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地質災害施工難點

發布時間: 2021-02-19 23:04:18

地質災害防治措施的建議

根據對地質災害危險性的現狀評估、預測評估結果,可以看出,評估區內單災種評估以崩塌、滑坡、泥石流及洪水沖蝕等災害比較嚴重且分布較廣,其他災種災害相對較小且分布零星。綜合評估也基本反映了這一規律。針對地質災害危險性程度及分布特點,防治措施建議如下。

表5-31 甘肅段管線工程地質災害危險性綜合評估一覽表

續表

表5-32 甘肅段站場工程地質災害危險性綜合評估一覽表

1.崩塌災害

一般採取遠離的方式或避繞。難以避繞的岩質崩塌在施工前應削坡減載。

峽谷段的各類災害建議採取漿砌塊石護坡,也可採用隧道穿越的方式避繞災害。

2.滑坡災害

滑坡一般發育在黃土梁兩側斜坡中,梁頂基本無滑坡,管道應在梁頂通過。

一般採取遠離滑坡的方式即可避繞。難以避繞的小型滑坡應削坡減載或進行工程防護。

峽谷段以避繞為主,不能避繞時,應進行工程防護。

小型滑坡可採用架空穿越。

3.泥石流災害

泥石流溝與管道工程相交的地段,可以通過修建漿砌塊石防沖檻減輕災害。也可以採取加深埋設措施並夯實蓋層予以處理。對切割較深的泥石流溝,亦可採取跨越避繞。

管道工程順泥石流溝展布的東部地區,應盡量避開強沖刷一側,選擇溝谷階地或台地布設管道工程,難以避繞時,應選擇鋼筋混凝土襯砌,在峽谷地帶必要時也可採用隧道穿越的方式避繞災害。

施工季節應避開雨季,防止施工人員傷亡和設備損失。

4.洪水沖蝕

修建漿砌塊石防護,夯實蓋層或修建漿砌蓋層,在防止側蝕的同時更應防止下切沖蝕。

修建防沖檻以減輕沖蝕災害。

穿越河谷、溝谷、沖溝時應深埋或架空穿越。重要的是應保持水流通道暢通或施工疏通工程。

平行河谷、溝谷、沖溝時應盡可能避開遭侵蝕溝岸,選擇在穩定性相對好的階地或台地上,或以鋼筋混凝土襯砌溝岸。

施工季節應避開雨季。

5.黃土濕陷災害

自重濕陷性黃土,應採取換土或強夯法處理。夯實蓋層以防水體滲入。

非自重濕陷性黃土採取沖擊、碾壓夯實的方法處理。

6.鹽漬土鹽脹及腐蝕災害

置三合土防護層。

挖換土可有效降低鹽漬土的鹽脹及腐蝕災害。

選擇地形較高,水位埋深較大的地方避繞。或對管道進行防腐保護。

7.膨脹岩脹縮災害

管道周圍應有良好的排水條件,管道5m之內不宜灌溉。

修建鋼筋水泥管道防護牆,增加結構剛度,另外可以增設沉降縫等進行防護。

⑵ 地質災害防治設計中的幾個問題

根據鏈子崖黃臘石地質災害防治工作專家組在鏈子崖黃臘石地質災害防治工作中的經驗,對地質災害防治設計工作提出如下建議。

鏈子崖、黃臘石地質災害防治工作專家組,是國家科委牽頭、中央各部委和湖北省人民政府參加組成的防治工作領導小組的技術參謀班子(著者任專家組長),主要任務是向領導小組提出咨詢建議,進行技術把關。專家組自1989年4月成立以來,除日常工作外,召開過九次專家組會議,多次深入現場勘察,召開專門會議,審查工作計劃,討論重大技術問題,解決重大技術難關,提出重大技術建議,審查勘察、設計成果,做了大量工作,於1991年9月圓滿地完成了任務。

鏈子崖和黃臘石地質災害防治工作,不論就其規模、復雜性和難度,在國內外都是少有的。專家組在兩年的工作中遇到了許多新的和難度極大的問題,經過反復的討論,許多問題都取得了一致的認識,向領導小組提出了許多重大建議,有些問題是帶有很大的風險的,風險再大也得決策,專家組均作出了向領導小組提出決策性的意見。這一節就是專家組活動中的指導思想、重大和風險問題的決策依據及有關的經驗。

1.地質災害防治是一項地質工程

開展任何一項工作,不管自覺還是不自覺地,都存在有一個指導這項工作的指導思想和觀點。鏈子崖和黃臘石地質災害防治工作從一開始就有一個明確的指導思想和對這項工作認識的基本觀點。這個指導思想和基本觀點就是,鏈子崖和黃臘石兩處地質災害防治是一項地質工程。地質災害防治工程,從大的方面來說,是一項地質環境治理工程,從小的方面來說,是一項地質體改造工程,簡單地說可以稱為地質工程。這類工程不是土木工程,不是一般的建築工程,而是一項地質工程。這項工程的目的是塑造一個安全穩定的新的地質環境,保障人民安居樂業,保障國民經濟少受損失和國家經濟建設順利發展。要做到這一點,這項工程的建設必須緊緊地依靠地質,地質災害勘察成果的水平將決定這項工程的建設水平,也可以說地質是地質工程的基礎。這項地質體改造工程,從何處下手來作?要進行地質體改造,必須明確改造目的、改造對象、改造技術,這是非常關鍵的。如鏈子崖危岩體挖煤采空是變形產生的主要原因,我們就應該對采空區的應力條件、地質體強度進行改造;對黃臘石滑坡來說,滑坡體內的水是滑動的主要原因,那就應該改造滑坡體的水文地質條件和滑體的受力條件,這就叫做「對症下葯」。換一句話說,地質災害防治的地質體改造工作必須通過認真的勘測工作,查清地質災害產生的原因、活動機制、災害體的結構及其穩定條件,然後「對症下葯」地給出防治方案,進行技術設計和施工,才能奏效,這是非常關鍵的一環,一定要明確這一點。

地質工程有其特殊性,特殊就特殊在它是以地質體結構為建築材料,以地質體結構為建築結構,以地質環境為賦存條件建築環境的一項特殊的建築工程。它不像土木工程已經有幾百年的歷史,有豐富的經驗,有各種各樣的規程、規范可做參考;這方面的經驗是不多的,即使有了,因為地質體十分復雜,也不能生搬硬套。必須在查清地質體結構、地質災害產生的原因、機制以及地質災害體結構的基礎上,進行科學的分析,作出防治方案,再根據結構作用功能進行結構設計,方能成功。在這個過程中,必須有地質人員參加,也可以說,應該以地質人員為主來進行更好些。對這種工程來說,設計人員包打天下肯定是要失敗的。地質人員最有條件認識地質災害產生的原因、機制和地質災害體的結構,最有條件給出科學的防治方案,設計人員一般對地質災害產生的原因、機制和災害體的結構不容易搞清楚,給出的防治方案常常與地質實際不符,工程設計人員要想做好這項工作必須緊密地與地質人員合作,這個問題必須引起重視。

2.地質災害防治的特殊性

地質災害防治不同於一般的地質工程,它除了具有一般的地質工作的共同特性外,尚有其特殊性。其特殊性在於它是處於孕育成災過程中,有的剛具有發生變形跡象,有的處於變形發展過程中,有的則處於成災過程中;有的是初次發生,有的是災體復活,其類型繁多,成因各異,階段不同,狀態不一。這些特點在鏈子崖危岩體和黃臘石滑坡中都存在,鏈子崖危岩體和黃臘石滑坡,這兩者也存在很大的不同。鏈子崖危岩體系處於孕育滑坡過程中的變形階段,或者說,系處於蠕滑變形階段,尚未進入加速變形階段,它也可能變形速率逐漸減小,最後不發生滑動,也可能變形速率逐漸加大,進入加速變形階段,最後產生崩塌滑坡,形成大規模的地質災害,造成巨大的經濟損失,這在歷史上多次重復發生過。黃臘石滑坡系古滑坡復活,在歷史上是否重復發生過沒有記載,但它是一個滑坡群,互相牽連,問題也十分復雜。

鏈子崖危岩體變形已經歷了幾百年的歷史,黃臘石滑坡系1983年暴雨後地表開始出現裂縫,以後逐年發展。鏈子崖危岩體系位於基岩內、黃臘石滑坡系位於鬆散堆積層中。據現在已掌握的資料分析認為,鏈子崖危岩體系在挖煤采空區下沉變形誘發下,追蹤構造裂隙產生的裂縫,其前緣「五萬方」的險兆十分明顯;黃臘石滑坡,據已有的資料判斷,最可能是沿上滑面滑動,但還存在有一個沿潛伏的下滑動面滑動的可能性。各有各的特點,必須區別對待。

地質災害防治不是像地基、邊坡、隧道建築那樣的地質工程。地基、邊坡、隧道建築是在穩定的地質體上建築地質工程,工程地質勘察的目的是查清現狀的地質體組成成分、地質體結構,以及地質體賦存環境條件和地質體的物理力學性質資料,為地質工程結構設計提供基本資料。而地質災害防治工程是對不穩定的地質體進行改造,變不穩定的地質體為穩定的地質體。這就提出,地質災害勘察工作目的是查清地質災害產生的原因、運動機制、穩定狀況及地質災害體的結構和水文地質、工程地質條件,為地質災害防治提供基礎資料。

地質災害防治與一般的地質工程不同之處,在於它的研究工作內容是,通過地質體改造防治已經產生的或將要產生的地質災害,這項工作中最重要的是查清地質災害產生原因、運動機制、災害體的結構及穩定性條件,這是制定正確的防治方案和取得防治效果的關鍵所在。在證論過程中對鏈子崖危岩體變形原因是有很大爭論的,有的認為是剝蝕卸荷,地應力調整引起的;有的認為是崖腳強度不足產生傾倒變形;有的認為是挖煤采空區卸荷引起地面下沉造成的,等等。不同的產生原因就有不同的防治方案,如認為是崖邊卸荷產生的,就提出了錨固為主的防治方案;認為是采空區引起的,則提出了承重抗滑鍵為主的防治方案。對此進行了反復論證,比較一致的意見是地下采空區是鏈子崖危岩體變形的主要原因,崖邊卸荷是附加因素。據此,最後制定了承重抗滑鍵為主和崖邊錨固為輔的綜合治理方案。這就是有的放矢的原則。

防治決策必須考慮致災可能性,成災的經濟損失和防治效益。上面論述了鏈子崖危岩體和黃臘石滑坡防治是一項地質工程,還應該承認鏈子崖危岩體和黃臘石滑坡防治是一項防災工程,這也是地質災害防治的特殊性,它不是一般的地質工程,而是一項防災工程。防災工程就有一個該防不該防的問題,該防不該防的標準是什麼?主要是經濟效益,即投資和收益的關系問題。一般認為災害防治的效益可以取得1∶10,著者認為地質災害防治的效益可以達到1∶20以上,據此著者認為根據我國目前經濟實力,我國地質災害該防不該防的投資和收益的比值界限定為1∶20為宜。根據這一指標,我們來看看鏈子崖危岩體和黃臘石滑坡該不該防治?在立項申請報告時著者曾估算過鏈子崖危岩體如果不防治,如果僅前緣「五萬方」產生崩塌,不會造成堵江、礙航和斷航災害,沒有必要進行防治;如果250萬立方米變形體產生鹽池河式崩塌破壞,崩塌體一旦入江將可能造成堵江、礙航,甚至出現斷航的危險,如果產生這種情況,可能造成的經濟損失約為50~60億元人民幣,如果進行防治,防治投資約為1億元人民幣左右,防治效益大約為1∶50~1∶60左右,顯然是應該進行防治的,這是鏈子崖危岩體立項防治的主要依據。黃臘石滑坡防治的效益也是很大的,尤其是對保護巴東縣城免於滑坡發生時產生的涌浪襲擊具有重大意義。上述表明,除了經濟因素外,社會意義也很重要,這兩處地質災害如果不防治,一旦發生災害,將對人民生存和生活產生巨大的影響,甚至有可能引起社會動亂。顯然,進行防治是完全應該的,合理的,這就是該不該防治的決策依據,在地質災害防治時必須掌握這些特殊性。

3.不確定性問題的決策

一般來說,地質體是復雜的,地質災害勘察和測試結果或多或少都存在有一些不確定性成分,這些不確定性成分有的是隨機性的,有的是定向性的。隨機性的可以採用數理統計分析方法作出判斷;定向性的原則上不能簡單地用數理統計分析的方法進行判斷。不論情況如何,在利用這些資料時,不能就事論事,而應該進行綜合分析,權衡利弊地進行。為此,就需要選擇一種相應的方法進行判斷,專家經驗評判法或者稱為德爾菲法就是適合的方法,在鏈子崖和黃臘石地質災害防治方案論證中就利用了這種方法。這里存在一個影響程度大小問題,有的是對防治方案具有控製作用,有的是對技術設計有影響的。顯然,對防治方案具有控製作用的權比對技術設計具有影響作用的權要大得多。這就是說,防治方案正確與否是防治工作成敗的關鍵。因此,對防治方案具有控製作用的不確定性的地質因素的判斷決策尤為重要,必須認真對待,絕不能憑想像簡單從事。在鏈子崖和黃臘石地質災害防治方案論證中各存在一個對防治方案具有控製作用,爭議較大的問題,即鏈子崖危岩體是否存在整體滑動可能性和黃臘石滑坡是否存在深層滑動可能性問題,我們在解決這個問題中採用的判斷決策方法是專家經驗判斷法,即德爾菲法。

黃臘石滑坡是否存在深層滑動問題比較易於解決,黃臘石滑坡在地質勘探中發現在鬆散滑坡體滑動面下面的基岩內還存在有一個斷續分布的破裂面。有的專家認為這個面是構造成因的;有的專家認為這個破裂面是上部滑動的影響帶;有的專家認為黃臘石滑坡復活有可能沿著這個面滑動;有的專家認為不可能沿著這個面滑動,但大多數專家認為近期不會沿著這個面滑動,在地下水長期作用下,破裂帶物質軟化,沿著這個面滑動的可能性還是存在的,監測資料亦有跡象表明,目前黃臘石滑坡活動系沿著淺層滑動面滑動。另一方面,考慮到長江三峽工程在不久的將來即將建成,三峽水庫蓄水後水深和水面都將大大增大,黃臘石滑坡即使沿著深層破裂面滑動入江,也不會造成重大的地質災害。據此,長江三峽鏈子崖、黃臘石地質災害防治可行性研究階段,專家組根據多數專家的意見,作出的結論是:黃臘石滑坡防治主要考慮淺層滑動面,在防治中不要擾動深層破裂帶(包括防止地下水滲入)。

鏈子崖危岩體能否產生整體滑動問題爭議比較大,多次召開專家組和專家組擴大會議進行論證。長江三峽鏈子崖、黃臘石地質災害防治可行性研究階段,專家組根據多數專家的意見作出的結論是:「危岩體山體開裂變形有多方面因素,其中以挖煤采空占重要地位。T8~T12縫段危岩體的變形破壞方式,預測以崩塌為主,但不能排除在特殊不利的情況下發生較大規模滑移(即整體滑動)的可能性,防治原則應當是既防崩又防滑,……」其根據有如下幾點:

(1)T8~T12縫段後緣已經形成弧形拉裂縫;

(2)變形監測結果T8、T9及「五萬立方米」地段變形量和變形速率大體相近;

(3)1988年安裝監測點時工人聽到在T8縫附近地下產生岩體破裂聲,且聞到上溢的硫化氫氣體;

(4)近年來,1#洞內滲水量增多,地表黃泥通過T8、T9淋濾帶到1#洞內,證明T8和T9縫已與地下的1#洞連通;

(5)1#洞頂板及襯砌出現縱張裂縫;

(6)1#洞內觀測到的頂板下沉變形與采空區范圍相當;

(7)T8~T12包圍的危岩體內部已經存在著缺陷(微破裂面),岩體已經受到損傷,在外界因素作用下,損傷會不斷擴大,岩體強度將逐漸降低;

(8)中國科學院地質研究所三維有限元應力分析結果表明,采空區外到臨空岩壁間的未採掘的煤體寬度如果大於120m時將不產生塑性化,如果小於70m時,則未開采部分煤體將產生塑性化,即出現流動變形現象,一旦進入加速流變階段,即將導致產生大規模破壞。

(9)1#洞內變形監測結果表明,1991年以來,變形速率有加劇的跡象,這一現象必須引起高度重視。

(10)另據秭歸縣志記載:長江三峽鏈子崖崩塌存在有380~400年的周期,而鏈子崖危岩體目前也正處於此周期當中。

上述表明,T8~T12縫段產生大規模破壞的可能性是存在的,問題還在於產生大規模滑動破壞後能否成災,災害損失有多大。在三峽工程未建成前,產生大規模破壞時,產生礙航或斷航的可能性是完全存在,造成的損失是十分巨大的。三峽水庫蓄水後,如果產生大規模破壞時問題會怎麼樣?這也是必須認真考慮的。我們所指的大規模破壞或整個滑動系指250萬立方米規模的崩塌,這是立項防治的主要對象。三峽水庫的最高水位為175m,正常蓄水位為150m,枯水季節的低水位130m,河床標高約30m,且兵書寶劍峽峽谷出口處河谷狹窄。假設崩塌體入江後堆積坡角為40°,水庫蓄水後流速很小,帶走量很少。250萬立方米危岩體如果產生類似於鹽池河形式崩塌,假設崩塌體松脹系數為1.3,則鬆散堆積體積為325萬立方米,如果崩塌入江,在河床堆積高度可能超過130~140m,三峽水庫蓄水後,造成礙航,甚至斷航的可能性依然存在,即大規模成災的可能性依然存在。因此,在鏈子崖危岩體防治中必須考慮整體滑動的可能性,這就是長江三峽鏈子崖、黃臘石地質災害防治可行性研究階段專家組作出「鏈子崖危岩體整治不能排除整體滑動可能性」,且防治的主要對象為250萬立方米的依據。

上述表明,在地質災害防治工作中,對不確定性問題決策時,除應充分考慮地質現象外,還必須認真考慮成災可能性及可能造成的損失狀況,這是非常重要的,這也是地質災害防治的特殊性所在。

4.防治技術適宜性問題

防治目標和防治方案確定以後,防治技術選擇和設計將是防治效果和防治工程成敗的關鍵。

危岩體和滑坡防治主要原理是改變危岩體和滑坡體內的應力狀態和保持其強度,從理論上講,常用的技術原理為削頭、壓腳、排水。從具體技術措施來講,常用的有卸荷、支擋、錨固、地表排水、地下疏乾等。這些技術使用得當,會收到很好的效果;如果使用不當,將會出現事與願違的後果。在鏈子崖危岩體防治方案論證中,曾遇這樣的問題:為了防止煤層采空區頂板繼續下沉和煤層下沉引起鏈子崖危岩體整體滑動,在采空區設置承重抗滑鍵。承重的作用在於防止頂板繼續下沉,導致殘留煤柱繼續破壞和強度繼續降低;抗滑的作用在於防止殘留煤柱破壞導致抗剪強度降低,引起鏈子岩危岩體整體滑動。這是鏈子崖危岩體防治方案中的一個重要組成部分,是一個正確的防治方案。但在設計中採取了承重抗滑鍵布置方向與原採煤巷道方向直交,這就是說,施工時將要把巷道洞間的煤柱(壁)再挖掉一部分,這樣將使殘留的煤柱面積進一步減小,使采空區殘留煤柱的承重能力降低,有可能在施工過程中出現加速破壞的可能性,顯然,這一技術設計選擇是大有問題的。另一個例子是黃臘石滑坡防治方案中地面排水工程問題。黃臘石滑坡復活主要原因是大氣降水滲入滑坡體內,導致地下水位升高,滑坡體重量增大,孔隙水壓力增高,滑坡體失穩。很明顯,解決黃臘石滑坡復活的主要技術,是採用排水為主,具體地說就是採取地表排水和地下疏干相結合的技術。有一種設想是,只做地表排水就行了,這里同樣存在一個技術原理問題,地表排水的作用主要是排出大氣降水在地表形成的地面徑流。因此,在地表排水設計中必須包括地表整平,消除地面坑窪積水或設置支溝將窪地積水引出,防止或盡量減少大氣降水向滑坡體內入滲,而入滲的水量遠遠小於滑坡體疏干排水的能力,這是有效的,可是在大氣降水在地表形不成地表徑流的情況下,地表排水就無效了。這時如果大氣降水入滲量小於滑坡體的排水能力,也不至於引起地下水位上長,也不會有問題;如果大氣降水入滲量大於滑坡體的排水能力,將會引起地下水位上升,滑坡體重量增大,孔隙水壓力增高,也有導致滑坡復活的可能。因此,在選用地表排水為主的情況下,還必須配合採用地下疏干措施,在極為重要的地段還應該校核是否需要增加錨固措施,不能簡單地把地表排水看成是萬能的。上述表明,在進行危岩體和滑坡體防治技術選擇中必須認真考慮各項防治技術的原理、適用范圍、經濟造價和施工難度,不能簡單地拿來就用。

5.孕災體穩定性評價問題

這是地質災害防治中的重要問題之一,它是該防治和不該防治決策的重要依據之一。如果孕災體是穩定的或趨向於穩定的,那就沒有必要投資進行防治;如果是不穩定的,防治效益大於1∶20,那就有必要投資進行防治。如何評價孕災體的穩定性?目前常用的方法是採用數理分析,有的採用確定性模型進行數學力學計算,有的採用不確定性模型進行概率分析。這種分析中存在著一個很大的不確定性問題,就是分析計算中的模型選擇和參數取值。模型選擇牽扯到地質災害成因、機制和孕災體的結構,這個問題必須在詳細的地質研究基礎上,加上經驗判斷給出。如何根據已取得的資料給出合理的分析計算模型,這里存在著很大的不確定性問題,在解決這個問題上經驗是很重要的。例如鏈子崖危岩體的穩定性,許多人進行過計算分析,計算結果求得的安全系數有的高達3.7,有的達1.7,都是穩定的。實際上變形監測結果是,鏈子崖危岩體的變形與日俱增,不斷地在發展,這表明計算結果是不符合實際的。其原因除了力學模型選擇中存在著不確定因素外,還有一個重要因素,即參數選擇問題,選用的參數多數來自於試驗,部分地來自於經驗。試驗值的分散性是很大的,也就是說,取值中的不確定性是很大的;經驗也存在著很大不確定性,這與一個人的工作實踐經歷有很大的關系,經驗豐富的人給出的參數值可靠性就高一些,經驗欠缺的人給出的參數值的可靠性就差一些。以參數c、φ值為例,給高一些,計算結果得到的穩定性系數就高一些;如果給低一些,計算得出的穩定性系數就低一些,究竟哪個對?很難說。顯然,這個方法中的不確定性是很大的,用這個結果作依據決策該不該防治的理由是不充分的;用這個結果進行防治工程結構設計,是帶有很大的危險性的。這不能作為科學的決策依據,那麼這個問題該怎麼解決?著者認為最最重要的,也是最科學的方法是地質分析方法。

地質分析的依據是什麼?主要依據有兩個方面的資料,一個是災害體的外觀形態特徵,或者稱為地貌特徵;另一個是變形監測資料。這兩者結合起來是最最科學的,最可靠的,僅僅形態特徵資料有時也不一定靠得住。如山坡上出現一條裂縫,就說是滑坡引起的,實際上不一定,引起山坡產生變形的原因可以有很多,不一定都是滑坡。又如,山坡上常出現有馬刀樹,這也不一定就是滑坡,暴風也可以將樹吹歪,然後再長直,而形成馬刀形。外觀形態特徵分析絕不能簡單地採用一、兩個現象為依據,必須收集多方面資料進行綜合判斷,變形監測結果也是一樣,其中也存在意外情況,在採用這方面資料之前必須剔除意外資料,否則,其結果也是靠不住的。在地質分析中,不管是外觀形態特徵資料也好,監測資料也好,必須認真地進行分析,首先要去偽存真,然後再進行去粗取精,這樣才能得到科學的結論,這是非常重要的。

在穩定性判斷中還有一個方面的資料應該充分利用,這就是歷史資料。地質災害的發生發展常常具有周期性的規律,地質災害發生發展也存在著高低、急緩、起伏的過程,它和其他方面的自然作用一樣,具有作用活動的周期性。如大氣降水,有豐水年和枯水年。與豐水年相應地,則地質災害發展就活躍;與枯水年相應地,地質災害發展就減緩,甚至暫時休止,在這個時期變形監測結果可能是沒有活動跡象,這一點是非常重要的。前面談到過,秭歸縣志記載表明,長江三峽鏈子崖崩塌就有380~400年的周期,而從自然災害發展規律來說,目前正處於自然災害活躍時期。因此,鏈子崖危岩體變形近一個時期也比較明顯,監測結果表明,變形也一直在發展;而鏈子崖崩塌現在也正處於380~400年的周期當中,我們在評價鏈子崖危岩體穩定性時充分考慮了這些因素,最後才作出鏈子崖危岩體必須進行防治的結論。上述結果表明,地質災害穩定性評價必須充分採用地質分析和數理分析兩個方面的方法進行,而其中最重要的是地質分析。地質分析中又可分為:地質地貌特徵分析、變形監測分析和歷史分析等三個方面。地質災害穩定性評價必須採用地質地貌特徵分析、變形監測分析、歷史分析、數理分析和綜合分析的辦法才能得到可靠的結果。

6.安全系數選擇問題

安全系數取值幾乎可以說貫穿於整個地質災害防治過程中。在判斷地質災害體是否穩定時,要採用安全系數;評價防治工程的可靠度要用安全系數表徵;在結構設計時,進行作用力取值要採用安全系數;結構材料與構件強度取值要用安全系數,在施工工藝可靠性方面也要採用安全系數。這么多安全系數怎麼取用?在這個問題上有時有些混亂。在鏈子崖和黃臘石地質災害防治工作中由於各位專家採用的概念或所闡述的對象不同,在討論中涉及安全系數時常常各持己見,這也是地質災害防治與其他地質工程建築的一個不同之處,在這里,著者再談談這個問題。

在判斷地質災害體是否穩定時科學的評價指標是穩定性系數η,但有一些工程設計人員常常也用安全系數來表述,這也是無可非議的。安全系數除包含有穩定性因素外,還包含很多環境因素和社會因素,對地質災害評價來說,還是用穩定性系數表示為好。穩定性系數取值也存在著很大的不確定性,上面曾談到鏈子崖危岩體不少人對其穩定性系數進行過分析,得到的結果相差很大,其原因在於兩方面:一是計算模型選擇上;另一方面在於力學參數選取上,這兩方面都存在有不確定性。由此決定著在評價地質災害體穩定性時,穩定性系數指標取值就受這兩方面因素的控制。穩定性系數取值大小主要決定於計算模型選擇的可靠性和力學參數取值的可靠性上,這兩方面取值的可靠性,很大程度上決定於進行取值的專家的科學技術水平,也可以說是經驗水平。一般來說,比較有經驗的專家也只能有80%~90%的把握,即各自的可靠度最低也不能低於1.1~1.2。

地質災害的穩定性系數應該是力學模型的可靠度與力學參數的可靠度的乘積,由此看來,科學的穩定性系數η應該是1.1×1.1~1.2×1.2,即為1.21~1.44,不應該低於此值,具體取值時還要考慮防治工程的重要性和取值人的實踐經驗水平。

在評價防治工程的可靠度時用安全系數K表示是正確的。一般來說,這個安全系數K系由三個部分組成,即作用力取值安全系數K1,材料與構件強度取值安全系數K2及施工工藝安全系數K3組成,即K=K1×K2×K3。其中作用力安全系數K1影響因素與穩定性系數η相當,即可在1.21~1.44之間取值。材料與構件強度取值安全系數K2與材料和構件使用方法關系極大,如材料為單一的鋼材,安全系數可取1.05~1.1;鋼筋混凝土構件安全系數可取1.50~1.65;混凝土結構構件安全系數可在1.6~2.5之間取值。地質災害防治中所採用的構件和材料一般多為鋼筋混凝土構件,故安全系數一般取在1.5~1.65之間。施工工藝安全系數與施工方法技術水平有很大關系,這個系數是很難琢磨的,大體上在1.2~1.5之間。由此決定,防治工程安全系數K變化於1.21×1.5×1.2=2.2至1.44×1.65×1.5=3.65之間。鏈子崖危岩體防治可行性論證中作用力的安全系數選用中參照了各種規程規范和工程實例,選用值為1.35,這是比較合適的,其地方面的安全系數將在初步設計中進一步論證。

安全系數是極為復雜的,影響因素是變化多端的,不僅受地質因素影響,結構材料因素影響,施工工藝影響,還有環境因素影響。環境影響因素絕不可忽視,其中最主要的則為地下水的水質和大氣化學成分及溫度的影響,對這些因素的影響必須進行科學的論證。安全系數取低了,防治的安全度不足而蘊藏著隱患;安全系數取高了,造價太高,則又可能蘊藏著浪費,這個問題必須認真論證。

在結束本章論述時,簡要歸納一下,在地質災害防治設計中必須遵守的基本觀點,這些基本觀點有:

地質災害是威脅人類生活和生存,造成資源和財產損失的地質事件。地質災害防治是一項地質工程,它又與一般的土木工程和地質工程不同,它具有很大的特殊性。其特殊性在於地質災害防治工程是通過地質改造手段將已經產生破壞或即將產生破壞的不穩定性的地質災害體進行改造,達到穩定的和安全的地質環境,保障人類生存和美好的生活,簡單地說是一項防災工程。具體地來講,地質災害防治對象是已經產生破壞和即將產生破壞而處於不穩定的地質體,對其進行防治工作中最最重要的是必須查清地質災害產生的原因,活動機制和災害體的結構。在此基礎上才能作出正確的防治方案和防治工程結構設計,地質災害防治必須與經濟效益掛鉤,這是決策該不該立項防治的關鍵,也是防治投資額度決策的依據。一般來說,根據我國目前經濟實力,防治投資效益取1∶20作為立項防治依據為宜,穩定性分析和安全系數選取是地質災害防治中的兩個重要技術問題。穩定性分析必須以地質分析為基礎,參照數理分析,歷史分析進行綜合判斷。安全系數選取必須全面地分析地質的、結構的、施工工藝、環境條件、社會效益等方面的因素綜合分析選定。地質災害防治是一項巨型的系統工程,必須認真對待,只准成功,不能失敗,一旦失敗,其後果是極為嚴重的。

⑶ 地質災害施工中的防護措施

地質災害定義:地質作用造成的災害. 工程地質災害:在工程建設階段,由於工程本身直版接或間接的權作用而發生的地質災害.有:滑坡斜坡上的岩土體沿某一界面發生剪切破壞向坡下運動的現象. 滑體沿滑動面作整體滑動的岩土體. 滑帶滑體與滑床間的軟弱岩土夾層. 滑床滑帶下的不動岩土體. 危岩陡坡或懸崖上被裂隙分割可能失穩的岩體. 崩塌危岩體離開母岩下落的現象. 泥石流挾帶大量泥沙、石塊的間歇性洪流. 塌岸河流、水庫岸坡在水動力作用下後退的現象

⑷ 地質災害防治的工作步驟

1.查明地質災害的特徵及致災的地質環境條件

地質災害防治工程不同於一般建築工程,它是控制地質作用和改造地質體的特殊工程。工程措施的選擇、工程布置、結構設計和施工要求等都要以地質災害的發育情況及其防治要求為依據,所以必須做好勘查工作,准確查明地質災害的特徵及致災的地質環境條件,包括致災地質作用的性質、原因、變形機制、邊界、規模、活動狀態、穩定狀況、危險程度,以及所處的地質環境條件(如岩土體特性、地下水及降雨情況、地震情況等),並預測評價可能造成的危害(包括可能受災的人、物或設施的位置、數量、規模、價值及可遷移程度等)。

2.確定地質災害防治目標

地質災害防治目標包括形象目標和安全目標。形象目標是指防治對象的部位、范圍;安全目標是指經過工程防治所應達到的安全標准。明確防治目標是地質災害防治工作的重要環節。

確定防治對象的范圍,一般應以致災地質作用的活動單元為界,作整體考慮,不宜隨便切割取捨。但在總體范圍內,則應視地質災害險情的輕重緩急劃分出重點與一般,或主要與次要的不同部位,並加以區別對待。

對於防治工程應達到的安全標准,應根據所欲保護的受災對象的重要性及可撤離程度,國家的財力水平和有關的工程規范合理確定。關鍵是適度,既不能標准過低、治而無效,又不能過分追求高標准,浪費國家資金。但對一個防治對象的不同部位或不同影響方面,也可以區別對待。

3.經多方案比選確定防治工程方案

對任何一處地質災害的防治,為達到穩定變形地質體和控制致災地質作用的目的,常有多種工程方案可供選用。工程方案的選擇是否合理常常影響到防治工程的效益。因此,必須進行多方案的慎重比選,從中選出最好的方案。方案比選的依據是地質有效性、技術可行性和經濟合理性。所謂地質有效性,是指能有效地達到穩定變形地質體或控制致災地質作用的目的,而又不會引起其他不良地質後果。所謂技術可行性,是指在技術方法、施工設備、材料及施工條件等方面不存在大的困難。經濟合理性是指投資相對較低,較易承受。這三者要相互結合,綜合考慮。對於重大地質災害防治工程,需進行專門的可行性論證。

4.地質災害防治工程的施工

選擇合適的施工方法,既能順利地完成本身的施工任務,又不至於因施工擾動而對變形地質體造成新的破壞。對每種新的或有破壞性的施工方法,採用之前都要進行方法(工藝)試驗。

施工程序包括防治工程總體的階段程序和具體防治工程單元的施工程序。每處防治工程的效果並不是都能一次性預見的,防治工程對變形地質體的長期擾動效應也不一定能很快暴露出來,有時需要通過局部或前期工程實踐才能有把握地確定下一步工程的做法。所以,地質災害防治工程的施工要分階段進行,以便根據前期效果修改後期工程設計。在施工中遇到地質情況與設計所預計的不同或發生新的變化時,應及時修改設計,使施工設計或工程結構設計能適應新的地質情況。

5.地質災害及其防治工程的監測

地質災害的發展情況需要通過監測才能較准確地掌握,地質災害防治工程的效果也需要通過監測對比才能反映出來。因此,必須重視和加強地質災害監測工作,使之貫穿於地質災害防治工作的始終。監測內容應根據地質災害的性質及防治措施而定,監測方法以經濟實用為原則。監測網一經建立,就要按預定計劃持之以恆地監測,並及時整理、分析監測資料,定期進行動態評價,發現險情及時上報。

⑸ 山體滑坡地質災害施工中有幾個階段

山體滑坡地質災害施工中一般分為個階段:
1、施工組織設計;
2、人員、設備、材料准備;
3、施工階段:測量、清除、加固等;
4、竣工報告編寫;
5、驗收。

⑹ 關於地質災害防治階段問題

根據多年從事地質災害防治工作的體會,地質災害防治可以劃分下面幾個階段:①地質災害勘察階段;②可行性研究階段,地質災害規模小時可與前階段合並;③初步設計階段;④施工圖設計階段,地質災害規模小時可與前階段合並;⑤施工階段;⑥效果檢查階段。

(一)地質災害勘察

地質災害勘察是地質勘察的一種,它有其特殊性,其主要工作內容是查清災情和成災條件。災情不僅是指現在已經發生的,更重要的是對將來可能發生災情的預測。成災條件不僅是要查清地質條件,也要查清水文、氣象、地理、地震等條件。其他幾個階段的勘察內容和工程地質勘察內容一樣。效果檢查,是十分重要的一個階段,地質工程和其他工程建設一樣,必須進行效果檢查。

目前,很多單位把地質災害勘察按一般的勘察來進行。應該明確其特殊性,作為地質災害勘察,是為地質災害防治服務的。目前,這個工作的不足在於勘察中對地質災害的研究不夠,在勘察報告中對地質災害的災情論述不夠。地質災害勘察報告中應該論述的是要防治的孕災體一旦成災,可能造成的損失是多大。要進行災情預測,這一點非常重要。

(二)地質災害防治立項

地質災害勘察必須提供地質災害防治立項所需的資料,一般應從三個方面進行論證。

1.成災可能性判斷——穩定性分析

(1)宏觀判斷:根據地質、地貌形態、生物植被特徵及其發展狀況判斷。這是非常重要的一個依據;

(2)勘察評價:通過計算分析給出穩定性系數,評價孕災體的穩定性,這項工作不應該是純理論的,必須充分地吸收經驗資料,其結論必須與宏觀分析、監測分析結果對照,綜合分析判斷;

(3)監測分析:這是極重要的依據,但是監測資料必須可靠。變形監測資料不僅可給出孕災體的穩定性,而且還可以給出變形發展階段,變形體結構特徵,必要時可以採用鑽孔傾斜儀進行監測,對地面裂縫進行專門監測。

2.防治效益分析

(1)經濟效益:投資額與災情評估額之比為經濟效益,根據國內已進行的地質災害防治經濟效益分析,就我國目前的經濟實力,著者認為立項防治的經濟效益取1∶20較為合適。經濟效益分析中的難點在於:災情很難搞准。原因在於災害發生影響范圍及致災時間很難預測准確。這也是地質災害防治工作中沒有解決好的一個問題。

(2)社會效益:有一些地質災害如果發生的話,造成的經濟損失並不大,但是名勝古跡遭破壞產生的後果十分嚴重,如都江堰二王廟斜坡如果產生破壞將對都江堰構成威脅。都江堰灌溉面積已超過1000萬畝,不論經濟效益和社會效益都很大。

(3)環境效益:環境效益常常與經濟效益密切相關。環境效益論證必須與經濟效益和社會效益論證相結合進行,環境效益中的經濟效益和社會效益多數是間接的和遠景的,但在效益分析中必須考慮這個方面,而且這是很重要的一個方面。

3.方針政策依據

在地質災害防治立項決策中往往受投資制約,不可能對所有提出的符合上述條件的項目都給予資助立項,必須有所選擇傾斜。立項認可後,才能考慮防治方法。地質災害防治首先是決定防治方案。從大的方面來講,防治是包括兩個方面,一個是防;一個是治。

目前,我國對地質災害的防治在世界上還是名列前茅的。1992年國務院撥款9000萬元防治長江三峽鏈子崖危岩體和黃臘石滑坡,這在國際上是首屈一指的。而從1991年開始國家計委每年撥款5000萬元專門用於地質災害勘察和防治,現在已經立項勘察的防治工程70多項。鏈子崖危岩體、黃臘石滑坡、豆芽棚滑坡、烏江雞冠嶺崩塌已經撥款治理。實際上,中國地質災害防治已經進入了一個新的階段——工程防治實施階段,這是令人鼓舞的歷史階段。

⑺ 地質災害防治措施

對出現地質災害前兆、可能造成人員傷亡或者重大財產損失的區域和地段,縣級人民政府應當及時劃定為地質災害危險區,予以公告,並在地質災害危險區的邊界設置明顯警示標志。 在地質災害危險區內,禁止爆破、削坡、進行工程建設以及從事其他可能引發地質災害的活動。 縣級以上人民政府應當組織有關部門及時採取工程治理或者搬遷避讓措施,保證地質災害危險區內居民的生命和財產安全。
在地質災害易發區內進行工程建設應當在可行性研究階段進行地質災害危險性評估,並將評估結果作為可行性研究報告的組成部分;可行性研究報告未包含地質災害危險性評估結果的,不得批准其可行性研究報告。 編制地質災害易發區內的城市總體規劃、村莊和集鎮規劃時,應當對規劃區進行地質災害危險性評估。
《地質災害防治條例》主要確立了如下三項原則: 一是"預防為主、避讓與治理相結合,全面規劃、突出重點"的原則; 二是"自然因素造成的地質災害,由各級人民政府負責治理;人為因素引發的地質災害,誰引發、誰治理"的原則; 三是地質災害防治的"統一管理,分工協作"的原則;國務院國土資源主管部門負責全國地質災害防治的組織、協調、指導和監管工作。國務院其他有關部門按照各自的職責負責有關的地質災害防治工作
一是地質災害調查制度。由國務院國土資源主管部門會同國務院建設、水利、鐵路、交通等部門結合地質環境狀況組織開展全國的地質災害調查。縣級以上地方人民政府國土資源主管部門會同同級建設、水利、鐵路、交通等部門結合地質環境狀況組織開展本主管區域的地質災害調查,在調查的基礎上編制相應的地質災害防治規劃。 二是地質災害預報制度。預報內容主要包括地質災害可能發生的時間、地點、成災范圍和影響程度等。地質災害預報由縣級以上人民政府國土資源主管部門會同氣象主管機構發布。任何單位和個人不得擅自向社會發布地質災害預報。 三是地質災害易發區工程建設地質災害危險性評估制度。在地質災害易發區內進行工程建設應當在建設項目可行性研究階段進行地質災害危險性評估,並將評估結果作為可行性研究報告的組成部分;可行性研究報告未包含地質災害危險性評估結果的,不得批准其可行性研究報告。 四是對從事地質災害危險性評估的單位實行資質管理制度。從事地質災害危險性評估的單位,必須經省級以上人民政府國土資源主管部門對其資質條件進行審查合格,並取得相應等級的資質證書後,方可在資質等級許可的范圍內從事地質災害危險性評估業務。 五是與建設工程配套實施的地質災害治理工程的"三同時"制度。即經評估認為可能引發地質災害或者可能遭受地質災害危害的建設工程,應當配套建設地質災害治理工程。地質災害治理工程的設計、施工和驗收應當與主體工程的設計、施工、驗收同時進行。配套的地質災害治理工程未經驗收或者經驗收不合格的,主體工程不得投入生產或者使用。
五項防災措施
《地質災害防治條例》還就地質災害防治管理規定了各級人民政府必須採取的五項防災措施: 一是,國家建立地質災害監測網路和預警信息系統。 二是,縣級以上地方人民政府要制定年度地質災害防治方案並公布實施。 三是,縣級以上人民政府要制定和公布突發性地質災害的應急預案。 四是,縣級以上人民政府可以根據地質災害搶險救災工作的需要成立地質災害搶險救災指揮機構,在本級人民政府的領導下,統一指揮和組織地質災害的搶險救災工作。 五是,地質災害易發區的縣、鄉、村應當加強地質災害的群測群防工作。

⑻ 地質災害調查過程中,最困難的是什麼為什麼

地質災害調查過程中,最困難的是位置較高的地質災害開展調查。
因為,位置較高的通常植被的高覆蓋率也使得從遠處通過望遠鏡進行觀察的方式無法實現,即使是普通的衛星或無人機拍攝影像數據也會因為植被覆蓋而束手無策。為了獲取不同類型的野外數據,地質工作者需要隨身攜帶各種各樣的裝備,除了必帶的「三大件」(地質錘、羅盤和放大鏡)外,還隨身挎著照相機、GPS、捲尺、標桿、記錄本等等,身上的負重可想而知。除了負重徒步以外,地質工作者在野外還要在野外測量數據,這也是一個較為辛苦的過程。如測量大比例尺剖面時,必須得有人用捲尺一段一段地拉著測量,需要穿過荊棘密布的灌叢、淌過刺骨的河水、攀爬陡峭的山崖等等,隨時都有潛在的危險相隨。
地質災害調查在工作量和工作強度上要小於地質災害勘查。主要是將地質災害體的發育過程及其穩定性認識置於首要地位。調查過程中應盡量收集該區域內水文、氣象、地層及岩性資料,並利用簡單、易攜帶的工具和儀器進行大致測量,以此確定地質體的特徵、穩定狀態和發展趨勢,為劃分地質災害分區,論證地質災害發生的危險性提供依據。
地質災害主要是指崩塌(含危岩體)、滑坡、泥石流、地面塌陷和地裂縫等,它們是比較公認的因地殼表層地質結構的劇烈變化而產生的,且通常被認為是突發性的。

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