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《水电水利工程预应力锚索施工规范》(DL/T5083-2004);
(4)各类交通建设中所涉及的边坡、滑坡、危岩、塌陷和沉降等工程防治的相关技术标准和规范,如《公路隧道施工技术规范》)(JTJ042-94)。
3.2 地质灾害防治工程防治措施
3.2.1 做好防治工程设计
地质灾害防治工程设计,必须根据崩塌、滑坡、不稳定斜坡的成因机制、运动模式、易发性及防治目标制定。
(1)根据致灾的成因确定主要防治途径;
(2)根据灾害的易发程度、防治目标确定防治工程的强度和工程量。
3.2.2 地质灾害防治工程的主要工程措施
根据地质灾害防治工程勘查设计现行行业规范,《三峡库区地质灾害防治工程质量检验评定标准》等技术标准及资料分析,国内防治地质灾害的主要工程类型有:排(截)水工程、支(拦)挡工程、加固工程、护坡工程、减载与压脚工程及搬迁和避让等。
3.2.3 地质灾害防治措施
(l)工程防治措施
工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分,工程防治措施的适用条件及方式:大多数房后切坡造成的小型土质滑坡,选用滑坡后缘地表排水、前缘支挡或削方减载护坡等工程措施较为适应;对于中型以上滑坡,应根据工程地质勘察资料选择工程防治措施。
(2)生物防治措施
生物防治措施是指植树造林,种草护坡及合理耕牧。它具有应用范围广、投资省,能促进生态平衡,改善自然环境条件,防治作用持续时间长的特点,需较长时间才能发挥其效益。
根据调查区地质灾害特点和自然经济条件,泥石流区,地面塌陷区及水土流失区应采取封山育林,退耕还林等防治措施,减少地质灾害的发生和经济损失。
(3)避让措施
①雨天避让措施。对灾害隐患点和变形斜坡,采取雨天临时避让措施,各镇在防灾预案的基础上编制安全转移预案,雨天对受威胁户一一作转移地点安排。应根据就近原则、转移地(接受户)不受地质灾害或其它灾害威胁的原则进行操作。
②搬迁避让措施。对一些危险性大、危害性严重的地质灾害,防治费用超过搬迁费用或再建房仍然受地质灾害威胁的,采用搬迁避让措施。调查区需搬迁避让或已搬迁的灾点。
4、结语
岩土工程地质灾害防治工程是一项长期的工作,任重而道远。随着新技术、新方法、新材料在地质灾害防治工程中应用,地质灾害防治措施和施工技术必将迈向新的台阶。
参考文献
[1]地质工程勘察、检验监测及设计施工与灾害防治技术实用手册.中国知识出版社.2007-11
[2]胡茂焱.地质灾害与防治技术.中国地质大学出版社.2005-9
地质灾害是指由于自然因素或者人为活动引发的危害人民生命财产安全或使人类赖以生存和发展的环境、资源发生严重破坏的地质现象。她质灾害防治条例》规定,地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害。在我国,大多数地质灾害现象都是人为因素引发的,据有关资料统计,近年来我国每年因地质灾害造成的经济损失约占各种自然灾害的1,4~1/5,因此,减少或制止破坏生态环境行为、及时采取地质灾害预防和防治措施,是我国当前减少损失的首要途径。
2我国地质灾害的特征与危害
我国地理位置独特,东邻世界最大的太平洋,西靠全球最高的青藏高原,南处世界最大的环太平洋构造带与特提斯构造带交汇处,地质构造复杂,地球生态环境多变,加之,又是人口众多的农业大国,经济较落后,承灾能力弱,所有这些叠加在一起,形成灾害类型多、分布广、频度高、强度大、影响面宽、损失严重的格局。据资料统计分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等种类的地质灾害在我国十分发育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范围约占国土面积的50%,其中以西南、西北地区最为严重。地质灾害的发生还导致破坏铁路、公路、航运、水库、堤坝和通信等工程设施,破坏土地资源、水资源、矿产资源、旅游资源和生态环境等。地质灾害可分两大类:第一类主要是由自然因素引起的地质环境问题,又称第一环境问题,属自然地质灾害;这些灾害不以人类历史的发展为转移;第二类主要是由人为活动引发的地质灾害,称第二环境问题,属人为地质灾害。这些灾害常随社会经济的发展而日益增加,据地质灾害成因分析,全国50%以上的地质灾害发生的主要原因是人类行为,尤其是人类不合理地大量挖掘能源所造成的。
2.1滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震、人工切坡等因素的影响,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。滑坡的诱因:①地震;②降雨和融雪;③地表水的冲刷、浸泡;④河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;⑤开挖坡脚;⑥蓄水排水;⑦堆填加载;⑧劈山放炮,乱砍乱伐。滑坡发生的规律:下列地带是滑坡的易发和多发地区:①江、河、湖(水库)、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区铁路、公路、工程建筑物的边坡等。②地质构造带之中,如断裂带、地震带等。③易滑(坡)岩、土分布区。④暴雨多发区及异常的强降雨区。
2.2崩塌
陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部空虚,折断压碎或局部移滑,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象称为崩塌。崩塌的诱因:①采掘矿产资源;②道路工程开挖边坡;③水库蓄水与渠道渗漏;④堆(弃)渣填土;⑤强烈振动。
2.3泥石流
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)产生在沟谷或山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。泥石流的诱因:①不合理开挖;②不合理的弃土、弃渣、弃石;③滥伐乱垦。地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种动力地质现象。
2.4地面变形
地面变形包括地面沉降、地面塌陷与地裂缝。目前中国发生地面沉降活动的城镇有7O多个,明显成灾的有3O余个,最大沉降量己将近3m。这些城市有的孤立存在,有的密集成群相连形成广阔的地面沉降带(区)。造成中国城镇地面塌陷原因有三:①不合理地大量开采地下矿产资源引起的塌陷:②表面岩溶活动引起的塌陷;③大量抽取地下水引起地面移‘。地面塌陷发生的规律:①岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带或沿其与非可溶岩的接触地带;②沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带,岩层剧烈转折、破碎的地带;③松散盖层较薄且以砂石为主,其底部粘性土层缺失或甚薄(一般不足1~2m)的“天窗”地段;④岩溶地下水的主迳流带或岩溶管道上;⑤具有潜水和岩溶水双层含水层分布地带;⑥岩溶地下水的排泄区;⑦岩沉吟地F水位在基岩面上下频繁波动的地带,或受排水影响强烈的降落漏斗中心及近侧地段;⑧临近河、湖、塘地表水体的近岸地带;⑨岩溶地水位埋藏较浅的低洼地带。
2.5人为地质灾害的危险性分析
人为活动加剧或加速地质灾害的发生所带来的危害性大大超过正常状态F产生的地质灾害所带来的损失。如:矿产资源的开发以及铁道、公路等各种工程建设的开挖,亦经常加剧地质灾害的发生,如:土壤侵蚀、地面塌陷与沉降、滑坡、岩爆、泥石流、荒漠化以及坑道涌水、瓦斯爆炸等灾害。人工滥伐森林资源,也造成土壤侵蚀、滑坡和泥石流等灾害,并导致洪灾的加剧发生。人工爆破也会诱发岩溶塌陷、滑坡等灾害的发生,还有可能引起连锁性的岩溶塌陷。人工诱发地质灾害的特点如下:
(1)诱发速度快。在自然地质演化及气候变化过程中,岩体由相对稳定至不稳定的变化,经历长时间过程。而人工因素诱发下,就大大地缩短r自然演化时间,加速岩土体的岩性变化,而导致突变灾难的发生,并造成更大的损失。
(2)诱发灾害面广。自然地质灾害的发生,除了特大灾害之外,一般其危害性有一定的局限性,在人工因素诱发下,其危害性就具有更大的影响商。例如由于生物资源——森林的破坏,工程的大规模开挖,影响的是区域性环境恶化,诱发区域性旱涝灾害,以至引发全球性荒漠化。人类活动产生的升温效应,对气候及地质灾害诱发作用的影响也是全球性的。
(3)灾害损失巨大,除了地震之外,人工诱发的地质灾害所造成的损失是严重的。随着经济建设的发展,人工诱发地质灾害所造成的损失,仍会不断增加,目前估计地质灾害损失每年约500亿元,而受到威胁的就是这数据的数倍至数百倍。1998年洪灾损失2000多亿元,死亡1432人,其中不少损失是通过地质灾害而产生的。
3地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施
3.1主要的施工技术标准总结
地质灾害防治工程的最大特点是隐蔽性(如抗滑桩)、复杂性(如抗滑桩+锚拉+挡板+冠梁)和多样性(防治滑坡可采用桩,亦可采用挡土墙),以地下工程施工为工艺特点,因此与地基与基础工程和岩土工程具何_卜分相近或相同的工艺流程、施工工序和施工工法。涉及地质灾害防治工程施工的技术规范和标准主要有:
(1)地质灾害防治工程现行施工技术标准和规范,如《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0218—2006);
(2)各类工业与民用和市政工程建设项目的地基与基础、深基坑、高切坡、地基处理、基础病害工程防治等所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202—2002);
(3)各类水利水电工程的土石方、地基与基础和岩土工程所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《水电水利工程预应力锚索施工规范》(DIJT5083—2004);
(4)各类交通建设中所涉及的边坡、滑坡、危岩、塌陷和沉降等工程防治的相关技术标准和规范,如忪路隧道施工技术规勘(Jl,rJ042—94)。
3.2地质灾害防治工程实践
3.2.1做好防治工程设计
地质灾害防治工程设计,必须根据崩塌、滑坡、不稳定斜坡的成因机制、运动模式、易发性及防治目标制定。(1)根据致灾的成因确定主要防治途径;(2)根据灾害的易发程度、防治目标确定防治工程的强度和工程量。
3.2.2地质灾害防治工程的主程措施
根据地质灾害防治工程勘查设计现行行业规范,《三峡库区地质灾害防治工程质量检验评定标准》等技术标准及资料分析,国内防治地质灾害的主要工程类型有:排(截)水工程、支(拦)挡工程、加固工程、护坡工程、减载与压脚工程及搬迁和避让等,设计分别采用了对应的防治l程措施,见表1所示。
3.2.3地质灾害工程实践
(1)工程防治措施
工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分,工程防治措施的适用条件及方式:大多数房后切坡造成的小型土质滑坡,选用滑坡后缘地表排水、前缘支挡或削方减载护坡等工程措施较为适应:对于中型以E滑坡,应根据工程地质勘察资料选择工程防治措施。
(2)生物防治措施
生物防治措施是指植树造林,种草护坡及合理耕牧。它具有应用范围广、投资省,能促进生态平衡,改善自然环境条件,防治作用持续时间长的特点,需较长时间才能发挥其效益。根据调查区地质灾害特点和自然经济条件,泥石流区,地面塌陷区及水土流失区应采取封山育林,退耕还林等防治措施,减少地质灾害的发生和经济损失。
(3)避让措施
①雨天避让措施。对灾害隐患点和变形斜坡,采取雨天临时避措旌,各镇在防灾预案的基础上编制安全转移预案,雨天对受威胁户。一作转移地点安排。应根据就近原则、转移地(接受户)不受地质灾害或其它灾害威胁的原则进行操作。②搬迁避让措施。对一些危险性大、危害性严重的地质灾害,防治费用超过搬迁费用或再建房仍然受地质灾害威胁的,采用搬迁避让措施。调查区需搬迁避让或已搬迁的灾点。
关键词:岩土工程;特征;灾害;防治
中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:
1、我国地质灾害的特征与危害
由于我国地理位置独特,地质构造复杂,地球生态环境多变,加之人口众多的农业大国,经济较落后,承灾能力弱,所有这些叠加在一起,形成灾害类型多、分布广、频度高、强度大、影响面宽、损失严重的格局。
据资料统计分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等种类的地质灾害在我国十分发育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范围约占国土面积的50%,其中以西南、西北地区最为严重。
地质灾害可分两大类:第一类主要是由自然因素引起的地质环境问题,又称第一环境问题,属自然地质灾害;这些灾害不以人类历史的发展为转移;第二类主要是由人为活动引发的地质灾害,称第二环境问题,属人为地质灾害。这些灾害常随社会经济的发展而日益增加,据地质灾害成因分析,全国50%以上的地质灾害发生的主要原因是人类行为,尤其是人类不合理地大量挖掘能源所造成的。
1.1滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震、人工切坡等因素的影响,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
滑坡的诱因主要有以下几种:(1)地震;(2)降雨和融雪;(3)地表水的冲刷、浸泡;(4)河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;(5)开挖坡脚;(6)蓄水排水;(7)堆填加载;(8)劈山放炮,乱砍乱伐。
下列地带是滑坡的易发和多发地区:(1)江、河、湖(水库)、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区铁路、公路、工程建筑物的边坡等。(2)地质构造带之中,如断裂带、地震带等。(3)易滑(坡)岩、土分布区。(4)暴雨多发区及异常的强降雨区。
1.2崩塌
陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部空虚,折断压碎或局部移滑,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象称为崩塌。
崩塌的诱因主要有以下几种:(1)采掘矿产资源;(2)道路工程开挖边坡;(3)水库蓄水与渠道渗漏;(4)堆(弃)渣填土;(5)强烈振动。
1.3泥石流
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)产生在沟谷或山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。
泥石流的诱因主要有以下几种:(1)不合理开挖;(2)不合理的弃土、弃渣、弃石;(3)滥伐乱垦。地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种动力地质现象。
1.4地面变形
地面变形包括地面沉降、地面塌陷与地裂缝。目前中国发生地面沉降活动的城镇有70多个,明显成灾的有30余个,最大沉降量已将近3m。这些城市有的孤立存在,有的密集成群相连形成广阔的地面沉降带(区)。造成中国城镇地面塌陷原因有三:一是不合理地大量开采地下矿产资源引起的塌陷;二是表面岩溶活动引起的塌陷;三是大量抽取地下水引起地面下沉。
地面塌陷发生的规律:(1)岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带或沿其与非可溶岩的接触地带;(2)沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带,岩层剧烈转折、破碎的地带;(3)松散盖层较薄且以砂石为主,其底部粘性土层缺失或甚薄(一般不足1-2米)的“天窗”地段;(4)岩溶地下水的主迳流带或岩溶管道上;(5)具有潜水和岩溶水双层含水层分布地带;(6)岩溶地下水的排泄区;(7)岩沉吟地下水位在基岩面上下频繁波动的地带,或受排水影响强烈的降落漏斗中心及近侧地段;(8)临近河、湖、塘地表水体的近岸地带;(9)岩溶地下水位埋藏较浅的低洼地带。
1.5人为地质灾害的危险性分析
人为活动加剧或加速地质灾害的发生所带来的危害性大大超过正常状态下产生的地质灾害所带来的损失。如:矿产资源的开发以及铁道、公路等各种工程建设的开挖,亦经常加剧地质灾害的发生,如:土壤侵蚀、地面塌陷与沉降、滑坡、岩爆、泥石流、荒漠化以及坑道涌水、瓦斯爆炸等灾害。人工滥伐森林资源,也造成土壤侵蚀、滑坡和泥石流等灾害,并导致洪灾的加剧发生。人工爆破也会诱发岩溶塌陷、滑坡等灾害的发生,还有可能引起连锁性的岩溶塌陷。
2、地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治
2.1主要的施工技术标准总结
地质灾害防治工程的最大特点是隐蔽性(如抗滑桩)、复杂性(如抗滑桩+锚拉+挡板+冠梁)和多样性(防治滑坡可采用桩,亦可采用挡土墙),以地下工程施工为工艺特点,因此与地基与基础工程和岩土工程具有十分相近或相同的工艺流程、施工工序和施工工法。涉及地质灾害防治工程施工的技术规范和标准主要有:
(1)地质灾害防治工程现行施工技术标准和规范,如《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0218-2006);
(2)各类工业与民用和市政工程建设项目的地基与基础、深基坑、高切坡、地基处理、基础病害工程防治等所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002);
(3)各类水利水电工程的土石方、地基与基础和岩土工程所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《水电水利工程预应力锚索施工规范》(DL/T5083-2004);
(4)各类交通建设中所涉及的边坡、滑坡、危岩、塌陷和沉降等工程防治的相关技术标准和规范,如《公路隧道施工技术规范》)(JTJ042-94)。
2.2地质灾害防治工程防治措施
2.2.1做好防治工程设计
地质灾害防治工程设计,必须根据崩塌、滑坡、不稳定斜坡的成因机制、运动模式、易发性及防治目标制定。
(1)根据致灾的成因确定主要防治途径;
(2)根据灾害的易发程度、防治目标确定防治工程的强度和工程量。
2.2.2地质灾害防治工程的主要工程措施
根据地质灾害防治工程勘查设计现行行业规范,《三峡库区地质灾害防治工程质量检验评定标准》等技术标准及资料分析,国内防治地质灾害的主要工程类型有:排(截)水工程、支(拦)挡工程、加固工程、护坡工程、减载与压脚工程及搬迁和避让等。
2.2.3地质灾害防治措施
(l)工程防治措施
工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分,工程防治措施的适用条件及方式:大多数房后切坡造成的小型土质滑坡,选用滑坡后缘地表排水、前缘支挡或削方减载护坡等工程措施较为适应;对于中型以上滑坡,应根据工程地质勘察资料选择工程防治措施。
(2)生物防治措施
生物防治措施是指植树造林,种草护坡及合理耕牧。它具有应用范围广、投资省,能促进生态平衡,改善自然环境条件,防治作用持续时间长的特点,需较长时间才能发挥其效益。
根据调查区地质灾害特点和自然经济条件,泥石流区,地面塌陷区及水土流失区应采取封山育林,退耕还林等防治措施,减少地质灾害的发生和经济损失。
(3)避让措施
①雨天避让措施。对灾害隐患点和变形斜坡,采取雨天临时避让措施,各镇在防灾预案的基础上编制安全转移预案,雨天对受威胁户一一作转移地点安排。应根据就近原则、转移地(接受户)不受地质灾害或其它灾害威胁的原则进行操作。
②搬迁避让措施。对一些危险性大、危害性严重的地质灾害,防治费用超过搬迁费用或再建房仍然受地质灾害威胁的,采用搬迁避让措施。调查区需搬迁避让或已搬迁的灾点。
结语
岩土工程地质灾害防治工程是一项长期的工作,任重而道远。随着新技术、新方法、新材料在地质灾害防治工程中应用,地质灾害防治措施和施工技术必将迈向新的台阶。
参考文献:
[关键词] 地质 灾害 防治 措施
1.岩土工程与地质灾害的内涵
地质灾害是指由于自然因素或者人为活动引发的危害人民生命财产安全或使人类赖以生存和发展的环境、资源发生严重破坏的地质现象。《地质灾害防治条例》规定,地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害。
在我国,大多数地质灾害现象都是人为因素引发的,据有关资料统计,近年来我国每年因地质灾害造成的经济损失约占各种自然灾害的1/4至1/5,因此,减少或制止破坏生态环境行为、及时采取地质灾害预防和防治措施,是我国当前减少损失的首要途径。
2.我国地质灾害的特征与危害
由于我国地理位置独特,地质构造复杂,地球生态环境多变,加之人口众多的农业大国,经济较落后,承灾能力弱,所有这些叠加在一起,形成灾害类型多、分布广、频度高、强度大、影响面宽、损失严重的格局。
据资料统计分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等种类的地质灾害在我国十分发育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范围约占国土面积的50%,其中以西南、西北地区最为严重。
地质灾害可分两大类:第一类主要是由自然因素引起的地质环境问题,又称第一环境问题,属自然地质灾害;这些灾害不以人类历史的发展为转移;第二类主要是由人为活动引发的地质灾害,称第二环境问题,属人为地质灾害。这些灾害常随社会经济的发展而日益增加,据地质灾害成因分析,全国50%以上的地质灾害发生的主要原因是人类行为,尤其是人类不合理地大量挖掘能源所造成的。
2.1 滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震、人工切坡等因素的影响,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
滑坡的诱因:
(1)地震;(2)降雨和融雪;(3)地表水的冲刷、浸泡;(4)河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;(5)开挖坡脚;(6)蓄水排水;(7)堆填加载;(8)劈山放炮,乱砍乱伐。
滑坡发生的规律:
下列地带是滑坡的易发和多发地区:(1)江、河、湖(水库)、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区铁路、公路、工程建筑物的边坡等。(2)地质构造带之中,如断裂带、地震带等。(3)易滑(坡)岩、土分布区。(4)暴雨多发区及异常的强降雨区。
2.2 崩塌
陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部空虚,折断压碎或局部移滑,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象称为崩塌。
崩塌的诱因:
(1)采掘矿产资源;(2)道路工程开挖边坡;(3)水库蓄水与渠道渗漏;(4)堆(弃)渣填土;(5)强烈振动。
2.3 泥石流
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)产生在沟谷或山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。
泥石流的诱因:
(1)不合理开挖;(2)不合理的弃土、弃渣、弃石;(3)滥伐乱垦。
地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种动力地质现象。
2.4 地面变形
地面变形包括地面沉降、地面塌陷与地裂缝。目前中国发生地面沉降活动的城镇有70多个,明显成灾的有30余个,最大沉降量已将近3m。这些城市有的孤立存在,有的密集成群相连形成广阔的地面沉降带(区)。造成中国城镇地面塌陷原因有三:一是不合理地大量开采地下矿产资源引起的塌陷;二是表面岩溶活动引起的塌陷;三是大量抽取地下水引起地面下沉。
地面塌陷发生的规律:
(1)岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带或沿其与非可溶岩的接触地带;(2)沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带,岩层剧烈转折、破碎的地带;(3)松散盖层较薄且以砂石为主,其底部粘性土层缺失或甚薄(一般不足1-2米)的“天窗”地段;(4)岩溶地下水的主迳流带或岩溶管道上;(5)具有潜水和岩溶水双层含水层分布地带;(6)岩溶地下水的排泄区;(7)岩沉吟地下水位在基岩面上下频繁波动的地带,或受排水影响强烈的降落漏斗中心及近侧地段;(8)临近河、湖、塘地表水体的近岸地带;(9)岩溶地下水位埋藏较浅的低洼地带。
3.地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施
3.1 主要的施工技术标准总结
地质灾害防治工程的最大特点是隐蔽性(如抗滑桩)、复杂性(如抗滑桩+锚拉+挡板+冠梁)和多样性(防治滑坡可采用桩,亦可采用挡土墙),以地下工程施工为工艺特点,因此与地基与基础工程和岩土工程具有十分相近或相同的工艺流程、施工工序和施工工法。涉及地质灾害防治工程施工的技术规范和标准主要有:
(1)地质灾害防治工程现行施工技术标准和规范,如《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0218-2006);
(2)各类工业与民用和市政工程建设项目的地基与基础、深基坑、高切坡、地基处理、基础病害工程防治等所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002);
(3)各类水利水电工程的土石方、地基与基础和岩土工程所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《水电水利工程预应力锚索施工规范》(DL/T5083-2004);
(4)各类交通建设中所涉及的边坡、滑坡、危岩、塌陷和沉降等工程防治的相关技术标准和规范,如《公路隧道施工技术规范》)(JTJ042-94)。
3.2 地质灾害防治工程防治措施
3.2.1 做好防治工程设计
地质灾害防治工程设计,必须根据崩塌、滑坡、不稳定斜坡的成因机制、运动模式、易发性及防治目标制定。
(1)根据致灾的成因确定主要防治途径;
(2)根据灾害的易发程度、防治目标确定防治工程的强度和工程量。
3.2.2 地质灾害防治工程的主要工程措施
根据地质灾害防治工程勘查设计现行行业规范,《三峡库区地质灾害防治工程质量检验评定标准》等技术标准及资料分析,国内防治地质灾害的主要工程类型有:排(截)水工程、支(拦)挡工程、加固工程、护坡工程、减载与压脚工程及搬迁和避让等。
3.2.3 地质灾害防治措施
(l)工程防治措施
工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分,工程防治措施的适用条件及方式:大多数房后切坡造成的小型土质滑坡,选用滑坡后缘地表排水、前缘支挡或削方减载护坡等工程措施较为适应;对于中型以上滑坡,应根据工程地质勘察资料选择工程防治措施。
(2)生物防治措施
生物防治措施是指植树造林,种草护坡及合理耕牧。它具有应用范围广、投资省,能促进生态平衡,改善自然环境条件,防治作用持续时间长的特点,需较长时间才能发挥其效益。
根据调查区地质灾害特点和自然经济条件,泥石流区,地面塌陷区及水土流失区应采取封山育林,退耕还林等防治措施,减少地质灾害的发生和经济损失。
(3)避让措施
①雨天避让措施。对灾害隐患点和变形斜坡,采取雨天临时避让措施,各镇在防灾预案的基础上编制安全转移预案,雨天对受威胁户一一作转移地点安排。应根据就近原则、转移地(接受户)不受地质灾害或其它灾害威胁的原则进行操作。
②搬迁避让措施。对一些危险性大、危害性严重的地质灾害,防治费用超过搬迁费用或再建房仍然受地质灾害威胁的,采用搬迁避让措施。调查区需搬迁避让或已搬迁的灾点。