發布時間:2022-04-08 09:08:38
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇地質災害論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1南山滑坡的特征和形成機制
1.1滑坡的特征(1)滑坡體:滑坡體地層由第四系黃土、第三系礫巖以及二疊系下石盒子組砂巖、泥巖組成。鋁土質頁巖遇到水后軟化,該層是滑坡潛在的滑動面。另外,在現場踏勘過程中,發現滑體表面有大量碟形洼地和黃土陷落漏斗,表面雨水沿該漏斗直接進入滑動面,加速滑體的蠕動—劇動—蠕動的過程。(2)滑坡周界:滑坡東、西兩側周界由沖溝構成,正是由于沖溝深切,形成了兩側相對薄弱帶及滑坡側界,調查中未見到側壁剪裂擦痕;老滑坡后緣滑坡壁較為明顯,落差較大,最大處可達30m,后壁黃土擦痕依稀可辨,遠處觀察,后壁馬蹄狀地形地貌聳立、突出,與滑坡體外地形地貌比較,形成異樣陡壁。(3)滑坡臺階:由于滑坡體在各區段的滑動速度不同形成了2~3級滑坡平臺,臺階后壁成弧形,個別臺面微向后傾。滑坡體內發育有數條切割深度不同的沖溝,滑坡平臺呈不連續分布。(4)滑坡裂縫:從調查情況來看,目前地表發現的滑坡裂縫均集中于后緣附近,縫寬25cm左右,落差0~70cm,落差呈南高北低狀。裂縫呈東西向延伸,總長約300m,裂縫中間100m段落差明顯,兩端裂縫和落差逐漸變小以至尖滅。自2005年滑坡復活以來,滑坡后緣可見拉張裂縫,在煤礦辦公樓墻體和礦井井筒內亦可見不同程度的裂縫或錯縫。(5)滑動面:為下石盒子組淺綠、灰白色、致密狀具滑感的、遇水軟化甚至崩解、飽水狀態下強度很低的泥巖。
1.2滑坡形成機制泥巖構成了礦區山體的軟弱結構面,而造成軟弱結構面應力集中以致破壞的基本條件是:(1)軟弱結構面有一定的坡度(5°~12°,平均9°),并傾向臨空面,且臨空面的坡度(老滑坡滑動之前的天然斜坡坡度應在20°以上,目前滑坡體地面平均坡度為16.7°)大于軟弱結構面的坡度。(2)泥巖、特別是厚層泥巖具有良好的隔水性能,地下水遇到厚層泥巖被隔擋,在泥巖面滯留,使軟弱結構面被軟化,抗剪強度降低。2005年礦山企業在該滑坡體上挖方削坡修建了辦公樓和廠房,并堆存了大量的煤矸石,擾動了老滑坡,破壞了滑坡的天然平衡,使滑坡穩定性降低,進入雨季之后,在長時間降雨條件下,滑坡開始復活。
2滑坡治理的主要工程措施
2.1抗滑樁工程在辦公建筑、副井井筒南側布置一排抗滑樁(共25根)。采用鋼筋混凝土矩形樁,樁頂標高846.0m,斷面尺寸為3m×2m,樁中心距4.5m,樁長25m,樁身混凝土為C30。抗滑樁樁頂一般低于現地面1.5~3.0m左右。受荷段10~13m,錨固段約12~15m,符合《滑坡防治工程設計與施工技術規范》(DZ/T0219-2006)要求。
2.2錨索根據初步設計及離柳焦煤集團決定,考慮到地質不確定性因素的特點,為增強抗滑樁的穩定性,在抗滑樁中間增加錨索,共設計錨索24根。
3滑坡變形監測本滑坡
目前處于蠕動變形階段,需在抗滑樁施工過程中監測滑坡位移情況,查清滑坡的穩定性,確保施工過程中滑坡的安全,以檢驗抗滑治理效果,監測抗滑樁質量及使用期間的安全性。變形監測主要通過2種方式進行,一是對副井井筒錯縫間距進行監測,二是在滑坡體上選擇具有代表意義的監測點進行監測,在滑坡體外地質穩定地段選擇一個基準點、一個后視點,在滑坡體上選擇9個變形監測點采用高精度全站儀進行觀測。根據副井井筒位移記錄,實施抗滑樁工程前2013年4月22日井筒初始位移為0.63m,到2013年7月10日,井筒位移為0.64m,增加10mm。從2013年7月10日到2013年9月5日,井筒無變形。從2013年4月22日準備實施抗滑樁工程至2013年9月5日抗滑樁主體工程基本結束,運用高精度全站儀對滑坡體上監測點進行了持續觀測,觀測頻率每周一次。在抗滑樁施工前監測點初始位移量最大,分別為1054mm、963mm,監測點初始位移量為810mm,數值也很大。在實施抗滑樁工程后,監測點滑動速率顯著下降,特別是監測點,抗滑樁施工前后位移變化量分別為7mm、10mm,在個監測點中位移變化量最小,而且比其余監測點位移變化量小很多,說明抗滑樁工程的實施有效地降低了滑坡的蠕動速度,保證了抗滑樁南側滑坡體的穩定以及其南側滑坡體上辦公樓和工業建筑的安全。另外也說明,抗滑樁北側滑坡體還有剩余的下滑力。監測點由于緊鄰東側抗滑樁,滑動速率相對較小,位移變化量為29mm;監測點處于滑坡主滑方向上,其初始位移量最小,在滑坡東部實施抗滑樁工程后,由于受力驟然增大,滑動速率顯著增加,位移變化量為53mm;監測點位于滑坡西部邊緣一帶,與東部抗滑樁工程處于一條直線上,抗滑樁施工前后,其位移變化量為58mm,位移變化量最大;監測點處于滑坡前緣,位移變化量介于30~50mm之間。
4治理優化建議
(1)通過抗滑樁施工前后滑坡變形監測,發現監測點還有剩余下滑力,其北側還布置有主井井口房等工業建筑,監測點處于滑坡前緣,位移變化量介于30~50mm之間,建議在進一步勘察的基礎上,在滑坡前緣再設置一排抗滑樁;(2)監測點位移變化量介于50~60mm之間,建議沿東部抗滑樁軸線,向西增加抗滑樁數量,直至滑坡西部邊緣監測點西側安全地帶。(3)在抗滑樁頂部可以設置擋墻,預防第四系地層和軟弱巖層從抗滑樁中間蠕動,同時做好滑坡體的截排水工程。
作者:段鵬飛呂義清單位:太原理工大學山西省煤炭地質資源環境調查院
1、監測方法現狀與無人機航測技術的優勢
1.1存在的不足這些方法在地質災害調查監測中已經得到較為廣泛的應用,但仍存在很大的不足之處。(1)監測的響應速度很慢,從監測信息的獲取到產生結果需要很長的時間。當地質災害發生時,搶險救災的及時性就顯得尤為重要,如果不能對災害體做出及時準確的判斷,很可能造成巨大的損失。(2)不能有效地實現可靠安全的地質災害遠程監測,對一些地災已經發育到后期,災體隨時有可能跨塌的災害點,或者對災后搶險救援時災情與危險點不明確的情況下,保證安全的遠距離精確監測是非常重要的。(3)不足以提供災害體內大量足夠的點信息。對于一個地質災害體,特別是大型的地質災害體,其運動模式隨著災害體的發育過程會表現得復雜多變,單點或多點調查監測數據不足以評價它們的動力學特征和行為特征。
1.2優勢分析采用無人機航測技術可以突破傳統的地災調查監測的缺陷,具有如下優勢。(1)使用無人機遙感獲取的影像承載信息豐富,實現對災害體表面信息的全覆蓋,通過影像解譯,可以迅速地調查清楚地質災害體的孕災環境和承災體,為災害應對方式(治理、避讓、進一步觀測)的選擇提供依據。(2)高分辨率的無人機影像可以對土地利用情況、災害體上的工程設施建設等進行判讀,結合孕災環境可以綜合評判其利用與建設的可行性和合理性,對如邊坡開挖、在地下水補給區開挖魚塘等不合理的利用方式進行糾正。(3)可以對緩動地質災害,如軟性基質上的滑坡體的后壁滑動、滑坡前沿鼓脹區表土跨塌、地下水突出、地表植被破壞等情況進行一定的監測。結合地質物探、地下水觀測等手段,可實現對地質災害體立體式的全面觀測。
2基于無人機航測技術的三峽庫區地質災害調查監測體系
2.1體系結構基于無人機航測技術的三峽庫區地質災害調查監測體系應當由無人機航測系統、地災體與影響區無人機航測、地災點三維調查監測數據庫建設3個部分構成。
2.2無人機航測系統無人機航測系統是以無人駕駛器為飛行平臺,負載數碼相機進行拍攝,通過航測數據處理軟件進行數據處理的一個整體,主要由以下幾部分組成:無人機飛行平臺;飛行控制系統;影像獲取設備;通信設備;遙控設備;地面信息接收與處理設備。
2.3地災體與影響區無人機航測
2.3.1無人機航測外業(1)外業航攝。根據地災點與承災范圍的相關信息,并根據1∶10000的地形圖勾繪出航測范圍,根據航測的精度要求(航攝比例尺、重疊度、航高)擬定航測工作計劃和航線布設,選擇合適的天氣對地災點和承災范圍進行高精度無人機航測(1∶1000~1∶2000比例尺),獲取原始航攝相片。(2)航測相控。根據航測范圍、航帶布設、相片重疊度確定相控點的分布形式與密度;在相應的區域相片上找到能夠明確辨識,點位明確的特征地物進行刺點;在實地采用GPS-RTK技術,利用相關部門提供的實時差分信號,測量相控點精確坐標;對施測的相控點資料進行整理,提供無人機內業航測空三和正射影像制作使用。
2.3.2無人機航測內業(1)原始航攝相片整理。根據無人機航攝時記錄下拍攝時點的POS參數,對拍攝原始相片進行挑片,剔除旋偏角、滾轉角超限的相片,并確保整理后的相片與POS參數一一對應。另外,檢查剔除后相片的航向、旁向重疊度,對航攝空洞區、重疊度不達標的區域,考慮進行補攝。(2)空三、大比例尺地表模型(DSM)與正射影像(DOM)制作。航攝的內業處理主要指的是航片的正射處理,其優秀是空中三角測量,空中三角測量的基本內容包括4個部分:內定向,相對定向,絕對定向和三角網加密[4]。空三內定向的就是解決框標坐標系與像片坐標系之間的關系,同時進行數字影像的成像變形改正。空三相對定向是恢復攝影時左、右片之間的相互(位置和姿態)關系,建立與地面相似的幾何模型。空三絕對定向是利用已知地面控制點確定立體模型在地面坐標系中的大小和方位。三角網加密是在影像的內外方位元素已知的基礎上,對特征匹配生成的同名點利用前方交會的方法就可以求出該點對應的地面點三維坐標,即DSM。對特征貧乏區域或者影像邊緣區域,根據三角網進行內插,進一步增加模型中同名點的密度,通過計算得到密集點云DSM。在此基礎上,進一步生成正射影像DOM。
2.3.3三維數據處理與建模利用無人機影像大重疊度的特征,可以生成地災體及影響區域內的大比例尺三維模型。無人機航攝的相片重疊度在航向與旁向都達到80%以上,這樣保證航攝區內的每個點在進行空三時都能夠達到有25張相片對其拍攝,可實現多角度觀測。利用無人機航測處理軟件,能夠生成精細的正射影像(DOM,0.1~0.2m分辨率)和地表模型(DSM,0.5m采樣間隔),并通過多角度影像的補償,生成較為精細的三無人機航測三維模型。生成的無人機三維模型可以對災害體進行整體調查分析。
2.3.4地質災害形變量分析通過對多期點云數據和三維模型進行特征點匹配,對比分析,發現監測區域內各點的三維形變量,并對形變量數據進行結構分析,結合實際的地質、地貌、水文、工程環境,尋找到地質災害隱患點靶標,提供給地質災害調查部門,作為地質災害隱患點分析的基礎數據。
2.4調查監測數據庫建設
2.4.1災害危險點及影響區外業調查在開展航攝和相控過程中,根據地質災害調查相應的內容與要求,對收集資料中對特定地災點或影響范圍內信息不全面、缺失的信息進行補充調查。調查以現場問詢記錄、采樣分析,到管理單位或部門收集相關資料等形式進行。
2.4.2地災信息解譯與提取地災信息解譯與提取包括:土地利用現狀信息提取;地災體范圍與影響區范圍提取;交通、水系、建構筑物信息提取;地質災害表現特征信息提取與落圖(張裂縫、地下水、鼓脹丘等);地災體已有的空間資料落圖(物探點、已有監測儀器擺位置等);等高線采集;重要地物變形點與轉向線采集。
2.4.3數據庫設計按照地質災害數據庫建設和信息化成果的要求,分別對元數據、數據內容與分層、數據屬性內容與結構等進行設計,
2.4.4數據錄入與建庫利用地理信息軟件,對組織整理的數據和采集的原始數據,分別按照設計要求進行錄入,構建三峽庫區地質災害三維遙感調查監測數據庫。
3結語
(1)采用無人機航測技術對三峽庫區地質災害進行調查監測,可以突破傳統的地災調查監測的缺陷,可實現對地質災害體立體式的全面觀測。
(2)在精度上,無人機航測對承災體判讀可以達到分米級。對單個地災體而言,無人機航測建立的分米級觀測成果可以作為災害環境的普查基礎數據,指導災害的處理決策,或為災后搶險提供參考。
(3)地災點三維調查監測數據庫的建設,其詳實的數據內容(影像數據、點云數據、災害體的精準地表模型(DSM)、精準高程模型(DEM))在地質災害發生時,當地交通、通訊都可能中斷的情況下,提供最全面翔實的受災區基本地理信息,為政府救災決策提供依據。
(4)利用無人機航測對地質災害進行調查監測是目前的一項新技術手段,還存在著較大的發展空間,如研發利用無人機航測技術與精度更高(毫米級)的地基Li-dar技術相結合的方法對地質災害進行調查監測,通過空中和地面相互配合,充分將兩種技術手段進行優勢互補,實現安全的遠距離精確監測。
作者:曾德耀周富春蔣海濤左倩云單位:重慶交通大學
一、四川省通江縣區域概況
通江縣處于四川省的北部,東邊與萬源市相鄰,南邊與平昌縣相鄰,西部與南江縣及巴中市相鄰,北部與陜西省的鎮巴縣、西鄉縣及南鄭縣接壤,該縣境內的水系非常的發達,大多是樹枝狀水系,是渠江上游水系,該縣共有河谷溪溝664條,其中長度超出10km的河流有13條,其中通江縣中最主要的河流有通江河、小通江與大通江,該境內的河流流向總體上是從北向南,而河谷是從北向南逐漸由窄河谷變為淺寬河谷。該縣的氣候條件主要為亞熱帶秦巴區濕潤季風氣候,并且具有濕度較大、雨量充沛、氣候溫和的特點,大陸性季風氣候特點顯著,冬季的霜降期比較短,光照比較充足,年平均氣溫能夠保持在16.7℃作用,秋季表現出多雨、氣溫下降快的特點,有時會出現秋澇與秋干相間發生的情況,其夏季氣溫則比較高,降雨比較集中。該地區的地質條件主要表現為出露中生界地層,還具有一些零散分布的第四系松散堆積層,其地層從老至新為:三疊系中統(T2)灰色厚層石英砂巖、粉砂巖層,白堊系下統(K1)為灰黃色鈣質細砂巖與棕紅色砂質泥巖層等;底部是青灰色中厚層泥灰巖層、灰巖;侏羅系(J)為紫紅色砂質泥巖夾薄層泥質粉砂巖,該地區的三疊系地層只在區域的東北角出露,而侏羅系與白堊系的地層分布是非常廣泛的,通江縣的大地構造位置屬于大巴山歹字型構造中段的南側,其構造線的展布方向主要為:北西-南東向。主要類型為褶皺、新構造活動不活躍、斷裂不發育,其褶皺的類型主要有:長灘河沿山向斜、河口背斜、高坎子背斜。
二、四川省通江縣的地質災害發育特征分析
首先對通江縣的地質災害類型與規模進行簡單分析,該地區最主要的地質災害類型表現為:巖溶塌陷、泥石流、崩塌、滑坡等,其中最主要的地質災害就是滑坡,泥石流與崩塌也是比較常見的地質災害,對通江縣近年來發生的222處地質災害點進行調查發現,其中滑坡地質災害點占到了181處,而崩塌占到了32處,泥石流災害有6處,巖溶塌陷災害有3處。該縣境內的地質災害的規模通常是比較小的,其中中型的地質災害占到了30%左右,剩下的都是小型地質災害,其中最為主要的地質災害就是滑坡。滑坡的規模也是以中小型為主,也有一些大型滑坡發育結構,通過地質調查發展,通江縣的滑坡具有蠕變慢滑的特點,斜坡體蠕變的時間越長,坡體的變形特征就會越明顯,具有明顯的可預報性,滑坡大多是土質滑坡,滑坡體的厚度大多小于6m,主要為松散的土石,大多是中淺層滑坡。將力學性質作為分類依據對滑坡進行分類,該地區的滑坡主要屬于牽引式滑坡,滑坡體的中部大多出現在形成階梯狀地形或者是張裂隙中,由于該地區滑坡的穩定性非常的差,這使得其具有非常大的潛在危險性。對通江縣幾個典型的滑坡體予以分析,如:雷家河、毓貴山、小羅坪、水井巷等。其中小羅坪滑坡的形態不規則,寬度大致為320m,長度大致為500m,厚度大致為8m~25m,是崩坡積松散堆積層,主要是由砂質粘土與碎石組成,其坡面形狀為直線型,坡度為42°,滑移方向為213°,滑坡后緣已經開裂,在兩側形成了多處的拉張裂隙帶,并且大小不均,具有分支復合的特點,在滑坡體的中部具有階梯狀的陡坎,在其后緣能夠看到白堊系下統紫紅色砂巖夾泥巖,將巖層產狀與滑面的關系作為分類依據,該滑坡屬于斜向滑坡。其滑坡剖面圖如圖1所示。水井巷滑坡處于小通江河左岸的斜坡上,其兩側發育沖溝,形態規則,長度大概為900m,寬度大概為220m,厚度大概為7m~10m,是大型的土質滑坡,其滑坡的坡度值為14°~30°,主滑方向是230°,其滑床是白堊系下統紫紅色砂巖夾泥巖,該滑坡體主要由碎塊石與粉砂質粘土組成,其中部的張性裂隙帶比較常見,由于在該滑體及滑坡的周圍有大量的居民,使得該滑坡具有非常大的危險性。通江縣境內最主要的地質災害就是滑坡,其他形式的地質災害都是小型災害,并且相對來講,其他類型地質災害的數量也是非常小的,其中巖溶塌陷都是小型的塌陷,主要分布在該縣北部的灰巖出露區,與居民的居住地相距比較遠,危險性比較小,已經在這些地方設立警示標志。而泥石流都是與滑坡地質災害伴生的,常發生在溝谷兩側的滑坡,主要是在暴雨的誘發下形成。崩塌大多是出現在砂巖地層分布區,其具有破壞性大、突發性強的特點,一旦出現在交通沿線或者是居民居住區,很容易引發較大的人員傷亡,所以,應該對崩塌地質災害實施重點排查,一旦發現異常,應該及時采取有效的措施消除隱患。在開展地質災害分布特征的調查時,先在相關地區開展了地質調查,然后結合Mapgis等地理信息軟件,將相關的調查成果疊加于地質地形圖上開展綜合分析,對該地區的地質災害的分布規律予以分析總結,發現該地區的地質災害的時間、空間方面的分布規律是比較明顯的,同時具有一定的季節性與群發性。統計發現,通江縣的41各鄉鎮都具有不同程度的地質災害,并且災害的分布是不均勻的,其中南部的地質災害與北部區域的地質災害相比,發育更加嚴重,其中全縣境內諾江鎮、諾水河鎮、廣納鎮的地質災害分布最廣,地質災害在不同地層上的分布也具有較大差別,其中地質災害分布最廣的就是白堊系下統地層,該地層的地質災害占到了總的地質災害的79.3%之多,另外有17%的地質災害分布在侏羅系上統地層。
從地形地貌與高程的角度開展地質災害的分析,其中主要集中于高程為300m~800m的區域中,而恰好這一區域是人類活動頻繁的區域,由于該地區屬于中低山區,所以該地區分布密度最大的地質災害就是低山區的地質災害,每一百平方公里的地質災害達26處之多,對地質災害發生率較高的區域的地形坡度進行統計分析之后發現,滑坡的分布與地形坡度具有很大的關聯性,滑坡地質災害主要分布在坡度值為25°~35°的范圍中。由于通江縣的水系非常的發達,因此在其主干河流及其支流兩側的地質災害分布比較多,其中通江河流域的地質災害分布密度最大,并且地質災害的發生表現出明顯的時間特征,每年的5月到9月是地質災害的高發期。
三、四川省通江縣地質災害的影響因素分析
導致地質災害發生的因素是多種多樣的,在各種內在與外在因素的共同作用下,決定了各種地質災害的發育特征,同時地質災害的形成與分布受到地形地貌與地層巖性的影響比較大,再加上人類活動、降雨等一些外在因素的影響,很容易導致地質災害的發生,通過上文中對通江縣地質災害的分布情況進行分析發現,該縣境內各個地區的地質災害分布具有較大的差異,由此可見,導致地質災害發生的因素是多種多樣的。
四、結語
四川省境內的通江縣各類地質災害的發生率比較高,本文就主要結合其地形地貌特征及該區域中常見的地質災害的分布特征與發育特征,對該縣地質災害發生的主要影響因素進行了簡單分析,對于通江縣地質災害的防治工作具有積極的作用。
作者:梁源王超單位:中冶成都勘察研究總院有限公司巴中分公司
1評價指標體系的構建
1.1評價指標的選取通過對礦區地質環境的現場調查和地質災害成災機理分析,在遵循系統性、科學性、可測性、可比性和獨立性原則的基礎上,建立了以地質災害風險指數為目標層,以崩塌滑坡風險指數、采空區塌陷風險指數、泥石流風險指數為準則層,以地表坡度、巖土體性狀、斜坡傾向與巖體結構面關系、植被覆蓋率、覆蓋層普氏系數、人為活動強度、采空區面積、礦井排水、年降雨量、巖土堆積量等與致災密切相關的因素為指標層的上橫山礦區地質災害風險評價指標體系。
1.2指標權重的確定本次評價采用層次分析法確定各評價指標的權重。將各級要素兩兩進行比較,依據9位標度法得到各級指標的判斷矩陣。
2評價方法
2.1評價模型由于本次評價涵括對未來態勢的預測,本身帶有一定的主觀性和模糊性,且評價過程中部分定性指標的表達也具有一定的模糊性,因此,這里采用模糊綜合評價數學模型。
2.2模糊綜合評價具體步驟
2.2.1評語集的建立將礦山發生地質災害風險性大小分為V={極小,小,大,極大}。
2.2.2隸屬度的確定本研究中,對地表坡度、斜坡傾向與巖體結構面關系、覆蓋層普氏系數、采空區面積、年降雨量和植被覆蓋率等在所評價區域內取值相對均一,具有確定數值的指標,評價時作為分級定量指標處理。為減少指標人工分級區間確定的主觀性,體現指標對地質災害風險影響的漸進性,這里提出一種改進的分布函數作為這類指標的隸屬度函數,對于無上閥值的區間,取相鄰區間跨度值與下閥值相加得到上閥值;對于無下閥值的區間,取相鄰區間跨度值與上閥值相減得到下閥值。對巖土體工程性狀、人為活動強度、礦井排水和巖土堆積量等在評價區域內具有非均一性,或分級界限模糊的指標,評價時作為定性指標處理。考慮到個體認識的差異性,設定表1所示評分標準和評分區間供專家打分,取專家打分的算術平均值作為定性指標c值。
2.2.3模糊綜合評價a.構建指標層模糊關系矩陣由式(6)或式(7)可分別得到各指標相對于評語集中4個評語的隸屬度,依據圖1中準則層與指標層的對應關系,依次構建崩塌滑坡、采空區塌陷和泥石流3類地質災害風險的指標層模糊關系矩陣。b.一級模糊評價本級評價反映準則層崩塌滑坡、采空區塌陷、泥石流3類地質災害風險性大小。用指標層相應指標的權重向量乘以各指標的模糊關系矩陣,得到各準則層相對于評語集中4個評語的隸屬度,從而得到準則層的模糊關系矩陣。c.二級模糊評價用上述得到的各準則的權重向量乘以準則層的模糊關系矩陣,得到目標層相對于評語集各評語的隸屬度。
3研究實例
3.1研究區慨況某礦區屬低山丘陵區,相對高差一般100~350m,平均年降水量1368.6mm;植被較發育,水系較發達,遍布小溪和坑塘。區域地層分布主要為上元古界和下古生界。區域褶皺不強烈,斷裂較發育,屬典型的沉積型礦床。
3.2評價指標量化分級結合上橫山礦區的地質環境背景和擬采用的采礦方法,參考了專家建議、相關文獻及相關標準,確定指標的分級取值。
4結論
a.針對上橫山礦區地質環境條件和初步擬定的采礦方法,建立了以地質災害風險指數為目標層,以崩塌滑坡風險指數、采空區塌陷風險指數、泥石流風險指數為準則層,以10個與致災密切相關的因素為指標層的礦區地質災害風險評價指標體系,并基于層次分析法和模糊綜合評價,對上橫山礦區地質災害風險性進行了評估。結果表明:礦區發生3類地質災害的風險性大小排序為崩塌滑坡>泥石流>采空區塌陷,因此開采過程中應加強對崩塌滑坡地質災害的預防。評價結果對指導礦山開采布局、工藝設計和防災方案制定具有一定的參考價值。
b.本研究探討了在礦山開采前對地質災害風險性進行預測性綜合評價,是對礦山地質災害風險評價的一種有益嘗試。但是,研究所建立的評價指標體系僅反映上橫山礦區特定的地質環境條件和本研究的評價目的,對普遍意義上的礦山地質災害風險評價指標體系缺乏深入的研究,且受研究基礎數據限制,所得評價結果僅反映整個礦區地質災害風險的總體態勢,未能體現像元或斑塊水平上的空間差異性,這些問題需要在今后的研究中加以完善。
作者:賀宇昊陳勇曾向陽洪強單位:武漢科技大學資源與環境工程學院冶金礦產資源高效利用與造塊湖北省重點實驗室
一、礦山地質災害的幾大類型
1巖土體變形災害(1)巖爆是極易發生在采礦區的一種常見事故,通常在地下井巷開采作業是造成是地面坍塌高頻發生的區域2。在采礦的過程中會出現很多采空區,在這樣的區域尤其要注意,要保留足夠的礦柱,因為礦柱提供了主要的支撐力。很簡單的例子在一些采煤的礦區,經常會由于開采過程出現的問題造成開采區坍塌的現象。在開采作業進行過程中,要時刻分析采礦區的現況,在礦體較深的采礦區,作業者要求要能夠及時回填開采區域,這樣做的目的就是能夠在某些程度上減小大面積坍塌的事故發生。(2)采礦過程中采礦區邊緣容易出現滑坡和巖崩的現象,這主要是由于沒有合理的開采礦山所造成的,不合理的開采會使邊坡的角度發生嚴重的問題,這樣的情況在一些非金屬礦山和建材礦山易見。(3)礦山沖擊主要是因為采礦區礦坑周圍和一些底板圍巖,在受到地殼運動過程中的應力所造成的,在受到應力的時候其會受到強烈的壓縮,在采礦過程中巖石由于受到地應力的驟然釋放,巖石一下子就會破損成碎片,同時大量的噴射會直接噴向坑內,是非常危險的。(4)采礦過程中極易引發地震,發生在采礦過程中的地震往往危害是非常大的,小級別的地震都有可能引發礦井之內和地表層發生嚴重的損壞。(5)在采礦過程中的礦尾需要引起足夠的重視,因為一旦礦尾發生崩塌的時候隨之而來的回事泥石流的出現。不但給周圍人們日常的生活引來極大地麻煩,對周圍環境的污染以及破壞的程度是不容小覷的。
2地下水位改變引起的災害(1)在采礦過程中往往會遇到礦坑突水的現象,這樣的危害是非常常見的,它具有極強的突發性、整個規模相比其他災害現象也是非常大的。這樣的現象是由于在前期沒有對礦坑涌水做一個足夠的估計和分析,在采礦過程中由于操作不當使得透水層斷裂,最終導致地下或者地面的水大量涌入。(2)伴隨著礦坑涌水災害的發生,坑內同時也會發生潰沙涌泥的事故。通常情況下采礦區的溶洞中一些泥沙和巖屑會隨著地下水一起突涌出,這樣礦坑就會一下子被泥沙等阻塞,同時一些采礦及其和人員也會被淹埋,要是情況非常嚴重甚至會對整個礦山造成致命性的毀滅。(3)在采礦過程中伴隨著會出現環境污染的問題,在采礦和選擇礦址的過程中會產生一些廢物,這些廢物往往都不會經過一些有效處理直接排放到河流中去,對環境造成了極大的影響。一些水土流失的問題還有土地沙化的問題都是伴隨著采礦過程發生的。
3礦體內因引起的災害(1)在一些特殊的采礦過程中,往往因為在礦坑中沒有良好的通風渠道,會使坑洞中再開采過程中聚集起來的瓦斯發生積聚爆炸的現象,直接威脅著坑內開采人員的生命安全,同時在爆炸過程中,礦井也會毀壞,再開采過程中還會有火災等的發生。(2)在開采過程中,開采的深度越大,地熱也會不斷的加劇,礦山的含硫量是非常高的,遇到高溫就會發生危險,因此在這樣的惡劣環境之下,對礦工們的日常生活也會產生直接的影響。
二、礦山地質災害的防治措施
(1)重點防治區防治措施1)在開采前要有能夠科學合理的計算相應的參數,確保開采過程可以順利的進行,一旦開采礦區發生地面裂痕等現象,要及時請相關部門做實地檢測。2)確切掌握該區域的災害點,做好預防工作,避免在開采過程中發生的災害復發的現象。3)設置一些攔渣壩,阻擋泥石流的發生。4)在面對坑道礦區開采的時候,一定要注意做好支護,一邊做開采同時另一邊的開采工要及時做好支護,有效避免發生礦頂等坍塌事故,對于礦區上有住戶的區域一定要格外小心,避免發生地面開裂的事故。5)礦坑內的排水作業一定要提前做到位,避免涌水現象的發生。
(2)次重點防護區要對進入開采區的公路、以及生活區域等引起足夠的重視,要及時注意邊坡失穩所引起的滑坡和塌方等現象,對于水土流失等現象要引起足夠的重視。1)科學計算相應的技術參數,支護和加固措施要做到位,排水設計是一定不能馬虎的,要做好地表檔排水措施。2)開采區域產生的廢漆渣,要堆放在指定區域,對于采礦區比較險要的區域一定要有可以阻擋滾石和飛石等的相應措施。3)開采作業的末尾階段我們要能夠做到,恢復植被、扒平覆土。(3)一般防治區防治過程中,應嚴禁越界開采,減少人為擾動,做好植被保護和水土保持。(4)為恢復礦山生態功能和景觀,采取的措施是能夠做到統一安置采礦過程中產生的廢渣,能夠做好邊開采邊填補采空區,另外一定要注意在植樹種草防止水土流失。
三、結語
在開采礦山的過程中我們要能夠有效合理地利用現有資源,能夠做到保護礦山環境,減少礦山災害發生的頻率。這樣才能夠使采礦事業持續有效的發展。
作者:王燕單位:湖北國土資源職業學院
1貴州省地質環境與地質災害概況
1.1地質環境與地質災害地質環境是指由巖石圈、水圈和大氣圈組成的環境系統,巖石圈和水圈之間、巖石圈和大氣圈之間、水圈和大氣圈之間通過物質交換和能量流動建立了地球化學物質的相對平衡,經過地球長期演化,形成一個平衡的開放系統。地質環境是人類和其它生物賴以生存和發展的基礎,同時人類和其它生物的活動又不斷地對地質環境產生影響。地質環境同生物關系密切,主要表現在:地質環境為生物提供生存空間和活動場所;地質環境提供生物生存所必需的物質,如空氣、水、各種元素等;生物(尤其是人類)也可以在一定程度上改變地質環境,且隨著技術水平的提高,對地質環境的影響越來越大。地質環境主要分為地質災害、礦山地質、農業地質、地質遺跡與地質公園、地下水、地熱和礦泉水等方面。本文以貴州省為例,介紹我國地質災害的防治情況及出現的問題。地質災害是地質學中的一個專業術語,它是指在自然或者人為因素的作用下形成的,對人類生命財產、環境造成破壞和損失的地質作用(現象)。常見的地質災害有:崩蹋、滑坡、泥石流、水土流失、地裂、土地沙漠化以及地震、火山噴發等。我國地質災害種類較多,按地質作用的性質及
1.2貴州省的地質災害概況貴州省位于我國西南部,地處云貴高原東部,地勢西高東低,平均海拔約1100m。省內多山,是我國山地面積所占比例最高的省(占92%)。值得注意的是,貴州省巖溶地貌發育非常好,喀斯特出露面積高達10.91萬km2,占全省國土面積的61.95%,是世界上巖溶地貌發育最典型的地區之一。貴州省地貌復雜,以山地丘陵為主(占總面積的92.5%),全省山高坡陡地形險峻,溝壑密布地貌復雜,是我國唯一一個沒有平原的內陸省區。從地質條件來看,貴州省特有的地理、地質、氣候、水文條件致使貴州省地質環境十分脆弱,屬于地質災害易發、高發區域,具有“災種齊全,災害嚴重,隱患多廣,發生頻繁”的特點,外加省內切坡開挖、坑道洞室開挖、蓄水飲水、亂抽排地下水、棄渣堆土等對地質環境破壞較大的人類工程活動日益強烈,極易引發大量的地質災害,是國家地質災害防治規劃的重點防治區域。貴州省地質災害損失重且隱患點非常多。僅“十一五”期間,貴州省先后發生地質災害1606起,其中滑坡1029起,崩塌338起,泥石流37起,地面塌陷89起,地裂113起,共造成332人死亡,直接經濟損失高達3.47億元。目前全省已知地質災害隱患點共10992處,。貴州省地質災害有以下幾個特點:地質災害數量多,地質災害隱患點也多,為全國之最;斜坡類地質災害占全省地質災害的畢生較大;自然因素仍是地質災害發生的主導因素,但近幾年隨著人類活動的加劇,人為因素導致的地質災害也越來越多;地質災害多以中小型為主,大型、特大型相對較少,但形成的災情在重大級以上的卻不少。
2貴州省主要地質災害的形成機制及危害
貴州省地形以山地和丘陵為主,因此貴州省地質災害類型也多為斜坡類和地裂類為最多,其中最主要的災害有滑坡、崩塌、泥石流、地裂、地面塌陷等。此外,石漠化作為貴州特有的一種地質環境問題,也將在本節單獨說明。
2.1滑坡滑坡是指斜坡上的土體或巖石體受到河流或雨水沖刷等因素的影響,在重力作用下沿著坡面向下滑動的自然現象。由于貴州省多山地丘陵且氣候濕潤多雨,易導致滑坡發生。滑坡貴州省最常見的地質災害,也是造成死亡人數和經濟損失最多的地質災害。1988年晴隆大廠鎮發生滑坡使周圍兩個村鎮被埋,損失達500萬元。貴州省內發生的滑坡主要分布在中東和中西部地區,此外北部和中南部也屬于滑坡危險地帶。許湘華利用權重線形組合模型(WLC)對滑坡災害的危險性分區做了研究,認為貴州省內滑坡低危險區、中危險區、高危險區和極高危險區分別占貴州省總面積的近四分之一。全省危險程度較高。滑坡的形成很大程度是由人類活動不當引發的。主要分為以下幾類:露天開采的設計不合理,尤其是露采場邊坡角度過大極易引發滑坡;固體廢棄物(如礦渣等)不適當堆積也較容易引起滑坡。滑坡造成的危害十分嚴重,主要表現在:人員傷亡,財產損失;毀壞房屋,掩埋村落;堵塞交通、破壞水利設施;毀壞耕地。
2.2崩塌崩塌一般是指較陡斜坡上的巖土體在重力作用下的突然崩落,它也是貴州省最主要的地質災害之一,主要分布在西部的六盤水市、畢節市以及北部的遵義市,而在東部地區相對較少。崩塌的特點是突發性強、且易引發其它災害。貴州省多高山陡坡,許多村寨都處于崩塌威脅之下。崩塌最初多是由山體不同程度的開裂引起的。一般崩塌前會有一些前兆,如:崩塌體的后部出現一些小的裂縫;有土塊掉落,大小崩塌時髦發生;坡面出現土石的剝落。根本原因一方面在于巖石的貫通性較好,此外,人類不規范的礦山開采活動也會加劇并引發崩塌災害。礦山崩塌造成危害主要為致死、致傷人畜,毀壞房屋,毀壞公路,中斷交通運輸等,對其下村寨、工礦居民、村民的生活生產經濟構成了嚴重的威脅。據統計,崩塌事件在礦區年年都有發生,并且潛在危害較大。
2.3泥石流泥石流是指在山區或其它地形險峻的地區,因為暴雨引起的山體滑坡并攜帶有大量漏水以及石塊的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快,流量大,物質容量大和破壞力強等特點。泥石流的物源主要分兩種,一種是滑坡、崩塌等地質災害形成的松散堆積體,它們容易在暴雨的作用下形成泥石流災害。二是由于礦山在開采過程中產生的礦渣或礦產品加工、冶煉中產生的棄渣不合理堆放,這些礦渣在災害性降水作用或人為水體作用下形成泥石流。后者是貴州省的泥石流的主要類型,約占總數的85%。礦山泥石流的危害主要有:沖毀城鎮、工廠、礦山、村落等;造成人畜死亡;破壞農作物、耕地;污染土壤等;此外。泥石流有時也會淤塞河道,嚴重時還能引起水災,是山區最嚴重的自然災害。
2.4地裂地裂主要是指由于構造運動而產生的土地開裂,它在地表發育,在構造活動強烈的地區或者地下開采資源的地區容易產生極大的危害。礦區的地表容易產生地裂縫,根本原因是地下進行的大規模的開采活動導致礦井頂板變成產生一定張裂,進行發展成較大的地裂縫。地裂造成的危害也是相當大的,主要表現在以下幾方面。毀壞房屋。這種情況在煤礦開采區更為普遍。影響地下資源的開發和利用。因為地裂縫為地表水向地下滲透提供了通道,尤其雨季時礦井經常由于被淹而停產。毀壞耕地、林地。有的裂縫成群發育且規模非常大,導致該地段耕地荒蕪,甚至威脅牛、馬、羊群的生命。
2.5石漠化“石漠化”一詞最早由貴州科學院蘇維詞提出,與“荒漠化”概念相區別,石漠化土地特指在亞熱帶濕熱環境下喀斯特地區特有的土地類型,土石按照一定比例交互存在于石灰巖山丘中,在陷穴、巖隙中有不同厚薄的土層覆蓋,而在突起的部分多裸巖分布。石漠化過程主要發生在陡坡耕地上,它的發展直接導致山區耕地面積的大量減少。據統計,貴州省在1974~1979年間,石漠化面積增加了624km2,平均每年喪失的耕地面積占全省耕地總面積的1.6%,且石漠化速度仍在加快。土地石漠化的成因主要有幾個方面:碳酸鹽巖的搞風蝕能力強,不易風化,這是發生土地石漠化的最基本的要素;貴州省多山區,地面起伏大,不利于水土保持;貴州省的降雨多集中在春夏兩季,而此時農作物尚處于幼苗時期,坡土得不到充分的覆蓋,加劇了土地石漠化的發展;貴州省農業人口增長過快,加重了土地的負擔,使得西南地區陷入了“人口增加—過度開墾—土壤退化—石漠化擴展—經濟貧困”的惡性循環之中。
3貴州省地質災害的防治及管理中出現的問題
3.1貴州省地質災害的總體成因分析總結上文對貴州省滑坡、崩塌、泥石流、地裂等主要地質災害連同石漠化的分析,發現它們的形成機制在許多方面是相似的。
1)貴州省的地質背景是種類地質災害的根本要素。首先,貴州省地質構造復雜,處于斷層斷裂交匯地帶上,地震較為頻繁,巖層松散,構造運動強烈,易導致地質災害的發生。其次,貴州省的巖石多為碳酸鹽巖類,此類巖石具有搞風華能力強但易溶解的特點。在潮濕的地區容易溶解造成地面塌陷、崩塌等災害,而在相對干旱地區由于其較高的抗風化性而加劇土地的石漠化。由此可以,碳酸鹽巖的地貌一方面形成了貴州省獨特的喀斯特地貌,另一方面,卻也為貴州省的種類地質災害提供了基礎。
2)降雨量充沛是地質災害的主要誘發因素之一。貴州省氣候濕潤多雨,降雨量非常大,且特別集中。而暴雨極易引發滑坡等災害。郭振春對1993~2000年貴州省地質災害的月份作了統計,發現貴州省的地質災害全年均有發生,多集中在4~8月,尤其是6~7月(4~8月占91.7%,其中6~7月占62.1%)。而貴州省的雨季集中于春夏之交,降雨最在5~7月最大。記錄中也顯示有多起大型地質災害是由暴雨引發的。此外,貴州省地下水系也特別發育,斜坡土體長期被浸泡而導致軟化、溶蝕,容易引發崩塌、地裂和地面塌陷。
3)各種不規范的工程活動是貴州省地質災害的人為誘因。值得一提的是,除了自然因素外,人為因素在貴州省地質災害中所占的分量雖然較小但也呈現出逐年增長的趨勢。人類活動對地質環境影響主要有:毀林開荒對植被的破壞很大,是導致水土流失的重要因素,進而可引發滑坡、泥石流等地質災害;礦產資源的開采不合理,尤其是一些鄉鎮礦山的開采,不顧及礦山的地質結構和采礦技術,對礦區也沒有進行合理規劃,容易引發地裂、地面塌陷、礦井涌水等災害。許多災害還造成了嚴重的人身傷心和經濟損失;工程建設設計不合理,只追求效率,忽視了工程中的安全問題和環境問題。非常容易導致地質災害的發生。
3.2關于貴州省地質災害防治的思考地質災害對于貴州省無論經濟發展還是居民安全都造成了極大的威脅,要針對貴州省地質災害的特點及其誘因進行防治。
1)發展綠色產業,保護地質環境。貴州省的地質環境比較有利于地質災害尤其是滑坡、泥石流等斜坡類地質災害的發育,因此要把握貴州省地質環境的特點,進行針對性的保護。考慮到貴州省是農業大省,農業人口比重高達80%以上,可以推行發展生態農業,運用系統工程方法和現代科學技術進行集約化經營的生態模式,在不適宜耕地的土地上(如坡度較大的斜坡等)進行退耕還林、退耕還草等工作,這樣能有效地防止斜坡上常見的地質災害。也可以在斜坡上種牧草,大大減少斜坡地區的水土流失。)嚴格法律法規,提高居民意識。當前關于地質環境保護的國家法律及由各省政府出臺的法律法規非常多,關鍵在于這些法律法規能否認真實施和嚴格執行。尤其是貴州省的地質災害高發地區,更要組織專門的部門進行嚴格地監督管理,才能有效地防止地質災害的發生。此外,提高當地居民的防災意識也是貴州省地質災害的重要手段之一。如開展地質災害教育和宣傳、進行防災演習等。當大多數居民都深刻感受到地質災害的嚴重性,不再亂開墾土地、亂破壞環境時,人為地質災害的數目會有效減少。
3)開展防災工作,加強污染治理。除了做好對地質災害的宣傳和培訓外,政府部門還要加強對種類人類工程活動的防災工程管理,如公路施工、開采石料、抽取地下水等,極易對地質環境造成破壞,是突發性地質災害的主要隱患之一,必須做好監督和防治工作。許多工程完成后的污染治理恢復情況也要嚴格監督,如礦坑填埋、改善土壤環境、礦山污水處理等,也可以有效地防止地質災害的發生。
作者:杜雪明王聯軍原振雷單位:中國地質大學中國國土資源經濟研究院
一、地質災害與地質環境的形成
1地質災害。地質災害,是因為自然地質的變化,作用,或者是人為因素導致的地質環境惡化,從而對人類的生命以及財產造成的損失,人們稱之為地質災害。地質災害,來自于自然,可以說是一種不可抗的災害,預測以及治理都相對困難,一旦災害發生,所帶來的后果也是十分嚴重的,所以,我國政府在這個方面一直重視,但是因為,經濟基礎以及技術水平的制約,目前為止,也不能對地質災害進行全面的防預。面對大自然的力量,人類所能做的就是盡最大的努力,減少災害所帶來的損失,全面分析地質環境,對其各種運動規律都分析掌握透徹,這樣就能夠對可能出現的災害有所預測,并有針對性的制定相關防治措施,地質災害的種類有很多,其中比較常見的為泥石流,山體滑坡,地面塌陷,地震,土地退化等等。
2地質環境。從廣義上講,地質環境就是指巖石、水以及大氣等物質所構成的體系,那么從狹義來說,則是巖石團與其所產生的風化物,地球在不斷變化和運動過程中,其地質環境也是在不斷更改的,因此,地質環境,就是地球演化的結果,巖石團與水圈以及大氣圈等進行作用,相互交換能量,從而形成了目前人們所看到的地質環境。它們是最后一次造山運動與冰期后形成的。地質環境是再一個相對開放的環境中發生的,其中會有水圈,生物圈以及大氣圈等進行參與,各個圈層的相互作用與影響,形成了最終的地質環境。所以說,從地質環境中能夠分析出地質運動的規律,從而對可能發生的地質災害進行科學預測,減少損失。
二、地質災害與地質環境的關系
通過對地質災害與地質環境之間的關系,能夠看出,想要有效控制地質災害的發生,首先就是要對地質環境的規律進行全面分析和掌握,只有建立在這個基礎之上,制定防治措施,才能夠取得更好的治理效果,具體分析如下:
1地質災害總是發育在一定的地質環境中。地質環境是地球自身運動與人類活動的相互作用的結果,而地質環境在不斷演變過程中,會帶來不同程度的地質災害,尤其是在近些年來,我國的地質環境變化比較快速,人類改造自然的速度以及強度都在增加,追求經濟效益的腳步越來越快,因此,地質環境的變化速度,也超過人們的想象,并超出了環境本身所能承擔的范圍,這樣的結果,就是地質災害頻發,地質災害的發生必然是在一定的地質環境中,它不可能脫離地質環境而獨立存在,地形、地貌以及地質構造一起構成了地質災害的發生的條件,它們的變化以及相互作用,成為了地質災害發生的誘因。
2地質災害影響地質環境質量的優劣。按環境學的定義,所謂環境質量一般是指:“在一個具體的環境內,環境的總體或環境的某些要素,對人類的生存和繁衍以及社會經濟發展的適宜程度。”對地質環境而言,環境質量就是指構成地質環境的各要素對人類的生存和發展的適宜程度。如前所述,如果地質環境的改變超過了地質環境的自適應能力,就會產生某種地質災害。從地質災害的危害程度來看,地質災害的發生給人類社會的發展造成難以估量的損失。在中國這樣一個地域遼闊、地質條件復雜、氣候因素繁多的國家,每年地質災害造成的損失是以百億元計的。總體來說,地質災害的影響主要體現在兩個方面:一方面影響人類的生命財產安全,另一方面是間接地影響整個人類經濟與社會的健康發展。從地質環境保護角度來說,地質災害的產生與發展,影響了反映地質環境質量優劣的地質環境各要素對人類生存和發展的適宜程度。地質災害越嚴重,發展速度越快,危險性越大,對地質環境質量的影響也就越大。
三、地質災害防治與地質環境保護
進行地質災害的綜合防治,必然要遵循地質環境發展規律,在災害發生之前,采取可持續的防預措施,減少其發生的幾率,或者是在災害發生之后,在第一時間內采取治理措施,減少災害所造成的損失,這兩者就是人們常說的“防”與“治”。只有采取防治結合的手段,才能受到更好的治理效果。防止受災對象與致災作用遭遇的方法也有兩種,一是防止將擬建工程設施(含居民點)放進有致災作用存在或有其發生危險的危險區,這是“避”;二是將已處于致災作用威脅之下的人、物、設施撤離危險區,這是“撤”。
在科技力量的支持下,我國在地質災害的預測方面已經取得令人欣喜的成績,但是這還遠遠不夠,由于人類活動不會停止,因此,不斷完善和創新地質災害防治方法,是非常必要的,是維護人們生命健康以及減少財產損失的關鍵。結合地質環境,從其規律出發,科學預測,合理的制定治理措施,是文章所以表達的主旨,相關的技術人員,也要堅持將地質災害治理與地質環境相結合,科學分析之后,再制定防治措施,從而提高治理效果。
作者:楊洪馮薪霖周芙蓉單位:四川省核工業輻射測試防護院
1傳統測量技術的應用
這里所說的傳統測量技術地質災害監測,就是通過各種專業儀器測量災害的產生及發展過程,記錄數據并傳輸到預報中心,進行分析研究后找出災害的發展規律,并判斷是否需要發出災難預警。地質災害的主要監測對象是地質形變,對形變的監測又可細分為內部形變監測與外部形變監測。其監測對象是將測量技術作為主要監測手段的外部形變。這類監測通常采取的測量方法是在平面上用經緯儀和三角測量法監測,高程測量采用全站儀測量或三角高程法和水準測量法。然后,建立誤差單位為毫米級的小型平面控制網及高程控制網,以此測量出監測樣本上各控制點在垂直與水平方向上的微小位移量及其形變形式,從而獲得有用的形變數據,并最終達到有效防治地質災害的作用。傳統的測量技術缺陷在于,監測時需要安排人員進行實地觀測,并且要記錄大量的測量數據、進行大量的計算,加上工作周期長、經費偏高等各種問題,造成其工作效率不高。此外,在環境惡劣的荒野、深山、原始森林等地區,實時、實地測量是無法實現的。
2現代測量技術的應用
2.1GPS在地質災害監測中的應用GPS即全球定位系統,通過接收定位衛星的信號進行測時定位、導航,采用靜態差分定位技術,縮短觀測時間,減小誤差提高精確度。利用GPS技術監測地質災害,監測站之間無須要求通視,大幅度削減了工作量。并且通過衛星通信技術能夠將監測到的數據傳送至數據處理中心,以此來實現遠距離的監測工作。目前,GPS技術已在地震、地表塌陷、滑坡等突發性地質災害的監測中被廣泛應用。其優點在于它非常高效,且精準度已經達到百萬分之一甚至可能更高,同時它還有全天候、自動化、多功能而且操作簡便等特點。這些諸多優點讓它在工程測量中得到廣泛應用。GPS技術在地表外部形變監測中的應用有很多,大致的操作過程以巖體的外部形變監測為例,先在距離巖體較遠的地方選取一個穩定點放置GPS信號接收機,然后選取目標點并放置接收機,經過計算分析可以得出各目標點的位移。利用GPS系統進行連續監測,就能實現對目標的實時自動監測。GPS技術取代傳統水準測量法,可以降低勞動強度,縮短周期,準確及時地捕獲有效信息,在獲得高效率、高精度的數據同時,降低監測成本。
2.2GIS在地質災害監測中的應用GIS技術全稱地理信息系統技術,它融合了地理學、地圖學以及計算機技術和測繪技術,是一項在計算機軟、硬件支持下,采集、記錄并儲存相關的地理信息實現數據庫的系統化,并將地理要素進行轉化,對計算得出的相關數據進行分析處理的空間信息系統。測量人員按照測量需求,可以使用GIS技術很快的獲取數據,再將結果用數字或圖形的方式顯示出來。它的主要作用是對空間數據進行分析,對決策和預報有輔助作用。其地理信息擁有空間性、區域性、動態性的特征,其地理數據是用符號來表示地理特征與現象之間的關系,即用文字、數字圖像等來表示地理要素的質量、數量及其分布特征與規律。時域特征數據、空間位置數據及屬性數據三部分是地理數據的主要組成部分。GIS技術的應用有效地解決了記錄和計算量過大的問題,通過標準的矢量化掃描、數字化攝影測量的方式來測量地球表面物體,可以給我們提供及時且準確的標準化數字信息。還可以應用系統中的有關功能做到空間定點分析,按不同比例尺編制專題圖像。
2.3RS在地質災害監測中的應用RS技術全稱遙感系統技術,它可以實現同步觀測和實時數據信息的提供,并具有很高的綜合性,同時在地形觀測與資源勘查中RS技術也是最有力、高效的手段。它可以全天候的獲取信息,且周期短、視域寬廣、信息量豐富,還能夠真實的展現地表物體的大小、形狀甚至顏色,立體直觀的影像有更好的觀察效果。目前RS技術已廣泛的應用于地質、農林業、氣象、水文、軍事等領域。在地質災害的監測中,RS技術可以對災害做出快速的應急反應,幾小時內系統便能獲取災情數據,并迅速對災情做出評估,其詳實評估不超過一周即可完成。
3結束語
綜上,現代測量技術不管是在獲取、儲存、分析空間信息上,還是在成果圖的測繪上,都采取了智能、自動化,具有實時化和多樣化的特點。用其進行監測地質災害不但能夠提供豐富的數據,還為準確分析地質災害的成因及其變化機制,提供有力的技術保障。我們應該明確的是,未來隨著地球科學的繼續發展,地質學與測量技術將更加緊密的聯系在一起,共同向前進步。
作者:蘇克博魏風蘭單位:鎮平縣國土資源局鎮平縣房產管理局
1項目概況
清澗縣位于陜西省北部,榆林東南部與延安交界處及無定河、黃河交匯處。屬陜北黃土高原丘陵溝壑區,是陜西省地質災害多發縣之一。寨溝小學崩塌位于清澗縣寬州鎮東門灣村,寨溝小學崩塌南側坡面人為破壞輕微,坡度較緩,基本保持原地形,北側坡面形成較陡的土坡,在遇連續降雨的情況下,坡面很容易發生滑塌,直接威脅12家住戶36孔窯洞的安全。
2自然地理及地質條件
清澗縣屬暖溫帶大陸性季風氣候區。治理區地下水位埋深大,隱患點范圍內未見地下水出露,工程不考慮其影響。治理區受降雨影響較大,在雨季,降水下滲和產生地面徑流,對坡體的穩定性產生較大危害。治理點位于縣境西北部,屬黃土峁梁狀丘陵溝谷區。擬治理工程滑坡體均為第四系黃土,出露基巖為三疊系上統永坪組。黃土層根據出露情況,依次為:中更新統黃土層(離石黃土Q3eol)、上更新統黃土層(馬蘭黃土Q3eol)、全新統(Q4)。
3地質災害現狀
根據現場踏勘,該滑坡為小型黃土崩塌。在強降雨、凍融及其它外力等條件下,發生再次崩塌的可能性較大,直接威脅道路過往車輛行人、小學45名教師和學生的安危,危險性較大。崩塌形成的原因主要有以下幾點:
3.1地形條件由于本區地處陜北黃土高原丘陵溝壑區,地形破碎、梁峁起伏、下部沖溝常年沖刷坡腳,邊坡高差大。坡面較徒,坡度大于45°,為崩塌形成創造了良好的地形條件。
3.2土體結構條件高陡邊坡的物質主要為第四系中上更新統黃土組成。黃土在干燥情況下,強度較高,壁立性好,遇到連陰雨或暴雨,土體穩定性差。
3.3降水降水是地質災害發生的主導誘發因素。長時間的降雨入滲使土體抗剪強度大幅度降低,易濕陷變形和崩解抗剪強度降低。降水是引起本處崩塌的主要原因。
3.4人類工程活動人類在進行道路改擴建時大量開挖坡腳,使土體的完整性受到破壞而松動。對該地區的穩定性進行分析結果如下:據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001),榆林地區抗震設防烈度Ⅵ度,設計基本地震加速度值為0.05g,本次設計不考慮地震作用。
3.4.1邊坡安全系數根據《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001),按次要工程,取邊坡安全系數Fs為1.15。
3.4.2巖土物理力學性質根據我公司在榆林南部黃土地區的工作經驗,參考臨近場地的工程地質資料,設計對場地松散土的物理力學參數取值如下:(1)馬蘭黃土(Q3):天然重度γ=18.2g/cm3粘聚力C=35kpa內摩擦角φ=27°(2)離石黃土(Q2):天然重度γ=19.6g/cm3粘聚力C=50kpa內摩擦角φ=30°
4工程治理方案
4.1工程設計
4.1.1削坡卸載工程由于該邊坡高度大于45°,采用分級開挖的方法,在平臺上削坡卸載。根據坡高,北部坡分3級設2個平臺進行,南部和西部坡分2級設1個平臺進行,平臺寬1.2m,刷方坡面坡比取1:0.85。共開挖土方911m3。
4.1.2護坡工程對坡腳刷漿砌石護坡,刷坡高度為5m,刷坡厚度為0.3m。共需漿砌石26m3。
4.1.3排水方案排水方案分為外圍截水渠、平臺截水渠兩種。外圍截水渠布置在滑坡體的外部,不讓坡體外部雨水進入坡體,同時,收集平臺截水渠的水,排入下部溝道;平臺截水渠布置在削坡平臺上,每個平臺布置一條橫線截水渠,收集削坡坡面水,匯入外圍排水渠中。外圍排水渠:根據實際地形,北面高南面低,在北部坡面一端沿坡體走向設置排水渠,用漿砌石砌筑。外圍截水渠長度為36m,漿砌石20m3。平臺截水渠設置:在削坡平臺的內側,用漿砌石砌筑,坡降取1:100。向兩邊外圍排水渠排水,平臺截水渠長度為26m,漿砌石14m3。截水渠總長度為62m,開挖土方量56m3,漿砌石34m3。
4.1.4植物防護方案在每個削坡坡面上種植檸條、紫穗槐等根系發達、耐旱的灌木,既可起到穩坡固坡的作用,又可美化環境和工程效果。株間距1.5m×1.5m,共約100株,工程驗收前要保證100%的成活率。
4.2施工方法及放線根據場地地形地貌條件,削方按自上而下、自后向前的順序進行,放線時以邊坡坡腳與操場西側水平面為施工定位線,施工放線應保證定位線的施放準確,自定位線向上按設計坡度及臺階刷方并校核上邊界。
5工程實施效果評價
5.1環境影響評價本次治理工作中,其主要的機械設備有混凝土攪拌機、鉆機、挖掘機、發電機等,這些設備在施工過程中,發出聲音的強度較低,不致于達到噪聲污染的程度。本次施工過程中的混凝土制作過程中產生揚塵,對大氣環境不會產生多少影響。施工過程中所排放的廢水不含有任何有毒有害的物質,不含有任何超標因子。
5.2經濟效益評價本工程項目建設區環境質量現狀良好,工程的實施可以完全消除崩塌地質災害對村民及居民安全的威脅,保障人民生命財產安全。
5.3社會效益評價地質災害治理項目的實施,清澗縣下甘里鋪鄉梨家灣村的地質環境將會得到明顯的改善,使得村民能夠安居樂業。
6項目風險分析與控制
6.1項目風險分析按照本項目風險產生的原因及其性質分類如下:(1)管理風險:項目實施單位在管理制度、管理經驗等方面的不足,導致管理不善,成本增加,故存在管理不善的風險。(2)經濟風險:一是資金到位不及時,導致工期延長;二是資金使用不合理,開支與災害治理無關的費用,或專項資金挪作他用;三是受市場因素影響,價格上漲,人工、材料費增加。以上因素均會導致工程造價增加。(3)技術風險:一些新技術條件的不成熟及地質災害治理的復雜性,均會造成技術風險。
6.2項目風險控制為了使項目能更快更好的實施,使項目風險降到最低,對于上述的項目風險就要進行科學合理的控制。(1)管理風險控制:組建地質災害治理領導小組,依法對項目實施組織管理,并聘請項目監理單位對工程進行監理,嚴格按要求執行,確保工程質量。(2)經濟風險控制:資金到位后,設立專門的資金管理賬戶,對項目經費實行專款專用。(3)技術風險控制:參考同類地質災害治理的技術方法,確保設計方案在實際、安全、經濟可靠的情況下進行實施。
7建議
(1)本次治理用時較長,工程施工時應對坡體進行必要的監測工作,并做好安全保障工作,時刻將安全放在第一位。(2)工程設計中邊角部的位置、尺寸與現場有出入時,可按實際情況進行調整,原則上與自然坡面弧形銜接,確保消除隱患,達到根治的目的。(3)工程驗收合格后,建議做好邊坡的日常管理,保障邊坡的完整性。
作者:李瑋娜張旭梅張舜堯單位:西安地質礦產勘查開發院
1煤礦地質災害發生原因
1.1客觀原因就現階段開采水平來看,煤礦的開采范圍多為地球表面和巖石圈。在煤礦開采之前,兩者之間的狀態為相對平衡;在開采之后,地殼的“肢體”———礦石和巖石不斷被肢解、挖掘,使得原有的地殼平衡被打破,從而誘發地殼的不穩定性,產生礦山地質災害。不斷開采的煤礦與不斷亂放的碎石,對坡體的原始應力平衡造成破壞,進而產生滑坡、崩塌等地質災害。而地下開采的開采方式影響了圍巖的初始應力場,同時地下水的大量抽排使得地質出現塌陷情況。這種對地面均勻沉降的人為破壞,致使水田出現無法排水或者地基塌落的局面。在整個采礦過程中,對礦坑下積水的處理,會使地下水的平衡被打破,出現地層漏水現象,進一步造成地層不平衡、不穩定。與此同時,濫采亂挖等不合理的開采方法,導致礦坑突水、冒頂等災害的發生。此外,煤礦開采過程需要大量的火和水,在使用過程中難免產生廢水、廢氣和廢渣等污染物,而污染氣體和液體的排放與固體污染物的堆積,極易影響周邊環境,對人體健康造成嚴重危害,并對地殼的不穩定性產生進一步的推動作用。
1.2主觀原因我國有限的礦山資源,使得眾多小煤礦為了求得生存,或者寄生于大型國營礦山,或者不得不與其進行資源的爭奪,出現了大礦山上被挖小礦山的情況,由此導致了透水、瓦斯泄漏等等現象。部分礦山為了增加煤礦產量,一味地追求經濟利益,而嚴重忽視了礦區的安全生產工作,誘發眾多地質災害,同時腐敗現象屢見不鮮。
2煤礦地質災害的防治方法
2.1加大災害宣傳和教育力度為防治煤礦地質災害,政府及有關部門應該對煤礦地質的防災工作予以足夠的重視,在全社會加強對相關知識的宣傳和教育,通過多種形式的教育活動,引導全社會重視,提高社會的防災意識和災后自救能力。與此同時,相關單位和人員可以通過實地調查的開展,對煤礦的地質災害和災情進行深入研究,以便及時掌握災害實情,更新災害防治方法和技術,引導全民防災,保證其積極性和主動性,做好準備和防御工作,在災害來臨時做到有條不紊,以最大程度的減輕災難損失。
2.2保證煤礦開采的合理性近年來,我國已經頒布了煤礦開采的法律法規,如《環境保護法》《礦產資源法》,相關從業人員也應該嚴格遵照規定,進行規范作業,以提高地質災害的防治效率,盡量減少甚至避免高危動作。與此同時,礦管部門要對煤礦開采的監管予以足夠的重視,有效結合礦山的承受力及其周圍環境的實際條件,堅持可持續發展,對煤礦資源進行合理開采,而不是一味追求經濟效益,以實現對地質環境的有效保障。
2.3提高煤礦開采技術和效率當前我國由于技術水平的限制,在煤礦開采過程中仍舊出現較多的問題,無法實現煤礦地質災害的技術防御。比如,選用合適的礦井模型和采掘工程,可以防止發生井下水災;通過保證開采方法的合理性,在自燃煤層的開采過程中,減少丟煤狀況,并通過密實充填或者灌漿等措施,抑制煤礦的自燃。在開采煤礦的過程中,要對采區進行合理布局,并通過加強防護的方式,減少礦壓,以有效避免煤體破裂或者冒頂情況。此外,通過保證采取規模以及回風方式的合理性,實現對開采方法的優化,提高煤礦的開采水平和效率。
2.4建立健全地質災害預警系統由于煤礦地質災害存在一定的規律性,國家技術部門可以對其加以預測。因此,國家地質部門等相關單位和人員要加強地質的勘探,盡快建立健全災害預警系統,并結合礦區的實際情況,在了解相關采掘資料的基礎上,進行科學的預測預報,并采取有針對性的措施。需要注意的是,煤礦地質災害的預測預警工作存在長期性和艱苦性,只有切實做好這項工作,才能防患于未然,才能從根本上減輕地質災害造成的直接或者間接損失。
2.5完善政府的領導責任和工作通過研究地質災害的底數,實現對其發育分布規律的了解和掌握,以做好易發災區與危險區域的圈定工作,并在此基礎上完成防治計劃的制定;組織相關人員進行定期的研究和檢查,做到以防為主,實現綜合治理;通過地質災害防治體系和執行機構的建立和完善,加強對煤礦開采的行政聶帥帥
(山西省煤炭地質勘查研究院管理;為了實現對地質災害動態的實時監控,要建立一套健全的信息系統,并通過適時監測和預報,減輕由于地質災害的突發性而造成的影響和損失。
2.6因地制宜,開展綜合防治由于地質災害類型的差異,相應的治理措施與方法也不盡相同,為增強地質災害的防御和抵抗,需要與發生地質災害的區域規律相結合,并通過嚴格的工程措施的采取,配合生物措施,實現地質災害的有效防治,并保證防治工作的綜合性。另外,通過快速救援隊的建立,及時救助災區,最大限度的降低災害損失。同時,通過各族人民的團結、互助,更快、更好地完成災后重建工作,恢復礦區生產。
3結語
作為能源的重要組成部分,煤礦在我國經濟建設與發展過程中扮演著重要的角色。而在煤礦的開采過程中,由于各種客觀原因和主觀原因的限制和影響,會產生眾多類型的地質災害,進而給人們的生命財產安全造成極大的威脅。所以,我國政府部門要加強煤礦地質災害的防治,進一步完善領導責任和管理工作,促使煤礦開采部門提高開采技術和效率,真正做到合理開采,并通過教育和宣傳手段,引導全社會提高防災意識,在災難發生后結合各礦區的實際情況,因地制宜,實現綜合防治。
作者:聶帥帥單位:山西省煤炭地質勘查研究院
1地質災害調查
在“子長縣地質災害調查與區劃”的基礎上,以潛在的地質災害隱患點、已經發生的滑坡崩塌泥石流和現有的地質條件調查為優秀,以遙感解譯驗證為先導,采取地面調查和災點測繪的手段,再加上必要的鉆探、物探和山地工程,使點、線、面結合,進而查明地質災害及其隱患形成的環境地質條件、發育特征和分布規律,開展地質災害分區評價和氣象預警區劃,為減災防災提供基礎地質依據。在遙感解譯的基礎上,以野外實地調查為主要手段,對城市、村鎮、居民點、廠礦、重要交通沿線、重要工程設施、重要風景名勝區和重點文物保護點等地潛在的滑坡崩塌泥石流等地質災害隱患點進行排查,并逐一對其危險程度和危害性進行評價。通過野外實地調查,確定子長縣有以引起災害或潛在危害的90處滑坡、10處崩塌和40處不穩定斜坡等。
2地質災害成因分析
通過對已經調查確定的140處災害點進行成因要素綜合分析,確定子長縣地質災害主要的成因要素有以下4點:
2.1地形地貌斜坡地形是滑坡、崩塌災害產生的先決條件。一般來說,區內斜坡坡面形態主要包括凸型、階梯型、直線型和凹型這四個基本類型。在調查的共計140個災害點及隱患點中,發現出現滑坡和崩塌災害的主要集中在直線型和凸型正向類斜坡上,負向類凹陷型和階梯型斜坡出現滑坡和崩塌災害的幾率較低,集中在正向坡的占79%,集中在負向坡的占21%。坡度與出現滑坡和崩塌等地質災害有著直接的關系,斜坡的坡度越大,臨空的危勢和斜坡體內應力也越大,越容易出現地質災害。崩塌多發生在坡度大于60°的陡崖,然后隨著坡度的減緩多發生滑坡,并且隨著坡度的逐漸減緩發生滑坡的幾率會越來越小。坡高與出現滑坡和崩塌等地質災害也有著直接的關系,有關資料顯示,一般滑坡多發生在坡高50~120m的斜坡上,并且隨著坡高的增加,出現滑坡的幾率會越大。而崩塌多發生在坡高10~20m的斜坡上,其次是發生在20~30m的斜坡上,超過這一高度發生的概率很小。朝向不同,山坡的小氣候和水熱等條件有著規律性的差異。坡向135~270°的斜坡發生滑坡的比率明顯高于其他坡向,占滑坡總量的70%,屬于滑坡發生的優勢坡向,尤其是225~270°西南方向的斜坡占了26%。表明在子長縣,滑坡發生的比率在陽坡和近似陽坡的斜坡上比較高。河流和溝谷地貌的演化階段或發育程度對斜坡的變形特征、破壞模式以及地質災害的規模和致災程度具有明顯的控制作用。調查數據顯示,在調查的90處滑坡點中,有56處滑坡位于壯年期和老年期的成型河谷兩岸斜坡,占滑坡總數量的62%,以老滑坡居多,其余崩塌及不穩定斜坡主要發生于溝谷中幼年期溝谷地段及斬坡建房修路地帶。
2.2地層及斜坡結構邊坡地質災害的發生主要來自于坡體在易滑和易崩地層發生破壞。調查到的滑坡多為黃土層內滑坡和基巖—黃土接觸面滑坡。雖然三疊系巖層中的局部含煤系巖層也是一個軟弱結構面,但調查過程中未見基巖滑坡,順基巖頂面發生的滑坡也多是順基巖頂面的泥巖或強烈風化的風化層發生滑動的。黃土結構疏松,強度低,遇水軟化,節理裂隙發育等特性決定了黃土是區內最主要的易滑、易崩地層。區內斜坡巖土體結構主要包括三種類型:黃土斜坡、黃土+基巖復合斜坡和黃土+新近紀紅黏土+基巖。據調查基巖面剪出的滑坡比例占總數的45.6%。調查的90處滑坡中有13處滑坡于紅黏土與黃土接觸面發生滑動,占14.4%。
2.3降雨、河流及地下水子長縣災害主要發生于黃土中。降雨可通過改變斜坡土體水動力條件和降低其強度來影響斜坡穩定性。河流對地質災害的影響主要表現在流水對岸坡的侵蝕作用引發斜坡失穩,對幼年期溝谷和壯年期河谷影響比較明顯,在壯年期河谷地段側蝕作用是誘發滑坡的一個重要因素。斜坡地帶,由于黃土濕陷性、節理裂隙等特點,降雨后會出現黃土陷穴、落水洞等。此外,地下水活動降低了黃土強度,改變了坡體應力狀態,常常觸發斜坡變形失穩。
2.4人類工程活動當今社會經濟發展迅速,人類工程活動也與日俱增,隨之而來的對自然斜坡的不合理開挖現象破壞了斜坡平衡狀態,導致了斜坡變形失穩,成為了觸發地質災害的主要因素之一。隨著城鎮擴建、道路交通工程建設速度的突飛猛進,地質環境的破壞日益俱增。這就不得不大面積地斬坡、卸菏和加載,將原有斜坡的平衡狀態打破,使斜坡產生卸荷、拉張和風化裂隙,在雨季易產生滑坡和崩塌地質災害。
3防治措施
在子長縣地質災害的控制與影響因素中,降雨和人類工程活動是最為活躍的地質災害形成的觸發因素。所以,利用氣象預報可有效開展各種地質災害預警,實現防災減災的目標。針對子長縣已有的地質災害根據實際情況選擇不同的工程進和方式進行綜合治理。依據工程治理經驗,針對不同的地質災害類型采取不同的的治理措施,并結合實際選擇經濟可行治理措施達到減災防災目標。
作者:陳社斌單位:中國地質調查局西安地質調查中心
1蘆山縣地質災害特征
1.1地震地震具有破壞程度深、難以預測、影響范圍廣等特點。蘆山地區的地質地貌情況復雜,地殼活躍,再加上近年來人類對礦產資源進行破壞性的開采,加重了蘆山地區的地質不穩定問題。2013年“4.20”蘆山地震,造成雅安等十多個市州、100多個縣受災。共計造成196人死亡,150余萬人受災,失蹤21人,11470人受傷,受災總面積為12500平方公里。此次地震給蘆山人民和經濟帶來了巨大的創傷,嚴重的制約著蘆山未來經濟的可持續發展。
1.2泥石流泥石流以沖毀危害為主,淤埋危害次之。泥石流是蘆山頻發的地質災害,這種災害的成因主要是:由于蘆山氣候屬于亞熱帶季風氣候為基帶的山地氣候,降水量豐沛;加上蘆山地區的地質地貌特征復雜,植被破壞降低山區植被覆蓋率,泥土疏松,一旦發生地震,極易引起泥石流等次生災害。在“4.20”蘆山地震之后,泥石流等次生災害對災區的自然環境和基礎設施造成進一步的破壞。
1.3滑坡滑坡是蘆山次于地震和泥石流的地質災害類型,具有規模大、密度高、分布廣的特點。降雨對滑坡的影響很大:由于雨水的大量下滲,導致表層的土石層飽和,從而增加了滑體的重量,導致滑坡的產生。地震對滑坡的影響與地震對泥石流的影響類似,地震造成山體松動,進而促成滑坡。
2國外城市關于地質災害防災減災措施的分析———以日本為例
2.1防災減災管理指揮管理方面日本災害實行分等級管理,日本將災害分為一般災害和非常災害兩類。一般災害屬地方管理范圍;非常災害屬國家管理。按日本行政系統設置,從中央、地方到基層,即從首相府到村均依法設立中央防災會議(部級),都道府縣防災會議(省部級),市町村防災會議(基層),在災害發生后,作為應急反應機構,各級政府自動轉換為本行政部門的災害對策總部,各級政府都有各自的防災機制,地震發生時既可各自為戰,又能統一行動。
2.2在對災難的預防方面日本尤其注重現代科技在防災減災預防中的應用,日本每年投入上百億日元在國立防災研究所,積極利用遙感遙測技術,提高災害氣象的監測預警水平,與此同時,還積極開展長期氣候研究,努力把握氣候變化規律。
2.3在防災減災法制保障方面日本為了應對頻繁發生的地震災害,建立起了比較完善的防震減災法律體系,建立系統的防震減災法律體系,細化內容,使其具備可操作性,明確了相關部門在防災工作中的職能。
2.4在災難的應急管理方面日本政府建立了從中央到地方的危機管理體制,對其災害的應急處理起到了重大作用。將交通、電力、通訊、建筑、商業、物流等重點行業納入救災應急體系,災害發生后實行統一調度,提供充分的后勤保障。
2.5在防災救災知識傳播教育方面日本政府通過立法加強防災宣傳和防災訓練,防災意識教育是所有在校學生必修的一門課。防災教育內容廣泛,形式多樣,覆蓋全民,也突出防災救災的團結精神,強調災難后互助互救的相互扶持精神。而且日本每年都要舉行全國性的防災演習。現以日本東京都為例,介紹日本大城市綜合減災管理的概況。東京的城市綜合減災管理是通過東京都防災中心實施的。東京都防災中心為一實體,平時為東京都防災會議的常務辦事機構,執行東京都防災會議的指令,實施綜合減災管理職能;災時為東京都災害對策本部的緊急辦事機構,執行東京都災害對策本部的命令,實施應急指揮調度職能。從東京對防災減災的經驗來看,可以總結為以下幾個方面:(1)重視災害的預防。(2)管理有序。(3)負責救災的權威機構具有可靠的資金保障和廣泛的指揮權利。(4)救災過程指揮得當。
3蘆山縣地質災害的防災減災措施分析
3.1災前監測預警和風險防范
3.1.1加強監測體系建設。加強監測臺、站、網、點的建設,建立以主管部門為中心、專業監測臺站為主體、廣大群眾和社會各界積極參與的監測網絡,大力開展重大災害性天氣監測系統、水情自動測報系統、地質災害監測預警及輔助決策支持系統等項目的研究、示范、運用和推廣。
3.1.2加強預報體系建設。不斷拓展災害預報內容,推進地質災害的綜合預報。全面提高預報特別是短臨災害預報的精準度。
3.1.3加強預警體系建設。廣泛采用互聯網、電話傳真、報刊雜志、高音喇叭等有效形式,將重大災害性天氣、地質災害等信息以最快的速度發送到公眾,特別要重點關注警報盲區和老、弱、病、殘、幼人群。
3.2災害應急指揮及統一協調體系建設
3.2.1深化應急預案體系建設。各地、各部門要根據實際情況制訂和完善本單位、本部門的應急預案,把預案編制和修訂工作向深度和廣度拓展,逐步形成多層次、廣覆蓋、銜接緊密的應急預案體系。
3.2.2健全應急管理體制。強化縣(市)區人民政府和相關部門應急管理機構工作職能,形成機構健全、人員到位的“橫向到邊、縱向到底”的應急管理組織體系。實現統一指揮、分工協作、資源共享、協調行動,不斷提高自然災害應對工作的規范化水平。
3.2.3完善應急工作機制。深化各級政府應急機構的職能,履行好值守應急、信息匯總和綜合協調職責。理順政府應急管理機構與各專項應急指揮機構的關系,加強地方、部門間的協調職能,實現統一領導、分類管理、互聯互動和快速高效處置機制。
3.2.4加強應急處置聯動制度。防災減災工作不只是一兩個部門的事情,而是各級政府和各相關部門的共同責任。只有相關部門密切配合,才能協調好社會各方面的行動,才能夠高效有序地開展工作。
3.2.5建立應急指揮信息平臺。建立信息采集、預警預報、災害評估、遠程指揮和災害救助在內的以圖像監控、無線指揮調度、有線通信、計算機網絡應用和綜合保障五大技術系統為依托的指揮平臺,實現救災現場與指揮部的視頻、音頻、數據信息的雙向傳遞,災害與應急指揮信息的共享和災害管理遠程指揮。
3.3災后減輕災害的風險措施
3.3.1建立災害情報收集傳遞系統。為了確保地震發生后有效地收集傳遞情報,災害應急預案中應該制定詳細的災害情報的收集、傳遞等方案。此外,災害情報的共享也是實施救災搶險的關鍵。所以,除了制定災害情報收集、分析處理、傳遞的方法手段外,還應該就災情如何公開、與媒體的合作等制定出詳細的方案。
3.3.2建立災后應急救援救助體系。自然災害發生后,要按照屬地管理、分級響應的原則及時啟動自然災害應急預案,高效有序地開展應急處置工作。要把確保人民群眾生命安全放在應急處置工作的首位,緊急疏散轉移險區群眾,搜救失蹤和被困人員。
3.3.3加強災后恢復重建體系建設。要統籌規劃,分輕重緩急,制定切實可行的重建方案。加大政府資金的投入力度,進一步的加強政府之間的合作,安排災后重建的相關工作,形成政府救濟、社會互助、政策優惠等多種救助的有機體系。
3.4建立蘆山縣防災減災系統平臺當前,四川全省監測臺網布設不足,監測系統整合與集成不到位,監測能力偏低,預警能力還有待提高,應對極端事件的基礎還很薄弱。通過全面總結“4?20”雅安地震工程抗震經驗教訓后,結合蘆山縣自身發展特點,建立蘆山縣防災減災系統平臺。
4結束語
以蘆山縣為例,對地質災害的防災減災進行探討,結合蘆山縣的特點,提出適合蘆山縣防災減災的具體措施和建議。我國在地質災害的防災減災上,應大力完善相關政策和措施,加大各方面的投入力度,積極做好防災減災的各方面工作,這樣才有利于我國經濟的可持續發展。
作者:郭義盟肖義單位:成都理工大學商學院
1物探方法的作用原理及其在地質災害勘查中的運用
根據以上對煤礦地質災害的類型、特征等幾個多方面的分析及對煤礦采空區及開采前后地質所表現出來的差異性和規律性的認識,我們便可以利用這一差異性和規律性,通過物探方法對其進行檢測和分析,從而服務于整個煤礦地質災害勘查之中。事實上,就物探方法在煤礦災害勘查中的運用而言,實際上只是它廣泛運用中的一小部分,因為這種技術方法還廣泛運用于各種找礦和探測礦床等實際領域之中,雖然在這些領域中的運用是呈現出一種廣泛性,但運用的目的卻均是對地質災害特征的把握及相關技術的有力支持。總的來說,物探方法在地質災害勘察中的運用主要包括有高密度電法、瞬變電磁法、放射性法、地震勘探在內的多種方法,以下就選擇幾項常用方法進行對比。
a)高密度電法的基本原理與普通的電阻率法大致相似,通過使用正負兩種電極向地下輸入電流。依據是地下介質里的導電性存在差異,通過向地下提供直流電,運用點陣式方法布置電極,采樣觀察與研究電場空間的分布規律,根據實際測量的視電阻率的斷面狀況進行處理、計算、分析,進而有效圈閉異常、劃分地層、明確冒裂帶。該方法對淺層地質異常分別能力強,抗干擾能力強,垂向分辨率高,但其高阻屏蔽影響大,勘探深度較淺;
b)與高密度法相似,瞬變電磁法在整個煤礦地質災害中也有著非常廣泛的運用,是在電磁感應原理的基礎上提出來的一種物探方法,主要運用接地線源或不接地回線向著地下發送一次場,在發送一次場的間歇階段里科學測量地下介質感應電磁場的電壓伴隨著時間產生的變化,進而根據感應電磁場的衰減曲線的特點,合理判斷地下地質體的性質、電性、產狀與規模,進而有效解決采空區、陷落柱、斷層等一系列地質問題。該方法穿透高阻能力強,勘探深度相對較深,對低阻體反映靈敏,但抗干擾能力較差;
c)放射性探測法也是較為重要的一種運用方法。采煤活動會使地下地質體的橫向連續受到破壞,巖體中氡元素的集聚和運移作用發生突變,在地表面能檢測到氡元素值得異常。氡元素在向采空區運移和集聚過程中,在地表能形成與采空區形態相當的異常區域。在運用物探方法預測地質災害時,可以通過測量地表氡元素的濃度,準確地圈定采空區的位置和范圍。由于地下氡氣可以通過構造、裂隙由深部向上遷移,通過對氡氣濃度的測量,能間接分析煤礦地質體的裂隙狀況,并能分析其連通性、開啟度和破碎程度,對滑坡預測起到一定程度的指示作用。該方法施工簡單,但是精度相對較低;
d)二維和三維地震預測方法,憑借較高的分辨率、準確的空間歸位、豐富的信息量和信噪比,在煤礦地質災害的勘查中得到了廣泛的應用。該方法對采空區及構造的探測較準確,但是勘探費用相對較高,且不能探測水。總而言之,物探方法在如今的煤礦地質災害勘查中是有著廣泛運用的,而在實際的災害勘查過程中,應結合煤礦的特殊地形條件、勘測對象的特征,選用合適的方法,以較小的經濟投入獲得更好的勘查效果。
2結語
主要分析和介紹了煤礦地質災害的類型、特點,物探方法的作用原理及在地質災害中的運用等幾個方面的內容,從中我們可以認識到,就可以帶來極大經濟效益及滿足能源需求的煤礦開采而言,其在實際過程中實際上會對原先的地質結構和面貌造成破壞,關于這一點我們在文中也有提到過。當然,就煤礦地質災害的類型而言,其無論是在類型,還是在特點上都表現出一種較為多樣新的特點,而這種特點也就直接決定了物探方法不可能是一種可以忽視的方法。相反地,我們要加強對該方法運用的認識,并力圖在實現該方法革新的同時,推廣其運用。
作者:王鵬單位:山西省煤炭工業廳煤炭資源地質局
1工程概況
某移民安置點建設場地位于關中盆地西北緣黃土丘陵區老滑坡的中部地段,圈椅狀地形較明顯,坡體上小型沖溝發育,因平整場地在西側形成了寬約200m、高5-8.0m、坡度約750的人工高陡邊坡,邊坡開挖后邊坡局部多次發生滑塌、坡腳有多處泉水出露。邊坡距房屋距離僅5-8m,一旦失穩直接威脅坡下40戶163人生命財產安全。根據邊坡現狀,某院對該邊坡進行了勘察和應急治理設計并由該院完成了擋墻施工。根據勘察報告,場地地層由人工填土、粉質粘土、礫巖組成。粉質粘土結構疏松、裂隙發育、土體呈“塊體”結構,礫巖為泥質膠結,傾向和坡向相同。勘察期間,多個鉆孔中見穩定的地下水位,水位埋深5-10m,人工邊坡坡腳分布有多處泉水。根據設計圖紙,該段邊坡采用重力式擋墻和地表排水綜合治理方案,擋墻凈高度3.0-7.0m,采用M7.5漿砌片石砌筑,墻趾臺階寬度1.0m,墻趾高度0.5m,基礎埋深0.5m,頂寬0.8m,面坡坡率1∶0.2,背坡坡率1:-0.2,基礎下設置0.5m厚的3∶7灰土墊層,墻頂和墻底設置排水溝,墻體設按間距2.0m設置泄水孔,墻后設30cm厚的反濾層。擋墻于2009年9月完成,2010年4月雨后墻后2m范圍內出現裂縫,之后對裂縫進行了回填;6月6日至10日暴雨后,擋墻在墻高3-5m范圍內出現鼓脹變形,坡腳出現冒水現象,頂部平臺距墻頂約2-10m范圍內,形成多條長約20-50m、寬約5-10mm的弧形裂縫;6月24日裂縫已擴展到距墻頂15m范圍,擋墻裂縫和鼓脹變形加劇,筆者提出了“回填裂縫、完善排水系統”等應急處理措施,可惜未引起足夠的重視;2010年7月23日強降雨后中部偏北30m長范圍內的擋墻倒塌,所幸倒塌前已對人員進行了撤離,未造成人員傷亡事故。
2擋墻變形及倒塌原因分析
2.1施工缺陷
2.1.1擅自移動擋墻位置,回填土質量差原設計擋墻緊靠坡腳,施工時施工單位擅自將墻向前移動2-3m,致使墻后回填土范圍和厚度增大,加之回填土質量差,致使墻后主動土壓力增大。根據地面變形特征分析結合調查結果認為:填土土體松散、壓實系數不滿足要求,固結沉降過程中因變形不均勻產生裂縫,大量裂縫為雨水下滲提供了通道,雨水下滲致使土體飽和、強度降低、水土壓力增大,致使擋墻產生裂縫、鼓脹、位移現象。
2.1.2墻背反濾層不符合設計規范要求從現場調查結果看,屋后坡腳滲水嚴重,擋墻墻面潮濕局部滲水,而擋墻泄水孔基本無水,說明擋墻墻后未設置濾水層或不符合設計要求,倒塌后斷面揭示根本未做反濾層,致使無法將坡體中的水從泄水孔排出,致使土體飽和,水土壓力增加。
2.1.3砌筑砂漿強度低,砂漿不飽滿邊坡變形前期,筆者會同建設單位檢查時發現砂漿強度較低,砂漿中基本無水泥;在變形中期,墻面出現鼓脹,局部出現掉塊,脫落的砂漿可輕易扳斷,證明砂漿強度很低,不滿足設計要求,但施工及監理單位現場技術人員一再堅持整體質量合格,擋墻不可能倒塌,擋墻變形是因為設計缺陷造成的。擋墻倒塌后斷面揭露情況可知砌石上基本無砂漿,墻體上分布有大量的空洞,砂漿呈粉末狀,砂漿強度很低,砂漿強度和飽滿度不滿足設計及規范要求。
2.2設計缺陷
2.2.1未充分考慮地下水的作用該場地位于老滑坡的中部地段,圈椅狀地形明顯,有利于大氣降水的匯集;受老滑坡的影響,土體中的裂隙發育程度和發育特征也各不相同,故坡體含水極不均一。總體上地下水主要賦存于粉質粘土中,沿下伏的礫巖(相對隔水層)頂面排泄,當粉質粘土夾砂卵石透鏡體或鈣板時,局部可形成上層滯水,開挖坡腳破壞了其原有的排泄系統,沿坡腳或局部相對隔水層以下降泉的形式排泄,對邊坡穩定極其不利。
2.2.2未完善截排水系統場地總體地形為:倒塌地段擋墻頂部約8-15m范圍為一平臺,平臺后為通村公路,公路邊修建有未襯砌的排水溝,邊坡變形嚴重地段距離墻頂15m處有1排水管,該排水管和通村公路的簡易排水溝連接,公路后為丘陵地貌,正對邊坡變形嚴重地段為一小型沖溝。從管道口水流沖刷痕跡分析,該場地匯水面積較大,通村公路及平臺的修建破壞了原有排水系統,地表水匯流沿通村公路簡易排水溝排泄,通過管道全部排放于擋墻后的平臺上,而平臺因填土下沉地勢較低,水流無法進入擋墻后的排水溝,致使水無法順利排出,全部匯集于平臺上,大量雨水沿裂縫下滲,致使土體飽和、強度降低、水土壓力增大,最終導致擋墻產生裂縫、鼓脹、倒塌現象。
2.2.3計算模型和計算參數選取不盡合理擋墻倒塌地段原邊坡高度為3.5-4m,為保證墻頂高度統一,需進行大面積的人工回填,回填土厚度達3-3.5m,地層具“雙層結構”特征,計算模型選取時未考慮地下水的作用及地層“雙層結構”的特征,未充分考慮填土和粉質粘土土質結構疏松、強度較低的特征,計算參數數值偏高,得出邊坡整體穩定的錯誤結論,事實上進行《勘察設計報告》專家評審時,部分專家曾提出異議,可惜未引起勘察設計單位的重視。
2.2.4設計人員缺乏經驗,未進行動態設計該工程施工過程中已暴露了部分問題,擋墻出現變形后于2010年4月即將“設計和施工均存在缺陷、擋墻隨時都會倒塌”的調查結論及時通知了設計單位,可惜設計單位將精力放在了如何推卸責任上,一再堅持設計無過失,擋墻是穩定的,錯過了最佳加固或排險時機。
3經驗教訓
(1)山區地質災害治理項目的地質環境異常復雜,對其認識也是循序漸進的,勘察設計單位要擴大勘察范圍、重視工程地質測繪,查明災害類型及結構特征,查明災害區工程地質和水文地質條件。
(2)類視工程設計時,設計單位設計首先應考慮完善截排水措施。
(3)應重視“地質分析”,只有建立了正確的“地質模型”,才可能得到可靠的計算結果,才能確保工程的安全。
(4)施工單位要加強質量管理,配備符合要求的技術人員,加強施工人員的素質教育和知識培訓,加強過程控制和工序管理,確保施工質量。
(5)當發現質量事故苗頭時,各單位應加強協作,及時采取應急措施確保人民生命財產安全。
作者:朱有祿楊鵬單位:中國有色金屬工業西安勘察設計研究院
1勘查工作概況
1.1勘查歷程本場區詳勘階段部分鉆孔發現掉鉆現象,為查明掉鉆原因,對掉鉆區域進行了物探勘查工作,根據物探勘查的成果,對物探確定的異常區進行鉆探驗證,現場鉆探的同時,深入國土部門及周邊村莊、礦山進行詳細的調查、訪問本區采礦史。
1.2勘查目的與任務通過野外實地調查,收集區域的相關資料及對已有資料的深入分析,采用物探、鉆探等工作,查明該場地受溶洞及采空區影響情況并提出處理方案建議。
1.3勘查及評判依據本次采空區(溶洞)勘查工作主要依據以下標準和規范:1)GB50021-2001巖土工程勘察規范;2)GB50007-2005建筑地基基礎設計規范;3)工程物探手冊,2011水利水電版;4)JGJ87-92建筑工程地質鉆探技術標準;5)SH3017-1999石油化工生產建筑設計規范;6)工程地質手冊,中國建筑第四版;7)JTG/TD31-03-2011采空區公路設計與施工技術細則。
1.4勘查工作方法勘查工作采用地質調查與物探、鉆探相結合的綜合勘查手段,其中地質調查包括區域地質調查、礦井地質調查;物探工作采用瞬變電磁法;鉆探采用取芯鉆探,用以揭示采空、冒落或礦層的深度、厚度和井巷富水情況。
2勘查區自然地理與工程地質條件
2.1自然地理條件勘查區位于太行山脈南端西側、沁水盆地東南緣,地貌類型屬低山丘陵區,地表大面積為黃土層所覆蓋,基巖僅出露于廠區西南部(西寺莊村北側)。廠區內總的地勢為南部高東部低。本區屬東亞暖溫帶大陸性氣候,一年內四季分明。
2.2工程地質條件區域位于太行山脈南端西側、沁水盆地的東南緣,晉(城)~獲(鹿)褶斷帶東側。晉(城)~獲(鹿)褶斷帶為區域性的一條大斷裂,其中南段稱晉(城)~高(平)褶斷帶,呈北北東走向,由一系列褶皺、斷裂組成,影響帶寬度達16km~20km,是控制本區地層、地貌、礦產分布的主構造帶。構造卷入地層有奧陶系、石炭系。該斷裂帶在陳溝以南發育于奧陶系中統灰巖中,由一系列強烈擠壓的緊密褶皺群組成,軸部走向NNE15°~35°并伴有同方向的壓扭性斷裂,地貌上組成串珠狀山梁。在陳溝以北為開闊不對稱的褶皺和地塹為主,褶皺呈隱伏狀。區域內出露地層有奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系,上第三系及第四系松散沉積物廣泛覆蓋于上述各時代地層之上。
3采空區(空洞)調查及特征
3.1礦井地質與采掘調查根據礦井地質調查,勘查區內所存在的空洞,可由兩部分組成,第一部分為受向斜構造影響,地下水沿構造富集,致微晶方解石膠結中K5灰巖中巖溶發育,形成較大規模的溶洞(在本項目詳勘查階段,3號鉆孔掉鉆4m),第二部分為近年小煤窯采掘9號煤層形成的空洞。
3.2地表變形調查勘查區內地表較為平坦,建設用地下伏采空區形成時間已在多年以上,現狀條件下地表未見變形、開裂跡象,未發現地裂縫、地面塌陷。原因可能在于該區為小礦生產,大多采用房柱式開采,回采面積較小,需較長時間才可能波及到地表,但是隨著保護煤柱的風化,采空區頂底板的逐漸破裂等多種內外地質應力的作用下,可能會發生地裂縫、地面塌陷地質災害。溶洞區現亦未見明顯地表變形,由于該區在歷史上未有大的人類活動影響,隨著廠區建設,溶洞頂板必將逐漸破裂,形成地裂縫、地面塌陷等地質災害。
4物探勘查成果
4.1物探工作方法勘查區物探勘查主要采用瞬變電磁法,該方法為近十年發展起來的一種地球物理方法。在正常情況下,采空塌陷區通常都比正常巖層含有更多的水分,與圍巖之間存在視電阻率差異,在地面上借助人工方法建立的電場,采集不同深度的視電阻率數據,來反映不同深度地質體的地電信息。通過條件試驗獲取已知采空塌陷區視電阻率參數,并以此解釋采空區變化情況。本次電法勘探對象,符合直流電法探測的物性前提。
4.2物探工作量根據委托方的要求分別以3號及379號為中心布設40m×40m的正方形勘探區,每個勘探區勘探面積1600m2,共布置18條測線,點距為3m,線距為5m,完成瞬變電磁法測點252個。測線點位采用地質羅盤控制方位,結合皮尺量距布置,每個測點用木樁標記。采用EMRS-3微機電磁勘探儀逐點勘探。4.3物探勘查成果A區9條線均發現明顯的高阻異常,異常區面積約1275m2;B區9條測線均發現明顯的高阻異常,異常區面積約673m2。
5鉆探驗證及成果
5.1鉆探方法鉆探工作是本次勘查工作的重點之一,其目的是對物探圈定的異常體范圍進行驗證。采用清水鉆進,填土層中采用套管護壁,觀察記錄鉆探過程中的漏水情況。
5.2鉆孔布設與目的根據最初的物探結果,對物探確認的明顯異常中心和較為模糊的異常邊界部位共計布設了7個鉆孔,詳細查明勘查區內的地基地質結構和特征,進一步掌握采空區的要素。
5.3鉆探結果
5.3.1A區鉆探結果分析A區共布設并施鉆11個鉆孔,最初布設4個孔位于物探范圍之內,孔號為A1~A4,4個鉆孔全部掉鉆,之后在物探區之外布設A5~A11等7個鉆孔,其中A9號孔在灰巖處漏漿,漏漿后再不返水,A10號孔見溶洞充填物,充填物成分為粘土及砂巖、灰巖碎塊,厚度2.5m,A11號孔掉鉆,全部掉鉆孔中掉鉆落距最大4.0m(為建材太原地質勘查院原詳勘3號孔),最小0.5m(A4號孔),平均約1.8m,掉鉆同時伴隨孔內泥漿全部漏失,且孔口存在吸風現象。
5.3.2B區鉆探結果分析B區共布設11個鉆孔,實際施鉆9個鉆孔,驗證孔的鉆探情況,與物探異常區的性質相一致,由于異常區有向物探區之外延伸的趨勢,在物探范圍之外再次布設了8個驗證孔,作為對采空區邊界的控制。通過本次鉆探驗證使采空區的性質、埋深得以確定,局部邊界得到了確定。同時確定9號煤層厚度接近4.0m,為可采煤層。
6勘查綜合分析與評價
本次勘查成果分析,由于本場地溶洞規模大、埋深淺將溶洞參照采空區特征進行分析。
6.1勘查綜合分析與結論通過地質調查、物探、鉆探等三個手段的綜合勘查,按照三個勘查手段得到的結論進行相互反復對比分析與綜合研究,最終依據物探解譯資料,及鉆探成果對空洞區邊界進行了圈定。勘查區內按區域分為A區、B區,首先采用物探確定了物探區的空洞范圍,通過驗證鉆孔確定了空洞的性質、規模。勘查區A區為巖溶空洞。勘查區B區為采煤空洞。
6.2采空區要素與空洞體體積估算
6.2.1A區溶洞要素根據鉆探成果,本勘查區內采空區的要素如下:埋深及標高:地表埋深35.0m~38.5m,標高:752.28m~747.2m。礦層采厚:0.5m~4.0m,平均1.8m。礦層頂板及特征:砂泥巖,厚度20.5m~22.0m。采深采厚比:21.4。空洞率:根據鉆探結果,溶洞掉鉆孔全部吸風,判斷為連續空洞,取值100%。冒落塌陷率:根據地表變形和鉆探揭示,地表未見塌陷,即采空空洞剩余未充填的體積為采空空洞的100%左右。
6.2.2B區采空區要素根據鉆探成果,本勘查區內采空區的要素如下:埋深及標高:地表埋深33.7m~39.0m,標高:752.3m~746.7m。礦層采厚:1.0m~3.6m,平均1.9m。礦層頂板及特征:砂泥巖,厚度16.3m~17.5m。采深采厚比:20。回采率:根據調查及鉆探結果,本區9號煤層為小窯破壞區,回采率約40%。冒落塌陷率:根據地表變形和鉆探揭示,地表未見塌陷,即采空空洞剩余未充填的體積為采空空洞的95%左右。
6.2.3采空區(溶洞)處治方案建議由于該場地地面建筑物為廠區各裝置,為確保建筑物的安全,本報告建議采用全充填注漿法對溶洞及采空區進行治理。全充填壓力注漿法。在地表施工鉆孔,鉆孔深度達到采空底板,將注漿管密封在煤礦采空區上覆巖層中,采用泥漿泵,將漿液注入采空塌陷區和其上覆的巖層裂隙帶中,漿液的結石體阻止上覆巖層及地表的進一步變形,從而達到治理采空區之目的。此方案優點是:施工簡單、安全可靠、經濟合理;缺點是:施工周期長,材料用量較大。
作者:崔玉成單位:山西晉城路橋有限公司