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地質災害工程前沿

發布時間: 2021-02-22 23:39:56

① 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。

② 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。

③ 中地地礦建設有限公司怎麼樣

簡介:中地地礦建設有限公司於2003年7月成立,公司總部設在北京,是經國家工商行政管理主管部門批准成立的有限公司,公司注冊資金3000萬元。中地地礦建設有限公司是中國地質工程集團公司(CGC)為擴大集團公司在國內工程市場的份額,基於創立「中國地質」這一品牌的設想成立的地基與基礎專業性公司。中地地礦建設有限公司傳承了中國地質工程集團公司在礦產資源勘察;水文地質、工程地質、環境地質勘查、地質災害防治等方面的專業領先優勢,在該研究領域公司和各大專業院校、研究機構進行全面的合作,國際先進水平的研究成果和先進施工方法始終使我公司站在該領域的前沿。公司擁有先進的成套施工設備和完善的施工工藝,並擁有一批高素質的施工技術人員和施工隊伍,公司聚集了一批具有敬業及創新精神的中青年業務骨幹,現有管理人員100餘人,均為專科以上學歷,其中包括:博士生2人,碩士生16人,本科生60人等,具有高級職稱25人,中級職稱46人。公司本著「以人為本」的用人理念、具有競爭力的薪資及和諧的企業文化真誠歡迎你的加盟!
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④  工程地質學的發展展望

21世紀可以預計的大型工程建設,如跨流域的調水工程、大型水電工程、深部露天采礦工程、地下工程、海洋工程等,其可能發生的復雜的工程地質問題,從理論到設計、施工實踐,從預測到防治,需要我們作為重要研究方向,在原有認識和經驗的基礎上,進一步去創新發展,與其它多學科聯合攻關。

(1)岩、土體工程地質力學的理論方法體系還應進一步發展

工程地質力學具有我國的特色,並在工程實踐中獲得了廣泛的應用。研究岩、土體穩定性中的關鍵問題,如節理面的各種工程地質特性,區域構造應力場和工程區實測點地應力場的研究,岩體穩定性的時間尺度,根據岩體變形破壞的實例建立「地質模型」等(孫玉科)。此外還應進行工程地質技術的開發研究,包括地質探測技術,岩組物理力學測試技術,岩體變形觀測技術和變形破壞模擬實驗技術等。

(2)環境工程地質將獲得迅速的發展

目前大型工程建設涉及的環境工程地質問題很多。如大型露天開采,地下開挖,深埋長隧道工程,大型水利樞紐,地下硐室,城市垃圾的處置和衛生填埋工程等的建設,就遇到前所未有的更復雜情況。如深埋長隧道工程的開挖,需要查明其所遇到的地質災害問題的形成條件和發生機理,作出科學的評價預測。大型水域水岩相互作用導致水庫誘發地震、庫岸崩滑、大壩潰決、水庫淤積、大面積環境惡化等問題。水庫誘發地震產生的可能性及發震強度的預測難度較大。現中國學者建立了兩種震級預測的神經網路模型,具有較高的預測能力。新的動向是引入突變理論,分析水庫誘震機制,建立誘震的充要條件判據和地震能量的表達式,提出斷層帶弱化和岩體軟化效應誘震的新假說。

當前環境工程地質的研究又進一步延伸向環境地質工程,即主要研究解決和處理地質環境問題的假說和方法。90年代國際環境地質工程的熱點領域是各國城市化和資源開發中固體、液體、氣體廢棄物的排放、填埋處理以及與城市工程建設有關的環境工程問題研究。總體來說,環境工程地質還有些基本問題,如工程環境影響場問題,工程建築的適應度與環境靈敏度之間關系問題,環境容量問題,監測技術、環境綜合分析及反信息技術等問題的研究還有待深入。

(3)區域地殼穩定性的研究

目前應進一步加深對影響和制約穩定性因素的認識。如何分析、確定和量化這些因素,直接關繫到區域地殼穩定性評價由定性到定量方向發展的問題。近來有用分數維理論描述斷裂和地震的分形結構,耗散、渾沌和協同學等用以描述地殼結構及其動態之自組織過程及探討其內部的相關性。但這些探索尚處於初始階段。此外在技術方法方面,應大力開展深部探測、監測、遙感、計算機、制圖技術和深部地應力測試技術等應用研究,提高區域地殼穩定性諸因素的時空變化的量測精度。

工程地質學發展至今日,需要與現代系統科學理論思維相結合,尤其是非線性科學對於工程地質學的提高和發展具有重要意義。黃潤秋根據系統科學原理結合工程地質的應用與實踐,提出了工程地質問題的系統分析原理。應用這些原理可以建立地質過程的機制分析-定量評價,建立過程地質模型和模擬再現,建立過程地質分級、分類系統,認識過程地質體(或環境)和人類活動相互作用,認識災害地質作用發展過程,描述地質體復雜的結構和工程地質問題過程,研究過程預報等。在工程地質學拓展到地質工程的新領域時,做好施工監測與信息反饋,這就是以監控-反饋原理為核心指導思想的「信息化施工」。總之,系統科學的引入,必將把傳統的工程地質學推向新的階段和新的水平。

主要參考文獻

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⑤ 地質災害的應急處置

突發性地質災害的誘因絕大部分是強降雨。每年汛期地質災害造成的人員傷亡和經濟損失佔全國的80%以上。

地質災害的應急處置包括編制應急預案和進行應急治理等。

在汛期,特別是5~9月的主汛期,通過加強巡迴檢查,及早發現地質災害前兆,根據出現的前兆劃定地質災害的危險區,並在危險區邊界設置警示標志,採取工程治理或搬遷避讓措施,通過預防和治理,達到避免和減少人員傷亡和財產損失的目的。

對那些危害性大,危險性大的重要災害隱患點,應在汛前施工必要的簡易阻排水工程和削坡減災,壓腳工程等。並預選好應急避讓的安全地點和撤離路線,保護供水供電設施安全等。地質災害應急處置工作,往往具有時間緊、任務重、責任大、投資少、在短期內減災效果明顯等特點。

3.4.1 地質災害應急處置工作現狀

地質災害應急處置已成為各級政府關注的頭等大事。它是保障地方政治、經濟發展的戰略基礎。通過汛期地質災害應急處置,保護人民群眾的生命財產安全,是政府實施「以人為本」思想的戰略舉措。已開展的地質災害應急減災工作主要有以下幾方面:

(1)編制與落實地質災害防災預案

為預防和減輕汛期地質災害,根據《中華人民共和國防洪法》和《各省汛期地質災害防災預案》,各省(區、市)地質環境監測總站每年編制主要針對崩塌、滑坡、泥石流、塌陷等對人類活動構成危害的突發性地質災害的汛期地質災害應急防災預案。目前,全國各省(區、市)已陸續編制了全省地質災害防災預案。

部分省區對地質災害嚴重的地區開展了突發性地質災害群防群測工作。2002年汛期四川省暴雨頻繁,年初由四川省國土資源廳編制的2002年地質災害防災預案列出的161處主要地質災害隱患點均受到暴雨影響。為使災害損失降到最低限度,加強了地質災害群測群防工作的指導性和針對性。省廳還先後20多次派出專家工作組,分赴全省地質災害多發區開展汛前地質災害巡迴檢查。

浙江省認真落實險情巡查制度和防災預案,對地質災害隱患點逐一排查,僅溫州市就排查了1104個地質災害隱患點,各災害點都落實了防災預案。

陝西省地質環境監測總站成立了「蘭花花」地質災害防治科普服務隊,深入地質災害易發區,大力宣傳地質災害防治知識,增強了群眾的防災減災意識。

(2)建立汛期地質災害應急指揮系統

為提高各級國土資源主管部門在汛期地質災害防治方面的應急反應能力,更好地落實地質災害防災預案、險情巡查、汛期值班、災情速報等汛期防災制度,盡最大努力將地質災害造成的損失降低到最低程度,國土資源部決定建立全國汛期地質災害防治應急指揮系統。國土資源部一名副部長擔任全國汛期地質災害防治應急指揮部指揮長,國土資源部辦公廳、地質環境司、規劃司、財務司、中國地質調查局、中國地質環境監測院等單位負責人為指揮部成員。

防禦台風期間,國土資源部門人員24小時值班,落實責任制,把任務分解到人。各縣(市、區)國土資源局都成立了應急小分隊,整裝待命,隨時准備應對突發災害事件,配合當地政府做好受災群眾的安置工作。國土資源部門還准備了充足的抗災物資,遇到緊急情況,應急小分隊立刻以最快的速度投入到抗災搶險中。據悉,由於防災措施及時、充分,16號台風登陸期間,福建省發生滑坡、崩塌等地質災害635處,浙江省也發生108起地質災害,但均無人員傷亡。

2002年6月24日,位於河南省信陽市新縣城區向陽新村的一處滑坡體因大雨誘發產生數條裂縫,滑坡前沿地表水平錯位35cm,垂直位移20cm,部分居民房屋牆壁出現裂縫、凸起,整個滑坡體出現臨滑徵兆。該滑坡體由長約100m,寬30多m的花崗岩風化破碎體組成,地處居民稠密區,直接威脅百餘戶居民房屋、近千人的生命財產安全,滑坡一旦發生,後果不堪設想。群眾報險後,河南省國土資源廳、河南省地質環境監測總站、市、縣國土資源主管部門以及縣政府先後趕赴現場調查災情,及時研究採取了應急防災措施,人員無一傷亡,並避免了巨大財產損失。

(3)應急勘查及應急治理工程

在「以人為本」思想指導下,為了減少人員傷亡,減少經濟損失,少花錢、多辦事,我國政府實施了一些民心工程,應急勘查與治理了一些危害性大的地質災害。1998年以來,國家實行政府投資和地方自籌資金相結合,完成應急勘查項目7項、應急治理項目32項(表3.14),安定了人心,促進了社會穩定,取得了顯著的社會效益、經濟效益和環境效益。

表3.14 我國地質災害應急治理工程一覽表

3.4.2 應急治理的方法及特點

地質災害應急治理以滑坡、泥石流災害為主。應急治理之前,須進行必要的應急勘查。

3.4.2.1 應急勘查

(1)應急勘查的特點和方法

地質災害應急勘查不同於一般勘查,必須以救災為中心,圍繞亟須解決的問題來確定勘查的目的和任務,做到工作目標明確、具體。地質災害應急勘查技術必須要有針對性,突出快速、簡單和准確的特點,盡量節約時間和費用。應急勘查的主要手段包括遙感解譯、地質測繪、物探、山地工程等。

地質災害應急勘查,要初步查明災害的規模、性質、特點、類型及其危害程度,分析地質災害體的穩定性和發展趨勢,分析影響災害點穩定性的一般因素、關鍵因素、觸發因素,進而提出應急治理方案。

(2)舉例

內蒙古自治區扎蘭屯市東山泥石流應急勘查,工作費用15萬元,勘查工作量如表3.15所示。通過勘查,初步查明了東山溝流域1.31km2的地形地貌等地質環境條件,重點對流域基本特徵、泥石流形成條件和特徵進行了詳細研究,對固體物質來源進行實地調查,對固體物質量進行了估算。東山溝流域共有四條溝谷具備發生泥石流的條件,估算鬆散固體物質414.46萬m3,其中可移動鬆散固體物質135.7萬m3,泥石流重度為17.6kN/m3。溝口100年一遇的泥石流流量為69m3/s,50年一遇的為53m3/s,20年一遇的為41m3/s。經收集研究有關資料和實地勘查,對設計參數(重度、流速、流量)進行了計算。在此基礎上,提出了採取以穩定谷坡和排導為主,主支溝治理相結合,工程治理與生物水保措施相結合,行政和法規管理相配合的綜合治理方針。

表3.15 內蒙古自治區扎蘭屯市東山泥石流勘查工作量一覽表

由表3.16可知,廣西永福縣鳳山滑坡應急治理等6項應急治理工程總投入628萬元,平均105萬元/項;總保護財產2.26億元,投保比為1∶36;總保護人數10695人,平均保護人數1782人。

又如:湖南省綏寧縣地質災害應急處理項目投入資金83.33萬元,其中中央財政補助資金70萬元,省財政補助資金15萬元。初步解除了綏寧縣鵝公鄉劉家村楊家滑坡及泥石流等10處地質災害的危險,保護了238戶953人145棟房屋的生命財產安全,幫助當地群眾克服了「6.19」特大山洪災害影響,改善和部分恢復了當地群眾的生產、生活條件,使他們能夠安居樂業,發展經濟。這些防治工程在2002年汛期很好地抵禦了地質災害的侵襲,雖然5~6月份當地集中降雨數次,但泥石流溝中的碎屑物質被牢牢穩住,居民房屋安然無恙。

江西省共對265處地質災害危險點進行了應急治理,投入資金2250.1萬元。

⑥ 我國地質勘查現狀與成就

一、地質找礦成效顯著

新中國成立初期,經濟建設需要優先發展重工業,地質工作的首要任務是找礦,為礦業迅速崛起服務。廣大地質工作者為國家經濟建設做出了巨大的歷史性貢獻。大慶油田的發現,使我國甩掉了貧油的帽子。白雲鄂博稀土—鐵礦、攀枝花釩鈦磁鐵礦、德興銅礦等一批大型—超大型礦床的勘查,為我國原材料工業體系的建設奠定了基礎。地質礦產工作在經濟建設和社會發展中發揮了先行和重要的基礎支撐作用,為建立我國獨立的比較完整的工業體系提供了資源保障。近年來,尤其是地勘隊伍管理體制改革以來,實行公益性與商業性地質工作分體運行,探索構建地質找礦新機制。國務院批准實施新一輪國土資源大調查,取得重大進展。在西南「三江」、雅魯藏布江等重點成礦區帶形成了一批大型、超大型礦產資源後備勘查基地。海域和陸地新區油氣及新能源調查取得新發現,對全國礦產勘查發揮了重要的引導作用。截至2009年底,我國現已發現171種礦產資源,查明資源儲量的有159種,已探明的礦產資源總量約佔世界的12%,居世界第三位。

國土資源大調查以來,發現和評價了一批大型、超大型後備勘查基地,對全國礦產勘查發揮了重要的引導作用。通過國土資源大調查的實施,新發現礦產地800餘處,其中大型以上60處。新增一批重要礦產資源量(333+3341):鐵礦石20億噸、銅4054萬噸、鉛鋅9518萬噸、錫300萬噸、鎢69萬噸、金1278噸、鉀鹽7124萬噸。

大調查充分發揮在地質找礦中的先導作用,一批重大發現引導社會資金及時跟進。在華北陸塊成礦區形成了100億噸的鐵礦資源遠景區,在岡底斯成礦帶形成了2000萬噸以上的銅礦資源遠景區。勘查了西藏驅龍銅礦、雲南普朗銅礦、遼寧大台溝鐵礦、安徽泥河鐵礦、四川砂西銀鉛鋅礦、新疆羅布泊鉀鹽、遼寧青城子金礦、青海大場金礦等一批具有示範意義的大型超大型礦床,評價了新疆白乾湖鎢錫礦、西藏金達鉛鋅銀礦、湖南騎田嶺錫礦、豫西南鉛鋅銀礦、閩中鉛鋅礦等一批重要資源富集區。

目前,新疆羅布泊鉀鹽已開發形成生產基地,滇西北銅礦和西藏驅龍銅礦也在規劃開發中。新疆伊犁、吐魯番、內蒙古二連等盆地可地浸砂岩型鈾礦有望形成新的能源資源基地。

通過以大調查為先導的礦產勘查工作,深化了對16個重點成礦區帶地質背景、成礦規律認識,確定了新疆祁漫塔格、西天山、西南天山烏拉根、內蒙古二連—東烏旗等10處資源遠景良好的重點找礦工作區,和西藏班公湖—怒江(銅鉛鋅多金屬)、揚子周緣(揚子型鉛鋅礦)、華北陸塊(鞍山式鐵礦)三個新的重點成礦區帶,提出了東北松遼盆地外圍、西北銀額盆地、西南中上揚子盆地和青藏高原羌塘盆地等四大油氣資源新區。

二、基礎地質工作程度明顯提高

基礎地質調查與研究程度明顯提高,為經濟社會發展提供了重要的基礎數據,實現了中比例尺陸域區域地質調查全覆蓋,獲取了海量的區域地球物理和地球化學數據。地質科技創新能力顯著增強,為提升對地球的認知和探測能力提供了有力保障。

為資源勘查、重大工程建設提供了重要基礎資料。1:25萬區域地質調查(含實測和修測)完成470萬平方千米,為陸域面積的49%,中比例尺區域地質調查實現陸域全覆蓋。1:5萬區域地質調查完成24.2萬平方千米,累計完成204萬平方千米,為陸域面積的21%。

1:100萬區域航磁調查和區域重力調查基本實現我國陸域覆蓋。1:20萬區域重力調查完成106萬平方千米,累計完成400萬平方千米,為可測面積的45%。1:20萬航磁調查完成80萬平方千米,累計完成540萬平方千米,為可測面積的58%。1:50萬區域化探完成33萬平方千米,累計完成135萬平方千米,為可測面積的16%。1:20萬區域化探完成99萬平方千米,累計完成559萬平方千米,為可測面積的74%。1:25萬多目標區域化探完成160萬平方千米,為可測面積的36%。

三、海洋地質調查取得重大突破

成功實施我國天然氣水合物鑽探井,獲取天然氣水合物實物樣品,初步預測我國南海北部陸坡天然氣水合物遠景資源量為185億噸油當量。開展海洋油氣新區調查,在南海北部發現厚度超萬米的新生代沉積地層,東海陸架盆地南部存在侏羅系一白堊系含油氣系統,具有良好油氣勘探前景。1:100萬永暑礁幅、南通幅海洋區域地質調查示範圖幅的完成,為全面開展我國管轄海域區域地質調查奠定基礎。

四、地下水資源勘查評價取得重要進展

完成新一輪全國地下水資源評價和北方主要盆地平原區地下水及其環境問題調查評價,查明全國地下淡水天然補給資源約為每年8840億立方米,地下淡水可開采資源為每年3530億立方米。西部嚴重缺水和地方病地區地下水勘察,解決了1150多萬人飲水難題。鄂爾多斯盆地地下水資源勘查,為國家能源化工基地評價了43處大型、特大型遠景水源地。初步查明西南岩溶石漠化現狀,建立了80多處地下水開發和石漠化綜合治理示範工程。開展長江、黃河、淮河等大江大河流域環境地質調查,為區域經濟規劃、環境保護和建設提供了基礎資料。

五、重點地區地質災害監測預警體系初步建立

地質災害調查、監測與預警工作成效顯著,為預防和減輕地質災害提供了重要基礎。相繼開展了國家級和省級地質災害預報預警工作,初步建立了重點地區地質災害專業監測和群測群防的監測預警體系。

完成了1640個山區丘陵縣(市)地質災害調查,初步摸清了10多萬處地質災害隱患的分布,圈定了防治地質災害的重點區域。在西南山區、西北黃土高原和湘鄂桂等地質災害高發區,開展62個縣16平方千米的1:5萬地質災害調查。建立了群專結合的地質災害監測預警示範區,推進群測群防預警體系的建立和全國汛期地質災害氣象預報的開展,2003~2008年共成功預報地質災害3500起。在長江三角洲地區、華北平原、汾渭地區開展了地面沉降和地裂縫調查,初步建立了專業監測網路。完成全國重要礦山環境調查評估11萬個,初步摸清了礦山環境現狀,為礦山環境治理和土地復墾提供了依據。

六、地質工作服務領域進一步拓展

多目標地球化學調查首次系統地獲得了31個省(區、市)160萬平方千米土地54種元素指標的高精度數據。全面調查了我國土地質量狀況,取得了農田、河流、城市、湖泊濕地、淺海等生態系統的區域生態地球化學評價成果。開展全國土地質量地球化學質量評估,對土地進行地球化學等級劃分,在科學合理施肥、名優特農產品開發、地方病防治、環境保護、礦產資源潛力評價、第四紀基礎地質研究等方面獲得廣泛應用。

城市地質調查系統查明了上海、北京、天津、南京、杭州等重大城市的地下三維地質結構,獲得了地球物理、地球化學、地面沉降、地下水開采等數據,對地下空間開發地質環境適宜性進行了評價,建立了城市三維可視化的地學信息管理和服務系統,為城市規劃、地下空間利用、工程建設、災害防治等提供了重要支撐。

七、原創性地質科技成果豐碩

地質調查的科技水平不斷提高。共有2個項目獲國家科學技術進步一等獎,6個項目獲國家科學技術進步二等獎,28個項目獲國土資源科學技術一等獎。青藏高原深部地殼結構與構造演化、高原隆升與古氣候變遷等科學問題的研究取得重要進展。中國大陸岩石圈三維結構研究,首次全面系統地劃分了中國岩石圈構造單元,揭示了岩石圈三維結構及演化規律。長興、宜昌等8個「金釘子」剖面獲得世界地層委員會和國際地科聯的批准。以熱河、關嶺生物群為代表的古生物研究進入世界前沿,在Nature和Science發表論文6篇。編制出版了數十種全球、洲際、全國及區域性地質、地球物理、地球化學、礦產、水文地質等系列圖件。區域成礦理論研究、找礦模型研究和成礦體系、深部地質與結構探測、鹽湖地質與鹽湖資源、岩溶與環境地質等領域的研究取得顯著進展。

自主研發了多台套地質調查急需的勘查儀器裝備,成功構建了深部找礦勘查綜合技術體系。集成了一套實用的航空重力勘查系統,自主研製具世界先進水平的航空氦光泵磁力儀,引進集成了實用化高精度機載POS系統,研製了手提式高靈敏度井中X射線熒光儀,攜帶型近紅外光譜儀、輕便普查型幅相儀系統和井中高精度質子磁力儀樣機,全液壓動力頭岩心鑽機,實現了空中—地面—地下立體勘查技術體系。特殊景觀區化探系列方法技術在地質調查中發揮了重要作用,淺覆蓋區機動淺鑽—化探方法技術體系成功實現了1:5萬填圖和異常查證工作。突破了航天高光譜—航空高光譜—地面攜帶型近紅外光譜儀—高光譜填圖技術等立體光譜探測重點環節的關鍵技術。遙感異常提取技術體系和干涉雷達地面沉降監測技術體系,成功在全國礦產潛力評價和地面沉降監測中得到應用。地球化學塊體理論、76種元素地球化學填圖技術和深穿透地球化學勘查技術的研究進展,使我國區域化探研究繼續保持世界領先地位。自主研發的鑽具和護孔材料成功地承擔了大陸科學鑽探任務。難選冶銅、金、鐵等礦產資源利用和尾礦二次利用方面取得了顯著效果。

八、地質調查「走出去」初見成效

積極參加國際地科聯、國際原子能機構、國際海底管理局、CCOP等國際或地區性地學組織活動,與美國、加拿大、荷蘭、俄羅斯、印度等26個國家的地調機構建立了合作關系。牽頭組織亞洲地質圖、亞洲水文地質圖、亞洲中部及鄰區等國際合作編圖,開展跨境成礦帶成礦作用與成礦規律對比研究,提出可供境外勘查開發的成礦遠景區建議。建立完善了全球礦產資源資料庫,收集了全球31個國家較完整的地質礦產信息、全球46萬余條礦產地數據、20萬個礦山信息、2000多家礦業公司信息;7000餘條主要礦產的儲量、產量和消費量數據以及境外投資環境和礦業法規等信息;已發布全球12個重要資源國家國別報告,並為國家政府部門、研究機構、省(區、市)地勘局和礦業公司等160餘家單位和部門提供了境外地質礦產部分圖文數據服務。

九、公益性地質資料社會化服務邁出重要步伐

數字化圖文地質資料全文上網累計8000餘種,網上提供數據產品25種,資料數據目錄11萬種。網站訪問量從2006年的2.8萬人次上升到2008年的11.3萬人次,增長近4倍。數據產品訪問量由2006年的4萬人次上升到2008年的30萬人次,增長7.6倍。

2008年接待到館閱者以及電子郵件接待閱者12萬人次,是2001年的18倍。借閱資料份次是2001年的12倍。中央提出擴大內需促進經濟平穩較快發展的重大決策後,為重點工程施工設計單位提供報告復印13萬頁,電子圖件復制1500幅,數據量24.8GB。

⑦ 地質環境與地質災害

隨著經濟的快速發展,生態環境變化日益引起人們的關注。自然災害不斷發生,使人類的生存和發展受到了嚴重的威脅。監測環境、保護環境和防治災害,提高人類生活質量,成為當代地球科學研究的重要前沿領域。為此,國土資源部加強了對造成環境變化的自然作用與人為作用影響的綜合研究,建立和開發了區域性環境監測預警系統,不斷提高對環境變化和自然災害的預測能力。

洞庭湖地區地質環境調查及治湖對策研究

運用考古學、第四紀地質學、新構造運動理論,綜合研究了洞庭湖區地殼沉降,確認湖區內存在不均衡的地殼沉降,進而進行了合理沉降分區,為規劃防洪工程及蓄洪垸區的布置指明了方向。運用遙感與計算機技術,准確計算出洞庭湖的湖泊面積、湖容量與湖邊界等基礎數據;採用綜合打分法對洞庭湖區防洪工程基礎穩定性作出了評價;建立了東洞庭湖、南洞庭湖湖底高程變化量與泥沙淤積厚度及地殼沉降量的平衡方程,預測了2010年和2034年湖區的空間形態特徵和泥沙淤積特徵;首次建立了洞庭湖地區綜合地質環境概念模型,認為現有的洞庭湖湖域由於被防洪大堤所圈定,當城陵磯水位達32米以後,調蓄洪功能主要取決於防洪大堤高度與城陵磯水位的差,即「杯子原理」,差值越大,湖蓄洪能力越強。本次研究將洞庭湖區洪澇災害綜合治理劃歸為8個治理區,並提出了平垸行洪、動態蓄洪、疏浚

河道等具體治理規劃方案。

九寨溝上季節海(枯水期)

⑧ 地質災害減災防災實例

一、地質災害概況 二、地質災害危險區減災防災預案 三、地質災害易發區防災減災對策 四、地質災害防災預案的落實為切實做好2003年汛期地質災害防治工作,最大限度地減少或避免地質災害給人民生命財產造成的損失,根據《國務院辦公廳轉發國土資源部建設部關於加強地質災害防治工作意見的通知》(國辦發〔2001〕35號)和《地質災害防治管理辦法》(國土資源部第4號令)精神,特編制本預案。 一、地質災害概況 我市地處魯中山區北側,山區與平原交接地帶,地形地貌變化較大,地質構造復雜,黃河橫貫全區。受人類工程活動及自然因素的影響,區內地質災害時有發生。區內主要地質災害類型有:岩體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫等。地質災害分為易發區和危險區。易發區包括歷城區西營、柳埠、高而、彩石、王舍人等鄉鎮的27個崩塌易發區、6處滑坡易發區、11個泥石流易發區和市區東郊1個地裂縫易發區。危險區包括歷下區燕翅山崩塌和滑坡、歷城區西營鎮林枝滑坡、歷城區西營鎮閣老滑坡、歷城區西營鎮積米峪滑坡、歷城區彩石鎮西嶺後滑坡、歷城區柳埠鎮杜家村滑坡、長清區張夏鎮梨棗峪滑坡、章丘市垛庄鎮上射垛泥石流、歷城區西營鎮八十崖村泥石流、槐蔭區濟南第二糧庫及附近居民房地裂縫。 二、地質災害危險區減災防災預案 (一)滑坡危險區防災預案 1.地質災害現狀。山體滑坡主要分布於南部山區,近年共發生滑坡18處,其中7處滑坡被劃為危險區。 歷下區燕翅山崩塌和滑坡:燕翅山位於濟南市歷下區政府駐地南部,姚家鎮姚家村西南,東經117°04′15″—117°04′29″,北緯36°39′31″—36°39′40″山體呈北東—南西向。佔地面積約0.28km2,海拔高程198m,相對高差80多米。 燕翅山地貌類型屬剝蝕殘丘。主要岩性為:奧陶系石灰岩和燕山期侵入的閃長岩,山麓地帶堆積第四系坡殘積物和近期人工堆積的雜填土。山體上部為奧陶系石灰岩,閃長岩則以岩床的形式隱伏於石灰岩之下。在奧陶系石灰岩與閃長岩交接帶附近富集有矽卡岩型鐵礦礦床。奧陶系灰岩受火成岩侵入的影響,岩層產狀較為凌亂,總體岩層走向為250°,傾向340°,傾角34°—37°。在硯泉的東側發育有一條北北東—南南西向的正斷層。 由於歷史上采礦削坡等人為活動,1998年2月山體局部發生崩塌。目前山體西北側已形成滑塌體,滑塌體滑向320°,所處的山坡坡角37°,前緣扇面寬340m、扇面平均寬度210m、垂直高度67m、從前緣到後緣的水平距離88.9m、滑動距離0.45—1.3m,體積約21.10萬方。滑塌體前、後緣與滑塌體內已出現18條寬度不等的山體裂縫,其中:3條主裂縫長40—210m,裂縫最大寬度1.6m,最大可見深度9.4m。由於人工開挖山體坡角,在山體北、西、南3面均形成了臨空面(即:陡崖),山體北側高度40m、西側21m,南側(窯頭小學及西側民房(二層樓)的北部)9.1m。臨空面岩石風化強烈,節理裂隙發育,破碎。山體周圍5處礦渣、生活及建築垃圾堆,構成不穩定邊坡(其中:1號位於硯泉東,2號位於1號南鄰,3號位於姚家小學西南,4號位於窯頭小學北,5號位於省高檢院東),邊坡坡度34°—37°,邊坡高度12—26m不等。 受滑塌體與渣體滑坡威脅的單位有姚家村、窯頭村、警官學校、市城管局宿舍樓、省高檢院、省航空大廈和歷下區建委宿舍共涉及住戶210戶,1225人。 監測、預防責任單位:歷下區姚家鎮政府。 歷城區西營鎮林枝滑坡:位於林枝村東,東經117°1′4″,北緯36°30′43″,滑坡體由太古界變質岩風化殘坡積層組成,地形坡角42°。滑體後緣裂縫寬23cm,長約32m,走向NE48°,滑向SW240°,滑距0.40m。滑體長50m,寬52m,厚度20m,總體積約5萬m3。滑體前緣居民2戶,共計7人。 監測、預防責任單位:歷城區西營鎮政府。 歷城區西營鎮閣老滑坡:位於歷城區西營閣老村東南,東經117°3′41″—117°3′46″,北緯36°28′6″,滑體長370m,寬300m,厚度88m,總體積約880萬m3。滑坡滑動面大於30°動力以牽引式為主,滑動速度慢。初滑時間為1940年前後,當時滑坡後裂縫僅1m,到2001年4月已擴展至17.9m,平均擴展速度為0.26m燉a。滑體前緣居民17戶,共計69人。監測、預防責任單位:歷城區西營鎮政府。歷城區西營鎮積米峪滑坡:位於歷城區西營鎮積米峪村,滑坡體傾向北東,傾角35°,前沿滑距4.2m,滑坡體總體積30萬m3,首次滑動造成5間民房不同程度的破壞,受滑坡威脅的居民進行了搬遷避讓,現階段滑坡仍不穩定。 監測、預防責任單位:歷城區西營鎮人民政府。 歷城區彩石鄉西嶺後滑坡:位於東經117°16′13″,北緯36°33′27″,滑坡體屬變質岩風化坡,滑坡體總體積0.19萬m3,受威脅居民3戶,共計11人。 監測、預防責任單位:歷城區彩石鄉人民政府。 歷城區柳埠鎮杜家莊滑坡:位於杜家莊村北路東,東經117°14′56″北緯36°23′17″,該滑坡體由寒武系張夏灰岩組成,裂隙發育,滑向285°,滑體傾角70°-80°,滑坡後緣裂縫31cm,可見深度1.4m,滑距0.7m,滑坡體南北長50m,東西寬5—15m,厚25—30m,總體積約1.38萬m3。現在滑坡體前緣有居民1戶5人,滑坡除威脅這戶居民的生命財產安全外,還直接威脅著進出村的行人及車輛安全。 監測、預防責任單位:歷城區柳埠鎮人民政府。 長清區張夏鎮梨棗峪滑坡:滑坡體分兩個小滑坡,1號滑坡體長約30m、寬15m、厚5m、約0.225萬m3,滑坡底面為寒武系徐庄組紫色頁岩,滑坡體以較破碎的張夏鮞狀灰岩為主,滑向北西。2號滑坡長約100m、寬約70m、厚度大於5m、約3.5萬m3,滑坡體滑坡裂縫有內、外三條,呈三級滑坡台階,後緣裂縫0.3一1.0m不等,滑坡方向南西。現階段受滑坡威脅最嚴重的10戶居民已搬遷,如滑坡突然下滑,還將有30畝土地(包括作物)被破壞。 監測、預防責任單位:長清區張夏鎮人民政府。 2.滑坡致災原因分析。滑坡發生在寒武系徐庄組、饅頭組頁岩山體及上覆張夏組石灰岩地層或變質岩體風化層,屬順坡切層滑坡。滑坡前緣均有居民挖山平地建房或因修道路開挖山坡,據測量,滑坡前緣垂直挖坡3一10m不等,導致邊坡失穩產生拉張裂縫,降水隨裂縫滲入岩體,軟化頁岩,裂縫逐漸延伸擴大,形成滑動面,在連續降雨或大暴雨之後,山體自重增大,岩體軟化,沿潤滑的滑動面下滑,產生滑坡。 此類災害與人類工程活動緊密相關,臨坡挖坡建房、修路,破壞植被開墾是災害產生的前提條件,岩體自身物理力學特性(風化、軟弱夾層等)是災害產生的內在原因,大氣降水是災害產生的誘導因素。 3.減災防災對策。一是建立群測群防體系,定人定時監測,雨季加密監測;二是由於各滑坡體目前處於不穩定狀態,當地政府應迅速採取避讓措施,以免造成危害;三是堵塞滑坡裂縫,在後緣開挖排水溝,防止雨水沿裂縫下滲;四是加強防災教育,使受災群眾在災害突發時掌握自救方法;五是對滑坡實施24小時值班監測,並在滑波前緣設明顯警示牌,使過往行人、車輛等嚴加防範;六是在滑坡前緣堆石壓腳,嚴禁在滑坡前緣取土;七是在滑坡適當地段進行減荷卸載,降低滑坡規模。 (二)泥石流危險區防災預案 1.地質災害現狀。全市共發現13處泥石流隱患點,其中2處泥石流地質災害危險區:章丘市垛庄鎮上射垛泥石流危險區和歷城區西營鎮八十崖村泥石流危險區。 章丘市垛庄鎮上射垛泥石流:位於垛庄水庫上游射垛溝,溝底寬30一50m,多為楊、柳林或柴草堆積占據,溝坡為高陡的變質岩風化坡或殘坡積物堆積坡,溝谷源頭區低山環繞,構成一個近似封閉的匯水盆地,出口寬不足百米,下連深切谷(射垛溝),匯水面積約3km2,匯水區內大部分為砂礫質荒坡,西南隅為鑿山工程棄渣堆積,該危險區直接威脅著沿溝上、中、下射垛村的安全。 監測、預防責任單位:章丘市垛庄鎮政府。 歷城區西營鎮八十崖村泥石流:處於低山區,地理坐標:東經117°15′14″,北緯36°27′52″,地形坡度45°-52°,山勢陡峭。出露地層為太古界變質岩,岩體表面節理、裂隙發育,風化強烈,殘坡層厚度30厘米,局部厚度可達1米。由於村莊沿沖溝而建,房屋侵佔河道嚴重,因此,該村仍存在泥石流隱患。目前該村受威脅居民14戶,共58人,已基本搬遷完畢。 監測、預防責任單位:歷城區西營鎮政府。 2.致災原因分析。泥石流一般在具備一定匯水、碎泥石物質、較大勢能等條件下產生。如:章丘市垛庄鎮上射垛村泥石流形成區為四面環山近似封閉的匯水盆地,在匯水面積3km2范圍內僅有不足百米的出口,為泥石流的產生提供了場所條件;區內岩性為泰山群變質岩,岩石風化強烈,岩體破碎,植被稀少,且在西南隅為鑿山工程棄渣堆積,為泥石流的產生提供了物質基礎;區內地勢陡峻,高差對比大,為泥石流提供強大的勢能。上射垛泥石流潛在區強烈的地表徑流,為泥石流的產生提供了動力條件,強烈地表徑流來源於暴雨。因此,該區若遇強的降水過程,將快速匯水至狹窄出口,產生泥石流。 3.減災防災對策。針對該泥石流形成條件應採取以下幾點防治措施:一是對陡坡地段退耕還林,植樹造林。對坡度較小地段可改坡田為梯田;二是在山坡截水,修築分洪溝,支護易坍塌坡面;三是沿溝修建攔擋調節工程,延緩泥石流下瀉速度或徹底阻擋泥石流前進;四是建立泥石流預防、監測體系,建立群測群防監測網路和警報系統,明確汛期值班人員,對泥石流產生時間、空間、強度進行預報,加強行政管理,形成抗災、救災、執法行政管理系統;五是對難以實施治理工程的泥石流危險區,採取必要避讓措施。 (三)地裂縫危險區防災預案 1.地質災害現狀。今年在我市發現1個地裂縫危險點:槐蔭區濟南第二糧庫及附近居民房地裂縫危險區。 濟南第二糧庫及附近居民房地裂縫:位下濟南市槐蔭區槐蔭街69—143號。該區域地裂縫開始於5月中旬,到目前為止,濟南第二糧庫及附近居民房共計發現120處裂縫(其中濟南第二糧庫約100多處,附近居民房有20餘處)。所有裂縫的開裂狀態均為斜裂,呈雁行式平行排列,裂縫長1—6m不等,寬度在0.1—7.5cm,傾角60°左右。 2.致災原因分析。在濟南第二糧庫的東北鄰方向,有一處建築施工工地,在基礎施工中,經濟南水務局批准施工了20個降水井配合降水,5月13日開始降水,60日完成,總降水量24萬方。據初步分析,可能是由於大量抽取地下水,使局部地段地基土的承載力下降,產生不均勻沉降所致。 3.減災防災對策。針對糧庫及居民房開裂的現狀,建議採取以下幾點防治措施:一是加強房屋裂縫的監測工作,特別是在汛期要加密觀測;二是在濟南第二糧庫院內進行第四系地下水的系統水位觀測;三是做好人員避讓及糧食的移倉工作;四是盡快對所涉及區域(槐蔭街69—143號)及其附近地區的地裂縫地質災害進行勘察論證。 三、地質災害易發區防災減災對策 (一)以崩、滑、流為主的地質災害 1.基本情況及威脅對象。目前已發現歷城區柳埠、西營、高而、彩石4鄉鎮共45處地質災害易發區,受威脅居民166戶,計652人。其中崩塌易發區27處,受威脅居民66戶,計263人;滑坡易發區6處,受威脅居民23戶,計94人;泥石流易發區11處,受威脅居民77戶,計295人(詳見附表)。該類地質災害致災地質條件已經具備,在汛期瞬時降水量較大及人為工程誘發條件下,有產生地質災害的可能。 2.預防措施。一是設立地質災害易發區警示牌;二是建立群測群防體系,定人定時監測,雨季加密監測,發現險情及時上報;三是對小型崩塌、滑坡體實施人工排險;四是當地政府應迅速採取必要避讓措施,將附近居民搬遷至安全地帶,對於難以實施搬遷的,根據監測結果,制定好撤離計劃。 (二)市區東郊地裂縫 1.災害基本情況。1988年至1991年在濟南市東郊陳家張馬至冷水溝一線發生地裂縫,造成50間房屋破壞,導致直接經濟損失達50萬元以上;1997年5月23日15時,歷下區姚家鎮賢文庄一民宅發生嚴重沉陷,直接經濟損失達10萬元;1999年以張馬屯為中心,西起大辛庄—八間堡,南至工業南路,東到王舍人—裴家營一線,北到洪家園—孟家莊—西沙河,南北長8km,東西寬6km,面積約50km2范圍內的4500餘間房屋出現不同程度的開裂,受災居民1100多戶,經濟損失達數千萬元。 2.地質災害致災原因分析。該區是東郊水源地主要取水地段,日取水量達20萬m3燉d以上。過量開采地下水使本區地下水位變化頻繁且變幅較大,導致岩溶發育發展。另外,區內廣泛分布有黃土,因其具濕陷性造成地基沉降,兩者綜合作用,是產生塌陷或地裂縫主要原因,致使大面積民房開裂。 3.減災防災對策。根據災害發生發展規律應採取以下防災措施:一是加強區內地下水動態監測,掌握水位動態變化規律;二是加強對災害發生區的日常監測,包括房沿、路面裂縫、塌坑范圍變化等,結合地下水位動態,預測地質災害發生趨勢;三是調度地下水開采量、控制地下水位變幅;四是在災害發生區進行工程建設時,要事先進行地質災害危險性評估,充分考慮岩土工程地質和水文地質條件,做到以防為主,盡量減少災害造成的損失。 四、地質災害防災預案的落實 (一)要建立健全地質災害防治工作責任制。各有關縣(市)區政府要依據本預案,結合本轄區地質災害實際狀況,抓緊制定具體的汛期地質災害減災防災預案。各級政府主要負責人要對本地區地質災害防治工作負總責,並層層建立和完善領導責任制,將災害危險區和易發區的監測和防治落實到具體單位,明確具體負責人。 (二)落實汛期值班制度和災害速報制度。要認真執行地質災害防治預案,建立群測群防網路,落實險情巡查、災情速報、汛期值班等制度。對地質災害危險區和易發區,要指派專人監測,同時,有針對性地做好宣傳工作,提高廣大幹部群眾的防災意識。 (三)加大地質災害防治工作執法力度。要加強對崩塌、滑坡、泥石流危險區和易發區跟蹤管理,加大執法監督力度。對在地質災害危險區、易發區進行的修路、建房、開礦、取土等工程活動,必須事先做好地質勘查工作,嚴格按照國家有關標准進行設計、施工,杜絕人為活動誘發的地質災害。對已經修建的工程,要及時採取補救措施,防止發生地質災害。

⑨  我國工程地質的研究現狀

我國的工程地質學經過近50年的發展,今天已成為一門研究內涵豐富、理論體系嚴謹,具有中國特色的綜合性學科,並且是國際工程地質界的重要一員。

縱覽中國工程地質學的研究領域,是相當廣闊的。主要的有以下幾方面:

一、岩體工程特性研究和岩體工程地質力學的創立

大量的岩體工程實踐遇到的是地基、邊坡和地下工程圍岩的變形破壞問題,促使工程地質學家與岩石力學家、土木工程師們關注對岩體介質特性的研究,認識到岩體與岩石是既有著本質區別又相互聯系的介質。著名工程地質學家谷德振和他的同事們在一系列岩體工程勘察中,發現岩體的力學性質和行為主要受控於軟弱結構面的展布,包括層面、斷裂面、節理、片理等,使岩體成為非連續、非均質、各向異性的介質。他們首先從地質建造著手,劃分工程地質岩組,運用地質力學理論方法,研究結構面的形成機制和空間分布規律,進而研究岩體結構特性,劃分岩體結構類型。再按不同結構類型和工程建築要求進行岩體力學試驗及測試,最後再根據岩體結構特徵和力學屬性,建立力學模型作數學模擬和穩定性分析。將工程地質學與地質力學、岩石力學有機地結合起來,創立了岩體工程地質力學。它的理論體系、研究思路和方法,在國際上獨樹一幟。

20世紀80年代中期以來,在中國科學院地質研究所設立了工程地質力學開放研究實驗室,吸收國內學者共同協作,開展工程地質前沿課題和生產上需要解決的問題的研究工作,每次學術委員會上都要討論工程地質學發展的趨勢和應制定的科研方向。無形中成為我國工程地質學的研究中心,推動著我國工程地質學的不斷發展。

二、區域工程地質和區域地殼穩定性研究

我國地域遼闊,受地質和自然地理條件制約,區域工程地質條件復雜。因此,區域工程地質研究對國土資源開發利用,工程規劃布置以及地質環境保護等意義重大。早在20世紀50年代末,老一輩工程地質學家劉國昌、張咸恭、姜達權等就開展了此項研究工作,出版專著和編制全國工程地質分區圖。幾十年來,各大河流域、部分省區和西南、西北山區都開展了較系統的區域工程地質和環境地質研究,積累了豐富的資料。經過數年的努力,於1990年首次出版了由任國林主編的1∶400萬《中國工程地質圖及說明書》,並附有全國工程地質分區圖;1992年出版了由段永侯主編1∶600萬《中國環境地質圖系》,圖系以工程地質內容為主。標志著我國區域工程地質環境研究取得了豐碩的成果。

「區域地殼穩定性」的術語是由原蘇聯工程地質學家最早提出的,但未作說明和專門研究。在20世紀50年代末,我國學者谷德振和劉國昌倡導此項研究工作。它的涵意是指岩石圈內正在進行的地質、地球物理作用對地殼表層及工程建築安全的影響,即地殼現代活動對工程安全的影響程度。其研究思路是以地質力學理論為指導,強調以地質構造研究為基礎,以斷裂活動性、現代地應力場和地震活動性為主要研究內容,最終進行區域穩定性分級,分區和評價。在該研究領域,胡海濤等依據李四光的「安全島」思想,指導重大工程場址的選擇,取得了重要成果。例如,二灘水電站和大亞灣核電站的成功選址即是。區域地殼穩定性研究對我國工程地質勘察來說,具有特殊的意義,這也是具有中國特色,且在國際上處於領先地位的研究領域。

三、環境工程地質和地質災害的研究

環境工程地質是現代工程地質學的一個分支,是研究由於人類工程—經濟活動所引起的區域性和危害人類及工程安全的工程地質作用。這些有害的工程地質作用是誘發地震、地面沉降、地面塌陷、土地荒漠化、滑坡、泥石流等,它們常導致地質災害。環境工程地質就是研究這些作用(或問題)產生的機制和條件,進行預測和防治,其目的為了合理利用和保護地質環境。我國正式研究環境工程地質始自20世紀60年代的新豐江水庫誘發地震和上海的地面沉降。80年代初以來,共召開了四次全國性的環境工程地質學術討論會,涉及的內容豐富多采。有些研究成果在國際上處於先進地位。例如,上海地面沉降的防治,區域性滑坡預測模型。1995年出版了第一本由劉傳正著的《環境工程地質學導論》,全面論述了環境工程地質理論體系,基本研究內容以及各類環境工程地質作用研究的內容和方法,展示了環境工程地質的前景。

與環境工程地質相關的地質災害的研究,也主要由工程地質界承擔的。近十多年來,對危及人類和工程安全的各種地質災害,都進行了廣泛而深入的研究。在1989年1月召開的全國地質災害防治工作會議期間,成立了主要由工程地質學家參加的全國地質災害研究會,次年又創辦了《中國地質災害及防治學報》,對地質災害的研究起了促進作用,對地質災害的分類,形成機制、分布規律,預測方法及防治對策與措施等研究成果,及時在學報上開展交流。90年代還編制了中國地質災害類型圖,出版了段永侯等的專著《中國地質災害》。眾多的研究成果及著作,還有具體防治工程的成功,確立了我國在這一領域的國際地位。

四、特殊土結構和工程特性的研究

藉助於測試技術的現代化,我國在特殊土的微觀結構及其工程特性的研究方面也有了長足的發展。所謂特殊土,指的是成分和結構特殊,其工程(地質)性質也特殊的土類。我國幾乎所有的特殊土皆有分布,諸如淤泥土、黃土類土、膨脹土、鹽漬土、紅粘土,多年凍土等,它們的分布都具地域性,因此也可稱之為區域性土。由於特殊的不良工程性質,對當地工程建設以及生命財產的安全意義重大,因而促使學者們開展了這方面的研究。這里需要特別指出的是,張宗祜、高國瑞、黃熙齡、孔德坊、李生林等學者長期以來對黃土類土、膨脹土和淤泥類土所進行的卓有成效的研究成果,有關它們的微結構特徵和分類、物質成分、工程特性及指標,建築穩定性評價以及處理措施等,都進行了深入的研究。

五、工程地質勘察的理論和技術方法

工程地質學為工程建設服務是通過勘察工作來實現的。工程建築與其所在的地質環境之間存在著相互作用和相互制約的矛盾關系,要通過工程地質勘察才能搞清楚。50年來,難以計數的大大小小各類工程建築通過勘察,積累了十分豐富的經驗和教訓。總地說,我國的工程地質勘察經歷了三個歷史階段:第一階段是1966年以前,勘察工作體制由全盤學習蘇聯到自主獨立發展,勘察工作嚴格按規范要求進行,為國家基本建設的一批重大工程項目提供了地質依據。當時在工程選址和場地評價中,著重於工程地質條件的闡明和定性評價為主。第二階段是1966年到1978年,「文革」期間工程地質勘察受到嚴重干擾而很不正常,破壞了基本建設程序,一些大工程搞了邊勘察、邊設計、邊施工的「三邊」方針,盲目簡化勘察程序,有的重大工程實際上搞了一次性勘察,造成嚴重損失。如葛洲壩水利樞紐、焦枝鐵路、第二汽車製造廠等工程即是。第三階段1978年以來,以經濟建設為中心的改革開放年代,形成了較完整的工程地質勘察體制,制定新的勘察規范,與國際接軌,勘察質量大大提高。在土木工程中又引進歐美國家的岩土工程技術體制,兩種技術體制並存。一些重大工程採取國際招標方式,以引進國外先進的勘察技術和資金。工程地質勘察工作進入了一個新的歷史階段。

經過數十年實踐和理論研究,逐漸形成和完善了我國工程地質勘察的理論體系,即「以工程地質條件的研究為基礎,以工程地質問題的分析為核心,以工程地質勘察技術方法為手段,以工程地質評價決策為目的。」這一理論體系在由張咸恭、王思敬和張倬元主編的《中國工程地質學》中得到了充分體現。可以無愧地說,我國的工程地質勘察事業在上述勘察理論體系的指引下取得了巨大成就,令世人囑目。例如,三峽、小浪底、二灘、劉家峽、龍羊峽等一批巨型水利樞紐和水電站工程;大亞灣、秦山核電站;寶成、蘭新、成昆、南昆、大秦、京九等鐵路干線;還有許多新興的城市、礦山等等。所取得的優質勘察成果,保證了工程的順利設計、施工和運行,也得到了國際同行們的贊許。在勘察基礎上,形成了「水利水電工程地質」、「鐵路工程地質」、「礦山工程地質」和「城市及房屋建築工程地質」等專門工程地質系列。

當前,新技術方法在工程地質勘探中被推廣應用,已取得了較好效果。例如,遙感圖像(航衛片)在工程地質測繪填圖中的應用;大口徑鑽進和小口徑金剛石鑽進在水電工程地質勘探中的採用,砂卵石層鑽探與取樣新技術,套鑽和岩芯定向鑽進技術;聲波探測、地質雷達、地球物理層析成像技術(CT)、鑽孔彩色電視錄像及圖像處理系統等物探技術的使用;計算機技術在工程地質勘察中普遍採用,各種專用軟體的開發等。

50年來我國的工程地質教育一直興旺不衰。至今全國有十餘所高等學校設置有培養工程地質專業人才的院系,為國家培養輸送了大批研究生和本科生。此外,在中國科學院地質研究所等多所科研機構專門培養工程地質專業研究生。形成了一支宏大的工程地質專業隊伍。在教學實踐中,編寫出了各具特色的系列工程地質專業教材。高校和科研院所還承擔了一些重大的生產和科研課題,既完成了生產、科研任務,又培養了優秀專業人才。

中國工程地質界與國際工程地質協會的聯系密切,在20世紀80年代初不少同行加入了國際工程地質協會,建立中國國家小組,隨工程地質專業委員會一起活動。中國工程地質界積極參加國際工程地質協會組織的學術活動。自1983年起我國組團參加了歷屆國際工程地質大會,所提交的論文數都位居前列。現任國際工程地質與環境協會主席,是我國工程院院士王思敬教授,他是1998年在荷蘭阿姆斯特丹舉行的第8屆國際工程地質大會上被推選擔任此職的,這是中國工程地質界的驕傲!

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