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河钢地质灾害

发布时间: 2021-01-23 12:51:59

地质灾害危险性现状评估

以定性分析为主,定量为辅的评估方法,按“技术要求”规定,根据评估区地质环境条件和已有取得资料,采用地质历史分析法、工程地质类比法和稳定状态,按大、中等、小三级(表5-14)对各类地质灾害危险性现状进行评估。

表5-14 地质灾害危险性分级表

(一)崩塌(危岩)

首先对其稳定性进行评价,之后结合危害对象进行灾害(危害)程度分级评价,在此基础上进行危险性分级,如稳定性好,危害程度轻,则危险性小,相反即为危险性大,介于二者之间为危险性中等。

1.稳定性评价

根据崩塌体所处的地质环境条件,重点依据变形迹象,并与以往同类崩塌发生条件进行类比,综合分析后判定其稳定性。评估区内崩塌大部分稳定性为较差至差,其中差的有19处,较差的有72处,好的有14处。差和较差者存在有再次滑塌的可能。

2.灾害(危害)程度分级评价

根据调查,区内已发生崩塌灾情均为一般级。现依据“基本要求”对崩塌危害程度进行分级评价,其中属于重的有1处,编号b117,位于清水县土门乡老坟村(天水支线38km附近);该危岩体为黄土及下伏新近系泥岩组成的陡坡,由于人为开挖削坡形成,方量1.2×104m3,坡下学校被危及,管道也在下方通过。中等的有5处,其余99处均为轻度危害。主要危害对象为农田和简易公路,少数危害居民、学校,同时为泥石流提供了松散固体物质。

3.危险性评价

结合稳定性和灾害(危害)程度结果,评价得出危险性大的有3处,分别位于张家川木河(b80)、清水县土门(b117)、北道区北部(b120);中等的有 10处,主要分布于皋兰山、清水金集—北道等地;其余92处均为危险性小的。危险性大的前2处距管线较近。

(二)滑坡

对稳定性和危险性分别进行评价。

1.稳定性评价

按滑坡稳定性判别表(表5-15)进行评价,其中稳定性差的有7处,分别位于通渭碧玉、张家川木河、清水金集—北道;较差的有28处,分别位于兰州范家坪、马营—通渭、静宁仁大—秦安莲花、清水土门—天水北道等地;稳定性好的有23处。

现将2处典型滑坡的特征分析一下。

(1)下河里滑坡(h28)

位于张家川木河乡下河里村东侧。滑坡发育在木河上游北岸,沟谷较窄,谷地宽约 100~180m,呈“U”型,发育有一级阶地,高出河床3~5m,沟谷两侧为黄土丘陵,相对高差为80~100m。出露地层为新近系砂质泥岩并夹有灰绿色泥岩条带,出露段表层风化强烈,其上为马兰黄土,厚约30~50m,坡体有细小冲蚀沟槽和零星落水洞。

表5-15 滑坡稳定性判别表

该滑坡为黄土—泥岩滑坡,滑坡体长500m,宽300~350m,平均土体厚20m,约40×104m3。滑距约100m,为一老滑坡,滑体下陡、上缓,坡度25°~40°,成因是地表水流侧蚀形成。目前该滑坡前缘因修路削坡,形成一定的临空面,局部已出现崩塌和浆砌护坡鼓胀开裂,极可能导致开挖段部分滑体复活。现场调查,推断复活体长约50~60m,宽约100~150m,推测滑体厚度5~10m。现状主要威胁对象为公路和农田,有再次发生的可能(图5-5)。管线滑坡体下方,距其前缘剪出口约40m。

图5-5 下河里滑坡示意剖面图

1.黄土 2.泥岩及砂质泥岩 3.黄土状土 4.滑坡堆积物 5.滑床及滑向 6.推测复活体滑床及滑向

(2)莲花城—郭家河滑坡群

位于清水河河谷北岸,共有5处,由巨型和大型老滑坡组成(图5-6),自西向东编号依次为:h127、h128、h129、h130、h131。相应的管道里程桩号283km~288km。该段相对高差120~180m,平均坡度30~35°,出露地层为新近系泥岩、第四系黄土、黄土状土,黄土厚约40~60m,披覆于谷坡及顶部,落水洞及冲蚀沟发育。

图5-6 莲花城—郭家河滑坡群平面分布图

5处滑坡均为黄土—泥岩滑坡,上覆第四系马兰黄土,下伏新近系泥岩夹砂质泥岩。滑坡后壁高约10~30m,滑坡形态清晰,坡体长300~500m不等,宽500~800m,推测平均厚度30~40m,主滑方向垂直清水河流向。由于本段所发育的滑坡全是老滑坡,滑坡体受水流冲蚀切割强烈,坡体表面树枝状冲沟十分发育,切割较深的冲沟两侧小型崩塌发育,部分滑坡后壁在黄土与泥岩接触处有泉水出露。滑坡群整体稳定,但组成物较松散,现状前缘受河流侧蚀和开挖削坡的影响,局部出现掉块和崩塌等轻微的变形迹象,可能导致前缘较陡段复活。目前受威胁的对象为村庄、公路。管线在该5处滑坡下方通过(图5-7)。

图5-7 h131滑坡示意剖面图

1.黄土 2.黄土状土及砂砾石 3.泥岩及砂质泥岩 4.滑坡堆积物 5.滑床及滑向 6.泉

2.危险性评价

据调查结果,区内已发生滑坡灾情从一般级到特大级都存在。危害程度严重的有3处,主要位于通渭碧玉等地;危害程度中等的有6处,主要位于秦安莲花、天水北道等地;其余49处属于危害程度轻的。主要危害农田、公路、零星住户,同时构成泥石流的松散补给物质。

根据滑坡稳定性和危害程度评判结果,评估区危险性大的滑坡有4处,分别位于范家坪—彭家大山(h3、h5)、通渭碧玉峡口(h49)、张家川木河(h28);中等的有30处,分别位于兰州范家坪、静宁仁大—秦安莲花、清水土门~天水北道等地;危险性小的24处。

(三)泥石流

分泥石流灾情和现状危险性评估两部分。

1.泥石流灾情评估

区内已发生过多次灾害性泥石流,按表5-16分级标准进行灾情评估与分级,经调查后初步认为,评估区灾害程度中和轻的较多,特重程度的泥石流一般很少发生。由于无法取得准确的资料,只能从简单的走访中了解。

表5-16 地质灾害灾情与危害程度分级标准

2.泥石流现状危险性评估

按泥石流规模、易发性以及危害情况综合评估危险性。

(1)泥石流规模。

本次按一次最大冲出量划分(表5-17),计算方法采用径流折算法概算,经验公式为:

WH=1000K·H.a.F.

式中:

WH——一次最大冲出量(104m3);

K——系数,取0.1~0.5;

H——小时最大降水量(mm);

a——系数,取0.73;

F——流域汇水面积(km2);

——增流系数。

根据公式

=(γc-10)/(yh-yc)计算求得,其中γ为泥石流重度(k N/m3),根据泥石流数量化评分直接查得,γh为泥沙颗粒重度(k N/m3),取26.5k N/m3

计算得出区内一次最大冲出量介于0.1×104m3~7.5×104m3之间,其中属于小一型的16条,小二型的47条。

(2)泥石流易发性

主要依据已经作过的《县(市)地质灾害调查与区划》成果进行易发程度分区评价。在没有作过此项工作的地区,首先按表5-18进行泥石流易发程度分级评价,其中易发程度(严重程度)按表5-19进行量化。

区内共有泥石流沟57条,中易发性泥石流沟有21条,低易发32条,不易发者4条。

表5-17 评估区泥石流规模划分标准表

表5-18 泥石流易发程度分级表

(3)泥石流危害程度及危险性

评估区泥石流沟多属深切沟谷,而村庄一般均座落于沟谷较高地段,泥石流危害相对较轻,仅对靠近沟口的村庄、农田以及公路有轻微危害,但在城镇附近和人口集中的地方泥石流危害最大,往往对沟谷两侧及沟口设施形成大的威胁和危害,并诱发一些崩塌和滑坡发生,如通渭碧玉、秦安莲花城、张家川韩家硖等地。区内泥石流危害程度轻的有24条,危害程度中等的有33条。

表5-19 泥石流易发程度(严重程度)数量化表

根据泥石流的易发性、规模和危害程度,区内危险性大的泥石流沟有2条,位于燕麦庄(N8)和高崖(N9);危险性中等的泥石流沟有31条,分别位于兰州小坪子、马营镇、莲花城、阎家店等地;危险性小的泥石流沟有24条。2条危险性大的泥石流沟距管线有一定距离,影响小。

(四)洪水冲蚀

洪水冲蚀强度东部大于西部,相应的危害性和威胁性也较大。通渭以西年降水量较低,属中易发区,除少数河沟外,主要对农田、道路的威胁大,危害程度较小~中等。通渭以东,年降水量较多,特别是局地性阵雨及暴雨突发频率较高,汛期洪峰流量大,来势猛,对居民区和道路构成威胁,危害程度中等。除上述危害外,由于水流的不断冲刷、浸泡和侧蚀作用,常引起沟岸坍塌,加剧了水土流失,据有关部门资料和本次调查情况,通渭以西侵蚀模数500~2000t/(km2·a),强侧蚀段坍岸速度0.1~0.5m/a,危害程度轻。通渭以东侵蚀模数小于2000~5000t/(km2·a),局部大于5000 t/(km2·a),危害程度中等。

依据调查成果,对评估区内洪水冲蚀灾情和危险性分别给予评估。

灾情评估依据表5-16分级标准进行,评价结果:属于轻度灾害的有4次,中等灾害的有5次,重灾害有2次(表5-20),表明本区洪水冲蚀危害一般为轻和中等,当遇降水多的年份或遇暴雨很可能造成较大的灾害损失。

表5-20 已发生主要洪水冲蚀灾害灾情一览表

易发性根据实地调查结果,并结合沟谷已发生洪水频次和降水量分布情况确定。评价结果:高易发1处、中易发者1处,低易发10处(表5-21)。

根据洪水冲蚀灾情和易发性结果,区内洪水冲蚀危险性小的有8处,中等的有4处(见表5-21)。

表5-21 评估区区洪水冲蚀沟现状危险性评估一览表

(五)地面塌陷

根据野外调查,评估区采空区目前仅有兰州西固人防工程、地下水位上升引起的地面塌陷,人防工程与管线距离>1.5km,黄土丘陵区开挖窑洞引起的地面塌陷很少,其他地段不存在地面塌陷现象。所以评估区内地面塌陷危害小,危险性小。

(六)特殊岩土灾害

1.黄土湿陷和潜蚀

根据《湿陷性黄土地区建筑规范》,对黄土的湿陷类型及等级作了初步评价。丘陵区黄土为Ⅱ-Ⅳ级自重湿陷性土,属中等—很严重等级,河谷区黄土状土多为Ⅰ—Ⅱ级非自重湿陷性土,仅黄河、渭河二级阶地局部地段为Ⅱ级自重湿陷性土,属轻微—中等级。

黄土湿陷和潜蚀现象主要表现为陷穴、陷坑、落水洞和竖井等。多零星分布于地形低洼地带和陡岸处,规模均较小,落水洞一般深2~5m,洞口直径0.5~2.5m。目前主要危害公路、渠道和农田,另外,引起崩塌、滑坡和水土流失发生。在黄土丘陵和河谷地带对乡间公路危害较大,危险性中等,其余地段危害小,危险性小。

2.盐渍土的盐胀和腐蚀

盐渍土以硫酸—氯化物型为主,经收集资料分析,通渭以西0.0~1.0m段土壤平均含盐量为3.4%,最大可达 8%~15%左右,表层有弱胀缩性和腐蚀性;该类土现状分布面积很小,对农田等不具危害性,因此危害小,危险性小。对建筑基础工程有一定影响,但危害小,危险性小。

高矿度水分布区,矿化度1.7~3.2g/L,p H值1~8,氯离子和硫酸根离子含量大于500mg/L,对混凝土和钢结构有一定的腐蚀性,按《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)指标对比评价,评价区高矿化度水对混凝土具弱—中等结晶性侵蚀,小面积强腐蚀区位于黄河二级阶地后缘和葫芦河、牛谷河及关川河等地;对钢材的腐蚀性均为中等(表5-22)。

3.膨胀岩的胀缩

根据岩样分析结果,白垩系泥岩自由膨胀率(Fs)为20%~60%,蒙脱石含量8.17%~19.09%;页岩自由膨胀率(Fs)为40%~54.3%,蒙脱石含量8.94%~15.59%。

新近系泥岩自由膨胀率(Fs)为11%~59%,膨胀力(Ps)(4~25)k Pa,饱和吸水率(Wsa)9.9%~34.9%。

依据《岩土工程勘察规范》,按自由膨胀率(Fs)分类(表5-23)评价,本区膨胀岩在大部分地段具胀缩性,但均属弱膨胀潜势,主要危害是剥落、掉块造成农田、道路和水利设施等的掩埋,致灾现状轻微,危险性小。此外黄土自由膨胀率变化较大,现状危害轻微,危险性小。

表5-22 高矿化水对混凝土和钢结构腐蚀性评价结果表

表5-23 膨胀岩的膨胀潜势分类表

② 地质灾害防治措施的建议

根据对地质灾害危险性的现状评估、预测评估结果,可以看出,评估区内单灾种评估以崩塌、滑坡、泥石流及洪水冲蚀等灾害比较严重且分布较广,其他灾种灾害相对较小且分布零星。综合评估也基本反映了这一规律。针对地质灾害危险性程度及分布特点,防治措施建议如下。

表5-31 甘肃段管线工程地质灾害危险性综合评估一览表

续表

表5-32 甘肃段站场工程地质灾害危险性综合评估一览表

1.崩塌灾害

一般采取远离的方式或避绕。难以避绕的岩质崩塌在施工前应削坡减载。

峡谷段的各类灾害建议采取浆砌块石护坡,也可采用隧道穿越的方式避绕灾害。

2.滑坡灾害

滑坡一般发育在黄土梁两侧斜坡中,梁顶基本无滑坡,管道应在梁顶通过。

一般采取远离滑坡的方式即可避绕。难以避绕的小型滑坡应削坡减载或进行工程防护。

峡谷段以避绕为主,不能避绕时,应进行工程防护。

小型滑坡可采用架空穿越。

3.泥石流灾害

泥石流沟与管道工程相交的地段,可以通过修建浆砌块石防冲槛减轻灾害。也可以采取加深埋设措施并夯实盖层予以处理。对切割较深的泥石流沟,亦可采取跨越避绕。

管道工程顺泥石流沟展布的东部地区,应尽量避开强冲刷一侧,选择沟谷阶地或台地布设管道工程,难以避绕时,应选择钢筋混凝土衬砌,在峡谷地带必要时也可采用隧道穿越的方式避绕灾害。

施工季节应避开雨季,防止施工人员伤亡和设备损失。

4.洪水冲蚀

修建浆砌块石防护,夯实盖层或修建浆砌盖层,在防止侧蚀的同时更应防止下切冲蚀。

修建防冲槛以减轻冲蚀灾害。

穿越河谷、沟谷、冲沟时应深埋或架空穿越。重要的是应保持水流通道畅通或施工疏通工程。

平行河谷、沟谷、冲沟时应尽可能避开遭侵蚀沟岸,选择在稳定性相对好的阶地或台地上,或以钢筋混凝土衬砌沟岸。

施工季节应避开雨季。

5.黄土湿陷灾害

自重湿陷性黄土,应采取换土或强夯法处理。夯实盖层以防水体渗入。

非自重湿陷性黄土采取冲击、碾压夯实的方法处理。

6.盐渍土盐胀及腐蚀灾害

置三合土防护层。

挖换土可有效降低盐渍土的盐胀及腐蚀灾害。

选择地形较高,水位埋深较大的地方避绕。或对管道进行防腐保护。

7.膨胀岩胀缩灾害

管道周围应有良好的排水条件,管道5m之内不宜灌溉。

修建钢筋水泥管道防护墙,增加结构刚度,另外可以增设沉降缝等进行防护。

③ 怎样防治地质灾害

浅谈滑坡成因及防治措施

一、概述

斜坡上的部分岩体和土体在自然或人为因素的影响下沿某个滑动面发生剪切破坏向下运动的现象称为滑坡。滑动面可以是受剪应力最大的贯通性剪切破坏面或带,也可以是岩体中已有的软弱结构面。规模大的滑坡一般是缓慢的、长期的往下滑动,有些滑坡滑动速度也很快,其过程分为蠕动变形和滑动破坏阶段,但也有一些滑坡表现为急剧的滑动,下滑速度从每秒几米到几十米不等。滑坡多发生在山地的山坡、丘陵地区的斜坡、岸边、路堤或基坑等地带。滑坡对工程建设的危害很大,轻则影响施工,重则破坏建筑;由于滑坡,常使交通中断,影响公路的正常运输;大规模的滑坡,可以堵塞河道,摧毁公路,破坏厂矿,掩埋村庄,对山区建设和交通设施危害很大。因此,研究滑坡的成因及行为特点,有助于我们采取有效的工程措施来避免滑坡的发生或者是减少滑坡发生后的损失。下面从滑坡的形态特征及分类、滑坡的成因及滑坡的防治措施几个方面分别作简单介绍。

二、滑坡的形态特征及分类

1.滑坡的形态特征

滑坡在平面上的边界和形态特征与滑坡的规模、类型及所处的发育阶段有关。一个发育完全的滑坡,一般包括:1,滑坡体,指滑坡发生后与母体脱离开的滑动部分;2,滑动带,滑动时形成的碾压破碎带;3,滑动面,滑坡体沿着下滑的表面;4,滑坡床,滑体以下固定不动的岩土体,它基本上未变形,保持了原有的岩体结构;5,滑坡壁,滑体后部和母体脱离开的分界面,暴露在外面的部分,平面上多呈圈椅状;6,滑坡台阶,由于各段滑体运动速度的差异而在滑体上部形成的滑坡错台;7,滑坡舌,又称滑坡前缘或滑坡头,在滑坡前部,形如舌状伸入沟谷或河流,甚至越过河对岸;8,滑坡周界,指滑坡体与其周围不动体在平面上的分界线,它决定了滑坡的范围;9,封闭洼地,滑体与滑坡壁之间拉开成沟槽,相邻滑体形成反坡地形,形成四周高中间低的封闭洼地;10,主滑线,又称滑坡轴,滑坡在滑动时运动速度最快的纵向线,它代表滑体的运动方向;11,滑坡裂隙,分为四类:1,分布在滑坡体上部的拉张裂隙;2,分布在滑体中部两侧的剪切裂隙;3,分布在滑坡体中下部的扇状裂隙;4,分布在滑坡体下部的鼓张裂隙。由此可见,一个滑坡完整的应该包括以上11个部分组成。当然,在实际的滑坡现象中,有时候我们很难分清楚各个部分明显的边界。

2.滑坡的分类

滑坡分类的目的在于对发生滑坡作用的地质环境和形态特征以及形成滑坡的各种因素进行概括,以便反映出各类滑坡的工程地质特征及其发生发展的规律,从而有效地预测和预防滑坡的发生,或在滑坡发生之后有效的进行治理。根据不同的原则和指标,各国学者和工程部门对滑坡提出了各种分类方案。我国铁道部门则按滑坡体的岩性、滑面与岩土体层面的关系、滑体厚度等进行了分类,在国内应用较为广泛。从研究山坡发展形成历史出发,则可以分为古滑坡、老滑坡、新滑坡、现代活滑坡等类型;日本渡正亮则按滑坡的发展阶段,将滑坡分为幼年期、青年期、壮年期和老年期;按滑坡的滑动力学特征,则可分为推动式、平移式和牵引式滑坡。对于一个滑坡,从不同的角度可以有不同的分类,但实践中,我们应该抓住问题的主要矛盾,根据突出因素对滑坡进行分类,分类的原则就是看对我们认识、防治和处理此滑坡是否有帮助。

三、滑坡的形成条件

要探讨滑坡的形成条件,就必须考虑影响边坡稳定性的因素,影响边坡稳定性的因素有内在因素和外在因素两个方面。内在因素有组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应力等。它们常常起着主要的控制作用。外在因素有地表水和地下水的作用、地震、风化作用、人工开挖、爆破以及工程荷载等。其中地表水和地下水是影响边坡稳定最重要、最活跃的外在因素,其他大多起触发作用。查明和掌握这些影响因素对了解边坡失稳的发生发展规律,以及制定防治措施是非常必要的。

1.滑坡形成的内部条件

产生滑坡的内部条件与组成边坡的岩土的性质、结构、构造和产状等有关。不同的岩土,它们的抗剪强度、抗风化和抗水侵蚀的能力都不相同,如坚硬致密的硬质岩石,它们的抗剪强度较大,抗风化的能力也较高,在水的作用下岩性也基本没有变化,因此,由它们所组成的边坡往往不容易发生滑坡。反之,如页岩、片岩以及一般的土则恰好相反,因此,由它们所组成的边坡就比较容易发生滑坡。从岩土的结构、构造来说,主要的是岩(土)层层面、断层面、裂隙等的倾向对滑坡的发育有很大的关系。同时,这些部位又易于风化,抗剪强度也低。当它们的倾向与边坡坡面的倾向一致时,就容易发生顺层滑坡以及在堆积层内沿着基岩面滑动;否则反之。边坡的断面尺寸对边坡的稳定性也有很大的关系,边坡也陡,其稳定性就越差,越容易发生滑动。如果坡高和边坡的水平长度都相同,但一个是放坡到顶,而另一个却是在边坡中部设置一个平台,由于平台对边坡的反压作用,就增加了边坡的稳定性。此外,滑坡若要向前滑动,其前沿就必须要有一定的空间,否则滑坡就无法向前滑动。山区河流的冲刷、河谷的深切以及不合理的大量切坡都能形成高陡的临空面,而为滑坡的发育提供了良好的条件。总之,当边坡的岩性、构造和产状等有利于边坡的发育,并在一定的外部条件下引起边坡的岩性、构造和产状等发生变化时,就能发生滑坡。

2.滑坡形成的外部条件

滑坡发育的外部条件主要有水的作用,不合理的开挖和坡面上的加载、振动、采矿等,以前两者为主。调查表明:90%以上的滑坡与水的作用有关。水的来源不外乎大气降水、地表水、地下水、农田灌溉的渗水、高位水池和排水管道等的漏水等。不管来源怎样,一旦水进入斜坡岩土体内,它将增加岩土的重度并产生软化作用,降低岩土的抗剪强度,产生静水压力和动水力,冲刷或侵蚀坡脚,对不透水层上的上覆岩土层起润滑作用,当地下水在不透水层顶面上汇集成层时,它还对上覆地层产生浮力作用等等。总之,水的作用将会改变组成边坡的岩土的性质、状态、结构和构造等。因此,不少滑坡在旱季原来接近于稳定,而一到雨季就急剧活动,形成“大鱼大滑,小雨小滑,不雨不滑”。这也说明了雨水和滑坡的关系。山区建设中还常由于不合理的开挖坡脚或不适当的在边坡上填放弃土、建造房屋或堆置材料,以致破坏斜坡的平衡条件而发生滑动。此外,振动对滑坡的发生和发展也有一定的影响,如大地震时往往伴有大滑坡发生,爆破有时也会引发滑坡。

四、滑坡防治措施

通过以上对滑坡的形态特征及滑坡形成条件的介绍,我们不难得出治理滑坡的相关工程措施。然而,一个滑坡的发生往往是多个因素综合作用的结果,因为,我们只有做详细的调查和分析计算后,才能制定出切合实际的防治措施。总的来说,治理滑坡应该坚持以防为主、综合治理、及时处理的原则。结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件,治理滑坡可以从以下两个大的方面着手:

1.消除和减轻地表水和地下水的危害

滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。常用的方法有:1,水平钻孔疏干;2,垂直孔排水;3,竖井抽水;4,隧洞疏干;5,支撑盲沟。

2.改善边坡岩土体的力学强度

通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。常用的措施有:1,削坡减载;用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度,而阻滑部分岩土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施,要在施工前作经济技术比较。2,边坡人工加固;常用的方法有:1,修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;2,钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;3,预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;4,固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;5,SNS边坡柔性防护技术等。

五、结语

本文对滑坡的形态特征、影响边坡稳定性因素及滑坡形成条件、滑坡的防治措施做了简单的介绍。天然的或人工开挖形成的边坡到处可见,由于各种原因导致边坡失稳,引起各种规模的滑坡时有发生,给人们的生产生活带了巨大的灾难。因此,作为土木工程技术人员,我们有责任和义务去研究和治理滑坡,从而减少滑坡的发生和降低因滑坡造成的损失。相信通过我们研究的不断深入,滑坡现象将在一定程度上得到控制。

④ 讨论崩塌,泥石流,滑坡三种地质灾害的形成条件和整治措施有何不同

一、崩塌
(一)崩塌定义
高陡斜坡(含人工边坡)上的岩土体完全脱离母体后,以滚动、跳动、坠落等为主的移动现象与过程,称为崩塌。危岩体是正在开裂变形,并可能发生崩滑的危险山体(图1-1)。
该类灾害具有下落速度快、发生突然,垂直位移大于水平位移的特点。崩塌对斜坡底部的房屋、道路及其它建筑物危害很大,极易造成人员伤亡事故。
(二)崩塌分类
按崩塌体的物质组成分为两大类:一是产生在土体中的,称为土崩。二是产生在岩体中的,称为岩崩。当其岩崩的规模巨大,涉及到山体者,又俗称山崩。当其崩塌产生在 图1-1 崩塌示意图
河流、湖泊或海岸上时,称为岸崩。
按照崩塌体的规模、范围、大小可以分为剥落、坠石和崩落等类型。剥落的块度较小,块度大于0.5米者占25%以下,产生剥落的岩石山坡一般在30—40度;坠石的块度较大,块度大于0.5米者占50—70%,山坡角在30—40度范围内;崩落的块度更大,块度大于0.5米者占75%以上,山坡角多大于40度。
(三)崩塌的形成条件
岩土类型、地质构造、地形地貌三个条件,又统称地质条件,它是形成崩塌的基本条件。
1、岩土类型:一般而言,各类岩、土都可以形成崩塌,但不同类型,所形成崩塌的规模大小不同。通常,岩性坚硬的各类岩浆岩、变质岩及沉积岩类的碳酸盐岩、石英砂岩、砂砾岩、初具成岩性的石质黄土、结构密实的黄土等形成规模较大的崩塌;页岩、泥灰岩等互层岩石及松散土层等往往以小型坠落和剥落为主。
2、地质构造:各种构造面,如节理、裂隙面、岩层界面、断层等,对坡体的切割、分离,为崩塌的形成提供脱离母体(山体)的边界条件。坡体中裂隙越发育,越易产生崩塌,与坡体延伸方向近于平行的陡倾构造面,最有利于崩塌的形成。
3、地形地貌:江、河、湖(水库)、沟的岸坡及各种山坡、铁路、公路边坡、工程建筑物边坡及其各类人工边坡都是有利崩塌产生的地貌部位,坡度大于45度的高陡斜坡、孤立山嘴或凹形陡坡均为崩塌形成的有利地形。
能够诱发崩塌的外界因素很多,主要有:
1、地震:地震引起坡体晃动,破坏坡体平衡,从而诱发崩塌。一般烈度大于7度以上的地震都会诱发大量崩塌。
2、融雪、降雨:特别是大雨、暴雨和长时间的连续降雨,使地表水渗入坡体,软化岩、土及其中软弱面,产生孔隙水压力等,从而诱发崩塌。
3、地表水的冲刷、浸泡:河流等地表水体不断地冲刷坡脚或浸泡坡脚、削弱坡体支撑或软化岩、土,降低坡体强度,也能诱发崩塌。
(四)可能诱发崩塌的人类工程经济活动
在形成崩塌的基本条件具备之后,诱发因素就显得重要了。诱发因素作用的时间和强度都与崩塌有关。能够诱发崩塌的外界因素很多,其中人类工程活动及人类经济(生产)活动是诱发崩塌的一个重要原因。
1、采掘矿产资料:我国在采掘矿产资源活动过程中出现崩塌的例子很多。有露天采矿场边坡崩塌,也有地下采矿形成采空区引起地表崩塌的。较常见的如煤矿、铁矿、磷矿、石膏矿、粘土矿等。
2、道路工程开挖边坡:修筑铁路、公路时,开挖边坡切割了外倾的或缓倾的软弱地层,加之大爆破对边坡强烈震动,有时削坡过陡都可以引起崩塌。此类实例较多。
3、水库蓄水与渠道渗漏:这里,主要是水浸润和软化作用,以及水在岩体(土体)中的静水压力、动水压力,可能导致崩塌发生。
4、堆(弃)渣填土:加载、不适当的堆碴、弃碴、填土,如果处于可能生产崩塌的地段,等于给可能的崩塌体增加了荷载,从而可能而诱发崩塌。
5、强烈的机械震动。如火车机车行进中的震动,工厂锻轧机械震动均可起诱发作用。
二、滑坡
(一)滑坡定义
图1-2 滑坡示意图

滑坡是斜坡岩土体在重力和水,以及其他外营力的作用下,沿某一薄弱结构面产生剪切破坏的一种不良地质现象,是自然作用或与人类活动等因素综合作用的产物(图1-2)。自然界中,无论是天然斜坡还是人工斜坡都不是固定不变的,在不同因素的作用下,斜坡一直处于不断地发展和变化之中。
(二)滑坡的形成条件
滑坡的形成与气象水文、地层岩性、地质构造、地形地貌、外营力改造和人类工程活动等因素密切相关。松散土体和高陡的斜坡是形成滑坡的内因,河流冲刷及淘蚀是产生滑坡的外因,人类工程活动和降雨是发生滑坡的主要诱发因素。
1、地层岩性:岩、土体是产生滑坡的物质基础。通常,各类岩、土都有可能构成滑坡体,其中结构松软,抗剪强度和抗风化能力较低,在水的作用下其性质易发生变化的岩、土,如松散覆盖层、黄土、红粘土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。
2、地质构造:斜坡岩、土只有被各种构造面切割分离成不连续状态时,才可能具备向下滑动的条件。同时,构造面又为降雨等进入斜坡提供了通道。故各种节理、裂隙、层理面、岩性界面、断层发育的斜坡,特别是当平行和垂直斜坡的陡倾构造面及顺坡缓倾的构造面发育时,最易发生滑坡。
3、地形地貌:只有处于一定地貌部位、具备一定坡度的斜坡才可能发生滑坡。一般江、河、湖(水库)、海、沟的岸坡,前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。坡度大于10度、小于45度、下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利地形。
4、水文地质作用:各种软弱层、强风化带因组成物质中粘土成分多,容易阻隔、汇聚地下水,如果上坡上方或侧方有丰富的地下水补给,则这些软弱层或风化带就可能成为滑动带而诱发滑坡。
地下水在滑坡的形成和发展中的主要作为表现为:
地下水进入滑坡体增加了滑体的重量,滑带土在地下水的浸润下抗剪强度降低;地下水位上升产生的静水压力对上覆不透水层产生浮托力,降低了有效正压力和摩擦阻力;地下水与周围岩体长期作用改变岩土的性质和强度,从而引发滑坡;地下水运动产生的动水压力对滑坡的形成和发展起促进作用。
5、人为工程活动影响
不合理人为工程活动,如人工开挖斜坡前缘开挖坡脚或后缘堆载,改变了斜坡的外形和应力状态,增大了滑体的下滑力,减小了斜坡的支撑力,从而引发滑坡。农田灌溉、水渠和水池漫溢和漏水、废水排放等加剧滑坡的可能性。
(三)可能诱发滑坡的人类工程经济活动
违反自然规律,破坏斜坡稳定条件的人类活动都会诱发滑坡。例如:
1、开挖坡脚:修建公路、铁路、依山建房、建厂等工程,常常因使坡体下部失去支撑而发生下滑。例如,我国西南、西北的一些铁路、公路,因修建时大力爆破、强行开挖,事后,陆陆续续地在边坡上发生了滑坡,给道路施工、运营带来危害。
2、蓄水、排水:水渠和水池的漫溢和漏水、工业生产用水和废水的排放、农业灌溉等,均使水流渗入坡体,加大孔隙水压力,软化土石,增大坡体容重,从而促进或诱发滑坡的发生。水库的水位上下急剧变动,加大了坡体的动水压力,也可诱发滑坡发生。
3、堆填加载:在斜坡上大量兴建楼房、修建重型工厂、大量堆填土石、矿渣等,使斜坡支撑不了过大的重量,失去平衡而沿软弱面下滑。尤其是矿厂废渣的不合理堆弃,常常触发滑坡的发生。
此外,劈山开矿的爆破作用,可使斜坡的岩土体受振动而破碎,产生滑坡,在山坡上乱砍滥伐,使坡体失去保护,便有利于雨水等水体的入渗从而诱发滑坡;等等。如果上述的人类作用与不利的自然作用互相结合,则就更容易促进滑坡的发生。
三、泥石流
(一)泥石流定义
泥石流是山区常见的一种自然地质灾害,大都形成于沟谷和坡地,由于暴雨或冰湖、水库等溃决而在沟谷或坡面产生的一种携带有大量泥砂、石块等固体物质的特殊洪流,是一种危害性极强的地质灾害。泥石流灾害具有突然爆发、历时短暂和破坏力强大的特点,是各种自然因素和人类工程活动因素共同作用的产物。
(二)泥石流的形成条件
泥石流的形成通常需要具备以下三个条件:有物源条件、水源条件和特定的地貌条件(图1-3)。
1、物源条件:系指物源区固体松散物的分布、类型、储备量以及补给距离等,能提供大量的固体松散物。固体松散物的来源决定于地层岩性、风化作用和气候条件等因素。
图1-3 泥石流示意图
物源条件主要受地质构造和岩性、新构造运动、不良物理地质作用、人类工程活动等因素的制约。在断裂强烈发育带,岩石破碎,易风化而处于不稳定状态,从而为泥石流提供了丰富的固体物质;岩石性质不仅决定着岩体破坏的难易和方式,而且还决定所形成泥石流的性质。
2、地形地貌条件:地形地貌条件是形成泥石流的内因和必要条件,它制约着泥石流的形成和运动,影响着泥石流的规模和特性。在泥石流的形成条件中,地形地貌条件是相对稳定的,其变化是缓慢的,同时在泥石流的活动过程中,也被再塑造。
地形地貌对泥石流的发生和发展主要具有两个方面的作用:首先是通过沟床的地势条件为泥石流提供位能,赋予泥石流一定的侵蚀、搬运和堆积的能量;同时在坡地或沟槽的一定演变阶段内,提供足够数量的水体和土体。沟谷的流域面积、沟床纵坡降、流域内山坡平均坡度、沟谷形态以及植被覆盖情况等都对泥石流的形成和发展具有重要的作用,泥石流的发生、发展和分布无不受到山地地貌特征的影响。
泥石流活动的过程形成—运移—堆积就是地表一次破坏和塑造过程:平面呈一不对称的哑铃形成区和堆积区的形态极不稳定;形成区由条带状向树枝状发展;流通区在发展过程中相对稳定;堆积区由于流域内来沙量的增长而不断扩展,进逼下游大河变形,导致河流改道。
3、水源条件:水不仅是泥石流的组成部分,同时也是固体物质的搬运介质。降雨历程、降雨量以及降雨强度等对泥石流形成具有明显的影响。
(三)可能诱发泥石流的人类工程经济活动
由于工农业生产的发展,人类对自然资源的开发程度和规模也在不断发展。当人类活动违反自然规律时,必然引起大自然的报复,有些泥石流的发生就是由于人类不合理的开发而造成的。近年来,因为人为因素诱发的泥石流数量正在不断增加。可能诱发泥石流的人类工程经济活动主要有以下几个方面:
1、不合理开挖:修建铁路、公里、水渠以及其他工程建筑的不合理开挖。有些泥石流就是在修建公路、水渠、铁路以及其他建筑活动时破坏了山坡表层而形成的。如香港多年来修建了许多大型工程和地面建筑,几乎每个工程都要劈山填海或填沟方可获得合适的建筑场地。1972年一次暴雨,使正在施工的挖掘工程现场120人死于滑坡造成的泥石流。
2、不合理的弃土、弃渣、采石:不合理的弃土、弃渣及采石等形成的泥石流事例很多。如四川冕宁县泸沽铁矿汉罗沟,因不合理堆放弃土矿渣,1972年一场大雨暴发了矿山泥石流,冲出松散固体物质约10万立方米,淤埋成昆铁路300米和喜(德)——西(昌)公路250米,中断行车,给交通运输带来严重损失。
3、滥伐乱垦:滥伐乱垦会使植被消失、山坡失去保护、土体疏松、冲沟发育,大大加重水土流失,进而山坡稳定性破坏,滑坡、崩塌等不良地质现象发育,结果就很容易产生泥石流。如甘川公路石坳子沟山上大耳头,原是森林区,因毁林开荒,1976年发生泥石流毁坏下游的村庄、公路,造成人民生命财产的严重损失。当地群众说:“山上开亩荒,山下冲个光”。

⑤ 辽宁省矿山地质灾害现状及趋势分析

王颖

(辽宁省地质环境监测总站,辽宁沈阳,110032)

【摘要】辽宁面向太平洋、背靠东北大地,社会经济地理区位十分优越,是东北三省重要的物流中心和走向世界的“窗口”,是我国矿产资源、矿业开发及矿产品消费大省。开发利用矿产资源历史悠久、强度高、规模大,取得了举世瞩目的成就。然而随着矿山开采规模、强度的不断扩大,产生的环境地质问题也越来越多,危害越来越重,造成的损失和负面影响越来越大,已成为全社会备受关注和忧虑的热点问题。本文根据目前辽宁省矿山地质灾害的主要问题:①破坏和占用大量的土地,损毁植被;②对自然景观和旅游资源的破坏;③造成环境污染;④由采矿活动引起的崩塌、滑坡、泥石流和地面采空区塌陷、沉降等次生地质灾害;⑤矿坑突水、破坏水均衡系统,导致区域地下水位下降等,并对导致辽宁矿山环境问题的主要原因及其发展趋势作了分析,及提出防治建议。

【关键词】矿山地质灾害现状趋势分析

辽宁是我国矿产资源、矿业开发及矿产品消费大省。矿产资源开发利用历史悠久、强度高、规模大,勘探、开采、加工体系配套齐全,拥有全国闻名的“钢都”鞍山,“煤都”抚顺,煤铁之城本溪,煤电之城阜新、铁法,石油之城盘锦以及北票、南票、海城、大石桥等诸多矿业城镇和县区。最多时有各类矿山10000多个,从业人员100多万,年产矿石2.67亿吨。然而随着矿山开采规模、强度的不断扩大,产生的环境地质问题也越来越多,危害越来越重,造成的损失和负面影响越来越大,已成为全社会备受关注和忧虑的热点问题。

1矿山地质灾害现状及潜在环境地质问题

1.1矿山地质灾害现状

1.1.1崩塌

崩塌灾害是我省露天采矿场十分常见的地质灾害之一,具有普遍性、多发性、规模小,但人员伤亡较重的特点。1997年7月1日,发生在丹东大鹿岛海滨浴场区内的乡办采石场突然崩塌,造成3人死亡;1998年凌海市石山镇兴达采石场崩塌,致使4人死亡,14人受伤,5辆机动车毁坏,直接经济损失32万元;1994年草河口镇西沟一处个体采石场顶部崩塌,将正在凿岩作业的3名工人砸死;1991年9月28日大石桥市官屯镇青山怀村村民无证非法开采镁矿,诱发崩塌,造成1台载重车砸毁,3人死亡的重大事故。导致上述崩塌地质灾害发生的主要原因是:①对地质构造条件不清楚,盲目开采,缺乏专业采矿工程技术人员;在编制采矿设计或施工程序方法以及处理复杂的地质问题时,主要凭陈腐经验确定,设计施工缺乏科学性和合理性。②非法采矿,违章作业,省内许多露采矿山,尤其是乡镇及个体矿山,采矿作业面过高、过陡,采矿者缺乏环保观念和地质灾害防治知识。

1.1.2滑坡

采矿诱发的滑坡,是我省大中型露采矿山最为典型的矿山环境问题之一,以抚顺西露天矿、阜新海州露天矿、鞍山眼前山铁矿、大孤山铁矿、本溪歪头山铁矿及南芬铁矿最为发育。其特点是规模大、频率高、持续时间长、破坏性大,严重危及矿山的安全生产,并造成巨大的经济损失。

根据滑坡的物质组成和诱发因素将矿山诱发滑坡划分为露天采场滑坡、排土场滑坡、随意弃渣加载诱发的滑坡3种。

(1)露天采场滑坡

露天采场滑坡是由于露天开采过程中导致的采场边坡失稳而形成滑坡,在我省的发生频率最大。有资料表明,从1927年至2000年底,抚顺西露天矿发生的较大滑坡达82次,滑落岩体总量2081.7万m3,其中最大的一次滑坡体体积达43.1万m3

目前该矿坑北帮仍存在滑坡变形区120万m2,其中危险区面积达64万m2,严重影响石油一厂、发电厂等大型企业建筑物和生产设施的安全性。厂区内机械设备严重受损,部分车间被迫搬迁。据不完全统计,这一灾害造成的损失及该厂用于治理的费用高达6亿元。国家有关部门已将其列为1号重大安全隐患。

(2)排土场滑坡

排土场滑坡是指用于矿山开采排放废岩、弃土的场地,由于长期废岩的堆放、累积造成的废岩边坡不稳而形成的滑坡。以歪头山铁矿排土场大型滑坡最为典型。

歪头山铁矿188西站两侧排土场于1998年6月4~8日发生大规模滑坡,滑移距离达30多米,滑体最宽435m,最长325m,最大厚40m,落差近30m,总面积约5.4万m2,总体积约118万m3。共毁坏矿山铁路运输线路1775m,区域内信号、交直流供电及通讯设备也遭到破坏,造成采场运输系统两个出口之一的北出口被迫停产约半年。滑坡还破坏耕地4km2,造成直接经济损失1217万元。

(3)随意弃渣加载诱发的滑坡

朝阳市建平县哈拉道口乡四家子玄武岩矿滑坡,就是由于采矿弃渣大量堆放于黄土构成的斜坡顶部,导致坡体变形蠕滑。该滑体长100m,宽100m,平均厚20m,由黄土和玄武岩废渣构成,总面积约10000m2,总体积约20万m3。对坡下20多户居民和3个乡办企业构成严重威胁。

1.1.3泥石流

矿业活动,特别是露天开采,大量破坏了植被和山坡土体,产生的废石、废渣等松散物质轻则造成矿区水土流失,重则诱发泥石流灾害。如丹东市振安区五龙背金矿,矿渣堆放于河道,堵沟塞流,影响行洪,致使洪水冲溃渣堆,夺路外泻,四处漫溢,泛滥成灾,造成桥梁、房屋倒塌,3人死亡,2人重伤的泥石流灾害。2001年7月4日16时45分,位于本溪市平山区泉涌街的本钢石灰石矿剥离物堆放场,由暴雨诱发泥石流,泥石流方量约2100m3,使坡脚下距其仅200余米的泉涌街居民受到严重危害,造成3人受伤,冲毁淤埋房屋3处,直接受灾20余户,动迁撤离居民40多户,经济损失数百万元。如1998年8月10日,海州露天矿东南邦发生较大规模泥石流,致使铁路运输线路堵塞,停产4小时,经济损失达400万元。2001年6月12日该矿再次发生泥石流,造成200多米长的运输线路、排水沟和电镐线路淤埋损毁,导致矿山近5个小时的全线停产及长时间的半停产。此外,省内存在许多没有任何拦挡设施的废渣堆和病险尾矿库,尤其是一些大中型闭坑矿山的尾矿库、排土场由于缺乏资金,管理很难到位,潜在的溃坝和泥石流暴发的危险性极大。丹东青城子铅锌矿尾矿库被辽宁省劳动厅和丹东市经贸委列为重大事故隐患点。

1.1.4采空区塌陷

采空区塌陷在诸多矿山生态环境问题中以其造成的经济损失巨大,人员伤亡较多,具有突发性、多发性、隐蔽性和渐变影响持久而占有突出地位。2003年辽宁省的统计资料表明,全省因采矿引起的地面塌陷1152.82km2。尤以抚顺、本溪、阜新、铁法、北票、南票等煤田最为严重,塌陷面积分别达30km2、43.5km2、100km2、27.5km2、70km2、30km2。对其上覆及周边的工矿企业、公共设施、道路交通、农业耕地、居民住宅构成严重威胁。仅抚顺市区每年就需抢险救灾资金5000万元。本溪市“九五”期间投资19亿元,用于搬迁安置受灾居民。21世纪初我省的抚顺西露天矿、阜新海州、新丘等3大露天矿都将先后闭坑,这3个位于城区的巨大矿坑,给两市政府和人民留下了一道难解的题。

按塌陷特点、规模和空间分布规律可划分为地面沉陷和地面塌陷两种类型。

地面沉陷是指缓慢、大范围的不均匀沉陷,面积大于1km2,无声无震,沉陷深度一般为1~15m,地表呈现椭圆形盆地状,局部有地面塌陷坑或蝶状积水洼地。地面沉陷集中分布于丘陵及山前的大型煤田,如抚顺、阜新、本溪、铁法、北票、南票、沈北等在煤田开采基础上发展起来的矿业城镇,地面沉陷总面积258.83km2。地面沉陷的强度与采矿量成正相关关系,采煤越多,沉陷的强度越大,范围越广,由几平方公里至几十平方公里不等。目前最大范围的沉陷区分布在阜新煤矿区,面积达100km2。地面沉陷的危害主要表现在损毁城镇设施、地下管网、工民建筑和大量耕地,破坏公路、通讯线路和自然景观,威胁人民生命财产安全,已成为当地可持续发展的严重阻碍,亟待解决的一道难题。

地面塌陷是由采矿引起的地局部地面突然下陷的现象,呈零星分布于东、西部山区的大中小型井采矿区或地面沉陷区中。具有爆发突然,有声有震,塌陷面积较小(几十平方米至几百平方米),塌陷深度较大(几米至十几米,最大可达30~40m)的特点。特别是一些乡镇、个体小矿多开采浅部矿层,也易引起漏斗状的塌陷,它对土地资源和环境的破坏性更为突出。地面塌陷可造成矿区积水、土地盐渍化、破坏耕地和建筑设施。由于地面塌陷爆发突然,往往造成较大的经济损失和人员伤亡事故。已相继闭坑的杨家杖子钼矿、青城子铅锌矿、桓仁铜锌矿、宽甸夹皮沟砖庙岭硼矿、华子峪铜矿等大型国有矿山采空塌陷灾害及隐患十分突出,由于矿山闭坑、破产、改制,对造成的危害已无能力治理。对附近居民和盲目进行残采的小矿生产人员安全构成极大威胁。

1.2潜在矿山环境地质问题

1.2.1破坏和占用大量土地,并损毁植被,造成土地砂砾化

据初步调查省内的煤、铁、有色金属等优势矿种的采、选及排土场挤占、破坏了大量土地。如抚顺煤田仅西露天矿和3个排土场破坏土地就达35.8km2,占市区土地面积的31.13%。阜新城区及周边地区有大小矸石山23处,累计堆存量达12.9亿m3,压占土地约32km2,加之13个采空沉陷区,2个大型露天矿,共破坏土地面积约184km2。这些排土场、矸石山、露天矿、沉陷区穿插在生产和生活区中,造成土地利用率低下,人民生存环境恶化。

矿业活动在大量占用土地的同时,还严重破坏了地面植被,尤其是在一些群采、滥采、矿业秩序混乱的矿区,乱采乱掘,随意弃渣,往往造成土地砂砾化和岩质化。如宽甸万宝铜矿区,历史上曾是次生林较繁茂的地区,20世纪80年代以前植被覆盖率达80%以上,现今已降至30%以下。矿区仙500万m3的废石、尾渣,50余处采空区,使2km2面积上的植被丧失殆尽。

1.2.2对自然景观和旅游资源的破坏

采矿,尤其是露天开采对自然地貌景观的破坏是非常严重的。我省许多著名的风景名胜区,均受到采矿活动的影响。千山西麓铁矿开采造成的扬尘和采矿排水疏干形成的降落漏斗,对千山风景区的古松影响极大;沿朝阳凤凰山西麓呈条带状分布的采石场、水泥生产厂,强烈的爆破、过量的土石剥离和粉尘污染造成的白茬山,严重破坏了自然地貌景观。省内许多建筑石料矿山、水泥厂处在公路、铁路沿线,其千疮百孔、废石满坡、尘土飞扬的景观,使其失去了观瞻的美感。虽然各级政府采取措施,关闭了大量旅游景区周边及主要公路、铁路沿线的采石矿山,但采矿造成的破坏遗迹却没有得到恢复治理。

1.2.3破坏水均衡系统,导致区域水位下降

我省许多矿山地质条件复杂,采矿时必须进行疏干排水,甚至要深降强排,因而破坏了地表水、地下水系统的均衡,导致区域性地下水位下降。近年来,因采矿造成缺水的地区在不断增加,某些矿区地下水位下降十几米甚至几十米,出现了大面积的疏干漏斗,致使民井干枯、河水断流,生态环境遭到严重破坏。阜新的五龙矿区,地下水位下降近20m,影响面积3.6km2。北票矿区大面积地下水位下降6m。铁法矿区对矿井均有不同程度的水位下降,降深1.23~5m,总面积达14.8km2

此外,在沿海地区一些矿山因疏干漏斗不断发展,使其边界达到海平面而引起海水入侵现象。目前,已发生海水入侵的矿区有:金州石棉矿、瓦房店华铜矿和复州湾粘土矿。由海水入侵,破坏了当地的淡水资源,加剧供水短缺矛盾,也使地面植被受到严重影响。

1.2.4水、土污染问题突出

多年来因矿山开采、加工及“三废”不合理排放已使许多矿区周围生态环境受到严重污染。省内尤以一些采金、铁、硼、硫化物等小选厂和煤矿开采对周围表水和地下水产生的污染现象最为普遍。这类小选厂多将废水直接排入河道,造成河水污染,汛期河水漫溢又造成耕地污染。

2导致矿山环境地质问题的主要因素

2.1复杂而又不断恶化的自然地质环境

辽宁地域辽阔,城市群密集,山地占土地面积的2/3,地质构造、地形地貌以及气候条件甚为复杂。辽东、辽南中低山区长期处于强烈隆起状态,地震频繁而烈度高,活动断裂分布广泛,山高坡陡,河谷深切;辽西低山丘陵区缓慢上升,植被稀疏,岩石裸露,历经多期构造运动和强烈的冰劈、冻融等风化剥蚀作用,节理裂隙发育,岩体结构松散、破碎,水土流失严重;下辽河平原和山间谷地不仅地表水系发育,且分布着各种的冻土、软土、膨胀土等特殊土。春秋两季干旱多风,加剧排土场、尾矿库等扬沙、扬尘及大气污染,夏季久雨、暴雨,强度大,常常激发露天矿的崩、滑、流灾害。如阜新海州露天矿1953~1991年间发生滑坡77次,因汛期暴雨、久雨致灾25次。上述自然地质环境背景是导致矿区生态环境问题广泛性、多发性、复杂性、严重性的主要内因。省内许多大型矿山如齐大山、眼前山、歪头山、南芬等露天矿及本溪、抚顺、铁法等煤矿,多处在山地与平原的结合部,开挖于深变质岩或砂、页岩中。这个部位构造及活化断裂发育,地震烈度高,岩石整体性差,力学强度低,在爆破震动和地下水的潜蚀、溶蚀作用下,极易软化、泥化、断裂塌落,这就决定了产生崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害的必然性,而采矿过程中不合理的采掘工艺和“三废”排放方式则使已十分脆弱的地质环境进一步恶化,从而诱发各种矿山生态环境问题。

2.2过分追求经济效益,缺乏基本环保观念

长期以来,我国矿产资源开发执行着多能耗、多污染、资源难以综合利用的传统路线。人们的环境意识不强,过分地追求经济效益,忽略环境保护与治理,是造成矿山环境持续恶化的根本原因。尤其是20世纪80年代后期,一些地区在“有水快流”思想指导下引发的开发热、采矿热,乡镇及个体小矿蜂拥而上,部分国有矿也转为个人承包。其中有很多矿山,生产设备简陋,生产工艺落后,管理水平低下,安全生产条件极差。给矿山环境带来了巨大的冲击和破坏。

2.3矿山企业的生产技术低下、设备落后是主要原因之一

辽宁省矿山企业设备简陋、技术与管理落后、产业结构不合理。全省矿山企业中,全民企业不到5%,集体和个人企业95%以上。由于占省矿山企业95%以上的集体和个人民采企业,生产技术低下,集约化程度低,管理落后,而许多大型的国有矿山企业由于建矿时间悠久,设备更新慢,致使矿产资源的开发的利用率低,对绝大多数和伴生的有益元素弃置不顾。资源浪费和环境污染严重。据资料统计,辽宁省矿产资源平均利用率为30%~40%,矿产资源的总回收率为30%,均低于发达国家的20%。辽宁省有色金属矿山企业的贫化损失率平均为27%,资源的总回收率40%~50%,低于国际水平10~20个百分点。资源与能源的二次利用率仅为世界先进水平的35%。矿山生产过程中的高贫化率、低综合回收利用率和低资源二次开发利用率是造成矿山环境恶化的主要原因之一。

2.4矿山环境保护的法律法规不健全,执法的力度不够

我国只有《中华人民共和国矿产资源法》、《中华人民共和国环境保护法》等仅有的几部法律对矿山环境提出了一些原则性的规定,可操作性差。辽宁省具有矿产资源种类多、分布广和矿山企业规模小的特点,决定了矿山资源开发的分散、管理困难大。特别是有关矿山环境立法不健全和矿业管理的微观无序和宏观失控使矿业管理的相应法规得不到贯彻执行,形成了矿产资源开采无序、乱采乱挖现象普遍,许多矿山只产出不投入,采富弃贫,采易弃难,造成了矿产资源的严重浪费和矿山环境的严重污染。

2.5矿山企业负担沉重,环保投资短缺

我省矿山环境问题很多属历史的“积淀”,历史欠账太多是造成矿山环保压力巨大的另一个无法回避的因素。我省大部分矿山是在计划经济时期建立的,矿山企业属国家所有,企业所得的利润大部分上缴国家,但国家并没有给企业留下治理矿山环境的资金。这样采矿带来的利润被抽走了,而采矿形成的危害却留在了当地。长此以往,矿山环境问题越积越多,现在让资源已近枯竭、经济效益滑坡的企业负担多年形成的矿山环境破坏的责任,企业根本无力承担。矿区生态环境恢复是一个系统工程,需要大量的资金投入,而目前国家整体经济实力不强,矿山企业负担沉重。企业根本无法承担矿山环境治理费用。

3矿山环境地质问题发展趋势分析

3.1矿山地质灾害的类型、规模、危害不断扩大

20世纪80年代,辽宁省矿山地质灾害主要有崩塌、滑坡、地面塌陷、水质污染等几种,并集中发生在几个大型露天煤矿。而进入90年代,在上述灾害日趋严重的同时,泥石流、水土流失、大气污染、岩爆、海水入侵等地质灾害也相继出现并时有发生。眼前山、歪头山、南芬等大型露天矿近年都发生大、中型滑坡,西露天和海州露天矿等多次发生泥石流灾害;已发生采空区、地面沉陷的抚顺、阜新、铁法等矿区,尤其是抚顺煤田随着采掘范围向城区的逐渐扩展,地面继续下沉是不可避免的,灾情必将日趋严重。地面塌陷灾害由采煤矿山扩展至有色金属、滑石、硼、石膏等多个矿种。80年代以前地面塌陷是偶有发生,进入90年代以后,尤其是近两年,则是时有发生。我们调查井采矿山72家,发生地面塌陷灾害点31处,其中90%发生在“九五”期间。开采矿山随着开采范围、强度的加大,塌陷点也必将逐渐增多。目前,大部分矿区对地质灾害的治理都处于亡羊补牢、临渴而掘井的被动局面。防护意识和能力普遍偏低,必然导致灾害的发展速度及影响范围不断扩大。

3.2矿业城市的地质环境问题日趋严重

辽宁省因矿而兴的城镇较多,这些城镇随着矿山开采规模、强度的不断扩大,产生的环境地质问题类型越来越多,危害越来越重,已成为全社会备受关注和忧虑的热点问题。如抚顺市及阜新市的两大露天矿:抚顺西露天矿和阜新海州露天矿,这两个位于城区的巨大矿坑,开采年限已进入最后阶段,矿山地质环境破坏严重,已成为制约其城市规划布局和经济发展的最大瓶颈。西露天矿采深约390m,采坑面积达14.5km2;海州露天矿采深200多米,采坑面积7.02km2,这两个矿几乎每年汛期都有不同规模的崩、滑、流灾害发生,边坡变形严重威胁周围企事业单位及居民生命财产安全。据有关专家预测,闭坑前后在逐渐失去人工维护的状态下,地质环境会进一步恶化,地质灾害将更加显化和突出,可能产生边坡失稳,岩体滑移,地面变形,矿坑充水以及由此诱发的地震、地下水污染等诸多环境问题。

鞍山、海城、大石桥城市周边的铁矿和菱镁矿山,其开采都不可避免地会扩大对环境影响的地域,产生新的环境问题,加重已有环境问题的危害程度。

3.3乡镇矿山的环境问题仍将十分严重

辽宁省的乡镇企业发展于20世纪80年代,目前已在全省矿业中占有相当大的比重。在1999年我省的主要矿石产量中,乡镇矿业产量占41.59%,对国民经济发展作出了巨大贡献。但在其发展中也存在不少问题,如资源利用率低;乱挖滥采严重;选、冶工艺落后,随着乡镇企业进一步发展,特别是矿产资源丰富的东、西部山区,矿业作为促进地方经济发展的重要产业而优先发展。然而,目前乡镇矿业自身的一些不完善因素难以在短时期内得以改善,如不采取强有力的措施,矿山环境问题必然突出。

4防治措施

4.1切实贯彻“预防为主、防治结合、综合治理”的方针

矿山建设和矿山环境保护应同步规划、同步实施,避免走“先污染后治理,先破坏后恢复”的整治,加强矿业活动前期的综合管理,从勘查、开发源头上进行控管,各级地矿部门要建立采矿许可证审批前的矿山地质环境保护方案审批制度。

4.2加强立法工作,建立较完善法律法规体系和管理体系,加强执法队伍建设

在全面贯彻落实《中华人民共和国矿产资源法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国水土保持法》等法律基础上,研究制定配套的地方性法规与实施办法。建立健全管理机构,明确执法主体,加强执法队伍建设,提高执法水平,加大对矿山生态环境稽查力度。各级国土资源部门会同有关职能部门,定期开展矿山环境保护执法检查,做到有法必依,执法必严、违法必究。

4.3加大宣传力度,增强全民的资源,环境保护意识,树立矿业持续发展观念

充分发挥报纸、广播、电视等新闻媒体的宣传、舆论监督,增强全民的资源忧患意识,生态环境保护意识和法制观念,及时报道表彰矿山环境保护环境保护的先进典型,公开披露污染环境、破坏生态的违法行为。对严重污染环境、破坏生态的单位和个人及时曝光。加强对采矿权人和矿山作业人员的矿山生态环境保护知识培训,树立矿业可持续发展的理念,使全社会形成“珍惜资源、保护环境为荣,浪费资源、破坏环境可耻”新风尚。

4.4加强对地方乡镇(集体、个体)的扶持和管理

目前,乡镇矿山发展已成为国民经济建设中不可忽视的重要力量,但也带来不少环境问题。关键在于要扶持、帮助,使其走上“在开发中保护、在保护中开发和矿业可持续发展的轨道”,对乡镇矿山实行“扶持、整顿、联合、提高”的方针。

⑥  地质灾害类型及其危险性现状评估和预测评估

一、地质灾害类型及特征

新疆段主要存在以下4种地质灾害:风蚀沙埋、盐渍土腐蚀和盐胀、泥石流和洪水冲蚀、崩塌(危岩)。它们的特征如下:

图6-2西气东输管道工程新疆段水文地质图

(一)风蚀沙埋

风蚀沙埋主要分布于轮南—三十团、博斯腾湖南岸沙山一带、库米什洼地及库姆塔格沙垄地段。这些地段多数靠近沙漠、沙山、沙丘,生态环境恶化,在强烈的物理风化作用下,使基岩风化成砂和砾石,地表岩性以疏松砾石、砂质土、粉细砂、粉土为主,在大风的作用下,向沙漠环境发展。风蚀沙埋具有掩埋农田、房屋设施和活动性大的特征,随着气候条件的变差,会逐渐加重危害。

轮南—三十团管线长约112km,紧挨南部的塔克拉玛干大沙漠,风力强劲,起沙风频率高,移动沙丘起伏高度5~25m,移动速率6~15m/a。

博斯腾湖南岸管线长约82km,位于沙山与库鲁克塔格之间,沙山连绵不断,高达几十米甚至上百米,向西南和南方向移动,堆积于山前砾质平原上,厚达3m以上,沙丘移动速率大于20m/a。该地段沙尘暴天数较多。

库米什洼地受沉积环境影响,管线经过库米什镇南18km地段黑戈壁村附近有长9km范围分布沙丘,多为半固定和固定沙丘,沙丘高度3~10m不等,多数地段已被改造为农田耕地,其移动减弱,随着改造的深化,管线经过地段沙丘及土地沙化最终将得到改良,其危害将减弱。

库姆塔格沙垄附近长31km范围,分布风蚀沙埋灾害。库姆塔格沙垄呈近南北向延伸,东西向宽度在6km左右。沙垄由高大的活动性新月形沙丘组成沙丘链。沙丘高度多在65~120m之间,西侧高,东侧低。沙丘链之间的距离一般在50~120m之间,移动速率在10m/a左右。沙垄西北侧分布有大面积的风蚀洼地,洼地深度一般30m左右,底部多分布有分选性极好的细小砾石,成分与底部基岩一致。沙垄的形成,受制于天山七角井的西北风和河西走廊的东南风,但以前者风向为主。由于沙丘活动性极强,在风季随时可以造成沙埋危害。风蚀灾害主要分布于库姆塔格沙垄西北侧的风蚀洼地内。

沙丘移动将对管线及施工造成掩埋危害。在风蚀洼地对地面工程有风蚀破坏作用,久而久之,可能会将地下工程刨蚀出地表,并产生破坏。

(二)盐渍土腐蚀和盐胀

新疆段内盐渍土均为内陆山间盆地和丘间洼地型,其分布范围较广泛,但不均匀,主要分布于轮南首站—三十团细土平原边缘、博斯腾湖南岸及东部细土带、库米什洼地、红柳河两岸及秋格明塔什北洼地等剥蚀残丘的丘间洼地内。管线在盐渍土分布区挖探坑43处,其中在轮南首站至382.5km段挖探坑16处,取样间距平均24km,深度3m,分别在0m、1m、2.0m、2.5m、3m处取样;在456.5~933km段挖探坑27处,取样间距平均17.6km,挖坑深度一般1.0~1.5m,个别达到2m,总取样数148个。根据化验结果分析,盐渍土在垂向分布上具有表聚性及结壳性的特点,盐分大量集中于表层。但库米什洼地及东段部分丘间洼地内受沉积环境的影响,其地层积盐较重,含盐量垂向表现出由地表向下减轻,至一定深度含盐量又有增加的趋势,Ca2+

含量大大增加。盐渍土类型为氯盐渍土和硫酸盐渍土,地表含盐量1.38%~85.00%;而地表以下2~3m处以硫酸盐渍土为主,含盐量为0.33%~5.74%,较地表有明显减小。

以上盐渍土分布地段,地下水埋深浅,仅为2~3m或更小,多为高矿化物的Cl·SO4—Na或SO4·Cl—Na型水。地表盐碱化严重,多数结壳,虽然分布于无人区,但其遇水陷落、高温干枯又膨胀并对金属设施具有一定腐蚀性,其危害较严重。

(三)泥石流和洪水冲蚀

泥石流仅零星分布于低山沟谷及山坡处。由于固体物质来源较少,沟谷流域面积、地形高差和沟谷相对切割程度都较小,降水稀少,在管线沿途低山区不易发生泥石流,发生的规模也较小,最大的一处在库米什洼地南侧低山沟谷AE001号桩附近,固体物质一次冲出量达6600m3

洪水冲蚀危害主要分布于低山沟谷、山前冲洪积平原出山口、库米什以东剥蚀残丘的丘间洼地中的冲沟及冲沟汇流处。由于特有的干旱气候条件和脆弱的生态环境,低山丘陵区植被稀少,地表滞水能力差,抵御洪水能力弱,一遇强降水便可诱发洪流。新疆段内平原区发育的冲沟切割深度多在0.5~2.0m,最深的约为7~8m,沟宽一般在5~200m。洪流一旦发生,洪水流量大,起涨快,持续时间长,冲沟内以水为主,携带少量岩性与上游母岩相同的碎石夹少量粉土,形成水石流。其危害不同于山区特有的典型泥石流,主要表现在洪水的冲蚀破坏作用上。

上述山洪能造成危害的主要是洪水冲蚀,它具有短时间内破坏建筑设施、道路工程、管线工程设施等特征,其危害的决定因素是山区降水量的大小及瞬时降水大小。

(四)崩塌(危岩)

仅在库尔勒—塔什店低山区、库米什洼地西南侧低山沟谷、乌尊布拉克幅库米什洼地东北侧低山区的局部沟谷和高差较大的陡坡下时有发生,崩塌发生方量一般小于1000m3,崩塌堆积物长5~10m、宽0.5~3m、高0.5~3m,危害范围小于25m2;局部地段可大于10000m3,崩塌体底边长20~100m、宽30~100m、高20~50m,危害范围10000m2

二、地质灾害危险性现状评估

根据地质灾害的类型及特征、危险性大小、规模、分布、稳定状态、危害对象等,对评估区内已有地质灾害进行危险性评估。

(一)风蚀沙埋

风蚀沙埋地质灾害主要分布于轮南首站—三十团、博斯腾湖南岸、库米什洼地中心、库姆塔格沙垄附近,除库米什洼地中心现有人文活动,其余地段均为无人区。风蚀沙埋地质灾害分布总长度238.1km。风蚀灾害主要表现在库姆塔格沙垄西侧风蚀洼地内,最大风蚀深度达30m,对地下管线有很大的破坏作用。在博斯腾湖南岸,沙山、沙丘活动性极大,根据段内沙丘移动速率及移动沙丘间距离,新疆段内风蚀沙埋现状评价危险性大的地段为0~5km、60~101km、127~128km、207~223km,260.4~292.2km,783.5~797km,合计103.8km。危险性中等的地段为:32~60km、223~235km、379.5~388.5km、780~783.5km,合计长52.5km。其余地段风蚀沙埋灾害危险性小。

(二)盐渍土腐蚀和盐胀

新疆段内盐渍土分布范围广,具有盐胀、腐蚀灾害。根据易溶盐取样分析结果,依据GB50021—94《岩土工程勘察规范》和地质灾害危险性等级标准,对沿线盐渍土类型及危害程度进行分类,亚氯盐渍土并为氯盐渍土,亚硫酸盐渍土并为硫酸盐渍土。现状评估按地表和地下2m处的含盐量分别进行。

1.危险性大的地段

(1)地表(以下均为输气管线km数):0~32km、82~127km、287.5~307km、379.5~388.5km、450.7~453.5km、455.5~474.5km、493.3~497km、548.7~583.2km、591.7~594.7km、622~624km、630.8~635.5km、675.7~679.5km、715.2~734.8km、760.8~767.4km、907~914km、931.7~935.3km,合计总长215.8km。

(2)地下2m处地段:106~127km、287.5~307km、379.5~388.5km、455.5~474.5km、493.3~497km、591.7~594.7km、622~624km、630.8~635.5km、760.8~780km、907~914km,合计总长107.8km。

2.危险性中等的地段

(1)地表:32~82km、223~235km、260.4~287.5km、373~379.5km、388.5~394.2km、504.5~512km、679.5~685km、691~715.2km、734.8~760.8km、767.4~780km,合计177.1km。

(2)地下2m处地段:12~48.4km、87~106km、127~147km、260.4~287.5km、373~379.5km、675.7~679.5km、504.5~512km、691~735km、754~760.5km、931.7~935.3km,合计总长189km。

3.危险性小的地段

(1)地表:512~531.5km、583.2~591.7km、594.7~622km、624~630.8km、635.5~675.7km、685~691km,合计108.3km。

(2)地下2m处地段:180~212km、679.5~685km、734.8~754km、823~887km,合计总长130km。

依据《岩土工程勘察规范》GB50021—2001水对钢结构的腐蚀性评价表,对3m以内地下水进行腐蚀性评价,盐渍土分布地段3m以内的高矿化水对钢结构腐蚀性一般为中等,考虑到管线埋置深度内见水,受高矿化水危害,与盐渍土危害密切相关,故将高矿化水并至盐渍土地质灾害危害一起评价,现状评价危险性中等。

(三)泥石流和洪水冲蚀

新疆段内泥石流仅在库米什洼地西南侧低山沟谷输气管线366~373km段内发生两处,其规模较小,最大一处在E001号桩附近,固体物质一次冲出量约6600m3。库尔勒低山区管线183.8km处东侧存在一处泥石流隐患点,上游流域面积小,汇流沟多,坡降大,附近输油管线已做了防护工程。泥石流对管线的危害表现为对管线的掩埋作用,地质灾害危险性小。

山前及山口处发育的冲沟,雨汛期洪水对输气管线有一定冲刷、冲蚀破坏。考虑到危害较小,现状评估为地质灾害危险性小。

(四)崩塌

新疆段内崩塌发生在低山丘陵无人区。据实地调查,在三个地段有多处崩塌发生。一段在库尔勒市—塔什店低山丘陵区输气管线174~186km段内,沿线多处发生微小崩塌,崩塌方量小于1000m3,属地质灾害危险性小的地段。一段在库米什洼地西南部低山沟谷内管线362~373km段;其中管线366~373km段沿线有崩塌发生,崩塌体有多处分布于沟谷的北侧和西侧,崩塌最大方量大于10000m3,岩块直径0.5~8m,属地质灾害危险性大的地段;在管线362~366km段,沿线崩塌方量小于10000m3,属地质灾害危险性小的地段。另一段位于库米什洼地东北侧输气管线394~403km段,沿线丘陵表层为强风化花岗岩及洪积片麻岩碎石,2~3m以下为中等风化片麻岩及花岗岩,受地质构造影响,崩塌多处发生,最大方量大于10000m3,属地质灾害危险性大的地段。其余地段均为崩塌未发生或不发育区。

三、地质灾害危险性预测评估

(一)工程建设诱发、加剧地质灾害的可能性

西气东输管道工程属开挖埋置管线工程,开挖深度2m左右。新疆段内库尔勒北低山区管线位置180~186km段,乾草湖塔格山区管线336.5~339km段,库米什洼地西南侧低山沟谷区管线362~373km段,库米什洼地东北侧低山沟谷区管线394~403km段,多位于地质构造发育区。地形相对陡峻,地层裂隙发育,加之软硬岩体相间出露,工程开挖施工后,岩体完整性变差,陡坡失稳,易产生岩石崩塌,对埋置的管线施工危害较大。

另外,管线于库尔勒市北东3km即管线位置177.9km处,自西向东横穿了南北向展布的孔雀河,在此处孔雀河西岸地势平坦,而东岸相对较高,河岸陡立,高出河面约6m,工程建设实施时东岸易诱发塌岸,从而产生危害。故施工和运营设计时应予以充分考虑,可以先进行削岸,再采取相应的防护措施,最后采用加固防护堤进行长期防护。

此外,因管线埋置地下需开挖沟槽,在第四系土体分布区,尤其是砂性土分布区可能会导致土地沙化更严重,加剧风蚀沙埋。

除上述易诱发、加剧地质灾害发生的地段外,其余均为山前砾质平原、细土平原、剥蚀残丘区及丘间洼地,工程建设对其影响小,不易诱发或加剧地质灾害。

(二)工程建设本身可能遭受地质灾害的危险性及发展趋势

1.风蚀沙埋

据风蚀沙埋地质灾害的分布特征及现状危险性评估,在库姆塔格沙垄和博斯腾湖南岸沙山、沙丘段,因沙丘高大,活动性强,不仅给管线施工带来巨大困难,开挖工程量大,而且风季随时可以造成风沙掩埋危害,不仅危害程度严重,而且危害周期长。预计随着气候的变暖变干,在未来50年内,沙埋危害会呈现加剧的趋势。在库姆塔格沙垄西侧的风蚀洼地内,预测除对地面工程有风蚀危害外,对地下工程也有可能造成风蚀的危害。在风蚀沙埋现状危险性大的地段,在使用期限内,风沙对管线及地面工程具有严重的危害,并有向主风向下游发展的趋势。

2.盐渍土腐蚀和盐胀

在使用期限内,盐渍土分布地段表层可能受气候的恶化影响,随着温度的升高、蒸发的加剧,含盐量有所上升,盐渍化危害有加重的趋势。而管线埋置深度内盐渍土含盐量长期变化不会很大。管线主要遭受埋置时地表危险性大的盐渍土埋填产生的短期腐蚀危害、地面以下2~3m深度分布的危害中等或轻微的盐渍土长期腐蚀危害及盐胀破坏危害。地下3m以内可见的地下水多为高矿化中等腐蚀性水,其对钢结构具有中等腐蚀危害,预计50年内随气候的周期性变化,其危害性有小幅度变化,但总体不会有很大变化。

3.崩塌、泥石流

西气东输管道工程设计使用期限为50年,在新疆段内低山区,崩塌和泥石流灾害偶有发生。据现状危险性评估,崩塌除局部地段危险性大外,其余地段危险性多为中等、小。泥石流灾害的危险性小。在使用年限内,部分山体在高温、大风、降雨等物理作用下容易失稳,产生崩塌危害。在库尔勒—塔什店低山区,管线183.8km处东侧存在一处泥石流隐患点,在暴雨产生时,易发生泥石流危害。新疆段内除上述发展趋势外,预计50年内管线遭受崩塌、泥石流灾害的危险性小。

4.地震液化

管线80~210km段,即三十团西南30km—库尔勒—博斯腾湖西南岸,地震烈度为Ⅶ度区。管线在80~99km、111~112km、126~128km段的地层时代晚于第四纪晚更新世,其地下水位埋深多小于10m,有发生砂土液化的可能,需在进一步的工程勘察工作中,了解地下水埋深及15m深度内土层的剪切波速值或贯入阻力临界值,以便进一步判别土层是否液化。

综上所述,西气东输管道工程沿线多经过无人区和荒漠区,开挖深度仅2m左右,工程的建设实施不会对沿线地质环境条件产生大的影响,工程建设对周围现存工程也不易产生较大的破坏。

⑦  中国地质灾害概况

中国地质灾害种类繁多,除地震外,还有崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地面塌陷、地裂缝、海水入侵、特殊岩土等多种类型。这些灾害分布广泛,活动频繁,危害严重。

据初步调查估计,自新中国成立以后到1994年底,全国共发生明显破坏作用的突发性地质灾害事件(地震除外)达4万多次;其中,一次死亡数十人以上或经济损失千万元以上的比较严重的灾害事件有几千次。各种地质灾害共造成几万人死亡,毁坏房屋达几千万间。此外,地质灾害还破坏铁路、公路和内河航运,破坏土地资源和农作物,每年造成的经济损失为几亿元到几十亿元。现对我国主要地质灾害分述如下。

一、崩塌、滑坡、泥石流灾害

崩塌、滑坡、泥石流是广泛发生在山地高原地区的地质灾害。它们形成条件和活动规律相近,区域分布密切共生,所以常称为崩滑流灾害。

中国是崩滑流灾害十分严重的国家。据初步调查,全国大约有中型以上灾害点3万余处,小型灾害点多达数十万甚至100多万处。1949~1994年的45年间,共发生破坏较大的灾害4200多次,造成重大损失的严重灾害事件至少有900次。

崩滑流灾害分布十分广泛。在全国32个省(市、自治区)中,除上海等个别省(市、自治区)外,均受到不同程度的危害。斜贯中国中部的辽、京、冀、晋、陕、甘、鄂、川、滇、黔地区,是灾害活动最强烈的地区;其中,川滇山地、鄂西山地、秦岭、黄土高原、燕山山地、辽东山地最严重。该带西部和西北部地区灾害活动较弱,主要分布在阿尔泰山、天山、祁连山和青藏高原的部分地区。东部和东南部地区,灾害活动主要分布在东南丘陵和台湾山地,除局部地区灾害严重外,灾害一般不强。

崩滑流灾害是危害最严重的地质灾害之一,其主要破坏作用有下列5个方面。

1.造成人员伤亡

1949~1990年,我国崩滑流灾害至少造成9595人死亡。在城镇、矿区等人口聚集地区暴发的崩滑流活动常造成一次死亡数百人的灾害事件。如:1980年6月3日凌晨,湖北远安县盐池磷矿崩塌,284人丧生;1983年3月7日,甘肃省东乡自治县洒勒山发生大型滑坡,三个村庄被摧毁,死亡237人,重伤27人;1989年7月10日,四川华蓥市溪口镇青龙嘴山发生滑坡后,因暴雨进一步形成泥石流,沿途村庄、工厂被掩埋,221人遇难。

2.破坏城镇、矿山、企业

全国受崩滑流严重侵扰的城市有59座,县城以下的城镇数百个。如重庆市共有体积大于500m3的滑坡129处,崩塌58处,解放以来多次发生活动,造成了严重损失;目前有66处滑坡处于活动或潜在不稳定状态,还有82处可能崩塌的危岩体,时刻威胁着城市的安全。一些城镇,如四川省松潘县、南坪县,云南省兰坪县及新疆库车县等因崩滑流灾害严重,不得不搬迁重建。许多建设在山区的工厂,特别是“三线”工厂,常遭到崩滑流灾害破坏,因此使一些工厂停产或搬迁。如第二汽车制造厂厂区内,共有崩塌、滑坡270处,总体积达750×104m3,十几年来,灾害频繁发生,造成严重损失。我国多数矿山不同程度地遭受崩滑流灾害的破坏或威胁,其中以抚顺西露天矿、四川攀钢蓝尖铁矿、华蓥山煤矿、甘肃白银露天矿等数十个矿山尤其严重。

3.破坏铁路、公路、航道,威胁交通安全

全国铁路沿线分布有大型泥石流沟1386条,危险性较大的大中型滑坡有1000多处,崩塌有近万处。22条铁路干线上,有9980km长的线路受到比较严重的危害或威胁。1949~1990年,因崩滑流灾害造成的较大行车事故180起,33个火车站被淤埋41次,毁坏大型桥梁27座,隧道6个,平均每年中断行车1100h,用于修复整治的工程费约1.5亿元。受害最严重的线路主要有宝成线、陇海线宝天段、成昆线、川黔线、湘黔线、东川线及鹰厦线等。

几乎所有的山区公路都不同程度地受到崩滑流灾害的破坏。如川藏公路沿线分布有泥石流沟1036条,滑坡419处,崩塌1525处,受害路段总长3176km。川滇、川陕、甘川、昆洛、成兰、滇黔等公路崩滑流灾害也十分严重。

大江大河两岸是崩滑流灾害的多发区,对内河航运造成严重威胁。如在长江中上游的重庆至宜宾之间的690km河段,发育有滑坡、崩塌和危岩体283处,总体积约15×108m3。金沙江下游的攀枝花至宜宾段,分布有崩塌、滑坡、泥石流935处,平均密度1.2处/km,总体积在35×108m3以上。几十年来,长江中上游两岸多次发生特大规模的崩塌、滑坡活动,给长江航运造成严重危害。如1985年6月12日发生的新滩滑坡,造成堵江停航12d。

4.破坏水利、水电工程

解放以来,我国有数百座水库和水电站遭受崩滑流灾害破坏。仅云南一省遭破坏的水库就有50余座,水电站有360余座。刘家峡水库自1968年蓄水后库岸不断崩塌,到1984年总崩塌量达1250×104m3以上,影响了库容。拟建中的长江三峡工程,库岸稳定性差,库区范围内发育有崩塌、滑坡214处,泥石流沟271条。在三斗坪至江津县的未来库岸地带,发育有5000m3以上的崩塌(危岩)、滑坡体392处,总体积28×108m3;其中,100×104m3以上的灾害体189处。全库岸崩塌(危岩)、滑坡体数量的平均线密度为0.14处/km,平均体积模数为91×104m3/km。如何防治这些灾害对水库工程建设和正常运行是水库建设和管理的重要问题之一。

5.影响资源开发,阻碍山区经济发展

为了使山区摆脱贫困面貌,需大力开发土地资源、矿产资源、水利资源等。然而在崩滑流活动区,这些经济活动受到严重阻碍。如四川省攀西地区(我国规划中的重要矿产基地),在大约6.6×104km2范围内,发育有体积50×104m3以上的滑坡或滑坡群200余个,为矿产资源开发造成了严重困难。

二、岩溶塌陷

我国岩溶塌陷灾害也十分严重。据初步调查,全国有岩溶塌陷2840处,塌陷坑约33200个,塌陷总面积为330km2

中国岩溶塌陷广泛发育在24个省(市、自治区),以桂、湘、黔、粤、冀、赣、滇等省(自治区)最严重。从地理分布看,主要分布在长白山—燕山—吕梁山—四川盆地—哀牢山以东区域。该区域内可划分为两大岩溶塌陷分布区:秦岭和淮河以北的北方岩溶塌陷分布区和以南的南方岩溶塌陷分布区。北方区岩溶塌陷主要分布在辽东半岛、伏牛山山麓及一些山间盆地。南方区岩溶塌陷主要分布在川东山地、云贵高原和幕阜山、九岭山、罗霄山、南岭及粤北山地。

岩溶塌陷的危害主要是破坏房屋、铁路、水坝、电站等工程设施和城市、矿山、企业环境。全国发生岩溶塌陷灾害的城市近70个,造成严重破坏的44个,主要有唐山、武汉、昆明、黄石、九江、水城、杭州、柳州等。受岩溶塌陷严重危害的大中型矿山有60多个,主要有湖南恩口煤矿、湖南水口山铅锌矿、湖北铜录山铜矿、广西泗顶山铅锌矿、广东凡口铅锌矿、山东莱芜铁矿等。近年全国铁路沿线发生岩溶塌陷375处,其中危害严重的有55处,受害线路60多段,主要分布在贵昆线、湘桂线以及京广线、沈大线、胶济线的部分线段。有30多个车站受到危害,主要有黄石、大冶、水城、昆明、泰安、瓦房店、柳州、玉林等。近40年来,因岩溶塌陷颠覆列车3次,中断行车达2000多小时。

三、地面沉降

(一)我国地面沉降区的分布

据专门勘查和区域地形变测量结果分析,目前我国发生地面沉降的城市大约有70个。其中,累计沉降量达2m以上的有上海、天津、台北、宜兰、嘉义等5个城市;1~2m的有西安、太原、沧州、苏州、无锡等5个城市;0.5~1.0m的有北京、保定、嘉兴、常州、衡水、阜阳等6个城市。

从区域分布看,地面沉降活动主要发生在我国东部地区,尤其以沿海城市和华北平原等地区最严重。在该区域内,发生地面沉降的城市或地区有的孤立存在,有的则密集成群或断续相连,形成广阔的地面沉降区(带)。主要有下列6个区(带)。

1.下辽河平原的沈阳—营口沉降区。

2.北部黄淮海平原的天津—沧州—衡水—德州—滨州—东营—潍坊沉降区。这是我国沉降范围最广,沉降幅度最大的地区。地面沉降与区域地下水位下降在空间和时间上同步发展。中心区主要在渤海海湾西岸的天津市区及其外围的宁河、安次、南堡、塘沽、静海、大港、黄骅、沧州一带;其次是冀中平原的衡水、冀县、枣强及其外围地区;再次是鲁北平原的德州—滨州—东营—潍坊地区。

3.南部黄淮海平原的徐州—商丘—开封—郑州地面沉降区。

4.长江三角洲的上海—苏州—无锡—常州—镇江—南通地面沉降区。

5.汾渭河谷平原的太原—侯马—运城—西安地面沉降带。

6.台湾山地边缘的宜兰—台北—台中—云林—嘉义—屏东地面沉降带。

(二)地面沉降的主要危害

1.破坏城市设施,妨碍城市建设

主要表现是:造成房屋和桥梁开裂、倾斜或倒塌;道路凹凸不平或开裂;地下管道错裂失效;码头及其它港口设施下沉或被水淹没;抽水井管上升,设备须不断更新等。例如:上海市外轮停靠的码头,原标高5.2m,1964年下沉到3.0m,高潮时被水淹没而无法装卸,耗资900多万元进行加高后方可使用;西安市排水管道屡遭破坏,每年花费100多万元进行维修、改建;上海苏州河原来每天运输吞吐量(100~120)×104t,60年代以后减少了一半;天津塘沽海门大桥,两端沉降差达135mm,引桥发生错裂,使这座跨度为64m的开启式提升桥不能按原设计提升,影响了海河航运。

表2-1我国部分城市地面沉降灾害情况简表

①抽水指抽取地下水,下同。

地面沉降还导致观测和测量标志失效,使河流水位、海洋潮位、地形高程失真,给城市规划和建设造成困难。

2.积水滞洪,水患和潮灾加剧

严重的地面沉降活动,把一些城市置于洪水和海潮威胁之下,具体表现如下。

(1)滞汛积水地面沉降城市普遍存在比较严重的滞汛积水问题,不仅影响城市交通和环境,而且常使地下室和低层建筑物在汛期被水侵没,造成比较严重的经济损失。例如:天津市1977年7月下旬因暴雨积水造成的直接经济损失达2亿元以上;苏州、无锡、常州三市在1986年和1988年因积水造成的物资损失达100多万元。

(2)洪水威胁发生地面沉降的城市一般地势低平,且大多沿河发展。地面沉降活动不仅使城市高程进一步降低,而且拦河堤坝等防洪设施因沉降而发生破坏。因此,一些城市御洪能力不断下降,出现严重的水患威胁。例如天津市海河干流两岸防洪堤,自1959年来普遍下沉1~2m,而且一些堤段因不均匀沉降出现许多裂缝,加上河道淤积影响,使海河泄洪能力由原来的1200m3/s降到400m3/s以下。遇到一般较大汛情,全市即处于高度戒备状态。如1990年汛期,海河泄洪130m3/s已显困难,如再遇1963年规模的特大洪水,将导致极其严重的损失。上海市区在20年代地面一般高程为4~5m,60年代后普遍降到3.5m以下,部分地区只有2m左右。伴随地面沉降活动,黄浦江、苏州河水位不断上升超过警戒水位的现象频繁发生,并多次出现黄浦江水倒灌,淹没市区的现象。为了确保城市安全,1956年开始沿江修建防汛墙,此后伴随地面沉降的发展,先后5次进行改建和加固,投资达4亿多元。目前,上海市区共建防汛墙224km,郊区建34km,外滩一带墙高已达2.3m,预计到2030年,还须再加高到2.7m左右才能防御黄浦江水。类似情况在其它一些地面沉降城市也普遍存在。

(3)潮灾加剧在滨海地区,地面沉降活动使陆地地面高程下降,海平面相对上升,导致海水侵袭和风暴潮灾害加剧。如天津塘沽地区,近几十年来相对海面上升50cm,而地面高程普遍下降到2m以下,局部降到平均海平面以下,最低处(塘沽河滨公园)为-3.3m。与此同时,滨岸防潮堤不但大幅度沉降,且发生局部开裂;许多防潮闸——耳闸、二道闸、海河闸、金钟闸等下沉0.4~2.6m。在这种情况下,天津沿海灾害性风暴潮日趋严重,其频度、强度和造成的损失均达到历史最高水平。如1985年8月2日和19日发生的风暴潮,使海水越过防潮堤闸涌入陆地,塘沽一些地区水深达1.3~2.0m,大量企业单位被淹,受灾居民1万多户,直接损失1.3亿元。近年来,宁波市沿甬江上溯的潮水也多次越过防潮堤闸,淹没沿岸码头、仓库、工厂和居民区,造成严重损失。上海以及长江三角洲地区风暴潮灾害也日益严重,不但潮位越来越高,而且高潮频次也不断增加,风暴潮造成的损失愈来愈大。1962年8月,7号台风袭击上海,吴淞口潮位高5.38m,苏州河口水位4.76m。在猛烈的潮水冲击下,防汛墙出现46处决口,半个市区进水,南京东路水深0.5m,直接损失达5亿元。

四、地裂缝灾害

我国地裂缝类型复杂,除伴随地震、滑坡、冻融以及特殊土的胀缩或湿陷活动产生的地裂缝外,主要是伴随构造蠕变活动而产生的构造地裂缝。

构造蠕变地裂缝的分布十分广泛,在华北和长江中下游地区尤其发育。在该区域中,地裂缝主要集中在汾渭盆地、太行山东麓平原、大别山东北麓平原地区,形成了三个规模巨大的地裂缝密集带。此外,在豫东、苏北以及鲁中南等地区,还有一些规模较小的地裂缝发育带(区)。

(一)汾渭盆地地裂缝带

自六盘山南麓的宝鸡,沿渭河向东经西安到风陵渡转向NE方向,沿汾河经临汾、太原到大同,发育有一个宽近100km、长近1000km的地裂缝带。该带沿汾渭盆地边缘断裂带内侧的第四纪沉积区延伸。各地区地裂缝的成因、活动方式等具有基本一致的特征。自60年代后期开始出现灾害性地裂缝,70年代中期以来活动加剧,使西安、大同、宝鸡以及周至、临潼、渭南、华县、蒲城、韩城、万荣、运城、绛县、临汾、洪洞、祁县、太谷、榆次等近50个市、县出现较严重的地裂缝灾害。

该地裂缝带自南向北可大致分为四个段落。

1.渭河盆地地裂缝

该区地裂缝分布在渭河两岸地区,以西安市地裂缝规模最大,危害最严重。此外,千阳、宝鸡、周至、武功、兴平、礼泉、三原、临潼、长安、渭南、蒲城、华县、华阴、大荔等20个县、市也发生不同规模的地裂缝。这些地裂缝给当地人民生活和工程建筑以及土地资源造成了不同程度的危害。如地处华山北麓的蓝田、华县、华阴,自1971年以来出现多处地裂缝,至今仍在发展。在华山半导体厂内,有两个以近EW向为主体,兼有SN向和NE向的地裂缝带。其长度分别为200m和250m;宽度分别为70m和100m,使刚刚建成投产和一些正在施工的车间、仓库等主要建筑物开裂,局部发生下沉达14.6cm,虽经多次加固处理,但始终不能摆脱地裂缝危害。在华山汽修厂亦有两条近EW走向的地裂缝带。其总宽200~300m,长约500m。在其影响范围内的5幢家属楼和其它建筑设施,相继发生大面积裂缝和变形,铁路路基也下陷变形;虽然每年耗费大量资金加固,但裂缝持续发展,防治效果不佳。陕西化肥厂于1972年建成,尚未投产,厂房即发生裂陷,下沉量达20~50cm,多次加固修理,仍未取得安全效果。

2.运城盆地和临汾盆地地裂缝

地裂缝分布在涑水河和汾河两岸的运城、夏县、合阳、韩城、万荣、闻喜、绛县、侯马、翼城、襄汾、临汾、洪洞等约20个县、市。这些地裂缝主要延伸方向为NEE、SN、NE、NW四组,单条长度为几十米到100m以上,宽度一般为0.4~0.2m,可见深度为0.2~0.3m。多条地裂缝常常组合成带,有时沿一个主导方向呈线状或串珠状延伸,构成长达几公里,甚至几十公里的地裂缝密集带;有时不同方向的地裂缝相互交叉,构成密集的地裂缝集中区。分布在工厂、村落、田野中的地裂缝,对房屋建筑和土地资源造成危害。例如1983年7月28日傍晚和29日早晨万荣县两次暴雨后,该县薛店村在29日9时30分地面开裂。地裂缝长1.5km;一般宽为1~2m,最宽达5.2m;一般深1.5~3.0m,最深达12m。大量积水顺缝一泄而光。裂缝所经之处,房屋开裂或倒塌,受损房屋300间(受害居民67户)。村内一口深223m、造价6万余元的机井也因而塌毁。1984年6月,绛县电厂地裂。地裂缝长50m,宽40cm。家属宿舍也随之开裂。运城东北的半坡乡,一条NE向延伸的地裂缝(长约9km,宽0.3~1.0m),造成数十间民房开裂,田地成为破碎的沟地。

3.太原盆地地裂缝

地裂缝主要发生在太原市南部的榆次县、太谷县、祁县等地。榆次县北部王湖至聂村一带,1982年出现4条近SN向的地裂缝,组成长约500m,宽约15m的地裂缝带,裂缝深2.5~3.0m,最深12m。处于地裂缝发育带内的省储备局仓库、地区变电所和部队等单位的办公楼、食堂、家属宿舍等建筑物出现大量裂缝,成为危房或者废弃。

4.大同盆地地裂缝

地裂缝主要发生在大同市,以市区西南边缘的大同机床厂一带最严重。地裂缝始见于1977年,发生在剧场街9号楼附近,长200m,使9号楼出现裂缝。80年代以后,地裂缝迅速发展,1986年延伸到1000m,1988年和1989年进一步发展到5000m,至今仍在活动。地裂缝走向NE57°,宽1~6cm。其南盘相对下滑,垂直相对位移2~5cm,最大18cm。地裂缝破坏带宽5~20m,所经之处,房屋墙体和过梁开裂,门窗变形,管道错动。机车厂8幢居民楼和食堂、学校等公用设施严重受损,受灾建筑面积29141m2,危害居民290户。除市区外,在北部天镇县的滹沱店、孙家店、顾家湾、宣家塔和阳高县的罗文皂以及大同市东南官道村等地,在1982~1984年前后亦发生不同规模的地裂缝,民房和田地受到破坏。

(二)太行山东麓倾斜平原地裂缝带

该地裂缝带始于1966年。该年3月在邯郸市电台和国棉一厂首先发生地裂缝活动。此后,不但在该市迅速发展,而且河北平原和豫北平原的许多地区相继发生日益严重的地裂缝活动,很快形成一个沿太行山东侧和东南侧倾斜平原延伸的地裂缝分布带。其北起保定,向南经石家庄、邢台、邯郸进入豫北的安阳、新乡、郑州一带以后,向西延伸,经洛阳达三门峡一带,与渭河盆地和运城盆地的地裂缝带相连,全长约800km。共有50多个县市发现400多处地裂缝。其中,河北省有39个县市、200多处,主要有易县、容城、涞水、保定、定县、博野、正定、藁城、束鹿、宁晋、新河、柏乡、临城、无极、南宫、邢台、南和、永年、邯郸、肥乡、广平、鸡泽、大名等;河南省约15个市县、100多处,主要有南乐、清丰、汤阴、浚县、辉县、获嘉、新安、渑池、三门峡、陕县、灵宝等。

分布在城镇和企业、矿山的地裂缝,对房屋和其它工程造成了严重危害。河北省邯郸市1963年发生地裂缝活动。1966年以后地裂缝迅速发展,在国棉一厂、电台、汽车修配厂及前郝村等地形成三条地裂缝。裂缝单条长度为185~700m,组合长度3~8km。地裂缝损坏楼房7处,平房数十间,错断管道2处,破坏围墙10堵,直接经济损失数百万元。发生在农村的大量地裂缝,除破坏民房、道路外,还对耕地和水利设施造成了不同程度的破坏。

(三)大别山北麓地裂缝带

1974年在大别山北麓的山前倾斜平原地区出现了大量地裂缝,主要分布在豫东南的固始、商城、淮滨、潢川、息县和皖西南的霍丘、颖上、寿县、六安、金寨、阜南等11个县市,其范围南北宽近100km,东西长约150km,可大致分为三个近EW向延伸的地裂缝密集带:北带从息县夏庄经淮滨县城、固始三河、霍丘周集至寿县;中带从潢川隆古、城关、桃林,经固始分水,至霍丘河口、列李集;南带从潢川仁和,经商城、金寨北部和固始、霍丘、往东延至六发县境内。每带宽15~20km,带内地裂缝密集,带间地裂缝比较稀少。单个地裂缝规模不等,长度一般在10~300m以上,宽10~50cm,个别达1m左右,深一般3~5m。

1976年唐山地震前后,大别山北麓地裂缝活动加剧,其范围几乎扩展到整个淮河流域和长江、黄河中下游地区。据不完全统计,在豫、皖、苏、鲁四个省中有152个县市出现了地裂缝,形成三个规模较大的地裂缝分布带:一是从大别山北麓的信阳、六安向东到南通、如东的EW向地裂缝分布带,其地裂缝除在潢川至寿县一带进一步发展外,在东部的马鞍山至如东一带也出现不少地裂缝;二是周口—阜阳—寿县和商丘—永城—蚌埠两个相近平行延伸的NW向地裂缝分布带;三是沂水—郯成—宿迁NNE向地裂缝分布带。

(四)其它地区的构造蠕变地裂缝

除上述三个大规模地裂缝带外,在其它地区还有一些零星的地裂缝或小规模地裂缝带。它们亦主要分布在华北的晋、冀、鲁、豫地区。如1988年在豫东平原上蔡县黄埠乡和太康县朱口乡发生的地裂缝活动,造成黄埠乡尚庄、杜庄等5个自然村,朱口乡的洼陈、二甲张等12个自然村的许多民房的墙体、门窗开裂0.5~6cm,当地群众惊恐不安。山东省淄博市南定玻璃厂和傅家、大徐家等地,自1985年以来,地裂缝活动持续发展,在玻璃厂厂区内形成一条近南北向延伸达300m以上的地裂缝,使主车间和其它一些工厂建筑、地面和墙体出现无数条2~30cm宽裂缝,工厂被迫搬迁;在傅家和大徐家,除上百户民房严重开裂外,田野、耕地之中亦出现多条延伸数百米的地裂缝。1989年,淄博市旦村水库的偏坝和附近地面亦发生开裂,使水库安全受到威胁。

五、海水入侵

海水入侵是由于滨海地区地下水动力条件发生严重变化,造成海水或高矿化咸水向大陆淡水含水层发生的入侵现象。海水入侵主要发生在城镇、矿山地区,通常是由于强烈开采或疏干地下水,使地下水水位持续大幅度下降形成的。其主要危害是破坏地下水水源,进而影响人民生活和工农业生产。

我国滨海地区发生明显海水入侵的地区主要有辽宁大连、河北秦皇岛、莱州湾和胶州湾沿岸、广西北海市等地。全国累计海水入侵面积在1000km2左右,最大入侵距离超过10km,最大入侵速率超过400m/a。

大连市海水入侵发生在1976年以后;到80年代末,海水入侵地区有12处,以大连泡、金县、南关镇、甘井子、营城子最严重,其次为革镇堡、大魏家、金纺、后盐村、周水子、牧城驿、龙眼井。入侵的累计面积为230km2,氯离子含量300~1000mg/L,最高超过7000mg/L。这些地区的地下水水源地遭到严重破坏,加剧了大连市水资源供需矛盾。

秦皇岛海水入侵发生在北戴河海滨区的枣园水源地,入侵面积24km2,氯离子含量500mg/L以上,水源地濒临报废。

山东省莱州湾、胶州湾沿海地区,是近年海水入侵灾害最严重的地区。截至1991年4月,累计海水入侵面积为431.2km2,地下咸水扩侵面积为299.5km2,累计730.7km2。主要发生在莱州市、龙口市、烟台市,其次为青岛市、胶州市、招远县,再次为蓬莱县、长岛县、牟平县、海阳县、胶南市等地。海水入侵活动使地下水资源遭受严重破坏,造成灾害区44.5万人无淡水使用。灾害区人民由于饮用劣质咸水,使身体受到严重危害,甲状腺肿、氟骨症、氟斑牙等地方病患者剧增,达40余万人。海水入侵还造成了土地资源严重退化,盐渍化发展,农业生产不断下降,粮食累计减产(30~45)×108kg。

其它地区还有一些小规模的海水入侵活动,虽然目前危害尚不严重,但存在不同程度的进一步发展的趋势。

六、膨胀土的胀缩灾害

膨胀土是一种胀缩能力极大的粘性土,对工程建筑具有很大的破坏性。它使房屋等建筑地基发生变形,进一步引起房屋沉陷开裂;对铁路、公路以及水利工程的危害也十分严重,导致路基变形,铁轨移动,大坝开裂等,破坏了运输安全和水利工程的正常运行。

我国膨胀土分布广泛,主要发育在云南、贵州、四川、广西、湖南、湖北、江苏、安徽、山东、河南、河北、山西、陕西等21个省(自治区)的205个县(市),其中以云南、广西、河北等地区尤为发育。如湖北省郧县县城,因丹江口水库蓄水而迁建,新城址膨胀土十分发育,严重受害房屋25.9×104m2,占全部房屋建筑的70%;其中,倒塌和被迫折毁房屋近10000m2。因破坏严重,县城被迫再次易地重建,造成直接经济损失2000多万元。类似灾害在湖北宜昌、贵阳、枝江、应城、孝感、云梦、新洲和广东省的广花盆地、东莞盆地、雷洲半岛,河南的平顶山市、南阳市,山西省泌水盆地,广西南宁,安徽合肥、泗县、蚌埠,云南蒙自、鸡街,四川成都,山东临沂、泗水,河北邯郸等地也有发生。

⑧  地质灾害防治措施与防治原则

一、地质灾害防治途径与基本方法

如前所述,地质灾害的形成必须具备灾害体和受灾体。这两方面条件决定了成灾程度。因此,防治地质灾害的基本途径主要有两方面:第一,限制灾害源,消除或消弱灾害体活动能量,解除或缓解灾害活动威胁;第二,对受灾体采取防避保护措施,使其免受灾害破坏,或增强受灾体对灾害的抵御能力。

防治地质灾害的具体方法主要包括:

保护和治理区域地质自然环境,消弱灾害活动的基础条件。其基本措施是根据区域条件,科学地进行资源开发和工程建设活动,特别注意合理利用土地资源、水资源、生物资源,避免过度开发。在广大山区应广泛植树造林,治山治水,宜农则农,宜牧则牧,宜林则林,涵养水土,防治水土流失。在城镇和沿海地区,尤其注意合理开发利用地下水资源,量入为出,保持地下水动态平衡,防止地下水环境恶化,预防地面沉陷和海水入侵等活动。

加强地质灾害勘查。弄清地质灾害的分布情况与形成条件。合理制定城镇规划,选择工程建设场地,尽可能避开地质灾害危害区;对于必须在地质灾害危险区实施的工程建设,制定防灾规划,实施预防措施。

对重要受灾体实施专门性防治工程。为了保护城镇、企业和铁路、公路、桥梁、房屋等工程建设安全,应专门实施不同的防护工程、加固工程等。对不同防灾工程措施不一,将在下面进行专门论述。

加强灾害监测,有效地进行灾害预测预报。应根据需要及时疏散人口、财产、或采取其它措施,最大限度地减少灾害损失。

二、地质灾害防治措施

虽然各种地质灾害的防治途径基本相同,但具体措施不一。所以,无论是哪种地质灾害,都必须首先进行深入细致的勘查工作,以查清灾害体范围、性质、活动条件和受灾体类型、分布情况等。在勘查的基础上选择防治措施,并合理地设计工程规模,取得充分的减灾效果。

(一)崩塌(危岩)灾害防治措施

1.清除危岩

对规模小、危险程度高的危岩体可采用静态爆破或手工方法予以清除,消灭隐患。

2.部分削坡

对于规模较大的危岩体,难以全部清除其隐患。但可以在危岩体上部清除部分岩土体,降低临空面的高度,减小斜坡坡度和上部荷载,提高斜坡稳定性,从而降低危岩的危险程度或减少其它防治工程的工程量。

3.排水防渗

在危岩体及其周围地带,应修建地面排水系统和堵塞裂隙孔洞,以防治过量地表水进入危岩斜坡,从而提高危岩稳定程度,减少崩塌机会。

4.加固斜坡、改善危岩岩土结构,提高斜坡稳定程度

所采取的措施,其具体内容有:①灌浆加固,以增强岩体完整性,提高岩体强度。②采用支撑墩、支撑柱、支撑墙等支撑措施保护斜坡,防止坍落。③采用预应力锚杆或锚索等锚固措施加固危岩体,防止崩落。④软基加固,即在危岩或陡崖底部发育有泥岩等软弱岩层时,采用喷浆护壁等方法保护软基,防止强烈的风化作用和水体浸泡。如在软基发育部位已形成风化凹腔,应根据规模、形态,采用嵌补、支撑、喷浆护壁等方法保护加固;如凹腔内积水,应进行疏干,并采取措施防止继续浸水。

5.拦截

对于在雨季才发生活动的坠石、剥落或小型崩塌活动,可在岩石崩落滚动途中修建落石平台、落石槽、挡石墙等,以拦截落石,防止破坏建筑设施。

6.遮挡

为了防止小型崩塌对铁路等工程设施的破坏,可修建明硐、棚硐等对工程设施进行保护。

7.加强监测预报

(1)危岩体形变监测主要手段包括:通过地面观察、形变测量、地倾斜测量、综合自动监测等方法从外部监测危岩体位移、裂缝变形、地面倾斜等现象;采用钻孔倾斜测量、电测、声发射监测、地应力测量等方法从内部监测危岩体深部变形位移及应力变化情况。

(2)激发崩塌活动要素监测主要包括雨量监测、水文动态监测、地下水动态监测、地温场监测、地震监测等。

(3)综合分析与预测预报基本方法是分析斜坡稳定程度,建立危岩变形数值模型,确定崩塌活动的临界值。在条件允许时,应建立预警系统,进行有效的灾害预报。

8.躲避搬迁对于威胁严重,防治困难的建筑设施,应选址搬迁,避免受害。

(二)滑坡灾害防治措施

1.消除或减轻地表水、地下水对滑坡的诱发作用

(1)修建排水沟,拦截地表水,减少进入滑坡体的地表水量,并及时将滑坡体发育范围内的地表水排走,减轻地表水对斜坡的破坏。

(2)修建截水盲沟和支撑盲沟、开挖渗井或截水盲洞、敷设排水渗管、实施排水钻孔等,以拦截疏导地下水,减轻地下水对斜坡的破坏。

2.改善斜坡状况,增加滑坡平衡稳定条件

(1)在滑坡体上部削坡减重,在坡脚加填,改变斜坡外形,降低斜坡重心,提高滑坡稳定程度。

(2)修建抗滑垛、抗滑柱、抗滑墙、抗滑洞等支挡工程,阻止滑坡体滑动,提高斜坡稳定程度。

(3)实施锚固工程,“加固”滑坡,提高斜坡稳定程度。

(4)采用焙烧法、电渗排水法、灌浆法等物理方法或化学方法,改善滑坡体岩土性质,提高软弱岩土层强度,提高斜坡稳定程度。

3.加强监测预报

(1)滑坡体形变监测通过地面观察、形变测量、地倾斜测量、综合自动监测等方法监测裂缝变形、滑坡体水平位移、垂直形变以及滑坡体上树木、房屋等工程设施形变等情况。采用倾斜仪测量、短基线测量、地应力测量等监测滑坡体内部形变位移情况。

(2)激发滑坡活动的外界要素监测主要包括降水监测、水文动态监测、地下水动态监测、地震监测等。

(3)综合分析与预测预报方法与崩塌预测预报基本相同。

4.躲避搬迁

对于威胁严重,防治困难的工程建筑,应选址搬迁,避免灾害破坏。

(三)泥石流灾害防治措施

1.实施生物措施,保护水土,消弱泥石流活动的基本条件

基本方法是保护森林植被。禁止滥砍乱伐,合理耕牧,并且有计划地植树种草,以提高森林覆盖率和植被覆盖率,抑制水土流失,减缓泥石流活动。

2.实施工程措施,限制泥石流活动,保护耕地与工程设施

(1)拦挡工程修建谷坊、拦砂坝、格栅坝等,蓄水拦砂,减小泥石流流速、容重、规模,抬高局部沟段侵蚀基准,护床固坡,降低泥石流冲刷破坏能力,减轻沟床侵蚀。

(2)排导工程修建导流堤、急流槽、束流堤等,引水输砂,规范泥石流路径,防止漫流,降低泥石流流速,削弱泥石流冲击破坏能力。

(3)停淤工程根据泥石流发育地区地形条件,修建停淤场,将泥石流引入预定场所减速停淤,防止漫流。

(4)沟道整治工程采用固床砂坝、水泥砂浆砌石、石笼等方法保护泥石流沟坡,防止岸坡坍塌、滑移;在沟底进行铺砌或修建肋板稳固沟底,减少沟底冲刷。

(5)防护工程与错避工程对泥石流地区的铁路、公路、桥梁、隧道、房屋等工程设施,进行防护或错避,抵御或避开泥石流的危害。防护工程包括修建护坡、挡墙、顺坝、丁坝等。错避工程主要包括跨越式错避、穿过式错避等。跨越式错避是指修建桥梁,使工程设施凌架于泥石流沟上空,免受泥石流破坏。穿过式错避则是将工程设施置于泥石流沟地下,避开泥石流破坏。

3.监测预报

除利用遥感技术,结合气象资料分析,进行区域泥石流活动中长期预报外,主要是利用降雨预测进行泥石流活动的短期预报和临灾警报。此外,还可利用泥石流遥测地声警报器、泥石流超声波泥位警报器、地震式泥石流警报器等仪器直接监测泥石流活动,并进行短期预报和临灾警报。

4.躲避搬迁

对于威胁严重,难以防护的工程建筑,应选址搬迁,避免灾害破坏。

(四)岩溶塌陷灾害防治措施

1.控水措施

(1)地表水防水措施在塌陷区周围修建排水沟,防止地表水进入塌陷区,减少向地下的渗入量。在地势低洼、洪水严重的防治区围堤筑坝,防止洪水入侵灌入塌陷洞或岩溶孔洞。对塌陷区内严重淤塞的河道进行清理疏通,加速泄流,减少对岩溶水的渗漏补给。对严重漏水的河溪、库塘,铺底防漏或人工改道,减少地表水倒灌。对严重灌水的塌陷洞隙采用粘土或水泥灌注填实,减少地表水入渗倒灌。采用混凝土、氯丁橡胶、玻璃纤维涂料等封闭地面,增强地表土层强度,防止地表水冲刷入渗。

(2)地下水控水措施根据水资源条件规划地下水开采层位、开采强度、开采时间,合理开采地下水。必要时进行人工回灌,控制地下水动态,限制地下水位的频繁升降,并使动水位最低水位不低于基岩面,保持岩溶水承压状态。在地下水主要迳流带修建堵水帷幕,减少区域地下水补给,促使外围地下水位升高,防止塌陷向外围地带扩展。在矿区井下修建防水闸门,建立有效的排水系统,对水量较大的突水点进行注浆封闭,控制矿井突水、突泥,避免矿区地下水大排大放,防止地下水位和岩溶水压力的大起大落,控制地面塌陷活动。

2.加固措施

(1)挖填当孔洞规模和埋藏深度较小时,可清除岩溶上部覆盖层中的软弱土层和洞穴中的软弱充填物,回填碎石或混凝土,改善建筑场地条件,提高地基强度。

(2)强夯在土体厚度较小,地形平坦情况下,采用强夯砸实覆盖层,破坏土洞,提高土层强度。

(3)灌注填充在溶洞埋藏较深时,通过钻孔灌注水泥砂浆,填充岩溶孔洞,提高强度。

(4)钻孔充气钻孔深入到基岩面下溶蚀裂隙或溶洞的适当深度,破坏真空腔的岩溶封闭条件,减少发生塌陷的机会。

(5)采用锚固柱、栅栏柱,支撑建筑物,防止洞穴坍塌。

(6)跨盖采用梁式基础、拱形结构,或以刚性大的平板基础跨越、敷盖溶洞,避免塌陷危害。

3.监测预测

目前对岩溶塌陷还没有建立有效的预报方法,只能根据专门地质调查,查明岩溶分布情况和岩溶塌陷的活动规律,结合浅层地质雷达探测和地下水动态监测、水文动态监测、气象预报等方法,进行一般性预测。

(五)地裂缝灾害防治措施

1.控制人为因素对地裂缝活动的强化作用

主要是合理开采地下水,限制地下水位大幅度下降,从而控制地面沉降活动,防止地面沉降对地裂缝的促进活动。其次是在矿区井下开采时,根据实际情况,控制开采范围,增多、增大预留保安柱,防止矿井坍塌诱发地裂缝。

2.建筑设施避灾、防灾措施

(1)查明地裂缝发育带及潜在危害区,据以作好城镇发展规划和场地工程地质勘查,合理规划工程建筑物布局,使工程设施尽可能避开地裂缝危险带,特别是严格限制永久性建筑设施横跨地裂缝,一般避让宽度不少于4~10m。

(2)对于已建在地裂缝危害带内的工程设施,应根据具体情况采取加固措施进行加固。对于必须建在地裂缝危害带内的新的工程设施,应实施设防措施。如跨越地裂缝的地下管道工程,可采用外廊道隔离、内悬支座或内支座式管道活动软接头连结措施预防地裂缝的破坏。对于已受地裂缝严重破坏的工程设施,进行局部拆除或全部拆除,防止对整体建筑或相邻建筑造成更大规模破坏。

3.监测预测措施

通过地面勘查、地形变测量、断层位移测量以及音频大地电场测量、高分辨纵波反射测量等方法监测地裂缝活动发展情况,预测预报地裂缝发展方向、速率及可能危害范围。

(六)地面沉降灾害防治措施

1.控制人为活动对地面沉降的促进作用

(1)根据水资源条件,限制地下水开采量,防止地下水水位大幅度持续下降,控制地下水降落漏斗规模。

(2)根据地下水资源的分布情况,合理选择开采区,调整开采层和开采时间,避免开采地区、层位、时间过分集中。

(3)人工回灌地下水,补充地下水水量,提高地下水水位。

2.防护措施

地面沉降除有时会引起工程建筑不均匀沉降外,主要是因沉降区地面标高降低,导致积洪滞涝,海水扩侵等次生灾害。次生灾害可造成十分严重的破坏损失。针对这些次生灾害,采取的主要防护措施是修建或加高、加固防洪堤、防潮堤、防洪闸、防潮闸以及疏导河道,兴建排洪排涝工程等。

3.监测预测

基本方法是设置分层标、基岩标、孔隙水压力标、水准点、水动态监测网、水文观测点、海平面观测点等。定期进行水准测量;进行地下水开采量、地下水位、地下水压力、地下水水质监测及回灌监测;进行河流水位、流量监测;进行潮汐及海平面变化监测等。根据地面沉降活动条件和发展趋势,预测地面沉降速度、幅度、范围及可能危害。

(七)海水入侵灾害防治措施

1.控制人为活动对海水入侵活动的促进作用

(1)限制地下水开采量,防止地下水水位持续下降。使地下水位保持在海平面或地下咸水水位以上,并具有一定的水头压力。使其能维持滨海地区地下水与海水动力平衡,扼制海水入侵。

(2)利用回灌井、回灌廊道等实行人工回灌,补充地下水,提高滨海地区地下水水位。

(3)在发生海水入侵或容易诱发海水入侵的滨海地带,禁止挖砂,保护海岸,防治海岸侵蚀,削弱海水沿河上溯活动。规范晒盐、海产养殖,防止人为将大量海水抽引到陆地,减少海水补给源。

2.限制海水入侵的工程措施

(1)修建防潮闸,抑制海水沿河上溯活动。

(2)建造隔水墙或防渗围幕,阻断海水入侵通道,扼止海水扩侵。

3.监测预测

主要监测手段是建立地下水动态监测网,进行水位、水化学监测,必要时辅以海水水文动态监测。根据海水入侵活动机制和历史海水入侵规律,预测海水入侵速率、规模、危害范围。

(八)膨胀土胀缩灾害防治措施

主要包括避灾措施和防灾、治灾措施。

在进行城镇规划和建筑工程选址时,要进行充分的地质勘查,查明工程地质条件,弄清膨胀土的分布范围、发育厚度、埋藏深度以及膨胀土的物理力学性质;在此基础上合理规划建筑布局,使容易受害的建筑工程尽可能避开膨胀土发育区。在膨胀土分布面积比较大,难以选择非膨胀土工程场地时,尽可能选择地形简单、膨胀土胀缩性相对较弱、厚度较小而且地下水水位变化较小、容易排水,而且没有浅层滑坡和地裂缝的地段进行工程建筑,最大限度地减少膨胀土的危害。

在膨胀土发育区进行工程建筑时,应避免大挖大填,加宽建筑物四周散水,设置圈梁,敷设砂垫。铁路、公路施工避免深长路堑,多填少挖,路堤底部垫砂,路堑设置挡土墙,边坡植草铺砂。水利工程要快速施工,合理堆放弃土;必要时设置抗滑桩、挡土墙;渠道要合理选择渠坡坡角;穿过垅岗时使用涵管、隧洞。工程设施附近要修建排水设施,避免降雨、地表水、城镇废水等大量渗入地下。同时要合理开采地下水,保持地下水位相对稳定,避免地下水位大幅度地频繁升降,防止膨胀土反复胀缩。

对于已受膨胀土破坏的工程设施则视具体情况,采用加固、拆除重建等措施进行治理。

综合上述8种地质灾害的防治措施,基本可分为4个方面,即:削弱灾害活动强度措施;受灾体防护措施;监测预报措施;避灾措施。不同灾害的具体方法不同(表8-1)。

三、地质灾害防治基本原则

地质灾害防治的根本目标是取得最充分的减灾效果。然而要实现这个目的,必须遵照下列原则科学地规划、设计、实施防治工程。

(一)预防为主的原则

地质灾害虽然是一种不可避免和无法准确预测的自然现象。随着人类科学技术水平及社会生产力水平的不断发展,人类对地质灾害的认识水平逐渐提高,因此,在灾害面前拥有了越来越大的自主能力。这主要表现在两个方面:第一,在一定程度上可以减少灾害发生机会,削弱灾害活动强度;特别是对于那些主要因人为活动控制的地质灾害,可以通过调整人类活动基本扼制灾害的发展,防止或减少灾害的破坏损失。例如,可以通过人工改变斜坡形态、负荷,减少地表水入渗,加固斜坡等方法增强斜坡稳定程度,减少发生崩塌、滑坡发生的可能;可以通过限制地下水开采量,调整地下水开采层等方法,控制地下水水位,预防和限制地面沉降、海水入侵的发生与发展。第二,有效地进行灾害预测预报,及时避灾。在地面塌陷、地裂缝和膨胀土发育地区,尽可能使工程设施避开高危险区。对于崩塌、滑坡、泥石流等突发性灾害可进行综合监测,根据灾害发生的危险程度,及时疏散人口、财产,减少灾害损失。实践证明,适时采取预防措施是防止灾害破坏,减少灾害损失的最有效途径。

(二)防灾减灾的相对性、持续性原则

尽管人类对地质灾害的防治手段越来越丰富,防治技术越来越高超,但要想制止地质灾害的发生,或者是完全预测预报地质灾害,彻底防治地质灾害是不可能的;无论是现在,还是将来,对地质灾害的防治效果永远也不会达到百分之百。因此,任何时候人类所进行的防治工作都是相对的。基于这种现实,地质灾害的防治是一项长期的、艰巨的任务。为了促进社会经济的健康发展,地质灾害防治要长期持续地进行下去,在不同社会经济发展阶段,力求取得与之相应的减灾效果。

表8-1地质灾害主要防治措施

(三)全面规划与重点防治相结合的原则

地质灾害防治除了具有长期性特点外,还具有广泛性特点。因此,要取得充分的减灾效果,首先要做好防治规划,根据不同地区地质灾害发育情况和不同时期社会经济发展需要,提出地质灾害防治目标、防治对策与措施,从总体上指导地质灾害防治工作。

由于我国是一个发展中国家,目前科学技术水平和社会财力还都不高,因此,不可能对所有地质灾害进行全方位的彻底防治。在这种情况下,只能在全国和地区灾害防治规划指导下,一方面加强区域环境保护与治理,改善地质自然环境,削除或削弱地质灾害活动的背景条件;另一方面选择受地质灾害威胁强烈,破坏损失严重的城镇、交通干线、重要企业等实施重点防治,使有限的资金发挥最大的减灾效果,真正做到“好钢用在刀刃上”。

(四)防治地质灾害与其它社会经济活动相结合的原则

实践证明,地质灾害防治工作常常并不是孤立进行的,它与其它社会经济活动具有不同程度的联系。因此,把防治地质灾害措施与其它环境治理结合起来,并且把地质灾害防治纳入国家和地区社会经济规划,可以取得充分的效果。

首先,从宏观上看,地质灾害防治与土地资源开发、水资源开发、矿产资源开发、植被资源开发以及城镇建设、交通建设等具有直接关系。因此,地质灾害防治应该与这些活动有机地结合起来:一方面在这些活动中积极主动地进行相应地质灾害的防治工作;另一方面地质灾害的有效防治将促进这些活动的正常进行,二者取得相互促进的效果。另外,地质灾害防治不仅是中央政府的责任,而且是一种广泛的社会行为。因此,随着国家改革开放的深入和市场经济的发展,地方政府、企业以及个人在发展经济活动中,为了免受灾害损失,取得效益和利润,就应该将所涉及的地质灾害防治工作纳入经济活动之中,在市场经济利益驱使下开展防治工作。

(五)防治工程最优化原则

地质灾害防治工程一般需要比较巨大的投入。它所防治的对象是复杂的自然现象,所以地质灾害防治工程既是复杂的技术工作,又是复杂的经济工作。无论是哪个部门实施哪种防治工程都需要本着最优化原则审慎对待。最优化原则的核心就是实现科学性、可操作性与最小风险、最大效益的有机结合。

1.科学性

其科学性主要体现在:防治工程类型选择要有充分依据,符合地质灾害的减灾特点或受灾体的防护需要;防治工程设计要有针对性,符合国家有关标准和规范要求。

2.可操作性

其可操作性主要体现在:在目前技术水平条件下能顺利实施;在人力、物力、财力方面有充分保障;现场环境没有严重障碍。

3.最小风险

地质灾害防治工程是在对灾害评价基础上实施的。由于对灾害破坏损失认识的不彻底性,所以防治工程具有一定的风险。其主要表现在:防治工程不完全符合地质灾害成灾特点和受灾体防护需要;设防标准不完全符合灾害活动概率和成灾规模,因而导致防治工程部分失效、完全失效或者超标准运行;防治工程不符合施工标准,达不到预期功能或达不到使用年限。基于这种性质,在设计、实施防治工程时,要力求将风险程度降到最低程度。

4.最大效益

其主要表现是以尽可能少的人力、物力、财力和时间投入,取得最大、最长效的经济效益和社会效益、环境效益。

⑨ 灾害地质

(一)地震

地震是地壳岩层受力后快速破裂错动引起地表振动或破坏。它带来房倒屋塌、山崩地裂,乃至引发海啸。它是最剧烈的地质灾害之一。

我国是最早记录地震的国家,上古神话“头触不周山,使天柱折,天西倾,水东流”就是上古对地震的记述。中国历史上则早在商周时期就有史官记录地震。

地球上板块与板块之间相互挤压碰撞,造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂,是引起地面震动(即地震)的主要原因,其他原因还有火山爆发、陨石撞击地球,三者都可造成不同程度的地震。

测量地震强度有两种系列,常用的为里氏地震震级分级,可划分为九级。它按一次地震震动所释放出来的能量数值来划分震动的级别。标准的统计方法是以距震中100千米处所测量到的最大震动幅度(以微米计,毫米的千分之一)为单位的对数值。如该点测量到的水平方向的震幅为10毫米,即104微米,它的对数值为4,即等于四级地震。目前已知最大的地震震级为9.5级,是1960年5月22日的智利大地震。经过测算,这次地震释放的能量相当于2.7万颗广岛原子弹爆炸所产生的能量(广岛原子弹为2万吨TNT爆炸的能量)。依据这一划分标准,3级地震为室内静坐人员能感觉到的地震,4级地震能使室外人员感觉到地壳在震动,我们称之为有感地震。如果达到了6级以上的地震,就属于有墙倒瓦飞的破坏性地震,常伴随有人员伤亡。

地震的另一种统计划分标准,是按强烈程度来划分的,共分为十二级。上述4级有感地震的烈度相当于五级烈度的地震,墙倒瓦飞相当于8级烈度的地震,唐山地震的烈度应相当于十一级烈度。地震烈度,是以地面人能感觉到、城市建筑破坏强度来划分的。它与里氏强度一般成正相关关系。里氏地震级别高,地震烈度级别划分也高。实质上,它还与震动中心在地壳中的深度相关,震中愈深,烈度愈低。一般震动中心距地表十千米以内称浅源地震,其危害程度大于深源地震。

地震构造示意图

地震烈度还与地壳表层的地质结构有关。平原地区,地壳岩石圈之上有较厚松散的泥沙堆积物,它常处在地下水浸泡之中,当地下岩石发生震动时,震动时间稍长,就会造成本来呈固态的泥沙水三者混合体发生液化,变成可流淌的液态。我们在房屋建筑工地时常可见到水泥浇注好后,工人拿起棒棍状震动器,将棒插入半固态的水泥层中,在强烈震动下,水泥呈液态流动,它会驱除水泥层中大大小小的气泡,震平原来手工浇注后呈起伏不平的水泥表面,从而使水泥形成致密状的无气孔的统一整体。

据史料记载:唐山大地震的地震烈度为里氏7.8级,由于引发城市区地基中的沙泥层整体液化,从而使地基失衡,发生波浪状晃动,就像城市建在浪花上一样。平整的地基下面发生七高八低的变形,当然地基就变成七零八落的不稳定体,其上墙柱理所当然在顷刻间轰然倒塌,所以地震夷平了整个唐山市的地面建筑。2008年5月12日的汶川地震,地震强度为里氏8级,由于发生在川西山区,震后不少房屋虽破损严重乃至倾斜,但还竖立在地面而未被抹平,其原因就是它们的地基为基岩山区稳固的岩石,在发生震动过程中无液化,因此毁坏程度低。

地震毁坏程度还与地壳断裂性质有关,如果此断裂为一逆断层,它的下盘地层被上盘地层所挤压。地震时震中位于断层缝中,则上盘的震动烈度要大于下盘,因为下盘地层被上盘压住,震幅当然受抑制。而上盘是个自由面,震动的发挥就比较充分,所以造成毁坏程度就高。在汶川地震中,成都平原是川西龙门大断裂的下盘,所以成都市震动烈度就远远小于上盘的汶川县。

地震造成砂体液化,在地质上也有记录,那就是砂岩中的包卷层。地震造成沙层液化,由于震动使原来岩层间分布均匀的重力负荷发生改变,半固结状态的泥沙层向低洼处流动,像软泥一样陷落到陷落层中,形成了包卷构造。五台山区的滹沱系青石村组火山岩上下石英岩、板岩层中大大小小的包卷层处处可见,显然是地质历史时期火山地震的震动记录。

为了减少地震的破坏,国家对城市的建筑作出规定,如房屋的基础结构、钢筋水泥的强度、圈梁的宽厚都有明确的规定和严格的数据。因为房屋钢筋越多越粗,混凝土中水泥标号越高,房屋必然越牢固,人员的伤亡必然减少,但这必将大幅度地增加建筑成本。本着既保障安全,又能节约成本的原则,根据建筑地区的地震设防烈度,工程师经过地基勘察、岩土测试、准确计算、合理设计等程序,设计出满足要求的施工设计方案。

生活与地质

从地质构造上分析,许多断层具有活动性,有的已被固结焊死。比如山西地区18亿年之前的断层,基本都不再活动,只有燕山期(1.8~1.3亿年间)发生的断层才可能“复活”,至于2500万年以来喜马拉雅运动形成的断层,其活动性更高,所以山西五大裂谷盆地,都属于防8级地震区。山西历史上曾有过8级地震的记载(洪洞8级地震),普遍发生过6级以上地震。

在修建高速公路、铁路时,遇上活动断层(1万年以来发生过断裂的断层),线路必须绕开断层。如果发现断层发生在黄土中,就可以判定它是活动断层。山西位于黄土高原的东部,而黄土高原形成于新生代,山西境内有不少此类断层。

地震发生在海洋中时,常会引发海啸。21世纪初,印度洋海啸形成的海浪浪高15米,涉及范围长上千千米,波及许多岛国边海地带。这次地震由印尼—新西兰之间的地壳大断层引发,该断层延长1500千米,断层两盘升降幅度10~15米。该海啸袭来之前,许多地方迅速发生大退潮,当人们纷纷下滩捡鱼虾之时,波涛立即扑面而来,速度超过了百米冲刺,除了岸上的游客被冲上二楼、三楼躲过一劫外,大部分海滨游客都在劫难逃,葬身于大海,甚至有不少人尸骨都未见(被埋海底)。

地震,这一危及人们生命的地质灾害至今尚无法准确预测,因为引起地震的因素太复杂,它涉及断层性质、断层两盘岩层的结构、地应力的强度、地应力的方向等一系列边界地质条件。除此,板块运动中地震区的位置、运动方式、方向、强度、互相牵制性以及地壳上部负荷的改变(例如兴建水库)等,均能引发地震的发生。如一座大型水库,蓄水后,由于水体增加,库区内的重量可猛增至几亿吨乃至几十亿吨,加上筑建大坝增加的重量也有几十万吨到几千万吨。这些在库区范围内新增的负荷,必然会使该地区应力状态改变和负荷重新调整,它的改变可能会直接影响到附近断层面的微小滑动。所以一座大型水库建成后,经常会触发四级以下地震,其频率可以多达数百到数千余次。

今天地震科学尚不成熟,仍处于探索阶段。加上自然界的“蝴蝶效应”——南美亚马孙河热带雨林中有一种蝴蝶,扇动一下翅膀,就有可能放大到北美刮起一场龙卷风。对地震来说,当应力达到极限状态时,也许一辆重载列车驶过,就会触发某一区域的一次地震。

地震来临之前,不少动物会有异常举动,如蛇出洞、鼠搬家、鸡不进笼、狗狂吠。日本学者常提出“地震云”,但这不是必然的规律。理论上讲,地应力的剧增,可能引发地壳的电磁场反应,它作用到这些地下蛰伏的蛇鼠,也会促使它们出洞、迁移。然而气候的波动、太阳黑子的活跃也可引发地壳电磁场的变化,甚至动物间种内斗争、外侵物种进入,也会造成原居地动物外迁。所以不能据此而发布地震预报。

科学发展到今天,我们只能指出哪些地方是地震高发区,哪些地方容易发生强震,但不能明确具体的时间,也难以指出地震的强度。

(二)山洪暴发

新中国建立后,我国根治了淮河、黄河的洪涝灾害,全国大江大河引发区域性水灾的机会大大降低了,但小流域的洪灾却增加了。

21世纪以来,甘肃舟曲山洪暴发,使整个县城几万人丧生。舟曲城北两条不足2千米长的小山沟,冲下几十万立方米的砂砾,沟口洪积扇上的房屋全部被冲毁,山洪从东西两侧倾注入城,加上南面白龙江的河曲外湾,洪水灌满2米高的防洪堤内侧,城区一片汪洋。

地质人员常年奔波于野外,也时常遇到山洪,平时涓涓细流水不及足踝,但暴雨过后,水深可达两米,洪水宽百余米甚至数百米,顷刻间浊浪滔天,冲毁了堤防,冲倒了房屋,冲走了大树。1956年的一场山洪,五台县石咀村(乡政府所在地)靠河边的半个村庄被洪水冲走。21世纪初的一场山洪,使福州北山沟里一个军校宿舍全部被扫平。

通过卫星及航空影像对比,与20世纪60~70年代相比,几乎现在所有城市的占地面积与规模都扩大了许多倍,有的甚至达10倍以上。城镇要扩展,高速公路、高速铁路等城市基础与配套设施也要兴建,同时还要保证国家基本农田18亿亩这条红线不动摇。房子往哪里建?挤河道、挤湖泊,填海填湖,向水域扩展,向山上扩展,城建出路走上了“上山下水”的路子。

为了提高人民生活水平,改善人类居住的环境质量,城市里还要保障30%的绿地,这项要求已大大超过西欧各国。按照这种要求发展下去,我国城市在不久的将来会变成世界绿地占有率的“暴发户“。

再以五台县的石咀村为例,该村历史上曾遭洪水大灾。这一河段上百米宽的河道,如今只留下四分之一的宽度。如果再来一次像1956年那样的大洪水,四分之三石咀村的住房将被淹没。这种不科学无限制的扩展,必然危及人民的生命财产安全,应当引起有关部门的高度重视。

随着快速化的城市发展和工业时代的到来,环境破坏和大气污染也越来越严重,如今大气层外臭氧层的空洞在不断扩大,二氧化碳排放量的不断攀升,温室效应的增加,已经造成了许多环境恶化的结果,如“厄尔尼诺现象”——局部海洋增温引发的气象异常,拉尼娜现象——局部降温引发的气象异常。本来春夏之交,江南黄梅雨——热气流北进与冷气流交锋而形成一个多月阴雨连绵的梅雨期如今缩短了,雨量减少;原来云贵高原初夏的雨季相反成了旱季,如此等等。这种大规模的空气流动减弱了,而局部强对流气旋增强了。总而言之,环境的急剧恶化,导致局部地区50年甚至百年一遇的暴雨增多了,再加上许多违背自然规律的建筑,洪水灾害的概率也大大地增加了。

(三)泥石流

当山坡上堆积的沙泥土层中的孔隙里充盈水并达到临界值时,连水带泥沙,在重力作用下就会向下游流动,此时山坡上的风化滚石也将随泥沙而被冲下。这种在水的参与下形成的高密度的泥沙流体就是泥石流。实验数值表明,当泥沙中水分含量达到30%时,水与泥沙就会变成固溶体,在重力的作用下向下游流动。当然山坡越陡,沙土层越厚,水分越多,运动的速度就越快;运动体的体积越大,它的危害性也就越强。

典型泥石流示意图

当山坡树木繁茂,植物根系发达,土层被植物交织成网时,泥石流不易发生。因为山坡越陡泥石流越容易发生,所以住房切莫建在陡坡上,也不能建于陡坡下。但到底多大坡度才能使泥石流不发生呢?一般来讲,可用沙锥体的稳定角作为判断的依据,坡角小于30°时是稳定的。但实际情况远比这要复杂得多,广东韶关曾发生坡角仅5°~8°的泥石流。在水的参与和重力的作用下,不稳定的流体必然要往下游流动,只要有坡度,必然受到重力的作用。当水含量超过50%时,即使只有3°~5°的坡角,也会发生流动。也正因为如此,泥石流的预防难度也相当大。

如果暴雨时间不长,雨水虽大,但来不及渗透就沿地表流走了,那么泥石流也不会发生。反之,雨量虽小,但连绵不绝,下到地面的雨水来不及形成地表的流水就渗入地下。它有足够的时间渗入泥沙空隙中,这样几乎所有的降雨都将储存到松散的泥沙中,当含水达到一定量时,泥石流就会发生。如果泥土层很瓷实,板结很紧密,它们的孔隙度很小,雨水即使渗满沙土中的孔隙,但它的孔隙度远远小于30%,那么雨再大,时间再长,也不会形成泥石流。

生活与地质

与泥石流相似的还有尾矿沉淀池,即尾矿库。大型矿山采出矿石,一般须经过粉碎、选矿工序,精矿选出后留下尾矿,一般都堆积到选矿场附近的山沟中。因为选矿常用水作为载体;尾矿的管道运送一般也不是干沙,而是水溶浆体,也需大量水。所以沉淀池必然是个水沙混合池。池前必有堤坝,挡水挡沙往高处堆,而今这些堤坝远远达不到水库那样的安全系数,因为这些坝体主要拦截的尾矿是固体,水已从事先铺设的管道流走了。

一些工厂为了节约成本,往往将坝体建得不十分牢固。正因为坝体的安全系数较低,若在长时间的水的参与下,坝基失去稳定,整座坝体在很短时间内会被冲垮,成百上千万立方米的尾矿砂就成为泥石流顺沟迅速冲下,席卷途中一切树木石块,位于坝体下游的村庄、房屋、桥梁等也将被洗劫一空,造成巨大灾难。2008年,临汾市襄汾塔儿山铁矿溃坝事故造成几百万立方米的尾矿形成泥石流,掩埋了整个村庄,连同村中恰逢赶集的附近村民也命丧黄泉,造成了特大泥石流灾害。该矿为磁铁矿床,年产精矿几十万吨,原矿经粉碎、选矿后留下的尾矿年产近百万吨。长200米,宽百余米的冲沟只有一道坝体,所以一旦溃坝,势如万马奔腾。赶集的人听到泥石流奔腾的声音,来不及分辨是什么声响,高达2~3米的黑色砂浆前锋已冲到跟前。只有集市两端的村民来得及向外逃命,位于流线中央的村民发现砂浆汹涌扑来,来不及逃就已被卷入。这一尾矿坝溃坝事件的发生,再次引起政府的高度重视。政府下令检查全国尾矿坝,一律要求工厂加固防险,责任到人,杜绝类似事故再次发生。

(四)崩塌、滑坡、地裂、地陷

1.山体崩塌

当山体坡度陡峭时,山壁就容易因重力作用及冰冻裂解作用而发生崩塌。重力作用使岩壁向山体外侧的自由面发生倾斜,最终因与内壁失去联系而向外成片倒下。冰冻裂解作用是渗入岩石中的水因温度下降至结冰点以下而体积膨胀,使原来充填于岩片与山体之间的微小裂缝在热胀冷缩作用下不断被撑开,裂隙随之扩大;水不断渗进,裂缝不断扩大,如此反复,岩石自然会被肢解。事实上,水在结冰时,每平方米可产生900千克的推力,随着面积的增大,力量也随之增加,当然几吨、几百吨甚至上千吨重的石壁也终究会被裂解、推倒。

崩塌作用,一个重要的前提是岩石具有巨大、通透且平行于坡面的裂隙。无论原来的水平地层还是花岗岩体,它们都有很强的内部凝聚力,一般是不会倒塌的。只有后来地壳的构造运动,使岩层产生陡倾、破裂,也只有这一组裂隙面与外壁面走向平行时,石壁才会顺节理面裂开至倒下,形成崩塌。地层倾斜时,倾斜的层理与山坡自由面的坡面朝向一致时,岩层就会顺层理滑下,或斜切层面一片片剥落。这是构造运动导致岩石裂开,然后成片倒下的结果。更多的是岩石滚落,花岗岩、厚层石灰岩、石英岩等,因多组节理切割而风化成孤立的巨石状,花岗岩的外形更接近于球状,平时它们停留在山坡上,一旦风吹草动或轻微震动,巨石就会失去平衡而滚下。

当岩石受到两组近垂直、直立的节理面切割时,风化后的岩石呈石柱状独立于山坡外侧,也较容易使石柱倾倒、崩塌。所以重力作用的崩塌实际包含三种倒塌形式:滑塌、崩塌、滚落。它均对住房产生危害,并威胁到坡下车马行人、施工设备及人员。为了防止石壁滑塌及崩塌,通常需用水平横杆打进山体,再用螺帽铁板固定坡体。

2.滑坡

通常是巨厚松散堆积如黄土、红土最容易产生滑坡,而基岩山体只有宽大平整的地层层理、岩石节理其面理朝向与坡面倾向一致,即都朝向山体外面的自由面时,才可能发生顺面理的滑坡。

山西高原黄土覆盖面积达2万平方千米,厚几十米到二三百米的土层,冲沟深切,小型滑坡随处可见,它们一般宽几米到几十米,落差几米,构成小型黄土台阶,貌似梯田(一般田面很窄、田坎很高)。大型黄土滑坡的滑坡面长几百米甚至1~2千米,滑落高度可达50~60米,一般滑坡后缘断壁面平整而开阔,它们常常发生在黄土梁靠近分水岭区。

黄土区这两种类型的滑坡很少有屋倒人伤的记载,但在人类居住较为密集的村庄及公路、大型工程开挖地区,此类灾害时有发生。常见的有黄土滑坡、窑洞坍塌、人员被埋等,往往是由于人类的工程活动开挖,使原来处于稳定状态的黄土因地基被挖而失去稳定,后方大量土方在重力作用下垮塌。

黄土滑坡也易在雨后发生。黄土中地下水充盈,土壤内聚力变小,容易使壁体滑动,水又成了滑动面上的润滑剂。它也易在春天解冻季节发生,冬季结冰土层中孔隙扩张,但冰的保持力较大,不易发生崩塌。春天冰消融成水,一方面使内部的保持力下降,另一方面消融的水不仅留下更多孔隙,而且又作为润滑剂,使地层失稳而滑落。所以开春解冻期易发生山石崩塌和滑坡。

3.地裂地陷

地裂地陷分两种情况,一是自然地裂,一是人为地裂。

自然地裂通常指山顶、崖旁、坡上外侧山坡在重力驱使下使其外翻,而在其后缘裂开成缝,它往往是山崩、滑坡的先兆(前已叙述)。冰冻作用也能使山坡出现裂缝、张开。

地陷 

一般房屋不会建在崖顶边缘,只有人口密集区的房子盖在斜坡上,此时地裂就会危及房屋的安全。影响房基最大的地裂是人工开矿引发的地面裂缝。山西最多的地基沉陷型地裂是地下采煤形成的采空区因失去支撑或支架朽烂而导致顶板地层大幅度下沉,诱发出一系列地裂缝,使墙体开裂、房屋倒塌等。南方不少深部采煤会造成大面积地面沉降,最终在地表形成新生湖泊。

地下水开采也会造成地面沉降,最显著的例子莫过于20世纪60~70年代上海大面积高楼沉降,由于深层地下水的淡水被超量开采,地面在地表高层建筑的重力作用下,采空(水)层被压缩,从而使地面下沉了20~50厘米。找到问题产生的根源后,上海市政府采取地面水(黄浦江水)回灌手段来弥补地下水的超量开采,才阻止了地面继续沉降。严冬灌黄浦江低温水,到夏天用作凉水,可以降温;夏注黄浦江高温水,冬季供锅炉供暖。

4.喀斯特地陷

石灰岩区岩溶作用发育,许多大大小小的岩溶盆地,非专业人员很难看出当地平坦小平原原来是溶蚀作用造就的。

这些地区若遇上久旱不雨,地下水水位下降,都向深部的暗河汇集,暗河之上的岩溶水亏空,导致原来浮在其上的松散层垮落,于是出现了大大小小的圆形岩溶盆,反映在地表以上,是原来平坦的庄稼地忽然陷落或塌陷出一个个小型圆坑,并露出深深黑洞。

地下暗河含水层之上的庄稼地之所以会浮在含水层之上,是由于原来此溶落口被沙石卡住,因此沙石之上的泥土层得以平铺其上而不致漏下。地下含水层的水一旦流尽,本来堵口的沙石慢慢滑落,最后落入暗河中,落口之上的农用地因失去支撑而塌落下来,形成新的开口黑洞。所以房屋地基需先勘探,目的是探明地下有无岩溶漏斗。如果在漏斗上盖起高楼,沙土承受不了其上的重压,也会使房基局部下沉,导致地基裂缝、塌陷,危及楼房等地面建筑的稳定。

20世纪60年代末,我国执行“深挖洞”、“备战备荒”的方针,全国处处挖防空洞。许多防空洞未经过地下测绘,也没有完备的图纸留底备案,若未经勘探贸然在上面建房,将危及房基的稳定。如某单位1969年挖的防空洞,里面都用砖块砌洞壁、洞顶,到了20世纪80年代在上面建房而进洞做地下测量时,工程人员发现原来洞高1.9米已下沉了一半,整个拱圈只留下1米左右高度,测量工作需匍匐进行。当时砌砖拱时未作地基处理,是认为如此坚硬的红色黏土层不必夯实、加宽另作基础,不料20年间竟下沉了近1米,但在地表没有任何反应。因此,建设单位在开展工程建设前,对基础进行勘探是十分必要的。

再如某单位由于暖气管漏水,每年供暖季节期间都会有锅炉或管道漏水渗入地下,从而引发地下土层湿陷、地基错位,致使一栋楼房的墙体裂开10~20厘米宽的缝隙,裂缝两侧的对应层被错断后高差可达5~6厘米,最终该栋楼房不得不作危房处理。在拆掉楼房时,工程人员发现其房基还十分坚固,用12磅大锤根本砸不碎,最后用重型机械才能破碎。即便如此,它也因无法支撑整座楼房的重量而开裂,最终导致地基不均衡沉降、墙体开裂而使楼房报废。这一实例告诉我们,地基局部沉降的原因是复杂的,许多地面都丝毫也看不出来,即便是简单的地下水管道漏水也会造成地基开裂、楼房将倾。

⑩ 地质灾害防治措施

崩塌灾害防治的工程措施:

1、拦挡:对中、小型崩塌可修筑遮挡建筑物或拦截建筑物。拦截建筑物有落石平台、落石槽、拦石堤或拦石墙等,遮挡建筑物有明洞、棚洞等。

2、支撑与坡面防护:支撑是指对悬于上方、可能拉断坠落的悬臂状或拱桥状等危岩采用墩、柱、墙或其组合形式支撑加固,以达到治理危岩的目的。对危险块体连片分布,并存在软弱夹层或软弱结构面的危岩区,首先清除部分松动块体,修建条石护壁支撑墙保护斜坡坡面。

3、锚固:板状、柱状和倒锥状危岩体极易发生崩塌错落,利用预应力锚杆(索)可对其进行加固处理,防止崩塌的发生。锚固措施可使临空面附近的岩体裂缝宽度减小,提高岩体的完整性。

4、灌浆加固:固结灌浆可增强岩石完整性和岩体强度。一般先进行锚固,再逐段灌浆加固。

5、疏干岸坡与排水防渗:通过修建地表排水系统,将降雨产生的径流拦截汇集,利用排水沟排出坡外。对于滑坡体中的地下水,可利用排水孔将地下水排出,从而减小孔隙水压力、减低地下水对滑坡岩土体的软化作用。

滑坡灾害防治的工程措施

1、排除地表水和地下水:滑坡滑动多与地表水或地下水活动有关。因此在滑坡防治中往往要设法排除地表水和地下水,避免地表水渗入滑体,减少地表水对滑坡岩土体的冲蚀和地下水对滑体的浮托,提高滑带土的抗剪强度和滑坡的整体稳定性。

2、减重与加载:通过削方减载或填方加载方式来改变滑体的力学平衡条件,也可以达到治理滑坡的目的。但这种措施只有在滑坡的抗滑地段加载,主滑地段或牵引地段减重才有效果。

泥石流灾害防治的工程措施

1、跨越工程:在泥石流沟上方修筑桥梁、涵洞跨越避险工程,使泥石流有排泄通道,又能保证道路的畅通。

2、穿越工程:在泥石流下方修筑隧道、明硐和渡槽的穿越工程,使泥石流从上方排泄,下方交通不受影响。这是通过泥石流地区的又一种主要工程形式,对于隧道、明洞和渡槽设计的选择,总的原则是因地制宜。

3、防护工程:对泥石流地区的桥梁、隧道、路基及重要工程设施修筑护坡、挡墙、顺坝和丁坝等防护工程,从而抵御泥石流的冲刷、冲击、侧蚀和淤埋等危害。

4、排导工程:修筑导流堤、急流槽、束流堤等排导工程,改善泥石流流势、增大桥梁等建筑物的排泄能力。

5、拦挡工程:修筑拦砂坝、固床坝、储淤场、支挡工程、截洪工程等拦挡工程,控制泥石流的固体物质和雨洪径流,削弱泥石流的流量、下泄量和能量,以减缓泥石流的冲刷、撞击和淤埋等危害。

(10)河钢地质灾害扩展阅读:

诱发地质灾害的因素主要有:

1、采掘矿产资源不规范,预留矿柱少,造成采空坍塌,山体开裂,继而发生滑坡。

2、开挖边坡:指修建公路、依山建房等建设中,形成人工高陡边坡,造成滑坡。

3、山区水库与渠道渗漏,增加了浸润和软化作用导致滑坡泥石流发生。

4、其它破坏土质环境的活动如采石放炮,堆填加载、乱砍乱伐,也是导致发生地质灾害的致灾作用。

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