沿途体损伤演化理论及地质灾害防护
『壹』 地质灾害防治措施的建议
地质灾害总防治原则是“以防为主,防治结合,及时治理,因地制宜。”根据本工程特点及山西支干线地质环境条件和地质灾害发育的具体情况,提出地质灾害的防治建议如下:
(一)地质灾害防治分级
根据已有和潜在地质灾害对拟建工程的危害程度及危险性,将评估区地质灾害分为重点防治点(段)、次重点防治点(段)和一般防治点(段)。分述如下:
1.重点防治点(段)
(1)管线穿越的霍西煤田、东山煤田采空区、平遥祁县地裂缝密集区、黄河、汾河砂土液化区,均作为地质灾害重点防治地段,防治工作需在工程建设前进行。
(2)管线沿线穿越的不稳定斜坡,H1、H3、H19滑坡、B10崩塌要进行重点防治,防治工作需与工程建设同步进行。
(3)对运城盆地GL1地裂缝、临汾盆地GL2、GL3地裂缝要进行重点防治,防治工作与工程建设同期进行。
2.次重点防治点(段)
(1)管线穿越的湿陷性黄土区、盐渍土、软土、人工堆积土分布区,泥石流(潜在泥石流),洪水冲蚀对管道有一定的危害,防治工作需与工程建设同步进行。
(2)对离管线较近、对管线有潜在威胁的不稳定斜坡、滑坡、崩塌等,防治工作可在工程建设后进行。
3.一般防治点(段)
对离管线较远的地质灾害点,作为一般防治点,防治工作可视工程情况而定。
表9-20 山西支干线各站场地质灾害危险性综合评估一览表
(二)地质灾害防治措施
针对各种灾种(包括潜在的地质灾害)的特点、发展演化的过程和阶段以及制约和诱发因素,提出防治对策与措施的建议如下:
1.采空塌陷和地裂缝
考虑到管线穿越的霍西煤田、东山煤田采空区地裂缝、塌陷灾害发育,现状和预测地质灾害危险性均大,工程治理难度较大,建议管线避让,重新踏勘选线。
建议在霍州—灵石段管线沿大运高速公路东侧50m外穿越,该区段绝大部分地段未开采,可为管线留设保护煤柱,或部分利用高速公路留设的保护煤柱,另外遇到采空塌陷和地裂缝地质灾害少,易于治理,但地形高差较大,不稳定斜坡较多。原管线长66km,改线后58.4km,较为经济,改线方案见图9-8。
太原东山煤田区,管线向西避让穿越东山煤矿、长沟煤矿等采空区和人类活动密集区;向东避让虽可减少采空区行走线路,同时也遇到了一些大型采石厂矿和其他问题。管线在工程勘察阶段需重点勘察,并在工程建设前,对地裂缝、塌陷进行治理。该段宜全部采用抗变形结构铺设管道,其方法是在输油管道底部铺设一定厚度的钢筋混凝土层,必要时在管道两边加设钢筋混凝土墙,形成钢筋混凝土框,并在管道两侧预留一定的错动空隙。
2.地裂缝
对运城盆地、临汾盆地GL1、GL2、GL3地裂缝延伸方向可能涉及的地段,管道宜采用抗变形结构。并对其地裂缝设置变形观测装置,定期观测。
平遥—祁县地裂缝发育密集且规模大,地质灾害危险性大,危害程度大,影响管线长同时威胁祁县分输站安全,采取一般治理工程效果不一定有效,建议管线避让,重新选线。提议管线从平遥城西K380北上绕过地裂缝密集区后沿两条裂缝间(GL11与GL12)穿越至K430处与原线相交,分输站也设此地,可减少其危险性。原线路长50km,改线长度约51.3km,改线方案见图9-18。为防患于未然该段管材及管道敷设均宜采用抗变形结构。并对GL4、GL7、GL10、GL12地裂缝设置变形观测装置,定期观测。
3.不稳定斜坡
管线穿越不稳定斜坡较多,在施工开挖过程中首先要采取预防措施,防止坡体坍塌。①针对不同高度、不同坡度、不同岩性的坡体选择安全坡比;②减少坡体前缘压力,施工工程活动和材料堆放距离坡缘20m以上;③为管道砌筑护体;④尽量不要大面积破坏原有坡体形态;⑤必要时削方减载处理。
4.滑坡、崩塌和岸边坍塌
避让管线穿越的H1、H3、H19滑坡,B10崩塌。对汾河岸边坍塌地段要加大管道埋设深度,同时对岸边进行砌护等措施。
5.泥石流和洪水冲蚀
(1)在管线经过的洪水冲沟和泥石流沟时,修建防冲蚀护坡等防护工程,应加大埋设的深度,同时要加保护层。
(2)在管道沿线应加强植树种草,以利水土保持。
6.地面沉降
管线穿越介休地面沉降的边缘地带,为防止地面沉降引发的地裂缝危及管道,该段管材宜采用抗变形结构。
7.黄土湿陷
对于Ⅰ级、 Ⅱ级自重或非自重湿陷性黄土采取换土或强夯法处理。
对于m级自重或非自重湿陷性黄土应采取冲击碾压、土桩挤密法处理。同时做好坡面排水工作。
8.盐渍土盐胀与腐蚀
(1)首先在选输油管材时,应选用抗腐蚀性强的管材,同时管外采用先进的防护层等抗腐蚀工艺。
(2)适当加大管道的埋设深度,设置隔离墙等。
(3)埋设管道的基槽回填前,底部应铺设一定厚度的粗砂层,以隔断有害毛细水上升通道。
9.地震液化
根据今后工程地质勘察资料提供的液化层的深度分别采取挖除液化层、加密法。如振动加密、砂桩挤密,强夯等措施。
图9-18 管线绕避构造地裂缝改线方案图
『贰』 地质灾害类型及其危险性现状评估和预测评估
一、地质灾害类型及特征
新疆段主要存在以下4种地质灾害:风蚀沙埋、盐渍土腐蚀和盐胀、泥石流和洪水冲蚀、崩塌(危岩)。它们的特征如下:
图6-2西气东输管道工程新疆段水文地质图
(一)风蚀沙埋
风蚀沙埋主要分布于轮南—三十团、博斯腾湖南岸沙山一带、库米什洼地及库姆塔格沙垄地段。这些地段多数靠近沙漠、沙山、沙丘,生态环境恶化,在强烈的物理风化作用下,使基岩风化成砂和砾石,地表岩性以疏松砾石、砂质土、粉细砂、粉土为主,在大风的作用下,向沙漠环境发展。风蚀沙埋具有掩埋农田、房屋设施和活动性大的特征,随着气候条件的变差,会逐渐加重危害。
轮南—三十团管线长约112km,紧挨南部的塔克拉玛干大沙漠,风力强劲,起沙风频率高,移动沙丘起伏高度5~25m,移动速率6~15m/a。
博斯腾湖南岸管线长约82km,位于沙山与库鲁克塔格之间,沙山连绵不断,高达几十米甚至上百米,向西南和南方向移动,堆积于山前砾质平原上,厚达3m以上,沙丘移动速率大于20m/a。该地段沙尘暴天数较多。
库米什洼地受沉积环境影响,管线经过库米什镇南18km地段黑戈壁村附近有长9km范围分布沙丘,多为半固定和固定沙丘,沙丘高度3~10m不等,多数地段已被改造为农田耕地,其移动减弱,随着改造的深化,管线经过地段沙丘及土地沙化最终将得到改良,其危害将减弱。
库姆塔格沙垄附近长31km范围,分布风蚀沙埋灾害。库姆塔格沙垄呈近南北向延伸,东西向宽度在6km左右。沙垄由高大的活动性新月形沙丘组成沙丘链。沙丘高度多在65~120m之间,西侧高,东侧低。沙丘链之间的距离一般在50~120m之间,移动速率在10m/a左右。沙垄西北侧分布有大面积的风蚀洼地,洼地深度一般30m左右,底部多分布有分选性极好的细小砾石,成分与底部基岩一致。沙垄的形成,受制于天山七角井的西北风和河西走廊的东南风,但以前者风向为主。由于沙丘活动性极强,在风季随时可以造成沙埋危害。风蚀灾害主要分布于库姆塔格沙垄西北侧的风蚀洼地内。
沙丘移动将对管线及施工造成掩埋危害。在风蚀洼地对地面工程有风蚀破坏作用,久而久之,可能会将地下工程刨蚀出地表,并产生破坏。
(二)盐渍土腐蚀和盐胀
新疆段内盐渍土均为内陆山间盆地和丘间洼地型,其分布范围较广泛,但不均匀,主要分布于轮南首站—三十团细土平原边缘、博斯腾湖南岸及东部细土带、库米什洼地、红柳河两岸及秋格明塔什北洼地等剥蚀残丘的丘间洼地内。管线在盐渍土分布区挖探坑43处,其中在轮南首站至382.5km段挖探坑16处,取样间距平均24km,深度3m,分别在0m、1m、2.0m、2.5m、3m处取样;在456.5~933km段挖探坑27处,取样间距平均17.6km,挖坑深度一般1.0~1.5m,个别达到2m,总取样数148个。根据化验结果分析,盐渍土在垂向分布上具有表聚性及结壳性的特点,盐分大量集中于表层。但库米什洼地及东段部分丘间洼地内受沉积环境的影响,其地层积盐较重,含盐量垂向表现出由地表向下减轻,至一定深度含盐量又有增加的趋势,Ca2+、
以上盐渍土分布地段,地下水埋深浅,仅为2~3m或更小,多为高矿化物的Cl·SO4—Na或SO4·Cl—Na型水。地表盐碱化严重,多数结壳,虽然分布于无人区,但其遇水陷落、高温干枯又膨胀并对金属设施具有一定腐蚀性,其危害较严重。
(三)泥石流和洪水冲蚀
泥石流仅零星分布于低山沟谷及山坡处。由于固体物质来源较少,沟谷流域面积、地形高差和沟谷相对切割程度都较小,降水稀少,在管线沿途低山区不易发生泥石流,发生的规模也较小,最大的一处在库米什洼地南侧低山沟谷AE001号桩附近,固体物质一次冲出量达6600m3。
洪水冲蚀危害主要分布于低山沟谷、山前冲洪积平原出山口、库米什以东剥蚀残丘的丘间洼地中的冲沟及冲沟汇流处。由于特有的干旱气候条件和脆弱的生态环境,低山丘陵区植被稀少,地表滞水能力差,抵御洪水能力弱,一遇强降水便可诱发洪流。新疆段内平原区发育的冲沟切割深度多在0.5~2.0m,最深的约为7~8m,沟宽一般在5~200m。洪流一旦发生,洪水流量大,起涨快,持续时间长,冲沟内以水为主,携带少量岩性与上游母岩相同的碎石夹少量粉土,形成水石流。其危害不同于山区特有的典型泥石流,主要表现在洪水的冲蚀破坏作用上。
上述山洪能造成危害的主要是洪水冲蚀,它具有短时间内破坏建筑设施、道路工程、管线工程设施等特征,其危害的决定因素是山区降水量的大小及瞬时降水大小。
(四)崩塌(危岩)
仅在库尔勒—塔什店低山区、库米什洼地西南侧低山沟谷、乌尊布拉克幅库米什洼地东北侧低山区的局部沟谷和高差较大的陡坡下时有发生,崩塌发生方量一般小于1000m3,崩塌堆积物长5~10m、宽0.5~3m、高0.5~3m,危害范围小于25m2;局部地段可大于10000m3,崩塌体底边长20~100m、宽30~100m、高20~50m,危害范围10000m2。
二、地质灾害危险性现状评估
根据地质灾害的类型及特征、危险性大小、规模、分布、稳定状态、危害对象等,对评估区内已有地质灾害进行危险性评估。
(一)风蚀沙埋
风蚀沙埋地质灾害主要分布于轮南首站—三十团、博斯腾湖南岸、库米什洼地中心、库姆塔格沙垄附近,除库米什洼地中心现有人文活动,其余地段均为无人区。风蚀沙埋地质灾害分布总长度238.1km。风蚀灾害主要表现在库姆塔格沙垄西侧风蚀洼地内,最大风蚀深度达30m,对地下管线有很大的破坏作用。在博斯腾湖南岸,沙山、沙丘活动性极大,根据段内沙丘移动速率及移动沙丘间距离,新疆段内风蚀沙埋现状评价危险性大的地段为0~5km、60~101km、127~128km、207~223km,260.4~292.2km,783.5~797km,合计103.8km。危险性中等的地段为:32~60km、223~235km、379.5~388.5km、780~783.5km,合计长52.5km。其余地段风蚀沙埋灾害危险性小。
(二)盐渍土腐蚀和盐胀
新疆段内盐渍土分布范围广,具有盐胀、腐蚀灾害。根据易溶盐取样分析结果,依据GB50021—94《岩土工程勘察规范》和地质灾害危险性等级标准,对沿线盐渍土类型及危害程度进行分类,亚氯盐渍土并为氯盐渍土,亚硫酸盐渍土并为硫酸盐渍土。现状评估按地表和地下2m处的含盐量分别进行。
1.危险性大的地段
(1)地表(以下均为输气管线km数):0~32km、82~127km、287.5~307km、379.5~388.5km、450.7~453.5km、455.5~474.5km、493.3~497km、548.7~583.2km、591.7~594.7km、622~624km、630.8~635.5km、675.7~679.5km、715.2~734.8km、760.8~767.4km、907~914km、931.7~935.3km,合计总长215.8km。
(2)地下2m处地段:106~127km、287.5~307km、379.5~388.5km、455.5~474.5km、493.3~497km、591.7~594.7km、622~624km、630.8~635.5km、760.8~780km、907~914km,合计总长107.8km。
2.危险性中等的地段
(1)地表:32~82km、223~235km、260.4~287.5km、373~379.5km、388.5~394.2km、504.5~512km、679.5~685km、691~715.2km、734.8~760.8km、767.4~780km,合计177.1km。
(2)地下2m处地段:12~48.4km、87~106km、127~147km、260.4~287.5km、373~379.5km、675.7~679.5km、504.5~512km、691~735km、754~760.5km、931.7~935.3km,合计总长189km。
3.危险性小的地段
(1)地表:512~531.5km、583.2~591.7km、594.7~622km、624~630.8km、635.5~675.7km、685~691km,合计108.3km。
(2)地下2m处地段:180~212km、679.5~685km、734.8~754km、823~887km,合计总长130km。
依据《岩土工程勘察规范》GB50021—2001水对钢结构的腐蚀性评价表,对3m以内地下水进行腐蚀性评价,盐渍土分布地段3m以内的高矿化水对钢结构腐蚀性一般为中等,考虑到管线埋置深度内见水,受高矿化水危害,与盐渍土危害密切相关,故将高矿化水并至盐渍土地质灾害危害一起评价,现状评价危险性中等。
(三)泥石流和洪水冲蚀
新疆段内泥石流仅在库米什洼地西南侧低山沟谷输气管线366~373km段内发生两处,其规模较小,最大一处在E001号桩附近,固体物质一次冲出量约6600m3。库尔勒低山区管线183.8km处东侧存在一处泥石流隐患点,上游流域面积小,汇流沟多,坡降大,附近输油管线已做了防护工程。泥石流对管线的危害表现为对管线的掩埋作用,地质灾害危险性小。
山前及山口处发育的冲沟,雨汛期洪水对输气管线有一定冲刷、冲蚀破坏。考虑到危害较小,现状评估为地质灾害危险性小。
(四)崩塌
新疆段内崩塌发生在低山丘陵无人区。据实地调查,在三个地段有多处崩塌发生。一段在库尔勒市—塔什店低山丘陵区输气管线174~186km段内,沿线多处发生微小崩塌,崩塌方量小于1000m3,属地质灾害危险性小的地段。一段在库米什洼地西南部低山沟谷内管线362~373km段;其中管线366~373km段沿线有崩塌发生,崩塌体有多处分布于沟谷的北侧和西侧,崩塌最大方量大于10000m3,岩块直径0.5~8m,属地质灾害危险性大的地段;在管线362~366km段,沿线崩塌方量小于10000m3,属地质灾害危险性小的地段。另一段位于库米什洼地东北侧输气管线394~403km段,沿线丘陵表层为强风化花岗岩及洪积片麻岩碎石,2~3m以下为中等风化片麻岩及花岗岩,受地质构造影响,崩塌多处发生,最大方量大于10000m3,属地质灾害危险性大的地段。其余地段均为崩塌未发生或不发育区。
三、地质灾害危险性预测评估
(一)工程建设诱发、加剧地质灾害的可能性
西气东输管道工程属开挖埋置管线工程,开挖深度2m左右。新疆段内库尔勒北低山区管线位置180~186km段,乾草湖塔格山区管线336.5~339km段,库米什洼地西南侧低山沟谷区管线362~373km段,库米什洼地东北侧低山沟谷区管线394~403km段,多位于地质构造发育区。地形相对陡峻,地层裂隙发育,加之软硬岩体相间出露,工程开挖施工后,岩体完整性变差,陡坡失稳,易产生岩石崩塌,对埋置的管线施工危害较大。
另外,管线于库尔勒市北东3km即管线位置177.9km处,自西向东横穿了南北向展布的孔雀河,在此处孔雀河西岸地势平坦,而东岸相对较高,河岸陡立,高出河面约6m,工程建设实施时东岸易诱发塌岸,从而产生危害。故施工和运营设计时应予以充分考虑,可以先进行削岸,再采取相应的防护措施,最后采用加固防护堤进行长期防护。
此外,因管线埋置地下需开挖沟槽,在第四系土体分布区,尤其是砂性土分布区可能会导致土地沙化更严重,加剧风蚀沙埋。
除上述易诱发、加剧地质灾害发生的地段外,其余均为山前砾质平原、细土平原、剥蚀残丘区及丘间洼地,工程建设对其影响小,不易诱发或加剧地质灾害。
(二)工程建设本身可能遭受地质灾害的危险性及发展趋势
1.风蚀沙埋
据风蚀沙埋地质灾害的分布特征及现状危险性评估,在库姆塔格沙垄和博斯腾湖南岸沙山、沙丘段,因沙丘高大,活动性强,不仅给管线施工带来巨大困难,开挖工程量大,而且风季随时可以造成风沙掩埋危害,不仅危害程度严重,而且危害周期长。预计随着气候的变暖变干,在未来50年内,沙埋危害会呈现加剧的趋势。在库姆塔格沙垄西侧的风蚀洼地内,预测除对地面工程有风蚀危害外,对地下工程也有可能造成风蚀的危害。在风蚀沙埋现状危险性大的地段,在使用期限内,风沙对管线及地面工程具有严重的危害,并有向主风向下游发展的趋势。
2.盐渍土腐蚀和盐胀
在使用期限内,盐渍土分布地段表层可能受气候的恶化影响,随着温度的升高、蒸发的加剧,含盐量有所上升,盐渍化危害有加重的趋势。而管线埋置深度内盐渍土含盐量长期变化不会很大。管线主要遭受埋置时地表危险性大的盐渍土埋填产生的短期腐蚀危害、地面以下2~3m深度分布的危害中等或轻微的盐渍土长期腐蚀危害及盐胀破坏危害。地下3m以内可见的地下水多为高矿化中等腐蚀性水,其对钢结构具有中等腐蚀危害,预计50年内随气候的周期性变化,其危害性有小幅度变化,但总体不会有很大变化。
3.崩塌、泥石流
西气东输管道工程设计使用期限为50年,在新疆段内低山区,崩塌和泥石流灾害偶有发生。据现状危险性评估,崩塌除局部地段危险性大外,其余地段危险性多为中等、小。泥石流灾害的危险性小。在使用年限内,部分山体在高温、大风、降雨等物理作用下容易失稳,产生崩塌危害。在库尔勒—塔什店低山区,管线183.8km处东侧存在一处泥石流隐患点,在暴雨产生时,易发生泥石流危害。新疆段内除上述发展趋势外,预计50年内管线遭受崩塌、泥石流灾害的危险性小。
4.地震液化
管线80~210km段,即三十团西南30km—库尔勒—博斯腾湖西南岸,地震烈度为Ⅶ度区。管线在80~99km、111~112km、126~128km段的地层时代晚于第四纪晚更新世,其地下水位埋深多小于10m,有发生砂土液化的可能,需在进一步的工程勘察工作中,了解地下水埋深及15m深度内土层的剪切波速值或贯入阻力临界值,以便进一步判别土层是否液化。
综上所述,西气东输管道工程沿线多经过无人区和荒漠区,开挖深度仅2m左右,工程的建设实施不会对沿线地质环境条件产生大的影响,工程建设对周围现存工程也不易产生较大的破坏。
『叁』 河南省宝泉抽水蓄能电站地质灾害调查评价及防治措施
李莲花
(河南省地质矿产勘查开发局第一水文地质工程地质队,新乡,453002)
摘要河南省宝泉抽水蓄能电站为国家级重要建设项目,地处中山区,地质灾害比较发育,存在崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,文章对场地各种地质灾害的分布、特征进行了分析论述,对其危险性进行了评估,并对地质灾害提出了相应的防治措施。
关键词地质灾害调查危险性防治措施宝泉抽水蓄能电站
河南省宝泉抽水蓄能电站位于河南省辉县市峪河上的宝泉水库一带。抽水蓄能电站装机容量为1200MW,年发电量20.1亿kW·h,年抽水耗电量为26.42亿kW·h,属日调节纯抽水蓄能电站,综合效率0.76。电站建成后,将以500kV一级电压两回路出线接入新乡500kV变电站,承担河南电力系统削峰填谷、事故备用、调频等任务。为国家级重要建设项目。电站由上水库、下水库、引水发电系统及附属设施组成。
河南省宝泉抽水蓄能电站建设场地地处中山区,地质灾害比较发育,地形起伏较大,地质构造复杂,岩性岩相不稳定,人类工程活动较强烈,地质环境条件复杂。本次工作采用资料收集、野外地质灾害调查和综合分析相结合的方法,本文对场地各种地质灾害的分布、特征进行了分析论述,对其地质灾害危险性进行了评估,并对地质灾害提出了相应的防治措施。
1地质灾害类型及特征
经野外地质灾害综合调查,河南省宝泉抽水蓄能电站建设场地现状条件下存在崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,其分布、特征如下:
1.1崩塌
评估区内崩塌体分布密集,主要分布于库岸岸边及山前陡壁,其成因和分布明显受地形地貌、岩性和构造条件控制,主要崩塌类型有灰岩崩塌、石英砂岩崩塌。
(1)灰岩崩塌:
主要分布在寒武系下统毛庄组(
分布于高程770~820m之间的毛庄组(
(2)石英砂岩崩塌:
主要分布在中元古界汝阳群浅变质石英砂岩形成的陡崖处。
在地形上,中元古界汝阳群浅变质石英砂岩(
1.2滑坡
龟山滑坡为区内主要的滑坡,位于电站下水库左岸160m的直壁陡崖上并向电站下水库临空,滑向即为下水库,直接危胁电站安全。其特征叙述如下:
1.范围
滑坡体南及西南界为峪河,东界以馒头组、毛庄组、徐庄组中发育的挠曲为界,西及西北界为沟谷。龟山滑坡体东西长550~800m,南北向宽260~350m,滑坡体最大厚度为210m,平均厚度约110m,体积为2100万m3。属巨型滑坡。
2.滑体
滑坡体地层组成从西向东依次为寒武系下统馒头组(
3.滑带
滑带为寒武系下统馒头组第一段(
4.滑床
滑床主体为中元古界汝阳群(
5.运动特征
运动方向:滑体总体向西或南西西滑动;
滑动距离:前缘滑体滑距可达510m,后缘滑体滑距达250m;
滑动时间:根据滑带物质测年资料,滑体年龄14万~21万年,由此判断滑体形成于中晚更新世。
6.滑体形成演化过程
龟山滑坡体的形成演化过程大致可分为3阶段。
第一阶段:正常岩层受断层、裂隙切割和河流的侵蚀,形成与周围岩层分离的块状岩体,在峪河及宝泉沟处具有高陡边坡和有效临空面;
第二阶段:在地壳运动和地震力的作用下,分离的块状岩体沿较弱的
第三阶段:滑体滑动后,进一步经受地质构造运动、河流的侵蚀、风化及人为等因素的影响,形成了现状地貌。
1.3泥石流
评估区泥石流沟谷有东沟和寺沟,其特征分述如下:
1.东沟泥石流
东沟为峪河左岸支流,位于宝泉村东。上游三面环山、一面出口,河谷呈“V”字型,下游河谷呈“U”字型。沟谷汇水面积6km2,沟长约4km,谷坡坡度30°~40°,沟谷纵坡降为4%~10%,。以上地形地貌条件有利于泥石流的形成。
东沟河谷覆盖层为坡洪积物组成,其岩性主要为碎石、块石及壤土,呈松散或半胶结状。覆盖层在谷底厚度0~15m,在谷坡厚度0~6m。据调查、测算,碎屑固体物储量约90×104m3,为泥石流的形成提供了物源条件。
东沟地形地貌条件、碎屑固体物源条件具备,沟谷植被发育较好,在暴雨作用下,易形成泥石流,据调查,泥石流规模属小型。
2.寺沟泥石流
寺沟为峪河左岸支流,位于宝泉村北,上游三面环山,一面出口,河谷呈“V”字型。沟谷集水面积2km2,沟长约2km,谷坡坡度30°,沟谷纵坡降为13%。以上地形地貌条件也有利于泥石流的形成。
寺沟河谷覆盖层为坡洪积物组成,其岩性主要为碎石、块石及壤土,呈松散或半胶结状。覆盖层在谷底厚度0~13m,在谷坡厚度0~5m。据调查、测算,碎屑固体物储量约30×104m3,为泥石流的形成提供了物源条件。
寺沟地形地貌条件、碎屑固体物源条件具备,植被发育较好,在暴雨作用下,易形成泥石流,据调查,泥石流规模属小型。
2地质灾害危险性评估
2.1崩塌灾害
场地崩塌灾害,主要发生在灰岩、浅变质石英砂岩形成的陡崖。崩塌体堆积于沟谷谷坡地带。现状条件下,处于稳定状态,危险性小。工程施工过程中,在施工扰动或爆破震动等诱发因素作用下,危岩易发生失稳,形成崩塌地质灾害,危险性为中等;也可能影响原崩塌体的稳定性,使其再次失稳发生崩塌灾害,危险性为中等;也可能改变原有边坡的稳定状态,形成崩塌,危险性为中等。
2.2滑坡灾害
根据《河南省宝泉抽水蓄能电站龟山滑坡体稳定性分析专题报告》,对龟山滑坡的危险性作如下评估。从定性分析看:
(1)滑体表面及部分滑带物质已胶结,且未发现贯穿整个滑体的较新切割面;
(2)滑体形成于中晚更新世;
(3)在14万~21万年的地质历史过程中,龟山滑坡体已经历了无数次古地震的考验。
从定量分析看:在自然状态下,滑体的的整体稳定系数为1.27~1.53。
因此,龟山滑坡体处于稳定状态,且未造成损失,其危险性小。
但是,河南省宝泉抽水蓄能电站上水库蓄水将影响龟山滑坡体的稳定性。上水库蓄水水位为758~790m,而龟山滑坡体底滑面高程在630~800m之间,且大部分底滑面处于上水库蓄水水位以下。上水库距龟山滑坡较近(约1.4km),上水库蓄水后,龟山滑坡体底滑面将在库水长期浸润和径流作用下,降低滑坡体的稳定性。另外,在工程施工爆破震动等因素作用下,也将影响滑坡体的稳定性。根据《河南省宝泉抽水蓄能电站龟山滑坡体稳定性分析专题报告》,龟山滑坡体在天然状态下,稳定系数为1.27~1.53,滑坡体处于稳定状态,但在7度以上地震烈度条件下,当地震系数k=0.12时,其稳定系数为0.92~1.10,稳定系数略小,滑坡体处于极限平衡或不稳定状态。直接威胁下水库工程安全,危险性较大。
2.3泥石流灾害
1.东沟泥石流的危险性
现状条件下,东沟地形地貌条件、碎屑固体物源条件具备,植被发育较好,在暴雨作用下,易形成泥石流,易发程度属中等。据资料记载和访问,较大的一次泥石流发生在1996年夏季,暴雨期间发生泥石流,冲毁了少量农田,未造成其它损失,危害小。故东沟泥石流灾害的危险性为小级。
工程建设诱发、加剧泥石流的可能性,主要原因表现在以下两个方面:一是工程建设局部改变了沟谷覆盖层的天然稳定状态,增大了固体物源运移的可能;二是工程建设产生的大量弃渣将会成为泥石流形成的潜在物源。
东沟,上水库区工程规模较大,开挖山坡和弃渣规模也较大,为东沟泥石流提供了较丰富的松散物源,故上水库区工程建设有加剧泥石流灾害的可能性,危险性为中等。
2.寺沟泥石流的危险性
寺沟地形地貌条件、碎屑固体物源条件具备,植被发育较好,在暴雨作用下,易形成泥石流,易发程度属轻度。据调查,寺沟泥石流规模小,多年未造成居民生命财产损失,危害小。故寺沟泥石流灾害的危险性为小级。
在寺沟无工程建设,因此工程建设对寺沟泥石流无影响,危险性小。
3防治措施
地质灾害防治,应贯彻“以防为主,防治结合”的方针,达到保护地质环境,避免或减少地质灾害损失的目的。针对评估区存在的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,分别提出相应防治措施和建议。
3.1对崩塌灾害的防治措施
应对库岸危害较大的危岩清除或加固。
在崩塌分布的地段,在工程施工开挖时,应按有关规范要求严格施工,避免引发边坡失稳,造成崩塌灾害。必要时应采取避让措施。
水库蓄水工程引发的库岸失稳造成的崩塌,应按照有关规范采取相应的防护措施,避免崩塌灾害的发生。
3.2对滑坡灾害的防治措施
在工程施工开挖时,应按有关规范要求严格施工,避免引发边坡失稳,造成滑坡灾害。
针对水库蓄水工程引发的库岸失稳造成的滑坡,应按照有关规范采取相应的防护措施,避免滑坡灾害的发生。
针对龟山滑坡的特点,结合工程、地形、地层岩性等特点,宜采取开挖卸载的防治措施,以提高滑坡在地震条件下的稳定性,其开挖石料可用作电站水库坝体的填筑料,开挖卸载方式采取等高程从上而下逐层开挖方案,以避免诱发滑坡失稳。此防治措施既保证了龟山滑坡的稳定性,又提供了电站水库坝体的填筑料,是一个科学安全又经济的滑坡防治措施。根据《河南宝泉抽水蓄能电站可行性研究补充报告》,有实验验证滑坡体从原高程900m开挖卸载至高程800m时,处于稳定状态。
3.3对泥石流灾害的防治措施
工程施工将产生大量的弃渣,弃渣场的位置要合理,弃渣场的建设应按相关规范采取相应的工程措施,以防止诱发东沟和峪河泥石流的产生。
对东沟泥石流、寺沟泥石流,应建立拦砂坝和扩大植被覆盖率等措施,以避免泥石流灾害的发生。对泥石流影响范围内的宝泉村,建议搬迁,以避免人民生命财产的损失。
『肆』 国土资源部、交通运输部、铁道部关于加强公路和铁路沿线地质灾害防范工作的通知
国土资发〔2010〕88号
各省、自治区、直辖市国土资源厅(国土环境资源厅、国土资源局、国土资源和房屋管理局、规划和国土资源管理局),交通运输厅(局、委),各铁路局、各铁路公司(筹备组),中铁工程公司、中铁建筑公司:
近年来,交通运输和铁路部门高度重视地质灾害防治工作,在建设和运营过程中,始终把地质灾害防治作为重要工作内容,最大限度地减少和避免了地质灾害造成的损失。受特大地震、极端天气事件等因素影响,我国部分地区的在建或已建公路、铁路沿线崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害仍呈多发频发趋势,严重影响公路和铁路的运营、建设和沿线人民群众生命财产安全的事件时有发生。为贯彻落实国务院领导同志指示,加强对雨季公路、铁路沿线地质灾害隐患的监测预警,保障运输通道和群众生命安全,各级国土资源和交通运输行政主管部门、各铁路单位要切实做好以下工作:
一、加强隐患排查,采取防范措施
各级交通运输行政主管部门和各铁路单位,要会同国土资源行政主管部门,定期对公路和铁路沿线的地质灾害隐患点进行排查、巡查和复查。对于尚未直接影响公路和铁路安全的地质灾害隐患点,要落实责任单位和责任人,设置相应的警示标志,纳入监测体系,落实监测预警等各项措施。对于已直接影响公路和铁路安全的地质灾害隐患点,要迅速采取应急排危除险措施。
对于在建公路和铁路工程,各建设及施工单位,要在临时办公场所、工棚选址及设备安置场地选择时,避让地质灾害危险区,对于确实难以避让的地质灾害隐患点,必须落实严格的监测预警措施。对施工过程中产生的危岩、不稳定斜坡、泥石流等地质灾害隐患点,要责成建设和施工单位,及时采取治理措施消除隐患。
二、完善应急预案,适时启动预案
各级交通运输行政主管部门和各铁路单位要完善地质灾害防治预案,并做好应急抢险物资、装备、人员、资金等各类应急准备,对特别重要的地质灾害隐患,要编制专门应急预案。组织开展应急演练,使相关干部工人了解抢险任务、程序方法等,掌握预警信号、撤离路线和避险措施,确保一旦发生险情,能够快速反应、正确处置。各级国土资源行政主管部门要予以积极协助,共同做好工作。
三、主动防范,防治人为灾害
对地灾易发区内各类公路、铁路和在建项目,以及公路、铁路周边建设项目,要按照《地质灾害防治条例》的规定,严格执行地灾危险性评估制度,从源头上遏制地质灾害的发生。建设、设计、施工和监理单位,必须按照评估报告提出的防范建议,做到地灾治理工程与主体工程的设计、施工、验收工作同步进行。地灾治理配套工程未经验收或验收不合格,主体工程不得投入生产或使用。各级国土资源行政主管部门,要严格对照评估报告中明确的防灾措施建议,会同各级交通运输行政主管部门和各铁路单位,检查措施落实情况。发现问题,及时落实整改措施,问题突出的要责令其停止整顿。
四、加强会商沟通,实现部门联动
各地国土资源行政主管部门,要从监测系统、预警手段、避险措施等方面,主动指导和协助交通运输部门和铁路单位,落实好公路、铁路沿线的地质灾害防范工作。各级国土资源和交通运输行政主管部门、各铁路单位之间要建立信息互通机制,加强会商沟通,保证防灾信息共享。交通运输行政主管部门和铁路单位要将地质灾害灾情险情及时通知国土资源行政主管部门。各级国土资源行政主管部门要将涉及公路、铁路的地质灾害隐患点和监测预警信息及时通告有关公路、铁路单位,一旦接到灾情险情报告,第一时间派出工作组,赶赴现场,协助交通运输行政主管部门和铁路单位开展应急处置工作。
五、加强工程治理,彻底消除隐患
各级交通运输行政主管部门和各铁路单位要加大资金投入力度,加强公路和铁路沿线地灾隐患的治理。治理工程竣工验收合格后,由负责治理的责任单位负责管理和维护。地质灾害治理工程的勘查、设计、施工和监理应当符合国家有关标准和技术规范,并由具有相应资质的单位承担。各级国土资源行政主管部门要会同各级交通运输行政主管部门和各铁路单位,加强对公路和铁路沿线地质灾害防治工作的组织、协调、指导和监督。
各级国土资源和交通运输行政主管部门、各铁路单位要尽快部署和开展以上各项工作。国土资源部将会同交通运输部和铁道部,对各地公路、铁路沿线的地质灾害防治工作进行检查。
国土资源部交通运输部铁道部
二〇一〇年六月十一日
『伍』 地质灾害研究新进展
我国地质灾害研究工作一直是围绕着重大工程和重大建设需要而展开的,并且直到解放后才得以迅速发展。50~60年代,重点开展了西南及西北交通干线和三峡等水利枢纽的地质灾害调查(重点崩滑流),以及上海地面沉降的勘察工作。70年代,上海地面沉降研究在预测和防治方面取得突破性进展,树立了我国地面沉降控制规范。进入80年代以来,我国地质灾害研究得到了空前的发展,并逐步开展了重点地区的地质灾害调查工作,编制了一系列地区性和全国性专门图件;对海城地震、新滩滑坡、元阳滑坡等进行了成功的预报、对东川和宁南泥石流和天津市区地面沉降实施了有效控制。特别是90年代以来,我国政府积极响应“国际减灾十年计划”,地质灾害研究得到进一步重视,开展了如“地震、地质灾害及城市减灾重大技术方法研究”等一批国家及省部级重点科技攻关项目的研究工作。这些都极大地推动了我国地质灾害研究工作的进一步开展。使得我国的地质灾害研究在勘察技术、预测预报水平、减灾防灾手段等方面逐步接近或达到了世界发达国家水平。总结近20年来我国地质灾害研究的成果,比较突出的有以下几个方面:
1.编制了一系列大型地质灾害图件
根据国家经济建设的需求,由原地矿部组织编制了一些全国性大比例尺的地质灾害调查图件,如1991出版的《中国地质灾害类型图》(1:500万)(葛中远主编),1992年出版的《中国地质环境图系》(中国水文地质工程地质勘察院主持编制),1996年出版的《中国分省地质灾害图集》(1∶60万~1∶500万)(段永侯主编)。这些图件从宏观上反映了我国地质灾害类型、区域分布特点及发生规律。是我国目前部署地质灾害勘察研究及制定防灾、减灾、环境保护政策和规划的主要科学依据。作为重要成果,在国内外也得到了广泛交流,在学术界有着重要的影响。
2.地面沉降防治工作取得突破性进展
进入80年代后,我国的地面沉降研究得到了空前的发展,其中以上海、天津的地面沉降研究卓见成效。在动态监测、沉降机理研究、预报模型以及降低地下水开采量和人工回灌等技术方面都取得了显著成绩,特别是在预测预报技术方面,地矿部水文地质工程地质研究所、岩溶地质研究所、上海地矿局和天津地矿局等单位,通过建立拟三维水流和一维地层压密的耦合模型,模拟地下水的水平垂直运动、含水层内外水量交换、弱透水层中水的压力变化以及动态过程中的一维固结压缩。计算评价在最优环境影响状态下,最大安全可采水资源及优化控制调度方案。对含水层在各种采灌条件下的变化规律及地面沉降幅度进行中长期预报。这些技术的研究与应用使我国地面沉降防治水平跨上了一个新的台阶,挤身于世界先进水平之列。
3.地质灾害信息系统建设空前繁荣
随着“3S”技术(地理信息系统、遥感技术和全球定位系统)的发展与成熟,以此为支撑技术的地质灾害信息系统和防灾决策支持系统建设取得长足进展。一大批各具特色的系统软件相继开发出来,使地质灾害的研究上升到一个新的水平。其中以由原地矿部水文地质工程地质研究所开发研制的“地质灾害预测防治智能决策系统”最具代表性,该系统以地质灾害预测防治为目标,将相关的数据库、图型库、模型库和知识库融为一个“四库一体”的耦联整体,实现了四者技术的有机集成,使系统具有空间数据管理、分析处理、空间建模与知识推理的分析功能。可对地质灾害进行时空演化预测、危险性区划、灾害经济评价以及减灾防灾对策选择的任务。在理论和技术上都取得了突破性进展,开创了建设大型地质灾害决策支持系统的先例。
4.地质灾害防治工程领域得到飞速发展
从1994年以来,国家每年投入了5000万元专项基金用于地质灾害治理,从而掀起了地质灾害治理工作的热潮,相继实施了对链子崖危岩体、黄腊石滑坡、豆芽棚滑坡、鸡冠岭崩塌等专项治理工程,形成了一支集勘察、设计、施工为一体的地质工程队伍,同时也使地质灾害防治工程作为专门的工程技术领域逐渐发展起来,形成了一套相对成熟的技术方法,尤其是由中国水文地质工程地质勘察院开发的“地质灾害防治工程设计支持系统”成功地应用于链子崖滑坡治理中,切实起到了灾害治理的示范作用。
5.一些新理论新方法的发展与应用
随着地质灾害研究工作的不断深入,一些新的理论与方法不断涌现,并逐步得到了学术界的认可,比较有代表性的有:
(1)滑坡过程模拟与过程控制理论技术。成都理工学院的黄润秋教授在岩土应力分析的基础上,对滑坡从其孕育、发展演化、激发成灾或防治控制进行全过程的计算机动态模拟。通过将现代数学-力学、非线性科学和计算机图形图像技术结合起来,对滑坡系统的全过程仿真模拟,直观地理性的分析灾害发生影响因素及其强度,再现灾害发生的全过程。从而将滑坡灾害定量化研究向前推进一步。
(2)地质灾害风险性评价理论与方法。在我国将风险性评价引入地质灾害研究工作中是从90年代开始的。到目前为止,地质灾害风险性评价作为一个相对独立的研究领域不断地发展和深化。其基本思想是在评价灾害自然危险性的同时,还考虑地区人口经济密度和抗灾性能等,即灾害区易损性分析,将地质灾害自然属性和社会属性结合起来,综合评价灾区地质灾害发展状况。经研院张梁等以崩塌滑坡、泥石流和岩溶塌陷为典型灾种进行了研究,建立了一套评价指标体系和模型方法,为该领域研究的深入开展提供了范例。
『陆』 贵州省地质灾害特点及其防治存在的问题与对策探讨
杨胜元
(贵州省地质环境监测总站,贵阳,550000)
摘要本文分析研究了贵州省地质灾害发生发育的特点,总结了省内7个典型地质灾害的示范治理效果,针对当前贵州省地质灾害防治工作的实际,提出了在防治工作中存在的主要问题,最后根据国土资源部与贵州省关于地质灾害防治工作的方针与政策,探讨了在贵州省进一步开展地质灾害防治工作的对策意见。
关键词地质灾害发育特点防治对策贵州
地球上的一切生物都依存于地质环境,是人类最基本的栖息场所。“保护地球就是保护我们的生存空间”已成为人们的共识和呼唤。随着人类活动的加剧及经济社会的发展,滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害已成为严重威胁人民群众生命财产安全的主要问题。按照“以人为本”、“预防为主、防治结合、全面规划、综合治理”的原则,贵州在地质灾害防治领域已经取得了重要进展,特别是国土资源部门积极履行职责,选择几起典型的地质灾害进行示范治理,发挥了职能部门的重大作用,产生了良好的社会经济效果。但是由于贵州省特殊的自然地理地质条件以及相对落后的经济现状,汛期强降雨和各种工程活动仍然是导致地质灾害多发的主要因素,分散的、被动应急的状况没有得到根本改变。分析存在的问题,探讨防治的对策措施已成为地质环境保护工作者的重要课题。
1贵州地质灾害的特点
1.1特殊的自然地理地质条件和人为活动,使地质灾害频发而灾种齐全
贵州省位于国内外最大的西南连片岩溶石山地区的中心地带,多为峰丛河谷洼地,具有山高坡陡谷深的特点。由于水土流失,石漠化面积已达3.25万km2,占全省国土面积的18.45%。雨量充沛、植被稀少、软硬相间的地层出露以及人多地少的省情,使得全省地质生态环境十分脆弱,各类地质灾害频发,常见的6类地质灾害都有发现。仅据至2002年完成的27个县市地质灾害调查与区划工作结果,全省掌握了1.2万多处地质灾害隐患点,圈定重要隐患点4400多处,初步统计受威胁人数在38万以上。据不完全统计,自1998年以来,全省共发生地质灾害1150余起(其中死亡10人以上或直接经济损失500万元以上的重大级以上灾害14起),造成291人死亡,451人受伤,经济损失7.5亿元。
1.2河谷深切的斜坡地形,决定了地质灾害的发生以滑坡、崩塌、泥石流为主
由于境内处于云贵高原向广西丘陵平原过渡的斜坡地带,地质灾害以滑坡、崩塌、泥石流类型为主。通过对1993年以来发生的345处地质灾害的统计和分析,滑坡、崩塌、泥石流等斜坡岩土体运动灾害分别占70%、11%和10%。近几年来崩塌和泥石流发生比例还有上升趋势,通过对近5年来发生的140余处主要地质灾害进行统计分析,滑坡仍然占主导地位,约60%,而崩塌占20%,泥石流占13%。此三种灾害往往相伴而生,使危害和影响范围加大,给人民生命财产和经济建设造成巨大损失。如乌江上游的大方县城滑坡,中游地段的思南、沿河县城滑坡,石阡县城的滑坡泥石流,印江县城的岩口特大滑坡、杉树小学滑坡与县城二小滑坡,赤水市大同滑坡等等,灾情均十分严重,损失特别巨大。
1.3四季分明,雨量集中的气候特征,使得主汛期的强降雨成为地质灾害的主要诱发因素
贵州省气候温和多雨,在雨季民间常有“天无三日晴”的说法。一般4~8月是雨季,但主汛期多在6~7月,此时暴雨引发的地质灾害约占总数的70%,重大级、特大级地质灾害往往集中在这段时期。1999年6月27~30日,我省黔北、黔中和黔东普降暴雨,11个县市发生地质灾害22起;2000年6月6~8日黔北、黔南又普降暴雨,8个县市诱发地质灾害10起,连续两年近乎在同一时段发生的灾害占了当年总数的40%。2003年6月25日,黔北习水县连降暴雨4小时,致县城及24个乡镇成灾,诱发山洪泥石流,冲毁电厂、公路、大坝和民房,使5人死亡,20人失踪。
1.4人多地少,经济落后的省情,使愈演愈烈的工程活动逐渐成为地质灾害的人为诱因
贵州省城市化水平和农村城镇化程度相对较低,人口众多,人均耕地不足1亩,毁林开荒、采石、采砂、采煤等破坏自然生态环境的活动是造成经济恶性循环、地质灾害频发生的另一重要因素。据不完全统计,各年间由于不合理的人类工程活动导致的地质灾害占当年地质灾害总数的15%~35%,但这一比例还在逐年提高。2001年全省是个干旱年,全年仍然发生有人员伤亡的地质灾害事件19起,死亡63人,其中与人类工程活动有关的5起,死亡39人,占62%,而因自然因素导致的虽然有11起,但只死亡11人,仅占18%。可见人为活动诱发的地质灾害不容忽视。我们注意到,现实中发生的很多地质灾害都或多或少的能见到人为活动的影子。1996年9月18日发生在印江县的岩口特大型滑坡就是常年采石形成高陡临空面而诱发的,由于地处印江河上游,倾刻间180万m3的岩土滑入印江河形成堰塞湖,淹没1镇4村1830户民居,3000亩农田,导致2人失踪,3人死亡,直接经济损失1.5亿元。若堰塞湖一旦溃决,将威胁县城和下游沿江5.4万民众的生命安全,估算可能达到的经济损失约24亿元。
2典型地质灾害的示范治理效果
2.1思南县城白虎岩滑坡治理
该滑坡位于乌江岸边斜坡地带,由于乌江水位频繁变动及强降雨影响,于1996年6月开始蠕动变形成灾,为中层堆积层滑坡。滑坡纵长104m,前缘宽172m,平均厚度10m,滑体约20万m3,滑床层位为志留系中下统秀山组泥岩。采用抗滑桩+护坡+截排水方案,由国家、地方共同投入资金417万元(含勘察15万元),于2000年、2002年分两期进行治理,使刚投资2000余万元建成的自来水厂、10余家企事业单位得以平安。第一期工程被中国地质调查局评为优秀工程。
2.2印江县岩口滑坡残留体与危岩体治理
该滑坡位于印江河上游4.1km,由于长年挖山采石及连降暴雨,形成222.2万m3的基岩切层滑坡。其中180万m3的岩土滑入河中形成高51.4m,纵长420m的堆石坝,回水10km,水深10m,堰塞水库库容达6250万m3。在纵长434m,高差155m的滑床上,堆积了42.2万m3的残留体;在滑床右侧壁陡崖上残留了2.41万m3危岩体,高于滑床80~140m。滑体由三叠系下统玉龙山组灰岩构成,滑床为二叠系上统长兴组灰岩,滑带为三叠系下统夜郎组泥页岩,厚8~10m。由水利防汛部门采用坝体两侧打永久性导流隧洞泄水并加固坝体,国土资源部门采用危岩体爆破清除+残留体抗滑桩与截排水治理措施,两相配合,取得极其明显的效果。不仅避免了一场灭顶之灾,而且治理遗迹已成为印江人民的游览之地。斜坡上的危岩体爆破和残留体二级支挡与截排水工程共耗资340万元,由国家和地方共同投入。
2.3赤水市大同滑坡治理
赤水市大同镇位于赤水河支流大同河岸边斜坡上,是贵州省有名的古镇之一。由于强降雨于1998年6月24日诱发滑坡,阻断赤水—四川叙永的省际公路,毁房62间,致21户484人无家可归,毁坏水厂、饮料厂各1座,破坏了水、电、通讯等生命线工程,直接经济损失400余万元。该滑坡分浅、中、深3层滑体,总方量138万m3,基底为侏罗系中下统砂岩。于1998年10~12月由地方自筹20万元对浅层滑坡实施了挡土墙治理工程,次年5月至1999年6月对中层滑坡实施了抗滑桩+挡土墙+截排水+生物治理工程,采用地方出资、国家补贴办法,投入资金374万元(含勘察40万元),已使浅、中层滑坡稳定。通过监测,深层滑坡也已处于相对稳定之中。该滑坡的治理,抑制了灾害的进一步扩展,使下游8km的赤水市区以及赤天化厂、华一造纸厂等国家大型企业免除了安全隐患,避免经济损失14亿元以上。
2.4石阡县城区滑坡治理
由东门坡滑坡群和城南温泉滑坡两部分组成。东门坡正对城区,由5个滑体组成,宽540m,长250m,厚4.8~10.5m,总方量120万m3,滑床为志留系中统秀山组泥岩。城南温泉是省级风景名胜区,在其上方出现宽280m,长170m,厚6~12m,规模32万m3的滑坡。20世纪90年代初开始出现险情,毁坏县人民医院、县党校、烟厂、茶厂等建筑。1996年7月灾情进一步扩大,直接威胁县委、县政府及民族中学等61个企事业单位1161户5276人近6亿元财产的安全。由部投入70万元进行勘察,设计采用抗滑桩+挡土墙+截排水方案分期进行综合治理,需投入资金997万元。于2000年4月—2001年6月由省、市、县政府投入134万元实施了第一期工程治理,有效抑制了县委后山滑坡的变形。
2.5盘县松河乡朝阳崩塌、地裂缝治理
由于长年采煤,1995年在上覆地层三叠系下统飞仙关组泥砂岩中开始出现山体开裂,2000年雨季地裂缝增多,2001年5月明显增大变宽,有三处出现较大规模的崩塌,残余的危岩体单体达7万~10万m3,使32户126人生命财产受到威胁,并使大片土地荒芜。危岩体一旦下坠,可能形成滑坡,继而演变成泥石流,将威胁下游80户300余人的生命财产安全。2002年由部投资30万元对危岩体进行了爆破清除。但要消除全部隐患尚需进行综合治理。
2.6印江县杉树小学滑坡治理
2001年5月,由于降雨诱发,小学内出现两个相邻的滑坡,长42~50m,宽38~85m,厚2.23m,体积0.35万~1万m3,为浅层松散堆积层滑坡,地层为志留系中统秀山组泥岩。直接威胁学校和前缘居民699人的生命财产安全。经采用抗滑桩+挡土墙+截排水治理措施,于2001年~2002年由部共投入60万元,使隐患得以根除。
2.7习水县隆兴镇交通村立坡滑坡群2号滑坡治理
1999年7月,由于强降雨,交通村发生由4个单体滑坡组成的滑坡群,其中范围和危害最大的为2号滑坡,宽700m,纵长600m,体积约110万m3,为大型浅层松散层滑坡,滑床地层为侏罗系中下统砂岩、泥页岩。该滑坡直接威胁滑坡体上49户211人以及周围90户352人的生命财产安全,对赤水河航运将造成一定影响。2001年由部投入30万元进行勘察,2002年由省政府投入30万元对2号滑坡采取了地表截排水应急工程治理,初步遏制了滑坡的扩展。
对以上7个项目实施勘察示范治理,共投入资金1475万元,其中部出资700万元,省内自筹745万元。
3地质灾害治理工作存在的问题
如前所述,贵州省地质灾害点多、面广、易发,危害性大,除采取必要的避让措施和监测预警预报外,很多应该治理的却无力投入治理。从贵州省对几起典型地质灾害治理的效果来看,其产生的示范带动效应是非常显著的,但一般都是国家和地方共同出资的结果。通过治理的实践,认为主要存在以下几个方面的问题:
(1)对地质环境状况掌握不够,地质灾害的底数摸得不准,难以预测哪些地方容易发生和何时容易发生。虽然进行过1∶50万环境地质调查,但比例尺显得太小。现在开展的县(市)地质灾害调查与区划是件好事,但推进速度较慢。加之省级地质环境监测总站和地(市)级分站由于体制问题使职能难以到位,信息不能集中,综合分析研究不够,也是造成工作被动的重要原因。
(2)对地质灾害的防治知识和防治原则宣传普及不够,基层工作人员对地质灾害缺乏判断能力,防治分寸把握不准。无论是否为地质灾害,随意夸大、一味向上伸手的现象时有发生。
(3)对地质灾害治理缺乏统一规划,且专业队伍和政府部门的结合不好,技术与经济脱节,既便做过规划,但没有得到上级政府的批准,使规划不能落实,难以实施。实际工作中往往处于“被动应急”状况。
(4)对地质灾害治理没有规定稳定的资金渠道,治理经费难以落实。虽然要求各级政府都要将地质灾害防治经费纳入财政预算,但缺乏硬性规定,实际很难到位。一般首先想到的是向上申请补助,实在万不得以时,挤出一点资金,采用“头痛医头,脚痛医脚”的应急办法,地方缺乏应有的主动性和积极性。
(5)项目管理体制不顺,没有严格实行项目法人负责制。由于现实工作中受权力因素的影响,以至项目下达后,搞“拉郎配”、重新进行项目二次分配等,使项目法人只能被动管理甚至无法管理的情况是经常存在的。项目重新下达给谁、资金多少、进度如何、质量怎样?项目法人是很难知道的。由此带来的财务决算、资料汇总等系列问题也随之而生。这与现行的财政预算管理办法不相符合,也与项目法人应该承担的法律责任不相匹配。
(6)与地质灾害治理相关的规程、规范不配套,缺乏严格的技术、操作与经济依据。地质灾害作为一门专门学科,关系到国计民生,目前状况是与其地位极不相称的。实际工作中一般只能参照建筑、公路、铁路、水利等行业和部门的标准、定额执行,应该说操作起来还有一定的差距。
4落实地质灾害治理的对策与措施
2003年国土资源部在全国地质环境管理工作会上明确指出,地质灾害防治工作是地质环境保护工作的重中之重,要努力实现从过去分散的、被动应急的状况,向有组织、专门化、主动性的状况转变。我们要刻意解决好可持续发展的一系列问题,就必须正确处理好经济发展与保护地质环境的关系,深入贯彻执行地质灾害防治的各项方针和政策,从机制、体制、法制上解决问题,用制度来规范治理工作。一方面,地质灾害从客观上讲有其不可避免性,但力图减少和竭力遏制是有可能性的;另一方面,人们可以通过对地质灾害的形成、发展和演化规律的认识和研究,采取符合客观自然规律的防范治理措施,使地质灾害对人类造成的损失减轻到最低限度。针对贵州省地质灾害发生的特点,提出以下落实和加强地质灾害治理的对策措施,供参考。
(1)强化省级地质环境监测总站对地质环境保护和地质灾害防治的专业技术作用,深入开展全省地质环境与地质灾害的调查研究,充分掌握全省基础资料和信息,在加强“三网”建设的基础上,积极与气象部门联手,探索出一条适合省情的汛期气象预警新路子,真正使总站成为新时期覆盖全省、反应迅速的高科技、有权威性的地质灾害防治研究中心。鉴于目前各省总站归属不一,体制及基础条件不一,开展工作的程度也不一样,建议部环境司、中国地调局与中国地质环境监测院加强对总站的领导及工作部署,在调查研究取得一手资料后,对总站存在的问题做出进一步明确,不能因为队伍属地化就疏于管理,各行其事。只有这样,才能使总站成为中国地质环境监测院和省内各级国土资源部门的业务技术支撑。
(2)加强对地质灾害多发区民众和基层工作人员的知识普及与业务培训,让他们认识地质灾害,懂得地质灾害的一般防范措施、治理规则及程序。实践证明,宣传与培训与否,在灾情出现时显示出的处置能力大不一样。
(3)把对地质灾害的治理规划抓好抓实,既要有专业队伍的主动参与,又要有政府部门的密切配合,才能编制出切合本地实际的、具有可操作性的全面规划,经过专家论证和政府批准颁布实施。要根据国家制定的防治原则和上级编制的治理规划,在空间上、时段上、措施上以及管理做到重点突出,相互衔接,允许根据情况变化作出调整,但一定要任务明确,措施与责任清晰,便于操作和落实。
(4)要疏通和建立稳定的地质灾害治理资金渠道并逐步使治理资金多元化,认真贯彻《地质灾害防治条例》规定因自然因素造成的地质灾害,由各级政府组织治理,因工程建设等人为活动引发的地质灾害,由责任单位承担治理责任。从中央到地方都要建立一定数量的地质灾害防治基金或专项治理基金,以确保重大地质灾害的应急治理和完成规划部署的治理任务。同时,按照“谁诱发、谁治理;谁治理、谁受益”的原则,采取强制性和鼓励性措施相结合的办法获得更多资金。还要广开其他渠道,如从矿产资源补偿费、矿山环境恢复费、土地整理费中争取能够使用一些,包括社会赞助等,以利于多方面筹积资金。目前,在资金渠道不畅的情况下,应继续开展典型地质灾害的示范治理,发挥出国家与地方两方面积极性,对使用鼓励政策投资治理项目取得良好社会经济效益的项目成果和投资者,政府要大张旗鼓的宣传和表彰,使这一政策深入人心。
(5)要坚决执行项目法人责任制,项目法人有依法全权管理项目的权利,同时有按质按量完成任务并承担相应的法律责任的义务。原则上公益性工作应该委派给地方公益性事业单位承担,力量不足的可以通过与有相关资质的单位协作完成,政府部门对项目实施程序管理和成果的检查验收,从繁琐的项目管理中解放出来,履行其宏观调控与管理的职能。这样对全省地质灾害的归口管理,提供为编制本行业规程、规范的第一手资料,提高本部门地质灾害的研究水平和质量大有好处,政府管理与事业支撑也相得益彰。
『柒』 地质灾害危险区划分与评价
地质灾害危险性分区是在地质灾害易发区基础上进行的。地质灾害的易发性代表了地质灾害是否具备形成条件和发生地质灾害的难易程度。而地质灾害的危险性则包括了地质灾害的活动程度、威胁的范围、易发程度和诱发因素,是地质灾害形成的可能性。仍然采用信息量法进行计算。
一、地质灾害危险性评价指标体系
控制和影响地质灾害形成的地质条件很多,但归纳起来主包括两方面的条件,即地质灾害形成的基础条件和诱发条件。依此,可建立地质灾害危险性评价指标体系(图6-12)。
1.地质灾害活动程度
地质灾害活动程度主要是指地质灾害活动的历史。在本次地质灾害危险性评价中,主要考虑地质灾害活动的点密度和面密度,将其作为地质灾害危险性分区的依据。但地质灾害活动的历史只能说明地质灾害的过去,而未来地质灾害活动程度怎样,危险性大小主要取决于地质灾害的形成条件及诱发因素。
2.地质灾害形成条件
地质灾害形成条件包括主要控制因素和影响条件。本次地质灾害危险性区划评价中主要选取斜坡结构类型、工程地质岩组、水文地质条件、斜坡几何形态、断裂构造和人类活动等条件。
3.地质灾害威胁范围
地质灾害一旦发生,其可能影响的范围,即存在地质灾害危险的范围。本次确定的地质灾害威胁范围主要包括易发区本身斜坡地带,同时也包括沟谷底部及河流、水库内的一定范围。
图6-12 地质灾害危险性程度评价指标体系图
4.地质灾害诱发因素
诱发因素是指能够使地质环境系统向着地质灾害发生的方向演化或者导致地质灾害发生的内动力和外动力地质作用。本区诱发条件主要包括地震、降雨和人类工程活动。但由于本区地震活动相对较弱,而且能够代表地震活动程度的地震烈度和地震动峰值加速度在县域内区别不大,因此本次危险性评价中未考虑地震活动的影响因素。参与评价的主要诱发因素为降雨和人类工程活动。
二、地质灾害危险性分区
1.评价指标的量化
危险性评价采用信息量法进行计算,用1:50000地形图提取基础地理信息,从遥感影像中提取植被图层,利用降雨量等值线图提取降雨指标,人类工程活动主要从地形图和灵台县发展规划中提取,得到各种评价指标的图层,根据实际调查资料可以获得地质灾害的点密度和面密度,并将这些指标引入GIS操作系统中。
2.基于GIS的信息量分析模型迭加计算
采用基于GIS的信息量分析模型进行迭加计算,通过计算诸影响因素对斜坡变形破坏所提供的信息量值,作为区划定量指标,既能正确地反映地质灾害的基本规律,又简便、易行、实用,且便于推广应用。计算原理与过程如下:
信息预测的观点认为,滑坡与崩塌等地质灾害的产生与否与预测过程中所获取信息的数量和质量有关,是用信息量来衡量的,即:
图6-13 灵台县地质灾害危险性分区图
依据地质灾害危险性分区结果,充分考虑地质灾害防治规划工作的开展,综合灵台县地貌、岩土特征、地质构造、年降雨分布规律及人类活动程度等特点,将灵台县滑坡、崩塌、泥石流灾害危险程度划分为地质灾害高危险区、中危险区、低危险区和极低危险区,根据地质灾害分布、组合特征又进一步划分为16个亚区(表6-4)。
4.危险性分区评价
(1)地质灾害高危险区(Ⅰ)
灵台县地质灾害高危险区面积232.49km2,占总面积的11.35%。包括6个地质灾害高危险亚区,即黑河北岸梁原乡横渠—付家沟—官村—朱家湾—杜家沟—景家庄子地质灾害高危险亚区(Ⅰ1)、黑河南岸梁原乡张家塬—温家庄—东门—朱家湾高地质灾害危险亚区(Ⅰ2)、达溪河北岸沿线地质灾害高危险亚区(Ⅰ3)、达溪河南岸中台镇—蒲窝乡—新开乡邵寨镇黄土梁峁丘陵地质灾害高危险亚区(Ⅰ4)、邵寨镇黄土梁峁丘陵地质灾害高危险亚区(Ⅰ5)和独店乡什字塬北部黄土梁峁丘陵地质灾害高危险亚区(Ⅰ6)。本区所处地貌单元主要为黄土梁峁沟壑区及黄土丘陵区。岩性主要为第四系黄土和白垩系紫红色泥岩、砂岩、砂砾岩,地表黄土覆盖厚度较大,黄土大都向冲沟倾斜。局部地形坡度较大,区内工程地质条件差,岩土层的表层风化较严重,本区人类活动比较强烈,沟谷边坡人口比较密集,人类活动对环境的改造极为强烈,主要包括建房切坡、开挖窑洞、修路等,人为活动诱发滑坡、崩塌的可能性较大。本区植被稀疏,以农作物为主,不利于水土保持。丘陵区沟谷大多处于壮年期或幼年期,侵蚀作用比较强烈。在汛期遇暴雨和连阴雨天气容易形成滑坡、崩塌灾害。特殊的岩土条件和气象条件为地质灾害的形成提供了可能性。本区也是全县滑坡、崩塌地质灾害最严重的地区。
表6-4 地质灾害危险程度分区说明表
(2)地质灾害中危险区(Ⅱ)
灵台县地质灾害中危险区面积604.03km2,占总面积的44.12%,地质灾害为灾滑坡,崩塌、泥石流和不稳定斜坡。包括4个地质灾害中危险亚区,即黑河北岸梁原乡黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ1),黑河南岸-什字塬以北黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ2),什字塬以南-达溪河以北黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ3),达溪河南岸中台镇蒲窝乡新开乡邵寨镇广大黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ4)。本区岩性为第四系中上更新统黄土覆盖于白垩系砂砾岩、砂岩、泥岩基岩之上,厚度不等,在降水作用下容易沿黄土与基岩的接触面形成滑坡。区内人类工程活动相对较强,人口比较多。人类工程活动比较强烈主要表现是为各种目的而进行的切坡,加大了崩塌、滑坡的临空面。黄土层岩石风化破碎,节理裂隙发育,为灾害中易发区。丘陵区沟谷大多处于壮年期或幼年期,侵蚀作用比较强烈,沟坡多为阶状陡坡。在汛期容易形成滑坡、崩塌灾害。灾害点分布在村庄周围、公路沿线、河谷边坡地带。地质灾害一旦发生,危害较大。
(3)地质灾害低危险区(Ⅲ)
灵台县地质灾害低危险区面积912.48km2,占总面积的44.53%,地质灾害发育较少,危险性相对较小。包括6个地质灾害低危险亚区,即梁原乡王家沟黄土塬地质灾害低危险亚区(Ⅳ1)、黑河宽阔河谷地质灾害低危险亚区(Ⅳ2)、什字塬地质灾害低危险亚区(Ⅳ3)、达溪河河谷地质灾害低危险亚区(Ⅳ4)、邵寨镇黄土塬地质灾害低危险亚区(Ⅳ5)、百里乡林场地质灾害低危险亚区(Ⅳ6)。本区黄土塬区及黄土小台塬区和宽阔的河谷区工程地质条件很好,地形平坦,虽然人类工程活动较频繁但很少发生地质灾害,百里乡林场区植被茂密,人烟稀少,人类工程活动较少,人类工程活动弱,地质环境相对优越,为地质灾害低危险区。
『捌』 管道沿线崩塌灾害防治方法
对崩塌体的防治可采取锚固、顶挡、卸荷、防护等方法。在具体不同崩塌点的防治时,应结合工程实施条件,采用一种或多种防治方法。
7.2.1锚固
崩塌锚固技术是目前应用非常广泛而且非常有效的一项技术。主要是通过对崩塌体或危岩体进行锚杆或锚索的锚固,使其处于稳定或相对稳定的状态,减少或防止对崩塌体(危岩体)下方的管道产生威胁或危害。因此在兰—成—渝输油管道和忠—武输气管道均采用了该项技术,取得了良好的效果。
崩塌体锚固技术在材料上分为锚杆和锚索两种。在受力条件上分为预应力和非预应力。在管道沿线治理施工中应用最多的是全黏结性锚杆和预应力锚杆两种类型。其特点是施工简单方便而且效果较好,经济上也比较合理。
7.2.2顶挡
在基岩地区,受岩石风化或节理裂隙的控制,形成了较危险的悬空状态的岩体,如不治理将危及管道线的安全,但用常规方法难于治理,特别是所处位置地面高差较大,无法锚固,也不能卸荷,采用顶挡的方式是既经济又简单的一种方法。忠武管道张家沟为岩体就是用这种方法将以大型岩块固定,取得了非常好的效果。
7.2.3卸荷
崩塌体卸荷实际上是人为的将崩塌进行“拆除”,使摇摇欲坠的崩塌在没有灾害的情况下,或在人的干扰下倒塌,既防止了灾害的发生又达到了治理的效果。
在管线保护和地质灾害治理施工过程中,卸荷往往是局部使用的一种方法,一般情况下配合锚固和挡墙等工程措施,达到整体的治理效果。
7.2.4防护
防护是一种被动的地质灾害防治方式,为了减轻山体上部岩体落石对在自由落体作用下对管道的损害,将管道采用整体形式进行防护,是忠—武输气管道常用的一种地质灾害防治方式。
由于管道分布的线路较长,而且一般沿山体根部通过,在基岩地区随时都有风化剥落的岩块掉下来,即使较小的块石,在重力加速度的作用下,都将对管道产生影响,甚至砸坏管道。因此采用被动防护的方式,将避免这种灾害的发生,并降低工程治理的难度,同时可以节约大量的工程投入。常用的方法有增加管道上部防护层的厚度和在崩塌下部建防护网等方法。
『玖』 地质灾害发生前都有一个短暂的渐进性变化过程
地质灾害发生前总会有一些以渐进性变化为特征的异常现象,即所谓“前兆”。例如地震、滑坡、地面塌陷发生前会出现地面变形、沉降,地下水位、水质的异常。这些前兆与渐进性地质环境问题的表现形式有许多相似之处,只不过前兆呈现的地段有限,大多集中在灾点附近,且变化的速率较快而已。
通过上述关于地质灾害与渐进性地质环境问题两者关系的讨论,可以得到以下几点启示。
(1)地质环境问题产生的原因是错综复杂的,在因果关系上存在着“多因单果”、“单因多果”的现象。前者是说某一种地质环境问题(现象)可以有多种成因;后者是说某一种地质作用或人为活动可以引发多种不同的地质环境问题。除此之外,一种地质环境问题的出现又有可能为另一种问题的发生创造条件,即存在着“因果长链”。地质灾害与渐进性地质环境问题之间的相互影响,充分体现了各种地质环境问题之间复杂的因果关系。因此,环境地质工作要格外重视地质背景及其地段性差异的调查,调查的内容既要做到全面充分的揭示岩土、水等时空结构的特征,又要结合成因机理,对已出现和可能出现的地质环境问题发生的地点作出全面的综合判断。那种脱离地质背景和成因分析的灾害现状调查或者仅仅围绕某一特定地质环境问题而开展的调查评价应尽量避免。
(2)地质环境系统是自然-人工复合系统,许多地质环境问题的出现都与人为活动有着紧密联系,由于未来人为活动的方式、强度在许多情况下,是难以准确把握的,尤其在中小尺度上超前作出判断几乎是不可实现的,所以,人为活动信息的不充分往往是地质环境适宜性评价面临的难题。对此,环境地质工作指导思想应有所改变。
首先,要弄清环境地质工作的社会职能,其职责是为政府决策提供有关环境地质正、反两方面的论证依据,环境地质工作者既不能越俎代庖视自己为决策者,又不能始终站在后台扮演可有可无的角色。例如在城市化进程中,环境地质工作与城市建设、规划是一个相互紧密配合的过程。一方面环境地质工作者要向规划、建设部门提供有关地质环境的基础背景资料;另一方面又要针对规划、建设方案可能遇到的地质环境问题风险作出论断。也就是说要改变环境地质部门只提供基础资料,规划部门独家制订规划的做法。规划是个多学科综合,多方利益权衡,城市多功能合理配置的运筹过程,只强调城市经济功能和美学价值,忽视人与地质环境的正、负关系是导致城市地质环境问题频发的主要原因,反之,不考虑未来人为活动的方式,只分析地质背景强调地质环境脆弱的一面,单方面提出适宜或不适宜的结论也是不妥的。
其次,要注意地质环境系统是不断演化的,人为活动可以破坏环境,也可以改善环境。因此,在城市化的进程中,环境地质工作与城市环境问题的成因分析和防治措施的制定也必然要适时到位。要做到这一点,必须对还在发育中的地质作用和过程(包括人为的)的时空关联关系要及时捕捉、分析,尤其要注意对人为活动方式、施加地点、作用强度等资料的收集。那种以地质背景现状调查为主,不考虑地质环境问题与人为活动对应关系的调查成果,不仅不能全面了解地质环境问题产生的根源,而且对现状和未来可能施加的人为活动的合理性也难以作出科学的论断。总之,根据情况的变化,及时提出风险评估和应对的建议是环境地质工作者长期的任务,换句话说,环境地质调查评价不是一次性、一劳永逸的工作。
(3)地质环境系统演化规律的科学探索任重而道远。有些理论用于解决现实的环境地质问题还有许多工作要做,特别是有关地质灾害(突发性的地质环境问题)发生时间、地点、规模的准确预测、预报目前还难以实现。在这方面目前切合实际的办法就是重视突发前各种“前兆”的捕捉和综合分析。相关的工作有两点:一是尽可能多地收集已有灾害点的“前兆”资料,包括岩土变形、水位、水质和地表景观变化的数据和形态描述,结合地质的和人为活动条件,对它们的运动频率、变化速率、趋势及各状态指标的关联过程进行统计分析,寻找出不同条件下突变出现的时机和主要特征,从中提取有助于推断灾害发生时间、地点、规模的规律性认识;二是对潜在的或有可能近期发生的灾害点加强监测,特别是对规模较大,后果严重的且处于渐变阶段的灾害点,应加密监测点,缩短监测时间间隔,增加监测内容,并快速进行数据处理和相应的专家会商。实践表明,在地质灾害预测理论和预测方法还不完善的今天,上述工作对于防灾减灾正发挥着重要的作用。
『拾』 五 地质环境保护与地质灾害防治
党中央、国务院提出建设资源节约、环境友好型社会的要求,注重社会经济与资源环境的协调发展,从而研究大区域地下水演化、评价生态地质环境、预报地质灾害等工作显得日益重要,国土资源部在这些领域取得了一批重要的成果。
西部严重缺水地区人畜饮用地下水勘查示范工程
研究了不同类型缺水地区地下水埋藏富集模式与演化的机理,在碎屑岩地区新发现一系列“储水构造”,丰富和发展了“构造控水”理论;在咸淡水交错分布区发现多种地下淡水分布模式;在西南红层丘陵区创造出“小口径浅井”取水新技术和“一户一井”供水新模式;应用了漂砾石和严重漏失地层的钻探成井、基岩钻孔爆破增水、“渗流井”取水新工艺;研制开发了“塑衬贴砾滤水管”和红层地区“微型钻机”,编制了《红层地区地下水勘查评价技术要求》等。这些成果及时转化与推广应用,推动了西部人畜饮用水的解困工作。
巫山新城蓄水前航空影像(2003.3)
秀峰寺滑坡防护及开发利用示范工程