济南市工程地质
⑴ SPOT数据影像解译在济南市新城规划地质灾害危险性评估中的应用
梁凤英1 田文新2
(1.山东省地矿工程勘察院,济南250014;2.山东省遥感技术应用协会,济南250014)
作者简介:梁凤英(1967—),女,高级工程师,从事水工环、地质勘查、灾害评估、数据库等工作。
摘要:法国SPOT2.5m 全色波段与10m 多光谱融合数据图像,影像清晰,层次分明,对自然出露的地形地貌和居民地以及各类工程都有清晰的表现,更重要的是在地质灾害调查评估工作中,对分布零散的崩滑流、地面塌陷等地表可观的地质灾害点,SPOT数据图像显示出了其不同的影像特征。根据这些不同的影像特征,通过计算机处理和MAPGIS合成,就可准确快捷全面地查明区域地质灾害的分布,为一些大的工业园区、产业带、新城镇等地质灾害危险性评估提供依据。本文以济南市东部产业带为实例,论述了SPOT数据影像(2001年成像)解译在地质灾害危险性评估中的应用。
关键词:城市规划;地质灾害;SPOT影像
0 引言
遥感是一门新技术新方法,具有居高俯视、视域广、信息丰富、定位准确等特点,遥感信息中有地理信息系统所需的空间信息和属性信息,便于遥感与GIS相结合(彭望琭,2002)。特别是SPOT2.5m全色波段与10m多光谱融合数据图像,可形成1∶1万数字影像图,经多功能处理后能清楚地反映出各种地质灾害内容,适宜于地质灾害调查与评估(Thomas,2003)。在济南市东部产业带建设工程地质灾害危险性评估工作中,首次利用了该数据图像对区内的地形地貌、水系分布以及石灰岩采石场(坑)范围、铁矿采坑及采空塌陷区范围和采石崩塌(陡坎)地段等地质环境条件和地质灾害的发育分布情况进行了解译,取得了较好的应用效果。
济南市东部产业带位于济南市东部,距市区约4km左右,规划总面积约为480km2。规划建设用地约为120km2,人口规模70万~90万人。
产业带地处丘陵山区的山前地带,山间平原与山丘相间,总体地形为南高北低,平原区一般标高50~100m,南部山丘标高在200~400m之间。地貌类型属剥蚀堆积地貌类型,剥蚀残丘多为浑圆状,主要有莲花山、凤凰山、围子山等,残丘间为山间沟谷冲积平原。
济南东部地区总体上是一个以古生代地层为主体的北倾单斜构造,出露的地层主要为奥陶系石灰岩,西南部汉峪山区有寒武系上统灰岩出露,其余大多为第四系松散堆积物所覆盖。
由于区内残丘出露的奥陶系马家沟组灰岩多为良好的建筑材料,山体开采严重,形成众多的采石场和崩塌隐患点;此外,济南市东部产业带郭店铁矿区内中、小型铁矿分布较多,开采历史悠久,区内分布有露天采坑和地下采空区引发的采空塌陷。
1 遥感信息资料图像处理及地质灾害信息提取
1.1 遥感图像资料
经查询和遥感资料质量筛选,遥感解译工作主要采用2001年10月成像的法国SPOT 2.5 m全色波段与10m多光谱数据图像融合资料。该图像资料信息丰富,层次分明,基本上可以反映工作区的地形地貌特征及人类工程活动现状,其图像质量可满足本次地质灾害遥感解译工作的需要。
1.2 遥感资料几何精度
为满足地质灾害遥感解译工作精度的要求,遥感图像几何校正工作以工作区1∶1万、1∶2.5万地形图为基础图件进行地物控制点选取及量测工作,形成与工作区地形图一一对应的数字影像图,保证了地质灾害遥感解译工作影像资料的几何精度。
1.3 地质灾害信息提取
为满足地质灾害专题信息提取工作的要求,突出工作区内的石灰岩采石场(坑)、铁矿采坑及采空塌陷区、采石崩塌地段等地质灾害内容,对工作区图像进行了2.5m全色波段与10m多光谱数据图像融合处理、比例扩展、直方图正态化等图像处理工作,突出了工作区地质灾害信息。
1.4 地质灾害遥感解译图编制方法
对计算机形成的1∶2.5万数字影像图输出到相纸上,采用聚酯薄膜蒙绘解译及计算机屏幕上交互式解译的综合方法,依据遥感解译标志圈定了工作区地质灾害内容。依据影像图及地形图上同名地物点进行了几何校正配准工作,对图名、图例及解译内容进行整饰,形成工作区地质灾害遥感解译图。
2 地质灾害遥感解译标志识别
关于遥感解译标志识别详见《遥感数字图像处理》(汤国安等,2004)。
2.1 石灰岩采石场(坑)遥感解译标志
石灰岩采石场(坑)是人类采石活动所致的一种人工地貌,其主要表现为对自然山体地形特征、植被等地貌景观的破坏,也是崩塌的发育场所。在遥感影像上不规则的小路延伸到采石场内,原有连续的影像特征出现异常,影像上出现色调较周围地物浅、呈不规则斑块状影像特征。新采石场在影像上呈较均匀的浅色调影像特征。老采石场由于局部有稀疏的草木及碎石堆的影响,反映为淡紫色影像特征。石灰岩采石坑处在地形相对较低的部位,石灰岩开采后往往因积水或填埋,影像上反映为较深色调特征(见照片1)。
照片1 石灰岩采石场(坑)影像
2.2 铁矿采坑及采空塌陷区遥感解译标志
铁矿采坑及采空塌陷区是人工采矿所引起的地质灾害,塌陷使原有的地表特征发生变化,形成较周围低的低洼区,由于潮湿或积水影像上色彩及纹理特征明显,反映为紫色调影像特征(见照片2)。
照片2 铁矿采坑及采空塌陷区影像
2.3 采石崩塌地段(陡坎)遥感解译标志
在工作区主要为开采石灰岩后形成的陡坎,由于岩石破碎所形成崩塌。崩塌区在影像上向阳面形成较为清晰的深浅不同的色异常特征,在阴影面形成宽带状深色调异常特征(见照片3)。
照片3 采石崩塌地段(陡坎)影像
3 地质灾害分布特征
3.1 石灰岩采石场(坑)分布特征
根据影像特征,综合分析石灰岩采石场(坑)主要分布在工作区西部及工作区南部的将山、莲花山、凤凰山、围子山—狼猫山、王岭山、瓦屋脊北山一带,多发育在奥陶系石灰岩分布区,仅在港沟镇南、莲花山北发育在寒武系石灰岩分布区。少数采石坑分布在西枣园南,彭家庄西一带。由于岩石出露,影像特征及野外均易识别。
3.2 铁矿采坑及采空塌陷区分布特征
铁矿采坑及采空塌陷区主要分布在西顿邱-南顿邱一带,多沿围子山东坡、丘山北坡岩浆岩与奥陶系石灰岩接触部位发育,与铁矿的赋存规律和铁矿的开采程度相一致,由于采空塌陷后坑内有水或人工填埋后湿度较大,影像特征明显,便于野外识别。
3.3 采石崩塌(陡坎)地段分布特征
采石崩塌主要发育在将山、凤凰山、莲花山、围子山等石灰岩采石场开采规模大的陡坎部位,由于陡坎部位节理裂隙发育、岩石风化破碎较严重,从而引发崩塌。
4 结论及建议
从地质灾害遥感解译图成果资料看,SPOT2.5m全色波段与10m多光谱融合数据图像对解译地表出露的如采石崩塌、开挖深坑边坡稳定性、采空塌陷坑等地质灾害分布、规模以及演化等方面有独特的技术优势,通过野外验证工作,其解译的成果可靠。全区共查明石灰岩采石场30余处,较大崩塌点18处,深大铁矿露天采坑4处,地面采空塌陷5处,为济南市东部产业带地质灾害危险性评估提供了重要的地质灾害信息。
但在解译过程中也发现该数据影像对岩溶发育、引发地面塌陷的铁矿采空区等埋藏在地下的致灾因素显得无能为力,还需要辅以综合物探、钻探等手段,才能更加全面准确地评估区内地质灾害的危险性。
参考文献
彭望琭.2002.遥感概论.北京:高等教育出版社
Thomas,M.Lillesand著,彭望琭译.2003.遥感与图像解译.北京:电子工业出版社
汤国安等编著.2004.遥感数字图像处理.北京:科学出版社
⑵ 矿山地质灾害恢复治理实例———济南市燕翅山恢复治理示范工程
一、基本情况
燕翅山位于济南市历下区姚家镇姚家村西南,主峰高程188.67m。地理坐标:东经°04ཋ″~117°04ཙ″,北纬36°39ཛ″~36°39ཤ″。燕翅山呈北东—南西向展布,长约650m,宽约430m,占地面积约0.28km2。工作区交通便利,南接窑头路和经十东路,北有解放东路,东有浆水泉路,西连二环东路。
地质灾害的主要类型为铁矿采空塌陷形成的山体裂缝,在山体上总体呈线状分布,Ⅰ#主裂缝贯通整个山体(照片9-1)。山体裂缝的成因为外营力作用———矿山采空区塌陷形成,主要运动形式以垂直升降形式为主,兼具水平拉张形式。
照片9-1 燕翅山远眺(治理前)
燕翅山铁矿开采始于1956年,由生建铁矿投入百余人进行开采,后逐步转为地下开采,1957~1960年间另有其他单位参与地表开采,后历经了多次转包,开采方式和层位错乱,矿井(洞)分布无规律,1996年因矿坑发生突水而关闭。因开采过程中剥离地表岩土体,造成高陡的边坡坡体临空面,随着开采面的不断推进,临空面越来越大,进入坑道开采后,随着采空区的不断增大,造成区域应力场的改变,岩体失去下部支撑卸荷失稳发生变形,从而导致了燕翅山山体开裂,产生16条裂缝,其中主裂缝3条,编号为Ⅰ#,Ⅱ#,Ⅲ#,次级裂缝13条,编号为L1,L2……L13。次级裂缝的走向、规模及空间分布等受到主裂缝的控制。受裂缝切割影响,山体局部出现坍塌。目前山体北侧陡崖临空面高度16~85m。
1998年山体Ⅰ#主裂缝的最大垂直落距为1.00m,裂缝最大宽度为0.8m,到2003年7月裂缝最大落距为1.50m,裂缝最大宽度为2.10m。自1996年到2003年7月间为山体裂缝的发展期,裂缝在水平位移和垂直位移两方面都发生了较大的变化(照片9-2,照片9-3)。
照片9-2 裂缝局部
照片9-3 裂缝掩盖地段
二、稳定性及危害
该山体裂缝共经历了孕育期、发展期和基本稳定期。自燕翅山铁矿开采到1996年铁矿闭坑关闭前后为山体裂缝的孕育期,期间采空区上方的岩体发生卸荷失稳,沿山体原有的节理裂隙逐渐形成山体裂缝,期间裂缝的规模较小,反映在地表为断续出现的裂缝,水平和垂直距离基本没有发生变化。1996年前后到2003年为山体裂缝的发展期,期间地裂缝逐渐形成,该期间山体裂缝规模发展迅速,裂缝的长度、宽度及垂直落距等迅速扩大,期末裂缝的垂直落距达到120cm,水平宽度最大达210cm。
燕翅山位于济南市东部人口密集区,周边有济南市城市建设管理局、济南市警官学校、山东省高检院、中铁十四局等政府机关和企事业单位,建有办公楼和宿舍区,另外还有当地的小学、幼儿园和住宅区,通过调查,在燕翅山周围受地质灾害威胁较大的住宅楼共有16栋,民房561间,学校3所,幼儿园1所,涉及人员3130人。
燕翅山山体裂缝虽然目前活动性微弱,短期内处于基本稳定状态,但是应该考虑到山体裂缝发展的基本特征,即它的发展具有不可逆性,稳定只是相对的,一遇到诱发的条件就会发生移动,且发展速度较快,短时间内造成较大的破坏。考虑到燕翅山山体裂缝发生发展的地质背景和地质环境条件,裂缝的发展破坏可能引发的次生地质灾害很多,如果地裂缝遭遇诱发因素造成实质性发展,有可能诱发山体滑坡等次生地质灾害,多种灾害一起发作,后果不堪设想。
三、综合治理
(一)治理目标原则
1.治理目标
通过合理的工程治理措施,消除Ⅰ#主裂缝对游人的威胁,恢复燕翅山山体地貌景观,美化燕翅山山体的不良视觉效果,提升燕翅山整体形象。
2.治理原则
安全性原则:首先要保证燕翅山山体的整体稳定,不能在消除现存地质灾害隐患的同时形成新的灾害隐患;其次为施工安全,施工过程中尽量采用对山体稳定有利或对山体稳定无影响的施工措施,防止造成山体失稳或产生崩塌落石等,施工人员安全防护措施要到位,防止发生施工安全事故。
环境保护原则:本次治理工程必须确保工程竣工后治理区与周边环境的协调一致,与燕翅山的整体景观效果达到浑然一体、自然天成的效果,施工中必须注意对山体现有地貌和地质环境的保护,严禁在山上就地取材,乱挖乱掘,保护地貌景观,同时在竣工后做到工完场清,将各种施工用材料、设备设施及施工垃圾清理干净。
自然恢复原则:治理工程结束后要达到生态环境自然恢复的效果,节省治理和养护费用。在植被选育过程中优选生命力强的植物物种,依靠自然条件独立生存,良性发展。
(二)施工规范及规程
1.规范、标准依据
1)《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002);
2)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79—2002);
3)《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202—2002);
4)《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002);
5)《砌体工程施工质量验收规范》(GB50203—2002);
6)《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2002);
7)《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80—91);
8)《建设工程施工现场供用电安全规范》(GB50194—93);
9)《地质灾害防治条例》(2004年3月);
10)《山东省地质环境保护条例》(2003年3月)。
2.地质依据
1)《济南市燕翅山矿山地质环境治理规划方案》(山东省地质环境监测总站,2005年8月);
2)《济南市燕翅山矿山地质环境治理Ⅰ#主裂缝治理工程施工方案》(山东省地矿工程集团有限公司,2007年7月)。
(三)治理工程方法及施工技术要点
本工程根据山体裂缝发育特征和施工场地的条件,主要采用了危岩体卸载、地裂缝回填、坡面截排水、造景绿化工程,以及工程养护维护等方法。其技术要求如下:
1.危岩体卸载
工程开工前根据现场踏勘确定裂缝施工区域内的危险岩石块体,主要分布于裂缝的两侧和裂缝内部,针对不同的情况采取相应的施工措施分别对其进行了清除或加固,位于裂缝边缘和裂缝内的危险岩石变形体采取铁锤击碎和撬动的方式,处理于裂缝内部,裂缝周边的耸立或孤立的较大单体活动岩石采取铁锤击碎的方法,将其填入裂缝内部,防止对游人造成伤害,消除对游人的潜在安全威胁。清除危险岩石块体约50m3。
2.坡面截排水
地裂缝西部位于地表径流汇集区,强降雨过程中形成的地表径流沿坡面进入裂缝内部,客观上降低地裂缝的裂隙剩余黏结强度,促进了地裂缝的发展。施工中采用坡面堆积的块石等在Ⅰ#主裂缝的上方沿垂直地表径流方向垒砌了简易挡墙,阻挡地表径流沿坡面向地裂缝的流动,改变地表径流的方向,使地表径流沿山脊向下流动,防止恶劣天气条件下大量地表径流进入地裂缝,对其稳定性产生不良的影响。该挡墙在施工中发挥了极大作用,经历了“7·18”暴雨的洗礼,经雨后检查,地面径流对裂缝充填材料未产生影响,确实改变了地表径流的流向,有效保护了裂缝填充体材料。
3.地裂缝回填
为保证施工效率,降低工程施工中的安全风险,采用以机械为主、人工辅助为辅的方式对地裂缝进行填充施工。施工人员按照设计要求将各种原材料拌制好后,采用大型铲车将材料运到材料运输设备的起点站,然后通过材料运输设备将材料送到山体裂缝的上部,材料通过导料槽,采用人工辅助方式使材料沿导料槽进入一区裂缝内部,填充材料在自重作用下落入裂缝内,靠材料自由落体的击打作用使材料密实。在二区施工前,首先建设了坡上材料中转设备及中转轨道,材料中转轨道基本沿裂缝走向铺设,填充材料经材料运输设备运输到一区裂缝的上方进行中转,然后沿二区的裂缝走向进行充填施工,材料通过导料槽直接进入裂缝内部。施工三区裂缝区段的坡度大,无法铺设轨道,采用将导料槽加长的方法对裂缝进行充填施工。填充材料顶面高度以距离裂缝下盘70cm时为止。施工过程中严格执行规范和设计要求,遵章作业,保证了工程施工的顺利进行。
4.混凝土工程
在地裂缝的FG段,因为该段裂缝宽度、深度均较大,为保证工程施工质量,在工程施工前与监理单位协商确定,采用裂缝底部和中部铺设钢筋网,并分别浇注混凝土对裂缝填充材料进行加固。
5.造景绿化工程
按照治理方案要求,首先在填充材料顶部覆盖约20cm厚的红粘土盖板,作为隔水底板,其作用一是防止地表水进入裂缝内部,对裂缝的稳定产生不良影响;二是涵养上部耕植土层,促进上部植物的生长。在粘土盖板的顶部铺设50cm厚的耕植土(客土),作为绿化用土层。绿化造景工程采用多角度立体化方式进行,首先在回填的耕植土表面撒播高羊茅草种进行地面绿化,其次在裂缝施工区域不定间隔种植连翘和紫荆等攀爬植物对裂缝进行覆盖,对裂缝区域进行遮挡,对裂缝施工区域进行多层次多角度立体化的绿化,以期达到最佳的施工效果。
6.养护维护
工程施工过程中及工程施工完毕后,对裂缝区域的植被及其他工程均安排专人负责养护维护,及时对植被采用草帘子进行覆盖,浇水,保证植被的成活率。及时确定工程竣工后的专职养护维护人员,并与其签订工程养护维护目标合同,确保在工程竣工后2年内治理工程得到有效的养护维护。
(四)施工工艺流程及施工工序
1.施工工艺流程
本工程施工工艺流程为现场踏勘、工程施工准备、工程开工、危岩体卸载、坡面截排水、裂缝充填、混凝土工程、造景绿化工程、养护维护及竣工清理等(图9-7)。
2.施工工序
(1)现场踏勘
组织技术人员和工程施工管理人员登上燕翅山,对山体裂缝施工现场进行现场踏勘,核对工程所有资料,掌握工程实际情况,现场分析制定施工方案,确定主要施工管理人员。经对现场情况认真分析,根据裂缝不同区段的走向、坡度、裂缝规模等现场条件,确定对裂缝进行分区施工,降低施工难度,提高施工效率。AB、BC为施工一区,CD、DE、EF段为施工二区,FG、GH段为施工三区。具体见施工分区图9-8。
图9-7 工程施工工艺流程图
图9-8 施工分区图
(2)工程施工准备
根据现场踏勘和分区情况,组织该项目施工和管理人员深入到工程施工现场,对现场环境和施工条件进行考察分析,研究确定工程施工措施,以及投入到设备、机具、材料、工程的材料运输路线、工程材料的堆放位置、转运路线等,并对所用的材料进行详细的对比考察。
场地清理:首先对材料堆放场地进行清理整修,确保场地满足施工要求,及时对材料转运路线进行拓宽整修,确保该路线的安全畅通,保证工程施工材料的及时、安全运输;其次积极与当地村委和居民协商,取得他们的支持,在现场附近租赁民房约50m2和临时用水电等;第三,设立了工程施工现场指挥部,及时指导和解决工程施工过程中遇到的困难和问题。
材料运输设备制作安装:为了提高施工效率,考虑到施工现场位于坡度较陡、高度较高的山腰部位,运输难度大,是本次治理工程的关键点。因此,本次工程施工的材料、机械设备以及废料的清除等采取了“梯级轨道工程”(照片9-4)运输为主、人工辅助方式相结合的方式。其具体做法为:工程材料堆放在燕翅山西坡南侧,采用ZL—50型铲车对材料进行转运,转运路线沿原毛石路进行。在山体西坡中间位置,安置材料运输轨道的起点站,现场放置发电机等动力设备以及动力控制设备。轨道自该起点基本沿山脊向山顶铺设,轨道支撑采用建筑工程架管搭建,轨道铺设过程严格按照建筑工程施工及有关规范进行,保证轨道的安全、合格及畅通。
照片9-4 材料运输轨道
照片9-5 材料中转
材料运输轨道分为2段,1段为上料轨道,2段为中转轨道,施工材料在山坡顶部进行中转,方便二区和三区的施工。中转轨道距离山底的距离约为80m,基本沿裂缝的走向铺设,位于施工二区范围内。
安全防护设施:施工过程中为防止发生落石、施工人员滑落及材料运输设备、机械的滑落,施工前沿裂缝走向方向安装防护网,采用建筑架管搭建安全护栏,并悬挂安全立网,在材料运输路线的下方安装防护栏和防护网,在轨道式绞车的侧上方设置防滑落装置,防止绞车滑落到坡下造成安全事故。施工现场及周围安放安全警示牌,劝诫燕翅山周围居民登山,提示登山人注意安全。组织人员沿裂缝下方搭建安全防护栏,架设安全网,防止施工过程中填充料滚落和施工人员滑落,保证工程施工安全。沿材料运输路线下方安装防护栏(网),防止在运料过程中发生人员滑落事故。
工程施工准备工作完成后,立即将所有工程准备材料报送监理单位并向监理单位汇报工程准备情况,监理单位经过现场检查后同意工程开工。
(3)施工工序
危岩体卸载:根据现场踏勘情况,现场施工技术人员圈定了裂缝及其周边区域的危险岩石块体,并确定了处理方案。对裂缝内部的危岩体进行凿落处理,对裂缝两侧的危岩体进行击碎回填入裂缝或加固处理,共处理危岩体十余处,保证了下步施工工序的安全,消除了对游人的潜在威胁。
坡面截排水:地裂缝治理施工区域位于燕翅山西北坡,处于山体地表径流汇集区,施工期间恰好处于汛期,降雨等可能导致坡面形成地表径流,对裂缝治理工程的施工和裂缝填充材料的稳定形成潜在的威胁。故现场施工人员在施工期间利用山体表面的块石等材料沿裂缝上部走向方向修建了拦水截水挡墙,长度大约35m,高度约30cm,用以改变地表径流的流动方向,阻挡地表径流向地裂缝方向的汇集,阻止地表水流向裂缝,对工程施工和裂缝的稳定造成不良影响,裂缝施工完成后对其予以拆除,恢复原始地貌。
山体裂缝回填:按照治理方案技术要求和施工方案的要求,对地裂缝进行回填处理,回填材料采用级配块石碎石料。材料通过运输轨道采用绞车运输(照片9-5),并通过导料槽自由落体进入地裂缝内部,材料靠自重作用密实。
混凝土工程:是本次工程施工的关键工序。其核心是保证裂缝的连接强度。本工程中的混凝土工程主要在FG段裂缝施工过程中,该段裂缝宽度、深度均较大,最大宽度约2.10m,裂缝最大深度约12.10m。为保证工程施工质量,消除Ⅰ#主裂缝对游人的潜在威胁,经和监理单位协商,决定在该裂缝的底部和中部铺设2层钢筋混凝土层,加强裂缝填充材料的结构强度,两层混凝土中分别铺设16@250×250钢筋网片。混凝土层的厚度为50cm,标号C25。
施工中首先对该段裂缝的底部进行初步的填充,填充高度约1.0m,将填充材料的顶面修平整,准备工作完成后对裂缝宽度、深度等进行测量,根据测量结果确定钢筋笼的规格,经现场协商,决定将钢筋笼做成等腰梯形,将加工好的钢筋笼放入裂缝内填充材料顶部,钢筋笼底部距离材料顶面距离约10cm,将梯形较短的底边朝下放置,以利于钢筋混凝土层的稳定。钢筋笼主筋采用7~918@250~400,环筋采用8.5@250。钢筋笼放置稳定后,检查其与裂缝两侧的距离和距填充材料顶面的距离,保证其满足施工规范的要求,确保钢筋保护层的厚度满足施工要求。混凝土采用现浇C25混凝土,混凝土在山下搅拌均匀,通过材料运输轨道运至施工部位,沿导料槽进入裂缝内部,浇筑过程中采用振动棒进行振捣密实。钢筋混凝土不小于60cm。具体见混凝土工程施工剖面示意图(图9-9)。
图9-9 混凝土工程施工剖面示意图
造景绿化工程:是本次工程施工的重点工序。其核心是保证覆土层与岩体稳固结合,防止造成新的水土流失,施工的要点和关键是保证红粘土与裂缝两壁紧密接触,采用的施工工艺是“图钉床固土工艺”,具体做法为:
按照设计要求,在裂缝填充材料的顶部铺设红粘土盖板,厚度20cm,选用山前残积成因的红粘土,施工中严格按照技术要求进行施工,红粘土与裂缝两壁紧密接触,并采用人工夯实。在粘土盖板的上部铺设耕植土层,用于地裂缝治理区域的绿化涵养。耕植土层厚度为50cm,采用熟土,施工中采用人工方式对耕植土层进行夯实处理,为了夯实措施不对地裂缝的稳定产生影响,采用16磅铁锤进行夯实处理(照片9-6,照片9-7)。
照片9-6 耕植土充填施工
照片9-7 人工夯实
为了最大限度地恢复燕翅山地貌景观,工程技术人员经多次讨论,确定了多角度、立体化的造景绿化方案:首先在耕植土表面撒播高羊茅草种,该草耐寒、耐干旱能力强,野外能够独立生存成长,对地表进行表层的绿化;其次在裂缝治理区域不定间隔栽种紫荆和连翘等植物,对裂缝垂直裂面进行遮挡,以期达到最佳的视觉效果。
为保证地表回填土层不随地表径流或大气降水流失,在裂缝FG段地表耕植土中埋设钉床(照片9-8),对地表土层进行固定。该段裂缝坡度大,宽度和裂缝深度均较其他部位大,为保证裂缝在该段的施工质量,防止地表土层随地表径流流失,在FG段埋设钉床,钉床宽度50cm,长度为250cm,钉长约20cm。钉床固定地表植被的原理是地表植被的根系深入地下后与钉床联结成一体,有效增大地表植被的地表附着力,防止因坡度过大造成地表植被的整体滑移。
养护维护:施工中采取分区分段施工,及时确定绿化工程养护人员,对绿化地段进行养护维护,地表绿化草种撒播后采用草帘子进行覆盖保护(照片9-9),及时浇水养护。与现场养护人员签订协议,负责在工程竣工后2年内定期对地裂缝施工区域进行养护维护。
照片9-8 钉床图片
照片9-9 地表绿化
竣工清理:工程竣工后及时对施工现场进行地毯式清理,务必将各种施工机具和施工垃圾清理干净,及时清理出现场并妥善处理,做到工完场清。及时将因施工破坏的植被进行恢复,保护环境。
四、治理效果
1)危岩体卸载:根据现场踏勘情况,确定裂缝两侧危险岩石块体的位置、规模等,并及时采取措施将其卸载或采取措施进行加固,裂缝周边区域施工完毕后无对游人造成潜在威胁的危岩体存在。
2)坡面截排水:坡面截排水挡墙在施工过程中发挥了作用,7月18日的大暴雨未对裂缝产生不利影响,裂缝内的绿化植被保存完好,挡墙有效阻挡了地表径流,阻止了大部分地表径流进入裂缝内部对裂缝及填充材料的稳定造成破坏。治理工程施工完毕后对其进行了拆除处理,最大限度保护矿山地质环境。
3)裂缝回填:严格按照设计要求和施工方案的要求进行施工,裂缝内填充材料密实,沉降变形很小,经历了7月18日大暴雨的洗礼,未产生沉降变形。同时在裂缝FG段裂缝内增加了钢筋混凝土层,增强了裂缝填充材料的整体结构强度,保证了工程施工的质量。
4)造景绿化:粘土盖板施工和耕植土回填施工严格按照设计要求进行,红粘土与裂缝两侧紧密接触,能够有效发挥阻水作用。耕植土层采用熟土,利于绿化植被的栽种和成活。两者在施工中均采用人工夯实,厚度符合设计要求,施工质量良好。
绿化造景工程采用多角度、立体化方式,地表种植耐寒、耐干旱的高羊茅草种绿化,辅以连翘、紫荆等攀爬类植物,最大限度地恢复了燕翅山的地质地貌景观,能够保证其达到良好的视觉效果。
具体治理效果见治理后模拟效果照片9-10。
照片9-10 治理后西侧模拟效果图
⑶ 山东省及周边 好的地质勘察单位有哪些
如果学的是水工环的话,山东省第一、三地质矿产勘查院还不错,分别在济南、烟台!
⑷ 济南工勘岩土工程有限公司怎么样
济南工勘岩土工程有限公司是2008-03-07注册成立的有限责任公司(自然人投资或控股回),注册地址位于济南答市天桥区无影山中路121号天福苑富华居6-601室。
济南工勘岩土工程有限公司的统一社会信用代码/注册号是913701056722579179,企业法人黄湛迪,目前企业处于开业状态。
济南工勘岩土工程有限公司的经营范围是:工程地质与岩土工程勘察;岩土工程设计及施工;桩基施工;岩土工程治理;工程钻探、凿井及工程降水;基坑工程;岩土工程检测及鉴定(以上凭资质证经营)。(依法须经批准的项目,经相关部门批准后方可开展经营活动)。
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⑸ 济南地下水环境保护研究
高明志1 尚宇宁1 高明玲2 甄学贞1 赵忠义1
(1.山东省地矿工程勘察院,济南250014;2.山东省第六地质矿产勘查院,烟台265400)
作者简介:高明志(1955—),男,高级工程师,现从事环境地质、水文地质、工程地质调查研究工作。
摘要:济南岩溶地下水是济南市主要供水水源之一。 地下水资源因具有多年调节作用、可持续开发利用、不易受污染等优越性,历来是人们生活和工业生产供水的首选水源。地下水环境直接制约着社会经济发展和城市、工农业建设。要保护济南地下水环境,各部门必须统一协调、共同努力,采取相应措施,使珍贵的地下水资源得到合理开发利用。
关键词:济南;地下水环境;保护研究
0 引言
当今世界,由于水资源有限且分布不均,再加上人口激增需水量大增,遭受污染使可用水源大减,许多国家,特别是在发展中国家,已出现水资源危机。据专家预测,全面的水资源危机将威胁全球。如果说能源危机会使电灯熄灭,那么水源危机则会使生命之火熄灭。在发展中国家80%的疾病是饮水不洁造成的。
我国就是一个贫水国家。目前,全国已有2/3的河段和许多地下水受到污染,许多城镇水源地水质不符合饮用水标准,严重威胁着人体健康。因此,在我国保护水资源、合理用水、分质供水和节约用水已成为全国人民的当务之急而摆在济南人民面前的则是保泉供水。济南单提保泉或单提供水都易解决,二者相提并论却要费些心机。济南誉称“泉城”,若无泉水,“泉城”便名不符实,将会给济南社会经济发展和生态环境发展造成十分不利的影响。
地下水是济南市的主要供水水源之一,地下水开发利用占水资源实际开发利用的80%以上。地下水资源因其具有多年调节作用、可持续开发利用、不易受污染等优越性,历来是人们生活和工业供水的首选水源。地下水环境的优劣直接影响着社会经济的发展和城市、工农业建设。
随着改革步伐的加快,人民生活水平也有较大的提高,生活水平主要体现在衣、食、住、行上,首先体现在食上。而饮用水是“食”的最重要组成,饮用水水质直接影响人民生活水平。居住在泉城,若仅能眼观泉水流淌,而喝口感极差的黄河水,怎能让泉城人心甘!泉城人们十分渴望喝上优质的泉水和与其同源补给的岩溶地下水。济南泉水来源于岩溶地下水的天然排泄,要保泉、要喝地下水,就必须对泉域地下水环境加以保护。济南要保护地下水资源,必须多部门合作,保护地下水环境,合理开发利用地下水资源,保住泉水名胜,利用泉水这块金招牌为经济可持续发展创造良好环境,造福子孙后代。
1 济南地下水环境现状
济南在20世纪50年代末期,人口少、工矿企业规模小,经济欠发达,地下水开采量小。南部山区自然环境较好,泉水补给径流区无“三废”排放,地下水处于天然状态,无任何污染。随着济南的发展,特别是80年代以来,经济发展速度加快,南部山区未注意保护,管理松散,“三废”排放量逐年增加,致使济南地下水补给量在逐年减小,水质在逐年变差。
1.1 西郊地下水水质现状
表1为西郊地下水水质监测统计表。
表1 西郊地下水水质监测统计表(单位:mg/L)
从表中可以看出,各组分含量在逐年增高,45年时间Cl-增长1.47 倍,
1.2 市区岩溶水水质现状
表2为趵突泉水质监测统计表。从表中可以看出,自1958年以来,趵突泉泉水的矿化度及总硬度总体呈缓慢上升趋势,1958~2004年46年间,总硬度增长0.48 倍,矿化度增长0.66倍。
表2 趵突泉水质监测统计表(单位:mg/L)
1.3 东郊工业开采区岩溶水水质现状
东郊工业开采区水质监测统计见表3。
由表3看出,1958~2004年,东部地区地下水中5项常规组分总体上升趋势明显,46年间Cl-增加了4.3倍,
表3 东郊工业开采区水质监测统计表(单位:mg/L)
济南地下水水质主要取决于南部山区地质环境的优劣,即补给区水质优劣。据监测,双龙庄一带,受九曲垃圾场污染影响,已属重度污染区,如
2 地下水环境保护措施与建议
2.1 地下水环境保护措施
济南南部山区是地下水的补给区,为尽量降低城市建设所造成的地下水补给量减少,必须采取以下措施。
2.1.1 减少地面硬化率,增加透水面积
要减少因开发建设对降水入渗量的影响,首先必须减少地面硬化率(建筑物及道路占用面积),增加绿地及透水地面面积,以增加降雨对地下水入渗补给量。
2.1.2 绿化荒山,适地植树造林,涵养水源
要因地制宜,适地种树,特别是要注重优良乡土树种的开发利用,绿化荒山植树造林,扩大绿化面积,减少地表径流,并使之转化为土壤水和地下水,起到蓄存降水补充地下水的作用。据有关资料介绍,一亩林地可比一亩裸露地多蓄水20m3,有林地的地表水渗透率可达200mm/h,自然草地和人工草地的渗透率分别可达143.0mm/h和107.3mm/h,草地和裸地对涵养降水相差较大。据山东省地矿工程勘察院2002年渗水试验资料,同样条件下,草地比裸地多吸纳74.5%的降水。可见,绿化荒山对涵养地下水的作用之大。降雨入渗除受地形坡度影响外,还取决于绿化形式、降雨强度、土层结构、湿度和饱和度等因素,草地吸收的降水量虽然不可能全部转化为岩溶地下水,但据有关研究资料,人工草地的渗透率可达107.3mm/h,野外渗水试验知土层饱气带渗透系数为1.73~6.34m/d,因而可以认定草地涵养水量有较大一部分可下渗补给地下水。为此,建议在扩大绿化面积的同时,在草地上增加灌木丛和树木,构成立体绿化,增强吸纳降水的能力。
在建筑物之间和道路两侧绿化。绿地应低于路面0.3m左右,使建筑积水和路面积水能顺畅地汇入绿地内,以便绿地充分吸纳雨水,减少雨水自然流失。在有条件时,建筑物也应种植攀伏植物,进行立体绿化,既美化环境,又可滞留降水,涵养地下水。
南部山区多为石灰岩分布区,根据自然条件及适应能力,适以侧柏林为主要水源涵养林。有关部门应加大力度,采取与地方双受益的措施与相应政策,利用丰水年有利时机加快绿化荒山速度,并对玉符河、北沙河等山区河流两岸统一绿化。增加森林涵水量,促使加大转化为地下水补给量。
2.1.3 拦蓄地表水,增大补给量
在南部山区岩溶水直接补给区内(石灰岩分布区),地表沟谷发育。沟谷仅在大雨时有流,除部分排出区外,余皆渗漏补给岩溶水,雨后多形成干谷。因而可在地形有利位置,如在沟谷修建滚水坝等简易拦蓄工程,拦蓄雨季地表水,使之渗漏补给地下水。
2.1.4 加强水土保持,制止滥采滥挖
据初步调查,南部山区采石场近百处,大量的开山采石不仅毁坏山体和自然地形、地貌景观,使之千疮百孔、残破不全,还破坏了树林植被,使石灰岩裸露的山区本就很低的森林覆盖率进一步降低,加大水土流失,改变和破坏了地下水入渗条件,直接影响岩溶水的补给。采石、烧灰污染空气,乱堆、乱弃石碴,遇暴雨易发生河道堵塞、库塘淤积,甚至引发山石崩塌、渣石流、滑坡等地质灾害,给人民生命财产造成损失。
烧制砖瓦大量取土,使南部山区本不丰富的土壤资源遭到破坏。大面积取土使有些地区土壤已挖尽出露岩石,不仅失去降水渗透涵养水源功能,连农作物及植被的生长机制也被破坏,导致水土流失加剧。因此,南部山区必须综合治理,严格制止盲目乱采乱挖、恶化生态环境的无政府状态。按照有关法规条例,有关部门应统一协调,采取有效措施,严格管理。
2.2 保护地下水环境质量措施与建议
济南南部山区是济南泉水的补给区,保护好南部山区的地下水不受污染,也就保证了济南泉水的水质。为此提出以下保护地下水环境质量的几点措施与建议。
2.2.1 严格控制城市向南部扩展
济南南部山区风景秀丽,气候宜人,近几年发展较快,人口剧增,相应增加了多种人类活动,使该地区的废气废水及固体废物排放逐年增大,增加了污染源,对济南市区造成不良影响,因此应严格控制城市向南扩展。
2.2.2 南部山区应严禁堆放垃圾
近年来南部山区管理无序,各自为政、自顾眼前利益,建有九曲、大涧西、展村等多个垃圾场。现山区垃圾堆放相当严重,目前仍有禁不止。众所周知,垃圾是该区的重要污染源之一,建议有关部门协调好,进行统一管理,严禁新的垃圾堆放。
2.2.3 对已有垃圾应处理,并加强监测工作
垃圾对地下水的污染是一个较为复杂的过程,其过程是逐渐缓变不易察觉的。南部山区垃圾堆放量大,一时难以清除,有关部门应尽快制定垃圾处理方案,依据不同情况分别处理,以免使地下水受污染范围和程度进一步扩大和加剧。同时,应建立地下水长期监测系统,掌握其水质动态变化规律,进一步查明污染源和污染途径,为保护和治理地下水不受污染提供科学依据。
2.2.4 对南部山区应统一规划,保护好生态环境
对济南南部山区,市政府应统一规划,区、镇的规划必须服从全市的统一规划。必须以保护好生态环境为前提,对污水和垃圾应制定统一处理方案,避免任意排放;对原有的污染源应尽快提出有效的治理方案。
2.2.5 污水管道式排放,经处理达标后再回收利用
现泉域内沟谷多为平时排放污水、雨季雨水污水同时排放,如大辛河、窑头大沟、羊头峪东沟、羊头峪西沟、兴济河、腊山河、玉符河都是如此。因河流下伏地层即是奥灰岩溶含水层,其上覆第四系厚度一般小于20m,其对地下水影响可想而知。
有些河谷岩溶地层裸露,如羊头峪东沟、羊头峪西沟,汇集的污水在岩溶地层上长流不断,污水下渗污染地下水是不可避免的。现在市政府已对玉绣河整修完成,是一个好的先例。市区污水皆应尽快实施管道排放,经污水处理厂处理后回收利用。原有沟谷河道可实行逐级修建一些拦水坝,拦蓄延缓或减少山洪汇入市区,变害为益,既可增加地下水补给,又减轻市区防洪压力;沟谷汇集的雨水可作为拟建的北湖水源的补给源之一,其水质综合评估应优于黄河水,应统筹规划,尽快实施。
2.2.6 应严防护城河污水下渗污染地下水
济南市泉城广场饲养鸽子,是广场一大景观,吸引了众多游客。但应注意的是,目前鸽子粪便处理不当,仅仅是用水冲刷,污水冲入护城河内。在丰水年(或丰水期)泉水出流时,河水受影响较小,但在枯水年(或枯水期)泉水断流时,春夏季节气温较高,鸽子排泄物冲入护城河内,加之污水排入,使水中富营养化,化学耗氧量高。冬季因河水矿化度高,该河段也不结冰。由于水质问题,2001年春季,护城河曾出现鱼类大批死亡现象。
众所周知,泉水是在水头压力下上涌成泉;反之,地下水头降低,当低于护城河河水位时,被污染的河水便会沿地下水源上涌通道,下渗而污染地下水。据2003年春监测,有近104m3/d的污水排入南护城河。现南护城河建有拦水闸,在泉水复涌时拦水造景尚可,当泉水停涌、河中皆是污水时,就不应再拦,拦污水既污染地下水,又造成空气污染,每逢夏日臭气熏天,臭不可闻;应提闸排出污水,待泉水复涌再关闸蓄水为妥。
3 结语
水资源是制约一个地区可持续发展的主要因素,而地下水资源以其无可比拟的优越性受到人们的钟爱。地下水环境优劣取决于整个自然环境的优劣。为保护济南地下水环境,为保泉供水,各部门必须在市政府统一领导下,既步调一致,又各负其责的做好工作,使珍贵的优质地下水资源得到合理开发利用,造福子孙后代。
⑹ 山东济南有几个地矿工程勘察院
我知道的就一个 济南市经十东路和二环东路交叉口(燕山立交桥)东200米路南
至于施工队吗 不好意思,我也不清楚
⑺ 浅论环境地质条件对济南市东部产业带建设的影响与防治对策
赵书泉1,2梁凤英3佟光玉3
(1中国科学院东北地理与农业生态研究所,北京,101159;2山东省地矿局,济南,250014;3山东省地矿工程勘察院,济南,250014)
摘要济南市东部地区地形地貌较简单,地层岩性、岩相变化不大,地质构造复杂程度一般,水文地质条件与岩土体工程地质性能良好,因而,其环境地质条件对产业带的规划建设是适合的,但区内铁矿开采、道路建设、房地产开发等人类工程活动剧烈,潜在并诱发了诸如采空塌陷、地裂缝、崩塌等地质灾害,从而对产业带的规划建设造成危害。因此,一些重要的建设项目应尽量避开地质灾害危险性大区。
关键词地质环境地质灾害产业带济南市
前言
济南市东部产业带地处主城区东侧,在以济钢为代表的传统工业区和高新技术产业开发区两个片区的基础上,拟规划发展形成全国重要的软件产业基地、环渤海湾地区的高新技术产业和高附加值制造业走廊以及山东省的新型工业化基地、技术创新基地和高科技成果产业化基地。规划建设用地约120km2,人口规模70万~90万人。
1地质环境条件概述
1.1地形地貌
产业带地处丘陵山区的山前地带,地貌类型较简单,属剥蚀堆积地貌类型。区内开阔平原与山丘相间,山丘多为浑圆的馒头状,主要有围子山—丘山—玉皇山(海拔高程250~310m)、凤凰山(海拔高程218m)等,山坡坡度一般为10°~30°。山体植被较好,主要为耐旱常青的松柏以及矮小的灌木。
1.2气象、水文
济南市地处暖温带半湿润大陆性季风气候区,据1952年~2000年降水资料,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,降水量占全年降雨量的73%。日最大暴雨量334mm(1987年8月26日)。
本区属于小清河水系,流经该区的河流主要有港沟河、巨野河等,属季节性河流,仅在汛期大雨时排泄山洪短时有水流,雨后随之干涸。
1.3地质与矿产地质概况
济南东部地区总体上是一个以古生代地层为主体的向北倾斜的单斜构造。区内出露的地层主要为奥陶系碳酸盐岩夹碎屑岩,新生界第四系松散堆积物广泛分布在山前及沟谷地带,厚度由南向北逐渐增大,在顿丘一带出露燕山期辉长岩。
该区奥陶系岩层比较完整,岩溶主要顺层发育,地表可见一些溶沟、溶槽、溶隙以及蜂窝状溶孔等,一般没有较大的溶洞等。钻孔资料显示,地下岩溶形态主要为一些垂向溶隙,局部有小溶孔、洞,直径可达数厘米。
第四系主要分布在山前平原、山间谷地和山麓坡地上,岩性主要为杂色粘土及红色、紫红色砂质、粉质粘土夹砾石,其厚度变化较大,总体趋势是从南部的山区的山间谷地和山麓坡地向北部平原逐渐加厚。
区内发育北西向的断裂,如港沟断裂、孙村断裂、东梧断裂等,该断裂主要发育在古生界地层内,其中东梧断裂是一条区域性大断裂,一般被认为是济南泉域的东边界。
该区的主要矿种为铁矿,其成因类型属于夕卡岩接触交代型铁矿床。矿区内构造简单,主要控矿构造为燕山中期偏基性的闪长岩侵入使中奥陶系灰岩拱起而形成的短轴背斜;成矿母岩为辉石闪长岩、正长闪长岩等,这些岩石也是携带矿液上升的载体;围岩为奥陶系灰岩,其蚀变作用比较弱,以夕卡岩、大理岩等为主。主要赋存在火成岩体的周边,具有埋藏浅,品位富,规模小的特点,其矿体形态多为似层状、透镜状以及不规则状等[1]。
1.4岩土体工程地质特征
区内的岩体主要有坚硬块状岩浆岩体、坚硬厚层状石灰岩体两类。土体主要为山间谷地松散堆积型、山前平原松散堆积型两大类。其中,山间谷地松散堆积型主要分布于山间河谷平原区,厚度一般为几米至十几米不等,土体为粘性土单层结构。山前平原松散堆积型主要分布在山前冲洪积平原及山区坡麓地带。岩性主要为粉质粘土及含泥砾石层。期内的岩土体一般可作为工业民用建筑天然地基[2]。
1.5水文地质条件
1.5.1区域水文地质条件
产业带位于济南白泉泉域岩溶水的补给径流区,北部武家附近是岩溶水强富水地段(武家水源地),水位埋深在45~60m,单井出水量1000~5000m3/d。该处灰岩顶板埋深约200m,第四系厚度大于20m,含水层段埋深在220~270m。
1.5.2矿区水文地质概况
矿区主要含水层为奥陶中统马家沟组裂隙岩溶含水层,水量随岩溶裂隙发育情况,大小不一,渗透系数1~10m/d,水量一般为1000m3/d左右。隔水层为致密状闪长岩、磁铁矿等,位于含水层底部,起隔水和阻水作用。
1.6人类工程活动
近年来济南地区经济发展迅速,工程地质活动频繁,由此产生的不良地质现象呈上升趋势。区内开山采石和公路修建过程中多开挖山体坡角,破坏了原有的应力结构,易造成边坡失稳,可造成崩塌、滑坡等地质灾害。
另外,有关资料显示,该区铁矿开采历史悠久。由于区内铁矿长期开采,目前已形成了多处采空区,并在部分地段如唐冶至邢村、康山养殖厂一带发生数起地面塌陷,造成耕田废弃、部分建筑物开裂,并对附近公路、民用建筑造成了威胁。
2地质灾害危险性现状
2.1主要灾害类型
一般而言,影响建设规划的地质灾害种类主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝及地面沉降等。
根据区内的地质环境条件,产业带规划区内一般不具备滑坡、泥石流、地面沉降产生和诱发的基本条件,但由于矿产开发、道路、房地产建设等人为工程活动的影响,区内发生了不同程度的采空塌陷、地裂缝、崩塌等地质灾害。而采空塌陷与地裂缝将对东部产业带的规划建设产生重大影响。
2.2地质灾害危险性现状评估
现状评估主要根据地质灾害的规模、危害程度、稳定性等方面来确定其危险性大小。由于本区地裂缝是伴随采空塌陷的发生而发生的,因而,将这两个灾种放在一起进行评估。
2.2.1采空区基本情况
采空区的分布与郭店铁矿的开采是一致的,均分布在唐冶—邢村岩体、顿邱岩体的边缘地带。位于该区的郭店铁矿是建国初建矿的,没有整体设计。开拓方法主要为双斜井、中央式双斜井和斜竖井联合式,井下运输采取分散运输方式,每个阶段运输大巷直通主井;由于矿体分散,规模小、形态复杂,其采矿方法主要采用了小分段空场法、高分段空场法、分段崩落法等,开采深度从+10m(水平标高,下同)到-70m。长期的开采,就形成了规模不等、垂向多层分布的采空区。
2.2.2采空塌陷情况与危险性现状评估
根据野外调查,在康山、唐冶—邢村、钓鱼台等矿区附近发现了四处小型地面塌陷(见表1),其形态以小型塌陷坑为主,塌坑外形呈方形或圆形,直径10~20m左右,诱发的动力因素为铁矿开采坑道挖掘顶板冒落所致,涉及受灾对象主要为农田、公路等,并伴有建筑物开裂现象。
表1地面塌陷调查情况表
总体而言,区内已发生的塌陷范围和规模为小,造成的危害不大,但康山、邢村北塌陷仍不稳定。因此,这两处采空塌陷危险性现状评估为大;其他两处稳定,危险性现状评估为小。
3对产业带规划的影响分析与防治对策
3.1地质环境条件对产业带规划建设影响的分析
从区内的地质环境条件分析,区内地形地貌较简单,地层岩性、岩相变化不大,地质构造复杂程度一般,水文地质条件与岩土体工程地质性质良好,因而,对产业带的规划建设是适合的。对产业带规划建设的影响主要表现在以下方面:
(1)由于岩土工程地质条件良好,一般的建筑物可直接采用天然地基;高层或载荷大的建筑物,基础的开挖深度也不大,而且一般不需要降水处理,可大大降低建设成本。
(2)区内深层优质地下岩溶水资源丰富,基本可满足规划人口的生活用水和部分工业生产用水。
(3)区内低山与平地、河谷相间分布,有利于生态环境和山水风景区的规划与建设。
(4)由于区内人类工程活动剧烈,尤其是长期的铁矿开采,产生了多处较大面积的采空区,在部分地段发生了几处较小规模采空塌陷,会对产业带的规划建设造成不良影响。
3.2地质灾害危险性对产业带规划建设影响的分析
从地质灾害危险性现状看,在武蒋山—东顿邱、高二庄—南顿邱、唐冶—邢村、章灵等地段位于铁矿采空区内。虽然原有矿区已经闭坑,但目前仍有零星小矿井开采,使得采空区并不稳定,地质灾害危险性大。对产业带规划建设的影响主要表现在以下两个方面:
(1)采空塌陷与地裂缝对拟建工程的潜在危害
主要针对规划的道路工程,从两方面分析:一是采空塌陷与地裂缝距离拟建道路的距离;二是采空塌陷与地裂缝本身的稳定性。从前面描述的采空区和采空塌陷与地裂缝的调查情况看,唐冶—邢村、沙沟、东顿邱、康山、东山坡、钓鱼台—流海、段家坟、章灵等采空区,距离拟建道路10~300m左右,其中在唐冶—邢村、康山采空区内塌陷(或地裂缝)多次发生,表明其状态仍不稳定;加之在这些采空区内,零星的个体小矿井仍然滥开滥采,更增大了不稳定因素。因而,对拟建道路的危险性大。
(2)建设工程诱发、加剧地质灾害的可能性
一是在道路建设工程中,路基土层一般采用振动碾压实,由于震动频率和强度较大,对附近的采空区有一定的影响;再就是道路通车后,车辆行驶过程中产生的震动同样对附近的采空区造成影响。因此,道路建设在某种意义上说会影响采空区的稳定性,加剧甚至诱发新的地面塌陷。
3.3防治对策建议
(1)加强勘察,适当避让。首先,应尽量避免在地质灾害危险性大区规划建设重要的工程项目;如果一些线状工程如道路、管线等必须穿过地质灾害危险性大区时,建议设计前,除按有关“工程地质勘察规范”要求进行常规项目的勘察外,应特别要求对重点地段加强采空区勘察,使拟建工程与采空区保持适当的距离。
(2)清理零星矿井,保持原采空区的稳定。调查表明,区内国营矿山闭坑后,个体小矿井滥开滥采现象严重,至今采矿仍未停止,直接影响了原采空区的稳定性,增大了灾害发生的隐患,在此建议有关主管部门采取措施进行治理。
(3)对开挖山脚进行锚固护坡,对道路两侧土坡、冲沟等进行必要的衬砌护坡和绿化,保持边坡的稳定性。
(4)由于该区处于济南泉水和武家岩溶水源地的补给、径流区,因此,应采取适当的环境保护措施,避免污染物进入地下水,对下游济南泉水和武家岩溶水源地的水质造成影响。
4结论
济南市东部地区的自然地质环境条件良好,对产业带的规划与建设是有利的。但在局部地段存在采空塌陷、地裂缝、崩塌等地质灾害,这些地质灾害的产生主要与人为地采矿与工程建设活动有关。目前,已在局部地区造成了一定的危害,其危险程度对济南市东部产业带的规划与建设具有重大的影响。经过评估,地质灾害危险性大的地段,在对产业带规划时,应采取适当避让等措施,防止对工程建设造成危害,同时也可避免诱发或加剧地质灾害。
本文在撰写过程中,参考了《济南市城市规划空间研究报告》、济钢集团总公司提交的《山东省济南郭店铁矿区闭坑地质总结报告》、山东省地质环境监测总站提交的《济南市历城区地质灾害调查与区划报告》和山东省地矿工程勘察院(原801队)提交的《1∶5万山东省济南市白泉—武家水源地供水水文地质勘探报告》等资料,在此,对提供资料的有关单位和个人表示衷心的感谢。
参考文献
[1]曾广湘等.山东铁矿地质.济南:山东科学技术出版社,1998.
[2]山东省地矿局编.山东省环境地质图集.济南:山东地图出版社,1996.