濟南市工程地質
⑴ SPOT數據影像解譯在濟南市新城規劃地質災害危險性評估中的應用
梁鳳英1 田文新2
(1.山東省地礦工程勘察院,濟南250014;2.山東省遙感技術應用協會,濟南250014)
作者簡介:梁鳳英(1967—),女,高級工程師,從事水工環、地質勘查、災害評估、資料庫等工作。
摘要:法國SPOT2.5m 全色波段與10m 多光譜融合數據圖像,影像清晰,層次分明,對自然出露的地形地貌和居民地以及各類工程都有清晰的表現,更重要的是在地質災害調查評估工作中,對分布零散的崩滑流、地面塌陷等地表可觀的地質災害點,SPOT數據圖像顯示出了其不同的影像特徵。根據這些不同的影像特徵,通過計算機處理和MAPGIS合成,就可准確快捷全面地查明區域地質災害的分布,為一些大的工業園區、產業帶、新城鎮等地質災害危險性評估提供依據。本文以濟南市東部產業帶為實例,論述了SPOT數據影像(2001年成像)解譯在地質災害危險性評估中的應用。
關鍵詞:城市規劃;地質災害;SPOT影像
0 引言
遙感是一門新技術新方法,具有居高俯視、視域廣、信息豐富、定位準確等特點,遙感信息中有地理信息系統所需的空間信息和屬性信息,便於遙感與GIS相結合(彭望琭,2002)。特別是SPOT2.5m全色波段與10m多光譜融合數據圖像,可形成1∶1萬數字影像圖,經多功能處理後能清楚地反映出各種地質災害內容,適宜於地質災害調查與評估(Thomas,2003)。在濟南市東部產業帶建設工程地質災害危險性評估工作中,首次利用了該數據圖像對區內的地形地貌、水系分布以及石灰岩採石場(坑)范圍、鐵礦采坑及采空塌陷區范圍和採石崩塌(陡坎)地段等地質環境條件和地質災害的發育分布情況進行了解譯,取得了較好的應用效果。
濟南市東部產業帶位於濟南市東部,距市區約4km左右,規劃總面積約為480km2。規劃建設用地約為120km2,人口規模70萬~90萬人。
產業帶地處丘陵山區的山前地帶,山間平原與山丘相間,總體地形為南高北低,平原區一般標高50~100m,南部山丘標高在200~400m之間。地貌類型屬剝蝕堆積地貌類型,剝蝕殘丘多為渾圓狀,主要有蓮花山、鳳凰山、圍子山等,殘丘間為山間溝谷沖積平原。
濟南東部地區總體上是一個以古生代地層為主體的北傾單斜構造,出露的地層主要為奧陶系石灰岩,西南部漢峪山區有寒武繫上統灰岩出露,其餘大多為第四系鬆散堆積物所覆蓋。
由於區內殘丘出露的奧陶系馬家溝組灰岩多為良好的建築材料,山體開采嚴重,形成眾多的採石場和崩塌隱患點;此外,濟南市東部產業帶郭店鐵礦區內中、小型鐵礦分布較多,開采歷史悠久,區內分布有露天采坑和地下采空區引發的采空塌陷。
1 遙感信息資料圖像處理及地質災害信息提取
1.1 遙感圖像資料
經查詢和遙感資料質量篩選,遙感解譯工作主要採用2001年10月成像的法國SPOT 2.5 m全色波段與10m多光譜數據圖像融合資料。該圖像資料信息豐富,層次分明,基本上可以反映工作區的地形地貌特徵及人類工程活動現狀,其圖像質量可滿足本次地質災害遙感解譯工作的需要。
1.2 遙感資料幾何精度
為滿足地質災害遙感解譯工作精度的要求,遙感圖像幾何校正工作以工作區1∶1萬、1∶2.5萬地形圖為基礎圖件進行地物控制點選取及量測工作,形成與工作區地形圖一一對應的數字影像圖,保證了地質災害遙感解譯工作影像資料的幾何精度。
1.3 地質災害信息提取
為滿足地質災害專題信息提取工作的要求,突出工作區內的石灰岩採石場(坑)、鐵礦采坑及采空塌陷區、採石崩塌地段等地質災害內容,對工作區圖像進行了2.5m全色波段與10m多光譜數據圖像融合處理、比例擴展、直方圖正態化等圖像處理工作,突出了工作區地質災害信息。
1.4 地質災害遙感解譯圖編制方法
對計算機形成的1∶2.5萬數字影像圖輸出到相紙上,採用聚酯薄膜蒙繪解譯及計算機屏幕上互動式解譯的綜合方法,依據遙感解譯標志圈定了工作區地質災害內容。依據影像圖及地形圖上同名地物點進行了幾何校正配准工作,對圖名、圖例及解譯內容進行整飾,形成工作區地質災害遙感解譯圖。
2 地質災害遙感解譯標志識別
關於遙感解譯標志識別詳見《遙感數字圖像處理》(湯國安等,2004)。
2.1 石灰岩採石場(坑)遙感解譯標志
石灰岩採石場(坑)是人類採石活動所致的一種人工地貌,其主要表現為對自然山體地形特徵、植被等地貌景觀的破壞,也是崩塌的發育場所。在遙感影像上不規則的小路延伸到採石場內,原有連續的影像特徵出現異常,影像上出現色調較周圍地物淺、呈不規則斑塊狀影像特徵。新採石場在影像上呈較均勻的淺色調影像特徵。老採石場由於局部有稀疏的草木及碎石堆的影響,反映為淡紫色影像特徵。石灰岩採石坑處在地形相對較低的部位,石灰岩開采後往往因積水或填埋,影像上反映為較深色調特徵(見照片1)。
照片1 石灰岩採石場(坑)影像
2.2 鐵礦采坑及采空塌陷區遙感解譯標志
鐵礦采坑及采空塌陷區是人工采礦所引起的地質災害,塌陷使原有的地表特徵發生變化,形成較周圍低的低窪區,由於潮濕或積水影像上色彩及紋理特徵明顯,反映為紫色調影像特徵(見照片2)。
照片2 鐵礦采坑及采空塌陷區影像
2.3 採石崩塌地段(陡坎)遙感解譯標志
在工作區主要為開採石灰岩後形成的陡坎,由於岩石破碎所形成崩塌。崩塌區在影像上向陽面形成較為清晰的深淺不同的色異常特徵,在陰影面形成寬頻狀深色調異常特徵(見照片3)。
照片3 採石崩塌地段(陡坎)影像
3 地質災害分布特徵
3.1 石灰岩採石場(坑)分布特徵
根據影像特徵,綜合分析石灰岩採石場(坑)主要分布在工作區西部及工作區南部的將山、蓮花山、鳳凰山、圍子山—狼貓山、王嶺山、瓦屋脊北山一帶,多發育在奧陶系石灰岩分布區,僅在港溝鎮南、蓮花山北發育在寒武系石灰岩分布區。少數採石坑分布在西棗園南,彭家莊西一帶。由於岩石出露,影像特徵及野外均易識別。
3.2 鐵礦采坑及采空塌陷區分布特徵
鐵礦采坑及采空塌陷區主要分布在西頓邱-南頓邱一帶,多沿圍子山東坡、丘山北坡岩漿岩與奧陶系石灰岩接觸部位發育,與鐵礦的賦存規律和鐵礦的開采程度相一致,由於采空塌陷後坑內有水或人工填埋後濕度較大,影像特徵明顯,便於野外識別。
3.3 採石崩塌(陡坎)地段分布特徵
採石崩塌主要發育在將山、鳳凰山、蓮花山、圍子山等石灰岩採石場開采規模大的陡坎部位,由於陡坎部位節理裂隙發育、岩石風化破碎較嚴重,從而引發崩塌。
4 結論及建議
從地質災害遙感解譯圖成果資料看,SPOT2.5m全色波段與10m多光譜融合數據圖像對解譯地表出露的如採石崩塌、開挖深坑邊坡穩定性、采空塌陷坑等地質災害分布、規模以及演化等方面有獨特的技術優勢,通過野外驗證工作,其解譯的成果可靠。全區共查明石灰岩採石場30餘處,較大崩塌點18處,深大鐵礦露天采坑4處,地面采空塌陷5處,為濟南市東部產業帶地質災害危險性評估提供了重要的地質災害信息。
但在解譯過程中也發現該數據影像對岩溶發育、引發地面塌陷的鐵礦采空區等埋藏在地下的致災因素顯得無能為力,還需要輔以綜合物探、鑽探等手段,才能更加全面准確地評估區內地質災害的危險性。
參考文獻
彭望琭.2002.遙感概論.北京:高等教育出版社
Thomas,M.Lillesand著,彭望琭譯.2003.遙感與圖像解譯.北京:電子工業出版社
湯國安等編著.2004.遙感數字圖像處理.北京:科學出版社
⑵ 礦山地質災害恢復治理實例———濟南市燕翅山恢復治理示範工程
一、基本情況
燕翅山位於濟南市歷下區姚家鎮姚家村西南,主峰高程188.67m。地理坐標:東經°04ཋ″~117°04ཙ″,北緯36°39ཛ″~36°39ཤ″。燕翅山呈北東—南西向展布,長約650m,寬約430m,佔地面積約0.28km2。工作區交通便利,南接窯頭路和經十東路,北有解放東路,東有漿水泉路,西連二環東路。
地質災害的主要類型為鐵礦采空塌陷形成的山體裂縫,在山體上總體呈線狀分布,Ⅰ#主裂縫貫通整個山體(照片9-1)。山體裂縫的成因為外營力作用———礦山采空區塌陷形成,主要運動形式以垂直升降形式為主,兼具水平拉張形式。
照片9-1 燕翅山遠眺(治理前)
燕翅山鐵礦開采始於1956年,由生建鐵礦投入百餘人進行開采,後逐步轉為地下開采,1957~1960年間另有其他單位參與地表開采,後歷經了多次轉包,開采方式和層位錯亂,礦井(洞)分布無規律,1996年因礦坑發生突水而關閉。因開采過程中剝離地表岩土體,造成高陡的邊坡坡體臨空面,隨著開采面的不斷推進,臨空面越來越大,進入坑道開采後,隨著采空區的不斷增大,造成區域應力場的改變,岩體失去下部支撐卸荷失穩發生變形,從而導致了燕翅山山體開裂,產生16條裂縫,其中主裂縫3條,編號為Ⅰ#,Ⅱ#,Ⅲ#,次級裂縫13條,編號為L1,L2……L13。次級裂縫的走向、規模及空間分布等受到主裂縫的控制。受裂縫切割影響,山體局部出現坍塌。目前山體北側陡崖臨空面高度16~85m。
1998年山體Ⅰ#主裂縫的最大垂直落距為1.00m,裂縫最大寬度為0.8m,到2003年7月裂縫最大落距為1.50m,裂縫最大寬度為2.10m。自1996年到2003年7月間為山體裂縫的發展期,裂縫在水平位移和垂直位移兩方面都發生了較大的變化(照片9-2,照片9-3)。
照片9-2 裂縫局部
照片9-3 裂縫掩蓋地段
二、穩定性及危害
該山體裂縫共經歷了孕育期、發展期和基本穩定期。自燕翅山鐵礦開採到1996年鐵礦閉坑關閉前後為山體裂縫的孕育期,期間采空區上方的岩體發生卸荷失穩,沿山體原有的節理裂隙逐漸形成山體裂縫,期間裂縫的規模較小,反映在地表為斷續出現的裂縫,水平和垂直距離基本沒有發生變化。1996年前後到2003年為山體裂縫的發展期,期間地裂縫逐漸形成,該期間山體裂縫規模發展迅速,裂縫的長度、寬度及垂直落距等迅速擴大,期末裂縫的垂直落距達到120cm,水平寬度最大達210cm。
燕翅山位於濟南市東部人口密集區,周邊有濟南市城市建設管理局、濟南市警官學校、山東省高檢院、中鐵十四局等政府機關和企事業單位,建有辦公樓和宿舍區,另外還有當地的小學、幼兒園和住宅區,通過調查,在燕翅山周圍受地質災害威脅較大的住宅樓共有16棟,民房561間,學校3所,幼兒園1所,涉及人員3130人。
燕翅山山體裂縫雖然目前活動性微弱,短期內處於基本穩定狀態,但是應該考慮到山體裂縫發展的基本特徵,即它的發展具有不可逆性,穩定只是相對的,一遇到誘發的條件就會發生移動,且發展速度較快,短時間內造成較大的破壞。考慮到燕翅山山體裂縫發生發展的地質背景和地質環境條件,裂縫的發展破壞可能引發的次生地質災害很多,如果地裂縫遭遇誘發因素造成實質性發展,有可能誘發山體滑坡等次生地質災害,多種災害一起發作,後果不堪設想。
三、綜合治理
(一)治理目標原則
1.治理目標
通過合理的工程治理措施,消除Ⅰ#主裂縫對遊人的威脅,恢復燕翅山山體地貌景觀,美化燕翅山山體的不良視覺效果,提升燕翅山整體形象。
2.治理原則
安全性原則:首先要保證燕翅山山體的整體穩定,不能在消除現存地質災害隱患的同時形成新的災害隱患;其次為施工安全,施工過程中盡量採用對山體穩定有利或對山體穩定無影響的施工措施,防止造成山體失穩或產生崩塌落石等,施工人員安全防護措施要到位,防止發生施工安全事故。
環境保護原則:本次治理工程必須確保工程竣工後治理區與周邊環境的協調一致,與燕翅山的整體景觀效果達到渾然一體、自然天成的效果,施工中必須注意對山體現有地貌和地質環境的保護,嚴禁在山上就地取材,亂挖亂掘,保護地貌景觀,同時在竣工後做到工完場清,將各種施工用材料、設備設施及施工垃圾清理干凈。
自然恢復原則:治理工程結束後要達到生態環境自然恢復的效果,節省治理和養護費用。在植被選育過程中優選生命力強的植物物種,依靠自然條件獨立生存,良性發展。
(二)施工規范及規程
1.規范、標准依據
1)《建築地基基礎設計規范》(GB50007—2002);
2)《建築地基處理技術規范》(JGJ79—2002);
3)《建築地基基礎工程施工質量驗收規范》(GB50202—2002);
4)《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204—2002);
5)《砌體工程施工質量驗收規范》(GB50203—2002);
6)《建築邊坡工程技術規范》(GB50330—2002);
7)《建築施工高處作業安全技術規范》(JGJ80—91);
8)《建設工程施工現場供用電安全規范》(GB50194—93);
9)《地質災害防治條例》(2004年3月);
10)《山東省地質環境保護條例》(2003年3月)。
2.地質依據
1)《濟南市燕翅山礦山地質環境治理規劃方案》(山東省地質環境監測總站,2005年8月);
2)《濟南市燕翅山礦山地質環境治理Ⅰ#主裂縫治理工程施工方案》(山東省地礦工程集團有限公司,2007年7月)。
(三)治理工程方法及施工技術要點
本工程根據山體裂縫發育特徵和施工場地的條件,主要採用了危岩體卸載、地裂縫回填、坡面截排水、造景綠化工程,以及工程養護維護等方法。其技術要求如下:
1.危岩體卸載
工程開工前根據現場踏勘確定裂縫施工區域內的危險岩石塊體,主要分布於裂縫的兩側和裂縫內部,針對不同的情況採取相應的施工措施分別對其進行了清除或加固,位於裂縫邊緣和裂縫內的危險岩石變形體採取鐵錘擊碎和撬動的方式,處理於裂縫內部,裂縫周邊的聳立或孤立的較大單體活動岩石採取鐵錘擊碎的方法,將其填入裂縫內部,防止對遊人造成傷害,消除對遊人的潛在安全威脅。清除危險岩石塊體約50m3。
2.坡面截排水
地裂縫西部位於地表徑流匯集區,強降雨過程中形成的地表徑流沿坡面進入裂縫內部,客觀上降低地裂縫的裂隙剩餘黏結強度,促進了地裂縫的發展。施工中採用坡面堆積的塊石等在Ⅰ#主裂縫的上方沿垂直地表徑流方向壘砌了簡易擋牆,阻擋地表徑流沿坡面向地裂縫的流動,改變地表徑流的方向,使地表徑流沿山脊向下流動,防止惡劣天氣條件下大量地表徑流進入地裂縫,對其穩定性產生不良的影響。該擋牆在施工中發揮了極大作用,經歷了「7·18」暴雨的洗禮,經雨後檢查,地面徑流對裂縫充填材料未產生影響,確實改變了地表徑流的流向,有效保護了裂縫填充體材料。
3.地裂縫回填
為保證施工效率,降低工程施工中的安全風險,採用以機械為主、人工輔助為輔的方式對地裂縫進行填充施工。施工人員按照設計要求將各種原材料拌制好後,採用大型鏟車將材料運到材料運輸設備的起點站,然後通過材料運輸設備將材料送到山體裂縫的上部,材料通過導料槽,採用人工輔助方式使材料沿導料槽進入一區裂縫內部,填充材料在自重作用下落入裂縫內,靠材料自由落體的擊打作用使材料密實。在二區施工前,首先建設了坡上材料中轉設備及中轉軌道,材料中轉軌道基本沿裂縫走向鋪設,填充材料經材料運輸設備運輸到一區裂縫的上方進行中轉,然後沿二區的裂縫走向進行充填施工,材料通過導料槽直接進入裂縫內部。施工三區裂縫區段的坡度大,無法鋪設軌道,採用將導料槽加長的方法對裂縫進行充填施工。填充材料頂面高度以距離裂縫下盤70cm時為止。施工過程中嚴格執行規范和設計要求,遵章作業,保證了工程施工的順利進行。
4.混凝土工程
在地裂縫的FG段,因為該段裂縫寬度、深度均較大,為保證工程施工質量,在工程施工前與監理單位協商確定,採用裂縫底部和中部鋪設鋼筋網,並分別澆注混凝土對裂縫填充材料進行加固。
5.造景綠化工程
按照治理方案要求,首先在填充材料頂部覆蓋約20cm厚的紅粘土蓋板,作為隔水底板,其作用一是防止地表水進入裂縫內部,對裂縫的穩定產生不良影響;二是涵養上部耕植土層,促進上部植物的生長。在粘土蓋板的頂部鋪設50cm厚的耕植土(客土),作為綠化用土層。綠化造景工程採用多角度立體化方式進行,首先在回填的耕植土表面撒播高羊茅草種進行地面綠化,其次在裂縫施工區域不定間隔種植連翹和紫荊等攀爬植物對裂縫進行覆蓋,對裂縫區域進行遮擋,對裂縫施工區域進行多層次多角度立體化的綠化,以期達到最佳的施工效果。
6.養護維護
工程施工過程中及工程施工完畢後,對裂縫區域的植被及其他工程均安排專人負責養護維護,及時對植被採用草簾子進行覆蓋,澆水,保證植被的成活率。及時確定工程竣工後的專職養護維護人員,並與其簽訂工程養護維護目標合同,確保在工程竣工後2年內治理工程得到有效的養護維護。
(四)施工工藝流程及施工工序
1.施工工藝流程
本工程施工工藝流程為現場踏勘、工程施工准備、工程開工、危岩體卸載、坡面截排水、裂縫充填、混凝土工程、造景綠化工程、養護維護及竣工清理等(圖9-7)。
2.施工工序
(1)現場踏勘
組織技術人員和工程施工管理人員登上燕翅山,對山體裂縫施工現場進行現場踏勘,核對工程所有資料,掌握工程實際情況,現場分析制定施工方案,確定主要施工管理人員。經對現場情況認真分析,根據裂縫不同區段的走向、坡度、裂縫規模等現場條件,確定對裂縫進行分區施工,降低施工難度,提高施工效率。AB、BC為施工一區,CD、DE、EF段為施工二區,FG、GH段為施工三區。具體見施工分區圖9-8。
圖9-7 工程施工工藝流程圖
圖9-8 施工分區圖
(2)工程施工准備
根據現場踏勘和分區情況,組織該項目施工和管理人員深入到工程施工現場,對現場環境和施工條件進行考察分析,研究確定工程施工措施,以及投入到設備、機具、材料、工程的材料運輸路線、工程材料的堆放位置、轉運路線等,並對所用的材料進行詳細的對比考察。
場地清理:首先對材料堆放場地進行清理整修,確保場地滿足施工要求,及時對材料轉運路線進行拓寬整修,確保該路線的安全暢通,保證工程施工材料的及時、安全運輸;其次積極與當地村委和居民協商,取得他們的支持,在現場附近租賃民房約50m2和臨時用水電等;第三,設立了工程施工現場指揮部,及時指導和解決工程施工過程中遇到的困難和問題。
材料運輸設備製作安裝:為了提高施工效率,考慮到施工現場位於坡度較陡、高度較高的山腰部位,運輸難度大,是本次治理工程的關鍵點。因此,本次工程施工的材料、機械設備以及廢料的清除等採取了「梯級軌道工程」(照片9-4)運輸為主、人工輔助方式相結合的方式。其具體做法為:工程材料堆放在燕翅山西坡南側,採用ZL—50型鏟車對材料進行轉運,轉運路線沿原毛石路進行。在山體西坡中間位置,安置材料運輸軌道的起點站,現場放置發電機等動力設備以及動力控制設備。軌道自該起點基本沿山脊向山頂鋪設,軌道支撐採用建築工程架管搭建,軌道鋪設過程嚴格按照建築工程施工及有關規范進行,保證軌道的安全、合格及暢通。
照片9-4 材料運輸軌道
照片9-5 材料中轉
材料運輸軌道分為2段,1段為上料軌道,2段為中轉軌道,施工材料在山坡頂部進行中轉,方便二區和三區的施工。中轉軌道距離山底的距離約為80m,基本沿裂縫的走向鋪設,位於施工二區范圍內。
安全防護設施:施工過程中為防止發生落石、施工人員滑落及材料運輸設備、機械的滑落,施工前沿裂縫走向方向安裝防護網,採用建築架管搭建安全護欄,並懸掛安全立網,在材料運輸路線的下方安裝防護欄和防護網,在軌道式絞車的側上方設置防滑落裝置,防止絞車滑落到坡下造成安全事故。施工現場及周圍安放安全警示牌,勸誡燕翅山周圍居民登山,提示登山人注意安全。組織人員沿裂縫下方搭建安全防護欄,架設安全網,防止施工過程中填充料滾落和施工人員滑落,保證工程施工安全。沿材料運輸路線下方安裝防護欄(網),防止在運料過程中發生人員滑落事故。
工程施工准備工作完成後,立即將所有工程准備材料報送監理單位並向監理單位匯報工程准備情況,監理單位經過現場檢查後同意工程開工。
(3)施工工序
危岩體卸載:根據現場踏勘情況,現場施工技術人員圈定了裂縫及其周邊區域的危險岩石塊體,並確定了處理方案。對裂縫內部的危岩體進行鑿落處理,對裂縫兩側的危岩體進行擊碎回填入裂縫或加固處理,共處理危岩體十餘處,保證了下步施工工序的安全,消除了對遊人的潛在威脅。
坡面截排水:地裂縫治理施工區域位於燕翅山西北坡,處於山體地表徑流匯集區,施工期間恰好處於汛期,降雨等可能導致坡面形成地表徑流,對裂縫治理工程的施工和裂縫填充材料的穩定形成潛在的威脅。故現場施工人員在施工期間利用山體表面的塊石等材料沿裂縫上部走向方向修建了攔水截水擋牆,長度大約35m,高度約30cm,用以改變地表徑流的流動方向,阻擋地表徑流向地裂縫方向的匯集,阻止地表水流向裂縫,對工程施工和裂縫的穩定造成不良影響,裂縫施工完成後對其予以拆除,恢復原始地貌。
山體裂縫回填:按照治理方案技術要求和施工方案的要求,對地裂縫進行回填處理,回填材料採用級配塊石碎石料。材料通過運輸軌道採用絞車運輸(照片9-5),並通過導料槽自由落體進入地裂縫內部,材料靠自重作用密實。
混凝土工程:是本次工程施工的關鍵工序。其核心是保證裂縫的連接強度。本工程中的混凝土工程主要在FG段裂縫施工過程中,該段裂縫寬度、深度均較大,最大寬度約2.10m,裂縫最大深度約12.10m。為保證工程施工質量,消除Ⅰ#主裂縫對遊人的潛在威脅,經和監理單位協商,決定在該裂縫的底部和中部鋪設2層鋼筋混凝土層,加強裂縫填充材料的結構強度,兩層混凝土中分別鋪設16@250×250鋼筋網片。混凝土層的厚度為50cm,標號C25。
施工中首先對該段裂縫的底部進行初步的填充,填充高度約1.0m,將填充材料的頂面修平整,准備工作完成後對裂縫寬度、深度等進行測量,根據測量結果確定鋼筋籠的規格,經現場協商,決定將鋼筋籠做成等腰梯形,將加工好的鋼筋籠放入裂縫內填充材料頂部,鋼筋籠底部距離材料頂面距離約10cm,將梯形較短的底邊朝下放置,以利於鋼筋混凝土層的穩定。鋼筋籠主筋採用7~918@250~400,環筋採用8.5@250。鋼筋籠放置穩定後,檢查其與裂縫兩側的距離和距填充材料頂面的距離,保證其滿足施工規范的要求,確保鋼筋保護層的厚度滿足施工要求。混凝土採用現澆C25混凝土,混凝土在山下攪拌均勻,通過材料運輸軌道運至施工部位,沿導料槽進入裂縫內部,澆築過程中採用振動棒進行振搗密實。鋼筋混凝土不小於60cm。具體見混凝土工程施工剖面示意圖(圖9-9)。
圖9-9 混凝土工程施工剖面示意圖
造景綠化工程:是本次工程施工的重點工序。其核心是保證覆土層與岩體穩固結合,防止造成新的水土流失,施工的要點和關鍵是保證紅粘土與裂縫兩壁緊密接觸,採用的施工工藝是「圖釘床固土工藝」,具體做法為:
按照設計要求,在裂縫填充材料的頂部鋪設紅粘土蓋板,厚度20cm,選用山前殘積成因的紅粘土,施工中嚴格按照技術要求進行施工,紅粘土與裂縫兩壁緊密接觸,並採用人工夯實。在粘土蓋板的上部鋪設耕植土層,用於地裂縫治理區域的綠化涵養。耕植土層厚度為50cm,採用熟土,施工中採用人工方式對耕植土層進行夯實處理,為了夯實措施不對地裂縫的穩定產生影響,採用16磅鐵錘進行夯實處理(照片9-6,照片9-7)。
照片9-6 耕植土充填施工
照片9-7 人工夯實
為了最大限度地恢復燕翅山地貌景觀,工程技術人員經多次討論,確定了多角度、立體化的造景綠化方案:首先在耕植土表面撒播高羊茅草種,該草耐寒、耐乾旱能力強,野外能夠獨立生存成長,對地表進行表層的綠化;其次在裂縫治理區域不定間隔栽種紫荊和連翹等植物,對裂縫垂直裂面進行遮擋,以期達到最佳的視覺效果。
為保證地表回填土層不隨地表徑流或大氣降水流失,在裂縫FG段地表耕植土中埋設釘床(照片9-8),對地表土層進行固定。該段裂縫坡度大,寬度和裂縫深度均較其他部位大,為保證裂縫在該段的施工質量,防止地表土層隨地表徑流流失,在FG段埋設釘床,釘床寬度50cm,長度為250cm,釘長約20cm。釘床固定地表植被的原理是地表植被的根系深入地下後與釘床聯結成一體,有效增大地表植被的地表附著力,防止因坡度過大造成地表植被的整體滑移。
養護維護:施工中採取分區分段施工,及時確定綠化工程養護人員,對綠化地段進行養護維護,地表綠化草種撒播後採用草簾子進行覆蓋保護(照片9-9),及時澆水養護。與現場養護人員簽訂協議,負責在工程竣工後2年內定期對地裂縫施工區域進行養護維護。
照片9-8 釘床圖片
照片9-9 地表綠化
竣工清理:工程竣工後及時對施工現場進行地毯式清理,務必將各種施工機具和施工垃圾清理干凈,及時清理出現場並妥善處理,做到工完場清。及時將因施工破壞的植被進行恢復,保護環境。
四、治理效果
1)危岩體卸載:根據現場踏勘情況,確定裂縫兩側危險岩石塊體的位置、規模等,並及時採取措施將其卸載或採取措施進行加固,裂縫周邊區域施工完畢後無對遊人造成潛在威脅的危岩體存在。
2)坡面截排水:坡面截排水擋牆在施工過程中發揮了作用,7月18日的大暴雨未對裂縫產生不利影響,裂縫內的綠化植被保存完好,擋牆有效阻擋了地表徑流,阻止了大部分地表徑流進入裂縫內部對裂縫及填充材料的穩定造成破壞。治理工程施工完畢後對其進行了拆除處理,最大限度保護礦山地質環境。
3)裂縫回填:嚴格按照設計要求和施工方案的要求進行施工,裂縫內填充材料密實,沉降變形很小,經歷了7月18日大暴雨的洗禮,未產生沉降變形。同時在裂縫FG段裂縫內增加了鋼筋混凝土層,增強了裂縫填充材料的整體結構強度,保證了工程施工的質量。
4)造景綠化:粘土蓋板施工和耕植土回填施工嚴格按照設計要求進行,紅粘土與裂縫兩側緊密接觸,能夠有效發揮阻水作用。耕植土層採用熟土,利於綠化植被的栽種和成活。兩者在施工中均採用人工夯實,厚度符合設計要求,施工質量良好。
綠化造景工程採用多角度、立體化方式,地表種植耐寒、耐乾旱的高羊茅草種綠化,輔以連翹、紫荊等攀爬類植物,最大限度地恢復了燕翅山的地質地貌景觀,能夠保證其達到良好的視覺效果。
具體治理效果見治理後模擬效果照片9-10。
照片9-10 治理後西側模擬效果圖
⑶ 山東省及周邊 好的地質勘察單位有哪些
如果學的是水工環的話,山東省第一、三地質礦產勘查院還不錯,分別在濟南、煙台!
⑷ 濟南工勘岩土工程有限公司怎麼樣
濟南工勘岩土工程有限公司是2008-03-07注冊成立的有限責任公司(自然人投資或控股回),注冊地址位於濟南答市天橋區無影山中路121號天福苑富華居6-601室。
濟南工勘岩土工程有限公司的統一社會信用代碼/注冊號是913701056722579179,企業法人黃湛迪,目前企業處於開業狀態。
濟南工勘岩土工程有限公司的經營范圍是:工程地質與岩土工程勘察;岩土工程設計及施工;樁基施工;岩土工程治理;工程鑽探、鑿井及工程降水;基坑工程;岩土工程檢測及鑒定(以上憑資質證經營)。(依法須經批準的項目,經相關部門批准後方可開展經營活動)。
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⑸ 濟南地下水環境保護研究
高明志1 尚宇寧1 高明玲2 甄學貞1 趙忠義1
(1.山東省地礦工程勘察院,濟南250014;2.山東省第六地質礦產勘查院,煙台265400)
作者簡介:高明志(1955—),男,高級工程師,現從事環境地質、水文地質、工程地質調查研究工作。
摘要:濟南岩溶地下水是濟南市主要供水水源之一。 地下水資源因具有多年調節作用、可持續開發利用、不易受污染等優越性,歷來是人們生活和工業生產供水的首選水源。地下水環境直接制約著社會經濟發展和城市、工農業建設。要保護濟南地下水環境,各部門必須統一協調、共同努力,採取相應措施,使珍貴的地下水資源得到合理開發利用。
關鍵詞:濟南;地下水環境;保護研究
0 引言
當今世界,由於水資源有限且分布不均,再加上人口激增需水量大增,遭受污染使可用水源大減,許多國家,特別是在發展中國家,已出現水資源危機。據專家預測,全面的水資源危機將威脅全球。如果說能源危機會使電燈熄滅,那麼水源危機則會使生命之火熄滅。在發展中國家80%的疾病是飲水不潔造成的。
我國就是一個貧水國家。目前,全國已有2/3的河段和許多地下水受到污染,許多城鎮水源地水質不符合飲用水標准,嚴重威脅著人體健康。因此,在我國保護水資源、合理用水、分質供水和節約用水已成為全國人民的當務之急而擺在濟南人民面前的則是保泉供水。濟南單提保泉或單提供水都易解決,二者相提並論卻要費些心機。濟南譽稱「泉城」,若無泉水,「泉城」便名不符實,將會給濟南社會經濟發展和生態環境發展造成十分不利的影響。
地下水是濟南市的主要供水水源之一,地下水開發利用占水資源實際開發利用的80%以上。地下水資源因其具有多年調節作用、可持續開發利用、不易受污染等優越性,歷來是人們生活和工業供水的首選水源。地下水環境的優劣直接影響著社會經濟的發展和城市、工農業建設。
隨著改革步伐的加快,人民生活水平也有較大的提高,生活水平主要體現在衣、食、住、行上,首先體現在食上。而飲用水是「食」的最重要組成,飲用水水質直接影響人民生活水平。居住在泉城,若僅能眼觀泉水流淌,而喝口感極差的黃河水,怎能讓泉城人心甘!泉城人們十分渴望喝上優質的泉水和與其同源補給的岩溶地下水。濟南泉水來源於岩溶地下水的天然排泄,要保泉、要喝地下水,就必須對泉域地下水環境加以保護。濟南要保護地下水資源,必須多部門合作,保護地下水環境,合理開發利用地下水資源,保住泉水名勝,利用泉水這塊金招牌為經濟可持續發展創造良好環境,造福子孫後代。
1 濟南地下水環境現狀
濟南在20世紀50年代末期,人口少、工礦企業規模小,經濟欠發達,地下水開采量小。南部山區自然環境較好,泉水補給徑流區無「三廢」排放,地下水處於天然狀態,無任何污染。隨著濟南的發展,特別是80年代以來,經濟發展速度加快,南部山區未注意保護,管理鬆散,「三廢」排放量逐年增加,致使濟南地下水補給量在逐年減小,水質在逐年變差。
1.1 西郊地下水水質現狀
表1為西郊地下水水質監測統計表。
表1 西郊地下水水質監測統計表(單位:mg/L)
從表中可以看出,各組分含量在逐年增高,45年時間Cl-增長1.47 倍,
1.2 市區岩溶水水質現狀
表2為趵突泉水質監測統計表。從表中可以看出,自1958年以來,趵突泉泉水的礦化度及總硬度總體呈緩慢上升趨勢,1958~2004年46年間,總硬度增長0.48 倍,礦化度增長0.66倍。
表2 趵突泉水質監測統計表(單位:mg/L)
1.3 東郊工業開采區岩溶水水質現狀
東郊工業開采區水質監測統計見表3。
由表3看出,1958~2004年,東部地區地下水中5項常規組分總體上升趨勢明顯,46年間Cl-增加了4.3倍,
表3 東郊工業開采區水質監測統計表(單位:mg/L)
濟南地下水水質主要取決於南部山區地質環境的優劣,即補給區水質優劣。據監測,雙龍庄一帶,受九曲垃圾場污染影響,已屬重度污染區,如
2 地下水環境保護措施與建議
2.1 地下水環境保護措施
濟南南部山區是地下水的補給區,為盡量降低城市建設所造成的地下水補給量減少,必須採取以下措施。
2.1.1 減少地面硬化率,增加透水面積
要減少因開發建設對降水入滲量的影響,首先必須減少地面硬化率(建築物及道路佔用面積),增加綠地及透水地面面積,以增加降雨對地下水入滲補給量。
2.1.2 綠化荒山,適地植樹造林,涵養水源
要因地制宜,適地種樹,特別是要注重優良鄉土樹種的開發利用,綠化荒山植樹造林,擴大綠化面積,減少地表徑流,並使之轉化為土壤水和地下水,起到蓄存降水補充地下水的作用。據有關資料介紹,一畝林地可比一畝裸露地多蓄水20m3,有林地的地表水滲透率可達200mm/h,自然草地和人工草地的滲透率分別可達143.0mm/h和107.3mm/h,草地和裸地對涵養降水相差較大。據山東省地礦工程勘察院2002年滲水試驗資料,同樣條件下,草地比裸地多吸納74.5%的降水。可見,綠化荒山對涵養地下水的作用之大。降雨入滲除受地形坡度影響外,還取決於綠化形式、降雨強度、土層結構、濕度和飽和度等因素,草地吸收的降水量雖然不可能全部轉化為岩溶地下水,但據有關研究資料,人工草地的滲透率可達107.3mm/h,野外滲水試驗知土層飽氣帶滲透系數為1.73~6.34m/d,因而可以認定草地涵養水量有較大一部分可下滲補給地下水。為此,建議在擴大綠化面積的同時,在草地上增加灌木叢和樹木,構成立體綠化,增強吸納降水的能力。
在建築物之間和道路兩側綠化。綠地應低於路面0.3m左右,使建築積水和路面積水能順暢地匯入綠地內,以便綠地充分吸納雨水,減少雨水自然流失。在有條件時,建築物也應種植攀伏植物,進行立體綠化,既美化環境,又可滯留降水,涵養地下水。
南部山區多為石灰岩分布區,根據自然條件及適應能力,適以側柏林為主要水源涵養林。有關部門應加大力度,採取與地方雙受益的措施與相應政策,利用豐水年有利時機加快綠化荒山速度,並對玉符河、北沙河等山區河流兩岸統一綠化。增加森林涵水量,促使加大轉化為地下水補給量。
2.1.3 攔蓄地表水,增大補給量
在南部山區岩溶水直接補給區內(石灰岩分布區),地表溝谷發育。溝谷僅在大雨時有流,除部分排出區外,余皆滲漏補給岩溶水,雨後多形成干谷。因而可在地形有利位置,如在溝谷修建滾水壩等簡易攔蓄工程,攔蓄雨季地表水,使之滲漏補給地下水。
2.1.4 加強水土保持,制止濫采濫挖
據初步調查,南部山區採石場近百處,大量的開山採石不僅毀壞山體和自然地形、地貌景觀,使之千瘡百孔、殘破不全,還破壞了樹林植被,使石灰岩裸露的山區本就很低的森林覆蓋率進一步降低,加大水土流失,改變和破壞了地下水入滲條件,直接影響岩溶水的補給。採石、燒灰污染空氣,亂堆、亂棄石碴,遇暴雨易發生河道堵塞、庫塘淤積,甚至引發山石崩塌、渣石流、滑坡等地質災害,給人民生命財產造成損失。
燒制磚瓦大量取土,使南部山區本不豐富的土壤資源遭到破壞。大面積取土使有些地區土壤已挖盡出露岩石,不僅失去降水滲透涵養水源功能,連農作物及植被的生長機制也被破壞,導致水土流失加劇。因此,南部山區必須綜合治理,嚴格制止盲目亂采亂挖、惡化生態環境的無政府狀態。按照有關法規條例,有關部門應統一協調,採取有效措施,嚴格管理。
2.2 保護地下水環境質量措施與建議
濟南南部山區是濟南泉水的補給區,保護好南部山區的地下水不受污染,也就保證了濟南泉水的水質。為此提出以下保護地下水環境質量的幾點措施與建議。
2.2.1 嚴格控制城市向南部擴展
濟南南部山區風景秀麗,氣候宜人,近幾年發展較快,人口劇增,相應增加了多種人類活動,使該地區的廢氣廢水及固體廢物排放逐年增大,增加了污染源,對濟南市區造成不良影響,因此應嚴格控制城市向南擴展。
2.2.2 南部山區應嚴禁堆放垃圾
近年來南部山區管理無序,各自為政、自顧眼前利益,建有九曲、大澗西、展村等多個垃圾場。現山區垃圾堆放相當嚴重,目前仍有禁不止。眾所周知,垃圾是該區的重要污染源之一,建議有關部門協調好,進行統一管理,嚴禁新的垃圾堆放。
2.2.3 對已有垃圾應處理,並加強監測工作
垃圾對地下水的污染是一個較為復雜的過程,其過程是逐漸緩變不易察覺的。南部山區垃圾堆放量大,一時難以清除,有關部門應盡快制定垃圾處理方案,依據不同情況分別處理,以免使地下水受污染范圍和程度進一步擴大和加劇。同時,應建立地下水長期監測系統,掌握其水質動態變化規律,進一步查明污染源和污染途徑,為保護和治理地下水不受污染提供科學依據。
2.2.4 對南部山區應統一規劃,保護好生態環境
對濟南南部山區,市政府應統一規劃,區、鎮的規劃必須服從全市的統一規劃。必須以保護好生態環境為前提,對污水和垃圾應制定統一處理方案,避免任意排放;對原有的污染源應盡快提出有效的治理方案。
2.2.5 污水管道式排放,經處理達標後再回收利用
現泉域內溝谷多為平時排放污水、雨季雨水污水同時排放,如大辛河、窯頭大溝、羊頭峪東溝、羊頭峪西溝、興濟河、臘山河、玉符河都是如此。因河流下伏地層即是奧灰岩溶含水層,其上覆第四系厚度一般小於20m,其對地下水影響可想而知。
有些河谷岩溶地層裸露,如羊頭峪東溝、羊頭峪西溝,匯集的污水在岩溶地層上長流不斷,污水下滲污染地下水是不可避免的。現在市政府已對玉綉河整修完成,是一個好的先例。市區污水皆應盡快實施管道排放,經污水處理廠處理後回收利用。原有溝谷河道可實行逐級修建一些攔水壩,攔蓄延緩或減少山洪匯入市區,變害為益,既可增加地下水補給,又減輕市區防洪壓力;溝谷匯集的雨水可作為擬建的北湖水源的補給源之一,其水質綜合評估應優於黃河水,應統籌規劃,盡快實施。
2.2.6 應嚴防護城河污水下滲污染地下水
濟南市泉城廣場飼養鴿子,是廣場一大景觀,吸引了眾多遊客。但應注意的是,目前鴿子糞便處理不當,僅僅是用水沖刷,污水沖入護城河內。在豐水年(或豐水期)泉水出流時,河水受影響較小,但在枯水年(或枯水期)泉水斷流時,春夏季節氣溫較高,鴿子排泄物沖入護城河內,加之污水排入,使水中富營養化,化學耗氧量高。冬季因河水礦化度高,該河段也不結冰。由於水質問題,2001年春季,護城河曾出現魚類大批死亡現象。
眾所周知,泉水是在水頭壓力下上涌成泉;反之,地下水頭降低,當低於護城河河水位時,被污染的河水便會沿地下水源上涌通道,下滲而污染地下水。據2003年春監測,有近104m3/d的污水排入南護城河。現南護城河建有攔水閘,在泉水復涌時攔水造景尚可,當泉水停涌、河中皆是污水時,就不應再攔,攔污水既污染地下水,又造成空氣污染,每逢夏日臭氣熏天,臭不可聞;應提閘排出污水,待泉水復涌再關閘蓄水為妥。
3 結語
水資源是制約一個地區可持續發展的主要因素,而地下水資源以其無可比擬的優越性受到人們的鍾愛。地下水環境優劣取決於整個自然環境的優劣。為保護濟南地下水環境,為保泉供水,各部門必須在市政府統一領導下,既步調一致,又各負其責的做好工作,使珍貴的優質地下水資源得到合理開發利用,造福子孫後代。
⑹ 山東濟南有幾個地礦工程勘察院
我知道的就一個 濟南市經十東路和二環東路交叉口(燕山立交橋)東200米路南
至於施工隊嗎 不好意思,我也不清楚
⑺ 淺論環境地質條件對濟南市東部產業帶建設的影響與防治對策
趙書泉1,2梁鳳英3佟光玉3
(1中國科學院東北地理與農業生態研究所,北京,101159;2山東省地礦局,濟南,250014;3山東省地礦工程勘察院,濟南,250014)
摘要濟南市東部地區地形地貌較簡單,地層岩性、岩相變化不大,地質構造復雜程度一般,水文地質條件與岩土體工程地質性能良好,因而,其環境地質條件對產業帶的規劃建設是適合的,但區內鐵礦開采、道路建設、房地產開發等人類工程活動劇烈,潛在並誘發了諸如采空塌陷、地裂縫、崩塌等地質災害,從而對產業帶的規劃建設造成危害。因此,一些重要的建設項目應盡量避開地質災害危險性大區。
關鍵詞地質環境地質災害產業帶濟南市
前言
濟南市東部產業帶地處主城區東側,在以濟鋼為代表的傳統工業區和高新技術產業開發區兩個片區的基礎上,擬規劃發展形成全國重要的軟體產業基地、環渤海灣地區的高新技術產業和高附加值製造業走廊以及山東省的新型工業化基地、技術創新基地和高科技成果產業化基地。規劃建設用地約120km2,人口規模70萬~90萬人。
1地質環境條件概述
1.1地形地貌
產業帶地處丘陵山區的山前地帶,地貌類型較簡單,屬剝蝕堆積地貌類型。區內開闊平原與山丘相間,山丘多為渾圓的饅頭狀,主要有圍子山—丘山—玉皇山(海拔高程250~310m)、鳳凰山(海拔高程218m)等,山坡坡度一般為10°~30°。山體植被較好,主要為耐旱常青的松柏以及矮小的灌木。
1.2氣象、水文
濟南市地處暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候區,據1952年~2000年降水資料,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,降水量佔全年降雨量的73%。日最大暴雨量334mm(1987年8月26日)。
本區屬於小清河水系,流經該區的河流主要有港溝河、巨野河等,屬季節性河流,僅在汛期大雨時排泄山洪短時有水流,雨後隨之乾涸。
1.3地質與礦產地質概況
濟南東部地區總體上是一個以古生代地層為主體的向北傾斜的單斜構造。區內出露的地層主要為奧陶系碳酸鹽岩夾碎屑岩,新生界第四系鬆散堆積物廣泛分布在山前及溝谷地帶,厚度由南向北逐漸增大,在頓丘一帶出露燕山期輝長岩。
該區奧陶系岩層比較完整,岩溶主要順層發育,地表可見一些溶溝、溶槽、溶隙以及蜂窩狀溶孔等,一般沒有較大的溶洞等。鑽孔資料顯示,地下岩溶形態主要為一些垂向溶隙,局部有小溶孔、洞,直徑可達數厘米。
第四系主要分布在山前平原、山間谷地和山麓坡地上,岩性主要為雜色粘土及紅色、紫紅色砂質、粉質粘土夾礫石,其厚度變化較大,總體趨勢是從南部的山區的山間谷地和山麓坡地向北部平原逐漸加厚。
區內發育北西向的斷裂,如港溝斷裂、孫村斷裂、東梧斷裂等,該斷裂主要發育在古生界地層內,其中東梧斷裂是一條區域性大斷裂,一般被認為是濟南泉域的東邊界。
該區的主要礦種為鐵礦,其成因類型屬於夕卡岩接觸交代型鐵礦床。礦區內構造簡單,主要控礦構造為燕山中期偏基性的閃長岩侵入使中奧陶系灰岩拱起而形成的短軸背斜;成礦母岩為輝石閃長岩、正長閃長岩等,這些岩石也是攜帶礦液上升的載體;圍岩為奧陶系灰岩,其蝕變作用比較弱,以夕卡岩、大理岩等為主。主要賦存在火成岩體的周邊,具有埋藏淺,品位富,規模小的特點,其礦體形態多為似層狀、透鏡狀以及不規則狀等[1]。
1.4岩土體工程地質特徵
區內的岩體主要有堅硬塊狀岩漿岩體、堅硬厚層狀石灰岩體兩類。土體主要為山間谷地鬆散堆積型、山前平原鬆散堆積型兩大類。其中,山間谷地鬆散堆積型主要分布於山間河谷平原區,厚度一般為幾米至十幾米不等,土體為粘性土單層結構。山前平原鬆散堆積型主要分布在山前沖洪積平原及山區坡麓地帶。岩性主要為粉質粘土及含泥礫石層。期內的岩土體一般可作為工業民用建築天然地基[2]。
1.5水文地質條件
1.5.1區域水文地質條件
產業帶位於濟南白泉泉域岩溶水的補給徑流區,北部武家附近是岩溶水強富水地段(武家水源地),水位埋深在45~60m,單井出水量1000~5000m3/d。該處灰岩頂板埋深約200m,第四系厚度大於20m,含水層段埋深在220~270m。
1.5.2礦區水文地質概況
礦區主要含水層為奧陶中統馬家溝組裂隙岩溶含水層,水量隨岩溶裂隙發育情況,大小不一,滲透系數1~10m/d,水量一般為1000m3/d左右。隔水層為緻密狀閃長岩、磁鐵礦等,位於含水層底部,起隔水和阻水作用。
1.6人類工程活動
近年來濟南地區經濟發展迅速,工程地質活動頻繁,由此產生的不良地質現象呈上升趨勢。區內開山採石和公路修建過程中多開挖山體坡角,破壞了原有的應力結構,易造成邊坡失穩,可造成崩塌、滑坡等地質災害。
另外,有關資料顯示,該區鐵礦開采歷史悠久。由於區內鐵礦長期開采,目前已形成了多處采空區,並在部分地段如唐冶至邢村、康山養殖廠一帶發生數起地面塌陷,造成耕田廢棄、部分建築物開裂,並對附近公路、民用建築造成了威脅。
2地質災害危險性現狀
2.1主要災害類型
一般而言,影響建設規劃的地質災害種類主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫及地面沉降等。
根據區內的地質環境條件,產業帶規劃區內一般不具備滑坡、泥石流、地面沉降產生和誘發的基本條件,但由於礦產開發、道路、房地產建設等人為工程活動的影響,區內發生了不同程度的采空塌陷、地裂縫、崩塌等地質災害。而采空塌陷與地裂縫將對東部產業帶的規劃建設產生重大影響。
2.2地質災害危險性現狀評估
現狀評估主要根據地質災害的規模、危害程度、穩定性等方面來確定其危險性大小。由於本區地裂縫是伴隨采空塌陷的發生而發生的,因而,將這兩個災種放在一起進行評估。
2.2.1采空區基本情況
采空區的分布與郭店鐵礦的開采是一致的,均分布在唐冶—邢村岩體、頓邱岩體的邊緣地帶。位於該區的郭店鐵礦是建國初建礦的,沒有整體設計。開拓方法主要為雙斜井、中央式雙斜井和斜豎井聯合式,井下運輸採取分散運輸方式,每個階段運輸大巷直通主井;由於礦體分散,規模小、形態復雜,其采礦方法主要採用了小分段空場法、高分段空場法、分段崩落法等,開采深度從+10m(水平標高,下同)到-70m。長期的開采,就形成了規模不等、垂向多層分布的采空區。
2.2.2采空塌陷情況與危險性現狀評估
根據野外調查,在康山、唐冶—邢村、釣魚台等礦區附近發現了四處小型地面塌陷(見表1),其形態以小型塌陷坑為主,塌坑外形呈方形或圓形,直徑10~20m左右,誘發的動力因素為鐵礦開采坑道挖掘頂板冒落所致,涉及受災對象主要為農田、公路等,並伴有建築物開裂現象。
表1地面塌陷調查情況表
總體而言,區內已發生的塌陷范圍和規模為小,造成的危害不大,但康山、邢村北塌陷仍不穩定。因此,這兩處采空塌陷危險性現狀評估為大;其他兩處穩定,危險性現狀評估為小。
3對產業帶規劃的影響分析與防治對策
3.1地質環境條件對產業帶規劃建設影響的分析
從區內的地質環境條件分析,區內地形地貌較簡單,地層岩性、岩相變化不大,地質構造復雜程度一般,水文地質條件與岩土體工程地質性質良好,因而,對產業帶的規劃建設是適合的。對產業帶規劃建設的影響主要表現在以下方面:
(1)由於岩土工程地質條件良好,一般的建築物可直接採用天然地基;高層或載荷大的建築物,基礎的開挖深度也不大,而且一般不需要降水處理,可大大降低建設成本。
(2)區內深層優質地下岩溶水資源豐富,基本可滿足規劃人口的生活用水和部分工業生產用水。
(3)區內低山與平地、河谷相間分布,有利於生態環境和山水風景區的規劃與建設。
(4)由於區內人類工程活動劇烈,尤其是長期的鐵礦開采,產生了多處較大面積的采空區,在部分地段發生了幾處較小規模采空塌陷,會對產業帶的規劃建設造成不良影響。
3.2地質災害危險性對產業帶規劃建設影響的分析
從地質災害危險性現狀看,在武蔣山—東頓邱、高二庄—南頓邱、唐冶—邢村、章靈等地段位於鐵礦采空區內。雖然原有礦區已經閉坑,但目前仍有零星小礦井開采,使得采空區並不穩定,地質災害危險性大。對產業帶規劃建設的影響主要表現在以下兩個方面:
(1)采空塌陷與地裂縫對擬建工程的潛在危害
主要針對規劃的道路工程,從兩方面分析:一是采空塌陷與地裂縫距離擬建道路的距離;二是采空塌陷與地裂縫本身的穩定性。從前面描述的采空區和采空塌陷與地裂縫的調查情況看,唐冶—邢村、沙溝、東頓邱、康山、東山坡、釣魚台—流海、段家墳、章靈等采空區,距離擬建道路10~300m左右,其中在唐冶—邢村、康山采空區內塌陷(或地裂縫)多次發生,表明其狀態仍不穩定;加之在這些采空區內,零星的個體小礦井仍然濫開濫采,更增大了不穩定因素。因而,對擬建道路的危險性大。
(2)建設工程誘發、加劇地質災害的可能性
一是在道路建設工程中,路基土層一般採用振動碾壓實,由於震動頻率和強度較大,對附近的采空區有一定的影響;再就是道路通車後,車輛行駛過程中產生的震動同樣對附近的采空區造成影響。因此,道路建設在某種意義上說會影響采空區的穩定性,加劇甚至誘發新的地面塌陷。
3.3防治對策建議
(1)加強勘察,適當避讓。首先,應盡量避免在地質災害危險性大區規劃建設重要的工程項目;如果一些線狀工程如道路、管線等必須穿過地質災害危險性大區時,建議設計前,除按有關「工程地質勘察規范」要求進行常規項目的勘察外,應特別要求對重點地段加強采空區勘察,使擬建工程與采空區保持適當的距離。
(2)清理零星礦井,保持原采空區的穩定。調查表明,區內國營礦山閉坑後,個體小礦井濫開濫采現象嚴重,至今采礦仍未停止,直接影響了原采空區的穩定性,增大了災害發生的隱患,在此建議有關主管部門採取措施進行治理。
(3)對開挖山腳進行錨固護坡,對道路兩側土坡、沖溝等進行必要的襯砌護坡和綠化,保持邊坡的穩定性。
(4)由於該區處於濟南泉水和武家岩溶水源地的補給、徑流區,因此,應採取適當的環境保護措施,避免污染物進入地下水,對下游濟南泉水和武家岩溶水源地的水質造成影響。
4結論
濟南市東部地區的自然地質環境條件良好,對產業帶的規劃與建設是有利的。但在局部地段存在采空塌陷、地裂縫、崩塌等地質災害,這些地質災害的產生主要與人為地采礦與工程建設活動有關。目前,已在局部地區造成了一定的危害,其危險程度對濟南市東部產業帶的規劃與建設具有重大的影響。經過評估,地質災害危險性大的地段,在對產業帶規劃時,應採取適當避讓等措施,防止對工程建設造成危害,同時也可避免誘發或加劇地質災害。
本文在撰寫過程中,參考了《濟南市城市規劃空間研究報告》、濟鋼集團總公司提交的《山東省濟南郭店鐵礦區閉坑地質總結報告》、山東省地質環境監測總站提交的《濟南市歷城區地質災害調查與區劃報告》和山東省地礦工程勘察院(原801隊)提交的《1∶5萬山東省濟南市白泉—武家水源地供水水文地質勘探報告》等資料,在此,對提供資料的有關單位和個人表示衷心的感謝。
參考文獻
[1]曾廣湘等.山東鐵礦地質.濟南:山東科學技術出版社,1998.
[2]山東省地礦局編.山東省環境地質圖集.濟南:山東地圖出版社,1996.