礦山地質災害及預防措施
1. 地質災害施工中的防護措施
地質災害定義:地質作用造成的災害. 工程地質災害:在工程建設階段,由於工程本身直版接或間接的權作用而發生的地質災害.有:滑坡斜坡上的岩土體沿某一界面發生剪切破壞向坡下運動的現象. 滑體沿滑動面作整體滑動的岩土體. 滑帶滑體與滑床間的軟弱岩土夾層. 滑床滑帶下的不動岩土體. 危岩陡坡或懸崖上被裂隙分割可能失穩的岩體. 崩塌危岩體離開母岩下落的現象. 泥石流挾帶大量泥沙、石塊的間歇性洪流. 塌岸河流、水庫岸坡在水動力作用下後退的現象
2. 地質災害來臨時有哪些防範措施
(1)發現前兆復時,應立即制報告當地政府或有關部門,通知其他受威脅的群眾。
3. 地質災害防治措施的建議
根據「以防為主,統一規劃,及時治理,因地制宜」的地質災害防治原則,針對工程建設和各類地質災害的特點,提出以下防治措施的建議:
圖8-6 湖北—湖南段地質災害危險性分區圖
表8-4 湖北—湖南段地質災害危險性綜合評估—覽表
續表
續表
1.崩塌防治
管道穿越丘陵山區半堅硬—堅硬岩類時,需爆破開挖石方,如爆破用葯量過大,有可能引起陡峭山體的開裂或者局部岩塊的崩落,也不排除甚至發生局部岩體的小型崩塌。因此在實施開挖爆破前,須仔細觀察施工場地及其周圍是否有可能產生崩落、滾動的松動岩塊、浮石等,或提前予以清除,或採取措施攔擋,或控制爆破葯量不至於崩落產生等辦法,來避免災害發生。
2.滑坡防治
在有可能產生滑坡的斜向、順向坡段敷設時,應分段敷設,切忌連續不間斷大開挖,以避免造成斜坡大范圍變形、滑動。在風化帶較厚的地帶開挖時,要注意邊坡的坍塌傷人,同時也要注意避免長距離大開挖而不埋管回填。在可能產生滑移變形的坡段,應採用抗滑支擋和護坡工程加以防護,以維護坡體穩定,防止邊坡失穩下滑。
3.泥石流防治
管道經過丘陵山區將產生74100m3鬆散的棄渣,暴雨期沿線會發生水土流失或小規模的泥石流。應加強埋管土體的夯實,或將剩餘棄渣堆放於開闊的溝底或寬緩的窪地,並視地形情況修築擋土牆,及時做好沿線地表植草工作。
4.河流崩岸和洪水沖蝕防治
對於河流穿越處,應避開河流侵蝕凹岸,同時需要拋石加強岸坡強度,並鋪設土工織物等,以解決地下水對岸坡的潛蝕破壞作用。所有河流的穿越,均應在枯水季節進行,以減少不必要的風險。
5.軟土壓縮擠出滑移破壞防治措施
基礎為淤泥軟土的回填區段,在高(厚)填築區的施工過程中,可能出現軟土壓縮擠出和滑移破壞,導致建(構)築物受損毀壞。因此,建設詳勘階段應具體查明淤泥質軟土的分布范圍、厚度、空間變化情況及其性狀特徵,建設過程應對強度較低的軟弱土體進行清基換層,對回填土採用適當的夯實固結壓密等措施,以改良土體結構,提高建(構)築物地基的強度及穩定性。
6.膨脹土災害防治措施
評估區大部分粘性土體具不同程度的脹縮性,在土體脹縮性能一定條件下,影響膨脹土脹縮程度的因素主要為土體濕度的變化情況,而土體中濕度的變化主要受控於降水入滲,因此氣候是影響膨脹土變形破壞的重要因素。根據《膨脹土地區建築技術規范》(GB1112—87)推薦的大氣影響深度參考值及膨脹濕度系數計算公式,利用有關降雨量、蒸發量資料計算出濕度系數後查表得知,評估區膨脹土氣候影響深度為3~4.5m,膨脹土氣候急劇影響深度為1.35~2.1m。因此膨脹土災害的防治應針對其變形特點及主要影響因素,適當加大基礎埋深,種植草皮,保持土體的含水量,在施工過程中,防止土體長期暴曬、風干、浸濕、充水,以免引起土體水份急劇變化而導致脹縮變形。
7.岩溶地面塌陷防治
重點是合理規劃地下水水源地的位置和控制地下水開采強度,對需要大范圍降水的基坑工程應盡可能遠離管線。同時應加大岩土工程地質勘察力度,准確查明岩溶分布情況,對經勘察有可能產生塌陷的地段,應提前架設基礎梁跨越陷坑。對已有的塌陷坑可採用回填、坑口鋪蓋等方法,對於塌陷程度輕但危險嚴重的塌陷,可採用灌漿、地基土加固等工程處理措施。還要做好地面變形監測工作。
8.采空地面塌陷的防治
首先要進行勘探調查,確切查明采空區的空間位置,管線敷設避繞采空區;若避繞地段仍有礦產,則要作好礦產壓復評估;還要做好地面變形監測工作。
4. 地質災害防禦措施
空間嘛肯定就是要加強監測嘛(可以航空航天監測),然後通過監測得到的數據等來預防內災害發生或者做好災後容恢復措施
工程的話就要看是什麼地質災害:如果是泥石流的話就要加強護坡工程啊植樹造林啊等等;要是地震的話就沒有什麼工程了,因為地震是不可以預防的;
非工程的話肯定就是要加強法律法規等監管措施 然後就是加強地質災害的防禦知識宣傳
5. 地質災害防治措施與防治原則
一、地質災害防治途徑與基本方法
如前所述,地質災害的形成必須具備災害體和受災體。這兩方面條件決定了成災程度。因此,防治地質災害的基本途徑主要有兩方面:第一,限制災害源,消除或消弱災害體活動能量,解除或緩解災害活動威脅;第二,對受災體採取防避保護措施,使其免受災害破壞,或增強受災體對災害的抵禦能力。
防治地質災害的具體方法主要包括:
保護和治理區域地質自然環境,消弱災害活動的基礎條件。其基本措施是根據區域條件,科學地進行資源開發和工程建設活動,特別注意合理利用土地資源、水資源、生物資源,避免過度開發。在廣大山區應廣泛植樹造林,治山治水,宜農則農,宜牧則牧,宜林則林,涵養水土,防治水土流失。在城鎮和沿海地區,尤其注意合理開發利用地下水資源,量入為出,保持地下水動態平衡,防止地下水環境惡化,預防地面沉陷和海水入侵等活動。
加強地質災害勘查。弄清地質災害的分布情況與形成條件。合理制定城鎮規劃,選擇工程建設場地,盡可能避開地質災害危害區;對於必須在地質災害危險區實施的工程建設,制定防災規劃,實施預防措施。
對重要受災體實施專門性防治工程。為了保護城鎮、企業和鐵路、公路、橋梁、房屋等工程建設安全,應專門實施不同的防護工程、加固工程等。對不同防災工程措施不一,將在下面進行專門論述。
加強災害監測,有效地進行災害預測預報。應根據需要及時疏散人口、財產、或採取其它措施,最大限度地減少災害損失。
二、地質災害防治措施
雖然各種地質災害的防治途徑基本相同,但具體措施不一。所以,無論是哪種地質災害,都必須首先進行深入細致的勘查工作,以查清災害體范圍、性質、活動條件和受災體類型、分布情況等。在勘查的基礎上選擇防治措施,並合理地設計工程規模,取得充分的減災效果。
(一)崩塌(危岩)災害防治措施
1.清除危岩
對規模小、危險程度高的危岩體可採用靜態爆破或手工方法予以清除,消滅隱患。
2.部分削坡
對於規模較大的危岩體,難以全部清除其隱患。但可以在危岩體上部清除部分岩土體,降低臨空面的高度,減小斜坡坡度和上部荷載,提高斜坡穩定性,從而降低危岩的危險程度或減少其它防治工程的工程量。
3.排水防滲
在危岩體及其周圍地帶,應修建地面排水系統和堵塞裂隙孔洞,以防治過量地表水進入危岩斜坡,從而提高危岩穩定程度,減少崩塌機會。
4.加固斜坡、改善危岩岩土結構,提高斜坡穩定程度
所採取的措施,其具體內容有:①灌漿加固,以增強岩體完整性,提高岩體強度。②採用支撐墩、支撐柱、支撐牆等支撐措施保護斜坡,防止坍落。③採用預應力錨桿或錨索等錨固措施加固危岩體,防止崩落。④軟基加固,即在危岩或陡崖底部發育有泥岩等軟弱岩層時,採用噴漿護壁等方法保護軟基,防止強烈的風化作用和水體浸泡。如在軟基發育部位已形成風化凹腔,應根據規模、形態,採用嵌補、支撐、噴漿護壁等方法保護加固;如凹腔內積水,應進行疏干,並採取措施防止繼續浸水。
5.攔截
對於在雨季才發生活動的墜石、剝落或小型崩塌活動,可在岩石崩落滾動途中修建落石平台、落石槽、擋石牆等,以攔截落石,防止破壞建築設施。
6.遮擋
為了防止小型崩塌對鐵路等工程設施的破壞,可修建明硐、棚硐等對工程設施進行保護。
7.加強監測預報
(1)危岩體形變監測主要手段包括:通過地面觀察、形變測量、地傾斜測量、綜合自動監測等方法從外部監測危岩體位移、裂縫變形、地面傾斜等現象;採用鑽孔傾斜測量、電測、聲發射監測、地應力測量等方法從內部監測危岩體深部變形位移及應力變化情況。
(2)激發崩塌活動要素監測主要包括雨量監測、水文動態監測、地下水動態監測、地溫場監測、地震監測等。
(3)綜合分析與預測預報基本方法是分析斜坡穩定程度,建立危岩變形數值模型,確定崩塌活動的臨界值。在條件允許時,應建立預警系統,進行有效的災害預報。
8.躲避搬遷對於威脅嚴重,防治困難的建築設施,應選址搬遷,避免受害。
(二)滑坡災害防治措施
1.消除或減輕地表水、地下水對滑坡的誘發作用
(1)修建排水溝,攔截地表水,減少進入滑坡體的地表水量,並及時將滑坡體發育范圍內的地表水排走,減輕地表水對斜坡的破壞。
(2)修建截水盲溝和支撐盲溝、開挖滲井或截水盲洞、敷設排水滲管、實施排水鑽孔等,以攔截疏導地下水,減輕地下水對斜坡的破壞。
2.改善斜坡狀況,增加滑坡平衡穩定條件
(1)在滑坡體上部削坡減重,在坡腳加填,改變斜坡外形,降低斜坡重心,提高滑坡穩定程度。
(2)修建抗滑垛、抗滑柱、抗滑牆、抗滑洞等支擋工程,阻止滑坡體滑動,提高斜坡穩定程度。
(3)實施錨固工程,「加固」滑坡,提高斜坡穩定程度。
(4)採用焙燒法、電滲排水法、灌漿法等物理方法或化學方法,改善滑坡體岩土性質,提高軟弱岩土層強度,提高斜坡穩定程度。
3.加強監測預報
(1)滑坡體形變監測通過地面觀察、形變測量、地傾斜測量、綜合自動監測等方法監測裂縫變形、滑坡體水平位移、垂直形變以及滑坡體上樹木、房屋等工程設施形變等情況。採用傾斜儀測量、短基線測量、地應力測量等監測滑坡體內部形變位移情況。
(2)激發滑坡活動的外界要素監測主要包括降水監測、水文動態監測、地下水動態監測、地震監測等。
(3)綜合分析與預測預報方法與崩塌預測預報基本相同。
4.躲避搬遷
對於威脅嚴重,防治困難的工程建築,應選址搬遷,避免災害破壞。
(三)泥石流災害防治措施
1.實施生物措施,保護水土,消弱泥石流活動的基本條件
基本方法是保護森林植被。禁止濫砍亂伐,合理耕牧,並且有計劃地植樹種草,以提高森林覆蓋率和植被覆蓋率,抑制水土流失,減緩泥石流活動。
2.實施工程措施,限制泥石流活動,保護耕地與工程設施
(1)攔擋工程修建谷坊、攔砂壩、格柵壩等,蓄水攔砂,減小泥石流流速、容重、規模,抬高局部溝段侵蝕基準,護床固坡,降低泥石流沖刷破壞能力,減輕溝床侵蝕。
(2)排導工程修建導流堤、急流槽、束流堤等,引水輸砂,規范泥石流路徑,防止漫流,降低泥石流流速,削弱泥石流沖擊破壞能力。
(3)停淤工程根據泥石流發育地區地形條件,修建停淤場,將泥石流引入預定場所減速停淤,防止漫流。
(4)溝道整治工程採用固床砂壩、水泥砂漿砌石、石籠等方法保護泥石流溝坡,防止岸坡坍塌、滑移;在溝底進行鋪砌或修建肋板穩固溝底,減少溝底沖刷。
(5)防護工程與錯避工程對泥石流地區的鐵路、公路、橋梁、隧道、房屋等工程設施,進行防護或錯避,抵禦或避開泥石流的危害。防護工程包括修建護坡、擋牆、順壩、丁壩等。錯避工程主要包括跨越式錯避、穿過式錯避等。跨越式錯避是指修建橋梁,使工程設施凌架於泥石流溝上空,免受泥石流破壞。穿過式錯避則是將工程設施置於泥石流溝地下,避開泥石流破壞。
3.監測預報
除利用遙感技術,結合氣象資料分析,進行區域泥石流活動中長期預報外,主要是利用降雨預測進行泥石流活動的短期預報和臨災警報。此外,還可利用泥石流遙測地聲警報器、泥石流超聲波泥位警報器、地震式泥石流警報器等儀器直接監測泥石流活動,並進行短期預報和臨災警報。
4.躲避搬遷
對於威脅嚴重,難以防護的工程建築,應選址搬遷,避免災害破壞。
(四)岩溶塌陷災害防治措施
1.控水措施
(1)地表水防水措施在塌陷區周圍修建排水溝,防止地表水進入塌陷區,減少向地下的滲入量。在地勢低窪、洪水嚴重的防治區圍堤築壩,防止洪水入侵灌入塌陷洞或岩溶孔洞。對塌陷區內嚴重淤塞的河道進行清理疏通,加速泄流,減少對岩溶水的滲漏補給。對嚴重漏水的河溪、庫塘,鋪底防漏或人工改道,減少地表水倒灌。對嚴重灌水的塌陷洞隙採用粘土或水泥灌注填實,減少地表水入滲倒灌。採用混凝土、氯丁橡膠、玻璃纖維塗料等封閉地面,增強地表土層強度,防止地表水沖刷入滲。
(2)地下水控水措施根據水資源條件規劃地下水開采層位、開采強度、開采時間,合理開采地下水。必要時進行人工回灌,控制地下水動態,限制地下水位的頻繁升降,並使動水位最低水位不低於基岩面,保持岩溶水承壓狀態。在地下水主要逕流帶修建堵水帷幕,減少區域地下水補給,促使外圍地下水位升高,防止塌陷向外圍地帶擴展。在礦區井下修建防水閘門,建立有效的排水系統,對水量較大的突水點進行注漿封閉,控制礦井突水、突泥,避免礦區地下水大排大放,防止地下水位和岩溶水壓力的大起大落,控制地面塌陷活動。
2.加固措施
(1)挖填當孔洞規模和埋藏深度較小時,可清除岩溶上部覆蓋層中的軟弱土層和洞穴中的軟弱充填物,回填碎石或混凝土,改善建築場地條件,提高地基強度。
(2)強夯在土體厚度較小,地形平坦情況下,採用強夯砸實覆蓋層,破壞土洞,提高土層強度。
(3)灌注填充在溶洞埋藏較深時,通過鑽孔灌注水泥砂漿,填充岩溶孔洞,提高強度。
(4)鑽孔充氣鑽孔深入到基岩面下溶蝕裂隙或溶洞的適當深度,破壞真空腔的岩溶封閉條件,減少發生塌陷的機會。
(5)採用錨固柱、柵欄柱,支撐建築物,防止洞穴坍塌。
(6)跨蓋採用梁式基礎、拱形結構,或以剛性大的平板基礎跨越、敷蓋溶洞,避免塌陷危害。
3.監測預測
目前對岩溶塌陷還沒有建立有效的預報方法,只能根據專門地質調查,查明岩溶分布情況和岩溶塌陷的活動規律,結合淺層地質雷達探測和地下水動態監測、水文動態監測、氣象預報等方法,進行一般性預測。
(五)地裂縫災害防治措施
1.控制人為因素對地裂縫活動的強化作用
主要是合理開采地下水,限制地下水位大幅度下降,從而控制地面沉降活動,防止地面沉降對地裂縫的促進活動。其次是在礦區井下開采時,根據實際情況,控制開采范圍,增多、增大預留保安柱,防止礦井坍塌誘發地裂縫。
2.建築設施避災、防災措施
(1)查明地裂縫發育帶及潛在危害區,據以作好城鎮發展規劃和場地工程地質勘查,合理規劃工程建築物布局,使工程設施盡可能避開地裂縫危險帶,特別是嚴格限制永久性建築設施橫跨地裂縫,一般避讓寬度不少於4~10m。
(2)對於已建在地裂縫危害帶內的工程設施,應根據具體情況採取加固措施進行加固。對於必須建在地裂縫危害帶內的新的工程設施,應實施設防措施。如跨越地裂縫的地下管道工程,可採用外廊道隔離、內懸支座或內支座式管道活動軟接頭連結措施預防地裂縫的破壞。對於已受地裂縫嚴重破壞的工程設施,進行局部拆除或全部拆除,防止對整體建築或相鄰建築造成更大規模破壞。
3.監測預測措施
通過地面勘查、地形變測量、斷層位移測量以及音頻大地電場測量、高分辨縱波反射測量等方法監測地裂縫活動發展情況,預測預報地裂縫發展方向、速率及可能危害范圍。
(六)地面沉降災害防治措施
1.控制人為活動對地面沉降的促進作用
(1)根據水資源條件,限制地下水開采量,防止地下水水位大幅度持續下降,控制地下水降落漏斗規模。
(2)根據地下水資源的分布情況,合理選擇開采區,調整開采層和開采時間,避免開采地區、層位、時間過分集中。
(3)人工回灌地下水,補充地下水水量,提高地下水水位。
2.防護措施
地面沉降除有時會引起工程建築不均勻沉降外,主要是因沉降區地面標高降低,導致積洪滯澇,海水擴侵等次生災害。次生災害可造成十分嚴重的破壞損失。針對這些次生災害,採取的主要防護措施是修建或加高、加固防洪堤、防潮堤、防洪閘、防潮閘以及疏導河道,興建排洪排澇工程等。
3.監測預測
基本方法是設置分層標、基岩標、孔隙水壓力標、水準點、水動態監測網、水文觀測點、海平面觀測點等。定期進行水準測量;進行地下水開采量、地下水位、地下水壓力、地下水水質監測及回灌監測;進行河流水位、流量監測;進行潮汐及海平面變化監測等。根據地面沉降活動條件和發展趨勢,預測地面沉降速度、幅度、范圍及可能危害。
(七)海水入侵災害防治措施
1.控制人為活動對海水入侵活動的促進作用
(1)限制地下水開采量,防止地下水水位持續下降。使地下水位保持在海平面或地下鹹水水位以上,並具有一定的水頭壓力。使其能維持濱海地區地下水與海水動力平衡,扼制海水入侵。
(2)利用回灌井、回灌廊道等實行人工回灌,補充地下水,提高濱海地區地下水水位。
(3)在發生海水入侵或容易誘發海水入侵的濱海地帶,禁止挖砂,保護海岸,防治海岸侵蝕,削弱海水沿河上溯活動。規范曬鹽、海產養殖,防止人為將大量海水抽引到陸地,減少海水補給源。
2.限制海水入侵的工程措施
(1)修建防潮閘,抑制海水沿河上溯活動。
(2)建造隔水牆或防滲圍幕,阻斷海水入侵通道,扼止海水擴侵。
3.監測預測
主要監測手段是建立地下水動態監測網,進行水位、水化學監測,必要時輔以海水水文動態監測。根據海水入侵活動機制和歷史海水入侵規律,預測海水入侵速率、規模、危害范圍。
(八)膨脹土脹縮災害防治措施
主要包括避災措施和防災、治災措施。
在進行城鎮規劃和建築工程選址時,要進行充分的地質勘查,查明工程地質條件,弄清膨脹土的分布范圍、發育厚度、埋藏深度以及膨脹土的物理力學性質;在此基礎上合理規劃建築布局,使容易受害的建築工程盡可能避開膨脹土發育區。在膨脹土分布面積比較大,難以選擇非膨脹土工程場地時,盡可能選擇地形簡單、膨脹土脹縮性相對較弱、厚度較小而且地下水水位變化較小、容易排水,而且沒有淺層滑坡和地裂縫的地段進行工程建築,最大限度地減少膨脹土的危害。
在膨脹土發育區進行工程建築時,應避免大挖大填,加寬建築物四周散水,設置圈樑,敷設砂墊。鐵路、公路施工避免深長路塹,多填少挖,路堤底部墊砂,路塹設置擋土牆,邊坡植草鋪砂。水利工程要快速施工,合理堆放棄土;必要時設置抗滑樁、擋土牆;渠道要合理選擇渠坡坡角;穿過壠崗時使用涵管、隧洞。工程設施附近要修建排水設施,避免降雨、地表水、城鎮廢水等大量滲入地下。同時要合理開采地下水,保持地下水位相對穩定,避免地下水位大幅度地頻繁升降,防止膨脹土反復脹縮。
對於已受膨脹土破壞的工程設施則視具體情況,採用加固、拆除重建等措施進行治理。
綜合上述8種地質災害的防治措施,基本可分為4個方面,即:削弱災害活動強度措施;受災體防護措施;監測預報措施;避災措施。不同災害的具體方法不同(表8-1)。
三、地質災害防治基本原則
地質災害防治的根本目標是取得最充分的減災效果。然而要實現這個目的,必須遵照下列原則科學地規劃、設計、實施防治工程。
(一)預防為主的原則
地質災害雖然是一種不可避免和無法准確預測的自然現象。隨著人類科學技術水平及社會生產力水平的不斷發展,人類對地質災害的認識水平逐漸提高,因此,在災害面前擁有了越來越大的自主能力。這主要表現在兩個方面:第一,在一定程度上可以減少災害發生機會,削弱災害活動強度;特別是對於那些主要因人為活動控制的地質災害,可以通過調整人類活動基本扼制災害的發展,防止或減少災害的破壞損失。例如,可以通過人工改變斜坡形態、負荷,減少地表水入滲,加固斜坡等方法增強斜坡穩定程度,減少發生崩塌、滑坡發生的可能;可以通過限制地下水開采量,調整地下水開采層等方法,控制地下水水位,預防和限制地面沉降、海水入侵的發生與發展。第二,有效地進行災害預測預報,及時避災。在地面塌陷、地裂縫和膨脹土發育地區,盡可能使工程設施避開高危險區。對於崩塌、滑坡、泥石流等突發性災害可進行綜合監測,根據災害發生的危險程度,及時疏散人口、財產,減少災害損失。實踐證明,適時採取預防措施是防止災害破壞,減少災害損失的最有效途徑。
(二)防災減災的相對性、持續性原則
盡管人類對地質災害的防治手段越來越豐富,防治技術越來越高超,但要想制止地質災害的發生,或者是完全預測預報地質災害,徹底防治地質災害是不可能的;無論是現在,還是將來,對地質災害的防治效果永遠也不會達到百分之百。因此,任何時候人類所進行的防治工作都是相對的。基於這種現實,地質災害的防治是一項長期的、艱巨的任務。為了促進社會經濟的健康發展,地質災害防治要長期持續地進行下去,在不同社會經濟發展階段,力求取得與之相應的減災效果。
表8-1地質災害主要防治措施
(三)全面規劃與重點防治相結合的原則
地質災害防治除了具有長期性特點外,還具有廣泛性特點。因此,要取得充分的減災效果,首先要做好防治規劃,根據不同地區地質災害發育情況和不同時期社會經濟發展需要,提出地質災害防治目標、防治對策與措施,從總體上指導地質災害防治工作。
由於我國是一個發展中國家,目前科學技術水平和社會財力還都不高,因此,不可能對所有地質災害進行全方位的徹底防治。在這種情況下,只能在全國和地區災害防治規劃指導下,一方面加強區域環境保護與治理,改善地質自然環境,削除或削弱地質災害活動的背景條件;另一方面選擇受地質災害威脅強烈,破壞損失嚴重的城鎮、交通干線、重要企業等實施重點防治,使有限的資金發揮最大的減災效果,真正做到「好鋼用在刀刃上」。
(四)防治地質災害與其它社會經濟活動相結合的原則
實踐證明,地質災害防治工作常常並不是孤立進行的,它與其它社會經濟活動具有不同程度的聯系。因此,把防治地質災害措施與其它環境治理結合起來,並且把地質災害防治納入國家和地區社會經濟規劃,可以取得充分的效果。
首先,從宏觀上看,地質災害防治與土地資源開發、水資源開發、礦產資源開發、植被資源開發以及城鎮建設、交通建設等具有直接關系。因此,地質災害防治應該與這些活動有機地結合起來:一方面在這些活動中積極主動地進行相應地質災害的防治工作;另一方面地質災害的有效防治將促進這些活動的正常進行,二者取得相互促進的效果。另外,地質災害防治不僅是中央政府的責任,而且是一種廣泛的社會行為。因此,隨著國家改革開放的深入和市場經濟的發展,地方政府、企業以及個人在發展經濟活動中,為了免受災害損失,取得效益和利潤,就應該將所涉及的地質災害防治工作納入經濟活動之中,在市場經濟利益驅使下開展防治工作。
(五)防治工程最優化原則
地質災害防治工程一般需要比較巨大的投入。它所防治的對象是復雜的自然現象,所以地質災害防治工程既是復雜的技術工作,又是復雜的經濟工作。無論是哪個部門實施哪種防治工程都需要本著最優化原則審慎對待。最優化原則的核心就是實現科學性、可操作性與最小風險、最大效益的有機結合。
1.科學性
其科學性主要體現在:防治工程類型選擇要有充分依據,符合地質災害的減災特點或受災體的防護需要;防治工程設計要有針對性,符合國家有關標准和規范要求。
2.可操作性
其可操作性主要體現在:在目前技術水平條件下能順利實施;在人力、物力、財力方面有充分保障;現場環境沒有嚴重障礙。
3.最小風險
地質災害防治工程是在對災害評價基礎上實施的。由於對災害破壞損失認識的不徹底性,所以防治工程具有一定的風險。其主要表現在:防治工程不完全符合地質災害成災特點和受災體防護需要;設防標准不完全符合災害活動概率和成災規模,因而導致防治工程部分失效、完全失效或者超標准運行;防治工程不符合施工標准,達不到預期功能或達不到使用年限。基於這種性質,在設計、實施防治工程時,要力求將風險程度降到最低程度。
4.最大效益
其主要表現是以盡可能少的人力、物力、財力和時間投入,取得最大、最長效的經濟效益和社會效益、環境效益。
6. 礦區地質災害防治與環境保護對策
山東省礦產資源豐富,在開采過程中反映出來的地質災害也具多樣性、復雜性。比如說,即使同類礦產,由於成礦條件和礦區地質、水文地質條件的差異,以及礦山開采階段的不同,產生的礦區地質災害類型、危害程度等也各具側重性。我們進行礦區地質災害類型、分布發育規律及危害程度調查研究,歸根結底還是為了預防和減輕災害帶來的破壞和損失,更好地保護礦區地質環境,這也是進行礦區地質災害防災減災對策研究工作的主要目的。目前,礦區地質災害防災減災對策,在省內、國內乃至國際上尚處於研究、摸索階段,本次礦區地質災害防災減災對策研究主要依據各主要礦山實踐經驗和野外實地調查資料,具有一定的科學性和可操作性。
一、礦區地質災害防治對策
(一)采空塌陷防治對策
采空塌陷是礦區地質災害中發生規模及危害最大、影響最廣的主要地質災害。因此,前人在其防治對策方面也頗有研究。
1.探索科學的采礦方式
(1)充填法采礦
預防采空塌陷最為有效的方法是充填法采礦。中國礦業大學研製的高水速凝充填材料,具有充填速度快、強度高且較穩定等特徵,充填液只需20分鍾便連砂帶水一起固化成高結晶水充填體,其強度1d可達3MPa,3d可達4~5MPa,最終可達5MPa以上。該充填材料不需脫、排水且有一定膨脹性,充盈系數優於混凝土,在招遠金礦進行充填試驗效果良好。
充填法采礦防止采空塌陷,在目前開採的鐵、金礦山中具有較強的可操作性,因為這類礦山礦體多呈脈狀或條帶狀發育,相應采空區也呈條帶狀,便於充填,所需充填材料相對較少,經濟上不需投入太大而且效果明顯。充填法開采鐵、金礦目前在全省已進行了全面推廣和應用,其中萊蕪鐵礦區及招遠金礦區基本上都採取了此種采礦方式。而煤礦等沉積型礦產開采采空區范圍廣,如果實行充填,花費巨大且效果不明顯,從煤礦開采經濟效益上分析也不合算,因此,目前煤礦開采以頂板陷落法為主。
(2)「自下往上」異向開采
煤礦開采一般是從上層煤起自上而下采,這樣對煤礦建設來說,具有見效及投資回收快等優勢,但對於采空塌陷來說,是愈采愈烈,許多塌陷區是反復塌了再塌,同時淺部采空塌陷也構成對深部采礦的威脅,比如,在汛期,大氣降水直接通過塌陷坑進入巷道,增加礦坑排水量乃至造成淹井事故的發生等等。
湘潭礦業學院與煤炭部門立項研究煤礦開采方式,提出具有多層煤的煤田,採用由深部至淺部開採的方式,可有效地減輕采空塌陷危害。目前,這一研究已通過國家正式鑒定,如果這種開采方式可行的話,在魯西南及黃河北遠景煤田區開采應該參考、借鑒。
2.加強科學研究,提高採煤技術水平
目前,世界上有些國家井下採煤矸石不出井,用來充填井下采空區,既可以減輕采空塌陷又可避免排矸對地質環境的影響,如此可謂一舉兩得。而省內煤礦的採煤方式與我國大多數煤礦一樣,使得利用煤矸石充填井下采空區變得復雜化且費用較高,這在新汶礦務局張庄煤礦及國內其他煤礦都已得到證明。這就是,目前技術水平條件下,欲使矸石不排向地表直接充填采空區是不現實的,因此,需加強科學研究,努力改進採煤技術,趕上國際先進水平。目前,煤礦開采為減輕采空塌陷危害,根據各礦實際條件,採用的主要技術措施有:
1)同一煤層多工作面協調開采,減少地表不均勻下沉,減少傾斜和水平變形對民房的影響;
2)分煤層交錯布置工作面,可減少不均勻下沉和靜態變形值,使部分變形得以抵消。不同煤層開采邊界交錯布置,錯距控制在40~80m;
3)積極推廣沿空送巷、沿空留巷等採煤新工藝、新方法,實行無煤柱開采,以使地表均勻下沉;
4)積極開展新技術、新方法的研究。如華豐礦通過注漿減沉,取得較好的效果;汶南礦在采13層、15層煤時,採用矸石充填老空區,既減少了礦井排矸量,又減緩了頂板下沉,減輕了采動對地表的影響。
3.治理對策
堅持以防為主,防治結合的原則,做到預防為先。
(1)防範
1)實行預報制度,對可能出現的地面塌陷地區(重點為地下采空區)進行預測預報工作,從發生時間、發生地點到成災范圍和影響強度進行長、中、短期全方位預測預報。
2)加強地質環境監測,建立群測群防監測系統。
3)禁止年產3萬t以下的小型煤礦繼續開采。這類小煤礦因無力負擔巨額抽水費用,通常開採煤層較淺,極易形成采空塌陷。
4)嚴密監測地下水動態。在采空區,今後誘發地面塌陷的因素除繼續疊加開采外,就是地下水位變動對其產生的影響,因此,一切引起地下水位變化的人類工程活動,都要經過嚴格的論證和控制方可實施。
5)采空區內進行工程建設必須進行地質災害危險性評估。
(2)治理
1)界定地質災害的責任,實行「誰引發,誰治理」的原則,由造成地質災害的責任人或單位提供治理經費,制定或委託制定地質災害治理方案,承擔或委託承擔地質災害治理工程。
2)采空區回填,推廣中國礦業大學研製的高水速凝材料,該充填液只需20分鍾便可使砂水凝結成高結晶水充填體,最終強度可達5MPa以上。
4.減災措施
在山東省各類礦山中,煤礦開采產生的采空塌陷規模大、危害程度高,因此采空塌陷減災措施主要針對煤礦而言,其他礦種可參照。
山東省煤炭資源多分布於人口多、村莊建築物稠密的廣大農村地區,壓煤量大。目前,煤炭部門為減少採空塌陷危害,采礦前實行一次性徵地。這些地區,往往在采空後半年至一年內發生采空塌陷,使大量耕地減產或絕產。
為減輕采空塌陷危害,除了進行村莊搬遷、重點交通和水利設施布置禁采區或留設防護煤柱以保護人民生命財產和國家重點建築物不受損害外,更重要的是對於塌陷地區進行治理和綜合利用。根據實際情況,塌陷區內大部分土地可以復墾還田,少部分地區塌陷程度嚴重,常年積水或地形起伏過大,不能復墾,建議發展水產養殖業,亦可以修建公園,既美化環境又改善人們的精神生活。
山東省治理和綜合利用塌陷區做得較好的是肥城市。肥城市狠抓采空塌陷地的開發復墾,目前已累計開發復墾塌陷地2萬余畝,其中建成魚塘6000餘畝,復墾土地14000餘畝,創經濟效益5億元。肥城市現有采空塌陷地6.5萬畝,並仍以每年2000畝的速度遞增,開發復墾塌陷勢在必行,為此,該市規定:凡復墾塌陷地進行糧食生產的,3年內不交合同定購任務;從事林果業、養殖業生產的,從有收益之年起,3年內免徵農林特產稅,並適當延長承包期,種植業延長到20年,養殖業延長到30年。對4000多萬元塌陷地開發資金的使用,該市實行以獎代補、規模治理的重點扶持辦法,對常年較深的積水區,實行挖塘養魚、淤泥造地、種養結合、立體開發;對塌陷變形地,削高填窪、劃方整平,恢復耕種。該市湖屯鎮西湖西村在復墾的500畝塌陷地上搞特色種植,畝收達千元以上,石橫鎮馬坊村利用塌陷地養甲魚,每畝收益超過10萬多元。可觀的經濟效益,進一步激發了廣大群眾投資的積極性,全市每年都有幾十萬人投身塌陷地開發之中。
由此看來,采空塌陷區的綜合治理工作,應當在當地政府的高度重視和大力支持下,根據塌陷程度、周圍環境進行統一規劃,力爭使之具有新的地面生態環境,形成新的經濟增長點。
值得可喜的是,全社會正在逐步重視地面塌陷的治理工作。據悉,經國務院開發辦批准國家級采空塌陷地綜合治理示範區目前在山東省棗庄市設立。示範區第一期治理工程為期3年,總投資達2400萬元。有關部門將對采礦塌陷地有計劃地進行綜合治理,使其發揮更好的經濟效益和社會效益,以促進全市耕地總量的動態平衡。
(二)崩、滑、流(渣石流)重力地質災害防治對策
1.避讓
避讓是減災防災最有效最可行的方案之一,在渣堆重力危害即將發生或短期來不及治理的渣堆可採取避讓措施。
2.削坡
渣堆坡度大多大於40°,未達到平衡狀態,可採用削坡減重的方法減小其坡角。
3.擋土牆
擋土牆是對不宜削坡的較大型渣堆進行的一種工程治理方法。採用擋土牆可以有效地防止渣堆坍塌,保護渣堆下建築物的安全。
4.綠化護坡
對難以治理的渣堆,可進行植樹、種草等綠化措施。植被是斜坡穩定的重要因素,植被對渣堆提供一個保護層,緩沖了雨水對渣堆的沖擊。
5.綜合利用
可利用渣堆進行鋪路、制磚、回填采空區等。矸石堆主要用於以下方面:①公路建設及做磚、水泥等建材行業的輔助材料;②進行重選硫精礦及硫鐵礦;③作為輔助原料進行低熱發電。
(三)地面沉降及散落油污染治理對策
加強地面變形和地面沉降監測和研究,建立預測預報系統,採取減少開采量、回灌注水措施,減少地面沉降量。
對散落油污染防治的重點是防止油氣開發區跑、冒、滴、漏現象。
二、礦區生態環境保護與恢復
21世紀是山東省全面推進信息化、工業化、城市化和國際化進程,加速社會主義現代化建設,建設經濟文化強省的重要時期。礦產資源是經濟社會發展的重要物質基礎,礦業是經濟與社會發展的基礎產業。為貫徹中央人口、資源、環境基本國策和「有序有償、供需平衡、結構優化、集約高效」的總方針,實施可持續發展戰略,加強對全省礦產資源勘查、開發利用宏觀調控,促進資源利用方式與管理方式的根本轉變,推動礦業開發的經濟效益、社會效益、資源效益和環境效益協調發展。依據《山東省礦產資源總體規劃》保護和合理開發利用礦產資源,提高可持續發展的保障能力,促進礦產資源開發利用與生態建設和環境保護協調發展。
(一)調整礦山規模結構
保持礦山開采與礦床儲量規模相適應,優化資源配置,杜絕資源分割與重復建設,實現規模經營。礦山最低開采規模,按礦種及按大、中、小型礦區(床)分別限定,作為新建礦山准入條件之一。對不符合最低開采規模要求的小型礦山企業,加快改組、改制和資產重組,形成規模經營。對不符合生產條件、生產能力過小、破壞浪費礦產資源、污染破壞礦山生態環境的礦山依法予以關閉。
(二)優化采、選、冶結構
按照山東省抓大扶優和促進結構調整的要求,加大采、選、冶結構調整力度,改變過去盲目建設選礦廠、冶煉廠,采、選、冶失衡,經濟效益低下的局面。實現合理采、集中選、定點煉,資源相對集中開發,采、選、冶基本合理配套的開發建設模式。以改造提升傳統產業的關鍵技術為中心,加大科技創新力度,著力研究提高采、選、冶水平的新工藝、新技術、淘汰落後工藝。禁止使用堆浸法提金、土法煉油,關閉選冶能力小於100t/d的金礦選冶廠,關閉生產能力3萬t/a以下的小鋼廠、10萬t/a以下的立窯水泥廠和日熔量400級以下的浮化玻璃廠。在不久的將來,力爭全省采、選、冶結構基本合理配套。
1.提高礦山開採回採率
加大監管力度,完善「三率」考核體系,「三率」水平較低的礦種、礦山要重點考核。鼓勵礦山企業依靠科技進步,提高采、選、冶技術裝備水平,開發利用低品位、難選冶礦產。金礦、鐵礦等地下開採的金屬礦山,應採用膠結充填采礦法,提高開採回採率,防止地面塌陷。加強鐵、銅難采礦體高效采礦方法和貧鐵礦開發利用研究;石膏礦開采,要積極推廣房柱式-崩落采礦法,試驗臂式采礦法,開展同時開采多層石膏、多層鹽、多層硫技術研究;煤礦推廣無礦柱開采,厚煤層可先採上分層後放頂,極薄煤層無人工作面開采等采礦法,提高開採回採率,繼續對「離層注漿」、地下氣化、膏體充填等技術進行研究試驗,解決「三下」煤的開采問題;鐵礦、石膏礦限制使用房柱式采礦法;金礦禁止使用房柱式采礦法。
2.提高礦產資源綜合利用水平
通過加強礦產資源綜合利用監督管理,加大礦產資源綜合利用投入,抓好礦產資源綜合利用技術開發應用,努力提高礦產資源綜合利用水平面。重點做好鐵礦中伴生的銅、鈷、金,金礦中伴生的銀、銅、鉛、硫等元素的綜合回收;同時鼓勵煤礦企業綜合利用與煤共(伴)生的高嶺土、耐火粘土礦、硫鐵礦等礦產。到2005年綜合利用共(伴)生礦產的礦山數達到60%,回收率平均提高2~3個百分點。
(三)新建礦山准入條件
為優化全省礦業結構,有效保護和合理利用礦產資源,設立新建礦山企業除應符合國家有關法律、法規外,還必須具備下列准入條件:
———資質條件。有與所建礦山規模相適應的資金、技術、人才及其有關規定的條件。
———資源條件。必須有經資源儲量管理部門認定的相應類型的礦產資源儲量。
———規模條件。應符合《山東省礦產資源總體規劃》確定的礦區(床)最低開采規模標准,並與可供開採的礦產儲量相適應,礦山建設須符合規模生產、集約經營的原則。
———技術經濟條件。有符合國家規定的礦山設計或礦產資源開發利用方案、開采方法、選礦工藝及采、選設備必須科學、先進、合理、安全。開採回採率、采礦貧化率、選礦回收率指標能達到規定要求,對具有工業價值的共(伴)生礦產能綜合開采、綜合利用。
———生態環境保護條件。符合《山東省礦產資源總體規劃》確定的生態環境准入條件,並提供經有關部門批準的環評報告;礦山環境影響報告書、土地復墾及地質災害防治措施應符合國家有關規定,並與礦山建設同時進行。
沿海及海洋礦產資源的開采,還必須符合《海洋環境保護法》、《海域使用管理法》,應當與海洋功能區劃相銜接。
———規劃分區條件。國家和省礦產資源規劃所規定的禁止開采區、禁止開採的礦種和已規劃開發利用的礦區以外的區域,是新建礦山准入的礦種地區。
7. 如何預防地質災害
1、加強宣傳,提高全社會的地質災害防治意識
積極開展地質災害防治知識宣傳,內容可包括國務院《地質災害防治條例》、《地質災害防治管理辦法》等有關法律法規,地質災害的種類、防治、預報、報告制度,如何安全選擇村民住宅用地防範地質災害,在雨季如何開展地質災害應急處理,災害發生時如何處置及應急救災等內容。各地可按當地實際情況,適時公開進行專題學習和培訓活動,通過報紙、廣播、電視、張貼宣傳畫等效方式,廣泛宣傳地質災害防治的重要性、必要性以及防災減災的相關知識,努力提高廣大幹部群眾的防災意識和搶險救災能力。
2、建立氣象預報預警制度。
地質災害的發生大多與強降雨有關。建立氣象預報預警制度,主要起警示作用,提醒被預警區的人員在下雨的時候提高警惕,注意防範降雨引發的滑坡和泥石流災害,其作用類似於雨天提醒大家帶把傘。為此,很有必要進一步加強地質災害群測群防網路的建設與維護工作,強化地質災害監測,開展實際降雨量監測,一旦發現實際降雨量將要達到地質災害發生的臨界值,立即通知地質災害危險區的居民採取措施,及時預防避讓,減少損失。
3、建立群測群防體系。
群測群防是具有中國特色的地質災害監測預警體系,也是實踐證明的、現階段我國最直接、最有效的防災減災手段。必須動員民間力量,也就是發動群眾搞好群測群防,及時發現災情,及時上報災情,及時處理災情。群測群防如同在地災危險區增加了成千上萬個「災害預警器」,有利於地災防治工作的全方位開展,有利於提高防災減災效率和效果。要著手建立災害預防體系,逐級落實責任,明確遇到什麼情況要上報、報到哪兒。遇到緊急情況,按照事先約定的方式,比如敲鑼打鼓或高聲吶喊,盡量減少人員傷亡。
4、建立地質災害監測網路。
不少地質災害由降雨誘發,為此由國土資源部門和氣象部門聯合開展的地質災害氣象預報預警工作,是對地質災害進行區域性的預測預報。因此,根據降雨氣象預報,結合地質災害發生的地質條件,可以對那些主要由降雨誘發的地質災害進行預測預報。由於氣象部門的監測點多集中在市區和平原,在山區的監測點相對少。而地質災害多發在山區,建立地質部門自己的降雨監測點迫在眉睫。
5、加強地質災害工程實踐
(1)工程防治措施
工程防治措施是防治地質災害的重要組成部分,工程防治措施的適用條件及方式:大多數房後切坡造成的小型土質滑坡,選用滑坡後緣地表排水、前緣支擋或削方減載護坡等工程措施較為適應。
(2)生物防治措施
生物防治措施是指植樹造林,種草護坡及合理耕牧。它具有應用范圍廣、投資省,能促進生態平衡,改善自然環境條件,防治作用持續時間長的特點,需較長時間才能發揮其效益。根據調查區地質災害特點和自然經濟條件,泥石流區,地面塌陷區及水土流失區應採取封山育林,退耕還林等防治措施,減少地質災害的發生和經濟損失。
(3)避讓措施
①雨天避讓措施。對災害隱患點和變形斜坡,採取雨天臨時避措旌,各鎮在防災預案的基礎上編制安全轉移預案,雨天對受威脅戶。一作轉移地點安排。應根據就近原則、轉移地(接受戶)不受地質災害或其它災害威脅的原則進行操作。
②搬遷避讓措施。對一些危險性大、危害性嚴重的地質災害,防治費用超過搬遷費用或再建房仍然受地質災害威脅的,採用搬遷避讓措施。調查區需搬遷避讓或已搬遷的災點。
8. 地質災害防治措施
崩塌災害防治的工程措施:
1、攔擋:對中、小型崩塌可修築遮擋建築物或攔截建築物。攔截建築物有落石平台、落石槽、攔石堤或攔石牆等,遮擋建築物有明洞、棚洞等。
2、支撐與坡面防護:支撐是指對懸於上方、可能拉斷墜落的懸臂狀或拱橋狀等危岩採用墩、柱、牆或其組合形式支撐加固,以達到治理危岩的目的。對危險塊體連片分布,並存在軟弱夾層或軟弱結構面的危岩區,首先清除部分松動塊體,修建條石護壁支撐牆保護斜坡坡面。
3、錨固:板狀、柱狀和倒錐狀危岩體極易發生崩塌錯落,利用預應力錨桿(索)可對其進行加固處理,防止崩塌的發生。錨固措施可使臨空面附近的岩體裂縫寬度減小,提高岩體的完整性。
4、灌漿加固:固結灌漿可增強岩石完整性和岩體強度。一般先進行錨固,再逐段灌漿加固。
5、疏干岸坡與排水防滲:通過修建地表排水系統,將降雨產生的徑流攔截匯集,利用排水溝排出坡外。對於滑坡體中的地下水,可利用排水孔將地下水排出,從而減小孔隙水壓力、減低地下水對滑坡岩土體的軟化作用。
滑坡災害防治的工程措施
1、排除地表水和地下水:滑坡滑動多與地表水或地下水活動有關。因此在滑坡防治中往往要設法排除地表水和地下水,避免地表水滲入滑體,減少地表水對滑坡岩土體的沖蝕和地下水對滑體的浮托,提高滑帶土的抗剪強度和滑坡的整體穩定性。
2、減重與載入:通過削方減載或填方載入方式來改變滑體的力學平衡條件,也可以達到治理滑坡的目的。但這種措施只有在滑坡的抗滑地段載入,主滑地段或牽引地段減重才有效果。
泥石流災害防治的工程措施
1、跨越工程:在泥石流溝上方修築橋梁、涵洞跨越避險工程,使泥石流有排泄通道,又能保證道路的暢通。
2、穿越工程:在泥石流下方修築隧道、明硐和渡槽的穿越工程,使泥石流從上方排泄,下方交通不受影響。這是通過泥石流地區的又一種主要工程形式,對於隧道、明洞和渡槽設計的選擇,總的原則是因地制宜。
3、防護工程:對泥石流地區的橋梁、隧道、路基及重要工程設施修築護坡、擋牆、順壩和丁壩等防護工程,從而抵禦泥石流的沖刷、沖擊、側蝕和淤埋等危害。
4、排導工程:修築導流堤、急流槽、束流堤等排導工程,改善泥石流流勢、增大橋梁等建築物的排泄能力。
5、攔擋工程:修築攔砂壩、固床壩、儲淤場、支擋工程、截洪工程等攔擋工程,控制泥石流的固體物質和雨洪徑流,削弱泥石流的流量、下泄量和能量,以減緩泥石流的沖刷、撞擊和淤埋等危害。
(8)礦山地質災害及預防措施擴展閱讀:
誘發地質災害的因素主要有:
1、採掘礦產資源不規范,預留礦柱少,造成采空坍塌,山體開裂,繼而發生滑坡。
2、開挖邊坡:指修建公路、依山建房等建設中,形成人工高陡邊坡,造成滑坡。
3、山區水庫與渠道滲漏,增加了浸潤和軟化作用導致滑坡泥石流發生。
4、其它破壞土質環境的活動如採石放炮,堆填載入、亂砍亂伐,也是導致發生地質災害的致災作用。