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地質災害濟南

發布時間: 2021-02-07 21:23:05

1. 濟南市地質災害防治規劃在哪裡可以下載到

不知道。網上搜索下吧。

2. 山東半島城市群地區主要地質災害

在上面論述地區穩定性時,已涉及地震的災害。地震也是地質災害的一個重要災種。在有關水資源的討論中,也已經分析了山東半島的旱澇災害問題。這節著重討論山東半島存在的其他主要地質災害。

地質災害是自然界不可避免的現象,人類的不當開發,或未能對其很好地進行防治,都會激發、加速或加劇地質災害的發生與發展,增大其危害性。自然界中的地質災害,有緩變性地質災害,如海水入侵、地面沉降、沉陷等,也有急變性地質災害,如滑坡、泥石流、岩溶塌陷等,下面分別簡略分析。

1.海水入侵災害

在海岸帶地區,經常會產生海水入侵使陸地地下水被海水浸染,增大含鹽度,會失去作為飲用及工農業供水的價值。海水入侵也會破壞岩體的力學性質,增大產生滑坡等災害現象的危險性。海水入侵還會增強對碳酸鹽岩的岩溶作用,等等。

環渤海地區,海水入侵是廣泛的現象(圖18)。實際上,除少數為海水完全入侵地帶外(圖18中1區),多數是海水入侵與地下水相混合地區,形成鹹水-微鹹水的混合帶,其影響寬度在1km至15km以上。

圖18 環渤海地區海水入侵現狀圖(據孫曉明,2005)

萊州是重要的海水入侵地區,其地下水礦化度可由150g/L,經32km的滲流途徑,與入侵地下海水不斷匯合相混後,變成礦化度為2g/L的微鹹水(圖19)。大王—羊口地下水礦化度變化見圖20。

圖19 萊州灣南岸固堤—央子地下水礦化度變化剖面(據徐建國,2005)

圖 20 大王—羊口地下水礦化度變化剖面( 據徐建國,2005)

萊州灣南岸海水入侵始於 20 世紀 70 年代末,當時是局部地區發生海水入侵,後來由於 80 年代初濰坊、昌道、庫克等地加強了地下水資源開采,另外河流中、上游修建水庫,使地表水補給量減少,而誘發了海水大量入侵,使咸 ( 海水) 與淡 ( 地下水) 界面向陸地遷移,形成大寬度的海水 - 淡水混合帶,原先淡地下水的礦化度一般在 500mg/L 以下,少數達 1000mg/L。

萊州灣地下水超采與海水入侵關系見表 29。

表 29 萊州市地下水超采量與海水入侵

( 中國地質調查局海洋地質研究所)

萊州市1976年海水入侵面積為15.8km2;至1989年,海水入侵面積已佔全市面積的11.12%,入侵速度由46m/a增至404.0m/a;至2001年,萊州市海水入侵已達260km2(李萍,2004);目前海水入侵面積為304km2。據1976~1989年的初步統計,萊州灣地區累計開采地下水38×108m3,地下水位平均下降15m左右,地下水漏斗面積達2000km2,低於海平面的負值區有1600km2

龍口市海水入侵面積為78.4km2。煙台市從70年代起開采地下水,由於海水入侵,地下水氯離子含量由0.13g/L至1981年已變為1.7g/L,1989年,海水入侵線已達850m。

青島地區海水入侵面積達95.6km2,也開始於20世紀70年代。1981~1988年,大沽河流域海水入侵峰面內移750m。1981年開始開采地下水資源,在李哥庄一帶形成面積約100km2的地下水降低漏斗,中心最低水位-8.13m。1990年由於引貴濟青工程輸水,地下水開采減少,1994年豐水期漏斗平復。

青島其他地區,如白沙河—城陽河下游、黃島辛安等地,也有海水入侵,加上膠南市、膠州市和平度市,這幾個地方海水入侵面積已達159km2

渤海的海水總礦化度為34.4g/L,黃海為33.33g/L,在大連地區海水與岩溶含水層中總礦化度為0.62g/L的淡水混合後,形成的地下鹹水總礦化度為8.14g/L,是由76.78%的岩溶淡水和23.22%的海水相混形成的(盧耀如,1999),則:

山東半島城市群地區地質-生態環境與可持續發展研究

式中:Vf、Vb、Vs———形成體積為Vb的鹹水時,相應地下水和鹹海水的體積為Vf和Vs(L);CClf、CClb、CCls———分別為地下淡水、混合後鹹水和海水中Cl離子含量。

在山東半島萊州灣地區,鹵水礦化度達50~150g/L,這不是海水的自身總礦化度,實際上是經蒸發、濃縮的鹽鹵水,就是說海水入滲後,經過自然和人工蒸發濃縮,使地下水中礦化度達到50~220g/L,其中包括了古海水入侵後,經過地下蒸發不斷聚集的鹵水。從這個數值上看,萊州灣海水入侵是疊加了古海水入侵的影響。

萊州灣東南岸地區海水入侵面積於1979~1993年是急劇增加的,近幾年面積擴大率稍有所下降(圖21)。

圖 21 萊州灣東南岸地區海水入侵面積變化( 據徐建國等,2005)

海水入侵,在世界濱海城市也多有發生,地下水中所含 Cl-離子含量可作為海水入侵強度的一個指標,前面已討論了環渤海北岸大連地帶海水入侵的強度,下面將國外一些地區海水入侵、造成 Cl-離子增多的情況列於表 30。

表 30 世界部分沿海國家 ( 地區) 海水 Cl-含量

萊州灣地區海水入侵是嚴重的,其中也包括高濃度鹽鹵水入滲形成的地下水。

2. 地面沉降災害

在萊州灣地帶的東營市,由於開採油氣資源及地下水資源,於 1985 年發現了地面沉降。地震部門曾用大面積精密水準測量復測了地殼形變規律,結果表明,丘陵區、萊州灣南岸及魯北平原埕寧隆起的東部,幾十年來處於抬升狀態,最大抬升區在膠北斷塊隆起區,上升速率為 4 ~8mm/a,東營—墾利地面沉降量最大達 80mm,利津縣以北地帶,沉降速率為 4 ~8mm/a,壽光西部地區,沉降速率也是 4 ~8mm/a。2000 ~2003 年,對該地進行了復測,發現地面沉降量為248 ~397mm。2002 ~2003 年,東營地面沉降觀測點有43個,沉降量在 10 ~30mm 以上。

地面沉降,必定會誘發或加劇海水入侵,萊州灣其他地區存在的地下水大降落漏斗,也存在著加劇海水入侵的問題。

3. 礦區地面塌陷

地面沉降,相對是個緩慢形變的過程,而地面塌陷,主要是由礦山開采引起的,有緩變發展的過程,也有突然發生的現象。山東半島地區採煤、金、鐵等礦產資源引起了較多的地面塌陷現象,特別是大面積煤田採用冒落式方法開采,引起地面塌陷、沉降現象更加嚴重。山東半島城市群礦區地面沉降概況見表 31。

表 31 山東半島城市群礦區地面沉降概況

( 山東省國土資源廳)

目前已閉礦的礦山,有的進行了復墾。礦山開采過程中,尾礦、排土廠等對環境影響較大,尚需治理。總的看來,山東半島城市群地區,煤礦、金礦及鐵礦的礦山環境問題,相對影響的地域比環渤海北翼這一帶要小些,但也是今後需予以關注的地質災害現象。

對山東半島地區開采地下水誘發地質災害、影響地質環境的情況進行了綜合評價,見圖 22。

4. 滑坡、泥石流地質災害

滑坡、崩塌與泥石流是常見的地質災害,山東半島地區也常發生。滑坡、泥石流等災害多是突發性的,易造成突發性災害,但是,多有相應的早期形變跡象,如後沿岩土體開裂,滑坡前沿的擠壓、隆起,或有少量塌方、崩落等前兆現象。

圖 22 山東半島城市群地下水誘發災害對環境質量影響評價( 山東國土資源廳供圖)

1648年,郯城-莒縣地震,誘發了體積為480×104m3的滑坡;近期有濟南長清馬山滑坡、崩塌群,長600m,寬500m,平均厚15m,體積近300×104m3,都是規模較大的滑坡。濟南歷城區西營鎮十崖村,於2000年8月暴雨後山體坡面出現35處滑塌點,形成泥石流,毀農田4hm2,牲畜死亡50頭,沖垮橋梁7座、樹木3000多棵。1998年,淄博山區也發生了泥石流,20多公頃耕地被毀,270hm2農作物被毀,並毀壞光纜、供電線路。

山東半島城市群發生滑坡等地質災害的情況見表32。山東半島地區崩塌、滑坡、泥石流災害,規模比中國西部地區小得多,最主要的是減輕及避免這類災害,需要及早監測發現,以便提供適時的依據,採取相應措施予以防治。最主要的一點是,工程建設中,特別注意不要隨意開挖施工,避免天然狀態下穩定的岩體坡角被破壞而誘發滑坡、泥石流等地質災害。

表 32 山東半島城市群崩塌、滑坡、泥石流災害概況

( 山東省國土資源廳)

5. 岩溶塌陷災害

在碳酸鹽岩分布區,長期超量開采岩溶地下水,會使岩溶地下水位持續下降,並導致岩溶水與上覆第四系孔隙水水動力條件發生變化,並對岩土體穩定性產生影響,從而誘發岩溶塌陷的發生。目前,魯中南地區岩溶塌陷主要發生在泰安、棗庄、萊蕪等地,危害性非常突出。

(1)泰安市岩溶地面塌陷

主要發生於泰安舊縣、鐵路三角區及東郊訾灌庄一帶。1970~1994年,在25km2范圍內,共發生塌陷152處。塌陷直徑一般1~6m,最大16m,深度在鐵路三角區為4~8m,訾灌庄一帶為2~5m。舊縣地面塌陷造成9個村莊房屋開裂倒塌。20世紀90年代初期,京滬鐵路行經本段列車車速限在5km/h。後來,經過勘測處理,如採用旋噴樁、灌漿、連鎖鐵軌及控制地下水開采等途徑,使這一帶岩溶塌陷的災害得到控制。

(2)棗庄市岩溶地面塌陷

主要發生在十泉水源地、丁庄—東王莊水源地及薛城區大呂巷等地,1980~1996年累計產生塌陷200處,目前塌陷分布面積達25km2。塌陷多為點狀橢圓形,直徑3~10m,東王莊西橋附近一處最大塌陷坑,長80m,寬60m,深1.5m。

塌陷的發生使部分村民住房的地面、牆壁開裂,給人民生命財產安全帶來一定威脅。同時,地下水位的大幅度下降,又導致順河道排放的污水滲入地下,使岩溶水遭受污染。

(3)萊蕪市岩溶塌陷

岩溶塌陷主要發生在陣公清—西泉河一帶鐵礦區,由於鐵礦生產和當地工農業生產長期大量采排岩溶地下水而引起。1973~1997年間,共發生岩溶塌陷139處,塌坑最大直徑35m,最大深度13m,累計塌陷面積6435.0m2

在這個岩溶塌陷區范圍內,共有13個村莊的民房受到不同程度的破壞。其中,199戶的1001間房屋破壞嚴重,裂縫寬度超過4cm,被迫搬遷。

此外,在臨沂市區、沂源縣、平陰縣、蒙縣及蒙陰縣等地,亦有一定規模的岩溶塌陷發生,造成很大的經濟損失。

3. 礦山地質災害恢復治理實例———濟南市燕翅山恢復治理示範工程

一、基本情況

燕翅山位於濟南市歷下區姚家鎮姚家村西南,主峰高程188.67m。地理坐標:東經°04ཋ″~117°04ཙ″,北緯36°39ཛ″~36°39ཤ″。燕翅山呈北東—南西向展布,長約650m,寬約430m,佔地面積約0.28km2。工作區交通便利,南接窯頭路和經十東路,北有解放東路,東有漿水泉路,西連二環東路。

地質災害的主要類型為鐵礦采空塌陷形成的山體裂縫,在山體上總體呈線狀分布,Ⅰ#主裂縫貫通整個山體(照片9-1)。山體裂縫的成因為外營力作用———礦山采空區塌陷形成,主要運動形式以垂直升降形式為主,兼具水平拉張形式。

照片9-1 燕翅山遠眺(治理前)

燕翅山鐵礦開采始於1956年,由生建鐵礦投入百餘人進行開采,後逐步轉為地下開采,1957~1960年間另有其他單位參與地表開采,後歷經了多次轉包,開采方式和層位錯亂,礦井(洞)分布無規律,1996年因礦坑發生突水而關閉。因開采過程中剝離地表岩土體,造成高陡的邊坡坡體臨空面,隨著開采面的不斷推進,臨空面越來越大,進入坑道開采後,隨著采空區的不斷增大,造成區域應力場的改變,岩體失去下部支撐卸荷失穩發生變形,從而導致了燕翅山山體開裂,產生16條裂縫,其中主裂縫3條,編號為Ⅰ#,Ⅱ#,Ⅲ#,次級裂縫13條,編號為L1,L2……L13。次級裂縫的走向、規模及空間分布等受到主裂縫的控制。受裂縫切割影響,山體局部出現坍塌。目前山體北側陡崖臨空面高度16~85m。

1998年山體Ⅰ#主裂縫的最大垂直落距為1.00m,裂縫最大寬度為0.8m,到2003年7月裂縫最大落距為1.50m,裂縫最大寬度為2.10m。自1996年到2003年7月間為山體裂縫的發展期,裂縫在水平位移和垂直位移兩方面都發生了較大的變化(照片9-2,照片9-3)。

照片9-2 裂縫局部

照片9-3 裂縫掩蓋地段

二、穩定性及危害

該山體裂縫共經歷了孕育期、發展期和基本穩定期。自燕翅山鐵礦開採到1996年鐵礦閉坑關閉前後為山體裂縫的孕育期,期間采空區上方的岩體發生卸荷失穩,沿山體原有的節理裂隙逐漸形成山體裂縫,期間裂縫的規模較小,反映在地表為斷續出現的裂縫,水平和垂直距離基本沒有發生變化。1996年前後到2003年為山體裂縫的發展期,期間地裂縫逐漸形成,該期間山體裂縫規模發展迅速,裂縫的長度、寬度及垂直落距等迅速擴大,期末裂縫的垂直落距達到120cm,水平寬度最大達210cm。

燕翅山位於濟南市東部人口密集區,周邊有濟南市城市建設管理局、濟南市警官學校、山東省高檢院、中鐵十四局等政府機關和企事業單位,建有辦公樓和宿舍區,另外還有當地的小學、幼兒園和住宅區,通過調查,在燕翅山周圍受地質災害威脅較大的住宅樓共有16棟,民房561間,學校3所,幼兒園1所,涉及人員3130人。

燕翅山山體裂縫雖然目前活動性微弱,短期內處於基本穩定狀態,但是應該考慮到山體裂縫發展的基本特徵,即它的發展具有不可逆性,穩定只是相對的,一遇到誘發的條件就會發生移動,且發展速度較快,短時間內造成較大的破壞。考慮到燕翅山山體裂縫發生發展的地質背景和地質環境條件,裂縫的發展破壞可能引發的次生地質災害很多,如果地裂縫遭遇誘發因素造成實質性發展,有可能誘發山體滑坡等次生地質災害,多種災害一起發作,後果不堪設想。

三、綜合治理

(一)治理目標原則

1.治理目標

通過合理的工程治理措施,消除Ⅰ#主裂縫對遊人的威脅,恢復燕翅山山體地貌景觀,美化燕翅山山體的不良視覺效果,提升燕翅山整體形象。

2.治理原則

安全性原則:首先要保證燕翅山山體的整體穩定,不能在消除現存地質災害隱患的同時形成新的災害隱患;其次為施工安全,施工過程中盡量採用對山體穩定有利或對山體穩定無影響的施工措施,防止造成山體失穩或產生崩塌落石等,施工人員安全防護措施要到位,防止發生施工安全事故。

環境保護原則:本次治理工程必須確保工程竣工後治理區與周邊環境的協調一致,與燕翅山的整體景觀效果達到渾然一體、自然天成的效果,施工中必須注意對山體現有地貌和地質環境的保護,嚴禁在山上就地取材,亂挖亂掘,保護地貌景觀,同時在竣工後做到工完場清,將各種施工用材料、設備設施及施工垃圾清理干凈。

自然恢復原則:治理工程結束後要達到生態環境自然恢復的效果,節省治理和養護費用。在植被選育過程中優選生命力強的植物物種,依靠自然條件獨立生存,良性發展。

(二)施工規范及規程

1.規范、標准依據

1)《建築地基基礎設計規范》(GB50007—2002);

2)《建築地基處理技術規范》(JGJ79—2002);

3)《建築地基基礎工程施工質量驗收規范》(GB50202—2002);

4)《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204—2002);

5)《砌體工程施工質量驗收規范》(GB50203—2002);

6)《建築邊坡工程技術規范》(GB50330—2002);

7)《建築施工高處作業安全技術規范》(JGJ80—91);

8)《建設工程施工現場供用電安全規范》(GB50194—93);

9)《地質災害防治條例》(2004年3月);

10)《山東省地質環境保護條例》(2003年3月)。

2.地質依據

1)《濟南市燕翅山礦山地質環境治理規劃方案》(山東省地質環境監測總站,2005年8月);

2)《濟南市燕翅山礦山地質環境治理Ⅰ#主裂縫治理工程施工方案》(山東省地礦工程集團有限公司,2007年7月)。

(三)治理工程方法及施工技術要點

本工程根據山體裂縫發育特徵和施工場地的條件,主要採用了危岩體卸載、地裂縫回填、坡面截排水、造景綠化工程,以及工程養護維護等方法。其技術要求如下:

1.危岩體卸載

工程開工前根據現場踏勘確定裂縫施工區域內的危險岩石塊體,主要分布於裂縫的兩側和裂縫內部,針對不同的情況採取相應的施工措施分別對其進行了清除或加固,位於裂縫邊緣和裂縫內的危險岩石變形體採取鐵錘擊碎和撬動的方式,處理於裂縫內部,裂縫周邊的聳立或孤立的較大單體活動岩石採取鐵錘擊碎的方法,將其填入裂縫內部,防止對遊人造成傷害,消除對遊人的潛在安全威脅。清除危險岩石塊體約50m3

2.坡面截排水

地裂縫西部位於地表徑流匯集區,強降雨過程中形成的地表徑流沿坡面進入裂縫內部,客觀上降低地裂縫的裂隙剩餘黏結強度,促進了地裂縫的發展。施工中採用坡面堆積的塊石等在Ⅰ#主裂縫的上方沿垂直地表徑流方向壘砌了簡易擋牆,阻擋地表徑流沿坡面向地裂縫的流動,改變地表徑流的方向,使地表徑流沿山脊向下流動,防止惡劣天氣條件下大量地表徑流進入地裂縫,對其穩定性產生不良的影響。該擋牆在施工中發揮了極大作用,經歷了「7·18」暴雨的洗禮,經雨後檢查,地面徑流對裂縫充填材料未產生影響,確實改變了地表徑流的流向,有效保護了裂縫填充體材料。

3.地裂縫回填

為保證施工效率,降低工程施工中的安全風險,採用以機械為主、人工輔助為輔的方式對地裂縫進行填充施工。施工人員按照設計要求將各種原材料拌制好後,採用大型鏟車將材料運到材料運輸設備的起點站,然後通過材料運輸設備將材料送到山體裂縫的上部,材料通過導料槽,採用人工輔助方式使材料沿導料槽進入一區裂縫內部,填充材料在自重作用下落入裂縫內,靠材料自由落體的擊打作用使材料密實。在二區施工前,首先建設了坡上材料中轉設備及中轉軌道,材料中轉軌道基本沿裂縫走向鋪設,填充材料經材料運輸設備運輸到一區裂縫的上方進行中轉,然後沿二區的裂縫走向進行充填施工,材料通過導料槽直接進入裂縫內部。施工三區裂縫區段的坡度大,無法鋪設軌道,採用將導料槽加長的方法對裂縫進行充填施工。填充材料頂面高度以距離裂縫下盤70cm時為止。施工過程中嚴格執行規范和設計要求,遵章作業,保證了工程施工的順利進行。

4.混凝土工程

在地裂縫的FG段,因為該段裂縫寬度、深度均較大,為保證工程施工質量,在工程施工前與監理單位協商確定,採用裂縫底部和中部鋪設鋼筋網,並分別澆注混凝土對裂縫填充材料進行加固。

5.造景綠化工程

按照治理方案要求,首先在填充材料頂部覆蓋約20cm厚的紅粘土蓋板,作為隔水底板,其作用一是防止地表水進入裂縫內部,對裂縫的穩定產生不良影響;二是涵養上部耕植土層,促進上部植物的生長。在粘土蓋板的頂部鋪設50cm厚的耕植土(客土),作為綠化用土層。綠化造景工程採用多角度立體化方式進行,首先在回填的耕植土表面撒播高羊茅草種進行地面綠化,其次在裂縫施工區域不定間隔種植連翹和紫荊等攀爬植物對裂縫進行覆蓋,對裂縫區域進行遮擋,對裂縫施工區域進行多層次多角度立體化的綠化,以期達到最佳的施工效果。

6.養護維護

工程施工過程中及工程施工完畢後,對裂縫區域的植被及其他工程均安排專人負責養護維護,及時對植被採用草簾子進行覆蓋,澆水,保證植被的成活率。及時確定工程竣工後的專職養護維護人員,並與其簽訂工程養護維護目標合同,確保在工程竣工後2年內治理工程得到有效的養護維護。

(四)施工工藝流程及施工工序

1.施工工藝流程

本工程施工工藝流程為現場踏勘、工程施工准備、工程開工、危岩體卸載、坡面截排水、裂縫充填、混凝土工程、造景綠化工程、養護維護及竣工清理等(圖9-7)。

2.施工工序

(1)現場踏勘

組織技術人員和工程施工管理人員登上燕翅山,對山體裂縫施工現場進行現場踏勘,核對工程所有資料,掌握工程實際情況,現場分析制定施工方案,確定主要施工管理人員。經對現場情況認真分析,根據裂縫不同區段的走向、坡度、裂縫規模等現場條件,確定對裂縫進行分區施工,降低施工難度,提高施工效率。AB、BC為施工一區,CD、DE、EF段為施工二區,FG、GH段為施工三區。具體見施工分區圖9-8。

圖9-7 工程施工工藝流程圖

圖9-8 施工分區圖

(2)工程施工准備

根據現場踏勘和分區情況,組織該項目施工和管理人員深入到工程施工現場,對現場環境和施工條件進行考察分析,研究確定工程施工措施,以及投入到設備、機具、材料、工程的材料運輸路線、工程材料的堆放位置、轉運路線等,並對所用的材料進行詳細的對比考察。

場地清理:首先對材料堆放場地進行清理整修,確保場地滿足施工要求,及時對材料轉運路線進行拓寬整修,確保該路線的安全暢通,保證工程施工材料的及時、安全運輸;其次積極與當地村委和居民協商,取得他們的支持,在現場附近租賃民房約50m2和臨時用水電等;第三,設立了工程施工現場指揮部,及時指導和解決工程施工過程中遇到的困難和問題。

材料運輸設備製作安裝:為了提高施工效率,考慮到施工現場位於坡度較陡、高度較高的山腰部位,運輸難度大,是本次治理工程的關鍵點。因此,本次工程施工的材料、機械設備以及廢料的清除等採取了「梯級軌道工程」(照片9-4)運輸為主、人工輔助方式相結合的方式。其具體做法為:工程材料堆放在燕翅山西坡南側,採用ZL—50型鏟車對材料進行轉運,轉運路線沿原毛石路進行。在山體西坡中間位置,安置材料運輸軌道的起點站,現場放置發電機等動力設備以及動力控制設備。軌道自該起點基本沿山脊向山頂鋪設,軌道支撐採用建築工程架管搭建,軌道鋪設過程嚴格按照建築工程施工及有關規范進行,保證軌道的安全、合格及暢通。

照片9-4 材料運輸軌道

照片9-5 材料中轉

材料運輸軌道分為2段,1段為上料軌道,2段為中轉軌道,施工材料在山坡頂部進行中轉,方便二區和三區的施工。中轉軌道距離山底的距離約為80m,基本沿裂縫的走向鋪設,位於施工二區范圍內。

安全防護設施:施工過程中為防止發生落石、施工人員滑落及材料運輸設備、機械的滑落,施工前沿裂縫走向方向安裝防護網,採用建築架管搭建安全護欄,並懸掛安全立網,在材料運輸路線的下方安裝防護欄和防護網,在軌道式絞車的側上方設置防滑落裝置,防止絞車滑落到坡下造成安全事故。施工現場及周圍安放安全警示牌,勸誡燕翅山周圍居民登山,提示登山人注意安全。組織人員沿裂縫下方搭建安全防護欄,架設安全網,防止施工過程中填充料滾落和施工人員滑落,保證工程施工安全。沿材料運輸路線下方安裝防護欄(網),防止在運料過程中發生人員滑落事故。

工程施工准備工作完成後,立即將所有工程准備材料報送監理單位並向監理單位匯報工程准備情況,監理單位經過現場檢查後同意工程開工。

(3)施工工序

危岩體卸載:根據現場踏勘情況,現場施工技術人員圈定了裂縫及其周邊區域的危險岩石塊體,並確定了處理方案。對裂縫內部的危岩體進行鑿落處理,對裂縫兩側的危岩體進行擊碎回填入裂縫或加固處理,共處理危岩體十餘處,保證了下步施工工序的安全,消除了對遊人的潛在威脅。

坡面截排水:地裂縫治理施工區域位於燕翅山西北坡,處於山體地表徑流匯集區,施工期間恰好處於汛期,降雨等可能導致坡面形成地表徑流,對裂縫治理工程的施工和裂縫填充材料的穩定形成潛在的威脅。故現場施工人員在施工期間利用山體表面的塊石等材料沿裂縫上部走向方向修建了攔水截水擋牆,長度大約35m,高度約30cm,用以改變地表徑流的流動方向,阻擋地表徑流向地裂縫方向的匯集,阻止地表水流向裂縫,對工程施工和裂縫的穩定造成不良影響,裂縫施工完成後對其予以拆除,恢復原始地貌。

山體裂縫回填:按照治理方案技術要求和施工方案的要求,對地裂縫進行回填處理,回填材料採用級配塊石碎石料。材料通過運輸軌道採用絞車運輸(照片9-5),並通過導料槽自由落體進入地裂縫內部,材料靠自重作用密實。

混凝土工程:是本次工程施工的關鍵工序。其核心是保證裂縫的連接強度。本工程中的混凝土工程主要在FG段裂縫施工過程中,該段裂縫寬度、深度均較大,最大寬度約2.10m,裂縫最大深度約12.10m。為保證工程施工質量,消除Ⅰ#主裂縫對遊人的潛在威脅,經和監理單位協商,決定在該裂縫的底部和中部鋪設2層鋼筋混凝土層,加強裂縫填充材料的結構強度,兩層混凝土中分別鋪設16@250×250鋼筋網片。混凝土層的厚度為50cm,標號C25。

施工中首先對該段裂縫的底部進行初步的填充,填充高度約1.0m,將填充材料的頂面修平整,准備工作完成後對裂縫寬度、深度等進行測量,根據測量結果確定鋼筋籠的規格,經現場協商,決定將鋼筋籠做成等腰梯形,將加工好的鋼筋籠放入裂縫內填充材料頂部,鋼筋籠底部距離材料頂面距離約10cm,將梯形較短的底邊朝下放置,以利於鋼筋混凝土層的穩定。鋼筋籠主筋採用7~918@250~400,環筋採用8.5@250。鋼筋籠放置穩定後,檢查其與裂縫兩側的距離和距填充材料頂面的距離,保證其滿足施工規范的要求,確保鋼筋保護層的厚度滿足施工要求。混凝土採用現澆C25混凝土,混凝土在山下攪拌均勻,通過材料運輸軌道運至施工部位,沿導料槽進入裂縫內部,澆築過程中採用振動棒進行振搗密實。鋼筋混凝土不小於60cm。具體見混凝土工程施工剖面示意圖(圖9-9)。

圖9-9 混凝土工程施工剖面示意圖

造景綠化工程:是本次工程施工的重點工序。其核心是保證覆土層與岩體穩固結合,防止造成新的水土流失,施工的要點和關鍵是保證紅粘土與裂縫兩壁緊密接觸,採用的施工工藝是「圖釘床固土工藝」,具體做法為:

按照設計要求,在裂縫填充材料的頂部鋪設紅粘土蓋板,厚度20cm,選用山前殘積成因的紅粘土,施工中嚴格按照技術要求進行施工,紅粘土與裂縫兩壁緊密接觸,並採用人工夯實。在粘土蓋板的上部鋪設耕植土層,用於地裂縫治理區域的綠化涵養。耕植土層厚度為50cm,採用熟土,施工中採用人工方式對耕植土層進行夯實處理,為了夯實措施不對地裂縫的穩定產生影響,採用16磅鐵錘進行夯實處理(照片9-6,照片9-7)。

照片9-6 耕植土充填施工

照片9-7 人工夯實

為了最大限度地恢復燕翅山地貌景觀,工程技術人員經多次討論,確定了多角度、立體化的造景綠化方案:首先在耕植土表面撒播高羊茅草種,該草耐寒、耐乾旱能力強,野外能夠獨立生存成長,對地表進行表層的綠化;其次在裂縫治理區域不定間隔栽種紫荊和連翹等植物,對裂縫垂直裂面進行遮擋,以期達到最佳的視覺效果。

為保證地表回填土層不隨地表徑流或大氣降水流失,在裂縫FG段地表耕植土中埋設釘床(照片9-8),對地表土層進行固定。該段裂縫坡度大,寬度和裂縫深度均較其他部位大,為保證裂縫在該段的施工質量,防止地表土層隨地表徑流流失,在FG段埋設釘床,釘床寬度50cm,長度為250cm,釘長約20cm。釘床固定地表植被的原理是地表植被的根系深入地下後與釘床聯結成一體,有效增大地表植被的地表附著力,防止因坡度過大造成地表植被的整體滑移。

養護維護:施工中採取分區分段施工,及時確定綠化工程養護人員,對綠化地段進行養護維護,地表綠化草種撒播後採用草簾子進行覆蓋保護(照片9-9),及時澆水養護。與現場養護人員簽訂協議,負責在工程竣工後2年內定期對地裂縫施工區域進行養護維護。

照片9-8 釘床圖片

照片9-9 地表綠化

竣工清理:工程竣工後及時對施工現場進行地毯式清理,務必將各種施工機具和施工垃圾清理干凈,及時清理出現場並妥善處理,做到工完場清。及時將因施工破壞的植被進行恢復,保護環境。

四、治理效果

1)危岩體卸載:根據現場踏勘情況,確定裂縫兩側危險岩石塊體的位置、規模等,並及時採取措施將其卸載或採取措施進行加固,裂縫周邊區域施工完畢後無對遊人造成潛在威脅的危岩體存在。

2)坡面截排水:坡面截排水擋牆在施工過程中發揮了作用,7月18日的大暴雨未對裂縫產生不利影響,裂縫內的綠化植被保存完好,擋牆有效阻擋了地表徑流,阻止了大部分地表徑流進入裂縫內部對裂縫及填充材料的穩定造成破壞。治理工程施工完畢後對其進行了拆除處理,最大限度保護礦山地質環境。

3)裂縫回填:嚴格按照設計要求和施工方案的要求進行施工,裂縫內填充材料密實,沉降變形很小,經歷了7月18日大暴雨的洗禮,未產生沉降變形。同時在裂縫FG段裂縫內增加了鋼筋混凝土層,增強了裂縫填充材料的整體結構強度,保證了工程施工的質量。

4)造景綠化:粘土蓋板施工和耕植土回填施工嚴格按照設計要求進行,紅粘土與裂縫兩側緊密接觸,能夠有效發揮阻水作用。耕植土層採用熟土,利於綠化植被的栽種和成活。兩者在施工中均採用人工夯實,厚度符合設計要求,施工質量良好。

綠化造景工程採用多角度、立體化方式,地表種植耐寒、耐乾旱的高羊茅草種綠化,輔以連翹、紫荊等攀爬類植物,最大限度地恢復了燕翅山的地質地貌景觀,能夠保證其達到良好的視覺效果。

具體治理效果見治理後模擬效果照片9-10。

照片9-10 治理後西側模擬效果圖

4. 濟南市地震歷史紀錄有哪些

1、1347年(元朝至正七年)4月,平陰4.5級地震

據史料記載,5月份臨淄又發生了地震,復震七天,河東地裂,城倒,屋陷傷人。

澄波湖公園應急避險標識

濟南地區地質構造簡析

特點:被擠著、被護著

濟南構造的穩定性。

坐落在渤海以西的陸地,濟南本身處於一個直徑大約150公里的隱形盆地中心區,正圓形盆地中心區構造通常有大面積的花崗岩山根,這奠定了她地質穩定性偏高的基礎。

而在其最靠近渤海海岸的東面,有一個小型盆地,緩沖著來自海洋對其岩層的正面沖擊。

濟南構造的活動性。

濟南的中心區構造雖然比較穩定,但她有較大的裂帶穿越,同時還被兩個中等盆地的環邊區裂帶穿越中心區局部地區,它們在濟南幾乎擠在一起,削減濟南中心構造地盆,形成了一個對沖的關系。

它們,一個是以臨沂為中心,另一個是以石家莊為中心的盆地。

這兩個盆地對濟南來說,有利也有弊。

利者,它們可破壞穿越濟南及其附近的有關較大裂帶構造,緩沖其對濟南的直接沖擊。它們本身的裂帶規模不大,不會對濟南造成震級6級以上活動性的隱患。

弊者,任何一條裂帶一有「風吹草動」就會傳輸流體影響濟南,甚至可以在對沖部位交換這些影響。如果同時發生影響,還可以形成「共振」。(例如圖2紅色箭頭所示)。

因此,濟南難免常常被其擾動,在地質和氣象方面都會有所反應。

總體來看,濟南的構造具有震級6級以下活動性基礎。是一個適宜建設中等以上規模城市的地方。

但在具體布局城市基礎建設項目的時候,最好能夠規避一些具有隱型裂帶的地方(例如圖3虛線所示),和裂帶流體進出口(例如圖3箭頭所示)等敏感區域。

此外,其東南面郊區存在一些活動性比較高的岩層,它們是來自臨沂盆地中心區的沖擊波,在該盆地構造形成時、或大地震時沖擊形成的(例如圖2藍色小弧線所示)。這一帶如果規劃和活動不當的話,比如,村莊不可以設置在岩層翻卷的山腳哦。這比較容易導致滑坡和泥石流等地質災害。如有這樣的情況,就要排查遷移啦!

5. SPOT數據影像解譯在濟南市新城規劃地質災害危險性評估中的應用

梁鳳英1 田文新2

(1.山東省地礦工程勘察院,濟南250014;2.山東省遙感技術應用協會,濟南250014)

作者簡介:梁鳳英(1967—),女,高級工程師,從事水工環、地質勘查、災害評估、資料庫等工作。

摘要:法國SPOT2.5m 全色波段與10m 多光譜融合數據圖像,影像清晰,層次分明,對自然出露的地形地貌和居民地以及各類工程都有清晰的表現,更重要的是在地質災害調查評估工作中,對分布零散的崩滑流、地面塌陷等地表可觀的地質災害點,SPOT數據圖像顯示出了其不同的影像特徵。根據這些不同的影像特徵,通過計算機處理和MAPGIS合成,就可准確快捷全面地查明區域地質災害的分布,為一些大的工業園區、產業帶、新城鎮等地質災害危險性評估提供依據。本文以濟南市東部產業帶為實例,論述了SPOT數據影像(2001年成像)解譯在地質災害危險性評估中的應用。

關鍵詞:城市規劃;地質災害;SPOT影像

0 引言

遙感是一門新技術新方法,具有居高俯視、視域廣、信息豐富、定位準確等特點,遙感信息中有地理信息系統所需的空間信息和屬性信息,便於遙感與GIS相結合(彭望琭,2002)。特別是SPOT2.5m全色波段與10m多光譜融合數據圖像,可形成1∶1萬數字影像圖,經多功能處理後能清楚地反映出各種地質災害內容,適宜於地質災害調查與評估(Thomas,2003)。在濟南市東部產業帶建設工程地質災害危險性評估工作中,首次利用了該數據圖像對區內的地形地貌、水系分布以及石灰岩採石場(坑)范圍、鐵礦采坑及采空塌陷區范圍和採石崩塌(陡坎)地段等地質環境條件和地質災害的發育分布情況進行了解譯,取得了較好的應用效果。

濟南市東部產業帶位於濟南市東部,距市區約4km左右,規劃總面積約為480km2。規劃建設用地約為120km2,人口規模70萬~90萬人。

產業帶地處丘陵山區的山前地帶,山間平原與山丘相間,總體地形為南高北低,平原區一般標高50~100m,南部山丘標高在200~400m之間。地貌類型屬剝蝕堆積地貌類型,剝蝕殘丘多為渾圓狀,主要有蓮花山、鳳凰山、圍子山等,殘丘間為山間溝谷沖積平原。

濟南東部地區總體上是一個以古生代地層為主體的北傾單斜構造,出露的地層主要為奧陶系石灰岩,西南部漢峪山區有寒武繫上統灰岩出露,其餘大多為第四系鬆散堆積物所覆蓋。

由於區內殘丘出露的奧陶系馬家溝組灰岩多為良好的建築材料,山體開采嚴重,形成眾多的採石場和崩塌隱患點;此外,濟南市東部產業帶郭店鐵礦區內中、小型鐵礦分布較多,開采歷史悠久,區內分布有露天采坑和地下采空區引發的采空塌陷。

1 遙感信息資料圖像處理及地質災害信息提取

1.1 遙感圖像資料

經查詢和遙感資料質量篩選,遙感解譯工作主要採用2001年10月成像的法國SPOT 2.5 m全色波段與10m多光譜數據圖像融合資料。該圖像資料信息豐富,層次分明,基本上可以反映工作區的地形地貌特徵及人類工程活動現狀,其圖像質量可滿足本次地質災害遙感解譯工作的需要。

1.2 遙感資料幾何精度

為滿足地質災害遙感解譯工作精度的要求,遙感圖像幾何校正工作以工作區1∶1萬、1∶2.5萬地形圖為基礎圖件進行地物控制點選取及量測工作,形成與工作區地形圖一一對應的數字影像圖,保證了地質災害遙感解譯工作影像資料的幾何精度。

1.3 地質災害信息提取

為滿足地質災害專題信息提取工作的要求,突出工作區內的石灰岩採石場(坑)、鐵礦采坑及采空塌陷區、採石崩塌地段等地質災害內容,對工作區圖像進行了2.5m全色波段與10m多光譜數據圖像融合處理、比例擴展、直方圖正態化等圖像處理工作,突出了工作區地質災害信息。

1.4 地質災害遙感解譯圖編制方法

對計算機形成的1∶2.5萬數字影像圖輸出到相紙上,採用聚酯薄膜蒙繪解譯及計算機屏幕上互動式解譯的綜合方法,依據遙感解譯標志圈定了工作區地質災害內容。依據影像圖及地形圖上同名地物點進行了幾何校正配准工作,對圖名、圖例及解譯內容進行整飾,形成工作區地質災害遙感解譯圖。

2 地質災害遙感解譯標志識別

關於遙感解譯標志識別詳見《遙感數字圖像處理》(湯國安等,2004)。

2.1 石灰岩採石場(坑)遙感解譯標志

石灰岩採石場(坑)是人類採石活動所致的一種人工地貌,其主要表現為對自然山體地形特徵、植被等地貌景觀的破壞,也是崩塌的發育場所。在遙感影像上不規則的小路延伸到採石場內,原有連續的影像特徵出現異常,影像上出現色調較周圍地物淺、呈不規則斑塊狀影像特徵。新採石場在影像上呈較均勻的淺色調影像特徵。老採石場由於局部有稀疏的草木及碎石堆的影響,反映為淡紫色影像特徵。石灰岩採石坑處在地形相對較低的部位,石灰岩開采後往往因積水或填埋,影像上反映為較深色調特徵(見照片1)。

照片1 石灰岩採石場(坑)影像

2.2 鐵礦采坑及采空塌陷區遙感解譯標志

鐵礦采坑及采空塌陷區是人工采礦所引起的地質災害,塌陷使原有的地表特徵發生變化,形成較周圍低的低窪區,由於潮濕或積水影像上色彩及紋理特徵明顯,反映為紫色調影像特徵(見照片2)。

照片2 鐵礦采坑及采空塌陷區影像

2.3 採石崩塌地段(陡坎)遙感解譯標志

在工作區主要為開採石灰岩後形成的陡坎,由於岩石破碎所形成崩塌。崩塌區在影像上向陽面形成較為清晰的深淺不同的色異常特徵,在陰影面形成寬頻狀深色調異常特徵(見照片3)。

照片3 採石崩塌地段(陡坎)影像

3 地質災害分布特徵

3.1 石灰岩採石場(坑)分布特徵

根據影像特徵,綜合分析石灰岩採石場(坑)主要分布在工作區西部及工作區南部的將山、蓮花山、鳳凰山、圍子山—狼貓山、王嶺山、瓦屋脊北山一帶,多發育在奧陶系石灰岩分布區,僅在港溝鎮南、蓮花山北發育在寒武系石灰岩分布區。少數採石坑分布在西棗園南,彭家莊西一帶。由於岩石出露,影像特徵及野外均易識別。

3.2 鐵礦采坑及采空塌陷區分布特徵

鐵礦采坑及采空塌陷區主要分布在西頓邱-南頓邱一帶,多沿圍子山東坡、丘山北坡岩漿岩與奧陶系石灰岩接觸部位發育,與鐵礦的賦存規律和鐵礦的開采程度相一致,由於采空塌陷後坑內有水或人工填埋後濕度較大,影像特徵明顯,便於野外識別。

3.3 採石崩塌(陡坎)地段分布特徵

採石崩塌主要發育在將山、鳳凰山、蓮花山、圍子山等石灰岩採石場開采規模大的陡坎部位,由於陡坎部位節理裂隙發育、岩石風化破碎較嚴重,從而引發崩塌。

4 結論及建議

從地質災害遙感解譯圖成果資料看,SPOT2.5m全色波段與10m多光譜融合數據圖像對解譯地表出露的如採石崩塌、開挖深坑邊坡穩定性、采空塌陷坑等地質災害分布、規模以及演化等方面有獨特的技術優勢,通過野外驗證工作,其解譯的成果可靠。全區共查明石灰岩採石場30餘處,較大崩塌點18處,深大鐵礦露天采坑4處,地面采空塌陷5處,為濟南市東部產業帶地質災害危險性評估提供了重要的地質災害信息。

但在解譯過程中也發現該數據影像對岩溶發育、引發地面塌陷的鐵礦采空區等埋藏在地下的致災因素顯得無能為力,還需要輔以綜合物探、鑽探等手段,才能更加全面准確地評估區內地質災害的危險性。

參考文獻

彭望琭.2002.遙感概論.北京:高等教育出版社

Thomas,M.Lillesand著,彭望琭譯.2003.遙感與圖像解譯.北京:電子工業出版社

湯國安等編著.2004.遙感數字圖像處理.北京:科學出版社

6. 山東省礦山地面塌(沉)陷地質災害現狀、趨勢分析及其防治

壽冀平

(山東省地質環境監測總站,濟南,250014)

摘要本文通過對山東省礦山開采引發的地面塌(沉)陷地質災害的現狀分析,結合礦產開發規劃對其發展趨勢進行了分析,提出了相應的防治措施,對於減輕地質災害和地質環境保護具有重要意義。

關鍵詞地面塌陷現狀趨勢分析防治措施

前言

山東省是我國礦業大省、經濟大省,全省累計發現各類礦產150種,其中能源礦產11種、金屬礦產45種、非金屬礦產90種、水氣礦產4種。山東省采礦歷史悠久,礦業在我省國民經濟和社會發展中發揮著重要的基礎性作用,目前全省95%的一次性能源和80%的原材料依靠開發礦產資源提供,礦山企業達9482個。隨著礦業經濟的發展,礦產資源開發規模和開發強度的增大,礦山地面塌(沉)陷問題越發突出,成為主要的礦山地質災害類型。

1礦山地面塌(沉)陷地質災害分布特徵

山東省礦山地面塌(沉)陷地質災害按其成因和塌(沉)陷特徵分為采空地面塌(沉)陷和岩溶地面塌陷。

1.1采空塌(沉)陷

采空塌(沉)陷是山東最主要的礦山地質災害,涉及煤礦、金礦、鐵礦、石膏、滑石等所有地下開采礦山,伴隨采空塌(沉)陷出現的往往還有地裂縫、山體開裂等。采空塌(沉)陷主要分布於煤礦采空區,其次是金、鐵礦及石膏、滑石礦等采空區,但從突發性和對人民的生命財產安全上來講,又以金、鐵、石膏、滑石礦更為嚴重。全省17個地市有10個地市存在規模不同的采空塌(沉)陷,主要分布於煤炭資源開采強烈的地區。塌(沉)陷面積規模較大的依次為泰安(主要分布於煤炭資源豐富的新泰、寧陽、肥城三地)、濟寧(主要分布於兗州及濟寧煤田)、棗庄(主要分布於滕州及陶棗煤田、嶧城及底閣石膏礦區)、萊蕪(四大國有煤礦區、張家窪及小官莊鐵礦區、萊蕪鐵礦馬庄礦區)、煙台(主要分布於金礦資源開采強烈的招遠、萊州、牟平及龍口煤礦區)。

1.2岩溶地面塌陷

礦山岩溶地面塌陷是開發排水(包括礦坑突水)為主導因素引發的岩溶塌陷,主要發生在具備岩溶塌陷條件的萊蕪鐵礦谷家台及葉庄礦區、蒙陰洪溝煤礦區、沂南銅井金礦區等,其中以萊蕪鐵礦岩溶塌陷最為發育。

2礦山地面塌(沉)陷地質災害發育現狀

2.1采空地面塌(沉)陷

采空塌(沉)陷是由於礦層(體)采出後,采空區上方岩層在重力作用下發生彎曲、離層乃至冒落而形成。其發生發展過程和地表變形程度,主要取決於礦層條件、頂板岩性特徵、地質構造和采高、開采條件等。據2002年調查資料可知,我省各類礦山采空塌(沉)陷面積為403.01km2,其中煤礦采空塌(沉)陷最大,占采空塌(沉)陷面積的97%。各主要礦種的采空塌(沉)陷現狀分述如下:

2.1.1煤礦采空塌(沉)陷

山東省採煤歷史悠久,開采方式從以往的小規模開采轉入現在的機械化深部大規模開采,隨著采空區面積的不斷擴大,各採煤區相應地發生了一系列規模不等、形狀各異的采空地面塌(沉)陷。據不完全統計,截至2002年底,全省因採煤造成的采空塌(沉)陷已達800餘處,累計塌(沉)陷面積392.625km2,其中絕產面積大於50km2,平均采萬噸煤地面塌(沉)陷率為0.0037km2。山東省煤礦區采空塌(沉)陷基本情況見表1。

表1山東省煤礦區采空地面塌(沉)陷情況統計表

塌(沉)陷的平面形態多為圓形、橢圓形的塌(沉)陷盆地,盆地中心下沉深度各地不一,最大下沉深度12.50m(肥城王瓜店),最小下沉深度0.10m(棗庄黃庄煤礦)。其中塌(沉)陷區最大下沉深度小於1.50m,地表形態相對變化較輕的塌(沉)陷區面積累計124.6km2,佔全省總塌(沉)陷面積的31.74%;塌(沉)陷區下沉深度大於1.50m,地表形態相對變化較大的塌(沉)陷區分布面積累計達268.03km2,佔全省塌(沉)陷區總面積的68.26%。此類塌(沉)陷分布區,地表地形起伏較大,在第四系沉積厚度較大或地下水位埋深較淺的地段,常形成季節性乃至常年性積水窪地,導致土地復墾困難或不能復墾。據不完全統計,目前,全省部分老塌(沉)陷區的常年積水面積已達48.2km2以上,造成了耕地的大面積絕產和荒廢。

由於各地區成煤條件(厚度、埋深、頂底板岩性等)的差異,以及各採煤區開采方式的不同,使得各采區采空塌(沉)陷的發育規模差異較大。省內濟寧、棗庄、泰安、龍口、臨沂、淄博和坊子七大採煤區,除淄博採煤區的采空塌(沉)陷的發育規模較小外,其他地區的采空塌(沉)陷均較嚴重。尤其以泰安、濟寧、棗庄三地市所轄煤田區的采空塌(沉)陷最為嚴重,累計塌(沉)陷面積達312.81km2,佔全省采空塌(沉)陷總面積的79.67%。不但塌(沉)陷分布面積大,下沉深度深,而且積水面積廣,造成的損失和社會影響也極大。

2.1.2鐵礦采空塌(沉)陷

省內鐵礦采空塌(沉)陷相對較輕,盡管目前濟南、萊蕪、淄博等鐵礦主要產地的礦山開采已具規模,但由於礦石采出後對采空區大都進行了尾礦充填。因此,鐵礦采空塌(沉)陷的發生得到了有效控制。據調查,至2002年底,全省僅發生3處采空塌(沉)陷,淄博1處、萊蕪2處,累計塌(沉)陷面積2.673km2

2.1.3金礦采空塌(沉)陷

金礦采空塌(沉)陷主要分布於膠東金礦區的招遠、萊州、牟平、威海等地,據不完全統計,到目前為止,金礦開采區發生采空塌(沉)陷160多處,累計塌(沉)陷面積約0.851km2。塌(沉)陷的形態多為條形,走向與礦脈走向一致。塌坑兩側邊坡陡立,地表岩體內沿礦脈走向的張性裂隙發育,裂隙寬度可達20cm。受礦脈地質特徵和開采規模的控制,塌坑的發育規模(長、寬、深等)差異懸殊。塌坑長度一般10餘m到數10m不等,最長達800m。

2.1.4石膏、滑石等其他礦產采空塌陷

(1)山東省石膏礦儲量十分豐富,石膏生產量逐年上升,因此礦區采空塌(沉)陷也越發突出。目前采空塌(沉)陷主要分布於臨沂市平邑縣、蒼山縣石膏礦區和棗庄底閣石膏礦區,累計塌(沉)陷面積1.774km2

(2)滑石礦采空塌陷區主要分布於棲霞、萊州等地,現已發生采空塌(沉)陷3處。最大的一處發生在萊州市滑石礦采空區,塌陷形態為橢圓形盆地狀,面積約0.45km2,塌(沉)陷中心下沉深度3m左右,該塌陷的發生對位於其西部的萊州市滑石礦構成了很大威脅,目前廠院圍牆已有多處傾斜開裂,牆體裂縫最寬達10cm。

(3)此外,臨沂、濰坊等地在開采重晶石礦的過程中,也先後發生較大規模的采空塌(沉)陷,並造成了嚴重的人員傷亡事故。

2.2岩溶地面塌陷

礦山岩溶地面塌陷是因開采礦產資源疏排地下水(包括礦坑突水)而導致的岩溶塌陷。目前,全省岩溶塌陷面積約30.6544ha。相對於采空塌(沉)陷,岩溶塌陷面積較小,目前只局限於萊蕪鐵礦區、蒙陰洪溝煤礦區、沂南金礦區三個礦區。

3礦山地面塌(沉)陷趨勢分析

3.1煤礦采空塌(沉)陷

現階段煤礦開采主要在魯西地區的淄博煤田、肥城煤田、新汶煤田、兗州煤田、滕州煤田、陶棗煤田、臨沂煤田和魯東地區的黃縣煤田。就目前采空塌(沉)陷情況分析,山東煤礦采空塌(沉)陷基本分兩種情況:①淄博、陶棗、臨沂等煤田,多處於低山丘陵區,煤層薄,上覆第四系厚度均小於100m,開采深度多在-500m以下,煤層采出頂板冒落後,很快自動叉實,地表只出現小規模地面變形、斑紋或裂縫,對地表或農業耕作不產生重大損害;②兗州、滕州、肥城、黃縣等煤田,多處於山前沖洪積平原或盆地中,第四系覆蓋層厚度大,開採煤層厚度大,多8~12m,煤層產狀平緩,采出後,頂板煤層失去支撐,形成破碎冒落、彎曲下沉,隨著采空面積的逐漸擴大,在地面出現緩慢、連續的盆狀塌(沉)陷坑,嚴重破壞了地質地貌景觀,對農田、村莊等破壞嚴重,給礦山建設和礦區農業生產、生活造成重大影響,也為礦山帶來沉重經濟負擔。由此可見,後者采空塌(沉)陷規模及危害要大於前者。

根據煤礦開發規劃,近期煤炭生產的重點地區是濟寧、兗州、滕州、新汶(含萊蕪)、肥城等深部煤田。煤礦采空塌(沉)陷也主要發生在濟寧、兗州、滕州煤田,其次是肥城、龍口、新汶煤田。淄博煤田面臨閉坑期,採煤塌(沉)陷影響很小。也就是說,除了淄博煤田外,其他各煤田采空塌(沉)陷仍將繼續發展,尤其是濟寧、兗州、滕州三大煤田,開發潛力大,採煤塌(沉)陷又屬於第(2)種情況,故其采空塌(沉)陷規模和危害程度顯得尤為突出。

據省煤炭工業局資料,近期我省煤礦采空塌(沉)陷面積年均增長20.4km2,按此推算(以2002年采空塌(沉)陷面積392.625km2為基礎),到2005年和2010年我省由於採煤將增加塌(沉)陷面積分別為102km2和204km2

未來煤炭資源開發遠景區在魯西南及黃河北煤田,此處煤田正處於黃河沖積平原區。盡管煤層埋深大,但由於具有上覆第四系厚度大、煤層厚度大、煤層產狀平緩與濟兗煤田類似的自然地質條件,推測未來開發會產生嚴重的塌(沉)陷危害。採用採煤塌(沉)陷系數法,結合2010年規劃採煤量9000萬t,預測采空塌(沉)陷面積為21.6km2

3.2鐵礦采空塌陷

省內鐵礦采空塌陷相對較輕,目前主要發生在淄博黑旺鐵礦朱崖礦區廟子采空區、魯中礦業公司(萊蕪)張家窪小官莊礦山區及萊蕪鐵礦馬庄礦區三處。據2002年調查資料,廟子采空區由於當地鄉鎮和個體采礦影響,范圍有所擴大,對正處於采空區上方的廟子村而言,仍存在潛在的采空塌陷危害;張家窪、小官莊、馬庄礦區隨著開采深度的加大,以及各礦區採用了科學合理的采礦方法(砂土、尾礦充填法),並作為萊蕪市重點恢復治理區,區內采空塌陷面積將逐年減少。

3.3金礦采空塌陷

據金礦開發規劃,2003年至2010年,采空塌陷將隨著采空范圍的不斷擴大而加劇。由於三山島、新城、金城等金礦已經轉入海下或深部開采,故其采空塌陷發生規模不會增幅太大;而牟平、乳山、龍口,尤其是招遠金礦,由於資源相對豐富,加上國有礦山和集體、個體礦山的聯合無序開采,采空塌陷面積將不斷增大,采空塌陷危害將越發突出。

3.4石膏、滑石礦采空塌陷

山東省石膏礦產資源集中分布於魯中地區,尤以泰安、棗庄、臨沂三區資源豐富;滑石礦資源主要集中分布於魯東北部地區。目前石膏、滑石開發強度較高,產品已供大於求,采空塌陷時常發生,給礦區安全造成了嚴重危害,隨著開采強度的加大,其采空塌陷也會越發突出。

3.5礦山排水岩溶塌陷

礦山開發排水(包括礦坑突水)為主導因素而引發的岩溶塌陷,主要發生於萊蕪鐵礦區第三系缺失的「天窗」內及斷裂帶附近。據監測資料,該區岩溶塌陷近年來發展迅速,1997年塌陷面積6320m2,2000年達到8450m2,2002年達9912.17m2,塌陷面積年均增長700多平方米,累計塌陷坑228個,塌陷密度最大達252.5處/km2。隨著礦山開采強度的增大及部分礦山恢復(如顧家台礦區等)建設,區內岩溶塌陷面積將不斷增大。

4礦山地面塌(沉)陷防治措施

礦山地面塌(沉)陷是由人類開采礦產資源誘發引起的,因此,防治應首先考慮人類活動因素,目的是既要預防和減輕災害帶來的破壞和損失,又能保障礦產資源有序開發。根據前人生產實踐經驗,提出防治建議。

4.1探索科學的采礦方式

4.1.1充填法采礦

預防采空塌(沉)陷最為有效的方法是充填法采礦。這里推薦中國礦業大學研製的高水速凝充填材料,該充填材料具有充填速度快、強度高且較穩定等特徵,充填液只需20分鍾便連砂帶水一起固化成高結晶水沖填體,其強度一天可達3兆帕,三天可達4~5兆帕,最終可達5兆帕以上。該充填材料不需脫、排水且有一定膨脹性,充盈系數優於混凝土,在招遠金礦進行充填試驗,效果良好。

充填法采礦防止采空塌(沉)陷,在目前開採的鐵、金礦山中具有較強的可操作性,因為這類礦山礦體多呈脈狀或條帶狀發育,相應采空區也呈條帶狀,便於充填,所需充填材料也相對少,經濟上不需投入太大而且效果明顯。充填法開采鐵、金礦目前在全省已進行了全面推廣和應用,其中萊蕪鐵礦區及招遠金礦區基本上都采出了此種采礦方式。而煤礦等沉積型礦產開采由於采空區范圍廣,如果實行充填,花費巨大且效果不明顯,從煤礦開采經濟效益上分析也不合算,因此,目前煤礦開采以頂板陷落法為主。

4.1.2煤炭地下氣化工程研究

煤炭地下氣化(UCG)工程是指煤層在地下直接燃燒變成可燃氣態燃料的過程,是一種化學採煤方法,屬潔凈煤新技術研究開發項目,氣化爐所產煤氣目前除用於礦區居民生活用氣和小型工業鍋爐燃氣外,主要用於燃氣發電機組發電,另外,還可以用於煤氣化工,生產甲醇、二甲醚等化工產品。此技術方法的應用可有效減輕煤炭生產對礦區生態環境的壓力,改善礦區及周邊區域生態環境,具有較高的經濟效益、社會效益、環境效益,是今後煤炭生產發展的主要方向,值得很好的研究發展推廣。

目前,山東新汶礦業集團公司鄂庄煤礦在這方面作了有益的探索實驗,並於2002年投入生產,綜合效益良好。萊蕪鄂庄煤礦煤炭地下氣化站工程是新汶礦業集團公司「十五」期間的重點科技攻關項目,重點進行煤炭地下氣化穩定控制技術的研究,目前已被列入國家高技術研究發展計劃(「863計劃」)實驗研究基地。

4.2科學採煤方式研究

4.2.1「自下往上」異向開采

煤礦開采一般是從上層煤起自上往下采,這樣對煤礦建設來說,具有見效及投資回收快等優勢,但對於采空塌(沉)陷來說,是愈采愈烈,許多塌(沉)陷區是反復塌了再塌,同時淺部采空塌(沉)陷也構成對深部采礦的威脅,比如,在汛期,大氣降水直接通過塌(沉)陷坑進入巷道,增加礦坑排水量乃至造成淹井事故的發生等等。

湘潭礦業學院與煤炭部門立項研究煤礦開采方式,提出具有多層煤的煤田,採用自深部→淺部開採的方式,可有效地減輕采空塌(沉)陷危害。目前,這一研究已經通過國家正式鑒定,如果這種開采方式可行的話,我們認為,對魯西南及黃河北遠景煤田區,在未來開采時應該參考、借鑒。

4.2.2加強科學研究,提高採煤技術水平

目前,世界上有些國家井下採煤矸石不出井,用來充填井下采空區,既可以減輕采空塌(沉)陷,又可避免排矸對地質環境的影響,真可謂一舉兩得。而省內煤礦的採煤方式與我國大多數煤礦一樣,使得利用煤矸石充填井下采空區變得復雜化且費用較高,這在新汶礦務局張庄煤礦及國內其他煤礦都已得到證明。也就是,目前技術水平條件下,欲使矸石不排向地表直接充填采空區是不現實的,因此,需加強科學研究,努力改進採煤技術,趕上國際先進水平。目前,煤礦開采為減輕采空塌(沉)陷危害,根據各礦實際條件,採用的主要技術措施有:①同一煤層多工作面協調開采,減少地表不均勻下沉,減少傾斜和水平變形對民房的影響;②分煤層交錯布置工作面,可減少不均勻下沉和靜態變形值,使部分變形得以抵消。不同煤層開采邊界交錯布置。錯距控制在40~80m;③積極推廣沿空送巷、沿空留巷等採煤新工藝、新方法,實行無煤柱開采,以使地表均勻下沉;④積極開展新技術、新方法的研究。如華豐礦通過注漿減沉,取得較好的效果;汶南礦在采13層、15層煤時,採用矸石充填老空,既減少了礦井排矸量,又減緩了頂板下沉,減輕了采動對地表的影響。

4.3帷幕注漿堵水法

採用大型帷幕注漿工程既可以治理水害保護地下水資源,又可以減輕岩溶塌陷,已成為除疏干法以外,可供選擇的另一種行之有效的治理礦區災害的方法。該方法在濟南張馬屯鐵礦、肥城礦務局陶陽煤礦等礦區得到了成功應用。

4.4礦山礦坑水預先疏干排供結合

據本次調查不完全統計,僅魯中地區,國有煤礦和鐵礦礦坑排水量就達4億m3/a,這個水量是非常驚人的。造成大量水資源浪費,還產生岩溶塌陷地質災害。採用該法將水資源提前利用,同時降低了產生岩溶塌陷的水動力條件。

4.5合理有序開采及災害治理恢復

采礦前,在壓礦地區實行一次性徵地,減少採空塌(沉)陷損失。為減輕采空塌(沉)陷危害,除了進行村莊搬遷、重點交通和水利設施布置禁采區或留設防護煤柱以保護人民生命財產和國家重點建築物不受損害外,更重要的是對於塌(沉)陷地區進行治理和復墾利用。根據實際情況,塌(沉)陷區內大部分土地可以復墾還田,少部分地區塌(沉)陷程度嚴重,常年積水或地形起伏過大,不能復墾,可以發展水產養殖業,也可修建公園,既美化環境又豐富人們的文化生活。

5結語

本文以全省礦山地質災害調查報告為基礎,通過對災害現狀分析,結合礦山開采規劃對災害趨勢進行了分析,對前人在礦山災害防治的生產實踐經驗進行了梳理總結,希望能對礦山地面塌(沉)陷的防治起到積極的作用。

7. 濟南 災害

洪水~~~濟南市三面環山,南高北低,市中區正處於低窪地帶。市內排水設施陳舊,都是歷史傳下來的。小清河污染堵塞嚴重,幾乎喪失排水功能,前年的718就是例子~~上實際五六十年代濟南還發生過地質災害~~

8. 山東省國土資源廳地質災害應急調查演練方案

山東省國土資源廳

(2013年7月29日)

進入汛期,我省地質災害進入高發期,為提高地質災害應急應對能力,省廳決定省、市、縣三級國土資源主管部門聯合開展地質災害應急調查實戰演練,擬邀請省氣象局相關人員參加,現制定如下演練方案。

一、演練目的

鍛煉地質災害應急調查隊伍,檢驗應急裝備和能力,提升技術響應能力,提高地質災害應急處置水平。

二、演練任務

主要任務是模擬一次單體地質災害應急調查,通過演練檢驗有關部門及相關人員對突發性地質災害的應急反應能力和應急調查能力,測試我省地質災害應急技術平台建設及相關應急裝備的技術保障程度。

具體任務是:

(1)進行一次地質災害調查部門、應急測繪部門、氣象信息服務部門的應急拉動。

(2)實施濟南市歷城區仲宮鎮卧虎山水庫北壩肩滑坡(崩塌)地質災害應急調查。

(3)試用前期地質災害應急技術平台建設的系統和裝備。

(4)模擬地質災害視頻聲頻遠程會商與指揮。

(5)編制地質災害應急調查技術報告、應急處置措施建議和信息發布初稿。

三、演練地點、時間、背景

演練地點:濟南市歷城區仲宮鎮卧虎山水庫北壩肩。

演練時間:2013年7月29日13:00-18:00。

演練背景:卧虎山水庫北壩肩災害點群測群防員發現滑坡險情,經初步調查,受威脅人員3戶、12人,威脅卧虎山水庫北壩肩和水庫下游居民安全。群測群防員立刻將災情逐級上報各級國土資源部門,並直報國土資源廳應急值班人員,值班人員認為險情緊急重大,快速編制了應急工作方案,並及時報告了國土資源廳應急管理辦公室。省國土資源廳接報後,啟動一級地質災害技術響應,立即要求濟南市國土資源局開展先期調查,採取先期應急處置。

四、參加單位

山東省國土資源廳,山東省氣象局,濟南市國土資源局,山東省氣象台,山東省氣象信息服務中心,山東省國土測繪院,山東省地質環境監測總站(山東省地質災害應急技術指導中心)。

五、地質災害應急調查系統裝備

三維地質環境信息系統1套;地質災害氣象預警預報系統1套;三維激光掃描儀及配套測量設備1套;GP S動態監測系統1套;衛星通信車1輛,其他車輛4輛;地質災害調查單兵設備1套、地質災害自動化監測單兵2套、手持GP S3部;航拍無人機1架;對講設備4部;衛星電話2部;氣象預報系統設備若干;地質災害視頻監視系統;移動氣象站。

六、演練內容

(1)演練地質災害應急技術響應程序。

(2)與氣象部門聯合開展單點地質災害氣象預警預報。

(3)通過視頻會商系統對災害點應急調查工作進行實時會商和指揮。

(4)單體地質災害應急調查監測技術方法及內容。

(5)試用衛星通信系統、單兵設備、三維掃描儀系統、無人航拍系統針對單點地質災害應急調查的技術方法、程序。

(6)應急調查報告、應急處置方案、信息發布編制過程、方法。

(7)地質災害視頻監視及單兵實時傳輸。

七、演練組織及人員

1.應急調查指揮部

指揮長:寧廷河

副指揮長:董同玉 王光信 張志光 李國祥

成員:付英 現場總協調,林海 顏景生(後方專家組長),申玉德 韓景敏 現場調查期應急處置,任重 高善坤。

職責:負責演練技術工作的組織、協調、指令、點評、參與研討災害基本情況,調查期應急處置,向省政府和國土部匯報。

具體分工:寧廷河負責下達指令及演練結束的點評;董同玉負責航拍工作總指揮;王光信負責本次演練主持;張志光負責氣象信息協調;李國祥觀摩指導;付英負責演練現場總協調;林海負責演練技術指導;顏景生負責演練組織與會商工作;申玉德觀摩指導;韓景敏負責指揮現場調查期應急處置工作;任重負責災情險情速報;高善坤負責演練信息匯集。

2.後方會商專家組

組長:顏景生

副組長:常允新 李玉華 楊 穎

成員:壽冀平 盛根來 張世傑

職責:負責會商、災情險情判定、調查成果編制、研討災害基本情況。

3.關系協調組

組長:王良龍

成員:郭瑞、岳慶傑、術鳴魯、張明亭、崔京河

職責:負責地方關系的協調工作,參與會商,警示牌6塊,分別放置在滑坡道路兩端路口和兩個崩塌點處。

4.災情險情調查組

組長:胡玉祿 現場技術負責

副組長:楊成芳 楊宗波、邊文超

(1)地質地形調查小組 方慶海(小組長)、張景康

(2)災情調查小組 張永偉(小組長)、梁浩

(3)險情調查小組 王慶兵(小組長)、邵明、孟凡奇

(4)應急監測小組 董強(小組長)、楊培傑、王寧、趙琳、李永超

職責:負責攜帶單兵、三維激光掃描儀、手持GP S等設備進行地質災害險情災情調查。

具體分工:胡玉祿為現場技術負責,攜帶對講機。

楊成芳、楊宗波、邊文超負責現場氣象人員、設備。方慶海負責地質地形調查,張景康配合,攜帶照相機、手持GP S、地形圖,精確繪制地質圖和地質剖面圖。

張永偉攜帶對講機、衛星電話、自動化監測單兵1套,負責災情調查;梁浩攜帶照相機,手持GPS,填寫災害點災情調查表;王慶兵攜帶衛星通訊單兵設備,負責險情調查;邵明、孟凡奇攜帶手持GPS,填寫災害點險情調查表。

董強負責應急監測工作,攜帶對講機;董強、楊培傑、承擔靜態GPS監測,攜帶自動化監測單兵1套;王寧、趙琳李永超負責三維激光掃描。

5.影像航拍組

組長:楊艷萍

副組長:毛繼軍

成員:張偉國、張衡、吳學超、何有剛、張廣慶、楊建、高岷

職責:負責影像的航拍與處理工作。

6.技術網路保障組

組長:魏嘉

副組長:鄭庭明、任翠愛、張聲濤、韓保棟

成員:張曄、沙令寶、鄭秀榮、胡紅文、王心兵、鄒連慶、曹春山、劉洋

具體分工:魏嘉負責後方專家會商技術保障、地質災害氣象預警預報、災害基本情況匯報(應急途中時間);張聲濤負責省廳與總站應急大廳連接調試;鄒連慶負責三維地質環境信息系統應用、應急大廳聲頻視頻系統切換、應急大廳連接調試;任翠愛負責專家意見整理;沙令寶留守預報值班,負責氣象數據傳輸;胡紅文負責圖件查找、修改工作;鄭庭明負責網路通信順暢和突發狀況的處置;王心兵、張曄、劉洋負責衛星通信車連接調試、切換;曹春山負責衛星通信車駕駛。

7.後勤服務組

組長:宋和平

副組長:韓保棟

成員:陳清芳、李清海、林明、李大勇、朱國

具體分工:宋和平負責後勤服務,突發事件的處置;韓保棟、陳清芳負責應急車輛准備調度、司機安排;李清海、林明、李大勇、朱國為應急車輛司機。

8.宣傳報道組

組長:吳文峰

成員:楊學作、胡笑偉、趙培培

八、演練程序

本次演練分為4個階段:

(1)應急調查啟動階段(13:00—14:00):群測群防員報災,省廳啟動一級技術響應,編制應急調查方案,成立應急調查隊伍,做好出發准備。

(2)應急調查階段(14:00—16:25):各小組到達指定位置分組開始調查。

(3)應急會商階段(16:25—16:50):前後方專家開展應急會商,形成應急調查報告、應急處置措施建議、信息發布初稿。

(4)應急結束階段(16:50—17:18):宣布演練結束,指揮長點評。

2013年地質災害應急演練選編

9. 濟南到雲南地震災區有多少公里

上谷歌地圖查一下

10. 淺論環境地質條件對濟南市東部產業帶建設的影響與防治對策

趙書泉1,2梁鳳英3佟光玉3

(1中國科學院東北地理與農業生態研究所,北京,101159;2山東省地礦局,濟南,250014;3山東省地礦工程勘察院,濟南,250014)

摘要濟南市東部地區地形地貌較簡單,地層岩性、岩相變化不大,地質構造復雜程度一般,水文地質條件與岩土體工程地質性能良好,因而,其環境地質條件對產業帶的規劃建設是適合的,但區內鐵礦開采、道路建設、房地產開發等人類工程活動劇烈,潛在並誘發了諸如采空塌陷、地裂縫、崩塌等地質災害,從而對產業帶的規劃建設造成危害。因此,一些重要的建設項目應盡量避開地質災害危險性大區。

關鍵詞地質環境地質災害產業帶濟南市

前言

濟南市東部產業帶地處主城區東側,在以濟鋼為代表的傳統工業區和高新技術產業開發區兩個片區的基礎上,擬規劃發展形成全國重要的軟體產業基地、環渤海灣地區的高新技術產業和高附加值製造業走廊以及山東省的新型工業化基地、技術創新基地和高科技成果產業化基地。規劃建設用地約120km2,人口規模70萬~90萬人。

1地質環境條件概述

1.1地形地貌

產業帶地處丘陵山區的山前地帶,地貌類型較簡單,屬剝蝕堆積地貌類型。區內開闊平原與山丘相間,山丘多為渾圓的饅頭狀,主要有圍子山—丘山—玉皇山(海拔高程250~310m)、鳳凰山(海拔高程218m)等,山坡坡度一般為10°~30°。山體植被較好,主要為耐旱常青的松柏以及矮小的灌木。

1.2氣象、水文

濟南市地處暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候區,據1952年~2000年降水資料,多年平均降水量644.60mm,年最大降水量1253.85mm(1964年),年最小降水量378.7mm(1999年),年降水多集中在6~9月份,降水量佔全年降雨量的73%。日最大暴雨量334mm(1987年8月26日)。

本區屬於小清河水系,流經該區的河流主要有港溝河、巨野河等,屬季節性河流,僅在汛期大雨時排泄山洪短時有水流,雨後隨之乾涸。

1.3地質與礦產地質概況

濟南東部地區總體上是一個以古生代地層為主體的向北傾斜的單斜構造。區內出露的地層主要為奧陶系碳酸鹽岩夾碎屑岩,新生界第四系鬆散堆積物廣泛分布在山前及溝谷地帶,厚度由南向北逐漸增大,在頓丘一帶出露燕山期輝長岩。

該區奧陶系岩層比較完整,岩溶主要順層發育,地表可見一些溶溝、溶槽、溶隙以及蜂窩狀溶孔等,一般沒有較大的溶洞等。鑽孔資料顯示,地下岩溶形態主要為一些垂向溶隙,局部有小溶孔、洞,直徑可達數厘米。

第四系主要分布在山前平原、山間谷地和山麓坡地上,岩性主要為雜色粘土及紅色、紫紅色砂質、粉質粘土夾礫石,其厚度變化較大,總體趨勢是從南部的山區的山間谷地和山麓坡地向北部平原逐漸加厚。

區內發育北西向的斷裂,如港溝斷裂、孫村斷裂、東梧斷裂等,該斷裂主要發育在古生界地層內,其中東梧斷裂是一條區域性大斷裂,一般被認為是濟南泉域的東邊界。

該區的主要礦種為鐵礦,其成因類型屬於夕卡岩接觸交代型鐵礦床。礦區內構造簡單,主要控礦構造為燕山中期偏基性的閃長岩侵入使中奧陶系灰岩拱起而形成的短軸背斜;成礦母岩為輝石閃長岩、正長閃長岩等,這些岩石也是攜帶礦液上升的載體;圍岩為奧陶系灰岩,其蝕變作用比較弱,以夕卡岩、大理岩等為主。主要賦存在火成岩體的周邊,具有埋藏淺,品位富,規模小的特點,其礦體形態多為似層狀、透鏡狀以及不規則狀等[1]

1.4岩土體工程地質特徵

區內的岩體主要有堅硬塊狀岩漿岩體、堅硬厚層狀石灰岩體兩類。土體主要為山間谷地鬆散堆積型、山前平原鬆散堆積型兩大類。其中,山間谷地鬆散堆積型主要分布於山間河谷平原區,厚度一般為幾米至十幾米不等,土體為粘性土單層結構。山前平原鬆散堆積型主要分布在山前沖洪積平原及山區坡麓地帶。岩性主要為粉質粘土及含泥礫石層。期內的岩土體一般可作為工業民用建築天然地基[2]

1.5水文地質條件

1.5.1區域水文地質條件

產業帶位於濟南白泉泉域岩溶水的補給徑流區,北部武家附近是岩溶水強富水地段(武家水源地),水位埋深在45~60m,單井出水量1000~5000m3/d。該處灰岩頂板埋深約200m,第四系厚度大於20m,含水層段埋深在220~270m。

1.5.2礦區水文地質概況

礦區主要含水層為奧陶中統馬家溝組裂隙岩溶含水層,水量隨岩溶裂隙發育情況,大小不一,滲透系數1~10m/d,水量一般為1000m3/d左右。隔水層為緻密狀閃長岩、磁鐵礦等,位於含水層底部,起隔水和阻水作用。

1.6人類工程活動

近年來濟南地區經濟發展迅速,工程地質活動頻繁,由此產生的不良地質現象呈上升趨勢。區內開山採石和公路修建過程中多開挖山體坡角,破壞了原有的應力結構,易造成邊坡失穩,可造成崩塌、滑坡等地質災害。

另外,有關資料顯示,該區鐵礦開采歷史悠久。由於區內鐵礦長期開采,目前已形成了多處采空區,並在部分地段如唐冶至邢村、康山養殖廠一帶發生數起地面塌陷,造成耕田廢棄、部分建築物開裂,並對附近公路、民用建築造成了威脅。

2地質災害危險性現狀

2.1主要災害類型

一般而言,影響建設規劃的地質災害種類主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫及地面沉降等。

根據區內的地質環境條件,產業帶規劃區內一般不具備滑坡、泥石流、地面沉降產生和誘發的基本條件,但由於礦產開發、道路、房地產建設等人為工程活動的影響,區內發生了不同程度的采空塌陷、地裂縫、崩塌等地質災害。而采空塌陷與地裂縫將對東部產業帶的規劃建設產生重大影響。

2.2地質災害危險性現狀評估

現狀評估主要根據地質災害的規模、危害程度、穩定性等方面來確定其危險性大小。由於本區地裂縫是伴隨采空塌陷的發生而發生的,因而,將這兩個災種放在一起進行評估。

2.2.1采空區基本情況

采空區的分布與郭店鐵礦的開采是一致的,均分布在唐冶—邢村岩體、頓邱岩體的邊緣地帶。位於該區的郭店鐵礦是建國初建礦的,沒有整體設計。開拓方法主要為雙斜井、中央式雙斜井和斜豎井聯合式,井下運輸採取分散運輸方式,每個階段運輸大巷直通主井;由於礦體分散,規模小、形態復雜,其采礦方法主要採用了小分段空場法、高分段空場法、分段崩落法等,開采深度從+10m(水平標高,下同)到-70m。長期的開采,就形成了規模不等、垂向多層分布的采空區。

2.2.2采空塌陷情況與危險性現狀評估

根據野外調查,在康山、唐冶—邢村、釣魚台等礦區附近發現了四處小型地面塌陷(見表1),其形態以小型塌陷坑為主,塌坑外形呈方形或圓形,直徑10~20m左右,誘發的動力因素為鐵礦開采坑道挖掘頂板冒落所致,涉及受災對象主要為農田、公路等,並伴有建築物開裂現象。

表1地面塌陷調查情況表

總體而言,區內已發生的塌陷范圍和規模為小,造成的危害不大,但康山、邢村北塌陷仍不穩定。因此,這兩處采空塌陷危險性現狀評估為大;其他兩處穩定,危險性現狀評估為小。

3對產業帶規劃的影響分析與防治對策

3.1地質環境條件對產業帶規劃建設影響的分析

從區內的地質環境條件分析,區內地形地貌較簡單,地層岩性、岩相變化不大,地質構造復雜程度一般,水文地質條件與岩土體工程地質性質良好,因而,對產業帶的規劃建設是適合的。對產業帶規劃建設的影響主要表現在以下方面:

(1)由於岩土工程地質條件良好,一般的建築物可直接採用天然地基;高層或載荷大的建築物,基礎的開挖深度也不大,而且一般不需要降水處理,可大大降低建設成本。

(2)區內深層優質地下岩溶水資源豐富,基本可滿足規劃人口的生活用水和部分工業生產用水。

(3)區內低山與平地、河谷相間分布,有利於生態環境和山水風景區的規劃與建設。

(4)由於區內人類工程活動劇烈,尤其是長期的鐵礦開采,產生了多處較大面積的采空區,在部分地段發生了幾處較小規模采空塌陷,會對產業帶的規劃建設造成不良影響。

3.2地質災害危險性對產業帶規劃建設影響的分析

從地質災害危險性現狀看,在武蔣山—東頓邱、高二庄—南頓邱、唐冶—邢村、章靈等地段位於鐵礦采空區內。雖然原有礦區已經閉坑,但目前仍有零星小礦井開采,使得采空區並不穩定,地質災害危險性大。對產業帶規劃建設的影響主要表現在以下兩個方面:

(1)采空塌陷與地裂縫對擬建工程的潛在危害

主要針對規劃的道路工程,從兩方面分析:一是采空塌陷與地裂縫距離擬建道路的距離;二是采空塌陷與地裂縫本身的穩定性。從前面描述的采空區和采空塌陷與地裂縫的調查情況看,唐冶—邢村、沙溝、東頓邱、康山、東山坡、釣魚台—流海、段家墳、章靈等采空區,距離擬建道路10~300m左右,其中在唐冶—邢村、康山采空區內塌陷(或地裂縫)多次發生,表明其狀態仍不穩定;加之在這些采空區內,零星的個體小礦井仍然濫開濫采,更增大了不穩定因素。因而,對擬建道路的危險性大。

(2)建設工程誘發、加劇地質災害的可能性

一是在道路建設工程中,路基土層一般採用振動碾壓實,由於震動頻率和強度較大,對附近的采空區有一定的影響;再就是道路通車後,車輛行駛過程中產生的震動同樣對附近的采空區造成影響。因此,道路建設在某種意義上說會影響采空區的穩定性,加劇甚至誘發新的地面塌陷。

3.3防治對策建議

(1)加強勘察,適當避讓。首先,應盡量避免在地質災害危險性大區規劃建設重要的工程項目;如果一些線狀工程如道路、管線等必須穿過地質災害危險性大區時,建議設計前,除按有關「工程地質勘察規范」要求進行常規項目的勘察外,應特別要求對重點地段加強采空區勘察,使擬建工程與采空區保持適當的距離。

(2)清理零星礦井,保持原采空區的穩定。調查表明,區內國營礦山閉坑後,個體小礦井濫開濫采現象嚴重,至今采礦仍未停止,直接影響了原采空區的穩定性,增大了災害發生的隱患,在此建議有關主管部門採取措施進行治理。

(3)對開挖山腳進行錨固護坡,對道路兩側土坡、沖溝等進行必要的襯砌護坡和綠化,保持邊坡的穩定性。

(4)由於該區處於濟南泉水和武家岩溶水源地的補給、徑流區,因此,應採取適當的環境保護措施,避免污染物進入地下水,對下游濟南泉水和武家岩溶水源地的水質造成影響。

4結論

濟南市東部地區的自然地質環境條件良好,對產業帶的規劃與建設是有利的。但在局部地段存在采空塌陷、地裂縫、崩塌等地質災害,這些地質災害的產生主要與人為地采礦與工程建設活動有關。目前,已在局部地區造成了一定的危害,其危險程度對濟南市東部產業帶的規劃與建設具有重大的影響。經過評估,地質災害危險性大的地段,在對產業帶規劃時,應採取適當避讓等措施,防止對工程建設造成危害,同時也可避免誘發或加劇地質災害。

本文在撰寫過程中,參考了《濟南市城市規劃空間研究報告》、濟鋼集團總公司提交的《山東省濟南郭店鐵礦區閉坑地質總結報告》、山東省地質環境監測總站提交的《濟南市歷城區地質災害調查與區劃報告》和山東省地礦工程勘察院(原801隊)提交的《1∶5萬山東省濟南市白泉—武家水源地供水水文地質勘探報告》等資料,在此,對提供資料的有關單位和個人表示衷心的感謝。

參考文獻

[1]曾廣湘等.山東鐵礦地質.濟南:山東科學技術出版社,1998.

[2]山東省地礦局編.山東省環境地質圖集.濟南:山東地圖出版社,1996.

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