发布时间:2023-10-02 17:23:44
绪论:一篇引人入胜的地灾防治措施,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。
前言
地质灾害是指由于自然因素或者人为活动引发的危害人民生命财产安全或使人类赖以生存和发展的环境、资源发生严重破坏的地质现象。《地质灾害防治条例》规定,地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害。本文就岩土工程与地质灾害的内涵、地质灾害的特征与危害以及地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施进行了全面的阐述。
1 岩土工程与地质灾害的内涵
岩土工程指的是工程在中建设所涉及到的岩土体开挖与加固;地质灾害防治工程是对自然或人为作用产生的有害地质现象进行防范与防治。后者包含了更全面地对地质生态环境合理开发与管理的思想。
地质灾害是指由于自然因素或者人为活动引发的危害人民生命财产安全或使人类赖以生存和发展的环境、资源发生严重破坏的地质现象。《地质灾害防治条例》规定,地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害。
2 我国几处地质灾害的特征与危害
由于我国地理位置独特,地质构造复杂,地球生态环境多变,加之人口众多的农业大国,经济较落后,承灾能力弱,所有这些叠加在一起,形成灾害类型多、分布广、频度高、强度大、影响面宽、损失严重的格局。据资料统计分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等种类的地质灾害在我国十分发育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范围约占国土面积的50%,其中以西南、西北地区最为严重。
据资料统计分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等种类的地质灾害在我国十分发育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范围约占国土面积的50% ,其中以西南、西北地区最为严重。
地质灾害的发生还导致破坏铁路、公路、航运、水库、堤坝和通信等工程设施,破坏土地资源、水资源、矿产资源、旅游资源和生态环境等。
地质灾害可分两大类:第一类主要是由自然因素引起的地质环境问题,又称第一环境问题,属自然地质灾害;这些灾害不以人类历史的发展为转移;第二类主要是由人为活动引发的地质灾害,称第二环境问题,属人为地质灾害。这些灾害常随社会经济的发展而日益增加,据地质灾害成因分析,全国50%以上的地质灾害发生的主要原因是人类行为,尤其是人类不合理地大量挖掘能源所造成的。
滑坡:滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震、人工切坡等因素的影响,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
造成滑坡的诱因有:①地震;②降雨和融雪;③地表水的冲刷、浸泡;④ 河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;⑤开挖坡脚;⑥蓄水排水;⑦堆填加载;⑧劈山放炮,乱砍乱伐。
滑坡发生的规律:下列地带是滑坡的易发和多发地区:①江、河、湖(水库)、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区铁路、公路、工程建筑物的边坡等。②地质构造带之中,如断裂带、地震带等。③易滑(坡)岩、土分布区。④暴雨多发区及异常的强降雨区。
崩塌:陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部空虚,折断压碎或局部移滑,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象称为崩塌。
崩塌的诱因:①采掘矿产资源;②道路工程开挖边坡;③水库蓄水与渠道渗漏;④堆(弃)渣填土;⑤强烈振动。
泥石流:泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)产生在沟谷或山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。
泥石流的诱因:①不合理开挖;②不合理的弃土、弃渣、弃石;③滥伐乱垦。地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种动力地质现象。
地面变形:地面变形包括地面沉降、地面塌陷与地裂缝。目前中国发生地面沉降活动的城镇有70多个,明显成灾的有30余个,最大沉降量已将近3m。这些城市有的孤立存在,有的密集成群相连形成广阔的地面沉降带(区)。造成中国城镇地面塌陷原因有三:①不合理地大量开采地下矿产资源引起的塌陷;②表面岩溶活动引起的塌陷;③大量抽取地下水引起地面下沉。
地面塌陷发生的规律:①岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带或沿其与非可溶岩的接触地带;②沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带,岩层剧烈转折、破碎的地带;③松散盖层较薄且以砂石为主,其底部粘性土层缺失或甚薄(一般不足1—2m)的“天窗”地段;④岩溶地下水的主迳流带或岩溶管道上:⑤具有潜水和岩溶水双层含水层分布地带;⑥岩溶地下水的排泄区;⑦岩沉吟地下水位在基岩面上下频繁波动的地带,或受排水影响强烈的降落漏斗中心及近侧地段;⑧临近河、湖、塘地表水体的近岸地带;⑨岩溶地下水位埋藏较浅的低洼地带。
3 地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施
3.1 主要的施工
技术标准总结地质灾害防治工程的最大特点是隐蔽性(如抗滑桩)、复杂性(如抗滑桩+锚拉+挡板+冠梁)和多样性(防治滑坡可采用桩,亦可采用挡土墙),以地下工程施工为工艺特点,因此与地基与基础工程和岩土工程具有十分相近或相同的工艺流程、施工工序和施工工法。涉及地质灾害防治工程施工的技术规范和标准主要有:
(1)地质灾害防治工程现行施工技术标准和规范,如《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ厂r02 18-2006):
(2)各类工业与民用和市政工程建设项目的地基与基础、深基坑、高切坡、地基处理、基础病害工程防治等所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《建筑地基基础工程施工质量验收规范})(GB50202—2002)。
(3)各类水利水电工程的土石方、地基与基础和岩土工程所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《水电水利工程预应力锚索施工规范)(DIJT5083—2004)。
(4)各类交通建设中所涉及的边坡、滑坡、危岩、塌陷和沉降等工程防治的相关技术标准和规范,如《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94)。
3.2 地质灾害防治工程实践
3.2.1做好防治工程设计
地质灾害防治工程设计,必须根据崩塌、滑坡、不稳定斜坡的成因机制、运动模式、易发性及防治目标制定。
(1)根据致灾的成因确定主要防治途径。
(2)根据灾害的易发程度、防治目标确定防治工程的强度和工程量。
3.2.2地质灾害防治工程的主要工程措施
根据地质灾害防治工程勘查设计现行行业规范,技术标准及资料分析,国内防治地质灾害的主要工程类型有:排(截)水工程、支(拦)挡工程、加固工程、护坡工程、减载与压脚工程及搬迁和避让等,设计分别采用了对应的防治工程措施。
3.2.3地质灾害工程实践
(1)工程防治措施
工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分,工程防治措施的适用条件及方式:大多数房后切坡造成的小型土质滑坡,选用滑坡后缘地表排水、前缘支挡或削方减载护坡等工程措施较为适应;对于中型以上滑坡,应根据工程地质勘察资料选择工程防治措施。
(2)生物防治措施
生物防治措施是指植树造林,种草护坡及合理耕牧。它具有应用范围广、投资省,能促进生态平衡,改善自然环境条件,防治作用持续时问长的特点,需较长时间才能发挥其效益。根据调查区地质灾害特点和自然经济条件,泥石流区,地面塌陷区及水土流失区应采取封山育林,退耕还林等防治措施,减少地
质灾害的发生和经济损失。
(3)避让措施
①雨天避让措施。对灾害隐患点和变形斜坡,采取雨天临时避让措施,各镇在防灾预案的基础上编制安全转移预案,雨天对受威胁户一一作转移地点安排。应根据就近原则、转移地(接受户)不受地质灾害或其它灾害威胁的原则进行操作。
② 搬迁避让措施。对一些危险性大、危害性严重的地质灾害,防治费用超过搬迁费用或再建房仍然受地质灾害威胁的,采用搬迁避让措施。调查区需搬迁避让或已搬迁的灾点。
4 结语
中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:
1、我国地质灾害的特征与危害
由于我国地理位置独特,地质构造复杂,地球生态环境多变,加之人口众多的农业大国,经济较落后,承灾能力弱,所有这些叠加在一起,形成灾害类型多、分布广、频度高、强度大、影响面宽、损失严重的格局。
据资料统计分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等种类的地质灾害在我国十分发育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范围约占国土面积的50%,其中以西南、西北地区最为严重。地质灾害可分两大类:第一类主要是由自然因素引起的地质环境问题,又称第一环境问题,属自然地质灾害;这些灾害不以人类历史的发展为转移;第二类主要是由人为活动引发的地质灾害,称第二环境问题,属人为地质灾害。这些灾害常随社会经济的发展而日益增加,据地质灾害成因分析,全国50%以上的地质灾害发生的主要原因是人类行为,尤其是人类不合理地大量挖掘能源所造成的。
1.1 滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震、人工切坡等因素的影响,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
滑坡的诱因:
(1)地震;(2)降雨和融雪;(3)地表水的冲刷、浸泡;(4)河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;(5)开挖坡脚;(6)蓄水排水;(7)堆填加载;(8)劈山放炮,乱砍乱伐。滑坡发生的规律:
下列地带是滑坡的易发和多发地区:
(1)江、河、湖(水库)、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区铁路、公路、工程建筑物的边坡等。(2)地质构造带之中,如断裂带、地震带等。(3)易滑(坡)岩、土分布区。(4)暴雨多发区及异常的强降雨区。
1.2 崩塌
陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部空虚,折断压碎或局部移滑,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象称为崩塌。
崩塌的诱因:
(1)采掘矿产资源;(2)道路工程开挖边坡;(3)水库蓄水与渠道渗漏;(4)堆(弃)渣填土;(5)强烈振动。
1.3 泥石流
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)产生在沟谷或山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。
泥石流的诱因:
(1)不合理开挖;(2)不合理的弃土、弃渣、弃石;(3)滥伐乱垦。地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种动力地质现象。
1.4 地面变形
地面变形包括地面沉降、地面塌陷与地裂缝。目前中国发生地面沉降活动的城镇有70多个,明显成灾的有30余个,最大沉降量已将近3m。这些城市有的孤立存在,有的密集成群相连形成广阔的地面沉降带(区)。造成中国城镇地面塌陷原因有三:一是不合理地大量开采地下矿产资源引起的塌陷;二是表面岩溶活动引起的塌陷;三是大量抽取地下水引起地面下沉。
地面塌陷发生的规律:
(1)岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带或沿其与非可溶岩的接触地带;(2)沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带,岩层剧烈转折、破碎的地带;(3)松散盖层较薄且以砂石为主,其底部粘性土层缺失或甚薄(一般不足1-2米)的“天窗”地段;(4)岩溶地下水的主迳流带或岩溶管道上;(5)具有潜水和岩溶水双层含水层分布地带;(6)岩溶地下水的排泄区;(7)岩沉吟地下水位在基岩面上下频繁波动的地带,或受排水影响强烈的降落漏斗中心及近侧地段;(8)临近河、湖、塘地表水体的近岸地带;(9)岩溶地下水位埋藏较浅的低洼地带。
2、地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施
2.1 主要的施工技术标准总结
地质灾害防治工程的最大特点是隐蔽性(如抗滑桩)、复杂性(如抗滑桩+锚拉+挡板+冠梁)和多样性(防治滑坡可采用桩,亦可采用挡土墙),以地下工程施工为工艺特点,因此与地基与基础工程和岩土工程具有十分相近或相同的工艺流程、施工工序和施工工法。
2.2 地质灾害防治工程防治措施
2.2.1 做好防治工程设计
地质灾害防治工程设计,必须根据崩塌、滑坡、不稳定斜坡的成因机制、运动模式、易发性及防治目标制定。(1)根据致灾的成因确定主要防治途径;(2)根据灾害的易发程度、防治目标确定防治工程的强度和工程量。
2.2.2 地质灾害防治工程的主要工程措施
根据地质灾害防治工程勘查设计现行行业规范,《三峡库区地质灾害防治工程质量检验评定标准》等技术标准及资料分析,国内防治地质灾害的主要工程类型有:排(截)水工程、支(拦)挡工程、加固工程、护坡工程、减载与压脚工程及搬迁和避让等。
2.2.3 地质灾害防治措施
(l)工程防治措施
工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分,工程防治措施的适用条件及方式:大多数房后切坡造成的小型土质滑坡,选用滑坡后缘地表排水、前缘支挡或削方减载护坡等工程措施较为适应;对于中型以上滑坡,应根据工程地质勘察资料选择工程防治措施。
(2)生物防治措施
生物防治措施是指植树造林,种草护坡及合理耕牧。它具有应用范围广、投资省,能促进生态平衡,改善自然环境条件,防治作用持续时间长的特点,需较长时间才能发挥其效益。根据调查区地质灾害特点和自然经济条件,泥石流区,地面塌陷区及水土流失区应采取封山育林,退耕还林等防治措施,减少地质灾害的发生和经济损失。
(3)避让措施
①雨天避让措施。对灾害隐患点和变形斜坡,采取雨天临时避让措施,各镇在防灾预案的基础上编制安全转移预案,雨天对受威胁户一一作转移地点安排。应根据就近原则、转移地(接受户)不受地质灾害或其它灾害威胁的原则进行操作。
②搬迁避让措施。对一些危险性大、危害性严重的地质灾害,防治费用超过搬迁费用或再建房仍然受地质灾害威胁的,采用搬迁避让措施。调查区需搬迁避让或已搬迁的灾点。
3、结语
岩土工程地质灾害防治工程是一项长期的工作,任重而道远。随着新技术、新方法、新材料在地质灾害防治工程中应用,地质灾害防治措施和施工技术必将迈向新的台阶。
参考文献:
[1]地质工程勘察、检验监测及设计施工与灾害防治技术实用手册.中国知识出版社.2007-11
中国煤矿大多是通过井工开采的,在开采时煤矿地质灾害时有发生。随着浅部煤炭资源的枯竭,深部开采已经成为了必然趋势。与浅部开采相比,深部开采时岩体的力学性质和应力状态更加复杂,开采时发生地质灾害的可能性大大提高,特别是瓦斯突出和冲击地压[1-3]。在深部开采时,一旦煤矿发生地质灾害事故,救援将会十分困难。因此,必须要采取有效的措施来防治煤矿地质灾害。鉴于煤矿地质灾害有多种且每种发生的原因不同,需要根据相应的情况采取针对性措施。本文围绕煤矿常见地质灾害的特征展开论述,重点分析了煤矿地质灾害的防治措施。
1煤矿地质灾害的特征分析
在进入深部开采后,煤矿开采对地表的破坏影响会大大减弱,引发井上地质灾害的可能性也会大大降低,而井下地质灾害发生的可能性大大提升。煤矿井下常见的地质灾害主要有冲击地压、瓦斯突出以及突水。下面将分别对这几种灾害的特征进行分析。
1.1冲击地压灾害特征分析
随着中国矿井开采深度的增加,其基本上已经超过了1000m,岩层的应力和开采扰动也会增加,冲击地压发生的可能性也增大。冲击地压表现为巷道突然间破坏,且伴随着巨大的岩体能量释放。在巨大的冲击波作用下,甚至可能会诱发矿震,对地表的建筑物产生一定的破坏。冲击地压发生的时间比较短,一般只有几秒,且发生时很少有征兆[4]。通过大量的微震监测可以发现,在冲击地压发生前,岩体震动的能量出现异常增加。目前,冲击地压发生的机理尚不明确,这给防治冲击地压带来了巨大的困难。大量经验表明,冲击地压的发生与岩层的高应力、开采方式以及地质构造存在很大的关系。综上所述,冲击地压灾害特征主要为发生时间短、破坏力大、难以预测且机理尚不明确。为了保证工人的生命安全,煤矿科技工作者应该致力于冲击地压灾害防治的研究。
1.2瓦斯突出灾害特征分析
煤在形成过程中会产生瓦斯,虽然大部分瓦斯已经释放了,但是还会残留一部分。在煤层开采时,煤层中的瓦斯会大量释放,进入到巷道中。瓦斯的成分比较复杂,突然间释放会引发严重的灾害,常见的有瓦斯突出。在瓦斯突出时,若突出的是CO2,则会导致空气中的O2浓度降低,容易引起人的窒息;若突出的是煤和CH4,也就是煤与瓦斯突出,则很可能引发严重的瓦斯爆炸灾害。在发生煤与瓦斯突出时,巷道内粉尘的浓度和瓦斯的浓度都会急剧增加,一旦遇到明火,就很容易诱发煤矿瓦斯爆炸。由于中国煤层的瓦斯多以吸附态存在,在开采造成煤炭破碎时会突然释放,容易引发巷道内的瓦斯超限。
1.3突水灾害特征分析
煤矿开采会造成岩层运动,有时会破坏岩层的隔水层,这使得在进行煤矿开采时有可能发生水灾。水灾的发生主要有两种形式,一种是含水层渗水,另一种是突水或透水。相比较而言,突水或透水造成的危害更大,一般只需要几个小时就能造成整个矿井淹井[5]。突水或透水多发生在地质构造区域、采空区附近以及带压开采时,对煤矿生产威胁极大。例如:2010年3月28日发生的王家岭煤矿透水事故就是由老采空区积水造成的,该事故共造成38人死亡,震惊了全中国。
2煤矿地质灾害的防治措施分析
以上分析了煤矿地质灾害发生的特征,为此,需要根据这些特征采取一些有针对性的防治措施。下面将对这些措施进行详细的分析。
2.1做好地质勘探工作
大量经验表明,煤矿地质灾害的发生多与地质构造和地质条件的不确定性有关,例如断层突水、断层冲击地压以及煤与瓦斯突出等。因此,要做好煤矿地质勘探工作,获得详尽的地质资料。在煤矿开采和设计时,地质资料是基础。若地质资料不全面或不准确,则开采引发煤矿地质灾害的可能性大大增加。在进行地质勘探时,考虑到传统的钻探方法获得的数据量有限,在条件允许的情况下要使用物探的方法。对于地质构造区域,一定要将钻探方法和物探方法相结合,获得详尽的地质资料。此外,还要注重勘探的时效性,即在不同时间段内勘探的结果可能会存在一定的差异。由于水和瓦斯是一种流体,其分布可能会受到周围环境的影响而变化,这导致对水和瓦斯的勘探存在一定的时效性。
2.2严格执行相关规章制度
在很多情况下,煤矿地质灾害的发生是人为原因造成的,例如工人不按照《煤矿安全规程》中的内容作业,导致发生严重的透水事故。为此,需要严格执行相关的规章制度,杜绝违规操作。一些矿区存在着严重的盗采问题,这很容易导致安全事故的发生。一些工人在施工时,为了图简便不按照施工图施工瓦斯抽采孔,这很容易造成瓦斯抽采时达不到预期的效果。由于很多煤矿工人的受教育程度低,对煤矿地灾害缺乏一定的认识,不能理解或很好地遵守相关规定。对于这种情况,应该加强对工人的培训,使其掌握相应的安全生产知识。
2.3建立地质灾害预报系统
虽然很多地质灾害的发生机理很难确定,但是可以使用相应的设备对其发生的条件进行监测。针对煤矿冲击地压灾害,可以安装微震监测设备(见图1),监测岩层运动的能量。一旦能量超过预定值,就会发出预警通知,使工人处于安全区域并采取相应的安全措施。针对煤矿瓦斯突出灾害,可以在巷道各个位置处安装瓦斯探测仪来监测巷道中的瓦斯浓度。一旦巷道内瓦斯浓度超过了预定值,就主动切断相应电力设备的电源,从而降低瓦斯爆炸发生的可能性。对于煤矿突水灾害,可以在含水层处施工探水钻孔并装上压力表。通过压力表实时监测水压变化情况,一旦水压超过了设定的安全值,应该立即采用相应的防治水预案。实际上,各煤矿发生地质灾害的情况不同。为此,煤矿需要根据自身的实际情况,选择所需的地质灾害预报系统,从而有效地保证煤矿安全开采。
3结语
煤矿企业必须认识到煤矿地质灾害的特征,并根据自身情况采取相应的防治措施。虽然煤矿地质灾害有多种,但这些地质灾害并不同时发生。进入到深部开采时代,重点关注的是冲击地压、煤与瓦斯突出以及突水等灾害。鉴于很多地质灾害发生的机理尚不明确,只能从最大程度上减轻地质灾害发生时造成的后果。因此,煤矿企业应该做好地质勘探工作、严格执行相关规章制度以及建立地质灾害预报系统。希望所论述内容可以为煤矿地质灾害的防治提供一些理论和技术上的指导。
参考文献:
[1]张皓莎.煤矿地质灾害特征及其防治措施[J].矿业装备,2020(4):106-107.
[2]陈健.煤矿地质灾害特征及其防治措施[J].江西化工,2020(2):333-334.
[3]尚云露.煤矿地质灾害特征及其防治措施[J].当代化工研究,2019(6):46-47.