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地质灾害济南

发布时间: 2021-02-07 21:23:05

1. 济南市地质灾害防治规划在哪里可以下载到

不知道。网上搜索下吧。

2. 山东半岛城市群地区主要地质灾害

在上面论述地区稳定性时,已涉及地震的灾害。地震也是地质灾害的一个重要灾种。在有关水资源的讨论中,也已经分析了山东半岛的旱涝灾害问题。这节着重讨论山东半岛存在的其他主要地质灾害。

地质灾害是自然界不可避免的现象,人类的不当开发,或未能对其很好地进行防治,都会激发、加速或加剧地质灾害的发生与发展,增大其危害性。自然界中的地质灾害,有缓变性地质灾害,如海水入侵、地面沉降、沉陷等,也有急变性地质灾害,如滑坡、泥石流、岩溶塌陷等,下面分别简略分析。

1.海水入侵灾害

在海岸带地区,经常会产生海水入侵使陆地地下水被海水浸染,增大含盐度,会失去作为饮用及工农业供水的价值。海水入侵也会破坏岩体的力学性质,增大产生滑坡等灾害现象的危险性。海水入侵还会增强对碳酸盐岩的岩溶作用,等等。

环渤海地区,海水入侵是广泛的现象(图18)。实际上,除少数为海水完全入侵地带外(图18中1区),多数是海水入侵与地下水相混合地区,形成咸水-微咸水的混合带,其影响宽度在1km至15km以上。

图18 环渤海地区海水入侵现状图(据孙晓明,2005)

莱州是重要的海水入侵地区,其地下水矿化度可由150g/L,经32km的渗流途径,与入侵地下海水不断汇合相混后,变成矿化度为2g/L的微咸水(图19)。大王—羊口地下水矿化度变化见图20。

图19 莱州湾南岸固堤—央子地下水矿化度变化剖面(据徐建国,2005)

图 20 大王—羊口地下水矿化度变化剖面( 据徐建国,2005)

莱州湾南岸海水入侵始于 20 世纪 70 年代末,当时是局部地区发生海水入侵,后来由于 80 年代初潍坊、昌道、库克等地加强了地下水资源开采,另外河流中、上游修建水库,使地表水补给量减少,而诱发了海水大量入侵,使咸 ( 海水) 与淡 ( 地下水) 界面向陆地迁移,形成大宽度的海水 - 淡水混合带,原先淡地下水的矿化度一般在 500mg/L 以下,少数达 1000mg/L。

莱州湾地下水超采与海水入侵关系见表 29。

表 29 莱州市地下水超采量与海水入侵

( 中国地质调查局海洋地质研究所)

莱州市1976年海水入侵面积为15.8km2;至1989年,海水入侵面积已占全市面积的11.12%,入侵速度由46m/a增至404.0m/a;至2001年,莱州市海水入侵已达260km2(李萍,2004);目前海水入侵面积为304km2。据1976~1989年的初步统计,莱州湾地区累计开采地下水38×108m3,地下水位平均下降15m左右,地下水漏斗面积达2000km2,低于海平面的负值区有1600km2

龙口市海水入侵面积为78.4km2。烟台市从70年代起开采地下水,由于海水入侵,地下水氯离子含量由0.13g/L至1981年已变为1.7g/L,1989年,海水入侵线已达850m。

青岛地区海水入侵面积达95.6km2,也开始于20世纪70年代。1981~1988年,大沽河流域海水入侵峰面内移750m。1981年开始开采地下水资源,在李哥庄一带形成面积约100km2的地下水降低漏斗,中心最低水位-8.13m。1990年由于引贵济青工程输水,地下水开采减少,1994年丰水期漏斗平复。

青岛其他地区,如白沙河—城阳河下游、黄岛辛安等地,也有海水入侵,加上胶南市、胶州市和平度市,这几个地方海水入侵面积已达159km2

渤海的海水总矿化度为34.4g/L,黄海为33.33g/L,在大连地区海水与岩溶含水层中总矿化度为0.62g/L的淡水混合后,形成的地下咸水总矿化度为8.14g/L,是由76.78%的岩溶淡水和23.22%的海水相混形成的(卢耀如,1999),则:

山东半岛城市群地区地质-生态环境与可持续发展研究

式中:Vf、Vb、Vs———形成体积为Vb的咸水时,相应地下水和咸海水的体积为Vf和Vs(L);CClf、CClb、CCls———分别为地下淡水、混合后咸水和海水中Cl离子含量。

在山东半岛莱州湾地区,卤水矿化度达50~150g/L,这不是海水的自身总矿化度,实际上是经蒸发、浓缩的盐卤水,就是说海水入渗后,经过自然和人工蒸发浓缩,使地下水中矿化度达到50~220g/L,其中包括了古海水入侵后,经过地下蒸发不断聚集的卤水。从这个数值上看,莱州湾海水入侵是叠加了古海水入侵的影响。

莱州湾东南岸地区海水入侵面积于1979~1993年是急剧增加的,近几年面积扩大率稍有所下降(图21)。

图 21 莱州湾东南岸地区海水入侵面积变化( 据徐建国等,2005)

海水入侵,在世界滨海城市也多有发生,地下水中所含 Cl-离子含量可作为海水入侵强度的一个指标,前面已讨论了环渤海北岸大连地带海水入侵的强度,下面将国外一些地区海水入侵、造成 Cl-离子增多的情况列于表 30。

表 30 世界部分沿海国家 ( 地区) 海水 Cl-含量

莱州湾地区海水入侵是严重的,其中也包括高浓度盐卤水入渗形成的地下水。

2. 地面沉降灾害

在莱州湾地带的东营市,由于开采油气资源及地下水资源,于 1985 年发现了地面沉降。地震部门曾用大面积精密水准测量复测了地壳形变规律,结果表明,丘陵区、莱州湾南岸及鲁北平原埕宁隆起的东部,几十年来处于抬升状态,最大抬升区在胶北断块隆起区,上升速率为 4 ~8mm/a,东营—垦利地面沉降量最大达 80mm,利津县以北地带,沉降速率为 4 ~8mm/a,寿光西部地区,沉降速率也是 4 ~8mm/a。2000 ~2003 年,对该地进行了复测,发现地面沉降量为248 ~397mm。2002 ~2003 年,东营地面沉降观测点有43个,沉降量在 10 ~30mm 以上。

地面沉降,必定会诱发或加剧海水入侵,莱州湾其他地区存在的地下水大降落漏斗,也存在着加剧海水入侵的问题。

3. 矿区地面塌陷

地面沉降,相对是个缓慢形变的过程,而地面塌陷,主要是由矿山开采引起的,有缓变发展的过程,也有突然发生的现象。山东半岛地区采煤、金、铁等矿产资源引起了较多的地面塌陷现象,特别是大面积煤田采用冒落式方法开采,引起地面塌陷、沉降现象更加严重。山东半岛城市群矿区地面沉降概况见表 31。

表 31 山东半岛城市群矿区地面沉降概况

( 山东省国土资源厅)

目前已闭矿的矿山,有的进行了复垦。矿山开采过程中,尾矿、排土厂等对环境影响较大,尚需治理。总的看来,山东半岛城市群地区,煤矿、金矿及铁矿的矿山环境问题,相对影响的地域比环渤海北翼这一带要小些,但也是今后需予以关注的地质灾害现象。

对山东半岛地区开采地下水诱发地质灾害、影响地质环境的情况进行了综合评价,见图 22。

4. 滑坡、泥石流地质灾害

滑坡、崩塌与泥石流是常见的地质灾害,山东半岛地区也常发生。滑坡、泥石流等灾害多是突发性的,易造成突发性灾害,但是,多有相应的早期形变迹象,如后沿岩土体开裂,滑坡前沿的挤压、隆起,或有少量塌方、崩落等前兆现象。

图 22 山东半岛城市群地下水诱发灾害对环境质量影响评价( 山东国土资源厅供图)

1648年,郯城-莒县地震,诱发了体积为480×104m3的滑坡;近期有济南长清马山滑坡、崩塌群,长600m,宽500m,平均厚15m,体积近300×104m3,都是规模较大的滑坡。济南历城区西营镇十崖村,于2000年8月暴雨后山体坡面出现35处滑塌点,形成泥石流,毁农田4hm2,牲畜死亡50头,冲垮桥梁7座、树木3000多棵。1998年,淄博山区也发生了泥石流,20多公顷耕地被毁,270hm2农作物被毁,并毁坏光缆、供电线路。

山东半岛城市群发生滑坡等地质灾害的情况见表32。山东半岛地区崩塌、滑坡、泥石流灾害,规模比中国西部地区小得多,最主要的是减轻及避免这类灾害,需要及早监测发现,以便提供适时的依据,采取相应措施予以防治。最主要的一点是,工程建设中,特别注意不要随意开挖施工,避免天然状态下稳定的岩体坡角被破坏而诱发滑坡、泥石流等地质灾害。

表 32 山东半岛城市群崩塌、滑坡、泥石流灾害概况

( 山东省国土资源厅)

5. 岩溶塌陷灾害

在碳酸盐岩分布区,长期超量开采岩溶地下水,会使岩溶地下水位持续下降,并导致岩溶水与上覆第四系孔隙水水动力条件发生变化,并对岩土体稳定性产生影响,从而诱发岩溶塌陷的发生。目前,鲁中南地区岩溶塌陷主要发生在泰安、枣庄、莱芜等地,危害性非常突出。

(1)泰安市岩溶地面塌陷

主要发生于泰安旧县、铁路三角区及东郊訾灌庄一带。1970~1994年,在25km2范围内,共发生塌陷152处。塌陷直径一般1~6m,最大16m,深度在铁路三角区为4~8m,訾灌庄一带为2~5m。旧县地面塌陷造成9个村庄房屋开裂倒塌。20世纪90年代初期,京沪铁路行经本段列车车速限在5km/h。后来,经过勘测处理,如采用旋喷桩、灌浆、连锁铁轨及控制地下水开采等途径,使这一带岩溶塌陷的灾害得到控制。

(2)枣庄市岩溶地面塌陷

主要发生在十泉水源地、丁庄—东王庄水源地及薛城区大吕巷等地,1980~1996年累计产生塌陷200处,目前塌陷分布面积达25km2。塌陷多为点状椭圆形,直径3~10m,东王庄西桥附近一处最大塌陷坑,长80m,宽60m,深1.5m。

塌陷的发生使部分村民住房的地面、墙壁开裂,给人民生命财产安全带来一定威胁。同时,地下水位的大幅度下降,又导致顺河道排放的污水渗入地下,使岩溶水遭受污染。

(3)莱芜市岩溶塌陷

岩溶塌陷主要发生在阵公清—西泉河一带铁矿区,由于铁矿生产和当地工农业生产长期大量采排岩溶地下水而引起。1973~1997年间,共发生岩溶塌陷139处,塌坑最大直径35m,最大深度13m,累计塌陷面积6435.0m2

在这个岩溶塌陷区范围内,共有13个村庄的民房受到不同程度的破坏。其中,199户的1001间房屋破坏严重,裂缝宽度超过4cm,被迫搬迁。

此外,在临沂市区、沂源县、平阴县、蒙县及蒙阴县等地,亦有一定规模的岩溶塌陷发生,造成很大的经济损失。

3. 矿山地质灾害恢复治理实例———济南市燕翅山恢复治理示范工程

一、基本情况

燕翅山位于济南市历下区姚家镇姚家村西南,主峰高程188.67m。地理坐标:东经°04ཋ″~117°04ཙ″,北纬36°39ཛ″~36°39ཤ″。燕翅山呈北东—南西向展布,长约650m,宽约430m,占地面积约0.28km2。工作区交通便利,南接窑头路和经十东路,北有解放东路,东有浆水泉路,西连二环东路。

地质灾害的主要类型为铁矿采空塌陷形成的山体裂缝,在山体上总体呈线状分布,Ⅰ#主裂缝贯通整个山体(照片9-1)。山体裂缝的成因为外营力作用———矿山采空区塌陷形成,主要运动形式以垂直升降形式为主,兼具水平拉张形式。

照片9-1 燕翅山远眺(治理前)

燕翅山铁矿开采始于1956年,由生建铁矿投入百余人进行开采,后逐步转为地下开采,1957~1960年间另有其他单位参与地表开采,后历经了多次转包,开采方式和层位错乱,矿井(洞)分布无规律,1996年因矿坑发生突水而关闭。因开采过程中剥离地表岩土体,造成高陡的边坡坡体临空面,随着开采面的不断推进,临空面越来越大,进入坑道开采后,随着采空区的不断增大,造成区域应力场的改变,岩体失去下部支撑卸荷失稳发生变形,从而导致了燕翅山山体开裂,产生16条裂缝,其中主裂缝3条,编号为Ⅰ#,Ⅱ#,Ⅲ#,次级裂缝13条,编号为L1,L2……L13。次级裂缝的走向、规模及空间分布等受到主裂缝的控制。受裂缝切割影响,山体局部出现坍塌。目前山体北侧陡崖临空面高度16~85m。

1998年山体Ⅰ#主裂缝的最大垂直落距为1.00m,裂缝最大宽度为0.8m,到2003年7月裂缝最大落距为1.50m,裂缝最大宽度为2.10m。自1996年到2003年7月间为山体裂缝的发展期,裂缝在水平位移和垂直位移两方面都发生了较大的变化(照片9-2,照片9-3)。

照片9-2 裂缝局部

照片9-3 裂缝掩盖地段

二、稳定性及危害

该山体裂缝共经历了孕育期、发展期和基本稳定期。自燕翅山铁矿开采到1996年铁矿闭坑关闭前后为山体裂缝的孕育期,期间采空区上方的岩体发生卸荷失稳,沿山体原有的节理裂隙逐渐形成山体裂缝,期间裂缝的规模较小,反映在地表为断续出现的裂缝,水平和垂直距离基本没有发生变化。1996年前后到2003年为山体裂缝的发展期,期间地裂缝逐渐形成,该期间山体裂缝规模发展迅速,裂缝的长度、宽度及垂直落距等迅速扩大,期末裂缝的垂直落距达到120cm,水平宽度最大达210cm。

燕翅山位于济南市东部人口密集区,周边有济南市城市建设管理局、济南市警官学校、山东省高检院、中铁十四局等政府机关和企事业单位,建有办公楼和宿舍区,另外还有当地的小学、幼儿园和住宅区,通过调查,在燕翅山周围受地质灾害威胁较大的住宅楼共有16栋,民房561间,学校3所,幼儿园1所,涉及人员3130人。

燕翅山山体裂缝虽然目前活动性微弱,短期内处于基本稳定状态,但是应该考虑到山体裂缝发展的基本特征,即它的发展具有不可逆性,稳定只是相对的,一遇到诱发的条件就会发生移动,且发展速度较快,短时间内造成较大的破坏。考虑到燕翅山山体裂缝发生发展的地质背景和地质环境条件,裂缝的发展破坏可能引发的次生地质灾害很多,如果地裂缝遭遇诱发因素造成实质性发展,有可能诱发山体滑坡等次生地质灾害,多种灾害一起发作,后果不堪设想。

三、综合治理

(一)治理目标原则

1.治理目标

通过合理的工程治理措施,消除Ⅰ#主裂缝对游人的威胁,恢复燕翅山山体地貌景观,美化燕翅山山体的不良视觉效果,提升燕翅山整体形象。

2.治理原则

安全性原则:首先要保证燕翅山山体的整体稳定,不能在消除现存地质灾害隐患的同时形成新的灾害隐患;其次为施工安全,施工过程中尽量采用对山体稳定有利或对山体稳定无影响的施工措施,防止造成山体失稳或产生崩塌落石等,施工人员安全防护措施要到位,防止发生施工安全事故。

环境保护原则:本次治理工程必须确保工程竣工后治理区与周边环境的协调一致,与燕翅山的整体景观效果达到浑然一体、自然天成的效果,施工中必须注意对山体现有地貌和地质环境的保护,严禁在山上就地取材,乱挖乱掘,保护地貌景观,同时在竣工后做到工完场清,将各种施工用材料、设备设施及施工垃圾清理干净。

自然恢复原则:治理工程结束后要达到生态环境自然恢复的效果,节省治理和养护费用。在植被选育过程中优选生命力强的植物物种,依靠自然条件独立生存,良性发展。

(二)施工规范及规程

1.规范、标准依据

1)《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002);

2)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79—2002);

3)《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202—2002);

4)《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002);

5)《砌体工程施工质量验收规范》(GB50203—2002);

6)《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2002);

7)《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80—91);

8)《建设工程施工现场供用电安全规范》(GB50194—93);

9)《地质灾害防治条例》(2004年3月);

10)《山东省地质环境保护条例》(2003年3月)。

2.地质依据

1)《济南市燕翅山矿山地质环境治理规划方案》(山东省地质环境监测总站,2005年8月);

2)《济南市燕翅山矿山地质环境治理Ⅰ#主裂缝治理工程施工方案》(山东省地矿工程集团有限公司,2007年7月)。

(三)治理工程方法及施工技术要点

本工程根据山体裂缝发育特征和施工场地的条件,主要采用了危岩体卸载、地裂缝回填、坡面截排水、造景绿化工程,以及工程养护维护等方法。其技术要求如下:

1.危岩体卸载

工程开工前根据现场踏勘确定裂缝施工区域内的危险岩石块体,主要分布于裂缝的两侧和裂缝内部,针对不同的情况采取相应的施工措施分别对其进行了清除或加固,位于裂缝边缘和裂缝内的危险岩石变形体采取铁锤击碎和撬动的方式,处理于裂缝内部,裂缝周边的耸立或孤立的较大单体活动岩石采取铁锤击碎的方法,将其填入裂缝内部,防止对游人造成伤害,消除对游人的潜在安全威胁。清除危险岩石块体约50m3

2.坡面截排水

地裂缝西部位于地表径流汇集区,强降雨过程中形成的地表径流沿坡面进入裂缝内部,客观上降低地裂缝的裂隙剩余黏结强度,促进了地裂缝的发展。施工中采用坡面堆积的块石等在Ⅰ#主裂缝的上方沿垂直地表径流方向垒砌了简易挡墙,阻挡地表径流沿坡面向地裂缝的流动,改变地表径流的方向,使地表径流沿山脊向下流动,防止恶劣天气条件下大量地表径流进入地裂缝,对其稳定性产生不良的影响。该挡墙在施工中发挥了极大作用,经历了“7·18”暴雨的洗礼,经雨后检查,地面径流对裂缝充填材料未产生影响,确实改变了地表径流的流向,有效保护了裂缝填充体材料。

3.地裂缝回填

为保证施工效率,降低工程施工中的安全风险,采用以机械为主、人工辅助为辅的方式对地裂缝进行填充施工。施工人员按照设计要求将各种原材料拌制好后,采用大型铲车将材料运到材料运输设备的起点站,然后通过材料运输设备将材料送到山体裂缝的上部,材料通过导料槽,采用人工辅助方式使材料沿导料槽进入一区裂缝内部,填充材料在自重作用下落入裂缝内,靠材料自由落体的击打作用使材料密实。在二区施工前,首先建设了坡上材料中转设备及中转轨道,材料中转轨道基本沿裂缝走向铺设,填充材料经材料运输设备运输到一区裂缝的上方进行中转,然后沿二区的裂缝走向进行充填施工,材料通过导料槽直接进入裂缝内部。施工三区裂缝区段的坡度大,无法铺设轨道,采用将导料槽加长的方法对裂缝进行充填施工。填充材料顶面高度以距离裂缝下盘70cm时为止。施工过程中严格执行规范和设计要求,遵章作业,保证了工程施工的顺利进行。

4.混凝土工程

在地裂缝的FG段,因为该段裂缝宽度、深度均较大,为保证工程施工质量,在工程施工前与监理单位协商确定,采用裂缝底部和中部铺设钢筋网,并分别浇注混凝土对裂缝填充材料进行加固。

5.造景绿化工程

按照治理方案要求,首先在填充材料顶部覆盖约20cm厚的红粘土盖板,作为隔水底板,其作用一是防止地表水进入裂缝内部,对裂缝的稳定产生不良影响;二是涵养上部耕植土层,促进上部植物的生长。在粘土盖板的顶部铺设50cm厚的耕植土(客土),作为绿化用土层。绿化造景工程采用多角度立体化方式进行,首先在回填的耕植土表面撒播高羊茅草种进行地面绿化,其次在裂缝施工区域不定间隔种植连翘和紫荆等攀爬植物对裂缝进行覆盖,对裂缝区域进行遮挡,对裂缝施工区域进行多层次多角度立体化的绿化,以期达到最佳的施工效果。

6.养护维护

工程施工过程中及工程施工完毕后,对裂缝区域的植被及其他工程均安排专人负责养护维护,及时对植被采用草帘子进行覆盖,浇水,保证植被的成活率。及时确定工程竣工后的专职养护维护人员,并与其签订工程养护维护目标合同,确保在工程竣工后2年内治理工程得到有效的养护维护。

(四)施工工艺流程及施工工序

1.施工工艺流程

本工程施工工艺流程为现场踏勘、工程施工准备、工程开工、危岩体卸载、坡面截排水、裂缝充填、混凝土工程、造景绿化工程、养护维护及竣工清理等(图9-7)。

2.施工工序

(1)现场踏勘

组织技术人员和工程施工管理人员登上燕翅山,对山体裂缝施工现场进行现场踏勘,核对工程所有资料,掌握工程实际情况,现场分析制定施工方案,确定主要施工管理人员。经对现场情况认真分析,根据裂缝不同区段的走向、坡度、裂缝规模等现场条件,确定对裂缝进行分区施工,降低施工难度,提高施工效率。AB、BC为施工一区,CD、DE、EF段为施工二区,FG、GH段为施工三区。具体见施工分区图9-8。

图9-7 工程施工工艺流程图

图9-8 施工分区图

(2)工程施工准备

根据现场踏勘和分区情况,组织该项目施工和管理人员深入到工程施工现场,对现场环境和施工条件进行考察分析,研究确定工程施工措施,以及投入到设备、机具、材料、工程的材料运输路线、工程材料的堆放位置、转运路线等,并对所用的材料进行详细的对比考察。

场地清理:首先对材料堆放场地进行清理整修,确保场地满足施工要求,及时对材料转运路线进行拓宽整修,确保该路线的安全畅通,保证工程施工材料的及时、安全运输;其次积极与当地村委和居民协商,取得他们的支持,在现场附近租赁民房约50m2和临时用水电等;第三,设立了工程施工现场指挥部,及时指导和解决工程施工过程中遇到的困难和问题。

材料运输设备制作安装:为了提高施工效率,考虑到施工现场位于坡度较陡、高度较高的山腰部位,运输难度大,是本次治理工程的关键点。因此,本次工程施工的材料、机械设备以及废料的清除等采取了“梯级轨道工程”(照片9-4)运输为主、人工辅助方式相结合的方式。其具体做法为:工程材料堆放在燕翅山西坡南侧,采用ZL—50型铲车对材料进行转运,转运路线沿原毛石路进行。在山体西坡中间位置,安置材料运输轨道的起点站,现场放置发电机等动力设备以及动力控制设备。轨道自该起点基本沿山脊向山顶铺设,轨道支撑采用建筑工程架管搭建,轨道铺设过程严格按照建筑工程施工及有关规范进行,保证轨道的安全、合格及畅通。

照片9-4 材料运输轨道

照片9-5 材料中转

材料运输轨道分为2段,1段为上料轨道,2段为中转轨道,施工材料在山坡顶部进行中转,方便二区和三区的施工。中转轨道距离山底的距离约为80m,基本沿裂缝的走向铺设,位于施工二区范围内。

安全防护设施:施工过程中为防止发生落石、施工人员滑落及材料运输设备、机械的滑落,施工前沿裂缝走向方向安装防护网,采用建筑架管搭建安全护栏,并悬挂安全立网,在材料运输路线的下方安装防护栏和防护网,在轨道式绞车的侧上方设置防滑落装置,防止绞车滑落到坡下造成安全事故。施工现场及周围安放安全警示牌,劝诫燕翅山周围居民登山,提示登山人注意安全。组织人员沿裂缝下方搭建安全防护栏,架设安全网,防止施工过程中填充料滚落和施工人员滑落,保证工程施工安全。沿材料运输路线下方安装防护栏(网),防止在运料过程中发生人员滑落事故。

工程施工准备工作完成后,立即将所有工程准备材料报送监理单位并向监理单位汇报工程准备情况,监理单位经过现场检查后同意工程开工。

(3)施工工序

危岩体卸载:根据现场踏勘情况,现场施工技术人员圈定了裂缝及其周边区域的危险岩石块体,并确定了处理方案。对裂缝内部的危岩体进行凿落处理,对裂缝两侧的危岩体进行击碎回填入裂缝或加固处理,共处理危岩体十余处,保证了下步施工工序的安全,消除了对游人的潜在威胁。

坡面截排水:地裂缝治理施工区域位于燕翅山西北坡,处于山体地表径流汇集区,施工期间恰好处于汛期,降雨等可能导致坡面形成地表径流,对裂缝治理工程的施工和裂缝填充材料的稳定形成潜在的威胁。故现场施工人员在施工期间利用山体表面的块石等材料沿裂缝上部走向方向修建了拦水截水挡墙,长度大约35m,高度约30cm,用以改变地表径流的流动方向,阻挡地表径流向地裂缝方向的汇集,阻止地表水流向裂缝,对工程施工和裂缝的稳定造成不良影响,裂缝施工完成后对其予以拆除,恢复原始地貌。

山体裂缝回填:按照治理方案技术要求和施工方案的要求,对地裂缝进行回填处理,回填材料采用级配块石碎石料。材料通过运输轨道采用绞车运输(照片9-5),并通过导料槽自由落体进入地裂缝内部,材料靠自重作用密实。

混凝土工程:是本次工程施工的关键工序。其核心是保证裂缝的连接强度。本工程中的混凝土工程主要在FG段裂缝施工过程中,该段裂缝宽度、深度均较大,最大宽度约2.10m,裂缝最大深度约12.10m。为保证工程施工质量,消除Ⅰ#主裂缝对游人的潜在威胁,经和监理单位协商,决定在该裂缝的底部和中部铺设2层钢筋混凝土层,加强裂缝填充材料的结构强度,两层混凝土中分别铺设16@250×250钢筋网片。混凝土层的厚度为50cm,标号C25。

施工中首先对该段裂缝的底部进行初步的填充,填充高度约1.0m,将填充材料的顶面修平整,准备工作完成后对裂缝宽度、深度等进行测量,根据测量结果确定钢筋笼的规格,经现场协商,决定将钢筋笼做成等腰梯形,将加工好的钢筋笼放入裂缝内填充材料顶部,钢筋笼底部距离材料顶面距离约10cm,将梯形较短的底边朝下放置,以利于钢筋混凝土层的稳定。钢筋笼主筋采用7~918@250~400,环筋采用8.5@250。钢筋笼放置稳定后,检查其与裂缝两侧的距离和距填充材料顶面的距离,保证其满足施工规范的要求,确保钢筋保护层的厚度满足施工要求。混凝土采用现浇C25混凝土,混凝土在山下搅拌均匀,通过材料运输轨道运至施工部位,沿导料槽进入裂缝内部,浇筑过程中采用振动棒进行振捣密实。钢筋混凝土不小于60cm。具体见混凝土工程施工剖面示意图(图9-9)。

图9-9 混凝土工程施工剖面示意图

造景绿化工程:是本次工程施工的重点工序。其核心是保证覆土层与岩体稳固结合,防止造成新的水土流失,施工的要点和关键是保证红粘土与裂缝两壁紧密接触,采用的施工工艺是“图钉床固土工艺”,具体做法为:

按照设计要求,在裂缝填充材料的顶部铺设红粘土盖板,厚度20cm,选用山前残积成因的红粘土,施工中严格按照技术要求进行施工,红粘土与裂缝两壁紧密接触,并采用人工夯实。在粘土盖板的上部铺设耕植土层,用于地裂缝治理区域的绿化涵养。耕植土层厚度为50cm,采用熟土,施工中采用人工方式对耕植土层进行夯实处理,为了夯实措施不对地裂缝的稳定产生影响,采用16磅铁锤进行夯实处理(照片9-6,照片9-7)。

照片9-6 耕植土充填施工

照片9-7 人工夯实

为了最大限度地恢复燕翅山地貌景观,工程技术人员经多次讨论,确定了多角度、立体化的造景绿化方案:首先在耕植土表面撒播高羊茅草种,该草耐寒、耐干旱能力强,野外能够独立生存成长,对地表进行表层的绿化;其次在裂缝治理区域不定间隔栽种紫荆和连翘等植物,对裂缝垂直裂面进行遮挡,以期达到最佳的视觉效果。

为保证地表回填土层不随地表径流或大气降水流失,在裂缝FG段地表耕植土中埋设钉床(照片9-8),对地表土层进行固定。该段裂缝坡度大,宽度和裂缝深度均较其他部位大,为保证裂缝在该段的施工质量,防止地表土层随地表径流流失,在FG段埋设钉床,钉床宽度50cm,长度为250cm,钉长约20cm。钉床固定地表植被的原理是地表植被的根系深入地下后与钉床联结成一体,有效增大地表植被的地表附着力,防止因坡度过大造成地表植被的整体滑移。

养护维护:施工中采取分区分段施工,及时确定绿化工程养护人员,对绿化地段进行养护维护,地表绿化草种撒播后采用草帘子进行覆盖保护(照片9-9),及时浇水养护。与现场养护人员签订协议,负责在工程竣工后2年内定期对地裂缝施工区域进行养护维护。

照片9-8 钉床图片

照片9-9 地表绿化

竣工清理:工程竣工后及时对施工现场进行地毯式清理,务必将各种施工机具和施工垃圾清理干净,及时清理出现场并妥善处理,做到工完场清。及时将因施工破坏的植被进行恢复,保护环境。

四、治理效果

1)危岩体卸载:根据现场踏勘情况,确定裂缝两侧危险岩石块体的位置、规模等,并及时采取措施将其卸载或采取措施进行加固,裂缝周边区域施工完毕后无对游人造成潜在威胁的危岩体存在。

2)坡面截排水:坡面截排水挡墙在施工过程中发挥了作用,7月18日的大暴雨未对裂缝产生不利影响,裂缝内的绿化植被保存完好,挡墙有效阻挡了地表径流,阻止了大部分地表径流进入裂缝内部对裂缝及填充材料的稳定造成破坏。治理工程施工完毕后对其进行了拆除处理,最大限度保护矿山地质环境。

3)裂缝回填:严格按照设计要求和施工方案的要求进行施工,裂缝内填充材料密实,沉降变形很小,经历了7月18日大暴雨的洗礼,未产生沉降变形。同时在裂缝FG段裂缝内增加了钢筋混凝土层,增强了裂缝填充材料的整体结构强度,保证了工程施工的质量。

4)造景绿化:粘土盖板施工和耕植土回填施工严格按照设计要求进行,红粘土与裂缝两侧紧密接触,能够有效发挥阻水作用。耕植土层采用熟土,利于绿化植被的栽种和成活。两者在施工中均采用人工夯实,厚度符合设计要求,施工质量良好。

绿化造景工程采用多角度、立体化方式,地表种植耐寒、耐干旱的高羊茅草种绿化,辅以连翘、紫荆等攀爬类植物,最大限度地恢复了燕翅山的地质地貌景观,能够保证其达到良好的视觉效果。

具体治理效果见治理后模拟效果照片9-10。

照片9-10 治理后西侧模拟效果图

4. 济南市地震历史纪录有哪些

1、1347年(元朝至正七年)4月,平阴4.5级地震

据史料记载,5月份临淄又发生了地震,复震七天,河东地裂,城倒,屋陷伤人。

澄波湖公园应急避险标识

济南地区地质构造简析

特点:被挤着、被护着

济南构造的稳定性。

坐落在渤海以西的陆地,济南本身处于一个直径大约150公里的隐形盆地中心区,正圆形盆地中心区构造通常有大面积的花岗岩山根,这奠定了她地质稳定性偏高的基础。

而在其最靠近渤海海岸的东面,有一个小型盆地,缓冲着来自海洋对其岩层的正面冲击。

济南构造的活动性。

济南的中心区构造虽然比较稳定,但她有较大的裂带穿越,同时还被两个中等盆地的环边区裂带穿越中心区局部地区,它们在济南几乎挤在一起,削减济南中心构造地盆,形成了一个对冲的关系。

它们,一个是以临沂为中心,另一个是以石家庄为中心的盆地。

这两个盆地对济南来说,有利也有弊。

利者,它们可破坏穿越济南及其附近的有关较大裂带构造,缓冲其对济南的直接冲击。它们本身的裂带规模不大,不会对济南造成震级6级以上活动性的隐患。

弊者,任何一条裂带一有“风吹草动”就会传输流体影响济南,甚至可以在对冲部位交换这些影响。如果同时发生影响,还可以形成“共振”。(例如图2红色箭头所示)。

因此,济南难免常常被其扰动,在地质和气象方面都会有所反应。

总体来看,济南的构造具有震级6级以下活动性基础。是一个适宜建设中等以上规模城市的地方。

但在具体布局城市基础建设项目的时候,最好能够规避一些具有隐型裂带的地方(例如图3虚线所示),和裂带流体进出口(例如图3箭头所示)等敏感区域。

此外,其东南面郊区存在一些活动性比较高的岩层,它们是来自临沂盆地中心区的冲击波,在该盆地构造形成时、或大地震时冲击形成的(例如图2蓝色小弧线所示)。这一带如果规划和活动不当的话,比如,村庄不可以设置在岩层翻卷的山脚哦。这比较容易导致滑坡和泥石流等地质灾害。如有这样的情况,就要排查迁移啦!

5. SPOT数据影像解译在济南市新城规划地质灾害危险性评估中的应用

梁凤英1 田文新2

(1.山东省地矿工程勘察院,济南250014;2.山东省遥感技术应用协会,济南250014)

作者简介:梁凤英(1967—),女,高级工程师,从事水工环、地质勘查、灾害评估、数据库等工作。

摘要:法国SPOT2.5m 全色波段与10m 多光谱融合数据图像,影像清晰,层次分明,对自然出露的地形地貌和居民地以及各类工程都有清晰的表现,更重要的是在地质灾害调查评估工作中,对分布零散的崩滑流、地面塌陷等地表可观的地质灾害点,SPOT数据图像显示出了其不同的影像特征。根据这些不同的影像特征,通过计算机处理和MAPGIS合成,就可准确快捷全面地查明区域地质灾害的分布,为一些大的工业园区、产业带、新城镇等地质灾害危险性评估提供依据。本文以济南市东部产业带为实例,论述了SPOT数据影像(2001年成像)解译在地质灾害危险性评估中的应用。

关键词:城市规划;地质灾害;SPOT影像

0 引言

遥感是一门新技术新方法,具有居高俯视、视域广、信息丰富、定位准确等特点,遥感信息中有地理信息系统所需的空间信息和属性信息,便于遥感与GIS相结合(彭望琭,2002)。特别是SPOT2.5m全色波段与10m多光谱融合数据图像,可形成1∶1万数字影像图,经多功能处理后能清楚地反映出各种地质灾害内容,适宜于地质灾害调查与评估(Thomas,2003)。在济南市东部产业带建设工程地质灾害危险性评估工作中,首次利用了该数据图像对区内的地形地貌、水系分布以及石灰岩采石场(坑)范围、铁矿采坑及采空塌陷区范围和采石崩塌(陡坎)地段等地质环境条件和地质灾害的发育分布情况进行了解译,取得了较好的应用效果。

济南市东部产业带位于济南市东部,距市区约4km左右,规划总面积约为480km2。规划建设用地约为120km2,人口规模70万~90万人。

产业带地处丘陵山区的山前地带,山间平原与山丘相间,总体地形为南高北低,平原区一般标高50~100m,南部山丘标高在200~400m之间。地貌类型属剥蚀堆积地貌类型,剥蚀残丘多为浑圆状,主要有莲花山、凤凰山、围子山等,残丘间为山间沟谷冲积平原。

济南东部地区总体上是一个以古生代地层为主体的北倾单斜构造,出露的地层主要为奥陶系石灰岩,西南部汉峪山区有寒武系上统灰岩出露,其余大多为第四系松散堆积物所覆盖。

由于区内残丘出露的奥陶系马家沟组灰岩多为良好的建筑材料,山体开采严重,形成众多的采石场和崩塌隐患点;此外,济南市东部产业带郭店铁矿区内中、小型铁矿分布较多,开采历史悠久,区内分布有露天采坑和地下采空区引发的采空塌陷。

1 遥感信息资料图像处理及地质灾害信息提取

1.1 遥感图像资料

经查询和遥感资料质量筛选,遥感解译工作主要采用2001年10月成像的法国SPOT 2.5 m全色波段与10m多光谱数据图像融合资料。该图像资料信息丰富,层次分明,基本上可以反映工作区的地形地貌特征及人类工程活动现状,其图像质量可满足本次地质灾害遥感解译工作的需要。

1.2 遥感资料几何精度

为满足地质灾害遥感解译工作精度的要求,遥感图像几何校正工作以工作区1∶1万、1∶2.5万地形图为基础图件进行地物控制点选取及量测工作,形成与工作区地形图一一对应的数字影像图,保证了地质灾害遥感解译工作影像资料的几何精度。

1.3 地质灾害信息提取

为满足地质灾害专题信息提取工作的要求,突出工作区内的石灰岩采石场(坑)、铁矿采坑及采空塌陷区、采石崩塌地段等地质灾害内容,对工作区图像进行了2.5m全色波段与10m多光谱数据图像融合处理、比例扩展、直方图正态化等图像处理工作,突出了工作区地质灾害信息。

1.4 地质灾害遥感解译图编制方法

对计算机形成的1∶2.5万数字影像图输出到相纸上,采用聚酯薄膜蒙绘解译及计算机屏幕上交互式解译的综合方法,依据遥感解译标志圈定了工作区地质灾害内容。依据影像图及地形图上同名地物点进行了几何校正配准工作,对图名、图例及解译内容进行整饰,形成工作区地质灾害遥感解译图。

2 地质灾害遥感解译标志识别

关于遥感解译标志识别详见《遥感数字图像处理》(汤国安等,2004)。

2.1 石灰岩采石场(坑)遥感解译标志

石灰岩采石场(坑)是人类采石活动所致的一种人工地貌,其主要表现为对自然山体地形特征、植被等地貌景观的破坏,也是崩塌的发育场所。在遥感影像上不规则的小路延伸到采石场内,原有连续的影像特征出现异常,影像上出现色调较周围地物浅、呈不规则斑块状影像特征。新采石场在影像上呈较均匀的浅色调影像特征。老采石场由于局部有稀疏的草木及碎石堆的影响,反映为淡紫色影像特征。石灰岩采石坑处在地形相对较低的部位,石灰岩开采后往往因积水或填埋,影像上反映为较深色调特征(见照片1)。

照片1 石灰岩采石场(坑)影像

2.2 铁矿采坑及采空塌陷区遥感解译标志

铁矿采坑及采空塌陷区是人工采矿所引起的地质灾害,塌陷使原有的地表特征发生变化,形成较周围低的低洼区,由于潮湿或积水影像上色彩及纹理特征明显,反映为紫色调影像特征(见照片2)。

照片2 铁矿采坑及采空塌陷区影像

2.3 采石崩塌地段(陡坎)遥感解译标志

在工作区主要为开采石灰岩后形成的陡坎,由于岩石破碎所形成崩塌。崩塌区在影像上向阳面形成较为清晰的深浅不同的色异常特征,在阴影面形成宽带状深色调异常特征(见照片3)。

照片3 采石崩塌地段(陡坎)影像

3 地质灾害分布特征

3.1 石灰岩采石场(坑)分布特征

根据影像特征,综合分析石灰岩采石场(坑)主要分布在工作区西部及工作区南部的将山、莲花山、凤凰山、围子山—狼猫山、王岭山、瓦屋脊北山一带,多发育在奥陶系石灰岩分布区,仅在港沟镇南、莲花山北发育在寒武系石灰岩分布区。少数采石坑分布在西枣园南,彭家庄西一带。由于岩石出露,影像特征及野外均易识别。

3.2 铁矿采坑及采空塌陷区分布特征

铁矿采坑及采空塌陷区主要分布在西顿邱-南顿邱一带,多沿围子山东坡、丘山北坡岩浆岩与奥陶系石灰岩接触部位发育,与铁矿的赋存规律和铁矿的开采程度相一致,由于采空塌陷后坑内有水或人工填埋后湿度较大,影像特征明显,便于野外识别。

3.3 采石崩塌(陡坎)地段分布特征

采石崩塌主要发育在将山、凤凰山、莲花山、围子山等石灰岩采石场开采规模大的陡坎部位,由于陡坎部位节理裂隙发育、岩石风化破碎较严重,从而引发崩塌。

4 结论及建议

从地质灾害遥感解译图成果资料看,SPOT2.5m全色波段与10m多光谱融合数据图像对解译地表出露的如采石崩塌、开挖深坑边坡稳定性、采空塌陷坑等地质灾害分布、规模以及演化等方面有独特的技术优势,通过野外验证工作,其解译的成果可靠。全区共查明石灰岩采石场30余处,较大崩塌点18处,深大铁矿露天采坑4处,地面采空塌陷5处,为济南市东部产业带地质灾害危险性评估提供了重要的地质灾害信息。

但在解译过程中也发现该数据影像对岩溶发育、引发地面塌陷的铁矿采空区等埋藏在地下的致灾因素显得无能为力,还需要辅以综合物探、钻探等手段,才能更加全面准确地评估区内地质灾害的危险性。

参考文献

彭望琭.2002.遥感概论.北京:高等教育出版社

Thomas,M.Lillesand著,彭望琭译.2003.遥感与图像解译.北京:电子工业出版社

汤国安等编著.2004.遥感数字图像处理.北京:科学出版社

6. 山东省矿山地面塌(沉)陷地质灾害现状、趋势分析及其防治

寿冀平

(山东省地质环境监测总站,济南,250014)

摘要本文通过对山东省矿山开采引发的地面塌(沉)陷地质灾害的现状分析,结合矿产开发规划对其发展趋势进行了分析,提出了相应的防治措施,对于减轻地质灾害和地质环境保护具有重要意义。

关键词地面塌陷现状趋势分析防治措施

前言

山东省是我国矿业大省、经济大省,全省累计发现各类矿产150种,其中能源矿产11种、金属矿产45种、非金属矿产90种、水气矿产4种。山东省采矿历史悠久,矿业在我省国民经济和社会发展中发挥着重要的基础性作用,目前全省95%的一次性能源和80%的原材料依靠开发矿产资源提供,矿山企业达9482个。随着矿业经济的发展,矿产资源开发规模和开发强度的增大,矿山地面塌(沉)陷问题越发突出,成为主要的矿山地质灾害类型。

1矿山地面塌(沉)陷地质灾害分布特征

山东省矿山地面塌(沉)陷地质灾害按其成因和塌(沉)陷特征分为采空地面塌(沉)陷和岩溶地面塌陷。

1.1采空塌(沉)陷

采空塌(沉)陷是山东最主要的矿山地质灾害,涉及煤矿、金矿、铁矿、石膏、滑石等所有地下开采矿山,伴随采空塌(沉)陷出现的往往还有地裂缝、山体开裂等。采空塌(沉)陷主要分布于煤矿采空区,其次是金、铁矿及石膏、滑石矿等采空区,但从突发性和对人民的生命财产安全上来讲,又以金、铁、石膏、滑石矿更为严重。全省17个地市有10个地市存在规模不同的采空塌(沉)陷,主要分布于煤炭资源开采强烈的地区。塌(沉)陷面积规模较大的依次为泰安(主要分布于煤炭资源丰富的新泰、宁阳、肥城三地)、济宁(主要分布于兖州及济宁煤田)、枣庄(主要分布于滕州及陶枣煤田、峄城及底阁石膏矿区)、莱芜(四大国有煤矿区、张家洼及小官庄铁矿区、莱芜铁矿马庄矿区)、烟台(主要分布于金矿资源开采强烈的招远、莱州、牟平及龙口煤矿区)。

1.2岩溶地面塌陷

矿山岩溶地面塌陷是开发排水(包括矿坑突水)为主导因素引发的岩溶塌陷,主要发生在具备岩溶塌陷条件的莱芜铁矿谷家台及叶庄矿区、蒙阴洪沟煤矿区、沂南铜井金矿区等,其中以莱芜铁矿岩溶塌陷最为发育。

2矿山地面塌(沉)陷地质灾害发育现状

2.1采空地面塌(沉)陷

采空塌(沉)陷是由于矿层(体)采出后,采空区上方岩层在重力作用下发生弯曲、离层乃至冒落而形成。其发生发展过程和地表变形程度,主要取决于矿层条件、顶板岩性特征、地质构造和采高、开采条件等。据2002年调查资料可知,我省各类矿山采空塌(沉)陷面积为403.01km2,其中煤矿采空塌(沉)陷最大,占采空塌(沉)陷面积的97%。各主要矿种的采空塌(沉)陷现状分述如下:

2.1.1煤矿采空塌(沉)陷

山东省采煤历史悠久,开采方式从以往的小规模开采转入现在的机械化深部大规模开采,随着采空区面积的不断扩大,各采煤区相应地发生了一系列规模不等、形状各异的采空地面塌(沉)陷。据不完全统计,截至2002年底,全省因采煤造成的采空塌(沉)陷已达800余处,累计塌(沉)陷面积392.625km2,其中绝产面积大于50km2,平均采万吨煤地面塌(沉)陷率为0.0037km2。山东省煤矿区采空塌(沉)陷基本情况见表1。

表1山东省煤矿区采空地面塌(沉)陷情况统计表

塌(沉)陷的平面形态多为圆形、椭圆形的塌(沉)陷盆地,盆地中心下沉深度各地不一,最大下沉深度12.50m(肥城王瓜店),最小下沉深度0.10m(枣庄黄庄煤矿)。其中塌(沉)陷区最大下沉深度小于1.50m,地表形态相对变化较轻的塌(沉)陷区面积累计124.6km2,占全省总塌(沉)陷面积的31.74%;塌(沉)陷区下沉深度大于1.50m,地表形态相对变化较大的塌(沉)陷区分布面积累计达268.03km2,占全省塌(沉)陷区总面积的68.26%。此类塌(沉)陷分布区,地表地形起伏较大,在第四系沉积厚度较大或地下水位埋深较浅的地段,常形成季节性乃至常年性积水洼地,导致土地复垦困难或不能复垦。据不完全统计,目前,全省部分老塌(沉)陷区的常年积水面积已达48.2km2以上,造成了耕地的大面积绝产和荒废。

由于各地区成煤条件(厚度、埋深、顶底板岩性等)的差异,以及各采煤区开采方式的不同,使得各采区采空塌(沉)陷的发育规模差异较大。省内济宁、枣庄、泰安、龙口、临沂、淄博和坊子七大采煤区,除淄博采煤区的采空塌(沉)陷的发育规模较小外,其他地区的采空塌(沉)陷均较严重。尤其以泰安、济宁、枣庄三地市所辖煤田区的采空塌(沉)陷最为严重,累计塌(沉)陷面积达312.81km2,占全省采空塌(沉)陷总面积的79.67%。不但塌(沉)陷分布面积大,下沉深度深,而且积水面积广,造成的损失和社会影响也极大。

2.1.2铁矿采空塌(沉)陷

省内铁矿采空塌(沉)陷相对较轻,尽管目前济南、莱芜、淄博等铁矿主要产地的矿山开采已具规模,但由于矿石采出后对采空区大都进行了尾矿充填。因此,铁矿采空塌(沉)陷的发生得到了有效控制。据调查,至2002年底,全省仅发生3处采空塌(沉)陷,淄博1处、莱芜2处,累计塌(沉)陷面积2.673km2

2.1.3金矿采空塌(沉)陷

金矿采空塌(沉)陷主要分布于胶东金矿区的招远、莱州、牟平、威海等地,据不完全统计,到目前为止,金矿开采区发生采空塌(沉)陷160多处,累计塌(沉)陷面积约0.851km2。塌(沉)陷的形态多为条形,走向与矿脉走向一致。塌坑两侧边坡陡立,地表岩体内沿矿脉走向的张性裂隙发育,裂隙宽度可达20cm。受矿脉地质特征和开采规模的控制,塌坑的发育规模(长、宽、深等)差异悬殊。塌坑长度一般10余m到数10m不等,最长达800m。

2.1.4石膏、滑石等其他矿产采空塌陷

(1)山东省石膏矿储量十分丰富,石膏生产量逐年上升,因此矿区采空塌(沉)陷也越发突出。目前采空塌(沉)陷主要分布于临沂市平邑县、苍山县石膏矿区和枣庄底阁石膏矿区,累计塌(沉)陷面积1.774km2

(2)滑石矿采空塌陷区主要分布于栖霞、莱州等地,现已发生采空塌(沉)陷3处。最大的一处发生在莱州市滑石矿采空区,塌陷形态为椭圆形盆地状,面积约0.45km2,塌(沉)陷中心下沉深度3m左右,该塌陷的发生对位于其西部的莱州市滑石矿构成了很大威胁,目前厂院围墙已有多处倾斜开裂,墙体裂缝最宽达10cm。

(3)此外,临沂、潍坊等地在开采重晶石矿的过程中,也先后发生较大规模的采空塌(沉)陷,并造成了严重的人员伤亡事故。

2.2岩溶地面塌陷

矿山岩溶地面塌陷是因开采矿产资源疏排地下水(包括矿坑突水)而导致的岩溶塌陷。目前,全省岩溶塌陷面积约30.6544ha。相对于采空塌(沉)陷,岩溶塌陷面积较小,目前只局限于莱芜铁矿区、蒙阴洪沟煤矿区、沂南金矿区三个矿区。

3矿山地面塌(沉)陷趋势分析

3.1煤矿采空塌(沉)陷

现阶段煤矿开采主要在鲁西地区的淄博煤田、肥城煤田、新汶煤田、兖州煤田、滕州煤田、陶枣煤田、临沂煤田和鲁东地区的黄县煤田。就目前采空塌(沉)陷情况分析,山东煤矿采空塌(沉)陷基本分两种情况:①淄博、陶枣、临沂等煤田,多处于低山丘陵区,煤层薄,上覆第四系厚度均小于100m,开采深度多在-500m以下,煤层采出顶板冒落后,很快自动叉实,地表只出现小规模地面变形、斑纹或裂缝,对地表或农业耕作不产生重大损害;②兖州、滕州、肥城、黄县等煤田,多处于山前冲洪积平原或盆地中,第四系覆盖层厚度大,开采煤层厚度大,多8~12m,煤层产状平缓,采出后,顶板煤层失去支撑,形成破碎冒落、弯曲下沉,随着采空面积的逐渐扩大,在地面出现缓慢、连续的盆状塌(沉)陷坑,严重破坏了地质地貌景观,对农田、村庄等破坏严重,给矿山建设和矿区农业生产、生活造成重大影响,也为矿山带来沉重经济负担。由此可见,后者采空塌(沉)陷规模及危害要大于前者。

根据煤矿开发规划,近期煤炭生产的重点地区是济宁、兖州、滕州、新汶(含莱芜)、肥城等深部煤田。煤矿采空塌(沉)陷也主要发生在济宁、兖州、滕州煤田,其次是肥城、龙口、新汶煤田。淄博煤田面临闭坑期,采煤塌(沉)陷影响很小。也就是说,除了淄博煤田外,其他各煤田采空塌(沉)陷仍将继续发展,尤其是济宁、兖州、滕州三大煤田,开发潜力大,采煤塌(沉)陷又属于第(2)种情况,故其采空塌(沉)陷规模和危害程度显得尤为突出。

据省煤炭工业局资料,近期我省煤矿采空塌(沉)陷面积年均增长20.4km2,按此推算(以2002年采空塌(沉)陷面积392.625km2为基础),到2005年和2010年我省由于采煤将增加塌(沉)陷面积分别为102km2和204km2

未来煤炭资源开发远景区在鲁西南及黄河北煤田,此处煤田正处于黄河冲积平原区。尽管煤层埋深大,但由于具有上覆第四系厚度大、煤层厚度大、煤层产状平缓与济兖煤田类似的自然地质条件,推测未来开发会产生严重的塌(沉)陷危害。采用采煤塌(沉)陷系数法,结合2010年规划采煤量9000万t,预测采空塌(沉)陷面积为21.6km2

3.2铁矿采空塌陷

省内铁矿采空塌陷相对较轻,目前主要发生在淄博黑旺铁矿朱崖矿区庙子采空区、鲁中矿业公司(莱芜)张家洼小官庄矿山区及莱芜铁矿马庄矿区三处。据2002年调查资料,庙子采空区由于当地乡镇和个体采矿影响,范围有所扩大,对正处于采空区上方的庙子村而言,仍存在潜在的采空塌陷危害;张家洼、小官庄、马庄矿区随着开采深度的加大,以及各矿区采用了科学合理的采矿方法(砂土、尾矿充填法),并作为莱芜市重点恢复治理区,区内采空塌陷面积将逐年减少。

3.3金矿采空塌陷

据金矿开发规划,2003年至2010年,采空塌陷将随着采空范围的不断扩大而加剧。由于三山岛、新城、金城等金矿已经转入海下或深部开采,故其采空塌陷发生规模不会增幅太大;而牟平、乳山、龙口,尤其是招远金矿,由于资源相对丰富,加上国有矿山和集体、个体矿山的联合无序开采,采空塌陷面积将不断增大,采空塌陷危害将越发突出。

3.4石膏、滑石矿采空塌陷

山东省石膏矿产资源集中分布于鲁中地区,尤以泰安、枣庄、临沂三区资源丰富;滑石矿资源主要集中分布于鲁东北部地区。目前石膏、滑石开发强度较高,产品已供大于求,采空塌陷时常发生,给矿区安全造成了严重危害,随着开采强度的加大,其采空塌陷也会越发突出。

3.5矿山排水岩溶塌陷

矿山开发排水(包括矿坑突水)为主导因素而引发的岩溶塌陷,主要发生于莱芜铁矿区第三系缺失的“天窗”内及断裂带附近。据监测资料,该区岩溶塌陷近年来发展迅速,1997年塌陷面积6320m2,2000年达到8450m2,2002年达9912.17m2,塌陷面积年均增长700多平方米,累计塌陷坑228个,塌陷密度最大达252.5处/km2。随着矿山开采强度的增大及部分矿山恢复(如顾家台矿区等)建设,区内岩溶塌陷面积将不断增大。

4矿山地面塌(沉)陷防治措施

矿山地面塌(沉)陷是由人类开采矿产资源诱发引起的,因此,防治应首先考虑人类活动因素,目的是既要预防和减轻灾害带来的破坏和损失,又能保障矿产资源有序开发。根据前人生产实践经验,提出防治建议。

4.1探索科学的采矿方式

4.1.1充填法采矿

预防采空塌(沉)陷最为有效的方法是充填法采矿。这里推荐中国矿业大学研制的高水速凝充填材料,该充填材料具有充填速度快、强度高且较稳定等特征,充填液只需20分钟便连砂带水一起固化成高结晶水冲填体,其强度一天可达3兆帕,三天可达4~5兆帕,最终可达5兆帕以上。该充填材料不需脱、排水且有一定膨胀性,充盈系数优于混凝土,在招远金矿进行充填试验,效果良好。

充填法采矿防止采空塌(沉)陷,在目前开采的铁、金矿山中具有较强的可操作性,因为这类矿山矿体多呈脉状或条带状发育,相应采空区也呈条带状,便于充填,所需充填材料也相对少,经济上不需投入太大而且效果明显。充填法开采铁、金矿目前在全省已进行了全面推广和应用,其中莱芜铁矿区及招远金矿区基本上都采出了此种采矿方式。而煤矿等沉积型矿产开采由于采空区范围广,如果实行充填,花费巨大且效果不明显,从煤矿开采经济效益上分析也不合算,因此,目前煤矿开采以顶板陷落法为主。

4.1.2煤炭地下气化工程研究

煤炭地下气化(UCG)工程是指煤层在地下直接燃烧变成可燃气态燃料的过程,是一种化学采煤方法,属洁净煤新技术研究开发项目,气化炉所产煤气目前除用于矿区居民生活用气和小型工业锅炉燃气外,主要用于燃气发电机组发电,另外,还可以用于煤气化工,生产甲醇、二甲醚等化工产品。此技术方法的应用可有效减轻煤炭生产对矿区生态环境的压力,改善矿区及周边区域生态环境,具有较高的经济效益、社会效益、环境效益,是今后煤炭生产发展的主要方向,值得很好的研究发展推广。

目前,山东新汶矿业集团公司鄂庄煤矿在这方面作了有益的探索实验,并于2002年投入生产,综合效益良好。莱芜鄂庄煤矿煤炭地下气化站工程是新汶矿业集团公司“十五”期间的重点科技攻关项目,重点进行煤炭地下气化稳定控制技术的研究,目前已被列入国家高技术研究发展计划(“863计划”)实验研究基地。

4.2科学采煤方式研究

4.2.1“自下往上”异向开采

煤矿开采一般是从上层煤起自上往下采,这样对煤矿建设来说,具有见效及投资回收快等优势,但对于采空塌(沉)陷来说,是愈采愈烈,许多塌(沉)陷区是反复塌了再塌,同时浅部采空塌(沉)陷也构成对深部采矿的威胁,比如,在汛期,大气降水直接通过塌(沉)陷坑进入巷道,增加矿坑排水量乃至造成淹井事故的发生等等。

湘潭矿业学院与煤炭部门立项研究煤矿开采方式,提出具有多层煤的煤田,采用自深部→浅部开采的方式,可有效地减轻采空塌(沉)陷危害。目前,这一研究已经通过国家正式鉴定,如果这种开采方式可行的话,我们认为,对鲁西南及黄河北远景煤田区,在未来开采时应该参考、借鉴。

4.2.2加强科学研究,提高采煤技术水平

目前,世界上有些国家井下采煤矸石不出井,用来充填井下采空区,既可以减轻采空塌(沉)陷,又可避免排矸对地质环境的影响,真可谓一举两得。而省内煤矿的采煤方式与我国大多数煤矿一样,使得利用煤矸石充填井下采空区变得复杂化且费用较高,这在新汶矿务局张庄煤矿及国内其他煤矿都已得到证明。也就是,目前技术水平条件下,欲使矸石不排向地表直接充填采空区是不现实的,因此,需加强科学研究,努力改进采煤技术,赶上国际先进水平。目前,煤矿开采为减轻采空塌(沉)陷危害,根据各矿实际条件,采用的主要技术措施有:①同一煤层多工作面协调开采,减少地表不均匀下沉,减少倾斜和水平变形对民房的影响;②分煤层交错布置工作面,可减少不均匀下沉和静态变形值,使部分变形得以抵消。不同煤层开采边界交错布置。错距控制在40~80m;③积极推广沿空送巷、沿空留巷等采煤新工艺、新方法,实行无煤柱开采,以使地表均匀下沉;④积极开展新技术、新方法的研究。如华丰矿通过注浆减沉,取得较好的效果;汶南矿在采13层、15层煤时,采用矸石充填老空,既减少了矿井排矸量,又减缓了顶板下沉,减轻了采动对地表的影响。

4.3帷幕注浆堵水法

采用大型帷幕注浆工程既可以治理水害保护地下水资源,又可以减轻岩溶塌陷,已成为除疏干法以外,可供选择的另一种行之有效的治理矿区灾害的方法。该方法在济南张马屯铁矿、肥城矿务局陶阳煤矿等矿区得到了成功应用。

4.4矿山矿坑水预先疏干排供结合

据本次调查不完全统计,仅鲁中地区,国有煤矿和铁矿矿坑排水量就达4亿m3/a,这个水量是非常惊人的。造成大量水资源浪费,还产生岩溶塌陷地质灾害。采用该法将水资源提前利用,同时降低了产生岩溶塌陷的水动力条件。

4.5合理有序开采及灾害治理恢复

采矿前,在压矿地区实行一次性征地,减少采空塌(沉)陷损失。为减轻采空塌(沉)陷危害,除了进行村庄搬迁、重点交通和水利设施布置禁采区或留设防护煤柱以保护人民生命财产和国家重点建筑物不受损害外,更重要的是对于塌(沉)陷地区进行治理和复垦利用。根据实际情况,塌(沉)陷区内大部分土地可以复垦还田,少部分地区塌(沉)陷程度严重,常年积水或地形起伏过大,不能复垦,可以发展水产养殖业,也可修建公园,既美化环境又丰富人们的文化生活。

5结语

本文以全省矿山地质灾害调查报告为基础,通过对灾害现状分析,结合矿山开采规划对灾害趋势进行了分析,对前人在矿山灾害防治的生产实践经验进行了梳理总结,希望能对矿山地面塌(沉)陷的防治起到积极的作用。

7. 济南 灾害

洪水~~~济南市三面环山,南高北低,市中区正处于低洼地带。市内排水设施陈旧,都是历史传下来的。小清河污染堵塞严重,几乎丧失排水功能,前年的718就是例子~~上实际五六十年代济南还发生过地质灾害~~

8. 山东省国土资源厅地质灾害应急调查演练方案

山东省国土资源厅

(2013年7月29日)

进入汛期,我省地质灾害进入高发期,为提高地质灾害应急应对能力,省厅决定省、市、县三级国土资源主管部门联合开展地质灾害应急调查实战演练,拟邀请省气象局相关人员参加,现制定如下演练方案。

一、演练目的

锻炼地质灾害应急调查队伍,检验应急装备和能力,提升技术响应能力,提高地质灾害应急处置水平。

二、演练任务

主要任务是模拟一次单体地质灾害应急调查,通过演练检验有关部门及相关人员对突发性地质灾害的应急反应能力和应急调查能力,测试我省地质灾害应急技术平台建设及相关应急装备的技术保障程度。

具体任务是:

(1)进行一次地质灾害调查部门、应急测绘部门、气象信息服务部门的应急拉动。

(2)实施济南市历城区仲宫镇卧虎山水库北坝肩滑坡(崩塌)地质灾害应急调查。

(3)试用前期地质灾害应急技术平台建设的系统和装备。

(4)模拟地质灾害视频声频远程会商与指挥。

(5)编制地质灾害应急调查技术报告、应急处置措施建议和信息发布初稿。

三、演练地点、时间、背景

演练地点:济南市历城区仲宫镇卧虎山水库北坝肩。

演练时间:2013年7月29日13:00-18:00。

演练背景:卧虎山水库北坝肩灾害点群测群防员发现滑坡险情,经初步调查,受威胁人员3户、12人,威胁卧虎山水库北坝肩和水库下游居民安全。群测群防员立刻将灾情逐级上报各级国土资源部门,并直报国土资源厅应急值班人员,值班人员认为险情紧急重大,快速编制了应急工作方案,并及时报告了国土资源厅应急管理办公室。省国土资源厅接报后,启动一级地质灾害技术响应,立即要求济南市国土资源局开展先期调查,采取先期应急处置。

四、参加单位

山东省国土资源厅,山东省气象局,济南市国土资源局,山东省气象台,山东省气象信息服务中心,山东省国土测绘院,山东省地质环境监测总站(山东省地质灾害应急技术指导中心)。

五、地质灾害应急调查系统装备

三维地质环境信息系统1套;地质灾害气象预警预报系统1套;三维激光扫描仪及配套测量设备1套;GP S动态监测系统1套;卫星通信车1辆,其他车辆4辆;地质灾害调查单兵设备1套、地质灾害自动化监测单兵2套、手持GP S3部;航拍无人机1架;对讲设备4部;卫星电话2部;气象预报系统设备若干;地质灾害视频监视系统;移动气象站。

六、演练内容

(1)演练地质灾害应急技术响应程序。

(2)与气象部门联合开展单点地质灾害气象预警预报。

(3)通过视频会商系统对灾害点应急调查工作进行实时会商和指挥。

(4)单体地质灾害应急调查监测技术方法及内容。

(5)试用卫星通信系统、单兵设备、三维扫描仪系统、无人航拍系统针对单点地质灾害应急调查的技术方法、程序。

(6)应急调查报告、应急处置方案、信息发布编制过程、方法。

(7)地质灾害视频监视及单兵实时传输。

七、演练组织及人员

1.应急调查指挥部

指挥长:宁廷河

副指挥长:董同玉 王光信 张志光 李国祥

成员:付英 现场总协调,林海 颜景生(后方专家组长),申玉德 韩景敏 现场调查期应急处置,任重 高善坤。

职责:负责演练技术工作的组织、协调、指令、点评、参与研讨灾害基本情况,调查期应急处置,向省政府和国土部汇报。

具体分工:宁廷河负责下达指令及演练结束的点评;董同玉负责航拍工作总指挥;王光信负责本次演练主持;张志光负责气象信息协调;李国祥观摩指导;付英负责演练现场总协调;林海负责演练技术指导;颜景生负责演练组织与会商工作;申玉德观摩指导;韩景敏负责指挥现场调查期应急处置工作;任重负责灾情险情速报;高善坤负责演练信息汇集。

2.后方会商专家组

组长:颜景生

副组长:常允新 李玉华 杨 颖

成员:寿冀平 盛根来 张世杰

职责:负责会商、灾情险情判定、调查成果编制、研讨灾害基本情况。

3.关系协调组

组长:王良龙

成员:郭瑞、岳庆杰、术鸣鲁、张明亭、崔京河

职责:负责地方关系的协调工作,参与会商,警示牌6块,分别放置在滑坡道路两端路口和两个崩塌点处。

4.灾情险情调查组

组长:胡玉禄 现场技术负责

副组长:杨成芳 杨宗波、边文超

(1)地质地形调查小组 方庆海(小组长)、张景康

(2)灾情调查小组 张永伟(小组长)、梁浩

(3)险情调查小组 王庆兵(小组长)、邵明、孟凡奇

(4)应急监测小组 董强(小组长)、杨培杰、王宁、赵琳、李永超

职责:负责携带单兵、三维激光扫描仪、手持GP S等设备进行地质灾害险情灾情调查。

具体分工:胡玉禄为现场技术负责,携带对讲机。

杨成芳、杨宗波、边文超负责现场气象人员、设备。方庆海负责地质地形调查,张景康配合,携带照相机、手持GP S、地形图,精确绘制地质图和地质剖面图。

张永伟携带对讲机、卫星电话、自动化监测单兵1套,负责灾情调查;梁浩携带照相机,手持GPS,填写灾害点灾情调查表;王庆兵携带卫星通讯单兵设备,负责险情调查;邵明、孟凡奇携带手持GPS,填写灾害点险情调查表。

董强负责应急监测工作,携带对讲机;董强、杨培杰、承担静态GPS监测,携带自动化监测单兵1套;王宁、赵琳李永超负责三维激光扫描。

5.影像航拍组

组长:杨艳萍

副组长:毛继军

成员:张伟国、张衡、吴学超、何有刚、张广庆、杨建、高岷

职责:负责影像的航拍与处理工作。

6.技术网络保障组

组长:魏嘉

副组长:郑庭明、任翠爱、张声涛、韩保栋

成员:张晔、沙令宝、郑秀荣、胡红文、王心兵、邹连庆、曹春山、刘洋

具体分工:魏嘉负责后方专家会商技术保障、地质灾害气象预警预报、灾害基本情况汇报(应急途中时间);张声涛负责省厅与总站应急大厅连接调试;邹连庆负责三维地质环境信息系统应用、应急大厅声频视频系统切换、应急大厅连接调试;任翠爱负责专家意见整理;沙令宝留守预报值班,负责气象数据传输;胡红文负责图件查找、修改工作;郑庭明负责网络通信顺畅和突发状况的处置;王心兵、张晔、刘洋负责卫星通信车连接调试、切换;曹春山负责卫星通信车驾驶。

7.后勤服务组

组长:宋和平

副组长:韩保栋

成员:陈清芳、李清海、林明、李大勇、朱国

具体分工:宋和平负责后勤服务,突发事件的处置;韩保栋、陈清芳负责应急车辆准备调度、司机安排;李清海、林明、李大勇、朱国为应急车辆司机。

8.宣传报道组

组长:吴文峰

成员:杨学作、胡笑伟、赵培培

八、演练程序

本次演练分为4个阶段:

(1)应急调查启动阶段(13:00—14:00):群测群防员报灾,省厅启动一级技术响应,编制应急调查方案,成立应急调查队伍,做好出发准备。

(2)应急调查阶段(14:00—16:25):各小组到达指定位置分组开始调查。

(3)应急会商阶段(16:25—16:50):前后方专家开展应急会商,形成应急调查报告、应急处置措施建议、信息发布初稿。

(4)应急结束阶段(16:50—17:18):宣布演练结束,指挥长点评。

2013年地质灾害应急演练选编

9. 济南到云南地震灾区有多少公里

上谷歌地图查一下

10. 浅论环境地质条件对济南市东部产业带建设的影响与防治对策

赵书泉1,2梁凤英3佟光玉3

(1中国科学院东北地理与农业生态研究所,北京,101159;2山东省地矿局,济南,250014;3山东省地矿工程勘察院,济南,250014)

摘要济南市东部地区地形地貌较简单,地层岩性、岩相变化不大,地质构造复杂程度一般,水文地质条件与岩土体工程地质性能良好,因而,其环境地质条件对产业带的规划建设是适合的,但区内铁矿开采、道路建设、房地产开发等人类工程活动剧烈,潜在并诱发了诸如采空塌陷、地裂缝、崩塌等地质灾害,从而对产业带的规划建设造成危害。因此,一些重要的建设项目应尽量避开地质灾害危险性大区。

关键词地质环境地质灾害产业带济南市

前言

济南市东部产业带地处主城区东侧,在以济钢为代表的传统工业区和高新技术产业开发区两个片区的基础上,拟规划发展形成全国重要的软件产业基地、环渤海湾地区的高新技术产业和高附加值制造业走廊以及山东省的新型工业化基地、技术创新基地和高科技成果产业化基地。规划建设用地约120km2,人口规模70万~90万人。

1地质环境条件概述

1.1地形地貌

产业带地处丘陵山区的山前地带,地貌类型较简单,属剥蚀堆积地貌类型。区内开阔平原与山丘相间,山丘多为浑圆的馒头状,主要有围子山—丘山—玉皇山(海拔高程250~310m)、凤凰山(海拔高程218m)等,山坡坡度一般为10°~30°。山体植被较好,主要为耐旱常青的松柏以及矮小的灌木。

1.2气象、水文

济南市地处暖温带半湿润大陆性季风气候区,据1952年~2000年降水资料,多年平均降水量644.60mm,年最大降水量1253.85mm(1964年),年最小降水量378.7mm(1999年),年降水多集中在6~9月份,降水量占全年降雨量的73%。日最大暴雨量334mm(1987年8月26日)。

本区属于小清河水系,流经该区的河流主要有港沟河、巨野河等,属季节性河流,仅在汛期大雨时排泄山洪短时有水流,雨后随之干涸。

1.3地质与矿产地质概况

济南东部地区总体上是一个以古生代地层为主体的向北倾斜的单斜构造。区内出露的地层主要为奥陶系碳酸盐岩夹碎屑岩,新生界第四系松散堆积物广泛分布在山前及沟谷地带,厚度由南向北逐渐增大,在顿丘一带出露燕山期辉长岩。

该区奥陶系岩层比较完整,岩溶主要顺层发育,地表可见一些溶沟、溶槽、溶隙以及蜂窝状溶孔等,一般没有较大的溶洞等。钻孔资料显示,地下岩溶形态主要为一些垂向溶隙,局部有小溶孔、洞,直径可达数厘米。

第四系主要分布在山前平原、山间谷地和山麓坡地上,岩性主要为杂色粘土及红色、紫红色砂质、粉质粘土夹砾石,其厚度变化较大,总体趋势是从南部的山区的山间谷地和山麓坡地向北部平原逐渐加厚。

区内发育北西向的断裂,如港沟断裂、孙村断裂、东梧断裂等,该断裂主要发育在古生界地层内,其中东梧断裂是一条区域性大断裂,一般被认为是济南泉域的东边界。

该区的主要矿种为铁矿,其成因类型属于夕卡岩接触交代型铁矿床。矿区内构造简单,主要控矿构造为燕山中期偏基性的闪长岩侵入使中奥陶系灰岩拱起而形成的短轴背斜;成矿母岩为辉石闪长岩、正长闪长岩等,这些岩石也是携带矿液上升的载体;围岩为奥陶系灰岩,其蚀变作用比较弱,以夕卡岩、大理岩等为主。主要赋存在火成岩体的周边,具有埋藏浅,品位富,规模小的特点,其矿体形态多为似层状、透镜状以及不规则状等[1]

1.4岩土体工程地质特征

区内的岩体主要有坚硬块状岩浆岩体、坚硬厚层状石灰岩体两类。土体主要为山间谷地松散堆积型、山前平原松散堆积型两大类。其中,山间谷地松散堆积型主要分布于山间河谷平原区,厚度一般为几米至十几米不等,土体为粘性土单层结构。山前平原松散堆积型主要分布在山前冲洪积平原及山区坡麓地带。岩性主要为粉质粘土及含泥砾石层。期内的岩土体一般可作为工业民用建筑天然地基[2]

1.5水文地质条件

1.5.1区域水文地质条件

产业带位于济南白泉泉域岩溶水的补给径流区,北部武家附近是岩溶水强富水地段(武家水源地),水位埋深在45~60m,单井出水量1000~5000m3/d。该处灰岩顶板埋深约200m,第四系厚度大于20m,含水层段埋深在220~270m。

1.5.2矿区水文地质概况

矿区主要含水层为奥陶中统马家沟组裂隙岩溶含水层,水量随岩溶裂隙发育情况,大小不一,渗透系数1~10m/d,水量一般为1000m3/d左右。隔水层为致密状闪长岩、磁铁矿等,位于含水层底部,起隔水和阻水作用。

1.6人类工程活动

近年来济南地区经济发展迅速,工程地质活动频繁,由此产生的不良地质现象呈上升趋势。区内开山采石和公路修建过程中多开挖山体坡角,破坏了原有的应力结构,易造成边坡失稳,可造成崩塌、滑坡等地质灾害。

另外,有关资料显示,该区铁矿开采历史悠久。由于区内铁矿长期开采,目前已形成了多处采空区,并在部分地段如唐冶至邢村、康山养殖厂一带发生数起地面塌陷,造成耕田废弃、部分建筑物开裂,并对附近公路、民用建筑造成了威胁。

2地质灾害危险性现状

2.1主要灾害类型

一般而言,影响建设规划的地质灾害种类主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝及地面沉降等。

根据区内的地质环境条件,产业带规划区内一般不具备滑坡、泥石流、地面沉降产生和诱发的基本条件,但由于矿产开发、道路、房地产建设等人为工程活动的影响,区内发生了不同程度的采空塌陷、地裂缝、崩塌等地质灾害。而采空塌陷与地裂缝将对东部产业带的规划建设产生重大影响。

2.2地质灾害危险性现状评估

现状评估主要根据地质灾害的规模、危害程度、稳定性等方面来确定其危险性大小。由于本区地裂缝是伴随采空塌陷的发生而发生的,因而,将这两个灾种放在一起进行评估。

2.2.1采空区基本情况

采空区的分布与郭店铁矿的开采是一致的,均分布在唐冶—邢村岩体、顿邱岩体的边缘地带。位于该区的郭店铁矿是建国初建矿的,没有整体设计。开拓方法主要为双斜井、中央式双斜井和斜竖井联合式,井下运输采取分散运输方式,每个阶段运输大巷直通主井;由于矿体分散,规模小、形态复杂,其采矿方法主要采用了小分段空场法、高分段空场法、分段崩落法等,开采深度从+10m(水平标高,下同)到-70m。长期的开采,就形成了规模不等、垂向多层分布的采空区。

2.2.2采空塌陷情况与危险性现状评估

根据野外调查,在康山、唐冶—邢村、钓鱼台等矿区附近发现了四处小型地面塌陷(见表1),其形态以小型塌陷坑为主,塌坑外形呈方形或圆形,直径10~20m左右,诱发的动力因素为铁矿开采坑道挖掘顶板冒落所致,涉及受灾对象主要为农田、公路等,并伴有建筑物开裂现象。

表1地面塌陷调查情况表

总体而言,区内已发生的塌陷范围和规模为小,造成的危害不大,但康山、邢村北塌陷仍不稳定。因此,这两处采空塌陷危险性现状评估为大;其他两处稳定,危险性现状评估为小。

3对产业带规划的影响分析与防治对策

3.1地质环境条件对产业带规划建设影响的分析

从区内的地质环境条件分析,区内地形地貌较简单,地层岩性、岩相变化不大,地质构造复杂程度一般,水文地质条件与岩土体工程地质性质良好,因而,对产业带的规划建设是适合的。对产业带规划建设的影响主要表现在以下方面:

(1)由于岩土工程地质条件良好,一般的建筑物可直接采用天然地基;高层或载荷大的建筑物,基础的开挖深度也不大,而且一般不需要降水处理,可大大降低建设成本。

(2)区内深层优质地下岩溶水资源丰富,基本可满足规划人口的生活用水和部分工业生产用水。

(3)区内低山与平地、河谷相间分布,有利于生态环境和山水风景区的规划与建设。

(4)由于区内人类工程活动剧烈,尤其是长期的铁矿开采,产生了多处较大面积的采空区,在部分地段发生了几处较小规模采空塌陷,会对产业带的规划建设造成不良影响。

3.2地质灾害危险性对产业带规划建设影响的分析

从地质灾害危险性现状看,在武蒋山—东顿邱、高二庄—南顿邱、唐冶—邢村、章灵等地段位于铁矿采空区内。虽然原有矿区已经闭坑,但目前仍有零星小矿井开采,使得采空区并不稳定,地质灾害危险性大。对产业带规划建设的影响主要表现在以下两个方面:

(1)采空塌陷与地裂缝对拟建工程的潜在危害

主要针对规划的道路工程,从两方面分析:一是采空塌陷与地裂缝距离拟建道路的距离;二是采空塌陷与地裂缝本身的稳定性。从前面描述的采空区和采空塌陷与地裂缝的调查情况看,唐冶—邢村、沙沟、东顿邱、康山、东山坡、钓鱼台—流海、段家坟、章灵等采空区,距离拟建道路10~300m左右,其中在唐冶—邢村、康山采空区内塌陷(或地裂缝)多次发生,表明其状态仍不稳定;加之在这些采空区内,零星的个体小矿井仍然滥开滥采,更增大了不稳定因素。因而,对拟建道路的危险性大。

(2)建设工程诱发、加剧地质灾害的可能性

一是在道路建设工程中,路基土层一般采用振动碾压实,由于震动频率和强度较大,对附近的采空区有一定的影响;再就是道路通车后,车辆行驶过程中产生的震动同样对附近的采空区造成影响。因此,道路建设在某种意义上说会影响采空区的稳定性,加剧甚至诱发新的地面塌陷。

3.3防治对策建议

(1)加强勘察,适当避让。首先,应尽量避免在地质灾害危险性大区规划建设重要的工程项目;如果一些线状工程如道路、管线等必须穿过地质灾害危险性大区时,建议设计前,除按有关“工程地质勘察规范”要求进行常规项目的勘察外,应特别要求对重点地段加强采空区勘察,使拟建工程与采空区保持适当的距离。

(2)清理零星矿井,保持原采空区的稳定。调查表明,区内国营矿山闭坑后,个体小矿井滥开滥采现象严重,至今采矿仍未停止,直接影响了原采空区的稳定性,增大了灾害发生的隐患,在此建议有关主管部门采取措施进行治理。

(3)对开挖山脚进行锚固护坡,对道路两侧土坡、冲沟等进行必要的衬砌护坡和绿化,保持边坡的稳定性。

(4)由于该区处于济南泉水和武家岩溶水源地的补给、径流区,因此,应采取适当的环境保护措施,避免污染物进入地下水,对下游济南泉水和武家岩溶水源地的水质造成影响。

4结论

济南市东部地区的自然地质环境条件良好,对产业带的规划与建设是有利的。但在局部地段存在采空塌陷、地裂缝、崩塌等地质灾害,这些地质灾害的产生主要与人为地采矿与工程建设活动有关。目前,已在局部地区造成了一定的危害,其危险程度对济南市东部产业带的规划与建设具有重大的影响。经过评估,地质灾害危险性大的地段,在对产业带规划时,应采取适当避让等措施,防止对工程建设造成危害,同时也可避免诱发或加剧地质灾害。

本文在撰写过程中,参考了《济南市城市规划空间研究报告》、济钢集团总公司提交的《山东省济南郭店铁矿区闭坑地质总结报告》、山东省地质环境监测总站提交的《济南市历城区地质灾害调查与区划报告》和山东省地矿工程勘察院(原801队)提交的《1∶5万山东省济南市白泉—武家水源地供水水文地质勘探报告》等资料,在此,对提供资料的有关单位和个人表示衷心的感谢。

参考文献

[1]曾广湘等.山东铁矿地质.济南:山东科学技术出版社,1998.

[2]山东省地矿局编.山东省环境地质图集.济南:山东地图出版社,1996.

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