地质灾害防治中
A. 地质灾害防治级别
依据国土资源部发布的有关技术要求,地质灾害防治按三级划分:即重点防内治(区)段容、次重点防治(区)段、一般防治(区)段,根据地质灾害危险性综合评估结果,确定地质灾害危险性大的区段为重点防治(区)段;地质灾害危险性中等的区段为次重点防治(区)段;地质灾害危险性小的区段为一般防治(区)段。
输油管线重点防治段3段,长19.3m,占线路总长的4.0%;次重点防治段8段,长58.9km,占线路总长的12.2%;一般防治段7段,长404.4km,占线路总长的83.8%。
根据地质灾害危险性预测结果,拟建工程遭受或引发、加剧的危险性大和中等的地质灾害均需防治,危险性大的灾害点作为重点防治点,危险性中等的灾害点作为次重点防治点,防治灾点详见表6-12。
表6-12 拟建工程地质灾害防治点统计表
B. 地质灾害防治措施
对出现地质灾害前兆、可能造成人员伤亡或者重大财产损失的区域和地段,县级人民政府应当及时划定为地质灾害危险区,予以公告,并在地质灾害危险区的边界设置明显警示标志。 在地质灾害危险区内,禁止爆破、削坡、进行工程建设以及从事其他可能引发地质灾害的活动。 县级以上人民政府应当组织有关部门及时采取工程治理或者搬迁避让措施,保证地质灾害危险区内居民的生命和财产安全。
在地质灾害易发区内进行工程建设应当在可行性研究阶段进行地质灾害危险性评估,并将评估结果作为可行性研究报告的组成部分;可行性研究报告未包含地质灾害危险性评估结果的,不得批准其可行性研究报告。 编制地质灾害易发区内的城市总体规划、村庄和集镇规划时,应当对规划区进行地质灾害危险性评估。
《地质灾害防治条例》主要确立了如下三项原则: 一是"预防为主、避让与治理相结合,全面规划、突出重点"的原则; 二是"自然因素造成的地质灾害,由各级人民政府负责治理;人为因素引发的地质灾害,谁引发、谁治理"的原则; 三是地质灾害防治的"统一管理,分工协作"的原则;国务院国土资源主管部门负责全国地质灾害防治的组织、协调、指导和监管工作。国务院其他有关部门按照各自的职责负责有关的地质灾害防治工作
一是地质灾害调查制度。由国务院国土资源主管部门会同国务院建设、水利、铁路、交通等部门结合地质环境状况组织开展全国的地质灾害调查。县级以上地方人民政府国土资源主管部门会同同级建设、水利、铁路、交通等部门结合地质环境状况组织开展本主管区域的地质灾害调查,在调查的基础上编制相应的地质灾害防治规划。 二是地质灾害预报制度。预报内容主要包括地质灾害可能发生的时间、地点、成灾范围和影响程度等。地质灾害预报由县级以上人民政府国土资源主管部门会同气象主管机构发布。任何单位和个人不得擅自向社会发布地质灾害预报。 三是地质灾害易发区工程建设地质灾害危险性评估制度。在地质灾害易发区内进行工程建设应当在建设项目可行性研究阶段进行地质灾害危险性评估,并将评估结果作为可行性研究报告的组成部分;可行性研究报告未包含地质灾害危险性评估结果的,不得批准其可行性研究报告。 四是对从事地质灾害危险性评估的单位实行资质管理制度。从事地质灾害危险性评估的单位,必须经省级以上人民政府国土资源主管部门对其资质条件进行审查合格,并取得相应等级的资质证书后,方可在资质等级许可的范围内从事地质灾害危险性评估业务。 五是与建设工程配套实施的地质灾害治理工程的"三同时"制度。即经评估认为可能引发地质灾害或者可能遭受地质灾害危害的建设工程,应当配套建设地质灾害治理工程。地质灾害治理工程的设计、施工和验收应当与主体工程的设计、施工、验收同时进行。配套的地质灾害治理工程未经验收或者经验收不合格的,主体工程不得投入生产或者使用。
五项防灾措施
《地质灾害防治条例》还就地质灾害防治管理规定了各级人民政府必须采取的五项防灾措施: 一是,国家建立地质灾害监测网络和预警信息系统。 二是,县级以上地方人民政府要制定年度地质灾害防治方案并公布实施。 三是,县级以上人民政府要制定和公布突发性地质灾害的应急预案。 四是,县级以上人民政府可以根据地质灾害抢险救灾工作的需要成立地质灾害抢险救灾指挥机构,在本级人民政府的领导下,统一指挥和组织地质灾害的抢险救灾工作。 五是,地质灾害易发区的县、乡、村应当加强地质灾害的群测群防工作。
C. 地质灾害防治管理
地质灾害防治管理,是指地矿行政管理部门对地质灾害防治工作进行监督管理。各地区、各部门和各行业都有做好各自职责范围内的地质灾害防治工作的义务。地质灾害防治管理的基本内容主要包括以下几个方面:①编制并组织实施地质灾害防治规划、计划;②划定地质灾害危险区并对其监督管理;③管理建设项目地质灾害勘查、评价工作;④制定有关标准、规范;⑤组织开展地质灾害监测、预报;⑥负责地质灾害防治工程承担单位的资质管理;⑦进行地质灾害责任鉴定和纠纷调处。
(一)编制并组织实施地质灾害防治规划、计划
我国地质灾害分布广泛,灾情严重。地质灾害防治工作涉及很多方面,开展这一工作必须动员全社会的力量。为了避免工作重复、交叉和相互脱节,需要统一规划,分级、分部门实施。所以编制地质灾害防治规划是地质灾害防治管理的重要内容之一。编制地质灾害防治规划的主要任务是明确地质灾害防治的目标,各时期的工作重点,各地、各部门的职责,应该采取的主要措施和方法,一定时期内需重点发展的防灾技术手段等。
地质矿产部曾于1989年组织编制了《全国地质灾害防治工作规划纲要(1990~2000年)》,1990年,地矿部、国家计委、国家科委联合转发了这个纲要。1991年地矿部开始在全国范围内部署分省区的1:50万以地质灾害为主要内容的地质环境调查、区划工作。这一工作将于2000年基本结束。届时将重新组织编制《全国地质灾害防治工作规划》。各级人民政府地矿行政主管部门应组织开展地质环境及地质灾害调查,掌握地质灾害的发育、分布规律,圈定地质灾害多发区,查明危害严重的地质灾害点及其可能的危害程度、目前灾害体的稳定状况等。在此基础上,结合上一级的地质灾害防治规划,按各地质灾害点的危急程度、可能的危害大小,区分轻重缓急,编制地质灾害防治规划、计划。按照“自然形成的地质灾害,谁受益,谁出资,人为引起的地质灾害,谁诱发,谁治理”的原则将防治工作落实到各有关部门、单位或个人。地质灾害防治规划报同级人民政府批准(同时报上一级地矿行政主管部门备案),纳入当地社会经济发展计划,地矿行政主管部门负责规划的组织实施。对规划执行情况进行严格监督。
(二)划定、管理地质灾害危险区
将明显可能受地质灾害严重威胁的区域划定为地质灾害危险区,对危险区进行建设限制和人为活动限制并编制必要的防灾预案,是世界各国进行地质灾害防治管理的一项重要内容。
各级地矿行政主管部门应当根据调查,将明显可能受地质灾害严重威胁的区域划定为地质灾害危险区,经所在地区人民政府批准后向社会公布。地质灾害危险区划定、公布以后,地矿行政主管部门应该根据公布的危险区范围在周界上,特别是周界的道路旁设立明显的危险区标志,如桩、牌等。同时加强对地质灾害危险区的监督管理。
(1)在造成灾害威胁的地质灾害体未能得到有效治理,灾害威胁尚未解除前,危险区内禁止开展任何建设活动。若确需开展建设的,其建设方案中必须包括切实、有效的防灾措施并经地矿行政主管部门审查认为足以抵御地质灾害威胁,方可开展建设。这样做的主要目的是防止工程建筑遭到已有地质灾害的威胁。
(2)地质灾害危险区内禁止任何可能加剧、诱发地质灾害的活动。如在崩塌、滑坡危险区内进行削坡、填土、开挖水渠等活动都应禁止。在岩溶塌陷危险区不能超量开采地下水。
(3)责成危险区所在乡级人民政府编制地质灾害危险区防灾预案。防灾预案必须明确:灾害体动态监测机构和人员、防灾预警的判据、预警发布机构及负责人、预警信号、撤离路线等。
(4)责成有关部门、单位编制危险区地质灾害防治方案,经地矿行政主管部门审查批准后实施。地矿行政主管部门要对方案实施情况进行监督检查。
(三)建设项目地质灾害勘查、评价管理
由于建设工程选址不当和人类活动对地质环境的破坏,使崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等外动力地质现象,对人类生命财产造成危害而成为地质灾害。例如湖北省巴东县城新址曾几次出现滑坡,造成严重的经济损失和人员伤亡,主要原因就是县城搬迁选址时未进行地质灾害勘查,将新县城选在一古滑坡体分布区。1994年四川省武隆县由于小煤矿开挖崖脚引起鸡冠岭岩崩,造成乌江断流,经济损失高达8亿元。所以,必须在工程建设前进行地质灾害勘查评价,以防工程选址不当或工程活动诱发地质灾害。因此,建设项目地质灾害勘查、评价管理是地质灾害防治管理的核心内容。只要抓住这个环节就等于从灾害发生的“源头”上把住了关。实现真正的“以防为主”。
建设项目地质灾害勘查、评价管理包括以下几个方面的内容。
(1)评价单位的资质管理。即承担评价工作的单位必须具备地矿行政主管部门批准的地质灾害勘查评价资质。
(2)勘查、评价报告管理。没有经地矿行政主管部门批准同意的地质灾害勘查评价报告,不能作为建设依据,有关部门不得批准该建设项目。
(3)监督防治工程和实施。可能诱发地质灾害的工程建设项目中必须包括地质灾害防治工程和设施。而且地质灾害防治工程、设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时验收和使用。地矿行政主管部门要负责建设项目中地质灾害防治工程的验收工作。
(四)制定有关标准、规范
为了使地质灾害防治工作有章可循,严格监督管理,制定和颁布有关标准、规范是十分重要的。这些标准和规范主要包括:①地质灾害勘查技术标准;②地质灾害防治工程技术标准;③地质灾害灾情统计标准;④地质灾害防治效益评估标准;⑤建设项目地质灾害勘查、评价技术要求。
(五)组织开展地质灾害监测、预报工作
我国政府现有的财力不可能对所有地质灾害体都进行治理,对大部分地质灾害体,只能加强监测、预报,以避免因地质灾害造成人员伤亡,尽可能减轻经济损失。所以,地质灾害监测、预报工作尤为重要。各省(区、市)地矿行政主管部门应根据当地的实际情况,制定地质灾害监测、预报管理办法;根据地质灾害调查结果,确定各自的监测、预报重点。然后,根据灾害体所在的位置、威胁的对象,将灾害监测工作任务落实到具体的部门、单位。对危害很大,可能造成大量人员伤亡和财产损失的危害点,要由专业队伍进行监测;其他灾害点,由灾害点所在乡、镇设立地质灾害监测组,由乡镇负责,选派工作认真,有一定知识和专业技能的责任心强的村民为监测员,对每个监测员进行地质灾害防治知识培训,制定岗位责任制,在专业技术人员的指导下开展群众性简易监测。
鉴于地质条件本身的发展变化以及降雨、人类活动等影响,每年都会出现新的灾害和隐患,各级地矿行政主管部门应组织力量在每年汛前对地质灾害严重的地区进行调查,汛期加强监测,汛后进行复核,及时掌握灾害体的变化情况,提高预报的准确性、预防的实效性。
当发生重大地质灾害事件时,市(地)、县级地矿行政主管部门要在24小时内向省级地矿行政主管部门报告,特大地质灾害事件要同时报国务院地矿行政主管部门。发生地质灾害时,地矿行政主管部门应组织有关人员赴现场进行调查,了解灾害的形成原因、发展趋势,提出治理对策。
(六)审定地质灾害防治勘查、设计、施工、监理单位资质
地质灾害防治工程是一项不同于一般道路、桥梁及城市建设的特殊的地质工程。必须在充分掌握地质灾害的形成机制、发生发展规律的基础上实施治理工程才可能对症下药,取得有效的治理效果。所以,对承担地质灾害防治勘查、设计、施工、监理工作的单位的素质有特别的要求。国务院赋予地矿主管部门负责地质灾害勘查、设计、施工、监理单位资质管理的职能。地矿主管部门已颁布实施了《地质灾害勘查-设计单位资质管理办法》、《地质灾害防治工程施工监理单位资质管理办法》、《地质灾害防治工程施工监理办法》;目前,正在制订地质灾害防治工程施工单位资质管理办法。按现行管理程序,申请地质灾害防治工程承担单位甲、乙级资质的单位由其上级主管部门推荐,经所在省(区、市)人民政府地矿行政主管部门审核,报国务院地矿行政主管部门审批。申请丙级资质的单位由其上级主管部门推荐,经所在省(区、市)人民政府地矿行政主管部门审批,报国务院地矿行政主管部门备案。
国务院地矿行政主管部门对地质灾害防治工程承担单位资质实行年度审核制度;除对单位的资质管理以外,还负责地质灾害防治工程施工监理工程师的资质审批工作。各级地矿行政主管部门要加强地质灾害防治工程承担单位及监理工程师的资质管理工作,严禁任何单位承担与其资质不相适应的地质灾害防治工程,以保证工程质量,确保人民生命财产安全。
(七)地质灾害责任鉴定、纠纷调处
对地质灾害防治,实行“以防为主”的方针。自然作用形成的地质灾害实行“谁受益、谁出资”的原则,即受灾害威胁,开展防治工作后能受益的部门、单位和个人出资开展防治工作。对人为活动诱发的地质灾害则由责任者负责治理。由于地质灾害成因十分复杂,很多情况下,不易分清是自然成因还是人为诱发,实际上不少情况是两种因素的叠加作用。所以,在责任不清的情况下,各级地矿行政主管部门应根据各自权限进行地质灾害的责任鉴定。在充分调查、勘查的基础上,弄清灾害发生的真正原因,各种因素在灾害形成中所起的作用大小,进行灾害纠纷调处。
注释
D. 地质灾害防治中的违法行为有哪些如何处罚
地质灾害防治是指对由于自然作用或人为因素诱发的对人民生命和财产安全造成危害的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等地质现象,通过有效的地质工程手段,改变这些地质灾害产生的过程,以达到减轻或防止灾害发生的目的。地质灾害防治工作实行预防为主、避让与治理相结合的方针,按照以防为主、防治结合、全面规划、综合治理的原则进行。县级以上人民政府地质矿产主管部门对本行政区域内的地质灾害实行统一监督管理。各级人民政府应当加强对地质灾害防治工作的领导,并将其纳入国民经济和社会发展规划。地质灾害防治的重点区域是城市、农村和其他人口集中居住区、大中型工矿企业所在地、重点工程设施、主要河流、交通干线、重点经济技术开发区、风景名胜区和自然保护区等。地质灾害防治中的违法行为主要有以下6个方面:
建设单位不履行地质灾害评估义务、不履行地质灾害治理工程施工义务等。依照《地质灾害防治条例》(国务院令第394号)第41条的规定,对上述违法行为,由县级以上地方人民政府国土资源行政主管部门责令限期改正;逾期不改正的,责令停止生产、施工或者使用,处10万元以上50万元以下的罚款;构成犯罪的,依法追究刑事责任。
单位或者个人对工程建设等人为活动引发的地质灾害不履行治理义务。依照《地质灾害防治条例》第42条的规定,对上述违法行为,由县级以上人民政府国土资源行政主管部门责令限期治理;处10万元以上50万元以下的罚款;赔偿对他人造成的损失。
在地质灾害危险区内爆破、削坡、进行工程建设等可能引发地质灾害的活动。依照《地质灾害防治条例》第43条的规定,对上述违法行为,由县级以上地方人民政府国土资源行政主管部门责令停止违法行为;对单位处5万元以上20万元以下的罚款,对个人处1万元以上5万元以下的罚款;赔偿对他人造成的损失。
在地质灾害勘查、评估、设计、施工和监理活动中弄虚作假。依照《地质灾害防治条例》第44条的规定,对上述违法行为,由县级以上人民政府国土资源行政主管部门或其他部门依据职责责令停止违法行为,对地质灾害危险性评估单位、地质灾害治理工程勘查、设计或者监理单位处合同约定的评估费、勘查费、设计费或者监理酬金1倍以上2倍以下的罚款,对地质灾害治理工程施工单位处工程价款2%以上4%以下的罚款,可以责令停业整顿,降低资质等级;有违法所得的,没收违法所得;情节严重的,吊销其资质证书;构成犯罪的,追究有关人员的刑事责任;赔偿对他人造成的损失。
伪造、变造、买卖地质灾害危险性评估资质证书,地质灾害勘查、设计、施工和监理资质证书。依照《地质灾害防治条例》第45条的规定,对上述违法行为,由省级以上人民政府国土资源行政主管部门收缴或者吊销其资质证书,没收违法所得,并处5万元以上10万元以下的罚款;构成犯罪的,依法追究有关人员的刑事责任。
侵占、损毁、损坏地质灾害监测设施或者地质灾害治理工程设施。依照《地质灾害防治条例》第46条的规定,对上述违法行为,由县级以上地方人民政府国土资源行政主管部门责令停止违法行为,限期恢复原状或者采取补救措施,可以处5万元以下的罚款;构成犯罪的,依法追究有关人员的刑事责任。
E. 地质灾害防治的基本原则
1.正确认识地质灾害的原则
正确认识地质灾害的性质、类型、范围、规模、机理、运动特征、稳定性和正确预测其发展趋势是防治工作的基础。只要认真细致地勘查,地质灾害是可以认识清楚的,也是可以预防和治理的。反之,忽视或削弱了对地质灾害的地质勘查,预防和治理的失误就在所难免。
2.预防为主的原则
地质灾害危害严重,治理费用高,因此在工程建设选址时应充分重视地质勘查,尽量避开大型地质灾害地段以及工程建设后可能产生地质灾害的地段。但是,有些工程建设,如公路、铁路建设,考虑到技术和经济上的合理性,要避开所有的地质灾害或可能产生地质灾害的地段是不可能的。此时,可以在详细的地质勘查基础上,尽量少破坏其稳定性,必要时采取一定的预防加固措施,提高其稳定程度。
3.一次性根治的原则
对于一些规模较大、危害较严重的地质灾害,应做到一次性根治,不留后患。所采取的治理措施尽量严格,即使将来出现不利因素,也能保持其稳定。在这个问题上,以往曾出现不少失误的案例,或者因为对其性质认识不准,或者因为经济条件限制,经2~3次治理的地质灾害仍然不稳定,仍在继续发展,也导致治理工程不断遭受破坏,结果是多次治理费用总和远大于一次性根治的投资,而且多次治理的间接损失更大。
4.全面规划、分期治理的原则
对于规模巨大、地质条件复杂的地质灾害,短期内不易查明其性质,治理费用特别大,且短期内不可能产生灾害的,可以进行全面规划、分期治理。随着勘查工作的深入,逐步设计和治理。原则上是先做应急工程,防止其进一步发展,再做永久性工程。应急工程和永久性工程应互相衔接、互为补充,形成统一的整体。
5.综合治理的原则
地质灾害常常是在多种因素共同作用下发生的,而且不同的地质灾害,主要影响因素和诱发因素可能有一定的差异,有时主要因素存在一定的不确定性,或者随时间的推移和外界条件的改变,主要因素可能发生变化。因此,在治理地质灾害时,应针对主要因素,采取主要工程措施以消除或控制其影响,并辅以其他措施进行综合治理,以限制其他因素的作用。地质灾害的治理有时还应考虑环境保护和绿化、美化等因素。
6.治早治小的原则
地质灾害的发生与发展是一个由小到大逐渐变化的过程,治早的原则就是要把它消灭在初始阶段或萌芽状态。如滑坡处在蠕变阶段时,虽然其后缘拉张裂缝已贯通或有错落,但整个滑动面尚未贯通,抗滑段还有较大的抗力,滑带土强度也未达到残余强度,整体稳定系数仍然大于1,若在此阶段治理滑坡,则可以充分利用土体自身强度,治理工程的工作量小,节约投资。
有些地质灾害(如滑坡)具有牵引扩大的性质,若能稳定前一级灾体,则后一级就不能再发展、扩大。因为前一级灾体范围小、治理投资也少,否则等到地质灾害扩大后再治理,难度和工程量均大大增加,这就是治小的原则。
7.技术可行、经济合理的原则
地质灾害治理工程要求在能达到预防和治理目的的前提下,尽量节约投资。对于任何地质灾害,可用于预防和治理的方案有多种,因此,在方案比选时,对于技术可行的方案,要考虑其经济合理性。如滑坡,当有条件在滑坡体上减重、下部压脚时,应优先采用,因为这是比较经济有效的。当无减重、压脚条件时,只能采用支挡工程,但其费用高,这时应对其中的多方案进行比选,包括支挡工程的位置、排数、结构类型等。对一般中小型滑坡可用抗滑挡墙或结合支撑盲沟,对大型滑坡则一般采用抗滑桩和预应力锚索抗滑桩。
8.动态设计、动态施工的原则
地质灾害是较复杂的地质现象,尤其是复杂的大型地质灾害,由于各方面条件的限制,有时仅仅通过勘查很难摸清其真实情况,而通过施工开挖,可能会发现与此前所掌握的资料有一定偏差的情况,则应根据实际情况调整或变更设计,这就是动态设计。比如在滑坡治理中,抗滑挡墙和抗滑桩的施工,当第一批基坑开挖所揭露的滑动面上的滑动擦痕方向与桩、墙的方向出入较大时,就应调整设计的受力方向或后几批桩的方向,施工也应作相应的变化。截水隧洞的施工应先开挖检查井,以便依据实际的滑面位置和地下水分布,调整洞的埋深和纵向坡度,以达到最佳排水效果。有时动态施工还需根据滑坡的动态,调整施工顺序和方法,如雨季滑动较剧烈时,抗滑工程基坑应少开挖,而在旱季滑坡相对稳定时可多开挖一些。
9.地质灾害防治工作需要专业队伍与当地群众相结合、技术业务与行政措施并重的原则
地质灾害防治是技术性很强的工作,防治工程必须完成很多具体技术工作才能获得预期效果,预防、躲避、撤离等非工程措施的采取,也都要在通过科学调查、研究,形成正确的预防办法、准确地判断险情及合理地划分危险区的基础上进行。所以必须有足够数量和水平的专业队伍从事技术业务工作。另一方面,地质灾害发生的初步征兆或发展变化常被当地群众首先目睹,受灾对象也多为当地群众。在地质灾害多发区,广大群众对灾害险情常有很高的警觉,有的群众还有一定的防治经验。所以,也可以依靠和发动群众,经常注意发现、上报地质灾害险情。同时,地质灾害的预防和治理措施,特别是区域性防治工作,很多也要通过群众贯彻实施。只有让有关群众掌握相应的灾害防治知识并积极参与,才能保证防治工作的顺利完成。此外,从事地质灾害防治管理工作的地方基层干部、有关领导,一定要对有关的地质灾害防治工作有比较深刻的认识,才能保证组织管理工作的正确、有力,减少决策失误。
地质灾害防治工作很多属于公益性质,常涉及各方面的利害关系,需要有相应的政策、法规去加以协调;依赖群众去实施的地质灾害防治措施,也需要有相应的政策、法规去推动、管理;地质灾害防治工作的管理要依靠各级政府,并涉及很多有关行业,需要明确各自的职责关系和工作制度。因此,必须建立、健全地质灾害防治工作的管理体系和规章制度,并制定、完善有关的政策、法规,以便通过行政手段进行动员,保证防治工作的顺利实施。
F. 地质灾害防治的两个基本途径
(一)对地质环境系统的外部输入加以控制
外部环境影响因素种类、个数的改变、作用强度的变化、作用强度速率的变化及影响因素排序的变化都有可能导致地质环境系统失稳。构成这些变化的具体形式是多种多样的,有些是可控的,有些在目前难以实现人为控制。其中有些自然的作用如大气降水的强度目前人们还难以控制,但人们通过某些工程措施却可以改变一些尺度较小的地质体接受降水输入的方式,从而达到改变输入的目的。至于那些人为活动构成的输入完全可以纳入人为控制体系之中,通过改变作用方式和强度,使之不成为地质环境系统失稳的条件。
在地质灾害防治工作中,现有的许多工程技术都起到改变输入的作用。例如滑坡防治中,坡面防渗、后缘引排水、植被铺设等可起着防止大气降水入渗或减弱强度的作用。又如泥石流的防治,常采用的治水工程即在上游建造水库、蓄水池以减缓洪水的水量与水能,以及治泥工程即拦蓄泥沙,沟头种树、种草,稳固坡积体以减小松散岩土物质产生量和聚集速度。
这种防治途径对渐进性地质环境问题也同样适用,为防治地面沉降采取的减少抽水量,将集中抽水改为分散抽水,减轻建筑物荷载,以及地下水污染防治中消除污染源都是基于改变输入这一道理。
(二)人为改造地质环境系统的局部结构
地质体是自然演化的产物,目前科技发展水平还没有使人类具备重构和完全控制地质环境系统的能力。有些地质灾害如火山、地震等内动力地质作用引发的现象和过程,人力是无法阻止的,但对于大多数地质灾害和渐进式地质环境问题,人们都有能力对地质体施加“干扰”,使某些方面和某些地点的响应发生改变,达到防止或减轻危害的目的。这里所讲的“干扰”主要是指运用工程手段改变地质环境系统的局部结构,包括改变局部的硬结构和诸如地下水渗流场、应力场等软结构。例如滑坡防治工作中,削坡、阶地化、清除滑坡体就属于改造坡体形态结构的办法;锚索、抗滑桩、灌浆、电化学加固等措施则是改造斜坡体内部硬结构的手段,它们都会影响斜坡体内部的应力分布,减小滑动力,提高抗滑力。在泥石流防治中,构筑拦坎、挡墙、拦挡坝和拦泥库、停淤场,其实质是通过改造泥石流沟的天然形式和泥石流的动力学特征,即改变软硬结构。
在渐进式地质环境问题的防治工作中,也遵循这一途径。例如通过抽排水改变地下水渗流场这一软结构,使地下水位下降,防治土壤盐渍化;修建反应性渗透墙拦截地下水中污染物,防治地下水污染;帷幕灌浆或修建地下隔水墙,阻断海水入侵通道,防止海水入侵等。
总之,防治地质环境问题的具体工程手段十分丰富,不同工程有不同的适应对象和条件,侧重点也各不相同。但是,无论哪种方法都脱离不了上述两个基本出发点。把握好这两点,不仅有助于深入认识现有各种技术手段的作用和功能,运用得更恰当、合理,做到因地制宜,因事而异,避免固有程式的模仿及技术手段的机械套用,而且,也使我们在引进国内外新技术或借鉴移植其他学科技术过程中,真正做到先消化、再推广,先继承、再创新。
G. 地质灾害防治原则
延安市宝塔区地质环境保护与地质灾害防治应坚持以下八项原则。
一、与可持续发展相结合的原则
宝塔区正处于历史时期以来经济最为快速发展的时期,经济发展应当和保护与防治协调发展,切不可重发展、轻保护或不保护,甚至认为要发展就不能保护,将两者对立起来。发展经济是社会发展的必然选择,地质环境又是发展经济重要的自然条件,因此,保护地质环境也就是从根本上促进经济发展,两者是一致的、统一的。
地质环境是人类永久生存所需的基本环境,一旦受到破坏将对人类的生存产生深远影响,且难以恢复。应从经济社会可持续发展战略高度出发,有的经济活动所带来的环境破坏在当代显现的不是那么突出,可能表现出一时的或者是明显的经济效益,但为将来以及后世子孙的生存环境埋下了极大的隐患。这是应当引起人们特别注意之处。保护地质环境,不仅是当前的需要,更是经济可持续发展的需要。
二、与新农村建设相结合的原则
建设社会主义新农村,是党中央在新的历史条件下着眼于全面落实科学发展观、加快推进社会主义现代化做出的一项重大战略决策。在地质灾害防治各项工作中,要结合新农村建设的实际需要,特别是在基础设施建设、村镇和农宅建设方面做好地质灾害防治工作,确保新农村建设的顺利实施。
三、与环境保护和灾害防治相结合的原则
黄土高原区域自然环境条件差,水土流失严重,黄土滑坡崩塌等地质灾害多发,长期以来都是国家重点开展区域环境地质保护的地区。开展地质灾害防治要与区域地质环境保护密切结合,以地质环境保护为基础,大力推广和维护已经初见成效的退耕还林工作,进一步加强植被和绿化建设,有效地减轻和遏制水土流失,减弱和消除地质灾害形成因素。通过做好区域环境保护工作,从根本上减少和防止地质灾害的形成,达到防治的目的。
四、保护优先、防治结合的原则
在保护与防治中,要加强地质环境保护意识,当发展经济建设与地质环境保护出现矛盾时,首先,要考虑的是地质环境保护。应坚持避免对地质环境的破坏,实在难以避免时应将破坏降低至最低,甚至另寻他策。不能以牺牲地质环境为代价去换取一时的经济效益。
此外,从地质灾害防治意义上讲,要以防为主,以治为辅,防治结合。一旦形成地质灾害隐患,治理起来非常被动;而保护地质环境,则是变被动为主动,防患于未然。建立一支懂技术有装备的地质灾害监测队伍,落实区、乡(镇)、村和户群众性监测网,走群测群防,群专结合的路子。实行汛期地质灾害防治特殊工作制度,把握重点、险点,千方百计减少地质灾害造成的人员伤亡和财产损失。对必须采取工程措施的要及时排危排险,消除地质灾害的威胁。要改变只重救灾,不重防灾的局面,变事后救灾为事前防灾,掌握地质灾害防治工作的主动权。
五、与常规水土保持相结合的原则
滑坡崩塌等地质现象是水土流失的主要形式,预防滑坡崩塌等地质现象的发生,是地质灾害防治的重要内容。因此,地质环境保护与地质灾害防治,同水土保持有着密切的联系。水土保持工作做得好,地质环境就得到了有效的保护,有利于减少滑坡崩塌等地质灾害的发生,并充分发挥出防治工程的效益。
六、工程措施与生物措施相结合的原则
工程措施与生物措施是地质环境保护的两个方面,应将两者很好地结合起来,不可重此薄彼。工程措施如淤地坝侧重于治理沟道,稳定沟床,保护坡脚,从而达到预防滑坡崩塌的目的。生物措施如植树造林主要是保护坡面,拦截地表水,减少新的沟谷衍生,减轻洪水对谷坡的危害。两者相结合,既保护沟道又维护坡面,从而达到对整个沟谷及斜坡的保护,有效地预防地质灾害的发生。
七、统筹兼顾、突出重点的原则
地质灾害防治是一个系统工程,要做到统筹兼顾、突出重点。针对不同地质环境条件下地质灾害的危险程度和危害性大小,根据财力物力,分轻重缓急,统筹安排。首先是对于人民生命具有重大威胁性的地质灾害先行考虑重点安排,予以防治,确保没有人员的伤亡;其次是威胁到国家重点工程、事关人民群众安危和生活的重要基础设施,要重点考虑。
八、保证安全下的经济合理原则
根据风险评估结果,结合投资大小,比较搬迁和防治的经济效益、社会效益和环境效益,以较小的代价将地质灾害损失降到最低。保证安全是前提,经济合理是目标。只有保证安全,才能实现经济合理,这样的经济合理才具有实际意义。
九、宣传教育与法制管理相结合的原则
保护与防治需要动员全社会的力量,全员参加,共同努力,才能收到明显的效果。不仅是主管和专业部门的事,更是全民的责任和义务。因此,需要开展广泛的社会宣传教育,提高全员保护与防治意识和变成大家的自觉行动。此外,还必须制定和完善相关法律法规,将地质环境保护纳入法制化轨道,对于破坏地质环境的行为予以坚决打击,从而有力制止违法犯罪行为。
H. 地质灾害防治措施
崩塌灾害防治的工程措施:
1、拦挡:对中、小型崩塌可修筑遮挡建筑物或拦截建筑物。拦截建筑物有落石平台、落石槽、拦石堤或拦石墙等,遮挡建筑物有明洞、棚洞等。
2、支撑与坡面防护:支撑是指对悬于上方、可能拉断坠落的悬臂状或拱桥状等危岩采用墩、柱、墙或其组合形式支撑加固,以达到治理危岩的目的。对危险块体连片分布,并存在软弱夹层或软弱结构面的危岩区,首先清除部分松动块体,修建条石护壁支撑墙保护斜坡坡面。
3、锚固:板状、柱状和倒锥状危岩体极易发生崩塌错落,利用预应力锚杆(索)可对其进行加固处理,防止崩塌的发生。锚固措施可使临空面附近的岩体裂缝宽度减小,提高岩体的完整性。
4、灌浆加固:固结灌浆可增强岩石完整性和岩体强度。一般先进行锚固,再逐段灌浆加固。
5、疏干岸坡与排水防渗:通过修建地表排水系统,将降雨产生的径流拦截汇集,利用排水沟排出坡外。对于滑坡体中的地下水,可利用排水孔将地下水排出,从而减小孔隙水压力、减低地下水对滑坡岩土体的软化作用。
滑坡灾害防治的工程措施
1、排除地表水和地下水:滑坡滑动多与地表水或地下水活动有关。因此在滑坡防治中往往要设法排除地表水和地下水,避免地表水渗入滑体,减少地表水对滑坡岩土体的冲蚀和地下水对滑体的浮托,提高滑带土的抗剪强度和滑坡的整体稳定性。
2、减重与加载:通过削方减载或填方加载方式来改变滑体的力学平衡条件,也可以达到治理滑坡的目的。但这种措施只有在滑坡的抗滑地段加载,主滑地段或牵引地段减重才有效果。
泥石流灾害防治的工程措施
1、跨越工程:在泥石流沟上方修筑桥梁、涵洞跨越避险工程,使泥石流有排泄通道,又能保证道路的畅通。
2、穿越工程:在泥石流下方修筑隧道、明硐和渡槽的穿越工程,使泥石流从上方排泄,下方交通不受影响。这是通过泥石流地区的又一种主要工程形式,对于隧道、明洞和渡槽设计的选择,总的原则是因地制宜。
3、防护工程:对泥石流地区的桥梁、隧道、路基及重要工程设施修筑护坡、挡墙、顺坝和丁坝等防护工程,从而抵御泥石流的冲刷、冲击、侧蚀和淤埋等危害。
4、排导工程:修筑导流堤、急流槽、束流堤等排导工程,改善泥石流流势、增大桥梁等建筑物的排泄能力。
5、拦挡工程:修筑拦砂坝、固床坝、储淤场、支挡工程、截洪工程等拦挡工程,控制泥石流的固体物质和雨洪径流,削弱泥石流的流量、下泄量和能量,以减缓泥石流的冲刷、撞击和淤埋等危害。
(8)地质灾害防治中扩展阅读:
诱发地质灾害的因素主要有:
1、采掘矿产资源不规范,预留矿柱少,造成采空坍塌,山体开裂,继而发生滑坡。
2、开挖边坡:指修建公路、依山建房等建设中,形成人工高陡边坡,造成滑坡。
3、山区水库与渠道渗漏,增加了浸润和软化作用导致滑坡泥石流发生。
4、其它破坏土质环境的活动如采石放炮,堆填加载、乱砍乱伐,也是导致发生地质灾害的致灾作用。
I. 地质灾害防治设计中的几个问题
根据链子崖黄腊石地质灾害防治工作专家组在链子崖黄腊石地质灾害防治工作中的经验,对地质灾害防治设计工作提出如下建议。
链子崖、黄腊石地质灾害防治工作专家组,是国家科委牵头、中央各部委和湖北省人民政府参加组成的防治工作领导小组的技术参谋班子(著者任专家组长),主要任务是向领导小组提出咨询建议,进行技术把关。专家组自1989年4月成立以来,除日常工作外,召开过九次专家组会议,多次深入现场勘察,召开专门会议,审查工作计划,讨论重大技术问题,解决重大技术难关,提出重大技术建议,审查勘察、设计成果,做了大量工作,于1991年9月圆满地完成了任务。
链子崖和黄腊石地质灾害防治工作,不论就其规模、复杂性和难度,在国内外都是少有的。专家组在两年的工作中遇到了许多新的和难度极大的问题,经过反复的讨论,许多问题都取得了一致的认识,向领导小组提出了许多重大建议,有些问题是带有很大的风险的,风险再大也得决策,专家组均作出了向领导小组提出决策性的意见。这一节就是专家组活动中的指导思想、重大和风险问题的决策依据及有关的经验。
1.地质灾害防治是一项地质工程
开展任何一项工作,不管自觉还是不自觉地,都存在有一个指导这项工作的指导思想和观点。链子崖和黄腊石地质灾害防治工作从一开始就有一个明确的指导思想和对这项工作认识的基本观点。这个指导思想和基本观点就是,链子崖和黄腊石两处地质灾害防治是一项地质工程。地质灾害防治工程,从大的方面来说,是一项地质环境治理工程,从小的方面来说,是一项地质体改造工程,简单地说可以称为地质工程。这类工程不是土木工程,不是一般的建筑工程,而是一项地质工程。这项工程的目的是塑造一个安全稳定的新的地质环境,保障人民安居乐业,保障国民经济少受损失和国家经济建设顺利发展。要做到这一点,这项工程的建设必须紧紧地依靠地质,地质灾害勘察成果的水平将决定这项工程的建设水平,也可以说地质是地质工程的基础。这项地质体改造工程,从何处下手来作?要进行地质体改造,必须明确改造目的、改造对象、改造技术,这是非常关键的。如链子崖危岩体挖煤采空是变形产生的主要原因,我们就应该对采空区的应力条件、地质体强度进行改造;对黄腊石滑坡来说,滑坡体内的水是滑动的主要原因,那就应该改造滑坡体的水文地质条件和滑体的受力条件,这就叫做“对症下药”。换一句话说,地质灾害防治的地质体改造工作必须通过认真的勘测工作,查清地质灾害产生的原因、活动机制、灾害体的结构及其稳定条件,然后“对症下药”地给出防治方案,进行技术设计和施工,才能奏效,这是非常关键的一环,一定要明确这一点。
地质工程有其特殊性,特殊就特殊在它是以地质体结构为建筑材料,以地质体结构为建筑结构,以地质环境为赋存条件建筑环境的一项特殊的建筑工程。它不像土木工程已经有几百年的历史,有丰富的经验,有各种各样的规程、规范可做参考;这方面的经验是不多的,即使有了,因为地质体十分复杂,也不能生搬硬套。必须在查清地质体结构、地质灾害产生的原因、机制以及地质灾害体结构的基础上,进行科学的分析,作出防治方案,再根据结构作用功能进行结构设计,方能成功。在这个过程中,必须有地质人员参加,也可以说,应该以地质人员为主来进行更好些。对这种工程来说,设计人员包打天下肯定是要失败的。地质人员最有条件认识地质灾害产生的原因、机制和地质灾害体的结构,最有条件给出科学的防治方案,设计人员一般对地质灾害产生的原因、机制和灾害体的结构不容易搞清楚,给出的防治方案常常与地质实际不符,工程设计人员要想做好这项工作必须紧密地与地质人员合作,这个问题必须引起重视。
2.地质灾害防治的特殊性
地质灾害防治不同于一般的地质工程,它除了具有一般的地质工作的共同特性外,尚有其特殊性。其特殊性在于它是处于孕育成灾过程中,有的刚具有发生变形迹象,有的处于变形发展过程中,有的则处于成灾过程中;有的是初次发生,有的是灾体复活,其类型繁多,成因各异,阶段不同,状态不一。这些特点在链子崖危岩体和黄腊石滑坡中都存在,链子崖危岩体和黄腊石滑坡,这两者也存在很大的不同。链子崖危岩体系处于孕育滑坡过程中的变形阶段,或者说,系处于蠕滑变形阶段,尚未进入加速变形阶段,它也可能变形速率逐渐减小,最后不发生滑动,也可能变形速率逐渐加大,进入加速变形阶段,最后产生崩塌滑坡,形成大规模的地质灾害,造成巨大的经济损失,这在历史上多次重复发生过。黄腊石滑坡系古滑坡复活,在历史上是否重复发生过没有记载,但它是一个滑坡群,互相牵连,问题也十分复杂。
链子崖危岩体变形已经历了几百年的历史,黄腊石滑坡系1983年暴雨后地表开始出现裂缝,以后逐年发展。链子崖危岩体系位于基岩内、黄腊石滑坡系位于松散堆积层中。据现在已掌握的资料分析认为,链子崖危岩体系在挖煤采空区下沉变形诱发下,追踪构造裂隙产生的裂缝,其前缘“五万方”的险兆十分明显;黄腊石滑坡,据已有的资料判断,最可能是沿上滑面滑动,但还存在有一个沿潜伏的下滑动面滑动的可能性。各有各的特点,必须区别对待。
地质灾害防治不是像地基、边坡、隧道建筑那样的地质工程。地基、边坡、隧道建筑是在稳定的地质体上建筑地质工程,工程地质勘察的目的是查清现状的地质体组成成分、地质体结构,以及地质体赋存环境条件和地质体的物理力学性质资料,为地质工程结构设计提供基本资料。而地质灾害防治工程是对不稳定的地质体进行改造,变不稳定的地质体为稳定的地质体。这就提出,地质灾害勘察工作目的是查清地质灾害产生的原因、运动机制、稳定状况及地质灾害体的结构和水文地质、工程地质条件,为地质灾害防治提供基础资料。
地质灾害防治与一般的地质工程不同之处,在于它的研究工作内容是,通过地质体改造防治已经产生的或将要产生的地质灾害,这项工作中最重要的是查清地质灾害产生原因、运动机制、灾害体的结构及稳定性条件,这是制定正确的防治方案和取得防治效果的关键所在。在证论过程中对链子崖危岩体变形原因是有很大争论的,有的认为是剥蚀卸荷,地应力调整引起的;有的认为是崖脚强度不足产生倾倒变形;有的认为是挖煤采空区卸荷引起地面下沉造成的,等等。不同的产生原因就有不同的防治方案,如认为是崖边卸荷产生的,就提出了锚固为主的防治方案;认为是采空区引起的,则提出了承重抗滑键为主的防治方案。对此进行了反复论证,比较一致的意见是地下采空区是链子崖危岩体变形的主要原因,崖边卸荷是附加因素。据此,最后制定了承重抗滑键为主和崖边锚固为辅的综合治理方案。这就是有的放矢的原则。
防治决策必须考虑致灾可能性,成灾的经济损失和防治效益。上面论述了链子崖危岩体和黄腊石滑坡防治是一项地质工程,还应该承认链子崖危岩体和黄腊石滑坡防治是一项防灾工程,这也是地质灾害防治的特殊性,它不是一般的地质工程,而是一项防灾工程。防灾工程就有一个该防不该防的问题,该防不该防的标准是什么?主要是经济效益,即投资和收益的关系问题。一般认为灾害防治的效益可以取得1∶10,著者认为地质灾害防治的效益可以达到1∶20以上,据此著者认为根据我国目前经济实力,我国地质灾害该防不该防的投资和收益的比值界限定为1∶20为宜。根据这一指标,我们来看看链子崖危岩体和黄腊石滑坡该不该防治?在立项申请报告时著者曾估算过链子崖危岩体如果不防治,如果仅前缘“五万方”产生崩塌,不会造成堵江、碍航和断航灾害,没有必要进行防治;如果250万立方米变形体产生盐池河式崩塌破坏,崩塌体一旦入江将可能造成堵江、碍航,甚至出现断航的危险,如果产生这种情况,可能造成的经济损失约为50~60亿元人民币,如果进行防治,防治投资约为1亿元人民币左右,防治效益大约为1∶50~1∶60左右,显然是应该进行防治的,这是链子崖危岩体立项防治的主要依据。黄腊石滑坡防治的效益也是很大的,尤其是对保护巴东县城免于滑坡发生时产生的涌浪袭击具有重大意义。上述表明,除了经济因素外,社会意义也很重要,这两处地质灾害如果不防治,一旦发生灾害,将对人民生存和生活产生巨大的影响,甚至有可能引起社会动乱。显然,进行防治是完全应该的,合理的,这就是该不该防治的决策依据,在地质灾害防治时必须掌握这些特殊性。
3.不确定性问题的决策
一般来说,地质体是复杂的,地质灾害勘察和测试结果或多或少都存在有一些不确定性成分,这些不确定性成分有的是随机性的,有的是定向性的。随机性的可以采用数理统计分析方法作出判断;定向性的原则上不能简单地用数理统计分析的方法进行判断。不论情况如何,在利用这些资料时,不能就事论事,而应该进行综合分析,权衡利弊地进行。为此,就需要选择一种相应的方法进行判断,专家经验评判法或者称为德尔菲法就是适合的方法,在链子崖和黄腊石地质灾害防治方案论证中就利用了这种方法。这里存在一个影响程度大小问题,有的是对防治方案具有控制作用,有的是对技术设计有影响的。显然,对防治方案具有控制作用的权比对技术设计具有影响作用的权要大得多。这就是说,防治方案正确与否是防治工作成败的关键。因此,对防治方案具有控制作用的不确定性的地质因素的判断决策尤为重要,必须认真对待,绝不能凭想像简单从事。在链子崖和黄腊石地质灾害防治方案论证中各存在一个对防治方案具有控制作用,争议较大的问题,即链子崖危岩体是否存在整体滑动可能性和黄腊石滑坡是否存在深层滑动可能性问题,我们在解决这个问题中采用的判断决策方法是专家经验判断法,即德尔菲法。
黄腊石滑坡是否存在深层滑动问题比较易于解决,黄腊石滑坡在地质勘探中发现在松散滑坡体滑动面下面的基岩内还存在有一个断续分布的破裂面。有的专家认为这个面是构造成因的;有的专家认为这个破裂面是上部滑动的影响带;有的专家认为黄腊石滑坡复活有可能沿着这个面滑动;有的专家认为不可能沿着这个面滑动,但大多数专家认为近期不会沿着这个面滑动,在地下水长期作用下,破裂带物质软化,沿着这个面滑动的可能性还是存在的,监测资料亦有迹象表明,目前黄腊石滑坡活动系沿着浅层滑动面滑动。另一方面,考虑到长江三峡工程在不久的将来即将建成,三峡水库蓄水后水深和水面都将大大增大,黄腊石滑坡即使沿着深层破裂面滑动入江,也不会造成重大的地质灾害。据此,长江三峡链子崖、黄腊石地质灾害防治可行性研究阶段,专家组根据多数专家的意见,作出的结论是:黄腊石滑坡防治主要考虑浅层滑动面,在防治中不要扰动深层破裂带(包括防止地下水渗入)。
链子崖危岩体能否产生整体滑动问题争议比较大,多次召开专家组和专家组扩大会议进行论证。长江三峡链子崖、黄腊石地质灾害防治可行性研究阶段,专家组根据多数专家的意见作出的结论是:“危岩体山体开裂变形有多方面因素,其中以挖煤采空占重要地位。T8~T12缝段危岩体的变形破坏方式,预测以崩塌为主,但不能排除在特殊不利的情况下发生较大规模滑移(即整体滑动)的可能性,防治原则应当是既防崩又防滑,……”其根据有如下几点:
(1)T8~T12缝段后缘已经形成弧形拉裂缝;
(2)变形监测结果T8、T9及“五万立方米”地段变形量和变形速率大体相近;
(3)1988年安装监测点时工人听到在T8缝附近地下产生岩体破裂声,且闻到上溢的硫化氢气体;
(4)近年来,1#洞内渗水量增多,地表黄泥通过T8、T9淋滤带到1#洞内,证明T8和T9缝已与地下的1#洞连通;
(5)1#洞顶板及衬砌出现纵张裂缝;
(6)1#洞内观测到的顶板下沉变形与采空区范围相当;
(7)T8~T12包围的危岩体内部已经存在着缺陷(微破裂面),岩体已经受到损伤,在外界因素作用下,损伤会不断扩大,岩体强度将逐渐降低;
(8)中国科学院地质研究所三维有限元应力分析结果表明,采空区外到临空岩壁间的未采掘的煤体宽度如果大于120m时将不产生塑性化,如果小于70m时,则未开采部分煤体将产生塑性化,即出现流动变形现象,一旦进入加速流变阶段,即将导致产生大规模破坏。
(9)1#洞内变形监测结果表明,1991年以来,变形速率有加剧的迹象,这一现象必须引起高度重视。
(10)另据秭归县志记载:长江三峡链子崖崩塌存在有380~400年的周期,而链子崖危岩体目前也正处于此周期当中。
上述表明,T8~T12缝段产生大规模破坏的可能性是存在的,问题还在于产生大规模滑动破坏后能否成灾,灾害损失有多大。在三峡工程未建成前,产生大规模破坏时,产生碍航或断航的可能性是完全存在,造成的损失是十分巨大的。三峡水库蓄水后,如果产生大规模破坏时问题会怎么样?这也是必须认真考虑的。我们所指的大规模破坏或整个滑动系指250万立方米规模的崩塌,这是立项防治的主要对象。三峡水库的最高水位为175m,正常蓄水位为150m,枯水季节的低水位130m,河床标高约30m,且兵书宝剑峡峡谷出口处河谷狭窄。假设崩塌体入江后堆积坡角为40°,水库蓄水后流速很小,带走量很少。250万立方米危岩体如果产生类似于盐池河形式崩塌,假设崩塌体松胀系数为1.3,则松散堆积体积为325万立方米,如果崩塌入江,在河床堆积高度可能超过130~140m,三峡水库蓄水后,造成碍航,甚至断航的可能性依然存在,即大规模成灾的可能性依然存在。因此,在链子崖危岩体防治中必须考虑整体滑动的可能性,这就是长江三峡链子崖、黄腊石地质灾害防治可行性研究阶段专家组作出“链子崖危岩体整治不能排除整体滑动可能性”,且防治的主要对象为250万立方米的依据。
上述表明,在地质灾害防治工作中,对不确定性问题决策时,除应充分考虑地质现象外,还必须认真考虑成灾可能性及可能造成的损失状况,这是非常重要的,这也是地质灾害防治的特殊性所在。
4.防治技术适宜性问题
防治目标和防治方案确定以后,防治技术选择和设计将是防治效果和防治工程成败的关键。
危岩体和滑坡防治主要原理是改变危岩体和滑坡体内的应力状态和保持其强度,从理论上讲,常用的技术原理为削头、压脚、排水。从具体技术措施来讲,常用的有卸荷、支挡、锚固、地表排水、地下疏干等。这些技术使用得当,会收到很好的效果;如果使用不当,将会出现事与愿违的后果。在链子崖危岩体防治方案论证中,曾遇这样的问题:为了防止煤层采空区顶板继续下沉和煤层下沉引起链子崖危岩体整体滑动,在采空区设置承重抗滑键。承重的作用在于防止顶板继续下沉,导致残留煤柱继续破坏和强度继续降低;抗滑的作用在于防止残留煤柱破坏导致抗剪强度降低,引起链子岩危岩体整体滑动。这是链子崖危岩体防治方案中的一个重要组成部分,是一个正确的防治方案。但在设计中采取了承重抗滑键布置方向与原采煤巷道方向直交,这就是说,施工时将要把巷道洞间的煤柱(壁)再挖掉一部分,这样将使残留的煤柱面积进一步减小,使采空区残留煤柱的承重能力降低,有可能在施工过程中出现加速破坏的可能性,显然,这一技术设计选择是大有问题的。另一个例子是黄腊石滑坡防治方案中地面排水工程问题。黄腊石滑坡复活主要原因是大气降水渗入滑坡体内,导致地下水位升高,滑坡体重量增大,孔隙水压力增高,滑坡体失稳。很明显,解决黄腊石滑坡复活的主要技术,是采用排水为主,具体地说就是采取地表排水和地下疏干相结合的技术。有一种设想是,只做地表排水就行了,这里同样存在一个技术原理问题,地表排水的作用主要是排出大气降水在地表形成的地面径流。因此,在地表排水设计中必须包括地表整平,消除地面坑洼积水或设置支沟将洼地积水引出,防止或尽量减少大气降水向滑坡体内入渗,而入渗的水量远远小于滑坡体疏干排水的能力,这是有效的,可是在大气降水在地表形不成地表径流的情况下,地表排水就无效了。这时如果大气降水入渗量小于滑坡体的排水能力,也不至于引起地下水位上长,也不会有问题;如果大气降水入渗量大于滑坡体的排水能力,将会引起地下水位上升,滑坡体重量增大,孔隙水压力增高,也有导致滑坡复活的可能。因此,在选用地表排水为主的情况下,还必须配合采用地下疏干措施,在极为重要的地段还应该校核是否需要增加锚固措施,不能简单地把地表排水看成是万能的。上述表明,在进行危岩体和滑坡体防治技术选择中必须认真考虑各项防治技术的原理、适用范围、经济造价和施工难度,不能简单地拿来就用。
5.孕灾体稳定性评价问题
这是地质灾害防治中的重要问题之一,它是该防治和不该防治决策的重要依据之一。如果孕灾体是稳定的或趋向于稳定的,那就没有必要投资进行防治;如果是不稳定的,防治效益大于1∶20,那就有必要投资进行防治。如何评价孕灾体的稳定性?目前常用的方法是采用数理分析,有的采用确定性模型进行数学力学计算,有的采用不确定性模型进行概率分析。这种分析中存在着一个很大的不确定性问题,就是分析计算中的模型选择和参数取值。模型选择牵扯到地质灾害成因、机制和孕灾体的结构,这个问题必须在详细的地质研究基础上,加上经验判断给出。如何根据已取得的资料给出合理的分析计算模型,这里存在着很大的不确定性问题,在解决这个问题上经验是很重要的。例如链子崖危岩体的稳定性,许多人进行过计算分析,计算结果求得的安全系数有的高达3.7,有的达1.7,都是稳定的。实际上变形监测结果是,链子崖危岩体的变形与日俱增,不断地在发展,这表明计算结果是不符合实际的。其原因除了力学模型选择中存在着不确定因素外,还有一个重要因素,即参数选择问题,选用的参数多数来自于试验,部分地来自于经验。试验值的分散性是很大的,也就是说,取值中的不确定性是很大的;经验也存在着很大不确定性,这与一个人的工作实践经历有很大的关系,经验丰富的人给出的参数值可靠性就高一些,经验欠缺的人给出的参数值的可靠性就差一些。以参数c、φ值为例,给高一些,计算结果得到的稳定性系数就高一些;如果给低一些,计算得出的稳定性系数就低一些,究竟哪个对?很难说。显然,这个方法中的不确定性是很大的,用这个结果作依据决策该不该防治的理由是不充分的;用这个结果进行防治工程结构设计,是带有很大的危险性的。这不能作为科学的决策依据,那么这个问题该怎么解决?著者认为最最重要的,也是最科学的方法是地质分析方法。
地质分析的依据是什么?主要依据有两个方面的资料,一个是灾害体的外观形态特征,或者称为地貌特征;另一个是变形监测资料。这两者结合起来是最最科学的,最可靠的,仅仅形态特征资料有时也不一定靠得住。如山坡上出现一条裂缝,就说是滑坡引起的,实际上不一定,引起山坡产生变形的原因可以有很多,不一定都是滑坡。又如,山坡上常出现有马刀树,这也不一定就是滑坡,暴风也可以将树吹歪,然后再长直,而形成马刀形。外观形态特征分析绝不能简单地采用一、两个现象为依据,必须收集多方面资料进行综合判断,变形监测结果也是一样,其中也存在意外情况,在采用这方面资料之前必须剔除意外资料,否则,其结果也是靠不住的。在地质分析中,不管是外观形态特征资料也好,监测资料也好,必须认真地进行分析,首先要去伪存真,然后再进行去粗取精,这样才能得到科学的结论,这是非常重要的。
在稳定性判断中还有一个方面的资料应该充分利用,这就是历史资料。地质灾害的发生发展常常具有周期性的规律,地质灾害发生发展也存在着高低、急缓、起伏的过程,它和其他方面的自然作用一样,具有作用活动的周期性。如大气降水,有丰水年和枯水年。与丰水年相应地,则地质灾害发展就活跃;与枯水年相应地,地质灾害发展就减缓,甚至暂时休止,在这个时期变形监测结果可能是没有活动迹象,这一点是非常重要的。前面谈到过,秭归县志记载表明,长江三峡链子崖崩塌就有380~400年的周期,而从自然灾害发展规律来说,目前正处于自然灾害活跃时期。因此,链子崖危岩体变形近一个时期也比较明显,监测结果表明,变形也一直在发展;而链子崖崩塌现在也正处于380~400年的周期当中,我们在评价链子崖危岩体稳定性时充分考虑了这些因素,最后才作出链子崖危岩体必须进行防治的结论。上述结果表明,地质灾害稳定性评价必须充分采用地质分析和数理分析两个方面的方法进行,而其中最重要的是地质分析。地质分析中又可分为:地质地貌特征分析、变形监测分析和历史分析等三个方面。地质灾害稳定性评价必须采用地质地貌特征分析、变形监测分析、历史分析、数理分析和综合分析的办法才能得到可靠的结果。
6.安全系数选择问题
安全系数取值几乎可以说贯穿于整个地质灾害防治过程中。在判断地质灾害体是否稳定时,要采用安全系数;评价防治工程的可靠度要用安全系数表征;在结构设计时,进行作用力取值要采用安全系数;结构材料与构件强度取值要用安全系数,在施工工艺可靠性方面也要采用安全系数。这么多安全系数怎么取用?在这个问题上有时有些混乱。在链子崖和黄腊石地质灾害防治工作中由于各位专家采用的概念或所阐述的对象不同,在讨论中涉及安全系数时常常各持己见,这也是地质灾害防治与其他地质工程建筑的一个不同之处,在这里,著者再谈谈这个问题。
在判断地质灾害体是否稳定时科学的评价指标是稳定性系数η,但有一些工程设计人员常常也用安全系数来表述,这也是无可非议的。安全系数除包含有稳定性因素外,还包含很多环境因素和社会因素,对地质灾害评价来说,还是用稳定性系数表示为好。稳定性系数取值也存在着很大的不确定性,上面曾谈到链子崖危岩体不少人对其稳定性系数进行过分析,得到的结果相差很大,其原因在于两方面:一是计算模型选择上;另一方面在于力学参数选取上,这两方面都存在有不确定性。由此决定着在评价地质灾害体稳定性时,稳定性系数指标取值就受这两方面因素的控制。稳定性系数取值大小主要决定于计算模型选择的可靠性和力学参数取值的可靠性上,这两方面取值的可靠性,很大程度上决定于进行取值的专家的科学技术水平,也可以说是经验水平。一般来说,比较有经验的专家也只能有80%~90%的把握,即各自的可靠度最低也不能低于1.1~1.2。
地质灾害的稳定性系数应该是力学模型的可靠度与力学参数的可靠度的乘积,由此看来,科学的稳定性系数η应该是1.1×1.1~1.2×1.2,即为1.21~1.44,不应该低于此值,具体取值时还要考虑防治工程的重要性和取值人的实践经验水平。
在评价防治工程的可靠度时用安全系数K表示是正确的。一般来说,这个安全系数K系由三个部分组成,即作用力取值安全系数K1,材料与构件强度取值安全系数K2及施工工艺安全系数K3组成,即K=K1×K2×K3。其中作用力安全系数K1影响因素与稳定性系数η相当,即可在1.21~1.44之间取值。材料与构件强度取值安全系数K2与材料和构件使用方法关系极大,如材料为单一的钢材,安全系数可取1.05~1.1;钢筋混凝土构件安全系数可取1.50~1.65;混凝土结构构件安全系数可在1.6~2.5之间取值。地质灾害防治中所采用的构件和材料一般多为钢筋混凝土构件,故安全系数一般取在1.5~1.65之间。施工工艺安全系数与施工方法技术水平有很大关系,这个系数是很难琢磨的,大体上在1.2~1.5之间。由此决定,防治工程安全系数K变化于1.21×1.5×1.2=2.2至1.44×1.65×1.5=3.65之间。链子崖危岩体防治可行性论证中作用力的安全系数选用中参照了各种规程规范和工程实例,选用值为1.35,这是比较合适的,其地方面的安全系数将在初步设计中进一步论证。
安全系数是极为复杂的,影响因素是变化多端的,不仅受地质因素影响,结构材料因素影响,施工工艺影响,还有环境因素影响。环境影响因素绝不可忽视,其中最主要的则为地下水的水质和大气化学成分及温度的影响,对这些因素的影响必须进行科学的论证。安全系数取低了,防治的安全度不足而蕴藏着隐患;安全系数取高了,造价太高,则又可能蕴藏着浪费,这个问题必须认真论证。
在结束本章论述时,简要归纳一下,在地质灾害防治设计中必须遵守的基本观点,这些基本观点有:
地质灾害是威胁人类生活和生存,造成资源和财产损失的地质事件。地质灾害防治是一项地质工程,它又与一般的土木工程和地质工程不同,它具有很大的特殊性。其特殊性在于地质灾害防治工程是通过地质改造手段将已经产生破坏或即将产生破坏的不稳定性的地质灾害体进行改造,达到稳定的和安全的地质环境,保障人类生存和美好的生活,简单地说是一项防灾工程。具体地来讲,地质灾害防治对象是已经产生破坏和即将产生破坏而处于不稳定的地质体,对其进行防治工作中最最重要的是必须查清地质灾害产生的原因,活动机制和灾害体的结构。在此基础上才能作出正确的防治方案和防治工程结构设计,地质灾害防治必须与经济效益挂钩,这是决策该不该立项防治的关键,也是防治投资额度决策的依据。一般来说,根据我国目前经济实力,防治投资效益取1∶20作为立项防治依据为宜,稳定性分析和安全系数选取是地质灾害防治中的两个重要技术问题。稳定性分析必须以地质分析为基础,参照数理分析,历史分析进行综合判断。安全系数选取必须全面地分析地质的、结构的、施工工艺、环境条件、社会效益等方面的因素综合分析选定。地质灾害防治是一项巨型的系统工程,必须认真对待,只准成功,不能失败,一旦失败,其后果是极为严重的。
J. 国务院地质灾害防治条例在中国地质灾害防治中起什么作用
中国地质灾害防灾体系是根据国务院地质灾害防治条例内容要求建立的。