時間:2023-08-14 16:42:59
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[中圖分類號] S157
[文獻碼] C
[文章編號] 1000-405X(2012)-10-55-2
黃土地區作為中石化天然氣管道工程的重要地區,因其巖土特性與地貌的特殊性,給管道安全管理與保護工作帶來了不少的難題。所以無論是在施工中,還是后期的維護與管理中,都要結合其地質結構特點做好保護工作。筆者將結合《榆濟輸氣管道工程地質災害調查評價報告》,簡要介紹在黃土層地區采取水土保持與水工養護工作對保護管道的重要意義。
1.黃土層地區管道工程調查方法與目的
通過對《榆濟輸氣管道工程地質災害調查評價報告》和黃土層地區的管道工程進行調查,分析并掌握天然氣管道所經過地方的地質災害和水土流失現狀與未來的發展趨勢,并且分析出各類地質災害對天然氣管道的危害;編制管道地質災害防治規劃,以便根據管道地質災害的輕重緩急、合理安排分配資金,逐步解決管道沿線地質災害和水土流失對輸氣管道的危害;而且可以為管道數字化、信息化管理提供地質災害及其背景資料,為黃土地區輸油氣管理地質災害防治與防汛抗洪工作提供基礎資料。
一般來說,可以采用的調查方法有:(1)由各段天然氣管道所負責的技術人員全程積極配合野外地質的調查,再以座談會、巡線員報災、查災(險)等形式調查、訪問、核實黃土層地區的相關地質災害情況;(2)專業技術人員沿天然氣管道調查路線,調查和核實兩側每一處地質災害隱患點的具體情況,按要求認真收集有關資料;預測地質災害現狀及發展趨勢,評價各類地質災害及對天然氣管道的危害;根據地質災害體的穩定性及危害的等級,編制管道地質災害防治規劃,針對規劃中的地質災害防治點進行防治工程勘查、設計和治理工程施工,確保油氣管道安全。
2.黃土層地區的地質特點與易發地質災害
根據《榆濟輸氣管道報告》的調查顯示,該管線途經的黃土層地區屬溫帶半干旱大陸季風氣候,四季分明,降雨量中等,光照充足。所形成的溝坡上部較緩,下部較陡,坡度25~40°,主要溝谷多呈樹枝狀展布。而土體一般呈可塑狀,稍濕-濕,結構疏松。天然含水量15.0-31.0%,天然密度1.74-2.12 g/cm3,比重2.69-2.71,天然孔隙比0.573-0.953,液限25.3-31.4%,塑限13.5-22.8%,塑性指數6.2-10.0%,液性指數0.4-<0,濕陷系數0.011-0.088。該類土穩定性差,易失穩變形,特別是一些濕陷性黃土層,極易易形成滑坡、崩塌和地面深陷等地質災害。據調查統計,起止點及線路長度全線地質災害點總數52處,其中黃土濕陷性沉降27處,崩塌23處,滑坡1處,地面塌陷1處。統計調查數據中的地質災害類型,具體如下:
地質災害隱患點的類型、數量統計表處理
2.1崩塌
調查顯示,黃土層地區經常出現屬于雨季的地質災害,其中最為多發的便是崩塌。崩塌類型為大多以土質崩塌為主,崩塌的方式有滑移式、傾倒式、墜落式。土質崩塌的原因是坡的陡度比較大并且長年受到雨水侵蝕和浸泡,這就導致鋪設管道時所設計的路線容易受到崩塌土體掩埋,進而發生斷裂。
2.2滑坡
滑坡主要是坡洪積累的粘土所組成的,通常對管道所產生的危害性較大,可造成管道剪斷。
2.3濕陷性黃土沉降
濕陷性黃土沉降屬于黃土層地區發生最為頻繁的地質災害之一,因濕陷性黃土具有的特殊性質,在雨水浸濕作用下產生的沉降,損害一些自重大的管線與基礎工程。調查顯示的多半地質沉降問題都位于黃土層地區,因此要采取相應措施集中防治。
3 黃土層地區水土保持項目的工作原則
3.1突出重點原則
按照"預防為主,治理為輔"的指導思想,所選擇需要治理的地質災害隱患點必須是改線難度大或費用較高,險情嚴重,危險性大的重要地質災害隱患點。凡是通過工程治理以外措施就能達到防災目標的地質災害隱患點可不納入治理工程范圍。
3.2以社會效益為主,兼顧經濟效益原則
地質災害治理本身是一項減災防災工程,應以社會效益為主,但工程實施必然要耗資,故兼顧經濟效益也是十分必要的。為此,本次通過綜合分析對比后決定選擇那些通過治理或簡易治理后,可以有效實現防災減災,且治理后有較大社會效益,需經調查和初步論證其治理效益分析,對經濟效益也十分明顯的地質災害隱患點作為建議的治理項目。
3.3經濟合理、技術可行原則
所選擇的地質災害隱患點首先是在現有的經濟技術條件下可以實現有效治理的地質災害隱患點。做到所選治理項目技術可行,經濟合理,治理費用遠小于潛在經濟損失,以確保投資效益。同時,可引進國內外先進的水土保持理念與技術,進行科學嚴謹的防治工作。
3.4先勘查,后治理原則
為使所選治理項目順利實施,達到治理有效,經濟合理的目的,要求對建議治理的地質災害隱患點在治理工程實施前應進行必要的綜合工程地質勘查或調查,進一步查明災害體的類型、分布、規模、成因機制、發展趨勢和危害程度,并作出穩定性評價,對具體的地質災害體,應在勘查、可行性研究的基礎上,提出經濟合理和技術可行的工程治理方案和應急防治措施,提供治理工程設計、施工的有關參數,最終對地質災害實現有效防治。
4 黃土層地區水土保持工作的相關措施與重要意義
進行黃土層的水土保持工作,主要目的就是為了改善黃土層的斜坡穩定性,減少地質災害發生的可能性,提高天然氣管線的日常管理與養護工作的質量,對天然氣管道正常運營有著重要意義。除了要提高水土保持工作人員的責任意識與從業技能外,還要開展以下幾點措施:
4.1增加管道沿線綠化面積
根據黃土層地質特點,提高管線沿路的綠化面積,種植成活率高,對土質有固化粘附作用的植被,減少水土流失,增強黃土層土壤密度,防止發生滑坡或坍塌等地質災害的發生。
4.2規劃管線建設
進行天然氣管線建設前,要做好施工地點的地質勘查工作,準確分析地質、水文以及氣象環境的多重作用,進而制定切實可行的管線鋪設方案,特別重點地段與特殊工程。并針對黃土層地質特性,采取系列性的水土保持工作,做好地質災害的應急預案。而在施工中,要強化施工人員水土保持與災害防范意識,不僅要保證管線施工質量,還要注意施工時不可以破壞當地生態結構,減少因為施工帶來的環境改變而惡化土體質量。
4.3濕陷性黃土的建筑地基處理
濕陷性黃土屬于黃土層地區常見的土體,其遇水浸濕后,土體結構會發生破壞性改變,進而產生不規則性沉降,對一些管線與基礎設施有嚴重影響。因此施工時要對建筑的地基進行處理,建議采用鋼渣工藝進行地基加固處理,能夠有效保持水土,減少沉降量。
4.4施工質量控制
施工時確保所用設備安全、合格,避免出現因設備問題而導致施工的速度降低,管道線完工或要有監理進行驗收,合格且符合設計圖紙方可進行投用。
通過分析榆濟輸氣管線報告,能夠清楚的總結出黃土層地區的土質特點以及頻發的地質災害類型,而在此基礎上,筆者又結合自己多年實踐經驗,總結出進行水土保持工作的原則與相關措施,這些能夠在一定程度上改善黃土層地區的水土保持工作質量,為中石化天然氣管道工程的有效運轉提供保障。
On the Importance of Water and Soil Preservation
in Loess Areas to the Protection of Pipelines
by Quan Kai
Yuji Pipeline Branch of
China Petroleum & Chemical Corporation (Sinopec) Natural Gas Division
Abstract: In the development of oil and gas pipeline works undertaken by Sinopec, some gas pipelines are laid out through loess areas. But due to the complex geological factors in those areas, there is serious water loss and soil erosion that can often cause potential safety hazards to the operation of the pipelines. If no proper measures are taken, accidents can easily happen, resulting in adverse effect to the safety of the pipelines. In this article, the author gives a brief elaboration to the importance of water and soil preservation in loess areas to the protection of the pipelines.
參考文獻
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[2]陳勤功,徐國橋,張國強,劉勇.黃土塬沖溝地段長輸管道的水工保護方法[J].石油工程建設.2008(02)
露天礦山排土場的技術管理工作是礦山管理工作的一項重要內容,一旦發生失誤,將會造成人為的地質災害。龍門山石灰石礦建礦初期的主要排土場之一——云中寺排土場,由于建礦初期巖土分開排棄困難,且運距遠,加之管理不善,導致未能按設計受納巖石,形成了巖土混排。此后,曾受暴雨襲擊而發生大面積滑坡,并在排土場下部溝內產生泥石流,沖垮了石灰石礦細碎車間5#皮帶廊,毀損下方村莊道路及部分民房,造成了很大損失。雖然多次斥巨資進行泥石流地質災害治理,但時至今日,該排土場泥石地質災害的威脅依然存在,因此分析該排土場泥石流形成機理,有效地對泥石流地質災害的治理,具有重要意義。
1 云中寺排土場特點及現狀
1.1 云中寺排土場特點
云中寺排土場位于采場南部偏東處,原始地形最高處標高870m,最低處710m,面積168 280m2,自然坡度28°左右,地形陡峻。區內出露巖性為奧陶系第六段灰巖,局部地段為陡崖,無草叢灌木。排土場下方300m內無村莊和工業設施。排土場溝谷坡度陡,地形高差大,面積較大。區內多條溝谷,容易形成匯水。一旦形成巖土混排,尤其是卵圓形巖石與粘土混排,則會形成泥石流的隱患,而300m外的村莊、鐵路和工業設施就會變為泥石流的襲擊目標。
1.2 云中寺排土場現狀
云中寺排土場由于自然因素和人為因素的雙重作用,造成了泥石流形成的充足物質來源,埋下了泥石流地質災害的隱患。在1989年該排土場停止使用至今,形成的高臺階排土場呈現五大特點。
(1)臺階高度大,坡頂到坡底垂直間距達190m左右。
(2)坡堆的坡面與地形坡面同向,且均呈高角度,坡面已達60°,局部達80°。
(3)坡堆里外物質組份基本相同,卵圓形巖石、粘土均勻相混。
(4)坡堆的物質孔隙度大,雨水易滲漏,容易到達基巖(排土前的原巖)上,滯流累積。
(5)無雨時節,土巖相粘固結,形成凸坡面,相對穩定,坡堆面上無雜草、灌木生長。
2 泥石流的形成機理及其地質災害的治理
2.1 云中寺排土場泥石流的形成機理
云中寺排土場屬高臺階排土場,一般條件下很難實現自然安息狀態。一般自下而上1/3H處(H為排土場臺階高度)之下部,由于后續排棄巖土中大塊巖石的滾動產生的夯實作用,使得呈現安息狀態。安息角約在35°~40°,上部因粘性作用,呈現凸形坡面,一段時期后固結并暫時穩定。在雨季,云中寺排土場多次接納雨水,由于巖土間孔隙度大,由小到中雨的雨水很快從坡堆面上滲透,充沛的雨量,使得滲透到原始基巖,巖土混合物安全被雨水所浸透。
在雨水滲透巖土混合物時,巖土混合物中的粘土由于吸水性強,逐漸地吸水膨脹、軟化,而粘土與卵圓形巖石之間的固結性能也因水而失去,相應的凸形坡堆的重量也因納水而自重加大,坡堆間巖土相對擠壓變形(泥石流的重力成因作用),凸形坡堆的穩定性減小。當雨水完全浸透到基巖上且滯流累積時,鄰近基巖的圓卵形巖石因與粘土失去固結性能而發生失穩,在基巖斜坡面上向下滾行。粘土失去粘性,顯現滑膩特征,反而起了卵圓形巖石的作用。細流靜態水作用后的凸形坡面在人們不易覺察下,已開始向坡底蠕動,恰在這時,更大的暴雨襲來,不僅該區多條溝谷的匯水沖擊,而且坡堆頂部采場運礦公路的多方匯水也朝云中寺排土場奔來,霎時間,大量的雨水相聚,碩大的洪水(泥石流的動力成因作用)及重力作用對泥石流的產生形成了巨大的推動力,因而傾刻間,云中寺排土場泥石流形成,造成災害性的后果。
2.2 云中寺排土場泥石流地質災害的治理
根據以上分析不難發現,形成泥石流的三大物質——洪水、(卵圓形)巖石、黃土(粘土),三者可謂缺一不可。因此,要進行泥石流的災害治理,也要圍繞這些方面進行設計、規劃。
(1)杜絕水系來源。在排土場的頂部,修渠筑壩,將運礦公路的多方匯水引至無巖土混合物的非排土場溝內流走;在排土場的兩側多條溝谷匯水的支系修渠引水,使得雨水不論細流靜水,還是大水洪流,都能順渠歸流到無巖土混合物的非排土場溝內流走,而不致浸透滲漏于排土場內的巖土混合物里。
(2)挖渠引流。在排土場兩翼近巖土混合物處,不能引水歸流至其它非巖土混合物的溝內,要挖渠引流,順巖土混合物與水系溝谷的原巖相接處,引流至下方適當地方,再引出該排土場。
(3)筑壩攔截,阻石分水,使巖土與水分開。修筑透水壩,將巖石固體與泥水液體分離,使(卵圓形)巖石阻擋不動,泥水透壩而流走,這些巖石就會逐漸形成穩定的壩底,護壩阻石,使后來的(卵圓形)巖土停止前行,從而阻斷泥石流的產生。
中圖分類號:TD8 文獻標識碼:A
中國是一個礦業生產大國,黑色煤炭、鋼鐵、有色金屬、稀土等產量均位于世界產出量的前列。而且隨著工業迅猛快讀的發展,礦產資源以及礦產品的需求量及消耗量也越來越大,而采掘業的發展使礦產資源的開發力度、廣度和深度也越來越大。目前國內礦石開采從品位較富、埋藏較淺,易采易選、交通方便的礦床已優先開采。但礦床開采的趨勢趨于深部復雜地層即便如此也達不到當今礦產品需求關系的平衡。因此礦產違章開采,亂采盜采的現象層出不窮。從而導致在礦石開采過程中疏忽披露,為及時按照有關規程開采,治理,從而導致地質災害頻發。礦山在開采資源的同時,不僅有誘發崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等突變性地質災害的可能,而且有誘發地面沉降、土壤荒漠化、水環境惡化、生態環境惡化等緩變性地質災害的可能性的發生。本文就礦山地質災害以及如何預防進行說明。
一、要想預防地質災害的發生就必須要先了解什么是地質災害地質災害是指地質災害是指在自然或者人為因素的作用下形成的,對人類生命財產、環境造成破壞和損失的地質作用(現象)。 自然科學界的定義簡稱地災。以地質動力活動或地質環境異常變化為主要成因的自然災害。在地球內動力、外動力或人為地質動力作用下,地球發生異常能量釋放、物質運動、巖土體變形位移以及環境異常變化等,危害人類生命財產、生活與經濟活動或破壞人類賴以生存與發展的資源、環境的現象或過程。不良地質現象通常叫做地質災害,是指自然地質作用和人類活動造成的惡化地質環境,降低了環境質量,直接或間接危害人類安全,并給社會和經濟建設造成損失的地質事件。地質災害是指,在自然或者人為因素的作用下形成的,對人類生命財產、環境造成破壞和損失的地質作用(現象)。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面沉降、地面塌陷、巖爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、煤層自燃、黃土濕陷、巖土膨脹、砂土液化,土地凍融、水土流失、土地沙漠化及沼澤化、土壤鹽堿化,以及地震、火山、地熱害等。
二、礦山地質環境治理的基本原則
1、以人為本、預防為主、防災減災
由于所有的地質災害,直接或間接的對礦山職工和礦區居民的生命財產安全構成威脅,因此“治病需以防病為主”不能等到真正地質災害發生了,矛盾激化了,才亡羊補牢。地質災害防止工作要從預防做起,由防控災,防災減災的原則,對正在開采的礦山以及廢棄礦山、閉坑礦山進行監測預防,從而減少甚至避免地質災害的發生。因此礦山環境治理首先要保證礦區免遭礦山開發誘發的各種地質災害的危害,達到防災減災的目的。從礦山開發設計時就應考慮到地質災害治理方面工作。
2、因害設防、綜合治理、減少損失
針對礦山地質環境破壞的特點、方式、分布及危害程度,抓住重點和主要關鍵環節,因地制宜、因害設防,可適當采用攔、排、護、整、填、植等方面的綜合治理措施對礦山環境進行治理。治理原則目的為降低已發生地質災害影響面,減少地質災害發生所造成的國家、人民財產損失。條件允許情況下可以在地質災害發生后穩定后,對地質災害發生區域進行綠地回復,植物配置等綠化處理。
3、注重效益、分清主次、分期實施、有序進行
礦山地質環境治理工程、礦山開采過程中必須在遵守生態社會效益優先,獲取最大的經濟效益的前提下。進行逐級實施。并要區別開不同的礦山所存在的地質環境問題,采取不同方式方法實施治理措施。同時礦山自身根據資金情況、礦山地質所存在的環境問題危害的大小、輕重緩急,分期、分階段進行治理。做到邊生產邊治理,生產治理兩不誤同時進行的工作原則,力爭做到礦山開采完畢后,治理工作也相應結束或者接近尾聲。避免由于礦山開采已久未進行治理所造成的遺留問題,增大防治治理難度。如遼寧撫順西露天礦,目前存在的大面積山體滑坡問題,已很難治理,甚至無法治理。因此礦山治理工作要引以為戒,要認識到早防早治,早治好治的重要性。
4、地災防治要做到工程與生物雙方法相結合
在礦山環境治理過程中只有將工程方法與生物種植緊密結合,才能達到礦山環境治理的最終目標。真正意義上的達到一勞永逸。因此就要求地災治理人員,要科學的運用各種工程方法、生物方法對所在礦山地災進行綜合性治理工作。但其缺點是前期投資稍大,但此種方法可以一勞永逸避免重新治理,總體上節約了治理成本以及人力物力的動用。此方法所治理的礦上,不進能控制住地災的發生,而且在某些程度上可以改善小范圍內的氣候環境,應廣泛應用于礦山環境治理中。
三、礦山地質環境治理具體措施
以地下采空區為例,進行論述。
地下采空區和礦山疏干排水導致地面沉陷、形成地裂縫,會影響到地面的農田和建筑物。采空區的定義是是地下固體礦床開采后的空間及其圍巖失穩而產生位移、開裂、破碎垮落,上覆巖層整體下沉、彎曲并引起的地表變形和破壞,在地面上常可見到圓形塌陷坑及平行于地下開采巷道的地裂縫。由于疏干排放地下水,改變了地下水流的自然滲流、徑流條件,水浮力消失,水的潛蝕作用使充填物流失,形成空洞,在真空吸蝕力和重力作用下也可造成塌陷。對采空區的治理主要是為了預防與控制地表殘余沉陷的發生。此類方法可細分為3種:
1、全部充填采空區支撐覆巖,以徹底消除地基沉陷隱患。充填法可以分為: 干石充填法、尾砂充填法、膠結充填法、注漿充填、水力充填和風力充填等。其中,以注漿法應用最廣泛、效果最好;但此種方法的費用過高,某些大型礦山不適合此方法,如本溪彩屯采空區,深度在地下500米左右,如果采用全部充填法來處理的話,則不適合,而且造價非常高。因此建議采取其他方法處理。因此此方法適合采空面積較小區域,或者建筑物下溶洞區域處理。
2、局部支撐覆巖或地面構筑物,減小采空區空間跨度,防止頂板垮落。常用的方法有注漿柱、井下砌墩柱和大直徑鉆孔樁柱或直接采用樁基法等,此種方法適合面積較大,且留有支柱的采空區進行實施。特點工作量相對較小,是全部充填的1/10-1/20左右。適合大面積采空區處理。
1 引言
路基施工是整個公路施工中關鍵環節之一,同時施工過程中的質量控制也是決定公路質量的必要因素。近年來,隨著我國經濟的越來越快發展,人們對公路建設的要求越來越高,但是越來越多的公路問題也頻繁出現,特別是在公路修建過程中的地質災害,輕者會增加了施工難度,嚴重的會帶來巨大的經濟損失,并威脅人們的生命財產安全。
2 公路路基工程中常見地質災害概述
公路路基突發自然災害主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷四種。這四種災害往往是群發的,降雨是重要的誘發因素。其分別具有以下特點:(1)滑坡。 滑坡在公路工程中比較容易產生,在重力作用下,斜坡上的巖體沿著一定的軟弱面或軟弱帶整體向下滑動。 這種地質災害的形成往往是由其他地質災害而引發的。 (2)崩塌。崩塌是指較陡的斜坡上的巖土體受到重力作用,突然脫離母體崩落,或者滾動堆積在坡腳。如果在公路中出現崩塌,不僅阻礙公路的正常通行,還給事后處理帶來很大的難度,重者會造成一定的人員傷亡。 (3)地面塌陷。地面塌陷是由外在原因造成的,對公路的傷害較大。它是在自然或人為因素作用下,地表巖、土體向下陷落形成的塌陷坑。(4)泥石流。 泥石流常發生在山區公路建設中,是山區特有的一種自然現象。它是由于降水而形成的一種特殊洪流,夾帶大量的固體物質,如泥沙、石塊等。據統計,貴州省干線公路的地質災害(含滑坡、崩塌、泥石流、高切坡)共計有301處。
3 公路路基常見地質災害的預防
面對公路路基中常見的地質災害,要保持冷靜,首先判斷崩塌、滑坡、泥石流等威脅的范圍,然后及時逃離險區。 下面就提出了一些災害預防措施。
3.1 滑坡的預防
滑坡預防基本方法有:(1)消除或減輕水對誘導滑坡的影響;(2)改變滑坡外形、增加滑坡的抗滑力;(3)改變滑帶土石性質,阻滯滑坡體的滑動。 當發生滑坡時,可以采取的預防措施還有很多,比如設計截水溝或泄水洞,這樣可以較好的排除地下水,防止泥沙流入淤塞排水孔道;利用樹木或草皮的根系吸收地表水分,在山坡上適當種植可以有效排除地表水;為了確保建筑物基礎的穩定,可以采取減重或修建支撐物的辦法,以達到增設滑坡體重平衡條件的目的。
3.2 崩塌和地面塌陷的預防
安徽省S209和G105境內段公路典型災害邊坡均為土夾石及強風化巖質邊坡,普遍存在坡面坍塌、巖質邊坡崩塌,坡面較陡,部分坡體穩定性差等特點。對于崩塌和地面塌陷的預防,可以采取的措施有考慮改道繞線,以對付塌方規模
較大且難以根治的狀況;截斷地下水流,使塌方體干燥并排出地下水;采用種植植物或鋪砌石塊的方法加固邊坡,以增強其受沖刷的能力;設置擋土墻增加邊坡的支撐力,增強坡體的穩定性,以防止土體塌落。
3.3 泥石流的預防
在預防泥石流災害時,需要采用草皮等材料,設置支撐物,如擋土墻、石砌支柱等,設置排水系統,如排水溝、泄水洞等,這樣不但可以減少坡面荷重,加固邊坡,還能夠減緩水流對山坡的沖刷作用,使土層干燥,確保坡面有一個牢固的防護體系。
4 公路路基常見地質災害的治理
4.1 崩塌滑坡的工程治理
崩塌滑坡的工程治理有五部分。(1)查明崩塌滑坡的險情狀況,包括性質、成因、變形機制、邊界、規模、活動狀況、穩定狀況及危險程度;(2)參與計算評價的有關巖土物理力學參數及水文地質條件;(3)危害程度,包括可能遭受危害的人、物、設施的位置、規模、價值及可遷移程度;(4)影響治理工程實施的自然條件(地形、水源、天然建材等)及社會條件(交通、能源供應、勞工等);(5)經濟效益、社會效益進行防治的必要性、可行性論證。XX地方路基災害類型主要有沿河路基水毀,滑坡,崩塌,路基沖斷等。S304桂平至蒼梧段位于桂平市境內,該路段崩塌滑坡較為頻發,調查后發現由于路線沿線水田較多,水系發達,水源豐富,每逢汛期公路兩側均被洪水淹沒,從而經常會導致崩塌滑坡。 查明原因后根據引發事故的條件很快便制定了相應的解決方案,在方案經濟效益以及可行性通過核實后,很快便解決了桂平至蒼梧段的路基災害問題。
4.2 泥石流的工程治理
泥石流的工程治理,需要開展泥石流區的專門性地質調查研究,查明泥石流溝固體物源、水源和地形等形成條件的特征和發展趨勢,劃分各泥石流溝的危險程度。對危害性大泥石流溝谷,應進行生物、工程防治。
5 加強對公路路基災害防治的研究
5.1 查明災害險情
查明災害險情是防治公路路基災害的首要條件。 公路路基災害防治是一項特殊工程,在進行地質災害防治之前,要明確地質災害險情的存在,采取合適的工程措施,控制地質作用,改造地質體系,加強工程總體布置、結構設計、施工要求等的控制力度。 此外,還要在公路工程設計、建設和使用過程中,科學預測地質災害險情的發展,根據地質剖面分析地質作用的性質、原因、變形機制、邊界、規模、活動狀態、穩定狀況、危險程度以及所處的地質環境條件,如地下水及氣候狀況,地震情況等進行正確評價。
5.2 建立完善的預警系統
公路工程建設過程中及建成后,需要建立完善的預警系統,嚴格貫徹“以防為主、防治結合、全面規劃、綜合治理”的原則,加強對公路邊坡及后山斜坡的巡查和監測。可采取懸掛“警示牌”、布置監控等措施,作一定程度的預警預報。對于即將到來的災害,要有有效的措施來進行預防。在地質災害重點防范地段,加強地質災害群測群防工作,加強地質災害險情的巡回檢查。同時,還需要根據天氣以及即將到來的強對流天氣的規律和活動強度,劃定地質災害危險區,予以公告,設置警示標志,建立健全地質災害監測網絡和預警信息系統,重大險情地段采取工程治理或搬遷避讓措施等,嚴禁亂砍濫伐、亂采亂挖、亂堆亂倒等,要多種植樹木,降低地質災害的侵襲。
5.3 加強地質災害知識的宣傳
凡參與公路工程建設的業主、監理、施工及運營養護各方,都要普及地質災害知識,加強地質災害知識的宣傳,使他們能夠準確了解地質災害的危害,從而在面對地質災害時,能夠臨危不亂,采取正確的預防治理措施,保證公路路基的質量。
6 結語
公路路基災害的產生往往是受多種因素綜合作用的結果,要想控制好路基災害,將地質災害帶來的損失降至最低,需要因地制宜,科學分析,采取一系列的預防措施,切實保障路面的質量和穩定性,保證公路的使用壽命。
參考文獻:
[1] 王秀麗,劉素花。淺談如何防治公路路基災害[J].城市建設理論研究2014(12)
中圖分類號:X3 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)08(b)-0147-01
隨著國民經濟持續穩定的高速增長,市場經濟下的礦山開采不注重經濟效益與社會效益和長遠效益的結合,造成了一系列因肆意開采、安全管理意識淡薄、開發技術落后等造成的礦山地質環境問題。礦山地質環境問題不僅會引發接連的礦業地質災害,給廣大人民生活帶來影響,還嚴重制約了國民經濟的發展。
1 對環境造成的影響
1.1 引發塌陷危險
礦山開發活動還可以引發地質災害,使地面遭受塌陷危險。首先,地面塌陷對道路和鐵路的具有較大破壞作用。其次,地面塌陷對橋涵的影響和破壞。隨著采煤的塌陷,受到影響的橋梁或涵洞由于下沉的速度較慢和隨沉隨治理的觀念盛行沒有得到及時重視,將隨著井田的進一步開發呈現大面積積水甚至全部變成水域的現象。再次,地面塌陷對河流堤壩具有一定的破壞作用。最后,地面塌陷對村莊有一定的破壞作用。
1.2 引發地質災害
在礦山資源開發時,能誘發很多地質災害,對人民的生命、生產生活和財產安全造成了一定的危害。礦山開發,極易引發滑坡、泥石流、山體崩塌現象。礦業開采,特別是露天礦業開采,加上自然環境的影響容易形成滑坡等地質災害。礦山開采使得坡體原有平衡被打破,導致山體傾斜,巖土變形,直接誘發崩塌和滑坡;礦山開采中的礦渣隨意堆放,不及時處理,給山體造成了超負荷,導致滑坡現象;礦業開采中的殘渣遇雨水等暴風雨天氣,形成泥石流。
1.3 地貌景觀影響
主要表現在植被稀少,石漠化嚴重,水土流失等。石漠化在喀斯特脆弱地貌環境下,因為人類的不合理開采礦業或過分強調經濟活動等造成的土層植被遭破壞,水土流失、土地生產能力下降的巖石景觀。此種情況也在露天開采中容易出現,由隨意堆放的礦渣等構成,破壞了生態環境。
1.4 土地資源影響
礦業活動對土地資源的影響和破壞主要體現在土地占用和地面塌陷上。土地占用主要是工業場地和矸石堆放占地。此外,隨著礦業開發活動的加劇,對礦區土地資源的影響程度將持續,受影響和破壞的土地范圍增大,礦業開采中的有毒有害成分滲入土地資源中,對植物和環境造成了危害和污染。
1.5 水體環境影響
礦業開采直接或間接地污染了水源。由于礦業開采中的不妥善處理殘渣和污水廢水,造成污水經雨水沖洗后流放到周圍的農田、土地中,再進一步污染農作物,影響了整個生態系統的和諧穩定。此外,有些礦業開采中直接排出廢水污水,滲入地表,直接污染了地下水源和土地質量。含水層造成影響。此外,礦業開采中對礦井的不合理開采容易影響到含水層水質水位等,對于淺部含水層及民用井、煤系地層及上下覆含水層、地下水水位及水質都造成了不同程度的影響。
1.6 大氣環境污染
采石場中,塵土飛揚,亂堆亂放的廢石廢渣經狂風一吹,漫天飛舞造成了嚴重的大氣污染,嚴重影響了空氣質量。
1.7 噪音污染
礦業開采中,機器聲巨大,振動分貝較高,形成了噪音污染,嚴重影響了周圍居民的正常生活。
2 如何恢復治理礦山環境
隨著經濟的發展,礦山開采成為國民經濟的重要支柱,但也帶來了不少環境問題。礦山環境的惡化是每一個礦業工作者和公民關心的問題。當前的重要任務是恢復治理礦山環境,并在以后進行礦山開采時,注意保護環境,合理開采,促進地方經濟可持續發展和人與自然的和諧統一。
2.1 應根據情況,合理分區
礦業工作者應根據礦產資源開發計劃,礦山地質環境問題類型、分布特征及其危害性以及礦山地質環境影響評估結果對礦山環境合理分區,方便對癥下藥。首先,應堅持以人為本、以土地治理再利用為中心的原則。其次,要在現狀評估、預測評估的基礎上,對評估區地質環境總體影響程度作出綜合結論,明確分清區內相似、區間相異情況,進行環境分區。再次,根據各個分區的不同情況和特點,對其進行定量和定性分析。例如:根據各片區的特點分成礦區南、北、中等區,在此基礎上,進行對其進行重點防治區和一般防治區劃分,明確各片區的地理位置及面積大小,分析其地質環境現狀,提出合理的解決方案。
2.2 針對癥狀,改善礦區環境
針對不同分區的環境惡化形式和地理環境特征,采取不同的改善礦區環境方式。
(1)改善礦區生活質量,防止地質災害發生。礦山在開采過程中形成的石頭、泥土、灰塵等容易造成地質災害,給礦區人員或周圍居民的人身安全造成嚴重威脅。在對于地質災害容易發生的地區,有效采取措施改善環境質量。(2)充分發揮覆土和矸石作用,增加耕地面積和減少危害。礦山開采后,容易形成大面積的塌陷現象,造成耕地面積減少,還對礦區人民的生命安全造成威脅。針對此現象,堅持可持續發展的原則,將覆土重新回填進坑洼處,不僅有效增加了耕地面積,還合理解決了覆土的安置情況。對采礦后產生的矸石等固體廢物進行綜合治理,防止其造成的地質災害影響,又避免了浪費資源現象的發生。(3)及時修復因地面塌陷造成的交通道路、壩體沉陷、滲漏現象。礦山開采后,容易造成交通堵塞,壩體沉陷,地下水層滲漏等現象,對礦山周圍的人民生產生活造成了影響。(4)充分利用已有礦井排水處理工程,發揮礦井排水、選礦排水等的有效作用。利用排水處理工程進行妥善排水,并對生活廢水集中處理,保證礦區地下水和地表水水質不受污染,也是保護礦區環境的一項重要措施。(5)綠化環境,保護植被。礦山的開采不僅產生了較多的廢石廢渣,造成了山體滑坡和水土流失現象,不僅危害人類自身,還破壞了植被,破壞了生態環境。為此,礦山工作者應該注意綠化環境,加強植被修復和保護,使得礦區的自然景觀和生態環境功成于千秋萬代。
2.3 治理與恢復并行,有效保護礦區環境
我們除了對礦區環境進行治理,還要對環境礦區環境進行保護和監督,促使礦業開采繼續為經濟發展服務,且不至于危害生態環境。
采取監測措施,加強環境監督功能,防止邊坡崩塌、滑坡等地質災害的發生。合理處理廢石廢渣合理,選擇好堆放位置,使它不危害含水層和發生地質災害。保護植被,加強植樹造林工程,減少惡劣環境造成的地質災害對人們造成的危害。全面建立并不斷完善礦山地質環境監測系統。例如,建立塌陷區地面變形觀測等,完善礦區地質災害監測網絡、信息系統和預警體系。
礦山地質環境保護與安全生產是礦山企業在實際生產過程中所面臨的兩大主題,也是當今社會、政府主管部門以及礦山企業所關注的熱點問題。如何既合理地開發礦產資源,又不至于造成礦山地質和生態環境惡化以及重大地質災害事故發生,是實現經濟社會可持續發展戰略的重要研究課題[1]。
1、礦山地質環境的內涵
礦山地質環境是指曾經開采、正在開采或準備開采的礦床及其鄰近地區,其巖石圈上部與大氣、水、生物圈組分之間,不斷地進行著聯系(物質交換)和能量流動,這一部分組成一個相對獨立的環境系統。這一系統是以巖石圈為依托,礦產資源開發為主導,不斷改變著地球表面和巖石圈自然平衡狀態的地質環境,也是一個環境地質問題較多、地質災害較突出的環境。礦山地質環境存在的問題主要有:采、選礦過程中產生的有毒、有害氣體,礦渣,廢水,粉塵等,不僅直接影響作業環境和工作條件,而且給礦區周圍的大氣、水質、土壤造成危害;廢石堆、尾礦庫擠占大量土地、農田;污水和煙塵的排放,污染水源、江河和大氣,也破壞了景觀和植被;露天礦邊坡崩落,井下采空區造成地面塌陷;礦井突水、礦山疏干排水引起鄰近地區地表水和淺層地下水疏干涸干或形成海水入侵;采礦剝土等造成水土資源平衡失調,易誘發和引起土壤侵蝕、水土流失、土地沙化以及滑坡、泥石流等地質災害。所有這些環境地質問題,都給人類生產和生活帶來嚴重影響,而且預防和治理的難度很大。因此,必須切實加強和做好礦山地質環境的監督管理[2]。
2、礦山地質環境存在的主要危害
礦山開采誘發的地質災害主要為地面塌陷、地裂縫、崩塌及滑坡、煤層自燃、礦井突水、有害氣體突出、冒頂等。針對上述主要類型分析如下。
2.1 崩塌
多發生在地質構造發育地帶。礦山開采而誘發的巖土體崩塌,在平原地區主要為開采粘土、砂石礦產時的邊坡失穩;在山區露天開采過程中的坡角過大而誘發的巖體崩落(包括建礦時修路切坡等),以及在深部采礦過程中出現地面塌陷而導致上覆脆性巖體(節理裂隙發育)沿裂隙出現崩落。如某煤礦,該礦區上覆第四系玄武巖,儲礦層為侏羅系,經多年的地下開采,形成大面積的采空區,并且出現地面塌陷,引發上伏玄武巖沿節理出現裂縫,在降水作用下,沿裂隙在陡坡處出現崩落,危害近陡坡處的人群及建筑物。
2.2 地面塌陷
多年以來,地下開采礦山地區均有不同程度的地面塌陷發生。這些礦山多分布于山間盆谷地及其周圍。塌陷坑一般近橢圓或近圓形,略大于采空區范圍,深度由內至外,從大變小,個別塌陷由數個塌陷坑相連或重疊。煤系地層多分布于中生代的砂巖、砂礫巖、頁巖之中,巖體類型為軟弱層沉積巖,該地層巖體結構松散、破碎,處于新構造運動上升區,斷裂分布廣泛。煤層礦體多屬于淺埋藏型,松散覆蓋層厚度比例大,礦層覆巖強度低,厚度比例小,巖性組合復雜。當地下礦層被采出后,采空區的頂板巖層在自身重力和上覆巖層及建筑物等的壓力作用下,產生向下的彎曲和移動,當頂板巖層內部所形成的拉長應力超過該層的抗壓強度時,直接頂板首先發生斷裂并相繼冒落,緊隨其后的是上覆巖層相繼向下彎曲、移動,進而發生斷裂和離層,隨采礦工作面的推進,受到采空影響的巖層范圍不斷擴大,當礦層開采的范圍擴大到某一時刻,在地表就會形成一個比采空區大的盆地形塌陷坑。
3、礦山環境治理方案實施部署原則
3.1 以人為本,減災防災的原則
礦山開采誘發的各種地質災害隱患直接或間接地對當地居民的生命財產安全構成威脅,因此礦山地質環境治理首先要保證其免遭該類地質災害隱患的危害,達到防災減災的目的。
3.2 因地制宜,突出重點的原則
針對礦山環境地質破壞的特點、方式、分布及危害程度,重點對開挖較深的采坑、露天堆積較大的礦渣堆、高陡邊坡(危巖體),順坡就勢因地制宜實施削坡、填坑、平整修復治理工程。
3.3 工程措施與生物措施相結合的原則
以工程措施為主修復破壞了的地形地貌景觀,并結合種植樹木的生物措施修復破壞了的礦區礦山生態地質環境。
3.4 量力而行、注重效益的原則
根據資金情況,結合礦山環境地質問題危害大小情況,礦區地質環境治理工程既要遵循生態、社會效益優先,又要爭取最大的經濟效益。
4、礦山地質環境保護及治理措施
建立礦山生態環境監測及預警系統。加強對采礦活動引起的環境污染和地質災害的監測及預報,及時采取有效防范措施。礦產開發成本的提高,反過來可促進礦山環保技術的革新和科技進步,這不僅有利于礦山地質環境的恢復,還可使發展環保技術的礦山企業盈利。礦山地質環境恢復治理的程度,是衡量一個地區發達程度的標志。只有把礦山地質環境問題作為經濟要素來實施,礦業才是地區經濟可持續發展的表征,才有益于社會獲益于人民[3]。建議如下:
4.1 加強新建礦山審批管理制度,防止產生新的生態破壞和環境污染
加強新建礦山審批管理制度。對不符合建設條件和對生態環境破壞嚴重,又無條件采取有效防治措施的擬建礦山,建議實行“環保一票否決制”;限制在地質災害易發區開采礦產資源,禁止在地質災害危險區、自然保護區等區域開采礦產資源;限制改擴建含硫量大于1.5%的煤礦,禁止新建含硫量大于3%的煤礦。
4.2 加強礦山地質災害評估和環境影響評價制度,制定生態環境恢復治理方案
新建、改擴建礦山應嚴格執行礦山建設用地地質災害危險性評估和環境影響評價制度。開發利用方案中必須有水土保持、環境治理達標、礦山生態恢復和重建的實施措施。經批準確定的新建礦山的生態環境保護工程與地質災害防治工程,必須與主體工程同時設計、同時施工、同時驗收和使用。新建礦山的生態環境治理率必須達到100%。
參考文獻
一、明確方向,將綜合效益作為礦山地質環境恢復治理工作的價值追求。
1.環境效益。礦山開發造成的地質災害種類繁多,礦山開發造成的生態環境污染危害嚴重。因此, 礦山地質環境恢復治理具有重大的環境效益。
2.資源效益。尾礦含有可回收的有用物質,還可直接充當建筑用材,也可作為建材等行業的重要原料。尾礦和廢石堆積占用的大量土地復墾后,又可增加土地資源。
3.經濟效益。礦山地質環境恢復治理可減少或避免地質災害,所產生的經濟效益表現為負效益的減少。對尾礦、廢石和土地的利用同時產生經濟效益和綜合社會效益。
二、堅持原則,將主體責任作為礦山地質環境恢復治理工作的重要抓手。
1.堅持“誰開發誰保護、誰污染誰治理、誰破壞誰恢復”原則。對于責任主體缺失的廢棄礦山,一是倒追落實責任單位,明確造成環境問題的責任主體。二是明確治理成果的受益主體, 項目如果有環境效益,財政應當出資;如果有資源效益,要評估具體的投入產出,資源收益可以彌補相應支出;如果有經濟效益,可以招商引資。三是礦山環境治理后土地使用權收益可用于其他礦山的治理。四是廢棄礦山余量資源收益可作為礦山環境綜合整治資金。五是鼓勵社會各界投資廢棄礦山環境治理,準入治理項目的企業或個人,享有土地優先使用權,并減免治理工程相關稅費。對于在采礦山,一是督促礦山企業嚴格執行礦產資源開發利用方案,不留新的環境欠賬。二是加大礦山環境恢復治理保證金收繳力度, 拒絕繳納保證金的,不予辦理采礦許可證年檢、注銷其采礦許可證。三是督促在采礦山增強礦山環境保護意識、自覺履行礦山環境保護承諾和恢復治理義務,落實邊開采、邊治理措施,最大限度減輕礦業活動對生態環境的影響與破壞,礦山最終閉坑時必須完成礦山環境治理。
2.堅持“以人為本、防災減災”原則。地質災害對礦山職工和礦區周圍居民的生命財產安全構成威脅,因此礦山環境治理首先要保證礦區免遭礦山開發誘發的地質災害對人員生命財產安全的危害,達到防災減災的目的。
3.堅持“因害設防、綜合治理”原則。針對礦山地質環境破壞的特點、方式、分布及危害程度,抓住重點和關鍵環節,因地制宜,因害設防,采取攔、排、護、整、填、植等措施對礦山環境進行治理。
4.堅持“注重效益、分期實施”原則。礦山地質環境恢復治理工程應遵循生態社會效益優先的同時,爭取最大的經濟效益。針對不同的礦山地質環境問題,采取不同的治理措施。同時根據資金情況、礦山地質環境問題危害大小、輕重緩急,分階段治理。
5.堅持“工程措施與生物措施相結合”原則。工程措施配置合理,能夠根治地質災害,但其缺點是投資過大。而生物措施具有投資較小、能改善小氣候的特點,恰能彌補工程措施的缺點,應該在礦山環境治理中廣泛應用。
三、規范操作,將制度建設作為礦山地質環境恢復治理工作的根本保障。
1.市場化整治廢棄礦山。一是公開廢棄礦山地質環境恢復治理信息。在運作上,可以招標、拍賣,可以協議委托。二是健全市場運行規則,包括準入條件、技術標準、收費標準、工程規范等。三是激活市場主體。只有環境效益,沒有資源效益、經濟效益的項目,可實行技術勞務發包。既有環境效益,又有資源效益和經濟效益,但資源和經濟效益較低的項目,可實行定額補貼、稅收優惠、貨款貼息等優惠政策,通過市場競爭實施。對有資源效益和經濟效益的項目,要進行專項評估,掌握其效益狀況,對其中有明顯級差收益的項目,要通過市場招標拍賣,分享級差收益;對沒有級差收益的項目,可通過行政授權的方式運行。
2.嚴格露采礦山采礦權設置。一是劃定山體資源特殊保護區。在山體資源特殊保護區內禁止開山采石;在山體資源特殊保護區外要實行限制性開采。二是對允許開采的山體,要集中設置采礦權,直至這一山體全部開采完畢,不得開采地面標高以下部分。三是采礦權要設置到山體頂部,推動自上而下的分水平臺階式開采;禁止斜坡式、一墻式開采。
3、建立誠信準入制度。對沒有履行礦山環境保護與恢復治理義務或不繳、少繳、拒繳保證金的礦山企業,列入礦山環境保護誠信檔案黑名單,采取不予其辦理采礦許可證延續或變更登記、不受理其新的采礦權申請等管理措施;對黑名單礦山的開辦、投資、入股、出資、控股單位和個人,禁止其進入采礦權市場參加競買。
0 引言
陵川縣五谷山地質災害隱患治理工程位于陵川縣縣城城西,危巖體崩塌嚴重威脅著附近陵川縣農村飲水工程管理服務中心和陵川縣機動車駕駛員培訓學校110名職工的生命財產安全、西背磺場三級公路道路通行及行人車輛的安全,崩塌一旦發生,還將嚴重威脅西背臺區部分村鎮居民的生活用電,危害嚴重,其后果不堪設想,影響社會經濟和諧、可持續發展。
1 工程地質條件
1.1 地形地貌
項目區地貌分區屬褶皺斷塊侵蝕中山區,調查區山頂呈圓形,地形東南高西北低。
1.2 地層巖性
據現場調查,項目區及其附近分布出露地層主要有第四系上更新統(Q3)、石炭系上統太原組(C3t)。
1.3 地質構造與區域地殼穩定性
項目區地處華北古板塊內部,屬典型的板塊構造。根據《山西省區域地質》按斷塊構造學說的劃分方案,陵川縣位于華北斷塊中的呂梁~太行斷塊太行山塊隆西翼南段。
項目區位于陵川縣縣城,區域地震活動較為頻繁,震級較小,最大震級為3.5級。根據GB50011-2010《建筑抗震設計規范》(2010年),陵川縣抗震設防烈度為7度,設計地震分組為第三組,設計基本地震加速度值為0.1g。
1.4 水文地質條件
項目區位于三姑泉域,區內第四系地層中,砂質黃土土質疏松、孔隙發育,垂直節理發育,透水性較強,含水性差,當降雨強度較大時,石炭系灰巖孔隙中會賦存少量地下水,補給來源主要為大氣降水,當降雨停止時,又會通過地表蒸發和地下滲流很快疏干。邊坡穩定性受地下水影響小,當降雨強度較大或持續時間較長時,地表水徑流、入滲徑流及表層孔隙水對邊坡巖體軟弱巖石影響較大,容易發生崩塌地質災害。
2 地質災害概況
2.1 地質災害現狀
根據調查,項目區地質災害類型主要為危巖、崩塌,時有碎石崩落。項目區表層巖體節理裂隙發育,軟巖風化強烈,使巖層碎裂呈大小不同塊體,甚至呈松散結構。部分坡腳堆積崩積物質,崩塌體塊石呈棱角狀,一般塊徑小于0.2m,少部分0.3~0.5m。崩塌體頂部巖體受節理裂隙、巖體結構、風化卸荷、降雨等因素的影響,已處于臨界不穩定狀態或潛在不穩定狀態,局部地段偶見零星掉塊現象,在暴雨、爆破震動等因素的作用下,極易發生塊體垮塌現象。
2.2 地質災害規模及發育特征
由于項目區內崩塌物大部分為巖體、少部分風化巖屑、土體,單體小于10000m3,根據崩塌規模等級表,項目區內崩塌災害等級為小型巖質崩塌。
巖石節理裂隙發育強烈,將巖石切割為0.1~10m3不等片狀、菱狀、塊狀的巖塊,且巖塊間孔隙裂隙較大,造成邊坡巖體不穩定,并且作用方向向坡面臨空側,使得坡面巖體處于應力不利的條件下,遇到不利因素,有可能誘發崩塌地質災害。
2.3 地質災害成因分析
項目區內巖石節理發育密度較大,發育密集的節理裂隙將巖體切割為大小不一的不規則形,在降雨作用下易于脫離母體發生崩塌。崩塌危巖帶發育的地形陡坡大于80°以上,較大的地形坡度為危巖體變形提供了有利的空間條件。巖體一側臨空,卸荷作用在巖體上產生上寬下窄的楔形疲勞拉張裂隙,隨著時間效應的作用,裂隙不斷增大、加深,當巖體自身傾倒作用力大于抗拉強度時,巖體出現拉裂進而崩落。降雨作用是危巖體失穩崩落的主要誘發因素之一,其破壞表現為降低節理面的抗剪強度、裂隙水對巖塊的靜水壓力、裂隙水的排泄對巖塊產生的動水壓力。陡峻的地形、節理裂隙發育、軟硬巖互層的巖體結構是危巖、崩塌形成的內在因素,卸荷風化作用、降雨、凍融、地震都是崩塌地質災害的誘發因素。
3 邊坡崩塌穩定性評估
項目區斜坡巖體中有傾向坡外、傾角小于坡角的結構面存在;斜坡后緣已產生拉裂隙;順坡向卸荷裂隙發育,坡度80~95°;主應力方向與坡向存在夾角,且主應力方向指向臨空側;根據地貌、地質特征分析,因此,認為五谷山邊坡為可能失穩的邊坡,存在崩塌地質災害隱患,在目前自然條件下,處于緩慢變形階段,穩定性差。如遇到連續降雨或強降雨過程,地震等不利因素,誘發邊坡崩塌地質災害的可能性大,由于陵川縣城近年來雨量較大,最大日降雨量達到198.2mm,隨著雨季的到來,邊坡隨時都有發生崩塌的可能。由于危巖體距離地面約10m高,因此其崩落時的影響范圍可能達到20~30m范圍。
4 地質災害工程治理方案
4.1 工程布置原則
防治工程以保護道路交通行人及車輛免遭崩塌危害為目的,采取預防與治理相結合的方法進行設計。防治工程的設計、施工應與當地的社會、經濟和環境發展相適應,與地方規劃、環境保護等相結合。防治工程的施工應對環境影響小,不會引發其它新的地質環境問題及地質災害為原則。防治工程的設計充分考慮當地的交通條件,遵循方便實用、就近取材的原則,使工程達到安全、經濟、美觀和適用。
4.2 工程總體任務
項目區內以危巖崩塌地質災害治理為重點。主要采取攔擋工程和坡面加固防護工程相結合的措施。
4.3 工程措施布置
擬采用削方除險+擋土墻+SNS柔性防護技術。具體工作及工作量如下:
削方除險工程。項目區內分布有一處土體崩滑和一處危巖體、崩塌體,已出現不同程度的崩塌,土體處已發生寬大裂縫,危巖體向外突出,雖不明顯,但坡角大于90度,屬不穩定巖體,故兩處均處于不穩定狀態,需對邊坡上部進行削坡,下部進行堆坡壓實,以確保整治后邊坡的穩定和便于邊坡綠化。
坡面防護。在危巖體清除后,為了穩固坡面松散物源,在坡面上采取錨桿+柔性網邊坡防護。本工程采用主動防護系統,運用SNS柔性網覆蓋、包裹在危巖體清除后的坡面上,以防止坡面碎石坍塌、墜落,不僅對崩塌體起加固作用,而且可將落石控制在一定范圍內,對崩塌體起到加固圍護作用,并對坡體坡面進行加固處理。
擋土墻工程。對坡角修筑漿砌石擋土墻,總長度約250m,寬1m,高2.5m,基礎埋深1.5m。
坡面復綠。對擋土墻后坡面進行植草復綠,加強水土保持。草種的選擇宜滿足主根不發達、側根發達的要求,還應具有抗旱、抗寒、抗貧瘠性的特性并優先選擇本地物種。
截排水溝工程。根據現場踏勘和工程治理要求,需坡頂設截水溝,在坡腳設排水溝。排水溝和截水溝采用的漿砌片石、塊石的強度等級為Mu20,采用M5砂漿砌筑,表面用M7.5砂漿(厚度為30mm)抹平收光。
5 投資概算及效益分析
5.1 投資概算
依據國家相關標準及定額,項目概算金額409.14萬元,按照國家相關政策申請市級財政補助資金300萬元,縣鄉配套資金109.14萬元。
5.2 效益分析
項目實施完成后,消除地質災害隱患,使當地群眾能夠安居樂業,促進安定團結、社會穩定,同時改善當地地質環境,進一步提高當地人民的生活工作環境。
通過上述分析,開展五谷山地質災害隱患治理,將會取得顯著的經濟效益、社會效益和環境效益,實現當地社會經濟的可持續發展。
同時通過五谷山地質災害隱患治理項目的實施有效防止和控制水土流失的發生頻率和強度,保護脆弱的生態環境,促進人文與自然協調發展。
參考文獻:
[1]2004年6月,山西省第三地質工程勘察院、山西省陵川縣地質礦產局提交.《山西省陵川縣地質災害調查與區劃報告》.
地質災害預警工程項目的投入產出與生產項目是不一致的,所以以簡單的定性方法來評價地質災害防治項目效果是片面的,不合理的。進而,尋求一種更合理、更客觀、更全面地評價地質災害預警項目經濟效益的方法成為當務之急。
1、評價意義
1.1、開展投資項目經濟評價已成為經濟和社會發展的客觀要求和世界各國項目決策的普遍趨勢。通過地質調查項目評價,能識別項目對國民經濟發展的需要程度及對社會影響的范圍,為爭取國家財政支持,保障重點項目專項資金的投入提供依據,提高財政資金的使用效率。同時,也為國家制定政策,進行國土資源規劃、決策和管理提供重要依據。
1.2、項目的評價有利于建立以項目管理為核心的新的運行機制,完善地質調查項目的可行性論證、項目的監理和項目的后評價工作,提高項目的質量和管理水平,促使地質調查項目工作目標明確、內容具體、操作規范和成果符合要求。有利于提高項目產生的經濟效益、社會效益、環境效益的協調發展。
1.3、項目評價在商業性投資項目中應用廣泛,但在我國開展地質調查項目評價及其研究時間較短。目前,國際上也沒有成熟的評價理論和方法可供直接利用。因此,進行地質調查項目評價的理論和方法研究,對新一輪國土資源大調查項目的實施和管理具有重要的實踐意義和理論意義,同時也對公益性投資項目的評價產生重大的影響。
2、地質災害預警工程項目經濟效益評價方法
2.1、評價內容、指標及評價標準
2.1.1、評價內容、指標
地質災害預警工程項目的實質是開展地質災害多發區的調查,建立地質災害預警、監測、預報系統,為治理規劃、防災減災提供依據,為基礎設施建設工程、國民經濟和城鄉發展規劃規避風險、減少損失提供參考。因此,地質災害預警工程項目的經濟效益即指成果被經濟活動所采納,從而為國民經濟建設作出貢獻而產生的效益。既包括因地質災害預警工程項目的實施而使受災體直接避免經濟損失而產生的直接效益,又包括因受災體免遭破壞而避免的關聯性損失所產生的間接效益。
地質災害預警工程項目的經濟效益可根據“替換理論”,從工作區預期地質災害損失的關系中通過替換計算獲得。即將計算地質災害預警工程項目的經濟效益替換為計算工作區預期災害經濟損失。計算公式如下:
采用效益-費用分析法,計算地質災害預警工程項目效益與投資(費用)的比值。地質災害預警工程項目經濟效益分級及評估標準,按效益費用比的大小分別設定如表2-1。
2.2、直接經濟效益計算方法
根據“替換理論”,地質災害預警工程項目直接經濟效益采用預期直接經濟損失替換計算。因此,首先研究工作區預期災害直接經濟損失計算方法。
預期直接經濟損失計算的方法可分為以下兩種方法。
方法一:突發性地質災害多采用此方法
首先設定評價標準,國家科委、國家計委、國家經貿自然災害綜合研究組受國家經貿委的委托,曾承擔制定了一個全國自然災害分級標準(略)。
上表中增加第Ⅵ級災害的原因,是由于我國大量存在這個級別的地質災害。表中損失率(ρ)的含義是,災區在災前的所有可能成為受災的對象(有形資產)在災后的總實際損值(VL)與災前的總經濟凈值(VP)之比。用公式表示為:
其次,確定預期災害災級及計算損失值。假如不進行地質災害預警工程項目,肯定會發生災害。可采用兩種方法來計算損失值。
一是采用經驗取值法,對評價地面變形、巖土位移等災害來講,一般習慣于保險的做法,只設定發生了一次小型災害(以求得最小損值)。其直接經濟損失量、值從表2-2、2-3均可查到一個從0.01―
二是計算預期直接經濟損失,除了查表2-2、2-3可找到災級損失概估數外,尚可采取計算的辦法求出比較接近實際的評估數。
直接經濟損失一般包括資本損失、產品損失、生產損失三部分。此三方面的損失項目在未損前的凈值于我國的各級統計年鑒中均有反映。前兩項(資本和產品)主要是有形資產,在年鑒的固定資產及流動有形資產統計中有所反映,后一項在國內生產總值中有所反映。根據統計年鑒的統計資料可以計算出災區單位面積內的有形資產凈值、單位面積及單位時間的國內生產總值,以它們作為基礎,再和災區面積、災害損失率、災害時間(平均恢復期)發生關系,即可預估出有形資產的預期損失值及國內生產總值的預期損失。估算步驟如下:
(1)求預期災區有形資產凈值
第一步,求預期災區每平方公里的有形資產凈值
根據統計年鑒及有關報表,求出預期災區(一般是預測的危險區)的所在行政單元(如市、市區、縣城、小鎮、鄉村等)內所有有形資產的總經濟凈值(VP),除以行政單元面積(m),即得行政單元每平方公里的有形資產凈值VP1。
式中,DLi為第i種地質災害對受災地區的全部直接經濟損失。
方法二:緩發性地質災害多采用此方法
采用類比法進行直接經濟損失的計算。
根據目前地質災害實際情況所統計的資料進行估算預期直接經濟損失。
若有些地區的災害形成機制和災害形成過程相似;其社會經濟結構,也具有相似的統一性,即可利用類比法來根據已知地區的地面沉降有關數據,估算未知地區的地面沉降的有關數據和所造成的損失。估算公式如下:
3、結語
地質災害監測預警工作是一項牽涉地區經濟社會和諧發展、人民安居樂業的長期任務,希望針對地質災害預警工程項目特點,設計一套可操作性強的指標體系和評價標準,以期為該類項目的立項、成果驗收、成果使用效果的評價提供系統的分析工具。通過分析,明確地質災害預警工程項目滿足經濟社會發展需要的程度,找出差距與不足,保證國家專項資金最大效益為社會經濟及國土資源管理服務。
(一) 煤礦地質災害的分類
煤礦地質災害是指,在進行煤炭開采過程中,受自然因素或是人為因素影響地質環境的平衡被破壞,引發地質環境變化所產生的地質災害及因此而衍生出的次生災害,是地質環境對開采行為的一種反饋。而根據地質災害持續的實踐及動力作用方式我們將它們劃分為以下幾類。
首先根據地質災害持續時間分類:第一,突發性地質災害。此類地質災害具有的特點是突發、高能且危害性較大、持續時間短。如井下突水、突泥持續的時間大概是數分鐘~數天,瓦斯和煤塵爆炸、煤與瓦斯突出等只有數秒鐘;第二,漸發性地質災害。這類地質災害主要特點是發生相對緩慢、持續時間較長但危害不是很劇烈。如沙漠化,其年平均增長率保持在
其次根據動力作用方式可將煤礦地質災害劃分為兩大類:第一自然動力類型地質災害,它包括內動力地質災害、內動力地質災害所誘發的災害及自然外動力地質災害三個小類,如地裂縫、巖溶塌陷、井下突水突砂、泥石流、水污染和大氣污染等;第二是指人為外動力與自然動力復合類型地質災害,主要包括人為外動力與自然外動力復合地質災害及人為外動力與內動力復合地質災害兩個小類,如水污染、大氣污染、水土流失及鹽漬化、地裂縫、煤層及煤矸石自燃等。
(二) 煤礦地質災害的主要特點
煤礦地質災害的主要特點大致包括以下幾個方面,分別是群發性、衍生性、區域性、持續時間的多樣性、不可避免性和可防御性、影響的多面性。
首先群發性是指在煤炭開采過程中,地質環境的平衡性被破壞,所引起反饋行為所造成的災害并不是鼓勵的,會在同一地區或是某一時段集中發生形成災害群,如煤層自燃、井下突水、塌陷災害等;其次衍生性是指由于煤礦開采造成的環境影響是連鎖性的,如煤矸石山自然會引起礦區的大氣污染,而大氣污染會引發礦區居民的空氣質量,造成呼吸道疾病甚至是肺癌。或有害礦井水排放沒有經過科學處理造成水體污染并影響到了土壤質量,使得有害元素進入到農作物,人體長期食用,引發地方病;第三地質災害的區域性是指,災害發生是受一定的區域條件影響控制的,像煤礦區巖溶塌陷和礦井突水災害,就主要發生在巖溶發育區域和石灰巖廣布地區;第四災難持續時間的多樣性是指煤礦地質災害其發災所持續的時間是不同的,如煤與瓦斯突出、煤塵爆炸等發災時間較短,而采煤塌陷、地方病等持續時間較長;第五,煤礦地質災害的不可避免和可防御性是指,煤礦地質災害在現今的經濟技術條件下,都是不可完全避免的,但可以依靠科技技術去積極預防的,從而減少災難的發生并減輕災害的損失;最后說其影響的多面性是指,煤礦地質災害不僅關系著煤礦企業的經濟利益、社會形象,更關乎眾多礦工的生命安全和礦工家庭的幸福,還影響到該地區的經濟效益與環境效益。
二 造成煤礦地質災害發生的原因分析
(一) 客觀因素
首先在進行煤礦開采活動之前地球表面與巖石圈是平衡的,那在采礦的過程中,實際上我們是從地殼內部通過各種技術如鉆采、坑采或是露天開采、液采等把礦石和巖石開采出來的,我們這個開采過程實際上就類似一個把地殼肢解的過程,使原本平衡、自然的地殼,出現了空洞變得不自然協調和平衡,從而造成了地殼物質環境的不穩定,從而誘發了煤礦地質災害發生,這也是其本質原因。
其次,在煤礦開采中尤其是地下采礦需要排凈礦坑下的積水且對地層漏水做處理,而這一行為會影響到地下水的平衡,造成地層的不穩定和不協調性。而如果在煤礦開采過程中還不按照科學的方式進行,亂挖濫采還會造成礦坑突水、瓦斯爆炸、冒頂等煤礦地質災害的發生。
第三,我們說礦業活動并不是單一的煤礦開采,它還包括選礦和冶煉加工等,但是這些工序需要用到火與水進行相應的技術處理,并產生廢氣、廢水、廢渣等,這三廢的排放、堆積、處理問題也是較為嚴重的,農田、森林、地下水等等,可以說對周圍的環境會有嚴重的危害,使居住環境質量下降,影響到人類的健康,
(二) 主觀因素
首先,由于對于煤礦經營企業的把關不嚴格,一些地方和民營的小煤礦發展迅速,他們的煤礦開采不講科學,開采方式過于粗暴,與國營煤礦企業爭奪礦產資源,甚至一些民營小煤礦寄生在國營礦山上,直接在國營大礦山上挖洞,造成瓦斯泄露、透水等事故的發生。
其次,礦山腐敗現象嚴重,一些國營礦山被轉為私人承包,一些煤礦老板只注重煤礦開采量和不斷增產,對安全生產忽視,對礦工的生命安全于不顧,用錢收買上邊領導,對下面群眾禁止發聲,這種罔顧礦工生命安全、罔顧造成的環境問題和地質災難,只滿足自己私欲的經營方式,造成煤礦地質災難頻繁。
第三,國家的煤礦安全生產檢查讓一些煤礦主有漏洞可鉆,光有法律法規和各種生產規則,執行力度不強硬,一些檢查人員易受利益驅使,降低檢查標準。還有則是黑煤礦的存在現象依舊很嚴重,他們為了一己私利擅自開設煤礦,管理混亂,技術水平低,只注重經濟所得,不顧災難的預防和環境的綜合治理。
三 地質災害的監測技術方法概述
地質災害監測的目的是及時掌握災害體的變形動態,并分析其穩定性,從而超前做出預測預報,以防止災難發生,并為災難治理工程提供科學的依據和相關資料支持,為社會提供對地質災害的監測信息服務,開展對地質災害的監測能最大程度的獲得連續的空間變形數據,將其應用防治工程效果評估中。地質災害監測是集地質災害形成機理、時空技術、監測儀器和預測預報技術于一身的綜合技術,其方法大致可分為以下四大類。
(一) 變形監測
變形監測是指通過測量位移形變信息為主的監測方法,比如說地表相對位移監測、深部位移監測和地表絕對位移監測,此類監測技術已發展較成熟,有著較高的精準度,是一種常規監測技術,能獲得直觀的災害移形變信息,因此通常是預測預報的主要依據。
(二) 物理與化學場監測
比如說應力監測、放射元素監測、地聲監測、地球化學方法及地脈動測量等,都屬于監測災害體物理與化學場等變化信息的監測技術方法,因為地質災害的物理和化學場發生變化,常常與同災害體的變形破壞有著重要聯系,因此此類監測方法較變形監測具有一定的超前性。
(三) 地下水監測
很多地質災害的形成或是發展都與災害體內部或是周圍的地下水活動有著密切的關系,因此對于地下水的監測是很重要的。地下水監測如其名,以監測水質特征為主要內容,包括地下水水位監測、孔隙水壓力監測以及地下水質監測等。
(四) 誘發因素監測
此類監測技術方法主要是對造成地質災害的誘發因素進行監測,比如說氣象監測、地震監測、地下水動態監測、人類工程活動監測等等。降水和地下水活動是造成地質災害的主要誘發因素,因此對于降水的時空分布特征和降水量的大小是對區域性地質災害評價的主要判斷指標,而人類工程活動作為現今地質災害的主要誘發因素,其監測也是地質災害監測的重點內容。
可以說地質災害的監測技術日趨成熟,監測水平和監測的精準度也在不斷提高,監測方法變得多樣化,立體化的監測性網絡也建設的頗具規模,有效加強了地質災害的綜合判斷能力,從而促進了對地質災害發生的預防工作的有效性。
四 預防煤礦地質災害發生的具體措施
(一) 開采沉陷地質災害預防
隨著煤礦開采范圍的不斷擴大,被破壞的土地和塌陷的土地越來越多,為礦區造成了嚴重的災害影響,要及時采取措施使開采沉陷地質災害降到最低程度。首先利用能減輕地表下沉、降低地表破壞的煤礦開采技術如大條帶協調式全采法、充填條帶法或是冒落條帶法、水砂充填法等,于此同時在地表有建筑物的地區要對地面建筑物進行一定的維修加固處理。礦區還應積極開展開采沉陷地質災害的預測預報,定期、重復觀察監測路線的空間位置變化,并有效整合分析資料,尋找規律,預測被破壞程度。從而上報開采區域的地面塌陷狀況,從而讓負責部門提供相應的技術支持,降低破壞程度減輕災害壓力。
(二) 瓦斯與煤塵爆炸的預防
煤礦瓦斯爆炸的新聞總是很多,因此我們一定要做好瓦斯爆炸的預防工作,減少安全事故的發生。首先我們要加強采區的通風管理,降低瓦斯濃度,因此要保證各采區都有獨立的進回風系統,從而將瓦斯濃度控制在安全范圍內;其次要建立完善的瓦斯檢查制度,嚴禁礦工在瓦斯超限的情況下作業;第三要加強對礦工安全意識的教育宣傳工作,嚴禁將易燃易爆物帶入井下,尤其是井下吸煙,一定要嚴格控制,井下使用的機械、電氣設備要符合安全要求。而煤塵引發的爆炸,我們需要注意的是減少生產過程中的煤塵量并消除火源。
(三) 礦井水害預防
礦井水害具體指的是礦井突水和老井透水,這也是煤礦地質災害的重點防治內容之一,絕不可以忽視。因此在開展礦井水害的預防工作時,我們要做好充足的考慮,進行詳細的調查和細心的考證,并及時有效堅決的處理。首先對于礦井周圍的老窖和采空區要有詳細的調查,數據越詳盡越好;其次在發現煤層發暗發潮、工作面溫度降低等這些出水的征兆時,要及時與外界聯系,并轉移工作人員;第三對井筒的位置選擇要避開易受洪水影響這一因素,使其能防止河流或是洪水灌入井下,另外要做好擋水墻、防洪溝等防水設施的建設。
(四) 煤矸石山自燃預防
煤矸山的根本出路在于能被綜合利用,但現今其利用量遠遠低于排放量,煤矸石的積存量可以說是有增無減,因此對于煤矸山的治理工作重點仍是對煤矸石山自燃現象預防的有效性。其主要預防措施有以下三種:首先,煤矸石的正確堆放。為了防止煤矸石的自燃我們在選擇堆放地質時最好應選擇緩峽谷,使其回填山谷,從而復土造田,堆放時要使裸