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地質災害防治的主要研究方法

發布時間: 2021-02-10 02:50:15

A. 全國地質災害防治重大科技行動計劃研究

在2010年前,以初步建立地質災害調查、監測和治理的技術支撐體系為目標,重點進行一項重大工程——地質災害監測預警預報重大工程;兩項科研專項:區域地質災害危險性評價和風險評估的技術方法和重大地質災害應急救災關鍵技術;一個科學計劃——地殼表層系統的災變過程和機理;一個研究基地建設——三峽庫區地質災害監測預警與防治綜合研究基地建設。

10.5.1 地質災害監測預警預報重大工程研究

(1)目標

1)國家目標:建立全國典型地區重大地質災害監測預報試驗基地,改進和完善全國地質災害預警預報模型,分區按災種建立重大地質災害預警判據,建立區域和重大地質災害監測預報技術平台和信息通道;建立重大工程場區和重要城市地質災害信息系統,提高地質災害預測預報准確率,為國家重大工程規劃、建設和運營及城市減災防災服務。

2)學科目標:揭示地質災害形成機理和演化過程;攻克地質災害監測關鍵技術及其優化組合;完善地質災害預測預報的理論基礎,建立地質災害預測預報指標體系,提出地質災害預測預報的關鍵支撐技術和模型;完善基於GIS的地質災害信息系統和管理信息系統平台;攻克地質災害預測預報過程中的一兩個關鍵瓶頸問題,顯著提高地質災害監測預報方面的科技水平,在監測預報的關鍵技術方面與世界先進水平同步。

(2)主要研究內容

1)地質災害形成機理與預測預報理論的研究。以突發、頻發和群發地質災害形成機理和誘發機理研究為重點,分區分災種進行重大地質災害預警判據、區域地質災害空間預測、狀態預警和時間預報的基本理論研究。

2)地質災害監測預報指標體系與判據的研究。以區域地質災害臨界預測預報指標體系研究為重點,分別建立不同地區、不同機理條件下地質災害的早期識別指標和判據,以及預測預報臨界判據。

3)地質災害監測關鍵技術及網站優化組合的研究。重點開發建立以一種關鍵技術為支撐、其他技術為輔助的全國地質災害監測網路,圍繞示範區開展監測網站優化組合技術研究。

4)地質災害監測預報信息傳輸與處理關鍵技術平台的研究。重點是全國地質災害資料庫建設、區域地質災害信息系統平台和信息通道建設,信息分析處理關鍵技術研究。

5)地質災害預測預報關鍵技術與模型的研究。重點是全國地質災害監測預報的技術平台建設和預測預報關鍵技術和模型研究。

10.5.2 區域地質災害危險性評價和風險評估與土地安全利用研究

(1)目標

1)國家目標:開展重點地區地質災害危險性評價和風險評估研究,提出地質災害不同危險區的土地利用條件和原則,不同災害區可能存在的災害損失評估,為國家西部大開發和可持續發展過程中的土地利用規劃提供典型地區災變環境的參考依據。

2)學科目標:提出區域地質災害危險性評價和風險評估的指標體系;發展地質災害評價的理論和有針對性的關鍵技術及方法,特別是基於RS和GIS的區域地質災害快速評價技術;揭示不同地區地質災害空間發生頻率和時間概率及其危險和損失概率;揭示區域地質災害風險評估區劃與土地安全利用的關系,為國土資源安全利用提供重要依據。

(2)主要研究內容

1)區域地質災害危險性預測評價和風險評估指標體系研究;

2)不同區域地質災害易損性評估技術與方法研究;

3)區域地質災害危險性預測評價和風險評估理論與技術研究;

4)基於RS和GIS的區域地質災害快速評價技術研究;

5)典型地區區域地質災害風險評估區劃與土地安全利用的關系研究。

10.5.3 重大地質災害應急救災關鍵技術研究

(1)目標

1)國家目標:建立地質災害災情評估技術體系,地質災害應急調查、監測和治理技術體系,為突發性重大地質災害應急救災減災提高關鍵支撐技術和決策依據。

2)學科目標:研究不同地區重大突發性災害應急救災減災關鍵支撐技術,建立不同地區重大突發性災害地質災害損失評估技術體系和地質災害應急調查、監測和治理技術體系。

(2)主要研究內容

1)地質災害損失評估技術體系研究;

2)不同地區重大突發性災害應急調查支撐技術的研究;

3)不同地區重大突發性災害應急救災監測技術和數據實傳輸技術的研究;

4)典型突發性災害應急治理的關鍵技術研究;

5)重大突發性災害應急救災減災決策系統研究。

10.5.4 地殼表層系統的災變過程和機理研究

(1)目標

1)國家目標:查明全國重點地區的不同岩土、水與人類大規模工程活動的相互反饋作用過程、災變機理;揭示重大工程場區群發災害機理和不同岩土、水作用區的地質災害中長期發展趨勢和規律,為地質災害危險性區劃評價和國家工程規劃的土地安全利用提供決策依據。

2)學科目標:揭示地質災害的自然過程和社會過程,特別是岩土、水與人類活動耦合作用的災變機理和過程,探討它們之間的優化利用條件;揭示地殼表層內外動力作用與地質災害發生演化的關系,特別是災變鏈的基本岩土、水環境和誘發地質災害條件;解決地質災害形成機理研究的瓶頸問題,尋求地質災害災變機理和誘發機理研究的新突破。

(2)主要研究內容

1)全國岩土、水與地質災害分布的關系研究;

2)典型地區岩土、水與人類工程活動的災變過程和機理研究;

3)地殼表層內外動力作用與災變鏈的關系研究;

4)人類開發利用地殼表層資源的優化過程與岩土、水反饋作用過程研究;

5)地質災害形成機理模擬模擬試驗研究。

10.5.5 三峽庫區地質災害監測預警與防治綜合研究基地建設

(1)目標

1)國家目標:國家在三峽庫區先後投入了大量的人力和財力進行地質災害調查評價、監測預警和大規模防治研究,初步建立了區域地質災害監測網站,完成了縣(市)地質災害資料庫建設和群測群防監測預警信息系統,開展了大規模的地質災害治理工程,因此,對這些研究進行系統的整理、歸納、總結,將為國家其他地區的工程建設和減災防災提供極好的範例。

2)學科目標:系統總結和深化三峽庫區的地質災害機理和過程研究,完善三峽庫區地質災害信息系統和監測預警系統,提煉其預測預報判據和進行防治技術集成,為類似地區和區域地質災害的減災防災研究提供示範,以獲得事半功倍的效果。

(2)主要研究內容

1)三峽庫區地質災害分布規律與發展趨勢分析;

2)三峽庫區地質災害形成機理與預警判據研究;

3)三峽庫區地質災害監測關鍵技術與網站優化;

4)完善三峽庫區地質災害信息系統與監測預警系統;

5)三峽庫區地質災害防治關鍵技術集成。

B. 怎樣防治地質災害

淺談滑坡成因及防治措施

一、概述

斜坡上的部分岩體和土體在自然或人為因素的影響下沿某個滑動面發生剪切破壞向下運動的現象稱為滑坡。滑動面可以是受剪應力最大的貫通性剪切破壞面或帶,也可以是岩體中已有的軟弱結構面。規模大的滑坡一般是緩慢的、長期的往下滑動,有些滑坡滑動速度也很快,其過程分為蠕動變形和滑動破壞階段,但也有一些滑坡表現為急劇的滑動,下滑速度從每秒幾米到幾十米不等。滑坡多發生在山地的山坡、丘陵地區的斜坡、岸邊、路堤或基坑等地帶。滑坡對工程建設的危害很大,輕則影響施工,重則破壞建築;由於滑坡,常使交通中斷,影響公路的正常運輸;大規模的滑坡,可以堵塞河道,摧毀公路,破壞廠礦,掩埋村莊,對山區建設和交通設施危害很大。因此,研究滑坡的成因及行為特點,有助於我們採取有效的工程措施來避免滑坡的發生或者是減少滑坡發生後的損失。下面從滑坡的形態特徵及分類、滑坡的成因及滑坡的防治措施幾個方面分別作簡單介紹。

二、滑坡的形態特徵及分類

1.滑坡的形態特徵

滑坡在平面上的邊界和形態特徵與滑坡的規模、類型及所處的發育階段有關。一個發育完全的滑坡,一般包括:1,滑坡體,指滑坡發生後與母體脫離開的滑動部分;2,滑動帶,滑動時形成的碾壓破碎帶;3,滑動面,滑坡體沿著下滑的表面;4,滑坡床,滑體以下固定不動的岩土體,它基本上未變形,保持了原有的岩體結構;5,滑坡壁,滑體後部和母體脫離開的分界面,暴露在外面的部分,平面上多呈圈椅狀;6,滑坡台階,由於各段滑體運動速度的差異而在滑體上部形成的滑坡錯台;7,滑坡舌,又稱滑坡前緣或滑坡頭,在滑坡前部,形如舌狀伸入溝谷或河流,甚至越過河對岸;8,滑坡周界,指滑坡體與其周圍不動體在平面上的分界線,它決定了滑坡的范圍;9,封閉窪地,滑體與滑坡壁之間拉開成溝槽,相鄰滑體形成反坡地形,形成四周高中間低的封閉窪地;10,主滑線,又稱滑坡軸,滑坡在滑動時運動速度最快的縱向線,它代表滑體的運動方向;11,滑坡裂隙,分為四類:1,分布在滑坡體上部的拉張裂隙;2,分布在滑體中部兩側的剪切裂隙;3,分布在滑坡體中下部的扇狀裂隙;4,分布在滑坡體下部的鼓張裂隙。由此可見,一個滑坡完整的應該包括以上11個部分組成。當然,在實際的滑坡現象中,有時候我們很難分清楚各個部分明顯的邊界。

2.滑坡的分類

滑坡分類的目的在於對發生滑坡作用的地質環境和形態特徵以及形成滑坡的各種因素進行概括,以便反映出各類滑坡的工程地質特徵及其發生發展的規律,從而有效地預測和預防滑坡的發生,或在滑坡發生之後有效的進行治理。根據不同的原則和指標,各國學者和工程部門對滑坡提出了各種分類方案。我國鐵道部門則按滑坡體的岩性、滑面與岩土體層面的關系、滑體厚度等進行了分類,在國內應用較為廣泛。從研究山坡發展形成歷史出發,則可以分為古滑坡、老滑坡、新滑坡、現代活滑坡等類型;日本渡正亮則按滑坡的發展階段,將滑坡分為幼年期、青年期、壯年期和老年期;按滑坡的滑動力學特徵,則可分為推動式、平移式和牽引式滑坡。對於一個滑坡,從不同的角度可以有不同的分類,但實踐中,我們應該抓住問題的主要矛盾,根據突出因素對滑坡進行分類,分類的原則就是看對我們認識、防治和處理此滑坡是否有幫助。

三、滑坡的形成條件

要探討滑坡的形成條件,就必須考慮影響邊坡穩定性的因素,影響邊坡穩定性的因素有內在因素和外在因素兩個方面。內在因素有組成邊坡岩土體的性質、地質構造、岩體結構、地應力等。它們常常起著主要的控製作用。外在因素有地表水和地下水的作用、地震、風化作用、人工開挖、爆破以及工程荷載等。其中地表水和地下水是影響邊坡穩定最重要、最活躍的外在因素,其他大多起觸發作用。查明和掌握這些影響因素對了解邊坡失穩的發生發展規律,以及制定防治措施是非常必要的。

1.滑坡形成的內部條件

產生滑坡的內部條件與組成邊坡的岩土的性質、結構、構造和產狀等有關。不同的岩土,它們的抗剪強度、抗風化和抗水侵蝕的能力都不相同,如堅硬緻密的硬質岩石,它們的抗剪強度較大,抗風化的能力也較高,在水的作用下岩性也基本沒有變化,因此,由它們所組成的邊坡往往不容易發生滑坡。反之,如頁岩、片岩以及一般的土則恰好相反,因此,由它們所組成的邊坡就比較容易發生滑坡。從岩土的結構、構造來說,主要的是岩(土)層層面、斷層面、裂隙等的傾向對滑坡的發育有很大的關系。同時,這些部位又易於風化,抗剪強度也低。當它們的傾向與邊坡坡面的傾向一致時,就容易發生順層滑坡以及在堆積層內沿著基岩面滑動;否則反之。邊坡的斷面尺寸對邊坡的穩定性也有很大的關系,邊坡也陡,其穩定性就越差,越容易發生滑動。如果坡高和邊坡的水平長度都相同,但一個是放坡到頂,而另一個卻是在邊坡中部設置一個平台,由於平台對邊坡的反壓作用,就增加了邊坡的穩定性。此外,滑坡若要向前滑動,其前沿就必須要有一定的空間,否則滑坡就無法向前滑動。山區河流的沖刷、河谷的深切以及不合理的大量切坡都能形成高陡的臨空面,而為滑坡的發育提供了良好的條件。總之,當邊坡的岩性、構造和產狀等有利於邊坡的發育,並在一定的外部條件下引起邊坡的岩性、構造和產狀等發生變化時,就能發生滑坡。

2.滑坡形成的外部條件

滑坡發育的外部條件主要有水的作用,不合理的開挖和坡面上的載入、振動、采礦等,以前兩者為主。調查表明:90%以上的滑坡與水的作用有關。水的來源不外乎大氣降水、地表水、地下水、農田灌溉的滲水、高位水池和排水管道等的漏水等。不管來源怎樣,一旦水進入斜坡岩土體內,它將增加岩土的重度並產生軟化作用,降低岩土的抗剪強度,產生靜水壓力和動水力,沖刷或侵蝕坡腳,對不透水層上的上覆岩土層起潤滑作用,當地下水在不透水層頂面上匯集成層時,它還對上覆地層產生浮力作用等等。總之,水的作用將會改變組成邊坡的岩土的性質、狀態、結構和構造等。因此,不少滑坡在旱季原來接近於穩定,而一到雨季就急劇活動,形成「大魚大滑,小雨小滑,不雨不滑」。這也說明了雨水和滑坡的關系。山區建設中還常由於不合理的開挖坡腳或不適當的在邊坡上填放棄土、建造房屋或堆置材料,以致破壞斜坡的平衡條件而發生滑動。此外,振動對滑坡的發生和發展也有一定的影響,如大地震時往往伴有大滑坡發生,爆破有時也會引發滑坡。

四、滑坡防治措施

通過以上對滑坡的形態特徵及滑坡形成條件的介紹,我們不難得出治理滑坡的相關工程措施。然而,一個滑坡的發生往往是多個因素綜合作用的結果,因為,我們只有做詳細的調查和分析計算後,才能制定出切合實際的防治措施。總的來說,治理滑坡應該堅持以防為主、綜合治理、及時處理的原則。結合邊坡失穩的因素和滑坡形成的內外部條件,治理滑坡可以從以下兩個大的方面著手:

1.消除和減輕地表水和地下水的危害

滑坡的發生常和水的作用有密切的關系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和減輕水對邊坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水壓力和動水壓力,防止岩土體的軟化及溶蝕分解,消除或減小水的沖刷和浪擊作用。具體做法有:防止外圍地表水進入滑坡區,可在滑坡邊界修截水溝;在滑坡區內,可在坡面修築排水溝。在覆蓋層上可用漿砌片石或人造植被鋪蓋,防止地表水下滲。對於岩質邊坡還可用噴混凝土護面或掛鋼筋網噴混凝土。排除地下水的措施很多,應根據邊坡的地質結構特徵和水文地質條件加以選擇。常用的方法有:1,水平鑽孔疏干;2,垂直孔排水;3,豎井抽水;4,隧洞疏干;5,支撐盲溝。

2.改善邊坡岩土體的力學強度

通過一定的工程技術措施,改善邊坡岩土體的力學強度,提高其抗滑力,減小滑動力。常用的措施有:1,削坡減載;用降低坡高或放緩坡角來改善邊坡的穩定性。削坡設計應盡量削減不穩定岩土體的高度,而阻滑部分岩土體不應削減。此法並不總是最經濟、最有效的措施,要在施工前作經濟技術比較。2,邊坡人工加固;常用的方法有:1,修築擋土牆、護牆等支擋不穩定岩體;2,鋼筋混凝土抗滑樁或鋼筋樁作為阻滑支撐工程;3,預應力錨桿或錨索,適用於加固有裂隙或軟弱結構面的岩質邊坡;4,固結灌漿或電化學加固法加強邊坡岩體或土體的強度;5,SNS邊坡柔性防護技術等。

五、結語

本文對滑坡的形態特徵、影響邊坡穩定性因素及滑坡形成條件、滑坡的防治措施做了簡單的介紹。天然的或人工開挖形成的邊坡到處可見,由於各種原因導致邊坡失穩,引起各種規模的滑坡時有發生,給人們的生產生活帶了巨大的災難。因此,作為土木工程技術人員,我們有責任和義務去研究和治理滑坡,從而減少滑坡的發生和降低因滑坡造成的損失。相信通過我們研究的不斷深入,滑坡現象將在一定程度上得到控制。

C. 地質災害防治的主要手段和內容是什麼

地質災害防治堅持「屬地管理、分級負責;預防為主、防治結合;專群結合、群測群防;誰引發、誰治理;統籌規劃、綜合治理」的原則。地質災害防治手段大致可以分為四類:事前預防、監測預警、搬遷避讓和工程治理。

D. 地質災害防治措施

崩塌災害防治的工程措施:

1、攔擋:對中、小型崩塌可修築遮擋建築物或攔截建築物。攔截建築物有落石平台、落石槽、攔石堤或攔石牆等,遮擋建築物有明洞、棚洞等。

2、支撐與坡面防護:支撐是指對懸於上方、可能拉斷墜落的懸臂狀或拱橋狀等危岩採用墩、柱、牆或其組合形式支撐加固,以達到治理危岩的目的。對危險塊體連片分布,並存在軟弱夾層或軟弱結構面的危岩區,首先清除部分松動塊體,修建條石護壁支撐牆保護斜坡坡面。

3、錨固:板狀、柱狀和倒錐狀危岩體極易發生崩塌錯落,利用預應力錨桿(索)可對其進行加固處理,防止崩塌的發生。錨固措施可使臨空面附近的岩體裂縫寬度減小,提高岩體的完整性。

4、灌漿加固:固結灌漿可增強岩石完整性和岩體強度。一般先進行錨固,再逐段灌漿加固。

5、疏干岸坡與排水防滲:通過修建地表排水系統,將降雨產生的徑流攔截匯集,利用排水溝排出坡外。對於滑坡體中的地下水,可利用排水孔將地下水排出,從而減小孔隙水壓力、減低地下水對滑坡岩土體的軟化作用。

滑坡災害防治的工程措施

1、排除地表水和地下水:滑坡滑動多與地表水或地下水活動有關。因此在滑坡防治中往往要設法排除地表水和地下水,避免地表水滲入滑體,減少地表水對滑坡岩土體的沖蝕和地下水對滑體的浮托,提高滑帶土的抗剪強度和滑坡的整體穩定性。

2、減重與載入:通過削方減載或填方載入方式來改變滑體的力學平衡條件,也可以達到治理滑坡的目的。但這種措施只有在滑坡的抗滑地段載入,主滑地段或牽引地段減重才有效果。

泥石流災害防治的工程措施

1、跨越工程:在泥石流溝上方修築橋梁、涵洞跨越避險工程,使泥石流有排泄通道,又能保證道路的暢通。

2、穿越工程:在泥石流下方修築隧道、明硐和渡槽的穿越工程,使泥石流從上方排泄,下方交通不受影響。這是通過泥石流地區的又一種主要工程形式,對於隧道、明洞和渡槽設計的選擇,總的原則是因地制宜。

3、防護工程:對泥石流地區的橋梁、隧道、路基及重要工程設施修築護坡、擋牆、順壩和丁壩等防護工程,從而抵禦泥石流的沖刷、沖擊、側蝕和淤埋等危害。

4、排導工程:修築導流堤、急流槽、束流堤等排導工程,改善泥石流流勢、增大橋梁等建築物的排泄能力。

5、攔擋工程:修築攔砂壩、固床壩、儲淤場、支擋工程、截洪工程等攔擋工程,控制泥石流的固體物質和雨洪徑流,削弱泥石流的流量、下泄量和能量,以減緩泥石流的沖刷、撞擊和淤埋等危害。

(4)地質災害防治的主要研究方法擴展閱讀:

誘發地質災害的因素主要有:

1、採掘礦產資源不規范,預留礦柱少,造成采空坍塌,山體開裂,繼而發生滑坡。

2、開挖邊坡:指修建公路、依山建房等建設中,形成人工高陡邊坡,造成滑坡。

3、山區水庫與渠道滲漏,增加了浸潤和軟化作用導致滑坡泥石流發生。

4、其它破壞土質環境的活動如採石放炮,堆填載入、亂砍亂伐,也是導致發生地質災害的致災作用。

E. 地質災害防治的兩個基本途徑

(一)對地質環境系統的外部輸入加以控制

外部環境影響因素種類、個數的改變、作用強度的變化、作用強度速率的變化及影響因素排序的變化都有可能導致地質環境系統失穩。構成這些變化的具體形式是多種多樣的,有些是可控的,有些在目前難以實現人為控制。其中有些自然的作用如大氣降水的強度目前人們還難以控制,但人們通過某些工程措施卻可以改變一些尺度較小的地質體接受降水輸入的方式,從而達到改變輸入的目的。至於那些人為活動構成的輸入完全可以納入人為控制體系之中,通過改變作用方式和強度,使之不成為地質環境系統失穩的條件。

在地質災害防治工作中,現有的許多工程技術都起到改變輸入的作用。例如滑坡防治中,坡面防滲、後緣引排水、植被鋪設等可起著防止大氣降水入滲或減弱強度的作用。又如泥石流的防治,常採用的治水工程即在上游建造水庫、蓄水池以減緩洪水的水量與水能,以及治泥工程即攔蓄泥沙,溝頭種樹、種草,穩固坡積體以減小鬆散岩土物質產生量和聚集速度。

這種防治途徑對漸進性地質環境問題也同樣適用,為防治地面沉降採取的減少抽水量,將集中抽水改為分散抽水,減輕建築物荷載,以及地下水污染防治中消除污染源都是基於改變輸入這一道理。

(二)人為改造地質環境系統的局部結構

地質體是自然演化的產物,目前科技發展水平還沒有使人類具備重構和完全控制地質環境系統的能力。有些地質災害如火山、地震等內動力地質作用引發的現象和過程,人力是無法阻止的,但對於大多數地質災害和漸進式地質環境問題,人們都有能力對地質體施加「干擾」,使某些方面和某些地點的響應發生改變,達到防止或減輕危害的目的。這里所講的「干擾」主要是指運用工程手段改變地質環境系統的局部結構,包括改變局部的硬結構和諸如地下水滲流場、應力場等軟結構。例如滑坡防治工作中,削坡、階地化、清除滑坡體就屬於改造坡體形態結構的辦法;錨索、抗滑樁、灌漿、電化學加固等措施則是改造斜坡體內部硬結構的手段,它們都會影響斜坡體內部的應力分布,減小滑動力,提高抗滑力。在泥石流防治中,構築攔坎、擋牆、攔擋壩和攔泥庫、停淤場,其實質是通過改造泥石流溝的天然形式和泥石流的動力學特徵,即改變軟硬結構。

在漸進式地質環境問題的防治工作中,也遵循這一途徑。例如通過抽排水改變地下水滲流場這一軟結構,使地下水位下降,防治土壤鹽漬化;修建反應性滲透牆攔截地下水中污染物,防治地下水污染;帷幕灌漿或修建地下隔水牆,阻斷海水入侵通道,防止海水入侵等。

總之,防治地質環境問題的具體工程手段十分豐富,不同工程有不同的適應對象和條件,側重點也各不相同。但是,無論哪種方法都脫離不了上述兩個基本出發點。把握好這兩點,不僅有助於深入認識現有各種技術手段的作用和功能,運用得更恰當、合理,做到因地制宜,因事而異,避免固有程式的模仿及技術手段的機械套用,而且,也使我們在引進國內外新技術或借鑒移植其他學科技術過程中,真正做到先消化、再推廣,先繼承、再創新。

F.  地質災害防治措施與防治原則

一、地質災害防治途徑與基本方法

如前所述,地質災害的形成必須具備災害體和受災體。這兩方面條件決定了成災程度。因此,防治地質災害的基本途徑主要有兩方面:第一,限制災害源,消除或消弱災害體活動能量,解除或緩解災害活動威脅;第二,對受災體採取防避保護措施,使其免受災害破壞,或增強受災體對災害的抵禦能力。

防治地質災害的具體方法主要包括:

保護和治理區域地質自然環境,消弱災害活動的基礎條件。其基本措施是根據區域條件,科學地進行資源開發和工程建設活動,特別注意合理利用土地資源、水資源、生物資源,避免過度開發。在廣大山區應廣泛植樹造林,治山治水,宜農則農,宜牧則牧,宜林則林,涵養水土,防治水土流失。在城鎮和沿海地區,尤其注意合理開發利用地下水資源,量入為出,保持地下水動態平衡,防止地下水環境惡化,預防地面沉陷和海水入侵等活動。

加強地質災害勘查。弄清地質災害的分布情況與形成條件。合理制定城鎮規劃,選擇工程建設場地,盡可能避開地質災害危害區;對於必須在地質災害危險區實施的工程建設,制定防災規劃,實施預防措施。

對重要受災體實施專門性防治工程。為了保護城鎮、企業和鐵路、公路、橋梁、房屋等工程建設安全,應專門實施不同的防護工程、加固工程等。對不同防災工程措施不一,將在下面進行專門論述。

加強災害監測,有效地進行災害預測預報。應根據需要及時疏散人口、財產、或採取其它措施,最大限度地減少災害損失。

二、地質災害防治措施

雖然各種地質災害的防治途徑基本相同,但具體措施不一。所以,無論是哪種地質災害,都必須首先進行深入細致的勘查工作,以查清災害體范圍、性質、活動條件和受災體類型、分布情況等。在勘查的基礎上選擇防治措施,並合理地設計工程規模,取得充分的減災效果。

(一)崩塌(危岩)災害防治措施

1.清除危岩

對規模小、危險程度高的危岩體可採用靜態爆破或手工方法予以清除,消滅隱患。

2.部分削坡

對於規模較大的危岩體,難以全部清除其隱患。但可以在危岩體上部清除部分岩土體,降低臨空面的高度,減小斜坡坡度和上部荷載,提高斜坡穩定性,從而降低危岩的危險程度或減少其它防治工程的工程量。

3.排水防滲

在危岩體及其周圍地帶,應修建地面排水系統和堵塞裂隙孔洞,以防治過量地表水進入危岩斜坡,從而提高危岩穩定程度,減少崩塌機會。

4.加固斜坡、改善危岩岩土結構,提高斜坡穩定程度

所採取的措施,其具體內容有:①灌漿加固,以增強岩體完整性,提高岩體強度。②採用支撐墩、支撐柱、支撐牆等支撐措施保護斜坡,防止坍落。③採用預應力錨桿或錨索等錨固措施加固危岩體,防止崩落。④軟基加固,即在危岩或陡崖底部發育有泥岩等軟弱岩層時,採用噴漿護壁等方法保護軟基,防止強烈的風化作用和水體浸泡。如在軟基發育部位已形成風化凹腔,應根據規模、形態,採用嵌補、支撐、噴漿護壁等方法保護加固;如凹腔內積水,應進行疏干,並採取措施防止繼續浸水。

5.攔截

對於在雨季才發生活動的墜石、剝落或小型崩塌活動,可在岩石崩落滾動途中修建落石平台、落石槽、擋石牆等,以攔截落石,防止破壞建築設施。

6.遮擋

為了防止小型崩塌對鐵路等工程設施的破壞,可修建明硐、棚硐等對工程設施進行保護。

7.加強監測預報

(1)危岩體形變監測主要手段包括:通過地面觀察、形變測量、地傾斜測量、綜合自動監測等方法從外部監測危岩體位移、裂縫變形、地面傾斜等現象;採用鑽孔傾斜測量、電測、聲發射監測、地應力測量等方法從內部監測危岩體深部變形位移及應力變化情況。

(2)激發崩塌活動要素監測主要包括雨量監測、水文動態監測、地下水動態監測、地溫場監測、地震監測等。

(3)綜合分析與預測預報基本方法是分析斜坡穩定程度,建立危岩變形數值模型,確定崩塌活動的臨界值。在條件允許時,應建立預警系統,進行有效的災害預報。

8.躲避搬遷對於威脅嚴重,防治困難的建築設施,應選址搬遷,避免受害。

(二)滑坡災害防治措施

1.消除或減輕地表水、地下水對滑坡的誘發作用

(1)修建排水溝,攔截地表水,減少進入滑坡體的地表水量,並及時將滑坡體發育范圍內的地表水排走,減輕地表水對斜坡的破壞。

(2)修建截水盲溝和支撐盲溝、開挖滲井或截水盲洞、敷設排水滲管、實施排水鑽孔等,以攔截疏導地下水,減輕地下水對斜坡的破壞。

2.改善斜坡狀況,增加滑坡平衡穩定條件

(1)在滑坡體上部削坡減重,在坡腳加填,改變斜坡外形,降低斜坡重心,提高滑坡穩定程度。

(2)修建抗滑垛、抗滑柱、抗滑牆、抗滑洞等支擋工程,阻止滑坡體滑動,提高斜坡穩定程度。

(3)實施錨固工程,「加固」滑坡,提高斜坡穩定程度。

(4)採用焙燒法、電滲排水法、灌漿法等物理方法或化學方法,改善滑坡體岩土性質,提高軟弱岩土層強度,提高斜坡穩定程度。

3.加強監測預報

(1)滑坡體形變監測通過地面觀察、形變測量、地傾斜測量、綜合自動監測等方法監測裂縫變形、滑坡體水平位移、垂直形變以及滑坡體上樹木、房屋等工程設施形變等情況。採用傾斜儀測量、短基線測量、地應力測量等監測滑坡體內部形變位移情況。

(2)激發滑坡活動的外界要素監測主要包括降水監測、水文動態監測、地下水動態監測、地震監測等。

(3)綜合分析與預測預報方法與崩塌預測預報基本相同。

4.躲避搬遷

對於威脅嚴重,防治困難的工程建築,應選址搬遷,避免災害破壞。

(三)泥石流災害防治措施

1.實施生物措施,保護水土,消弱泥石流活動的基本條件

基本方法是保護森林植被。禁止濫砍亂伐,合理耕牧,並且有計劃地植樹種草,以提高森林覆蓋率和植被覆蓋率,抑制水土流失,減緩泥石流活動。

2.實施工程措施,限制泥石流活動,保護耕地與工程設施

(1)攔擋工程修建谷坊、攔砂壩、格柵壩等,蓄水攔砂,減小泥石流流速、容重、規模,抬高局部溝段侵蝕基準,護床固坡,降低泥石流沖刷破壞能力,減輕溝床侵蝕。

(2)排導工程修建導流堤、急流槽、束流堤等,引水輸砂,規范泥石流路徑,防止漫流,降低泥石流流速,削弱泥石流沖擊破壞能力。

(3)停淤工程根據泥石流發育地區地形條件,修建停淤場,將泥石流引入預定場所減速停淤,防止漫流。

(4)溝道整治工程採用固床砂壩、水泥砂漿砌石、石籠等方法保護泥石流溝坡,防止岸坡坍塌、滑移;在溝底進行鋪砌或修建肋板穩固溝底,減少溝底沖刷。

(5)防護工程與錯避工程對泥石流地區的鐵路、公路、橋梁、隧道、房屋等工程設施,進行防護或錯避,抵禦或避開泥石流的危害。防護工程包括修建護坡、擋牆、順壩、丁壩等。錯避工程主要包括跨越式錯避、穿過式錯避等。跨越式錯避是指修建橋梁,使工程設施凌架於泥石流溝上空,免受泥石流破壞。穿過式錯避則是將工程設施置於泥石流溝地下,避開泥石流破壞。

3.監測預報

除利用遙感技術,結合氣象資料分析,進行區域泥石流活動中長期預報外,主要是利用降雨預測進行泥石流活動的短期預報和臨災警報。此外,還可利用泥石流遙測地聲警報器、泥石流超聲波泥位警報器、地震式泥石流警報器等儀器直接監測泥石流活動,並進行短期預報和臨災警報。

4.躲避搬遷

對於威脅嚴重,難以防護的工程建築,應選址搬遷,避免災害破壞。

(四)岩溶塌陷災害防治措施

1.控水措施

(1)地表水防水措施在塌陷區周圍修建排水溝,防止地表水進入塌陷區,減少向地下的滲入量。在地勢低窪、洪水嚴重的防治區圍堤築壩,防止洪水入侵灌入塌陷洞或岩溶孔洞。對塌陷區內嚴重淤塞的河道進行清理疏通,加速泄流,減少對岩溶水的滲漏補給。對嚴重漏水的河溪、庫塘,鋪底防漏或人工改道,減少地表水倒灌。對嚴重灌水的塌陷洞隙採用粘土或水泥灌注填實,減少地表水入滲倒灌。採用混凝土、氯丁橡膠、玻璃纖維塗料等封閉地面,增強地表土層強度,防止地表水沖刷入滲。

(2)地下水控水措施根據水資源條件規劃地下水開采層位、開采強度、開采時間,合理開采地下水。必要時進行人工回灌,控制地下水動態,限制地下水位的頻繁升降,並使動水位最低水位不低於基岩面,保持岩溶水承壓狀態。在地下水主要逕流帶修建堵水帷幕,減少區域地下水補給,促使外圍地下水位升高,防止塌陷向外圍地帶擴展。在礦區井下修建防水閘門,建立有效的排水系統,對水量較大的突水點進行注漿封閉,控制礦井突水、突泥,避免礦區地下水大排大放,防止地下水位和岩溶水壓力的大起大落,控制地面塌陷活動。

2.加固措施

(1)挖填當孔洞規模和埋藏深度較小時,可清除岩溶上部覆蓋層中的軟弱土層和洞穴中的軟弱充填物,回填碎石或混凝土,改善建築場地條件,提高地基強度。

(2)強夯在土體厚度較小,地形平坦情況下,採用強夯砸實覆蓋層,破壞土洞,提高土層強度。

(3)灌注填充在溶洞埋藏較深時,通過鑽孔灌注水泥砂漿,填充岩溶孔洞,提高強度。

(4)鑽孔充氣鑽孔深入到基岩面下溶蝕裂隙或溶洞的適當深度,破壞真空腔的岩溶封閉條件,減少發生塌陷的機會。

(5)採用錨固柱、柵欄柱,支撐建築物,防止洞穴坍塌。

(6)跨蓋採用梁式基礎、拱形結構,或以剛性大的平板基礎跨越、敷蓋溶洞,避免塌陷危害。

3.監測預測

目前對岩溶塌陷還沒有建立有效的預報方法,只能根據專門地質調查,查明岩溶分布情況和岩溶塌陷的活動規律,結合淺層地質雷達探測和地下水動態監測、水文動態監測、氣象預報等方法,進行一般性預測。

(五)地裂縫災害防治措施

1.控制人為因素對地裂縫活動的強化作用

主要是合理開采地下水,限制地下水位大幅度下降,從而控制地面沉降活動,防止地面沉降對地裂縫的促進活動。其次是在礦區井下開采時,根據實際情況,控制開采范圍,增多、增大預留保安柱,防止礦井坍塌誘發地裂縫。

2.建築設施避災、防災措施

(1)查明地裂縫發育帶及潛在危害區,據以作好城鎮發展規劃和場地工程地質勘查,合理規劃工程建築物布局,使工程設施盡可能避開地裂縫危險帶,特別是嚴格限制永久性建築設施橫跨地裂縫,一般避讓寬度不少於4~10m。

(2)對於已建在地裂縫危害帶內的工程設施,應根據具體情況採取加固措施進行加固。對於必須建在地裂縫危害帶內的新的工程設施,應實施設防措施。如跨越地裂縫的地下管道工程,可採用外廊道隔離、內懸支座或內支座式管道活動軟接頭連結措施預防地裂縫的破壞。對於已受地裂縫嚴重破壞的工程設施,進行局部拆除或全部拆除,防止對整體建築或相鄰建築造成更大規模破壞。

3.監測預測措施

通過地面勘查、地形變測量、斷層位移測量以及音頻大地電場測量、高分辨縱波反射測量等方法監測地裂縫活動發展情況,預測預報地裂縫發展方向、速率及可能危害范圍。

(六)地面沉降災害防治措施

1.控制人為活動對地面沉降的促進作用

(1)根據水資源條件,限制地下水開采量,防止地下水水位大幅度持續下降,控制地下水降落漏斗規模。

(2)根據地下水資源的分布情況,合理選擇開采區,調整開采層和開采時間,避免開采地區、層位、時間過分集中。

(3)人工回灌地下水,補充地下水水量,提高地下水水位。

2.防護措施

地面沉降除有時會引起工程建築不均勻沉降外,主要是因沉降區地面標高降低,導致積洪滯澇,海水擴侵等次生災害。次生災害可造成十分嚴重的破壞損失。針對這些次生災害,採取的主要防護措施是修建或加高、加固防洪堤、防潮堤、防洪閘、防潮閘以及疏導河道,興建排洪排澇工程等。

3.監測預測

基本方法是設置分層標、基岩標、孔隙水壓力標、水準點、水動態監測網、水文觀測點、海平面觀測點等。定期進行水準測量;進行地下水開采量、地下水位、地下水壓力、地下水水質監測及回灌監測;進行河流水位、流量監測;進行潮汐及海平面變化監測等。根據地面沉降活動條件和發展趨勢,預測地面沉降速度、幅度、范圍及可能危害。

(七)海水入侵災害防治措施

1.控制人為活動對海水入侵活動的促進作用

(1)限制地下水開采量,防止地下水水位持續下降。使地下水位保持在海平面或地下鹹水水位以上,並具有一定的水頭壓力。使其能維持濱海地區地下水與海水動力平衡,扼制海水入侵。

(2)利用回灌井、回灌廊道等實行人工回灌,補充地下水,提高濱海地區地下水水位。

(3)在發生海水入侵或容易誘發海水入侵的濱海地帶,禁止挖砂,保護海岸,防治海岸侵蝕,削弱海水沿河上溯活動。規范曬鹽、海產養殖,防止人為將大量海水抽引到陸地,減少海水補給源。

2.限制海水入侵的工程措施

(1)修建防潮閘,抑制海水沿河上溯活動。

(2)建造隔水牆或防滲圍幕,阻斷海水入侵通道,扼止海水擴侵。

3.監測預測

主要監測手段是建立地下水動態監測網,進行水位、水化學監測,必要時輔以海水水文動態監測。根據海水入侵活動機制和歷史海水入侵規律,預測海水入侵速率、規模、危害范圍。

(八)膨脹土脹縮災害防治措施

主要包括避災措施和防災、治災措施。

在進行城鎮規劃和建築工程選址時,要進行充分的地質勘查,查明工程地質條件,弄清膨脹土的分布范圍、發育厚度、埋藏深度以及膨脹土的物理力學性質;在此基礎上合理規劃建築布局,使容易受害的建築工程盡可能避開膨脹土發育區。在膨脹土分布面積比較大,難以選擇非膨脹土工程場地時,盡可能選擇地形簡單、膨脹土脹縮性相對較弱、厚度較小而且地下水水位變化較小、容易排水,而且沒有淺層滑坡和地裂縫的地段進行工程建築,最大限度地減少膨脹土的危害。

在膨脹土發育區進行工程建築時,應避免大挖大填,加寬建築物四周散水,設置圈樑,敷設砂墊。鐵路、公路施工避免深長路塹,多填少挖,路堤底部墊砂,路塹設置擋土牆,邊坡植草鋪砂。水利工程要快速施工,合理堆放棄土;必要時設置抗滑樁、擋土牆;渠道要合理選擇渠坡坡角;穿過壠崗時使用涵管、隧洞。工程設施附近要修建排水設施,避免降雨、地表水、城鎮廢水等大量滲入地下。同時要合理開采地下水,保持地下水位相對穩定,避免地下水位大幅度地頻繁升降,防止膨脹土反復脹縮。

對於已受膨脹土破壞的工程設施則視具體情況,採用加固、拆除重建等措施進行治理。

綜合上述8種地質災害的防治措施,基本可分為4個方面,即:削弱災害活動強度措施;受災體防護措施;監測預報措施;避災措施。不同災害的具體方法不同(表8-1)。

三、地質災害防治基本原則

地質災害防治的根本目標是取得最充分的減災效果。然而要實現這個目的,必須遵照下列原則科學地規劃、設計、實施防治工程。

(一)預防為主的原則

地質災害雖然是一種不可避免和無法准確預測的自然現象。隨著人類科學技術水平及社會生產力水平的不斷發展,人類對地質災害的認識水平逐漸提高,因此,在災害面前擁有了越來越大的自主能力。這主要表現在兩個方面:第一,在一定程度上可以減少災害發生機會,削弱災害活動強度;特別是對於那些主要因人為活動控制的地質災害,可以通過調整人類活動基本扼制災害的發展,防止或減少災害的破壞損失。例如,可以通過人工改變斜坡形態、負荷,減少地表水入滲,加固斜坡等方法增強斜坡穩定程度,減少發生崩塌、滑坡發生的可能;可以通過限制地下水開采量,調整地下水開采層等方法,控制地下水水位,預防和限制地面沉降、海水入侵的發生與發展。第二,有效地進行災害預測預報,及時避災。在地面塌陷、地裂縫和膨脹土發育地區,盡可能使工程設施避開高危險區。對於崩塌、滑坡、泥石流等突發性災害可進行綜合監測,根據災害發生的危險程度,及時疏散人口、財產,減少災害損失。實踐證明,適時採取預防措施是防止災害破壞,減少災害損失的最有效途徑。

(二)防災減災的相對性、持續性原則

盡管人類對地質災害的防治手段越來越豐富,防治技術越來越高超,但要想制止地質災害的發生,或者是完全預測預報地質災害,徹底防治地質災害是不可能的;無論是現在,還是將來,對地質災害的防治效果永遠也不會達到百分之百。因此,任何時候人類所進行的防治工作都是相對的。基於這種現實,地質災害的防治是一項長期的、艱巨的任務。為了促進社會經濟的健康發展,地質災害防治要長期持續地進行下去,在不同社會經濟發展階段,力求取得與之相應的減災效果。

表8-1地質災害主要防治措施

(三)全面規劃與重點防治相結合的原則

地質災害防治除了具有長期性特點外,還具有廣泛性特點。因此,要取得充分的減災效果,首先要做好防治規劃,根據不同地區地質災害發育情況和不同時期社會經濟發展需要,提出地質災害防治目標、防治對策與措施,從總體上指導地質災害防治工作。

由於我國是一個發展中國家,目前科學技術水平和社會財力還都不高,因此,不可能對所有地質災害進行全方位的徹底防治。在這種情況下,只能在全國和地區災害防治規劃指導下,一方面加強區域環境保護與治理,改善地質自然環境,削除或削弱地質災害活動的背景條件;另一方面選擇受地質災害威脅強烈,破壞損失嚴重的城鎮、交通干線、重要企業等實施重點防治,使有限的資金發揮最大的減災效果,真正做到「好鋼用在刀刃上」。

(四)防治地質災害與其它社會經濟活動相結合的原則

實踐證明,地質災害防治工作常常並不是孤立進行的,它與其它社會經濟活動具有不同程度的聯系。因此,把防治地質災害措施與其它環境治理結合起來,並且把地質災害防治納入國家和地區社會經濟規劃,可以取得充分的效果。

首先,從宏觀上看,地質災害防治與土地資源開發、水資源開發、礦產資源開發、植被資源開發以及城鎮建設、交通建設等具有直接關系。因此,地質災害防治應該與這些活動有機地結合起來:一方面在這些活動中積極主動地進行相應地質災害的防治工作;另一方面地質災害的有效防治將促進這些活動的正常進行,二者取得相互促進的效果。另外,地質災害防治不僅是中央政府的責任,而且是一種廣泛的社會行為。因此,隨著國家改革開放的深入和市場經濟的發展,地方政府、企業以及個人在發展經濟活動中,為了免受災害損失,取得效益和利潤,就應該將所涉及的地質災害防治工作納入經濟活動之中,在市場經濟利益驅使下開展防治工作。

(五)防治工程最優化原則

地質災害防治工程一般需要比較巨大的投入。它所防治的對象是復雜的自然現象,所以地質災害防治工程既是復雜的技術工作,又是復雜的經濟工作。無論是哪個部門實施哪種防治工程都需要本著最優化原則審慎對待。最優化原則的核心就是實現科學性、可操作性與最小風險、最大效益的有機結合。

1.科學性

其科學性主要體現在:防治工程類型選擇要有充分依據,符合地質災害的減災特點或受災體的防護需要;防治工程設計要有針對性,符合國家有關標准和規范要求。

2.可操作性

其可操作性主要體現在:在目前技術水平條件下能順利實施;在人力、物力、財力方面有充分保障;現場環境沒有嚴重障礙。

3.最小風險

地質災害防治工程是在對災害評價基礎上實施的。由於對災害破壞損失認識的不徹底性,所以防治工程具有一定的風險。其主要表現在:防治工程不完全符合地質災害成災特點和受災體防護需要;設防標准不完全符合災害活動概率和成災規模,因而導致防治工程部分失效、完全失效或者超標准運行;防治工程不符合施工標准,達不到預期功能或達不到使用年限。基於這種性質,在設計、實施防治工程時,要力求將風險程度降到最低程度。

4.最大效益

其主要表現是以盡可能少的人力、物力、財力和時間投入,取得最大、最長效的經濟效益和社會效益、環境效益。

G.  地質災害管理的主要內容與手段

一、地質災害管理的目的與原則

地質災害管理的基本目的是建立適合我國國情的地質災害管理體制。運用法律、行政、經濟、技術等手段,實現減災社會化、科學化、信息化。調動全社會力量,預防治理地質災害,最大限度地減輕災害損失,促進社會經濟可持續發展。

地質災害管理的基本原則是:①實行分級管理,推進減災社會化;②推進災害管理信息化、科學化、現代化、規范化、法制化;③同其它自然災害管理相結合;④同資源管理、環境管理及國土開發等相結合;⑤同國家改革和建立社會主義市場經濟相結合。

二、地質災害分級管理

我國地質災害的基本特點是:種類繁多,破壞損失嚴重;分布零散而又十分廣泛;防治周期特別長。因此,減災工作不僅需要巨大的資金投入,而且需要廣大災害區有關部門和億萬民眾堅持不懈地長期投入才能奏效。面對這種情況,傳統的由政府包攬的減災體制不但無法籌措足夠的資金,而且難以用行政手段無償調動人力、物力組織實施減災工程。解決這一問題的根本出路是實行地質災害分級管理,推行減災社會化。

表10-1地質災害分級管理責任簡表

地質災害分級管理的核心是在對地質災害進行科學分類分級基礎上,根據社會系統中對於減災的責任和損益關系,建立中央政府、地方政府、行業與企業、個人相結合的社會化減災體系(表10-1)。在該體系中,中央政府和地方政府應發揮骨幹領導作用。其基本任務是:制定減災法規和區域減災規劃;制定技術規范及有關的標准;組織區域性地質災害勘查,進行區域災情監測,組織災情預測、預報;實施重大地質災害防治;組織協調跨地區、跨部門的地質災害防治;參與區域國土整治和環境治理,削弱地質災害發生的基礎;與國際減災行動協調;實施災害研究。行業和企業根據政府制定的減災規劃和實際需要,通過基建投入和災害保險等方式,承擔本部門、本企業的災害防治工作。家庭和個人通過個體防護以及災害保險、災害互助等形式投入減災工作。

按照這一體制運行的減災工作有三個優勢:第一,調動社會各方面積極性,形成全國、區域、地區、局部相結合的防治網路,加大減災覆蓋面,提高減災效果;第二,多方面籌措資金,增加減災投入;第三,明確減災責任與權益,有利於災害預防。

三、地質災害管理的主要內容

地質災害管理的主要內容是根據分級管理責任,實施災情管理,進行地質災害調查與勘查,防治工程管理與項目管理,制定與實施減災規劃與減災法規,推行減災技術,合理使用減災資金,組織實施防治工程。

災情管理是地質災害管理和減災工作的基礎。其主要任務是根據地質災害調查、勘查、防治工程提供的信息;採用地質災害災情報告、地質災害災情報表等手段進行災情信息收集與統計,並進行災情評估與災害預測預報,使政府和社會能夠及時准確地掌握地質災害災情現狀和可能出現的變化。

根據減災發展的需要,災情管理要努力實現科學化、信息化。要達到這一目標,就必須建立覆蓋全國的災情信息網路及相應的地質災害統計報表體系和計算機信息系統;並以此為依託,及時收集與處理各種災害信息,並按照一定程序和形式發布災情報告。地質災害信息庫可分為國家和地方兩個層次。災情報告可分為災害事件專項報告、地質災害災情年度報告、地質災害綜合報告三類。全國地質災害災情報告由地質礦產部提供,企業和地區地質災害報告由企業和地方主管地質機構提供。

地質災害監測與預測、預報是實現地質災害災情管理動態化和有效防治災害破壞的重要手段。其內容可劃分為:區域性監測、預報;地區性監測、預報;災害事件(或災害點)監測、預報。根據災害分級管理原則,國家、地方政府、企業應根據各自的職責負責建立有效的監測預報系統,並相互配合,逐漸形成完整的監測預報網路。

在地質災害成災過程中,災害事件或災害活動是成災系統的主體;承災對象則是災害系統的客體。二者相互作用,決定了災害的形成與發展。因此,災情管理除了掌握災害活動信息外,還必須掌握承災客體(或受災對象)對災害的承受能力與防治水平。此方面信息同樣是制定減災規劃、實施減災工程的重要依據,所以也是災情管理的重要內容。承災信息主要包括人口分布、工程分布、資產分布、產值分布、土地分布以及防治工程分布和防災軟體系統等。上述內容可大致分為基礎信息和專業信息兩類信息。基礎信息通常以國家和地方常規統計資料為基礎,適當輔以抽樣調查即可獲得。專業信息則需通過專門調查取得。

制定和實施減災規劃是實現減災目標的最實際步驟。地質災害減災規劃可分為全國規劃、區域規劃、企業規劃。不同層次的減災規劃分別由相應的主管部門制定。任何形式、任何地區的減災規劃都不是孤立的,因此,全國規劃、區域規劃、企業規劃要相互銜接,彼此配合;此外,還要與其它自然災害減災規劃,以及與同期、同地的經濟發展、城市發展、資源開發、國土整治、環境保護等相協調。減災規劃既要有超前目標和先進的科學性,又要有切實可行的方法與措施。建立和健全地質災害減災法規,是實施地質災害管理,實現減災目標的重要保障。地質災害減災法規體系由基本法規、專項法規、地方法規等組成。這些法規除相互協調外,還必須與礦產資源法、水法、水土保持法、土地管理法等相關法規相銜接。要確保法規的權威性,切實做到有法必依,違法必糾。

地質災害減災工程管理的基本目的是提高減災科學水平,最大限度地發揮減災效益。多年來的地質災害管理和防治工作,側重於災害形成條件、變化規律等「硬體」內容,災害經濟等「軟體」內容非常薄弱,因此,在進一步深化災害自然屬性研究的同時,著力加強社會屬性的研究尤其必要。

四、地質災害管理手段與方法

地質災害管理手段或方法主要有經濟的、行政的、法律的、技術的。

(一)地質災害管理的經濟手段

1.籌措管理地質災害減災資金,支持地質災害勘查、監測、研究、防治及災後恢復和重建。

2.發展減災產業,結合市場經濟發展,組織社會減災活動。

3.推行災害保險,調動社會積極性,廣泛投入減災事業。

(二)地質災害管理的行政手段

主要是指各級政府在地質災害管理中行使領導組織職能。主要有以下幾個方面內容。

1.制定和實施減災規劃。根據全國和地區減災目標,結合區域社會經濟發展,制定不同層次、不同方面的減災規劃,並組織社會有關方面貫徹實施,使整個減災活動有計劃有目的地進行。

2.進行減災宣傳教育。通過不同途徑宣傳減災知識,推行減災技術,提高全社會的防災抗災意識,推動減災社會化。

3.組織實施基礎性地質災害勘查和區域地質災害監測、預測以及災情評估工作。

4.指揮協調抗災救災及災後重建,最大限度地減少災害損失。

(三)地質災害管理的法律手段

就是利用法律、法規對地質災害進行管理。其主要作用是指導和規范減災活動,保障災害管理的順利進行,促使減災目標的實現。

災害管理法不是一項單行的法律,而是由相關法規組成的法律體系。主要由下面幾部分組成。

1.災害管理基本法

災害管理基本法在災害管理法體系中佔有核心地位,它對災害管理的基本內容、原則和災害管理的目的、范圍、方針政策、基本原則、重要措施、管理制度、組織機構、法律責任等作出原則性規定。

2.專門性災害管理法規

專門性災害管理法是以災害種類,以及災害管理的特殊領域、特殊問題、特殊行業為內容的災害立法。可以分為災害管理部門法及其配套法規、行業災害管理法規和程序法規等。

3.地方性災害管理法規

各地區,特別是地質災害重點防治地區,可在全國性法規基礎上根據本地區需要制定地方性災害管理法規,以規範本地區地質災害管理工作。

(四)地質災害管理的技術手段

制定有關的技術標准、規范、規程,並在地質災害勘查、監測、防治工作中貫徹執行,提高地質災害減災水平。

H. 確定地質災害重點防治區的原則和方法

5.3.1 確定地質災害重點防治區的原則

(1)以地質環境條件和地質災害類型組合為主的原則

地質災害的發生取決於多種因素,不同的災害種類又有不同的主導因素。充分研究不同區域控制地質災害發生、分布規律及危害特徵的地質環境條件的差異性,據「區內相似,區際相異」原則,在圈劃時,將發生條件相同或相近的區域劃入一個區,把發生條件不同的區域劃入不同的區。

(2)相對完整原則

主要是為政府進行地質災害防治、管理決策服務的,為增強規劃的實用性和易操作性,劃分出的地質災害重點區在遵循地質規律的前提下,應盡量考慮地質環境、流域的完整性,盡可能保證行政區的完整性。

(3)定性分析為主的原則

地質災害重點防治地區劃分,綜合考慮了地質環境條件、國家重要經濟發展規劃、國家重要基礎設施和人類工程活動狀況,結合各類地質災害的發育程度,並考慮近年地質災害災情,以定性分析為主確定地質災害防治重點區。

(4)在區域上東、中、西部並重,在災害類型上突發性和緩變性地質災害同舉

地質災害重點區確定既要考慮地質災害發育的地域規律,又要考慮我國重大戰略部署,體現在區域上東部平原區以地面沉降等緩變性地質災害防治為重點,中、西部地區以崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷等突發性地質災害防治為重點。

5.3.2 地質災害重點防治區的確定方法

依據全國地質災害防治分區和易發程度分區,主要針對地質災害易發程度中等以上的地區,考慮社會經濟重要性因素,從中選出規劃期內人口密集,社會經濟財富集中,有重要基礎設施,或涉及國家安全的地區,以及國民經濟發展的重要規劃區,作為地質災害重點防治區,共有16個,總面積143萬km2,占易發區面積的23%。

經濟社會重要性以人口分布、經濟發展和重要基礎設施,以及國家安全和社會發展的重要性等情況為基礎,按照各縣(市)(2004年)經濟社會統計資料,依據表5.2所列標准,劃分為經濟社會重點區和經濟社會一般區。

表5.2 經濟社會重要程度判別標准

I. 地質災害防治效益評估的理論方法

地質災害對人類社會具有廣泛而深刻的影響。從直接作用看,它造成人員傷亡和財產損失,使生產力遭到嚴重破壞;從深層次看,地質災害破壞經濟環境和社會環境,從而影響經濟發展和社會發展。災害經濟是「守業經濟」。實施防災、減災措施,是通過對已有人民生命財產和資源環境的保護,減少損失並產生新的價值,因此,防災工程的投入特點是「以負換正、減負得正、負負得正」,即通過防災投入資金的「負」效益的作用,抗禦災害的發生,保護受災體免受或減小侵害,減少或防止災害損失。其減少或避免的損失部分就是經濟效益。在人類發展的任何階段,不可能完全消除災害的破壞,只能採取力所能及的措施盡可能使災害的破壞損失降低程度到最低。所以,我們所強調的不是保證資源和財產免遭損失而不惜付出任何代價,而是盡可能地減少災害引發的經濟損失。基於這一原則,地質災害防治工程所強調的目標是:一般情況下為「守業」而投入的追加勞動(即防災、減災投資等)盡量小於或等於由此而減少的因災害而引發的活勞動和物化勞動的損失(災害損失)。

防災成本實現的防災價值,主要通過防災功能來實現。根據價值工程理論,價值是功能與成本的綜合反映,也是功能與成本的比值。防災工程的價值=防災功能/防災成本,即防災價值是單位成本所獲得的防災功能。可以看出關鍵是要研究清楚防災的功能。我們將防災功能定義為通過實施防災工程所實現的防災系統所具有的對災害的防禦效能。

防災工程所實現的災害防禦系統,具有兩大基本功能:第一,減輕甚至免除災害給人類社會和自然造成的損害,實現保護人類的生命安全與健康,減少和消除社會經濟的破壞損失,以及避免和減輕環境與生態惡化的功能。第二,防災減災的同時還能保障和維護人類的生活和生產活動,促使人類勞動價值的增值(財富增值),實現其間接地為人類社會增值或創值的功能。在相同投入的情況下,這兩方面功能發揮的作用越大,防災價值也就越大,減災效益也就越好。

12.2.1 指標體系

考察各種地質災害的危害及作為抵禦手段的地質災害防治工程,概括起來地質災害防治工程將收到三個方面的效益:經濟效益、社會效益和環境效益(圖12.1)。三種效益的劃分原則是:凡具有經濟意義,能用貨幣價值來衡量的效益,都列入經濟效益,是廣義的經濟效益;社會效益主要是保護人民生命安全和保護實物對象,改善人民生存和生活條件,增加人民身心健康;環境效益是指通過地質災害防治對生態環境在實現功能有序、結構協調和持續發展等方面所作的貢獻,包括調節氣候、涵養水源、減少災害、防止污染、綠化大地、改良土壤、改善生活環境、改善動物棲息條件等。

由於目前的研究水平和所掌握資料的局限性,本次研究未能涵蓋以上所列各指標,尤其是經濟效益正值所包含的創造財富值

全國地質災害防治規劃研究

式中:k——修正系數;

F(y)s′——同類工程的減災收益。

少數防治工程除主要取得減災收益外,還附帶有一定的增值收益。對此需根據收益性質進行核算,如農林牧產品收益可根據單位產品市場價格核算。

防治工程的總收益為減災收益與增值收益的總和。

J. 地質災害防治措施的建議

地質災害總防治原則是「以防為主,防治結合,及時治理,因地制宜。」根據本工程特點及山西支幹線地質環境條件和地質災害發育的具體情況,提出地質災害的防治建議如下:

(一)地質災害防治分級

根據已有和潛在地質災害對擬建工程的危害程度及危險性,將評估區地質災害分為重點防治點(段)、次重點防治點(段)和一般防治點(段)。分述如下:

1.重點防治點(段)

(1)管線穿越的霍西煤田、東山煤田采空區、平遙祁縣地裂縫密集區、黃河、汾河砂土液化區,均作為地質災害重點防治地段,防治工作需在工程建設前進行。

(2)管線沿線穿越的不穩定斜坡,H1、H3、H19滑坡、B10崩塌要進行重點防治,防治工作需與工程建設同步進行。

(3)對運城盆地GL1地裂縫、臨汾盆地GL2、GL3地裂縫要進行重點防治,防治工作與工程建設同期進行。

2.次重點防治點(段)

(1)管線穿越的濕陷性黃土區、鹽漬土、軟土、人工堆積土分布區,泥石流(潛在泥石流),洪水沖蝕對管道有一定的危害,防治工作需與工程建設同步進行。

(2)對離管線較近、對管線有潛在威脅的不穩定斜坡、滑坡、崩塌等,防治工作可在工程建設後進行。

3.一般防治點(段)

對離管線較遠的地質災害點,作為一般防治點,防治工作可視工程情況而定。

表9-20 山西支幹線各站場地質災害危險性綜合評估一覽表

(二)地質災害防治措施

針對各種災種(包括潛在的地質災害)的特點、發展演化的過程和階段以及制約和誘發因素,提出防治對策與措施的建議如下:

1.采空塌陷和地裂縫

考慮到管線穿越的霍西煤田、東山煤田采空區地裂縫、塌陷災害發育,現狀和預測地質災害危險性均大,工程治理難度較大,建議管線避讓,重新踏勘選線。

建議在霍州—靈石段管線沿大運高速公路東側50m外穿越,該區段絕大部分地段未開采,可為管線留設保護煤柱,或部分利用高速公路留設的保護煤柱,另外遇到采空塌陷和地裂縫地質災害少,易於治理,但地形高差較大,不穩定斜坡較多。原管線長66km,改線後58.4km,較為經濟,改線方案見圖9-8。

太原東山煤田區,管線向西避讓穿越東山煤礦、長溝煤礦等采空區和人類活動密集區;向東避讓雖可減少採空區行走線路,同時也遇到了一些大型採石廠礦和其他問題。管線在工程勘察階段需重點勘察,並在工程建設前,對地裂縫、塌陷進行治理。該段宜全部採用抗變形結構鋪設管道,其方法是在輸油管道底部鋪設一定厚度的鋼筋混凝土層,必要時在管道兩邊加設鋼筋混凝土牆,形成鋼筋混凝土框,並在管道兩側預留一定的錯動空隙。

2.地裂縫

對運城盆地、臨汾盆地GL1、GL2、GL3地裂縫延伸方向可能涉及的地段,管道宜採用抗變形結構。並對其地裂縫設置變形觀測裝置,定期觀測。

平遙—祁縣地裂縫發育密集且規模大,地質災害危險性大,危害程度大,影響管線長同時威脅祁縣分輸站安全,採取一般治理工程效果不一定有效,建議管線避讓,重新選線。提議管線從平遙城西K380北上繞過地裂縫密集區後沿兩條裂縫間(GL11與GL12)穿越至K430處與原線相交,分輸站也設此地,可減少其危險性。原線路長50km,改線長度約51.3km,改線方案見圖9-18。為防患於未然該段管材及管道敷設均宜採用抗變形結構。並對GL4、GL7、GL10、GL12地裂縫設置變形觀測裝置,定期觀測。

3.不穩定斜坡

管線穿越不穩定斜坡較多,在施工開挖過程中首先要採取預防措施,防止坡體坍塌。①針對不同高度、不同坡度、不同岩性的坡體選擇安全坡比;②減少坡體前緣壓力,施工工程活動和材料堆放距離坡緣20m以上;③為管道砌築護體;④盡量不要大面積破壞原有坡體形態;⑤必要時削方減載處理。

4.滑坡、崩塌和岸邊坍塌

避讓管線穿越的H1、H3、H19滑坡,B10崩塌。對汾河岸邊坍塌地段要加大管道埋設深度,同時對岸邊進行砌護等措施。

5.泥石流和洪水沖蝕

(1)在管線經過的洪水沖溝和泥石流溝時,修建防沖蝕護坡等防護工程,應加大埋設的深度,同時要加保護層。

(2)在管道沿線應加強植樹種草,以利水土保持。

6.地面沉降

管線穿越介休地面沉降的邊緣地帶,為防止地面沉降引發的地裂縫危及管道,該段管材宜採用抗變形結構。

7.黃土濕陷

對於Ⅰ級、 Ⅱ級自重或非自重濕陷性黃土採取換土或強夯法處理。

對於m級自重或非自重濕陷性黃土應採取沖擊碾壓、土樁擠密法處理。同時做好坡面排水工作。

8.鹽漬土鹽脹與腐蝕

(1)首先在選輸油管材時,應選用抗腐蝕性強的管材,同時管外採用先進的防護層等抗腐蝕工藝。

(2)適當加大管道的埋設深度,設置隔離牆等。

(3)埋設管道的基槽回填前,底部應鋪設一定厚度的粗砂層,以隔斷有害毛細水上升通道。

9.地震液化

根據今後工程地質勘察資料提供的液化層的深度分別採取挖除液化層、加密法。如振動加密、砂樁擠密,強夯等措施。

圖9-18 管線繞避構造地裂縫改線方案圖

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