发布时间:2023-09-21 17:36:20
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇崩塌地质灾害防治,期待它们能激发您的灵感。
1 引言
崩塌是丘陵、山区地貌常见的一种地质灾害类型,广东省由于地形地貌形态复杂,在中、低山区斜坡、丘陵地带斜坡和河流岸坡地带形成的崩塌数量较多,而花岗岩残积土及风化岩具有遇水软化、崩解的特性,且由于球状风化发育,局部地区存在大量孤石,客观上提供了崩塌落石源,在降雨条件下,易发生崩塌。
2 广东省崩塌地质灾害的分布特征
崩塌地质灾害在广东省内数量较多、分布较广,截至2000年,广东省内具有一定规模的崩塌共计484处,造成224人死亡,68人受伤[1]。广东省崩塌活动的空间分布特征主要受斜坡、地层岩性、岩土体结构、地形地貌、降雨分布特征和人类工程活动的控制[2]。从整体分布特征看,小型岩质崩塌最多,而土质崩塌多分布在人工开挖的残坡积土斜坡和强风化岩层斜坡中。岩浆岩类斜坡崩塌主要分布在全、强风化层地带内;坡度大于50°而相对高差小于150m 的山体斜坡地带崩塌灾害分布广泛;降雨量越大,降雨时间越长,引起崩塌的可能性也越大;人类工程活动强烈区域,如新修公路边坡、开挖山体削坡建房地带等,都易形成大面积的崩塌地质灾害。总体而言,广东省沿海台地及丘陵地带主要以土质崩塌为主,粤北中、低山区以岩质崩塌为主,粤西和粤东地区以土质崩塌和土石混合型崩塌较多。
3 崩塌区地质环境条件
现以惠州某崩塌区为例探讨花岗岩地区崩塌地质灾害的防治。研究区位于惠州市惠东县巽寮湾,为丘陵地貌,区内山体自然坡度一般在25°左右,局部大于45°,最大高差约230米,山体大部被树林、杂草覆盖。
区内浅部主要为第四系残积土层,下部基岩为燕山期黑云母花岗岩。残积土、全、强风化花岗岩中混夹大量花岗岩球状风化物“孤石”,山坡坡面各段均有大量分布,孤石直径小者30~50cm,大者可达7~10m,现场可见部分孤石在坡面。
区内断裂构造条件简单,评估区为低震级地震多发区,地震基本烈度为Ⅵ度,区域地壳活动性较弱。
场地基岩裂隙水分布于花岗岩风化壳裂隙带中。区内花岗岩表层风化裂隙较发育,下部基岩裂隙较不发育,属于弱富水层。区内地下水埋藏较深,未见地下水出露点,水文地质条件简单。
某建设项目拟在研究区建设9栋30层以上住宅楼,根据设计方案,场地平整后,削坡会形成3~25m的永久性边坡,大规模的挖方工程破坏了斜坡的自然稳定性,为崩塌的形成提供良好的临空条件,容易形成工程崩塌。
4 崩塌危岩体变形破坏模式
危岩的变形破坏按崩塌的发展模式特征, 可分为: 倾倒式、滑移式、鼓胀式、拉裂式、错断五种类型[3];以崩塌落石运动特征可划分为:坠落、弹跳、滚动;按崩塌落石危害形式可分为自由落体冲击破坏和侧面撞击破坏[4]。
根据现场调查,崩塌危岩体的破坏模式主要为:①倾倒式破坏,危岩体与母岩脱离并形成近似直立或外倾的裂缝,在施工震动或暴雨条件下,产生以危岩体基底为原点的倾倒破坏;②滑塌、坠落式破坏,工程施工时或完工后,形成高差较大的挖方边坡,岩体本身节理裂隙发育,同时随着孤石下部软弱土层被雨水冲刷,从而导致部分地区可能形成危岩临空,在重力作用下顺坡面滚动滑塌或者直接坠落,在滑塌或者坠落的过程中,崩塌体与斜面碰撞后发生弹跳,增大了崩塌体运动方向的不确定性,也提高了防治难度。
5 崩塌危岩体的治理
由于研究区面积较大,地表遍布花岗岩“孤石”,首先应根据拟建建筑物分布情况,对崩塌源进行有针对性的现场调查,可采取人工排查结合坑探、槽探、地球物理探测等手段,掌握每栋建筑物周围已有的危岩分布情况,并根据其距离建筑物的远近、危岩体的体积大小、崩塌后对建筑物可能造成的危害大小等对其分类编号,绘制危岩体平面分布图,作为崩塌地质灾害防治的基础资料。
按防灾减灾途径,崩塌落石灾害的防治可分为主动预防和被动减轻两类。[5]
主动预防是指有条件时,可采取主动加固措施预防落石灾害的发生,如:
对邻近拟建建筑物区域的陡崖和斜坡上已脱离母岩的零星孤石可采用清除的方式[6],对于较大的孤石如裂隙发育,岩石较破碎,可先爆破再清除,在实施爆破时须对危岩用锚杆加钢绳网捆绑的方法临时加固以防止危石崩裂掉下。由于孤石开挖等造成的坑穴、凹槽,可采用挖台阶浆砌片石嵌补。
由于部分孤石目前尚处于平衡状态,暂时不会沿山体滚落,但是在施工机械震动、削坡或暴雨、地震等因素的影响下,可能发生崩塌,建议对这些孤石采取岩腔嵌补或支顶, 对大块危岩体上部使用锚索锚杆加固, 封闭危岩体顶部裂隙,对位置较高的孤石采用钢筋混凝土支顶柱支顶, 对后侧裂缝进行灌浆处理,对位置不高的孤石采用浆砌片石支顶或嵌补,避免产生倾倒式崩塌。
为防止防止危岩体在自然营力作用下,表面块体与母岩分离,形成剥落式崩塌破坏, 可对紧邻建筑物及道路上方危岩体采取浅层加固措施, 如岩面喷射混凝土、锚杆挂网喷混凝土等。
土地平整进行挖方削坡工程时应严格按规范要求进行设计和施工,尽可能分级放坡开挖,以避免形成高陡边坡而增大崩塌体的重力势能;削坡前应进行适当的工程措施处理,削坡过程中分层进行,以免坡底突然卸载,造成上部岩土体发生崩塌。在坡顶和坡面应做好排水措施,的坡面还应进行绿化或做好其他形式的防冲刷措施,避免在暴雨条件下,由于坡体排水不畅而使表层残积土和全、强风化花岗岩软化崩解,抗剪强度降低,从而引发崩塌。
被动减轻防治措施并不试图阻止岩石崩落,而是通过采取措施使崩塌灾害发生时避免崩岩到达需保护的对象上,减轻其危险性和危害程度,如:
在拟建建筑物附近及分级放坡的坡间平台设置落石消能槽或者落石平台, 鉴于拟建建筑区域危岩多层, 高位分布, 以及落石的随机性, 可考虑在落石平台外侧(靠建筑物侧) 设SNS柔性防护网,SNS 被动防护系统由钢绳网、减压环、支撑绳、钢柱和拉锚五个主要部分构成,是一种能拦截和堆存崩岩、以具有足够高的强度和柔性的钢绳网为主体的金属柔性栅栏式被动拦石网[7], 可以有效地将落石拦截在建筑物安全距离以外;在部分危岩体分布较密、体积较大地段可在SNS柔性防护网内侧(靠山侧) 设置钢筋混凝土防撞桩, 以拦截或减轻较大块体坠落的速度,避免SNS被动防护系统受到巨块崩岩的冲击。
在孤石较小且分布较稀疏的区域,可设置浆砌片石护坡、拦石墙、金属拦石栅栏等拦挡式结构进行防护。
在采取以上防治措施的同时,尚应加强对崩塌危岩体的监测工作[8],在工程建设过程中和建成后,应安排人员定期对山坡上尚未清除的在山坡坡面的孤石进行巡查,且雨季应提高巡查频率,对崩塌后直接危及建筑物及道路的大型危岩体,应使用机测仪表进行长期监测,以及时掌握危岩体的稳定性情况,防患于未然。
结束语
对崩塌地质灾害的防治,是一个监测与工程治理相结合,主动预防与被动减轻措施相结合的系统工程,随着山区工程建设的日益开展,必然会遇到更多更大规模的崩塌地质灾害,需要在勘察与工程防治过程中,不断总结经验,在查明崩塌危岩体分布特征和破坏形式后,结合当地地形与工程地质条件,并在满足防护要求的前提下,制定出经济合理的防治方案,以取得较好的防治效果。
参考文献:
[1]余承君,刘希林.广东省崩塌、滑坡及泥石流灾害危险性评价与分析[J].热带地理,2012,32(4):344-351.
[2]邓雄业,易顺民.广东省崩塌地质灾害的时空分布特征[J].工程地球物理学报,2008,5(3):356-363.
[3]胡厚田.崩塌与落石[M].北京:中国铁道出版社,1989.
[4]魏永幸.崩坍落石灾害模型及其防治工程决策[J].地质灾害与环境保护,2004,15(2):27-31.
[5]赵允辉.危岩崩塌地质灾害调查评价与防治[J].中国地质灾害与防治学报,2004,15:33-38.
[6]刘占峰.张集铁路沿线崩塌的工程特性及防治[J].铁道勘察,2007,1:52-55.
下面结合一个实例来说明SNS主动防护网在崩塌地质灾害中的应用。
1工程概况:
张家口西太平山崩塌治理工程位于张家口市主城区西太平山公园一带,行政区划属桥西区大境门办事处管辖范围,京包铁路、京张高速、宣大高速、丹拉高速、张石高速和张承高速近在咫尺,110国道、207国道从工作区旁侧经过,交通方便。由于西太平山危岩带(体)位于陡崖部位,且斜坡高陡,危岩带(体)与母岩风化强烈,节理裂隙极其发育,尤其大境门社区一带,建筑物距危岩带(体)距离很近,不具备被动防护条件,主动防护既能防止落石又能兼顾景观,故对部分危岩带(体)挂设SNS主动防护网,系统设计采用GSS2A型,采用带锚垫板的钢筋锚杆将SPIDER绞索网张进固定覆盖于边坡上,防止崩塌、风化剥落、危岩落石等灾害的发生。
2GSS2A型主动防护系统
2.1 GSS2A型主动防护系统说明
GSS2A系统采用带锚垫板的钢筋锚杆(施加不超过50kN的预应力)将S250型SPIDER绞索网张紧固定覆盖于边坡上。
2.2GSS2A型主动防护系统主要构成
SPIDER绞索网:由3根钢丝交结编制(钢丝直径Φ3mm、强度为1800Mpa、钢丝防腐采用锌铝稀土合金镀层,抗腐蚀能力50年以上),绞索网边沿各钢丝端采用打结处理,打结时绞索缠绕2.5圈以上,网孔成菱形,内切圆直径为250mm,网片标准规格10×3.5m。
格栅网:由Φ2.2钢丝编制而成,钢丝抗拉强度为650-800Mpa,钢丝采用热镀锌防腐处理,表面镀锌不小于200g/ m²,型号规格为SO/2.2/50,网孔成菱形,内切圆直径50mm,网片标准规格一般为2.25×10.2m,颜色为绿色。
锚杆:采用一端(外露段)带加工螺纹的Φ25/28和Φ32/35普通螺纹钢筋锚杆,并进行热镀锌等防腐处理,设计防腐能力50年以上,成孔困难时可采用自钻式中空锚杆;
锚垫板:菱形钢板,四个角带有扣爪,尺寸为320×180mm,厚度10mm;
边界绳:用于封闭防护网四周边沿的钢丝绳,根据其位置分为上边界绳、下边界绳和侧边界绳,其直径为φ16,单根长度不大于40m,每根两端各配一根长度为3m的钢丝绳锚杆;
辅助锚杆:选用件。用于在局部低凹处使SPIDER网更好地紧贴坡面,直径为25mm,长度1.5m,其锚垫板亦可适当减小;
缝合绳:网片间采用直径为Φ8的钢丝绳缝合连接,长度约为缝合路径直线长度的1.2倍。
3 施工顺序与方法
3.1 清坡:规整地形边界,清除浮土浮石,需要时回填凹坑,砍伐无特殊保留价值的树木至根部;
3.2 以坡脚为基准线放线布置锚杆孔位,宜设于天然凹坑处,间距不大于设计值的10%;
3.3 对于采用GSS2A型系统加固的存在区域性潜在滑动失稳的土质或似土质边坡,在不具备能使绞索网紧贴坡面的天然凹坑的孔位处开凿能容纳锚垫板的孔口凹坑;
3.4 自上向下钻凿锚杆孔;
3.5 安装锚杆并注浆,清理锚杆头并使其长度为10-18cm;
3.6 从上向下铺挂格栅网,格栅网间重叠宽度不小于5cm,两张格栅网间以及必要时格栅网与支撑绳间用φ1.5扎丝进行扎结,当坡角小于45°时,扎结点间距一般不宜大于2m, 当坡角大于45°时,扎结点间距不大于1m;
3.7 从上向下铺设SPIDER网(当可能发生网片下滑或坠落时,可在上边界绳处设置一根临时悬挂绳,用少量绳卡将网片连接并悬挂到该绳上);
3.8 将边界绳从SPIDER网边沿网孔穿过至两端钢丝绳锚杆,张紧并用4个绳卡紧固;
3.9 用缝合绳缠绕网片间边沿网孔绞索完成网片间缝合连接,端头应用两个绳卡紧固;
3.10 安装锚垫板并拧紧螺母(设计有预应力时按设计施加预应力,悬空处的锚杆预应力不应大于30KN),使SPIDER网张紧并紧贴坡面或稍压入地层;锚垫板的扣爪应卡住上下相邻两网孔的两侧绞索(在上一缝合工序前应通过网片位置的适当调整来使锚杆位于网孔的下部,有条件时宜将锚杆置于上下两网孔交叉节点之中),上边界及侧边界绳必须卡压在锚杆外侧,下边界绳必须卡压在锚杆的上侧,如图所示:
3.11 选择性步骤:检查SPIDER网与坡面的贴紧情况,根据需要布置安装辅助锚杆。
4结束语
SNS主动防护系统是用以钢丝绳网为主的各类柔性网覆盖包裹在需防护的斜坡或岩石上,以限制坡面岩土体的风格的分化剥落或破坏以及危岩崩塌(加固作用),或者将落石控制于一定范围内运动(围护作用)。
该系统具有以下几个特点:
1、具有高韧性、高防护强度,易铺展性。
2、适应任何坡面地形,安装程序标准化、系统化。
3、系统采用模切化安装方式,缩短了工期和施工费用。
1、前言
陕县地处豫西山区,自然条件下地质灾害较为发育。是我省地质灾害多发区之一。近年来,随着陕县经济的迅速发展,破坏地质环境的人类工程经济活动不断加强,在局部地区地质灾害发生率和成灾率呈显著上升趋势。地质灾害的危害性及危险性亦随之增大。目前,县市地质灾害研究程度不能满足防灾减灾需要,呈现明显滞后和不足,加强该类问题的研究工作,对改善当地人居环境,构筑当地和谐社会及促进新农村建设具有重要意义。
2、地质灾害发育现状
陕县地处豫西丘陵山地区,现状条件下,境内主要发育崩塌、滑坡、地面塌陷等地质灾害类型。以及地质灾害动力成因分析,陕县地质灾害以人为动力型为主,次为自然动力型。
据野外实地调查,全县已发生地质灾害76处,包括:①崩塌30处,占已发生地质灾害总数的39.5%,规模:29处小型,1处中型;②滑坡37处,占已发生地质灾害总数的48.7%,规模:34处小型,2处中型,1处大型;③地面塌陷9处,占已发生地质灾害总数的11.8%,规模均为小型。
经统计,在已发生的76处地质灾害中自然动力型14处,约占18.2%,主要为黄土塬、陵区沟谷侧壁自然形成的崩塌、滑坡等;人为动力型63处,占81.4%,主要为矿山开采、城乡建设、道路建设等人类工程经济活动引发的地质灾害。其分布特点明显受地形、地貌、地质环境条件、人类活动等因素制约。根据现状调查及室内统计结果,以上地质灾害分布遍及全县13个乡镇。
3、主要地质灾害类型及其危害
3.1 已发生地质灾害分布及灾情。(1)滑坡灾害。根据区划调查结果,滑坡灾害37处,规模以小型为主,均为土质滑坡。分布于张茅乡、菜园乡、张村镇、西李村乡、观音堂镇、硖石乡、宫前乡、店子乡、张汴乡、原店镇等地,37处滑坡灾害共造成直接经济577.6万元。灾情级别:中型2处、小型35处。(2)崩塌灾害。县境崩塌灾害30处,均为土质崩塌,规模均为小型;造成直接经济损失478.4万元。灾情级别:2处中型、28处小型。县境崩塌灾害集中分布于西李村、观音堂、张湾村、菜园乡、硖石乡、张茅乡等地。(3)地面塌陷灾害。区内矿产资源丰富,地下采矿活动集中而强烈,地面塌陷灾害以观音堂、王家后等煤、铝开采区最为发育。全县地面塌陷灾害8处,规模均为小型;造成直接经济883万元;灾情级别:1处中型、7处小型。
3.2 现状地质灾害规模。76处地质灾害点中,规模:中型1处、小型75处。包括崩塌灾害点30处,规模均为小型;滑坡37处,规模:小型26处、中型1处;地面塌陷9处,规模均为小型。
4、地质灾害隐患点危险性评价
4.1地质灾害隐患点类型。陕县地质灾害隐患点发育类型有崩塌、滑坡、地面塌陷、地裂缝、泥石流等。目前发现的111处地质灾害隐患点中,滑坡隐患点49处,占地质灾害隐患点总数的44.1%;崩塌39处,占地质灾害隐患点总数的35.1%;地面塌陷5处,占地质灾害隐患点总数的4.5%;泥石流3处,占地质灾害隐患点总数的2.7%;不稳定斜坡15处、占地质灾害隐患点总数的13.6%。
4.2地质灾害隐患点分布状况。陕县地质灾害隐患点分布具有明显的地域性,崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害隐患主要分布于中山、低山丘陵区。黄土台塬区主要发育崩塌、滑坡等地质灾害。地面塌陷、地裂缝等灾害主要发育于北部煤、铝矿区。具体而言,区内地质灾害隐患点集中发育于道路两侧、居民房前屋后、矿区周围等人为活动强烈部位。
4.3地质灾害隐患点稳定性评价。据统计,陕县已调查的111处地质灾害及隐患点,98处稳定性差,13处稳定性较差(包括3处泥石流中等易发),6处基本稳定。其中,滑坡45处为稳定性差,4处稳定性较差;崩塌31处稳定性差,3处稳定性较差,5处稳定性好;不稳定斜坡14处稳定性差,1处稳定性较差;地面塌陷5处稳定性差;泥石流3处均为中等易发。
5、主要地质灾害成因机制分析
5.1崩塌致灾机制。在中低山、丘陵区及黄土塬区边缘,土(岩)体节理、裂隙发育,在这类地区建房、开挖窑洞及修路,因卸荷一方面改变坡体临空条件,另一方面常使土(岩)体内节理、裂隙密集度和结构面(节理、裂隙面)开启度增大。受不同产状节理、裂隙切割,土(岩)体完整性变差,尤其是共轭节理,两组近垂直的结构面,与坡向一致或近垂交时,土体抗拉、抗剪强度明显降低,在降雨、振动等因素引发作用下,发生倾倒或坠落。
5.2滑坡致灾机制。岩(土)体受构造、风化、卸荷等因素影响,节理、裂隙发育,降雨和人类工程活动是区内滑坡形成的诱发因素。坡体经降雨、风化、振动、卸荷等因素作用,节理、裂隙密集且构造面逐渐扩大。受大暴雨或连续降雨影响,节理、裂隙(尤其垂直或陡倾节理)充水产生沿坡向的动、静水压力,且雨水径流可沿强弱风化层界面、层理面或土岩接触面等结构面贯通。一方面大大降低坡体的抗拉(剪)强度,另一方面使坡体饱水、自重增加,如前缘临空较好(坡体遭受切坡),在重力作用下,一般会在坡顶产生弧形拉张裂缝,在两翼产生羽状剪切裂缝,经降雨、风化、重力等因素累进性破坏,最终沿滑动面快剪滑动。
5.3地面塌陷致灾机制。陕县南、北部基岩山区,采矿活动较为集中,采矿过程中不但会形成大面积采空,而且爆破掘进可改变岩体原有力学平衡,降低岩体抗压、抗剪强度,加之巷道支护不当,并在降雨、风化等因素累进破坏作用下,导致冒顶性塌陷。
6、防治建议
根据陕县现状,建议采取以下防治措施:(1)尽快开展陕县地质灾害详细调查,满足全县地质灾害防灾减灾需要。(2)按照《地质灾害防治条例》中第七条规定的防治原则和防治责任,当地国土资源局宜将陕县地质灾害防治工作落实到具体部门、单位或个人。(3)在地质灾害易发区进行工程建设活动,应当在可行性研究阶段进行地质灾害危险性评估。以防工程选址不当或工程活动诱发地质灾害。(4)普及宣传《地质灾害防治条例》,并以此为依据,加大防治力度,提高地质灾害防治效益。
7、结束语
陕县地处河南省地质灾害易发区,地质环境条件复杂,地质灾害发生率和成灾率呈上升趋势,随着经济的快速发展,改变地质环境的人类工程经济活动也在不断加强。为满足陕县地质灾害防灾减灾需要,在提高调查精度的基础上,大力推进多方面、深层次专题研究,对提升地质灾害防治技术和防治效益具有深远意义。
参考文献:
一、地质灾害基本情况
(一)地质灾害的类型及分布
1.地质灾害的类型
位于河谷盆地的东部,区内地质构造复杂,新构造运动强烈,地形起伏、沟壑纵横、谷深坡陡、黄土广布,气候干燥、降水集中、植被稀少,加之人口稠密、人类工程活动强烈,使得崩塌、滑坡、泥石流、不稳定斜坡、地面塌陷等地质灾害非常发育。截止年底,辖区内共有危害、威胁人民生命财产安全和重要交通、工程设施的地质灾害隐患点140处,其中滑坡32处、崩塌8处、不稳定斜坡67处、泥石流30条、地面塌陷3处,主要分布于南北两山近山地带和台塬斜坡地带。地质灾害威胁人口达10.57万人,占全区人口的12.3%,威胁经济损失193.91亿元。
年~年,地质灾害频繁发生,不断危害和威胁着地质灾害体周边人民生命及财产安全。为此,我区针对年度至年度发生的地质灾害隐患点进行了全面摸底调查,新增了地质灾害隐患点22处(附件1),其中19处属于已有地质灾害的一部分,另外3处为新形成的地质灾害隐患,主要集中在我区南北两山和人口稠密区。
2.地质灾害的分布
(1)滑坡
滑坡是仅次于不稳定斜坡的地质灾害类型,分布面广、密度高、规模较大,活动性强。根据调查统计,滑坡按物质组成可分为黄土滑坡、黄土—泥岩滑坡、堆积层滑坡、基岩滑坡等四个类型。
黄土滑坡为主要的滑坡类型,在全区均有分布,具有分布面广,危害严重的特点,主要分布于伏龙坪、刘家坪、大沙坪、红山根、靖远路王保保城、鱼儿沟、徐家湾一带,危害、威胁严重。
黄土—泥岩滑坡主要分布于南部山区一带,一般规模较大,分布范围较广。
基岩滑坡主要分布于徐家湾一带基岩出露区,一般以小型为主。
(2)泥石流的分布
是市泥石流分布密集区之一。全区共有灾害性泥石流30条,其中南部山区有泥石流沟7条,占24.00%;北部山区有泥石流沟23条,占76.00%。
(3)崩塌的分布
崩塌按物质组成可分为黄土崩塌和基岩崩塌。
黄土崩塌为我区主要的崩塌类型,在全区分布面广,主要分布于河谷阶地前缘及黄土丘陵区的高陡斜坡地带。
基岩崩塌主要分布于南北两山基岩出露的青白石东部、白塔山一带,一般规模小,分布范围较广。
(4)地面塌陷的分布
地面塌陷有3处,即东岗镇小街地面塌陷、范家湾地面塌陷和咬家沟地面塌陷,分布范围小,均属于小型地面塌陷。
(二)年度地质灾害防治情况
截止年底,我区共存地质灾害隐患点162处,其中,新增地质灾害隐患点22处。年我区上报18处地质灾害隐患点除1处为崩塌外其余17处均为滑坡。
年,我区地质灾害防治主要开展了六方面的工作:一是进一步完善完善并执行了汛期地质灾害值班、巡查制度和速报月报等各项制度;二是扎实开展了地质灾害群测群防体系建设和气象预警预报工作;三是加大了隐患排查检查力度,多次组织进行了全面细致的巡查和检查;四是对发生的地质灾害都进行了妥善处置,并组织人员进行了应急预案演练活动;五是组织实施地质灾害搬迁避让工程和九州石峡口滑坡等大型地质灾害治理工程;六是加强宣传教育培训工作。
当前工作中存在的主要问题:一是地质灾害易发区主要为旧城区,基础设施薄弱,居民自身防范意识和能力不强,主动避险和自救、互救能力不足;二是随着城市建设的快速发展,大量工程建设不断向我区南北两山近山地带和台塬斜坡地带延伸,人为引发的地质灾害呈加剧趋势;三是部分工程责任人地质灾害防治意识不强,防治措施不及时、不到位,近而造成大量的灾害隐患;四是防治资金严重短缺,经费落实存在很多困难和问题;五是监测工作没有完全到位。
(三)年度地质灾害发展趋势预测
1.主要诱发因素活跃程度预测
我区发育的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害主要是自然因素和人为因素共同作用的结果。降水、冻融及不合理人类工程活动是本区地质灾害的主要诱发因素。
(1)降雨趋势预测
据气象台年1~4短期气候预测,预计今年本地区降水偏少,1~10月全市降水在190~330mm,较往年偏少1~4成。降水季节分布不均,春、秋季偏多,夏季偏少3~7成。由降水引发的地质灾害可能性相对减少,但不排除灾害性天气引发地质灾害的可能性。
(2)人为致灾因素变化趋势
年度我区交通、水利、城镇基础设施等工程项目明显增加,且规模增大,工程建设引发的滑坡、崩塌、泥石流等问题将越来越多,尤其是伏龙坪地区、山北麓、白塔山至五一山等地,由于人为挖山削坡、灌溉等导致发生滑坡、崩塌,造成人员伤亡和财产损失的风险将呈加大之势。
2.年度地质灾害发展趋势预测
通过上述对降雨和人类活动趋势的预测,我区年度地质灾害发生的数量和造成的损失为正常偏低的年份,与上年相比,年度我区地质灾害仍将呈上升趋势。
二、地质灾害威胁的范围和对象
年度我区地质灾害的主要威胁范围为主要威胁对象为我区上述区域内的居民、村民、基础设施、公路、水利设施、厂矿企业及旅游景点等。
三、重点防范期
我区地质灾害防范期为全年度,重点防范期为5~10月份主汛期和2~4月份冻融期。现根据我区各类地质灾害的形成特点和主要诱发因素,确定各地质灾害隐患点的重点防范期。
(一)泥石流主要防范期
泥石流的形成必须具备三个条件,首先是流域内要有丰富的松散固体物质条件,并能源源不断的补给泥石流;二是有陡峻的地形条件和较大的沟床纵坡比;三是在流域中、上游要有充足的水源作为动力条件。
由于我区泥石流形成的前两个条件已经具备,影响泥石流活动的主要水源为降水,泥石流的活动强度直接决定于降水的强度和降水量的大小。因此,泥石流的防范期与大雨、暴雨的分布基本同期。根据我区的降水特点,确定泥石流的主要防范期为5~10月。
(二)滑坡、崩塌主要防范期
滑坡、崩塌的形成受多种因素影响,我区多数滑坡、崩塌灾害主要受降水的控制,其次受人类工程活动的影响,根据各灾害点、灾害隐患点形成条件的不同,确定防范期如下:
以降水为主要诱发因素的滑坡、崩塌灾害点、灾害隐患点主要防范期为5~10月;以人类工程活动(如修路、水利工程、通讯线路、建房等)为主引发的滑坡、崩塌,应以工程建设的全过程和运行过程为防范期。
(三)地面塌陷主要防范期
我区地面塌陷灾害主要为地下防空洞分布区和由于湿陷性黄土遇到地表水、地下水形成地面塌陷,该类地质灾害预防期应根据地面塌陷形成的征兆来确定,平时一般性防范应贯穿全年。
四、年主要防治任务
坚持预防为主,重点治理,加强群测群防体系和省级监测预警示范区建设,注重基础研究和调查,同时积极争取国家和省政策扶持资金支持,形成“政府主导、社会参与、市场化运作”齐抓共管的新局面。主要防治任务有:
(一)重点治理工程
继续完成国家、省上的续建项目和我区应急治理的地质灾害重点治理项目。严格执行国家有关规定,加强项目管理,保证治理工程质量和效果。
(二)搬迁避让工程
继续实施地质灾害搬迁避让工程,采取“政府主导、社会帮扶、群众自筹”的模式,对我区受地质灾害严重威胁的伏龙坪街道自强沟40号、临夏路街道雷坛河166号、盐场路街道东李家湾199和193号、盐场路街道左家湾1号东南方等地质灾害易发区内的群众做好搬迁避让工作。
(三)监测预警工程
1.做好监测预防。继续加强地质灾害群测群防体系建设,确定群测群防监测点,落实监测预防责任人,发放防灾避险明白卡,组织做好重要地质灾害隐患的动态监测(附件4)。
2.做好预警预报。当发现前兆明显、可能造成人员伤亡或重大财产损失的地质灾害险情时,监测人员应及时报警,通告受威胁的单位和个人,动员群众及时撤离,并在地质灾害危险区的边界设置明显警示标志。国土、气象部门应在汛期联合地质灾害气象预警预报。
3.做好巡查检查。组织进行重点地质灾害隐患区巡查、排查,特别做好主汛期的排查、检查及其它工作。同时为了及时掌握基层地质灾害巡查监测情况,确保汛期地质灾害监测报告制度的落实,全区要建立24小时值班制度、雨后常规报告制度,在降雨发生后12小时内要将辖区地质灾害发生及变化情况逐级报街道、区地质灾害防治领导组办公室。值班电话须向社会公布。
4.建设市级监测预警示范区。选择典型灾害点建立野外监测站,进行标准化监测,逐步建立市级监测预警示范区。
(四)应急处置工作
区政府及有关部门应按照突发地质灾害应急预案,科学果断地做好应急处置工作,最大限度避免或减轻人员伤亡和财产损失,同时按照“地质灾害速报制度”的要求及时向上级主管部门报告灾情。
(五)宣传培训工作
进一步加大地质灾害防治法规、政策和防灾避灾基本知识的宣传、教育培训力度,特别是应加大对地质灾害易发区及我区南北两山人口密集区地质灾害防治知识的宣传培训力度,提高全社会的防灾避灾意识和临灾处置能力。实现“地质灾害防灾减灾意识进一步提高,地质灾害防灾减灾知识进一步增长,地质灾害防灾减灾能力进一步增强,地质灾害防灾减灾体系进一步完善”的目标。
五、保障措施
(一)认真落实地质灾害防治管理法规、规划和制度
继续深入贯彻《地质灾害防治条例》(国务院令号)、《省地质环境保护条例》、《地质灾害防治规划》、《重大地质灾害防治专项规划》,落实省政府《关于进一步加强地质灾害防治工作意见》(政发号)市政府《市地质灾害防治责任制度》(政发号)法规和制度。
(二)加强地质灾害防治组织领导
地质灾害防治领导小组是全区防灾工作的领导机构,各街道、村及社区等部门按职责负责各自辖区的防灾工作,建立和完善领导责任制,以地质灾害群测群防为重点,认真落实和不断完善乡镇、街道及社区群测群防网络体系,建立覆盖全区的监测点到位、责任到人的地质灾害监测预防机制。
(三)明确分工、加强责任、加强监督和执法检查
依据市政府制定的《市地质灾害防治工作责任制度》,实行各级政府统一领导、各部门各负其责和属地化管理相结合的管理体系。坚持“谁引发、谁治理,谁治理、谁受益”的治理原则。进一步加强责任体系建设,明确分工、强化职责。国土资源、规划、建设、城管执法、交通、公路、水利、安监、教育、园林等有关部门应各司其职,按照各自法定职责,共同做好地质灾害防治工作。
关键词:电力工程灾害现状 发育特征 防治措施
中图分类号:F470.6 文献标识码:A 文章编号:
近年来,随着我国经济建设的快速发展、特别是近几年来电力设施建设规模的不断扩大,地质灾害对电力建设影响产生的矛盾十分突出。在最近的 20 多年时间里,地质环境条的变化,人为山坡削坡切坎,沟道大量堆积弃土,使西北许多山区地质灾害频繁发生,严重制约
了电力工程建设发展。所以,研究西北山区电力工程地质灾害评价现状与防治措施尤为重要。
1 西北山区主要的地质灾害类型及分布特征
1.1 西北山区地质灾害类型
根据《建设工程地质灾害危险性评估技术要求(试行)》,地质灾害破坏形式主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝和地面沉降6种类型,西北山区主要地质灾害表现为崩塌、滑坡和泥石流三种类型。
1.2 地质灾害分布特征
1.2.1 崩塌分布特征
崩塌在西北山区主要表现为黄土崩塌和岩质崩塌两种类型。黄土崩塌多发生在黄土塬边、黄土梁峁两侧且坡角一般大于60°斜坡地带,在大气降雨或震动等外力作用下发生坍塌。岩质崩塌多发生岩体节理裂隙发育的陡峭山体地段。西北山区崩塌一般分布在人为切坡陡坎,交通道路两侧陡峻及岩体构造节理裂隙发育地段。
1.2.2 滑坡分布特征
滑坡是斜坡上不稳定的土体或岩体,在重力作用下,沿一个或多个滑动面整体滑动的现象。在西北山区滑坡主要表现为堆积层滑坡,黄土滑坡次之。其分布主要受地层岩性、地质构造、地形地貌及人类活动等因素影响。
地质构造控制着地貌的形成。强烈隆起、差异升降和人类活动所造成的斜坡和在岩层中形成的不同结构面,使斜坡稳定性差,在降水等因素影响下,极易产生滑坡、崩塌等地质灾害。此外,不同性质的岩土体组合也已产生滑坡危害。
1.2.3 泥石流分布特征
泥石流是指含有大量泥沙、块石、砾石,具有强大破坏力的特殊洪流。按物质组成可分为泥流、水石流和泥石流。泥石流一般爆发突然、历史短、来势凶猛,具有强大的破坏力,使山区危害最严重的灾害之一。
西北山区泥石流多为暴雨—沟谷型泥石流和坡面型泥石流,其分布与暴雨密切相关。按泥石流构成物质划分,以稀性水石流分布面积最大,其次为泥石流 。泥石流除了与地质环境条件有关外,与人类工程活动也有密切的关系。
2 西北山区电力工程地质灾害现状
2.1 山区电力工程存在的地质灾害类型
山区地形大多起伏较大,地貌多为高山、中山和低山,山间多为河谷阶地,地形地貌复杂。在山区建设火力发电厂、变电站(所)和输电线路,往往由于受地形地貌的限制,常常要开挖临近山体边坡,这样就造成高陡边坡,破坏了原有边坡的稳定性,如果不采取适当的或有效的防治措施,在基岩出露山区往往引发岩质崩塌,在残坡积层堆积较厚的斜坡地带容易引发堆积层滑坡,西北山区冲沟发育,拟建、在建和已建的火力发电厂和变电站(所)附近一般都存在冲沟,在暴雨季节容易遭受到泥石流的威胁。
在山区架设输(送)电线路,塔基大多位于山脊、山梁或者山顶部位,主要遭受山脊、山梁或者山顶两侧崩塌、滑坡的威胁,只有在输(送)电线路不能一档跨越的宽阔泥石流沟道内遭受泥石流威胁。
综上所述,山区电力工程存在的地质灾害主要为崩塌、滑坡和泥石流三种类型。崩塌、滑坡和泥石流地质灾害在西北山区有着各自的独自性,又有着密不可分的内在联系,可以单独成灾,又可相互作用,互相转化,并能产生混合作用,崩塌和滑坡体在沟道内大气降雨的条件下形成泥石流,泥石流强烈冲刷坡脚又引发岩土体的崩塌和滑坡,三者往往形成灾害连,给电力工程建设造成巨大的经济损失和人员伤亡。
2.2 山区地质灾害发育特征
根据西北山区地形地貌特征,结合地质灾害发育特征和地质灾害发育影响因素,西北山区地质灾害发育特征主要表现在以下几个方面:
(1)群发性普遍
大量的崩塌和滑坡体为泥石流的发生提供了有力的物质来源,泥石流的发生成为崩塌和
滑坡发生的动力条件,崩塌、滑坡、泥石流三者地质灾害相互牵制,一次雨可覆盖面积达数百或数千平方公里,各种地质灾害片成群发生,在西北山区沟道内发生崩塌、滑坡等地质灾害的同时,也伴随泥石流的相继发生。
(2)季节性明显
西北山区地质灾害大都与大气降水密切相关,其爆发时间往往随季节性雨相伴,
每年5~10月份汛期期间是西北山区崩塌、滑坡、泥石流的易发期和高发期。由于西北山区电力工程所处地理位置不同,地形地貌有所差异,降雨量和降雨时段也有所不同。陕西、甘肃南部山区大多在6~9月份降雨量较大,降雨型式多为单峰降雨,这一段时期是地质灾害多发期,也是高发期;陕西北部、甘肃北部、宁夏、青海山区降雨则多集中在5~9月份,降雨型式多为双峰降雨,其降雨频率和降雨量多于陕西、甘肃南部秦岭山区,但雨量相对较小,这个时期是地质灾害易发期。
(3)突发性强
崩塌、滑坡与泥石流等地质灾害的发生是一个漫长的发展和变化过程,一旦发生,突
发性很强强。譬如滑坡在剧烈瞬间滑动时历时更短,仅数十秒。地质灾害发生的前期变化是比较缓慢的,前期变化作为本身来说,不但是一个能量积累过程,也是一个长期蠕变过程,当灾害体到达极限破坏时,在雨、地震或振动的外力作用下,灾害体就会突然爆发,因而破坏力极强,常常使人们猝不及防。
(4)垂直差异性大
西北山区地质灾害的发生不但在垂直方向上有明显的差异性,在垂向上不同高度地质灾害的发生也有所不同。一般在西北高山、中高山区暴雨频繁,雨量强度大,地形差异明显。该区地质灾害多发生在沟谷上游,受地质外营力强烈,基岩风化较破碎,为水石流的发生提供了物源保证,但该区一般电力工程布置较少,输电线路也从沟谷上部横跨,塔基位于沟谷两侧山脊上,对电力工程损害较轻微,易损性较小,风险性小;中、低山区人类活动频繁,植被破坏严重,坡耕地较多,是坡面泥石流和滑坡的多发地带,也是山区多发地区,对电力工程损害较严重,易损性较大,风险性中等;到低山丘陵区,地形起伏不大,差异变化相对较小,崩塌、滑坡、泥石流的动能和势能均较小,其破坏力较小,灾害不甚发育,对电力工程损害小,易损性小,风险性小。
2.3 山区地质灾害的形成条件和影响因素
西北山区地质灾害的形成是由其所处微地形地貌附近特定的地质环境条件决定的。大面积山地的缓慢抬升形成了地形差异,山间谷地、沟壑纵横造成了形状各异的斜坡地形形态;不同岩土体组合,复杂的断裂构造及持久的外营力作用,使岩土体风化破碎,形成潜在的不稳定边坡,这种地形差异、不同的岩土体组合和潜在的不稳定边坡等为各类地质灾害的形成奠定了基础。
根据统计调查结果,大气降雨在地质灾害引发因素中占46%,人类工程扰动占23%,土体长期蠕变占15%,土体冻融占8%,地震占8%。在诸多因素中,大气降水对崩塌、滑坡等灾害影响最大。大气降水渗入斜坡表层残坡积土体,使土体含水量增大直至饱和,土体自重加大,特别对于弱透水或不透水基岩和第四系覆盖层组成的斜坡,在大暴雨或连阴雨的作用下,可迅速饱和,湿润接触面,减少摩擦力,使土体抗剪强度急剧降低,造成坡体失稳。在膨胀土分布区,大气降水能使土体软化、泥化,使斜坡蠕滑变形;在基岩分布区,大气降水可沿基岩构造、节理裂隙渗入岩体内,在物理作用下裂隙扩张、发展,并湿润层面,在重力作用下,使高陡斜坡地带的岩石发生崩塌、滑坡,造成危害。
据研究统计,西北山区日降水量达到50mm时,一般往往就会发生小规模的泥石流;日降水量达到50~100mm时发生中等规模泥石流的可能性较大;日降水量达到100~200mm时发生高强度、大面积的泥石流灾害的可能性大;日降水量大于200mm时泥石流给带来极大灾害。泥石流灾害的发生,必须具备强大的水动力、丰富的固体物质和地势较陡的地形条件。在陕西南部、甘肃东南部的秦岭山区,当降水量在50~100mm时,诱发泥石流的可能性很小;当降水量在100~200mm之间时,具有爆发泥石流的水动力条件,但要看地形和固体物质条件是否具备而定,当纵坡降大于20%、汇水面积较大、并具有丰富的固体物质时,就可发生泥石流;当降水量大于200mm时,在山区大部分地区可普遍发生泥石流灾害。
总上所述,西北山区地质灾害的形成条件主要由地形地貌、地质构造、岩土体类型等基础地质环境决定的。其主要影响因素是降水,特别是局地性暴雨和连阴雨;其次为近人类工程扰动、土体长期蠕变、土体冻融和地震。近年来,人类活动加剧,对地质环境的影响力度不断加大,人为造成的地质灾害呈上升趋势,已成为不可忽视的问题。
3 西北山区电力工程地质灾害防治措施
3.1 山区崩塌地质灾害防治措施
山区崩塌主要为松动或不稳定的岩土体在暴雨、连阴雨、地震或振动等外力作用下产生岩土体崩落的现象。一般采用主动避让、防护措施和地质体改造措施。在火力发电厂和变电站(所)选址阶段和输(送)电线路选线阶段可采取主动避让的预防措施,在综合比较无法主动避让的情况下,就需要采取防护措施,这也是山区电力工程对于崩塌采取的主要防治措施。所以,山区电力工程对于崩塌采取的主要防治原则是优先考虑躲避灾种原则,其次采用工程防治原则。其主要防护措施如下:
在完全清除崩塌范围的崩塌体的基础上,采用主动式防护网进行防护。
(2)对崩塌运动的岩土体进行消能拦挡,限制崩塌体的运动速度。一般采用山坡拦石沟、落石沟、落石槽和落石平台。
(3)遮拦威胁的电力建筑物,隔离崩塌体与受灾体,使之不能成灾。一般采用以下几种
方法:
①拦石桩、障桩;
②拦石墙,主要有混泥土拦石墙、笼式拦石墙、钢轨拦石墙、钢丝拦石墙等形式;
③被动式拦石网。
3.2 山区滑坡地质灾害防治措施
目前,对滑坡的防治措施很多,但不管采取哪种工程防治措施,都要对其滑坡进行详细勘查,然后对其采取防治措施。山区地形狭窄,起伏较大,一般不满足电力工程总平面布置要求,需要开挖邻近的岩土山体坡脚,破坏了原有岩土体山坡的稳定性,如果不采取防治措施,在暴雨和连阴雨季节容易产生滑坡;同时,对山区电力工程附近已有的滑坡体也要进行防治措施,否则。将危害电力工程正常安全运行。
根据电力工程在西北山区的分布位置、电力设施结构要求和电力工程与滑坡灾害置关系等,有针对性地制定滑坡防治方案尤其重要。山区电力工程滑坡防治方案有以下几种:
避让法:对于电力工程结构复杂、要求变形较高的火力发电厂、变电所(站)和超
高压、特高压的输电线路转角及其跨越宽河谷的塔基采取避让方案。
地表水或地下水排除法:该防治方案适合于山区斜坡堆积层结构松散、受地表水入
渗或者地下水运动影响显著的滑坡。
消方减载法:可采用在其后缘消方减载,降低滑坡体的重量,减少滑坡的下滑力,
达到使滑坡稳定的目的。
(4)支挡法:采用挡墙、抗滑桩等方法。
(5)锚固法:采用锚索或锚杆等,强制改变滑坡体内应力状态,使滑坡稳定。
(6)注浆法:通过钻孔向滑动带内注入水泥浆或其它化学浆液,增强抗滑效果。
3.2 山区泥石流地质灾害防治措施
西北山区电力工程防治泥石流原则:以防为主,以避为宜;以治为辅,因势利导;顺其自然,因害设防;就地取材,充分发挥排、拦、固防治技术,以防、避、治相结合,达到减灾目的。一般采取工程措施、生物措施和科学管理相结合的防治措施。作为单一的电力工程建设,相对占地面积小,破坏周围地质环境条件较小,对影响工程建设的泥石流沟一般采取工程措施和科学的管理方法。工程措施有以下几种:
(1)在泥石流沟上游修建截水沟。
(2)在泥石流沟中游修建拦挡坝、格栅坝和停淤场所。
(3)在泥石流沟下游建溢流坝、排导槽工程。
4 结语
山区电力工程包括火力发电厂、变电站(所)和输(送)电线路,由于受地形条件限制,往往或多或少开挖、削坡已有的山体边坡或坡脚,破坏了原来边坡的稳定性,从而引发崩塌、滑坡地质灾害,在暴雨或连阴雨的作用下,往往形成泥石流;同时火力发电厂、变电站(所)场平时,由于地形起伏较大,往往开挖放量大,在挖方地段容易形成高陡边坡,引发崩塌和滑坡地质灾害的发生。所以,山区进行电力工程建设,应把防治地质灾害放在首位,增强对突发性地质灾害的防范意识,加强管理,因地制宜,采用多种措施并重的防治方式,防患于未然,有效地减轻地质灾害的威胁,才能使山区电力工程施工顺利进行和投产后正常运行,并最大限度地发挥经济效益。
参考文献:
1. 刘传正主编,《地质灾害勘查指南》,地质出版社,2000 年8 月。
2. 黄润秋主编,《高边坡稳定性的系统工程地质研究》,成都科技大学出版社,1991 年。
3. 唐邦兴主编,《山洪泥石流滑坡灾害及防治》,科学出版社,1994 年8 月。
4. 刘希林,唐川,《泥石流危险性评价》,科学出版社,1995 年。
5.陕西省减灾协会,《秦巴山区山地地然灾害》,世界图书出版公司1999 年。