泥石流災害防治工程范文
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篇1
關鍵詞:可可托海 崩塌 泥石流 防治工程
中圖分類號:P642文獻標識碼: A
Abstract: the project royalties and fees for the autonomous region in 2013 two investment project. The cocoa Xinjiang Fuyun county support the design and implementation of Sea Mine Park No. three vein landslide debris flow disaster prevention and control projects, eliminate a landslide debris flow on No. three vein threats, protection of geological heritage landscape resources, to protect people's lives and property safety. Through the analysis of the survey report of 1, mining data, as well as a large number of supplementary exploration work, combining mine park construction planning 2, the textile design book project
Keywords: Koktokay landslide debris flow control works
中圖分類號:TD-0 文獻標識碼:A
一.自然地理概況
(一)位置及交通:防治區位于新疆富蘊縣可可托海鎮三號礦坑區域,行政區劃屬于新疆阿勒泰地區富蘊縣可可托海鎮管轄,防治區總面積0.82km2。防治區距富蘊縣城55km,為山區公路,交通條件一般。
(二)社會經濟概況:3號礦脈最早開采始于1935年,閉坑于2000年,陸陸續續經歷了大半個世紀的開采,最終形成了目前的“地質圣坑”,礦坑直徑約250米,深約140米,形成13層旋環運礦車道。可可托海鎮是依托新疆稀有金屬而發展起來的一個工業小城鎮,2012年5月可可托海風景區成功創建為國家5A 級旅游景區。同年新疆維吾爾自治區將可可托海鎮列為自治區歷史文化名鎮,鎮南側聞名于世的三號礦坑已于2004年申報為我國第一個以典型礦床和礦山遺址為主體景觀的礦山公園。防治區就位于可可托海國家礦山公園景區內部。
(三)地形地貌::位于新準噶爾盆地的東北邊緣,阿爾泰山脈的東端南麓,額爾齊斯河支流庫依爾特河源頭南側山區,海拔1155-1306m,相對高差145m,分屬低中山地貌及河谷地貌兩個地貌單元,總體地勢東高西低,南部山勢較陡峭,地形坡度20-40°。
(四)氣象水文:(1)氣象:為典型的大陸性寒溫干旱氣候,極端最低氣溫-51.5℃,年均溫-1.9℃,年均降水量250mm,年均蒸發量為1734mm,年均風速1.4m/s,常年主導風向為西北風。凍土深度2.2m,無霜期120d。(2)水文:額爾齊斯河支流庫依爾特斯河是防治區內的主要水系,源于阿爾泰山南麓,從防治區北側由東向西流,河谷在防治區附近寬300-500m,距防治區北側邊界約500m,河水流量最小為1.6-2.9m3/s,最大為200-350m3/s,多年平均徑流量為7.0×108m3。
二.地質概況
(一)地層:防治內的地層以奧陶系和第四系為主,幾乎所有出露的奧陶系均已遭受強烈的變質作用,變質程度較深,出露巖層裂隙發育,巖石破碎。其中第四系又分為上更新統-全新統沖洪積物和全新統人工堆積物。
(二)地質構造:防治區處于阿勒泰褶皺內的喀納斯-可可托海地槽褶皺帶可可托海復背斜,位于哈龍-青河晚古生代深成巖漿弧南緣阿拉爾花崗巖體南側,南與克蘭早古生代弧后盆地毗鄰。總體向南西傾的單斜構造,產狀:230°∠30-50°。區內新構造運動比較活躍,以升降運動為主的差異性塊斷升降運動。
(三)地震及區域穩定性
防治區地震動峰值加速度為0.20g,地震基本烈度為Ⅷ度屬次不穩定區。
三.地質災害特征及危害
(一)崩塌地質災害特征及危害
特征:崩塌地質災害主要位于三號礦坑開采邊坡,分為土質和巖質兩類。土質崩塌位于北側觀景臺下部和東北側運礦道路下部,巖性主要為第四系沖洪積物,主要由漂卵石層和塊石碎石土層組成,坡長約330m,相對高差40m,坡腳堆積有大量松散堆積物;該區域土質邊坡陡立,部分地段呈反坡,現階段穩定性較差。巖質崩塌廣泛分布于采坑巖質邊坡處,巖性主要為輝長巖、斜長角閃巖、石英片巖;三號礦坑直徑約250m,深約140m,形成13層旋環運礦車道,由于礦坑開采了大半個世紀,目前礦坑邊坡巖石風化破碎,極易形成崩塌地質災害;崩塌體積在幾十立方米至幾百立方米之間,規模均為小型。
危害:三號礦坑露天開采閉坑后,其部分礦段轉為地下開采,目前坑內的采礦相關活動主要為風井建設及抽排水工程。每天仍有少量工作人員及設備進出礦坑,坑底抽排水設備也在不間斷工作中。另外,3號礦坑目前為開放式的,坑內常有牲畜在坑內進行放牧活動;從觀景臺可沿礦坑道路直達坑底,游客及社會車輛可自由進出礦坑。在旅游季節常有少量游客和車輛進出礦坑。待后續礦山地質公園建成后,人員活動將更加頻繁;崩塌地質災害對其產生較大的威脅,嚴重破壞了地質景觀整體效果。
(二)泥石流地質災害特征及危害
泥石流災害主要防治對象為三號礦坑1250高程以上的東側至南側一帶低山沖溝流域,流域面積0.8km2。泥石流規模為小型水石流,由于泥石流溝位于3號礦坑南部,溝口直對礦坑,雖然目前已修建有簡易土溝進行導流,但受土溝規模、尺寸、結構等因素限制,在暴雨及融雪季節,排導能力不能滿足排泄需求,且在部分礦山道路交叉口處無明顯溝渠,因此,常有大量水流直接流入礦坑。對礦坑邊坡穩定性產生了較大危害,對日后礦山公園的正常運營也產生了較大危害,對地質景觀產生了較大的破壞。
四.防治工程設計
(一)防治思路:充分結合礦山公園建設規劃,有針對性地設計防治工程方案和合理布置防治工程量。通過災害防治工程和監測預警結合的方式達到本次工作的目的。
(二)防治方案:對于坑壁的危巖體采用危石清理、漿砌石支護墻的措施進行防治,基本保持原有臺階形狀,與原始礦坑地形地貌相協調。對于崩塌掉落于礦坑平臺的落石采用全部清理的措施進行。土質崩塌災害通過削填方對現狀邊坡進行削方放坡施工,使其恢復原有臺階狀邊坡。同時在臺階內側坡腳修建擋土墻,提高坡面整體穩定性,并對斜坡進行格構護坡。泥石流防治工程以清理泥石流物源和排導泥石流水源的措施進行,首先將堆積在下游溝口的物源進行清理,并修建截排水溝,將溝內水源直接引出區外排導至庫依爾特河內,達到防治泥石流的目的。地質災害監測主要針對崩塌災害,進行長期動態監測,在確定監測預警指標的基礎上,結合區域現有通訊條件和監測預警平臺軟硬件建設的要求,建立出一套科學、適用合理的地質災害監測預警系統。最終達到區域防災減災目的,使得地質公園運營及周邊范圍群眾的生命財產得到有效的防護。
(三)主要防治工程手段:巖質崩塌災害主要通過危石清理、漿砌石支護墻、落石清運等措施進行防治。土質崩塌防治方案分為邊坡削填整飾工程、擋土墻工程、格構護坡工程、安全防護圍欄工程。泥石流防治工程以排導泥石流水源和清理泥石流物源的措施進行,修建接排水溝,將溝內水源直接引出區外排導至庫依爾特河內,對堆積在下游溝口的物源進行清理。設計建立3個一體化視頻監測點對崩塌危巖體(帶)進行長期觀測。監測儀器的布設以視野良好、能夠覆蓋監視崩塌危巖體的原則進行。監測內容主要為人類工程活動、崩塌危巖體宏觀形態變化情況,在雨季及大風天氣應加強視頻監測。
五.預期效益評價
防治區位于可可托海鎮三號采坑,是可可托海國家地質公園的核心景區,防治工程的實施可保護人民生命財產安全,消除或減輕崩塌危巖體與泥石流的威脅,最大程度地保留了可可托海三號礦坑景區內原有的自然景觀,使得防治工程與區域內的生態環境相輔相成、和諧共存,維護可可托海居民及旅游區旅游業的正常發展。社會、環境、經濟效益明顯。
參考文獻
《新疆富蘊縣可可托海稀有金屬礦區地質環境治理前期勘查報告》,新疆地質工程勘察院,2013年7月;
篇2
關鍵詞 泥石流;形成機理;防治方法
中圖分類號X43 文獻標識碼A 文章編號1674―6708(2011)36―0072―01
0 引言
針對泥石流防治的來講,除了要考慮泥石流的條件、性質、發生趨勢和管理等方面的要求,更為重要的是要需要從全球的角度,以實用,相互關聯的工程措施、生物措施、預警措施和有效的行政管理措施,泥石流流域或區域統一規劃。因此,泥石流的防治不是單個的具體的預報或防治措施,而是若干個措施的結合,是泥石流預警預報、應急求助、災前防治、災后治理和重建等一系列工作的系統結合。目前,針對泥石流防治的研究已經進取得了一定進展,各種軟硬防治方法層出不窮,但由于泥石流防治是一個復雜的系統工程,其中涉及宣傳預防、緊急搶救和治理重建等眾多環節,因此,如何以系統的理論來統領整個泥石流的防治,把各種方法有效結合起來,將有限的資源合理安排到泥石流防治的各個階段,以到達安全最大化,效益最大化,仍然是一個值得研究的問題。
1 防治方法
1.1 防治概述
泥石流是指在山區或者其他溝谷深壑,地形險峻的地區,因為暴雨暴雪或其他自然災害引發的山體滑坡并攜帶有大量泥沙以及石塊的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快、流量大、物質容量大和破壞力強等特點。發生泥石流常常會沖毀公路鐵路等交通設施甚至村鎮等,造成巨大損失。
泥石流的形成需要3個基本條件:有陡峭便于集水集物的適當地形,上游堆積有豐富的松散固體物質,短期內有突然性的大量流水來源。
我國泥石流的水源主要是暴雨、長時間的連續降雨等。
誘發因素:由于工農業生產的發展,人類對自然資源的開發程度和規模也在不斷發展。近年來,因為人為因素誘發的泥石流數量正在不斷增加。
1.2 防治方法
經過上面分析討論,泥石流防治工作主要包括兩個方面,即硬性措施和軟性措施,基本手段為在構筑強制性硬性措施的和行政管理方法為主,盡量有效避開泥石流災害的軟性措施。
一方面對于硬性措施來說,主要形成包括生物措施和工程措施的綜合預防體系,能有效強制性的對泥石流形成進行限制,也就說更為有效的控制泥石流發生源地,從而避免泥石流災害的發生,或者利用此方法降低災害的暴發頻率,能夠減小規模或者消減災害危害作用。但是同時,這種方面由于需要采用大量的人力和物力,只有對于重點地段才采用硬性措施,因而難以普遍采用。
另外一方面,對于軟性措施來說,就是從過相關監測工作,來研究泥石流的氣象、水文等主要因素的動態變化,來分析泥石流的發展變化,從而更為有效的對于泥石流災害進行預測、預警處理,同時更為有效對于人畜進行疏散,從而安全能撤出災區。利用這種方法可以有效進行科學決策,對于劃分泥石流危險區并指導建設項目的規劃選址和避災具有重要意義。
下面針對實際工作情況,對于我國泥石流災害現狀及治理方法探討,重點從3個方面探討泥石流防治工作的開展。
1)重點在于預防,軟性措施為先
預防為主的策略主要對于對潛在威脅和可能發生的災害顯得十分必要,同時利用軟性措施為先的方針,可以有效減少災害的影響,節省資金進行重點地段的整治工作,能夠從全局的角度說明如何將災害損失降低到最低。根據流域危險區劃制訂防避方案;鐵路、公路、航道、水渠、電力及通訊等線路工程,在勘測選線和運營階段,做好通過具有嚴重危險泥石流溝的繞避方案和線路通過泥石流活躍地區的選線繞避方案是防避泥石流災害的有效方式。
2)應該把單項治理普遍化
對于我國鐵路、公路部門來說,包括排導工程程、分洪工程、攔蓄工程和停淤工程等是普遍采用并運用多年、行之有效的泥石流治理方法。所謂的單項治理,主要是指,將泥石流與保護對象實行隔離,或將泥石流攔蓄停淤,或將泥石流疏導排泄,具有工程簡單,功能可靠,造價節省,容易維護等優點,而不是直接在發源地對于泥石流進行治理。但是需要注意這種方式的局限性,其防災減災的效益較為有限,也就說它不具有、減少水土流失、抑制泥石流發生、改善生態環境的功能。
3)重點地段應綜合治理
針對不同泥石流地段,包括上至流域水源區、形成區,下至流通段、堆積區,可以選取不同方法,采取多種措施對于泥石流形成與活動的全過程實施控制,這樣才能保證盡可能減少災害損失,目前,這也是我國城鎮、工業礦區泥石流的防治處理主要方法。綜合治理主要包括生物的、工程的、預報報警的、行政與法制管理的等方面的內容,也就是采用方法多種,措施多樣,功能互補,覆蓋范圍較寬的多種措施。這樣的處理方法能有效避免人為主觀判斷,同時也避免了由于設備故障,設施缺陷,管理維護不當引起的錯誤判斷,從而能保證把災害損失降低到最低。但是也需要注意,周期長(3年-5年或更久),需用人力和經費較多是這種方面的局限性所在,還難以普遍展開英勇,而僅限于重點實施。
2 結論
本文介紹了泥石流的防治原理和方法,對臺風暴雨和植被對泥石流形成的影響進行了定性分析,但是其具體的作用機制及微觀機理還不太明確,尤其是在臺風暴雨的反復作用下,植被的防水固沙作用到底有多大等問題,仍需要深入研究。
參考文獻
篇3
前言:地質災害是指由自然因素或人為活動引發的危害人民生命財產安全或者使人類賴以生存與發展的環境、資源發生嚴重破壞的地質現象。地質災害主要包括山體崩塌、泥石流、滑坡、地裂縫、地面塌陷以及地面沉降等災害。其中由軟弱巖土引發的地質災害有山體崩塌、滑坡與泥石流。
1.我國地質災害的表現特征
我國所處的地理位置較為獨特,地質構造也很復雜,生態環境的多變,再加上人口眾多,經濟不是很發達,所以承災能力比較弱,所有的這些因素加在一起,就形成了災害頻度高、類型多、影響面寬、分布廣、強度大以及損失嚴重的局面。據有關資料統計顯示,崩塌、滑坡、泥石流以及地面塌陷等地質災害在我國非常容易發育。而崩塌、滑坡以及泥石流的分布面積就占到國土總面積的50%左右,其中尤其以西南和西北地區最嚴重。地質災害的兩大類型:第一類是由自然條件引發的地質問題,屬自然地質災害,這些災害并不以人類歷史的發展為轉移;第二類主要是由人為活動而引發的地質災害,屬人為地質災害。這些災害常常隨社會經濟的發展而日益增加,據有關資料分析,全國一半以上的地質災害發生的主要原因都是人類的行為,尤其是人類不合理地大量挖掘能源破壞環境所造成的。而人為的地質災害對人們的影響又是極其重大的,人為活動所導致的地質災害的發生所帶來的危害性大大超過正常狀態自然條件下產生的地質災害所帶來的損失。例如:鐵道、公路等各種工程建設的開挖及礦產資源的開發,經常會加劇地質災害的發生,比如:地面塌陷與沉降、土壤侵蝕、巖爆、滑坡、荒漠化、泥石流及瓦斯爆炸、坑道涌水等諸多的災害。人類濫砍濫伐森林,造成土壤侵蝕、滑坡及泥石流等地質災害的發生,并導致加劇洪災的發生。一些工程上用的爆破技術也會誘發巖溶的塌陷與滑坡等地質災害的發生,并且還有可能導致連鎖性的巖溶塌陷的出現。人為誘發的地質災害具有誘發速度快、災害面廣、損失巨大等特點,往往會給人類帶來巨大的經濟損失和人員的傷亡。
2.我國的地質災害的大概分布
我國是一個幅員遼闊、地形地貌復雜、地質種類繁多的國家,同時我國也是世界上地質災害最嚴重的國家之一,我國的地質災害的大概分布(見圖1)。主要有:地殼活動的災害,例如地震與斷層等;斜坡軟弱巖土體運動的災害,例如泥石流、滑坡與崩塌等;地面變形的災害,例如地面沉降與地面塌陷等;礦山與地下工程的災害,例如洞井塌方與巖爆等;城市地質災害,例如建筑地基與垃圾堆積等;河、湖、水庫的災害,例如淤積、榻岸等;海岸帶災害,例如海平面升降、暴風雨及海水入侵等;海洋地質災害,例如潮流沙壩、水下滑坡、淺層氣害等;特殊巖土的災害,例如凍土凍融、膨脹土漲縮及沙土液化等;土地退化的災害,例如水土流失、土地鹽堿化、沙漠化、潛育化及沼澤化等;水土污染和化學異常災害,例如地下水質的污染、農田土地的污染及地方病等;水源枯竭的災害,例如河水漏失、泉水干涸以及地下含水層疏干等。
地質災害的發育、分布以及危害程度與地質環境背景條件、植被條件、氣象水文、人類經濟活動及其強度等都有著極為密切關系。其中崩塌、滑坡及泥石流災害的分布范圍就占國土面積的1/5左右,具有極其明顯的區域性分布規律。滑坡主要分布在桂西、桂北、桂東南的層狀碎屑巖出露地區 。崩塌在全區均有分布,山區公路邊坡上比較常見。其中規模較大的主要分布于桂西、桂東、桂東北、桂東南。 地面塌陷主要分布在巖溶地區與礦山采空區。而這一切都是地質巖土的本質特性決定的,其中崩塌、滑坡、泥石流就是由軟弱巖土而引發的地質災害。
3.軟弱巖土的基本特征
這種巖土是在相對緩慢的流水中沉積,經過生物作用、化學作用形成的,其具有壓縮性較高,而承載力較低及靈敏性高的特點,富含大量有機質,天然的含水量比較豐富,天然孔隙比大于1.0。例如淤泥、淤泥土質及其它高壓縮飽粘性土等。故軟弱巖土有流變的特點,在靜載作用下流變的行為比較緩慢,短時間內不會產生地質災害,然而如果在外部動態載荷發生作用的前提下,例如人類的濫砍濫伐,不注意植被的保護以及洪水沖刷等原因,軟弱巖土就會快速發生流變導致滑坡、泥石流及地面塌陷等嚴重的地質災害發生;它同時也具有觸變性,原狀土壤受到振動以后,就會在一定程度上破壞結構的連接,從而降低土壤的強度,并很快地使土變成稀釋的狀態;具有較低的強度、較低透水及不均勻性,因沉積環境的變化,通常會帶有薄厚不均勻的粘土層。且夾粉細砂透鏡體,使地層在水平與垂直分布上不均勻。動態荷載的強烈作用是引發巖土地質災害主要的而且是最直接的外部因素,軟弱巖土自原來的緩慢流變變化為快速流變是巖土突發地質災害的外在表現方式。而在傳統的地質災害研究中卻忽略了自然現象中存在的動態載荷促進流變的作用與軟弱巖土動態流變的行為,故難以準確發現其突發的機理與大位移流動變形的規律,使得研究的結果和實際情況產生一定的偏差。
4、軟弱巖土引發的地質災害及地質災害產生的影響以及防治措施
我國的建筑、土木建設、水利設施以及巖土與地下工程等很多的工程都建在軟弱巖土的地基上。這種情況下,因軟弱巖土本身的特性再加上特殊的外力作用例如暴風雨、洪水及人類的活動等強烈作用下,它就會加速流變,引發巖土松動失穩,從而導致建筑物地基傾斜及沉降,更有甚者就是建筑物與橋梁等工程發生開裂及倒塌現象引發重大安全事故。所以,外在的作用力更容易加速軟弱巖土的流變,從而導致泥石流、滑坡及崩塌等地質災害的發生。
4.1泥石流地質災害
泥石流是因為降水產生在谷地、山溝或者山坡上的一種挾帶大量的泥砂、石塊與巨礫等固體物質的特殊洪流,是高濃度的固體與液體的混合顆粒流。
4.1.1泥石流產生的原因有: 不合理的開挖;不合理棄土、棄石及棄渣等;濫砍濫伐濫墾等。
4.1.2泥石流地質災害產生的后果(見圖2):泥石流往往具有突然暴發及來勢兇猛的特點。并且兼有滑坡、崩塌及洪水破壞的雙重作用,危害程度比單一的滑坡、崩塌及洪水的危害更加的廣泛與嚴重。對人類的危害主要有:一、對人類居住的危害,泥石流最常見的危害之一就是沖進鄉村與城鎮,摧毀房屋、工廠及其他場所設施。淹沒人畜及毀壞土地,甚至造成村毀人亡的重大災難。二、對鐵路及公路的危害,泥石流可以直接埋沒或摧毀鐵路與公路,沖塌路基及橋涵等大型工程設施,導致交通中斷,還有可能引起正在運行的火車與汽車發生顛覆事故,造成重大的人員傷亡事故。有的時候泥石流會沖入河道,從而引起河道的大幅度變遷,間接的毀壞公路、鐵路與其它的構筑物,有時可能會迫使道路改變線路,以于造成巨大的經濟財產損失。例如甘川公路394公里處對岸的石門溝,在1978年7月暴發以此嚴重的泥石流,堵塞了自龍江,公路也被淹l公里,由于白龍江的改道使得長約2公里的路基變成了主河道,公路、護岸以及渡槽全部被催毀。該線路從1962年以來,因受到對岸泥石流的影響己被迫改線3次。泥石流給我國的鐵路與公路造成了無法估計的巨大的經濟損失;三是對水利水電工程的危害:主要危害是沖毀水電站、過溝建筑物與引水渠道、淤埋水電站尾水渠并淤積水庫、磨蝕壩面等災害。四是對礦山的危害:主要是摧毀礦山及其設施,淤泥埋藏礦山坑道、傷害礦山人員及造成停工停產等災害,有時甚至使礦山報廢不能再次使用。
圖2 泥石流災害
4.1.3對泥石流的防治措施
原則上,工程在選址時應該避開泥石流的多發區,但是實在無法避開,就必須使用相應的防治措施,將泥石流產生的危害降到最小,最常用的防護措施有:建場儲淤,在泥石流流經的下游地方進行建場儲淤,用來減少泥石流中的顆粒含量,從而達到降低泥石流沖擊力的作用,降低對下游建筑的傷害;改道排導,在泥石流比較多的區域的下游修建改道排導溝,避免因泥石流出現改道情況及漫流的現象導致影響范圍擴大;攔擋較大顆粒固體物質,泥石流中除泥沙等小顆粒固體物質外還含有砂石等大顆粒固體物質,所以在泥石流流經的下游修筑攔砂壩,可有效的攔截泥石流中包括砂石等的大顆粒固體物質,從而達到降低泥石流的沖擊力,減輕泥石流危害的作用。
4.2滑坡地質災害:
滑坡是指山體斜坡上某一部分巖土在重力的作用下,沿著一定的軟弱結構面產生剪切位移而整體地向斜坡下方移動的作用與現象。
4.2.1滑坡形成的原因:
4.2.1.1地質原因:巖土的類型,通常各類巖土都有可能形成滑坡體,但其中結構比較松散,抗剪的強度與抗風化的能力較低,在水的作用下其性質比較容易發生變化的巖土,例如松散覆蓋層、紅粘土、黃土、泥巖、頁巖等軟硬相間的巖層構成的斜坡就比較容易發生滑坡;地質構造,構成斜坡的巖土體只有被各種構造面切割分離并呈現不連續的狀態時,才會形成向下滑動的條件;地形地貌,處于一定的地貌部位,具備一定坡度的斜坡,才有可能發生滑坡;水文地質,地下水的活動,在滑坡形成中起著主要作用。
4.2.1.2內外應力的原因及人為原因:在地殼運動活躍的地方與人類活動多的地方都是滑坡的多發區,外界因素的作用影響著滑坡發生的基本條件,從而導致滑坡的方式。其中主要誘發因素有:降雨、地震、融雪、地表水的沖刷及浸泡等地表水對斜坡坡腳的不停沖刷;不合理的人類活動;還有比如風暴潮、凍融、海嘯等原因也可能會誘發滑坡。
4.2.2滑坡地質災害產生的后果(見圖3):滑坡地質災害發生以后,首先是對坡下的人類生活、建筑及人員生命造成嚴重損害,自然力量的不可抗拒性必然會使處在滑坡威脅區域內的人類活動遭到嚴重破壞,其次是破壞了生態環境,巖體裸露,植被無法生長。
圖3 滑坡地址災害
4.2.3對滑坡地質災害的防治措施
滑坡的防治措施應當以預防為主。因為引起滑坡的原因有很多,在進行滑坡防治時就要認真分析原因,針對具體情況使用不同的應對措施。目前最經濟有效的防護措施有:增加斜坡巖土的力學強度,通過提高斜坡巖土的力學強度,提高坡體的承受能力,從而降低其滑動力,以達到防治滑坡的目的。在多種提高斜坡巖土力學強度的方法中,削坡減載和邊坡加固是最為有效而且最為實用的;合理控制地下水,控制地下水的目的主要是解決水對坡體的威脅。在滑坡的自然成因中,其中水就是最大的影響因素,許多滑坡的形成都與水有關。所以,合理的控制地下水能夠有效的從根源上預防滑坡的發生。
4.3崩塌地質災害
陡坡上被直立裂縫分開的巖土體,因為根部空虛,折斷壓碎或者局部的移滑,導致失去穩定,突然脫離母體而向下翻滾與傾倒并堆積在坡腳的現象叫做崩塌。
4.3.1崩塌地質災害形成的原因:不合理的開采礦產資源;路橋工程開挖邊坡;水庫蓄水及渠道滲漏;堆、棄渣填土;強烈的振動。
4 .3.2崩塌地質災害產生的后果(見圖4):對災害發生區域人們的生命安全及財產造成重大威脅,破壞交通設施及基礎設施。
圖4山體崩塌災害
4.3.3崩塌地質災害的防治措施
在采取崩塌防治措施前,要仔細分析崩塌的形成原因,并制定相應的解決方案。傳統的防治技術有很多,比較常見的有:攔截、排水、護墻、護坡及支擋等。隨著科技的發展,一些新型的防治技術逐漸應用到崩塌的防治中,如SNS柔性攔石網技術,該技術能夠有效防治坡度較陡的崩塌,對落石強度較大的崩塌也能夠取得較好的防治效果。
5地質災害防治的主要施工技術標準及防治措施
5.1 施工技術標準總結: 地質災害防治工程的最大特點就是隱蔽性、復雜性與多樣性。涉及地質災害防治工程的施工技術規范和標準有: 地質災害防治工程現行施工技術標準與規范,例如《滑坡防治工程設計與施工技術規范》;各種民用、工業及市政工程項目的地基、地基處理、高切坡、深基坑以及基礎病害工程防治等所需要的技術規范與標準,例如《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》; 各種水電水利工程的土石方、地基與基礎及巖土工程所涉及的技術規范與標準,例如《水電水利工程預應力錨索施工規范》; 各種交通建設中涉及到的滑坡、邊坡、塌陷、危巖與沉降等工程防治的技術標準與規范,例如《公路隧道施工技術規范》)。
5.2 地質災害工程的主要防治措施
5.2.1 防治工程設計措施
地質災害防治工程的設計,必須依據滑坡、崩塌、不穩定斜坡的成因機制、易發性、運動模式及防治目標予以制定,依據災害發生的主要原因確定相應防治措施; 依據災害的容易發生的頻率,來確定防治工程的強度以及工程量。
5.2.2地質災害防治的主要措施
5.2.2.1工程防治措施 :工程防治措施是防治地質災害的重要組成部分,工程防治措施的適用條件與方式:大多數房后切坡造成的小型土質滑坡,選用滑坡后緣地表排水方法、前緣支擋方法或者削方減載護坡方法等工程措施較為適應;對于中型以上的滑坡事故,要依據工程地質勘察資料來選擇合適的工程防治措施。
5.2.2.2生物防治的措施 :是指進行植樹造林,護坡種草與合理的耕牧。它具有應用范圍廣與投資省的優點,能很好的促進生態環境的平衡,對改善自然環境有著十分有利的作用,其還具有防治效果持續時間長的特點,但是需要比較長的時間才能充分發揮其良好的效益。 依據調查區地質災害的特點與自然、經濟等條件,地面塌陷區、泥石流區以及水土流失區域要實行退耕還林及封山育林等更為有效的防治措施,以更好的減少地質災害的發生頻率。
篇4
[關鍵詞]公路;泥石流;綜合防治;方案
中圖分類號:U418.56 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)42-0193-01
我國山區占國土面積的2/3以上。全國每年因公路地質災害造成的經濟損失可達幾十億到上百億元人民幣,在這些損失中,山區公路占有較大的比例。泥石流是山區特有的一種突發性自然災害現象,是一種飽含大量泥砂石塊和巨礫的固液兩相流體,是地質、地貌、水文、氣象、土壤、植被等自然因素和人為因素綜合作用的結果,是山地環境惡化的產物,也是毀損山區公路路基、路面及其結構物的重要外在動力機制。
一、泥石流對公路工程的危害形式
(一)泥石流沖擊
泥石流沖擊(撞)可以是泥石流體直接作用于其危害對象,也可以是泥石流體中的個別巨大漂礫作用于其危害對象的某一部分,還可以是泥石流龍頭掀起的泥漿或石塊飛濺起來砸向其危害對象。
(二)泥石流沖刷
泥石流沖刷包括下蝕、側蝕和磨蝕。若泥石流下切掏蝕溝床,導致溝床被切深,使過溝建筑物(如路基、橋墩等)和護岸(坡)的基礎被掏空,使其破壞;若泥石流側蝕溝床,則會破壞岸坡穩定,引起崩塌、滑坡等失穩現象發生,促使泥石流活動更加活躍,危及岸坡之上的各種設施。我國西南山區泥石流多發地區的公路經常出現因泥石流沖刷導致公路損毀的現象。
(三)泥石流淤埋
在泥石流堆積區,堆積下來的泥砂石塊會對通過該區公路的各種設施造成淤埋。泥石流規模、暴發頻率、堆積區地形等的差異,導致其淤埋速率和范圍不同。
(四)泥石流次生災害
泥石流的產生會對其所匯入的主河流形成堵塞,根據對主河流的堵塞程度可分為部分堵塞和完全堵塞。部分堵塞指泥石流進入主河道堆積,擠壓主河道,但未堵斷主河的現象。其可使泥石流溝口附近主河形成急流險灘,還可導致河水主流線改變,迫使主河移向對岸,致使對岸嚴重沖刷,一旦被沖刷段坡岸失穩,將會對沿岸的公路結構物造成嚴重破壞,或導致公路路基失穩破壞,從而嚴重威脅路上車輛和行人的安全。完全堵塞指泥石流在其所匯入的主河流內形成天然攔河壩,將河流完全堵斷,在上游形成堰塞湖,水位不斷增高,沿河兩岸的公路設施將被淹沒;堵塞體一旦潰決,對河流下游公路將造成毀滅性破壞。
二、公路泥石流防治原則
(一)因地制宜
泥石流的分布區域很廣泛,尤其在西南山區更為明顯,各類泥石流的性質不同,比如稀性泥石流和黏性泥石流就表現出不同的力學和物理性質。公路所經過的泥石流溝道的地貌和水文條件,對泥石流的形成有至關重要的影響,泥石流溝道的發育歷史和致災潛力也是千差萬別。因此,因地制宜是泥石流治理工程的基本原則。
(二)綜合治理
泥石流的防治基本上采用的是綜合治理的措施,在某一區域或者時間段,單項措施也可以當做綜合治理設計的一部分,經調查研究,公路泥石流采用綜合治理的效果較為顯著。各類泥石流防治措施的設計不同,起到的作用也有差異,各中工程設施是不可互為代替的。作為綜合治理的每一部分,各種設施是必須要相互結合和相互補充的。
(三)經濟、有效
泥石流治理工程復雜性高、難度大,往往需要很大的泥石流治理經費預算。治理的同時,應注重防災減災,并且要兼顧穩定和恢復生態平衡,選擇最經濟有效的治理方案和措施。工程措施的費用往往占著較大比例,所以不強求對每個泥石流溝進行綜合全面的整治,往往生物措施所耗材料少,投資小,生態效益高,又有經濟價值和增產作用,建議每個分部分項工程處都多采用生物工程措施。針對同一個工程,制定多套方案,進行優化比選,對每套方案分別設計,制定預算,通過比選來確定最經濟有效的設計。公路泥石流的規劃設計要遵守有關的法律法規,嚴格遵守相關的行業規范。
三、工程實例
某公路工程全長51.45km,該公路工程所處地地質條件極為復雜,沿線地質破碎,滑塌、崩塌、泥石流等地質災害頻發,水土流失嚴重,生態環境十分脆弱,尤其是泥石流十分發育,嚴重威脅公路建設與運營安全。因此必須強加對泥石流病害的防治力度,具體措施如下:
(一)A段
設計比較方案A段經過大白泥溝泥石流。該溝為常年流水溝,為溝谷型粘泥石流。該沖溝溝域植被不發育,巖體破碎,頂部溝道兩側發育有崩塌、滑坡,溝床中坡洪積、崩坡積松散堆積物豐富,主溝長9.6km,比降為1/9.3,近期曾發生大型泥石流,一次沖出量約6-10萬立方米,使該溝口大白河河道逐年抬高。
本路段采用以排導為主的綜合防治措施,擬建橋梁跨越,結合排導結構直接穿越路線,避免了泥石流與公路邊坡的接觸。邊坡防護方面,本路段公路邊坡部分的設計方案,采用山區公路邊坡防護設計方案即可。工程設計方案中,C線從泥石流溝溝口橫跨,擬建大白泥大橋跨溝通過,該泥石流對擬建C線大白泥大橋橋墩沖刷影響較大,同時河床逐年抬高,泥石流淤積對橋梁危害性大。橋梁高度設計時,應充分考慮橋下凈空安全高度,根據大白泥溝歷史爆發資料,同時參考分析河床高的變化規律,確定出合理的橋位高度;橋墩的抗沖刷能力需滿足規范要求。
(二)B段
設計方案B段經過阿旺小河泥石流,該溝位于大白河左岸,為季節性溝谷,屬黏性泥石流。該沖溝縱坡陡、流域面積較大,主溝長9.7km,比降為1/5.9,支溝極為發育,雖溝域中下部植被發育較茂密,兩側均為梯田,但中上部山體較破碎,且溝谷中上部兩側一直開采礦山,對環境破壞較大,礦渣堆積于溝道內成為物源,其左右岸坡發育多處崩塌堆積于溝中,為該泥石流主要固體物質來源,加上沖溝在坡洪積、崩坡積松散堆積物,推測一次性沖出量約5-10萬立方米。
本段采用以治水為主的綜合治理的方案。采用工程措施和生物工程措施,對山坡、水源、森林和農田進行綜合治理。在泥石流形成區建設調洪水庫,營造水源涵養林,用來調節洪水,削減洪水洪峰,目的是為了控制泥石流形成的必要條件--水源。在特殊位置設置拋石防護、石籠防護,營造水土保持林,通過一體化的防護設計,以達到泄洪、攔渣,調節洪水流量,穩固河床,攔沙穩坡,減少形成泥石流的松散土體和碎屑顆粒的來源,防止溝道下切和溝壑發育。在流通區以下修建導流堤,開挖排導溝,種植防護林帶,用來穩固泥石流溝床,控制泥石流流勢,調節控制洪流。在這個條件復雜的泥石流溝谷內,必須采取固坡、治水和合理排導的綜合治理措施,才能控制住泥石流的爆發,削減泥石流的危害。
公路泥石流的危害較大,嚴重危機人們的生命安全,因此必須加強綜合防治措施。文章結合工程實例,以排導、治水和治土為主的綜合防治方案,效果良好,期望能給同類型工程提供借鑒和參考。
參考文獻
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篇5
關鍵詞:泥石流;危害;特點;防治措施
Abstract: the debris flow in common is a serious happens the geological disaster, because of jilin geological conditions, also frequent landslides, to the country and the property of the great threat to life. This paper defines the definition of debris flow, then the characteristics of debris flow, danger, cause the careful research, finally puts forward the prevention measures, has certain theoretical significance and practical value, for everybody reference.
Keywords: mudslides; Harm; Characteristics; Prevention and control measures
中圖分類號:[TV144]文獻標識碼:A 文章編號:
引言
我國是一個多山的國家,泥石流地質災害頻發。泥石流是指溝谷坡地的大量泥沙、石塊等固體物質在洪水作用下的混合流動。泥石流是物源、地形地質地貌、降雨等因子非協同異變耦合作用的必然結果。其具有突發性強、歷時短的特點,破壞力極大。
1泥石流的特點及危害
泥石流具有突發性強、破壞大、歷時短的特點,其發生的范圍較小,往往局限于溝道及溝口。但是其災害后果往往具有毀滅性。其危害主要是沖積扇能毀壞大面積的農田,在其下泄過程中由于動能極大,往往沖毀房屋建筑、公路、鐵路、橋涵,給工農業生產及交通帶來嚴重的后果。因此,科學地分析泥石流的發生、發展機理,確定導致泥石流產生的各種因素,對預防和治理這種破壞力極強災害的發生具有十分重要的指導意義。
2泥石流的成因
根據對泥石流頻發地區的觀測勘查結果,泥石流的活動強度主要與地形地貌、地質環境和水文氣象三個方面的因素有關。崩塌、滑坡、土壤侵蝕劇烈、巖石風化程度深,則易成為泥石流固體物質的補給源;溝谷長度大、集水面積大、溝床縱向坡降大等因素為泥石流的流通提供了條件,水文氣象因素直接提供水動力條件。綜上所述,泥石流的產生主要有以下三大類因素:
(1)自然因素
一般發生泥石流的地區都是地表植被覆蓋率低,土壤侵蝕模數相對較大,巖體構造面較發達,坡面陡且長,遇到強度大的降雨,很容易誘發局部山體滑坡,從而產生泥石流順坡而下。
不同巖體結構面,抗風化能力不同,風化程度也不同,風化程度高的地區,溝谷內松散堆積物和風化剝落物豐富,為泥石流的發生提供了物質來源,吉林省山區的巖體主要以火成巖為主,巖石的種類又以花崗巖和玄武巖居多,地表的花崗巖大多風化強烈、裂隙發育,玄武巖柱狀節理也十分發育,這些特殊的地質條件都為泥石流的發生提供了大量的物質來源。這里我們從一個重要的指標中找到規律,即土壤侵蝕模數。土壤侵蝕模數是指每平方千米年產生的土壤侵蝕總量。需要觀測及計算獲得。在我國乃至國外是評價某地生態環境現狀的重要指標之一,通過觀測其變化,不但可以反映當地的生態環境現狀,還可以為預防泥石流的發生提供科學依據。實驗證明,隨著土壤侵蝕的加強,也在增加,極易引起溝谷侵蝕發育,從而促進加劇山崩、滑坡和泥石流災害的形成和發展,被剝蝕的泥土、砂石同時也為泥石流的發生提供了充足的物質來源。資料表明,根據土壤侵蝕分級情況,當>5000t/(km2?a)時,只要坡度、降雨量和持續時間滿足泥石流產生的三大因素,便極易產生泥石流,應重點加強監測,提前預警,啟動相關預案。
(2)人為因紊
生態環境遭到人為破壞,地表植被被破壞,采取極其低下的不科學的耕作方式或進行生產建設活動,造成水土流失。由于植被根系可以固定土壤,在植被被破壞后,坡面降水很容易形成徑流并且逐漸形成侵蝕溝,久而久之,侵蝕溝不斷發展,坡面被侵蝕溝縱橫相切,遇到強度大的降雨,大量泥沙、石塊等固體物質和洪水混合下泄,從而發生泥石流。一些人為工程活動,如濫伐森林,修建鐵路,公路,采石棄渣等,往往也為泥石流的發生提供大量的物質來源。
(3)水文氣象因素
水既是泥石流的重要組成部分,又是泥石流的激發條件和搬運介質(動力來源),泥石流的水源,有暴雨、冰雪融水和水庫(池)潰決水體等形式。吉林省山區年降雨集中在6-9月,尤其多發局地暴雨。泥石流的水源主要是暴雨、長時間的連續降雨等,這就為泥石流的發生直接提供了水動力條件。
綜上所述,當土壤侵蝕達到一定程度后,巖體,由于構造面的存在,當降雨強度達到一定程度,雨水使構造面的結合力下降,極易誘發小范圍的山體滑坡,再遇強降雨,滑坡的山體移動產生動能,帶動其他地表土及砂石混合水順坡而下,形成泥石流。
3泥石流的防治措施
(1)政府加強管理
制定針對性強的法律、法規,依法管理保護環境。目前,有關“環境保護”的法律、法規條文中,對山區環境保護的特殊性認識不足,針對性不強,因此有必要研究和制定山區環境保護的專門法規。山區環保涉及到的環保、水利、農業、林業、安全監察、礦管等部門之間協調不夠,山區環境保護受到嚴重影響。泥石流地質災害應當受到政府及主管部門的高度重視,健全和完善市政管理機構和技術機構,嚴格管理,科學防治,健全和完善管理機構和技術機構,是泥石流防治工作的基礎。
(2)植物措施
主要是在發生中度以下土壤侵蝕的區域配合工程措施采用。往往采取喬灌結合的方式,增加植被的覆蓋度,植物的樹干及樹葉能減少降雨的雨滴勢能,以緩沖直接擊濺地表的能量根系,能固結土壤。溝底一般采取柵狀造林的方式,可以減少泥沙下泄的速度,降低泥石流的動能。溝頭防護采取喬灌混交模式,可以預防溯源侵蝕以及侵蝕溝的發展,起到一定的蓄水保土作用。
(3)工程措施
在泥石流的防治工作中,植物措施雖然重要,工程措施及編制《泥石流防治預案》也是必要的。但防治泥石流的工程措施卻是效果極佳的。具體有以下幾項措施。
①坡地水土保持工程。在陡坡地耕種農作物,應盡量修建梯田,可以減少水土流失,并且提高糧食產量。在15°--20°的坡耕地上,若不修建梯田可以改造隔坡式梯田,同時修建一定數量的土谷坊,配合削坡,開挖截水溝、排水溝等設施,以期減少水土流失量。
②修建攔砂壩、石谷坊等水型農水工程該工程主要是減少土砂流失量,并對已流失的砂土進行調節。該工程設施的建設目的是讓水排出,只攔蓄砂石土等固體物質。攔砂壩主要有以下幾種類型:一是山腳固定壩。在山腳下筑壩淤砂,增加山體的穩定性,減少由于滑坡和山崩造成的泥砂量。二是防止縱向侵蝕壩。在溝谷的縱向侵蝕區間的下游修建攔砂壩,使河床淤積后保護縱向侵蝕區域不再侵蝕和沖刷,以減少下泄土砂量。三是堆積體下游攔阻壩。在滑坡、山崩的堆積體下游筑壩,防止堆積體流失形成泥石流。四是泥石流攔截壩。對上游已產生的泥石流進行攔截,控制和消減泥石流對下游的破壞力。石谷坊主要用于坡耕地的侵蝕溝防護。就是按照侵蝕溝的走向布設一定數量的石谷坊,以排水蓄土為目的,使侵蝕溝逐步被填平,也能大大減少泥砂的流失量。
③河道加固和護岸工程。對于河流彎曲部位有可能因一側河岸沖刷造成山體崩塌或土地大量侵蝕的部位,要設置各種護岸工程,減少土砂流失量。
④建立分砂地。當泥石流流出山谷,進入沖積扇時流速減小,開始堆積。因此可在山谷出口附近選擇適合區域劃為分砂區,在周圍筑堤防止土砂溢出。通過將泥石流的堆積限制在指定范圍內,達到減少對其他區域的危害的目的。
總之,泥石流的防治是關系經濟發展以及人民生命財產安全的重要任務,要及早進行防治,把泥石流消滅在萌芽中。
參考文獻:
【1】劉希林,莫多聞.泥石流風險評價[M].成都:四川科學技術出版社,2003
篇6
[關鍵字] 泥石流 重力式攔擋壩 穩定性 驗算方法 工程案例
[中圖分類號] X43 [文獻碼] A [文章編號] 1000-405X(2013)-1-224-2
0 引言
目前,在泥石流治理工程中多采用重力式攔擋壩進行泥石流的防治工作,在工程設計時,須對其進行穩定性驗算,以提高工程的可靠性和安全性,驗算時多采用電子軟件驗算,國內的一些驗算軟件一般是工程設計者自行研發和編寫,各驗算軟件技術還不成熟,均具有局限性和不準確性,此種驗算僅在工程設計時使用方便,其驗算結論并非準確。筆者提出,此類工程驗算可根據《泥石流災害防治工程設計規范》(DZT0239-2004)提出的驗算公式進行驗算,稱之為手動筆算,簡稱手算。其驗算步驟明確,簡單易懂,結合工程力學性質驗算,結論較準確,計算過程可在Excel中完成。
1 工程案例
下面根據工程實例,采取手動筆算對重力式泥石流攔擋壩的穩定性驗算。江西漂塘鎢業有限公司漂塘礦區豬斗窩至漂塘河泥石流治理工程中設計的一處攔擋壩作為本次工程實例[1]。
1.1 工程概況
該易發性泥石流溝開口方向總體為210°,相對高差180~330 m,主溝呈"V"型,縱坡降150‰,匯水面積約1.5km2。兩側山坡坡度一般25~35°,植被較發育,以灌木為主,覆蓋率80%。上覆Qedl殘坡積土,厚一般0.5~2.0m,局部2.0~4.0m,下伏∈Ⅱ變質砂巖,地層產狀355°∠55°。據野外調查,該處溝谷兩側淺層滑坡較為發育,見4處崩塌、滑坡,山坡、溝谷中有4處廢石堆放場(總方量約358.2×104m3)及零星堆放小方量的廢石、礦渣、棄土等,廢石堆結構松散,穩定性較差,為形成泥石流提供了豐富的松散物質來源,一旦遭遇到特大暴雨,溝內水流將攜帶大量的泥土礦渣形成泥石流,對礦區造成危害,威脅人口約150人,威脅資產約300萬元。因此,在適宜位置設置重力式攔擋壩預防突發泥石流災害對下游遭受破壞。
1.2 重力式攔擋壩設計參數
該重力式攔擋壩采用漿砌塊石砌筑,泥石流災害防治工程安全等級為四級,工程設計標準為二級,即50年一遇,壩址左右兩岸斜坡坡度均為28°,上覆殘坡積厚0.5~1.5m,巖性為含碎石粉質粘土,下伏地層為∈1n1巖屑石英雜砂巖,產狀120°∠50°,強風化層厚1.0~3.5m。該攔擋壩設計尺寸參數為壩長50m,壩體高10m,壩頂寬1.6m,壩底寬9.6m,基礎厚2.5m,下游壩坡比1∶0.2,上游壩坡比1∶0.6,在壩體高1.5m、3.0m、4.5m、6.0m、7.5m處設置五排泄水孔,孔徑DN90,孔距2.0m,上下排呈"品"字型布置,采用M10.0砂漿砌筑塊石和1∶2水泥砂漿勾縫及抹面,水泥采用普通硅酸鹽32.5R型,壩頂設有溢流口,長2.0m,高0.4m。設計庫容約13.2×104m3,上游廢石累進流失率6%,約13.05×104m3,滿足要求,見圖1 重力式攔擋壩橫剖面圖、圖2 重力式攔擋壩縱剖面圖。
1.3 重力式攔擋壩穩定性驗算
依據《泥石流災害防治工程設計規范》(DZT0239-2004),攔擋壩抗滑安全系數應大于1.20,抗傾覆安全系數應大于1.50,地基容許承載力應大于1.2倍最大地基應力。假定該重力式攔擋壩在滿負荷工況下運行進行以下穩定性驗算。
作用于攔擋壩的垂直壓力,即攔擋壩壩體自重計算(其它外力忽略不計),采用《泥石流災害防治工程設計規范》(DZT0239-2004)提出的計算公式[2]:
式中:Wd--單寬壩體自重(kN);
Vb--單寬壩體體積(m3);
b--筑壩材料重度,取24kN/m3。
Vb=65.4m3, b=24kN/m3,根據上述公式計算得:Wd=1569.6kN。
作用于攔擋壩的水平壓力,即泥石流體水平壓力(其它外力忽略不計),采用《泥石流災害防治工程設計規范》(DZT0239-2004)提出的朗肯主動土壓力計算公式:
式中:Fvl--泥石流體水平壓力(kN);
c--泥石流重度(kN/m3);
Hc--泥石流體泥深(m);
a--泥石流體內摩擦角,一般取值4°~10°。
c取20 kN/m3,Hc取9m, a取4°,根據上述公式計算得:Fvl=704.34kN。
1.3.1抗滑穩定性驗算
抗滑穩定性驗算采用《泥石流災害防治工程設計規范》(DZT0239-2004)提出的抗滑穩定性計算公式:
式中:kc--抗滑安全系數;
f--滑動面上的抗剪摩擦系數,取值0.5~0.8;
∑N--垂直方向作用力的總和(kN);
∑P--水平方向作用力的總和(kN)。
f取0.6,∑N=Wd=1569.6kN;∑P =Fvl=704.34kN,根據上述公式計算得:kc=1.34>1.20,則抗滑穩定性滿足規范要求。
1.3.2抗傾覆驗算
抗傾覆驗算采用《泥石流災害防治工程設計規范》(DZT0239-2004)提出的抗傾覆計算公式:
式中:k0--抗傾覆安全系數;
∑MN--抗傾力矩的總和,即垂直方向的力的力矩總和(kN·m);
∑MP--抗傾覆力矩的總和,即水平方向的力的力矩總和(kN·m)。
根據圖3 壩體受力分析示意圖,∑MN=F1×L1=Wd×L1=1569.6×5.6=8789.76kN·m,∑MP =F2×L2=Fvl×L2=704.34×3.0=2113.02kN·m,則根據上述公式計算得:k0=4.16>1.50,則抗傾覆穩定性滿足規范要求。
1.3.3地基承載力驗算
地基承載力驗算采用《泥石流災害防治工程設計規范》(DZT0239-2004)提出的地基承載力計算公式:
地基承載力應滿足下式:
σmax≤[σ](7)
σmin≥0(8)
式中:σmax--最大地基應力(kN);
σmin--最小地基應力(kN/m2);
∑N--垂直力的總和(kN);
B--壩底寬度(m);
e0--偏心矩;
[σ]--地基容許承載力(kN)。
根據地基巖性力學特征,σ取1.5×104kN,∑N=Wd=1569.6kN,B=9.6m, e0=B÷2-L1=9.6÷2-5.6=-0.8(m),根據上述公式計算得:σmax=81.75 kN×1.2=98.1kN0,則地基承載力滿足規范要求。
所以,該重力式攔擋壩抗滑穩定性、抗傾覆穩定性和地基承載力均滿足規范設計要求。
根據以上驗算過程和結論可知,其驗算步驟簡單明了,結論準確清晰,經穩定性驗算該工程設計的壩體安全穩定,滿足技術規范要求,能夠起到很好的防護作用,進一步為工程設計提供可靠的技術依據,確保工程安全有效。
2 結論
在泥石流防治工程設計中,攔擋壩的穩定性十分重要,重力式攔擋壩是泥石流防治中使用較普遍、設計方法較為成熟的典型壩型[3],其穩定性驗算方法多種多樣,有些方法并非適合某種特定環境下的重力式攔擋壩穩定性驗算。
這樣就亟需在某一特定環境下具體分析研究,采取適宜此類狀況下的驗算法則,而目前較多的工程設計人員在進行重力式攔擋壩設計驗算時多采用某種驗算軟件,該種驗算軟件中設置的參數并不能完全符合實際需要,使用此類驗算軟件得出的結論往往與實際情況差別較大。因此,應從工程實際出發,結合國家制定的規范、規程、技術標準和以往工程經驗作出單一環境下的驗算思路和驗算方法,這樣可以使驗算結論符合工程本身。
本文以江西漂塘鎢業有限公司漂塘礦區豬斗窩至漂塘河泥石流治理工程中設計的某一重力式攔擋壩為驗算案例,通過以上驗算方法的詳細闡述,依據《泥石流災害防治工程設計規范》(DZT0239-2004)設計要求和結合工程實際情況,在分析重力式攔擋壩受力狀態的基礎上進行壩體穩定性驗算,此穩定性驗算方法在驗算泥石流物源以礦山廢石等粗顆粒為主要物質的環境下所設計的重力式攔擋壩尤為適宜。該穩定性驗算方法簡單易懂,步驟詳盡,結論可靠,本驗算方法可供工程設計人員參考和借鑒。
Calculation of the Stability of the Gravity Dam in Front of Debris Flows
LIU Jian-bing ZHANG Wen-shan
(Geo-environmental Monitoring station of Jiangxi, Nanchang, Jiangxi, 330095)
Abstract:In engineering design, calculation of the stability of the gravity dam in front of debris flows generally adopts calculation software, subject to non-scientific and inaccurate nature. In order to ensure checking method accuracy,Manual check based on 《Engineering design Specifications of debris flow disaster prevention》's check formula and analysis of dam body stress, combining from actual projects,with a gravity dam of Jiangxi Tungsten CO.,LTD which located by Zhu Dou Wo - Piao Tang He,hypothesis full- reservoir. Manual check applies to all material of debris flow. If these manual check method are thoroughly promoted,it can be enormous useful work for mine geological disaster prevention.
Keyword:debris flow gravity dam stability checking method projects
參考文獻
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DZT0239-2004,Engineering design Specifications of debris flow disaster prevention [S].
篇7
摘要:
以果木溝泥石流為研究對象,在闡述該泥石流自然地質條件的基礎上,系統地分析了該泥石流的發育情況、泥石流溝谷特征及其形成條件,確定了該泥石流的類型;分析預測其發展趨勢,計算確定了典型泥石流溝的動力學特征,研究成果為經濟合理防治該泥石流溝災害提供了科學依據。
關鍵詞:
泥石流;溝谷特征;運動特征;綜合防治
果木溝泥石流位于甘孜縣奪多鄉果木村,果木溝為達曲河左岸的一級支流。溝口洪積扇上分布有多處建筑。該溝內近年來多次發生了規模不等的泥石流災害。從一九八五年至今,發生泥石流的頻率和規模有加劇的態勢,嚴重威脅到溝口洪積扇上靠近溝邊居住的村民的生命和財產安全,影響前緣坡下的鄉鎮公路的正常運行。在每年雨季暴雨沖刷下,果木溝沿線發生多處崩塌和小型滑坡,在溝谷堆積了大量的物源,成為較大的安全隱患。因此,查明泥石流的發育情況及泥石流溝谷特征,分析預測其發展趨勢,并通過計算確定典型泥石流溝的動力學特征,這些結論對于如何經濟合理防治泥石流災害具有重要現實意義[1]。
1泥石流自然地質條件
1.1氣象水文
研究區屬大陸性高原季風氣候,空氣干燥,氣溫較低,冬長夏短,多年平均氣溫5.6℃,多年平均降雨量666.81mm,其中10min最大降雨量13.2mm(2001年),30分鐘最大降雨量30.9mm,一日最大降雨量40.9mm(1995年),屬季節性凍土地區,最大凍土層厚度達1.2m;達曲河從果木溝溝口前緣經過,平均水深1.5m,最大流量215m3/s,最低流量5.8m3/s。
1.2地形地貌
研究區位于青藏高原東南緣的川西北高山高原區,橫斷山脈的東北翼部分。受青藏川大“歹”字型地質構造活動的嚴格控制,地貌類型復雜多樣。區內整個地勢自西北向東南逐漸傾斜,出現了丘原、山原、高山、極高山等多種地貌類型,海拔多在3500m以上。奪多鄉地貌主要表現為河谷深切,山勢陡峻,高差懸殊大。谷底寬約50~150m,山嶺寬度一般僅10km。河谷深切一般為200~800m,有的可達1500m,坡度一般45°,有的可達60°~70°,海拔多在5000m以上,是典型的高山峽谷地貌類型。
1.3地層巖性
研究區內出露的地層主要由三疊系雜谷腦組(T2z)和三疊系侏倭組(T3zh)地層及第四系沖洪積層(Q4al+pl)、殘坡積層(Q4el+dl)、坡洪積層(Q4dl+al)和泥石流堆積層(Q4sef)。(1)三疊系。三疊系雜谷腦組(T2z):灰色薄~厚層變質鈣質石英細砂巖,長石石英粉砂~細砂巖,巖屑長石砂巖與灰色絹云板巖不等厚互層,夾灰色薄~中層生物碎屑灰巖。下部夾錳質結核,灰巖中錳質高。三疊系侏倭組(T3zh):灰色薄~厚層變質石英粉~細砂巖、長石砂巖與深灰色含鈣質絹云板巖韻律式互層,下部夾泥灰巖結核。(2)第四系。沖洪積層(Q4al+pl):灰色、灰白色漂卵石夾砂,母巖主要為為板巖、變質砂巖,漂石粒徑一般20~30cm,最大0.8~1.2m,約占20%~30%,卵石約占50%~60%,砂約占20%,磨圓度較好,多呈圓~亞圓狀,結構稍密~中密,分選性較好。主要分布于溝口達曲河兩岸一級階地上。殘坡積層(Q4el+dl):含碎石粉質粘土,區內廣泛分布,褐色、灰色、灰白色,碎石粒徑一般6~15cm,少數達15cm以上,母巖為變質砂巖、板巖,呈強風化狀,磨圓度差,呈棱角狀,分布形態主要以透鏡體分布于該層中。殘坡積物從下到上有韻律層序,傾角近似于坡角,呈松散至半固結狀。坡洪積層(Q4dl+al):地表形態常呈帶狀、三角形、扇裙等,物質組分為碎石、少量塊石、礫石、砂、泥等,母巖成份主要有變質砂巖、板巖等。塊碎石無分選,磨圓度差,呈尖棱角~棱角狀,粒度一般在5~15、40~60cm之間,最大可達2m,底厚1~6m之間,最厚可達8m以上,坡洪積物粒度由底部至頂部有變細的趨勢,其堆積體表面坡度在25°~45°之間。該層主要分布于流域中、下游果木溝溝床兩側帶狀區域內。泥石流堆積層(Q4sef):雜色,稍濕,碎石,母巖主要成分為變質砂巖、板巖,棱角~次棱角狀,中等~微風化,碎石粒徑多為8~20cm,含少量塊石,碎石含量50%~70%,充填物主要為砂,結構松散~稍密。該層主要分布于主溝下游溝床及溝口扇體上。
1.4地質構造
研究區位于青藏高原向云貴高原和四川盆地的過渡地帶,屬橫斷山系北段川西高山高原區,是青藏高原的一部分。區域地質構造處于青藏滇緬印“歹”字型構造的頭部向中部轉折部位上,構造形跡比較復雜,主要表現為平行排列的北西向褶皺和斷裂。
2泥石流發育特征
根據泥石流溝床縱比降及物源分布特征,將全流域分為形成流通區與堆積區兩個區域(見圖1)。
2.1形成流通區特征
果木溝泥石流平面形態呈條帶狀,無支溝發育,果木溝兩側可見明顯分水嶺,地形起伏較大。該區最高海拔4485m之間,最低海拔3570m,相對高差約915m,匯水面積約5.2km2,果木溝長約5.0km。溝谷形態變化較大,主要以“V”字形為主,平均溝床縱比降19%。果木溝源頭段200m范圍縱坡比降達42.5%,橫向上主要由溝谷堆積、坡積群及高山等地貌組成,縱向上溝谷形態呈折線型,長灘、跌坎發育明顯,縱坡比降大,谷底一般寬2~6m,地形地貌為高山峽谷地貌。根據調查,區內巖土體主要為三疊系雜谷腦組上段灰色薄~厚層變質石英砂巖夾粉砂質絹云板巖、絹云板巖,崩塌、滑坡等作用形成的碎塊石及第四系垮塌形成的松散土體。區內巖體較堅硬,抗壓強度高,但是淺表部節理裂隙發育;區內各類物源堆積體中碎塊石結構一般為稍密~中密,分選性差,棱角分明,透水性強;殘坡積土層結構松散,主要分布于緩坡、山脊平臺和坡腳地帶。區域降雨和植被分帶明顯,隨高程增加,降雨量增加,植被覆蓋率也逐漸增加。
2.2堆積區特征
堆積區位于海拔3550~3570m之間,平面形態呈扇型,為古洪積扇,現代溝谷中水流下切前期古洪積扇體,匯入達曲河。堆積扇前緣直抵達曲河河床左岸水邊,堆積扇前緣寬約200~300m,后緣寬50~80m,縱向長約150~200m,縱坡坡度6°~10°,擴散角100°~110°,平面面積約為2.2×104m2,根據鉆探資料,泥石流堆積厚度大于15m,堆積扇體積大于30×104m3。物質組成以碎、塊石和砂粒堆積為主,碎塊石占50%~70%,結構稍密~中密。母巖成分為變質砂巖、板巖,粒徑一般在8~25cm,最大可達300cm,砂及粉土充填,分選性差。從扇頂至扇體邊緣顆粒由粗變細,具有簡單分選的特征,扇頂顆粒較粗大,最大粒徑200cm,一般粒徑為15~30cm;中部最大粒徑60cm,一般粒徑為9~24cm;前緣最大塊石粒徑約40cm,一般粒徑為6~15cm。
3泥石流形成條件及活動特征
3.1形成條件
果木溝長約5.0km,最高點海拔4485m,最低點入達曲河口處海拔3550m,相對高差約935m,谷坡平均坡度30°~65°,溝床平均縱比降為18.6%,溝谷形態為“V―U”字形。地貌以高山侵蝕地貌為主,地形平面形態呈樹葉狀,兩岸邊坡以上山峰林立,岸坡陡峻,溝道窄坡降大,這種地形有利于松散固體物源、雨水及地下水的匯集,同時溝谷地形坡度陡,跌水明顯,流域內巨大的谷嶺高差、陡峻的岸坡及較大的溝床縱比降為泥石流的形成提供了地形地貌條件[2]。該溝所在的甘孜縣在區域地質構造處于青藏滇緬印“歹”字型構造的頭部向中部轉折部位上,構造形跡比較復雜,斷裂發育,巖體破碎較嚴重,基巖風化帶較厚,河流侵蝕強烈,在暴雨、地震及人類活動等作用下常常形成崩塌、滑坡等地質災害,大量松散物質堆積于溝床及兩側,為泥石流形成提供了充足的固體物源。經常產生強降雨,產生洪流,在狹窄陡深的溝谷中產生強大的動能,為泥石流的產生提供了水動力條件[3-4]。從上述分析來看,果木溝泥石流流域的固體物質、水源條件和地形條件,都有利于泥石流的發生和活動。
3.2泥石流類型
按照泥石流災害防治工程勘察規范對泥石流的流體性質、發生頻率、發生地形地貌條件、固體物質提供方式、誘發因素及動力特征等不同指標和總和指標進行分類[5],詳述如下:(1)按流體性質劃分,果木溝泥石流為粘性泥石流根據調訪,泥石流漿體像稀粥狀,其容重在1.6~1.8g/cm3之間,果木溝泥石流為粘性泥石流;(2)按暴發頻率劃分,果木溝泥石流為高頻泥石流根據調查,果木溝1988年降雨雨強為10~20年一遇,1988年發生泥石流為20年一遇,按泥石流災害防治工程勘察規范,發生頻率在一年多次至5年1次為高頻泥石流;(3)按泥石流集水區地貌特征劃分,果木溝泥石流主要屬于溝谷型泥石流根據實地調查,泥石流溝發育于山體深切溝谷地帶,物質來源為溝兩側的山坡提供及果木溝溝床堆積物提供,泥石流的形成流通區及堆積區明顯;(4)按照泥石流固體物質補給方式分類,果木溝泥石流屬于崩塌及溝床侵蝕型泥石流泥石流在形成過程中,固體物質主要由崩塌提供,在運動及發展過程中,固體物質主要由溝床堆積物侵蝕提供;(5)按泥石流激發、觸發及誘發因素分類,果木溝泥石流屬于暴雨型泥石流該流域的泥石流主要由于暴雨或特大型暴雨引起;(6)按照泥石流動力特征分類,果木溝泥石流屬于水力類泥石流泥石流發生主要沿較緩的坡面運動,其中土體是靠水體的部分提供推移力引起和維持其運動;綜上所述,果木溝泥石流屬于粘性—高頻—暴雨—溝谷型泥石流。
3.3泥石流規模
根據果木溝泥石流泥痕和過流斷面實測資料,果木溝一次泥石流堆積總量在1×104~3×104m3,確定果木溝泥石流規模為中型。
4泥石流運動特征與動力學特性
對于泥石流運動特征和動力特征的定性分析,是認識泥石流和進行泥石流防治工程設計的基本數據。由于無泥石流發生時的實際觀測數據,對各泥石流溝的分析,主要根據查訪資料,類比利用目前泥石流運動特征及動力特征研究的成果進行分析。
4.1泥石流流速
果木溝泥石流為粘性泥石流,流體粘性較大,浮托力強,能耗大,流速一般較小,且在不同地段流速有明顯的差異,如在形成流通區上游溝床縱坡降大,溝道順直段的泥石流流速大,而在窄谷、彎道溝段,由于流體動能消耗大,流速明顯減緩,進入形成流通區下游后,溝道變寬,流深變淺,流速會明顯減小。因此,根據果木溝泥石流的實際情況,分別選用《泥石流災害防治工程勘查規范》規范性附錄I中的“粘性泥石流流速計算公式”———東川蔣家溝泥石流改進公式、甘肅武都地區粘性泥石流流速計算公式及古鄉溝、東川蔣家溝、武都火燒溝的通用公式對其進行計算[5],將計算結果與當地曾經目睹過該溝泥石流暴發的人對泥石流情況的描述相對比佐證,溝口位置泥石流流速的采用值為P=5%頻率下的泥石流流速值:VC=3.8m/s。
4.2泥石流容重
采用現場泥漿痕跡相似法和泥石流形態調查法比對分析綜合確定泥石流流體容重。根據當地村民描述泥石流開始發生和結束時呈稀粥狀,流動較快;中間時,泥石流漿體呈稠粥狀。因此,綜合認為泥石流的密度均應在1.70~2.0t/m3之間。
4.3泥石流流量
果木溝流域內無實測的洪峰流量資料,不能用數理統計的方法計算設計洪峰流量。根據《泥石流災害防治工程勘查規范》,泥石流峰值流量采用“雨洪法”來進行計算,即假設泥石流與暴雨同頻率、且同步發生,計算斷面的暴雨洪水設計流量全部轉化為泥石流流量的假設條件下建立的計算方法,采用《四川省中小流域暴雨洪水計算手冊》計算設計暴雨[6],由設計暴雨推求設計洪峰流量(見表1)。
4.4泥石流沖擊力
泥石流整體沖擊壓力δ按《泥石流災害防治工程勘查規范》的規范性附錄I中推薦的“鐵二院(成昆、東川兩線)公式”進行計算(見表3)。
5結論
本文闡述了該泥石流溝的發育情況及溝谷特征,分析預測其發展趨勢,并通過計算泥石流流速、流量、一次性沖出量及固體物質總量和沖擊力,確定典型泥石流溝的動力學特征,這些結論對于如何經濟合理防治泥石流災害具有重要現實意義。果木溝泥石流為典型的暴雨崩滑高頻粘性溝谷型泥石流,嚴重威脅到溝口附近人民群眾生命財產安全。泥石流溝處于發育壯年期,有繼續發育和發展的良好溝道條件、豐富的物源儲備和積累、極高的暴發頻率、良好的水源條件及觸發因素、流域植被覆蓋率總體較低、大量的小型滑坡、崩塌發育,為泥石流的形成提供了豐富的物源[7]。果木溝泥石流實施治理不僅十分必要,而且極為緊迫。因此,建議采取“以排為主、攔排結合”方案對泥石流進行治理,并在治理后采取生物措施相結合的綜合防治對策,在泥石流形成物源區采用恢復植被的生物工程措施及固溝穩坡的工程措施。
參考文獻:
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[4]許強,裴向軍,黃潤秋.汶川地震大型滑坡研究[M].北京:科學出版社,2009:210-300.
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[6]四川水利電力廳.四川省中小流域暴雨洪水計算手冊[M].成都:四川水利電力廳,1984:8-100.
篇8
關鍵詞:公路;地質災害;滑坡;泥石流;防治;措施。
中圖分類號:X734文獻標識碼:A 文章編號:
1公路地質災害的類型
1.1崩塌
指地質體在重力作用下,陡坡上的巖土體突然脫離母體向下傾倒、滾落的地質現象。根據其成因和破壞方式可劃分為滑移式崩塌、傾倒式崩塌和墜落式崩塌三類。按其發生的體積大小分為小型(小于1×104m3)、中型(1~10×104m3)、大型(10~100×104m3)和特大型(大于100×104m3)4個級別。根據其物質成分又分為巖質崩塌和土質崩塌,誘發因素為自然或人類工程活動。
1.2滑坡
指地質體沿地質弱面向下滑動的重力破壞現象,一般具有雙重含義,一是重力地質作用過程,二是重力地質作用結果。按物質成分可分為土質滑坡和巖質滑坡兩大類。根據滑面與巖層面的關系可劃分為順層滑坡、切層滑坡。依據滑坡體發展運移形式可劃分為推移式、牽引式和混合式滑坡等類型。按滑坡體的體積大小,劃分為小型(小于10×104m3)、中型(10~100×104m3)、大型100~1000×104m3)和特大型(大于1000×104m3)4個級別,其誘發因素為自然和人類工程活動。
1.2泥石流
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、積雪融化)在溝谷或山坡上產生的一種挾帶大量泥砂、石塊和巨礫等固體物質的特殊洪流,其匯水、匯砂過程十分復雜,是各種自然(或)人為因素綜合作用的產物。泥石流活動對民眾生命財產造成損失或構成危害時,即形成泥石流災害。按其水源成因可劃分為暴雨(降雨)泥石流、冰川(冰雪融化)泥石流、潰決(水庫、壩塘、堰塞湖等)泥石流等。
按物源成因可分為坡面侵蝕型泥石流、崩滑型泥石流、冰磧型泥石流、棄渣型泥石流和混合型泥石流等類型。
按泥石流的物質組成,可分為泥流型、水石流型和泥石流型三種類型。根據泥石流一次性暴發堆積土石體積,其規模可分為特大型(大于100×104m3)、大型(10~100×104m3)、中型(1~10×104m3)和小型(小于1×104m3)4個等級。泥石流的危害性按一次造成的人員傷亡和財產損失可劃分為特大型、大型、中型、小型4個災害等級,其潛在危害是根據受威脅人口和可能造成的直接經濟損失進行劃分。
2防治措施
2.1崩塌災害防治措施
2.1.1主動防治措施
(1)削坡。在較穩定的斜坡上將危險巖土體按照一定的設計坡度進行爆破或開挖清除,目的是清除斜坡表面較松散的巖土體,減小斜坡體的荷載量,使斜坡坡度達到理想的穩定狀態,但削坡不宜在巖體破碎強烈和開挖影響較大的巖土體上進行。
(2)排水。排水的主要目的是防止地表水的下滲加載,可提高邊坡的穩定性,特別是對侵蝕作用比較敏感的邊坡地段,其效果尤為明顯。因此,地表排水作為一種輔助防治措施應予以考慮。
(3)嵌補。對外懸或坡面凹腔形成的危巖體采用漿砌片石、混凝土等填筑,是提高危巖體穩定性的一種方法,但嵌補結構必須要有穩定的基礎,且必須與坡面穩定體緊密結合。此外,若坡面危石較多時,要進行大量的局部開挖,以給嵌補結構提供基礎平臺,并要嵌補封閉支撐體間的軟弱巖層,阻止在風化作用下巖腔進一步的擴展。
(4)錨固。是對已確定的危巖體進行加固的一種較好選擇,其結構簡單,對環境改變不明顯。在采用錨固措施加固危巖體時,要完全查清坡面危石,在危巖體上進行鉆孔錨固作業過程中,其振動作用將可能導致危石滾落,要提高安全意識,防止施工風險。
(5)噴射混凝土。該方法技術成熟,機械化程度高,施工速度快,對地形適應能力強,也較為經濟。同時該方法本身能通過添加纖維來提高強度和韌性,并常與錨桿、鋼筋網或鋼絲格柵結合使用,力學性能高,具有較高的承載能力。
2.1.2被動防治措施
(1)落石槽。公路修建于坡腳附近時,應首先考慮在坡腳留置或設置具有一定寬度和深度的溝槽來承接落石,落石槽的設置要確保落石不能直接落到需要保護的區域,但是,當場地地形條件受限,需要通過開挖來提供滿足要求的落石槽時,則會增大開挖量,其投資增加值可能超過采用其他工程措施的費用,且會帶來較大的環境破壞。
(2)攔擋墻。一種修建于落石路徑上的攔擋結構,通常由漿砌片石或澆筑混凝土構成。結構的剛性特征決定了它的抗擊效果較差,因此受經濟、場地地形條件和結構自身穩定性等因素限制,其修建尺寸通常是有限的,抗沖擊能力也較為有限,而結構本身在遭受落石沖擊破壞時可能成為人為落石源,故需要有穩定而龐大的基礎。通常情況下,需要進行較大規模的開挖,另一方面,對場地條件也要求較高,特別是在坡面較陡時常難以實現。
(3)避讓。對于潛在崩塌體,其落石規模和頻率較大地段,特別是可能伴有其他邊坡地質災害發生的現場,避讓是一種有效而最為安全可行的措施,其根本目的是將公路或建筑物建在其威脅范圍以外,做到一勞永逸,但其缺陷通常也較為明顯,必然要增加投資,還可能會喪失部分使用功能或提高其功能使用成本。其方法如改變工程位置或公路繞線,采用隧道方案等。
2.2滑坡災害防治措施
根據防治目的不同,其主要采用的方法有以下幾點。
2.2.1直接阻止滑坡的發育
設置各種抗滑工程。抗滑片石垛、抗滑擋墻、抗滑墩、預應力錨固、預應力錨固抗滑擋墻、預應力錨固抗滑樁、鋼架抗滑樁、攔砂壩工程等。
近年來抗滑樁在公路滑坡治理中被廣泛采用,多是人工挖孔灌注樁,一般在滑坡上布設2到3排適用于淺層處于蠕動擠壓階段的滑坡。錨固方案一般只適用于淺部巖層滑坡,是通過把斜坡上被軟弱結構面切割的巖層組成一個穩定的結合體,并利用巖體與錨桿密貼所產生的摩阻抗力來阻止巖土體向下滑動。
擋土墻是廣泛采用的防治滑坡的支擋構筑物,其優點是穩定滑坡收效快,就地取材,施工方便,特別適用于防治中、淺層滑坡,對于因開挖邊坡而引起的牽引式滑坡,可以很好的提供支撐力。擋土墻一般設在滑坡前緣。當滑床為完整巖層時,可采用上擋下護的辦法,基礎埋入完整巖層內不小于0.5m,若滑床為不易設置基礎的破碎巖層時,可將基礎置于坡腳穩定地層內,基礎埋深不小于2.0m,并置于可能向下發展的滑面以下。
2.2.2 改變滑帶土的性質
可采用灌漿處理(灌注石灰漿、石灰砂漿、水泥漿、粘土漿等)、焙燒處理(在滑坡前部利用導洞焙燒滑帶土)、電滲排水(利用電極作用排除滑帶土的水)、化學處理(利用化學反應增加滑帶土的強度)。
2.2.3改變坡體內部力學平衡度
清方減重和坡腳反壓是最簡單有效的一種方法。當坡體后緣周界為穩定巖土體時,在滑坡頂部清方減壓,不會破壞斜坡上部及左右的穩定性,還能利用清方土體反壓滑坡前緣,特別適用于防治推移式滑坡或由錯落轉化的滑坡。
篇9
【關鍵詞】重慶市,地質災害;防治對策;
中圖分類號:F407.1 文獻標識碼:A 文章編號:
防治對策,從宏觀方面提出和探討了適合我市的地質災害防治對策及保障措施。
重慶市位于我國西南地區,西連四川,南接貴州,東鄰湖北,北部與陜西接壤,海拔高度懸殊,氣候條件多變,山體構造復雜多樣,是全國地質災害最嚴重、受威脅人口最多的地區之一,每年因地質災害造成人員死亡數高達40~60人,造成直接經濟損失約高達3~4億元,占全市災害損失比例高達20%以上,對人民生命財產安全帶來了極大的威脅,嚴重的影響了人民正常的生產生活,不利于經濟的可持續發展戰略[1]。
由于地質災害預報的的滯后性,給防治工作帶來了極大的困難,已經不能滿足人民群眾對社會發展的要求。社會在不斷的進步,各項社會保障措施也在不斷地完善,也給地質災害防治提出了新的要求。隨著檢測水平的不斷提高以及人們對地質災害的不斷了解,從事相關行業的人員已經逐步摸清了地質災害發生的類型,也會根據不同的發生情況及時制定出相應的防治措施。
主要地質災害類型以及防治措施
1.1滑坡、崩塌
山體滑坡(landslides)是指山體斜坡上某一部分巖土在重力(包括巖土本身重力及地下水的動靜壓力)作用下,沿著一定的軟弱結構面(帶)產生剪切位移而整體地向斜坡下方移動的作用和現象。俗稱“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。是常見地質災害之一。
崩塌(崩落、垮塌或塌方)是較陡斜坡上的巖土體在重力作用下突然脫離母體崩落、滾動、堆積在坡腳(或溝谷)的地質現象。
重慶市山地形勢復雜,極易發生崩塌、滑坡地質災害,華瑩山—巴岳山以西為丘陵地貌;華瑩山至方斗山之間為平行嶺谷區;北部為大巴山地區;東部、東南部和南部屬巫山大婁山山區。2001年5月1日20時30分左右,重慶市武隆縣縣城江北西段發生山體滑坡,造成一幢8層居民樓房垮塌。造成79死亡,數人受傷。2004年重慶萬盛山體垮塌事件死亡人數為15人,2009年重慶武隆山體滑坡事故造成26人死亡,并且造成63人失蹤。給人民的生命財產安全帶來極大隱患。地質工作者統計了2000年到2010年十年間發生的滑坡災害(見表1)。
表1 重慶市滑坡統計表
1.2防治措施
做好預防工作,是有效降低災害水平的最有效措施,根據不同地區的環境特點制定相應的預防措施。加雨的預報工作,暴雨天氣容易引起小型的滑坡災害,發生比較突然,對山腳小村莊威脅較大。對滑坡多發區進行不間斷地巡視工作,發現問題及時匯報,提前做好群眾疏散工作,撤離危險區域。在滑坡的根本治理上也要下大力氣,在多發區要植樹造林,減少濫砍濫伐事件的發生,在相關區域減少開山采石行為,加大山區保護力度退耕還林。
1泥石流的發生
泥石流是山區特有的一種不良地質現象,它是由暴雨或上游冰雪消融形成的攜帶有大量泥土和石塊的間歇性洪流。它具有突然發生、來勢兇猛、歷史短暫、破壞力強的特點[2]。它可以沿途沖毀道路橋梁,淹沒房屋農田,阻塞河道,在頃刻間造成巨大災害。泥石流的流域可劃分為形成區、流通區和排泄區。發生泥石流常常會沖毀公路鐵路等交通設施甚至村鎮等.危害人類生命,應該要注意躲避。重慶市是泥石流多發地區, 重慶市開縣、云陽、梁平等9個區縣72個鄉鎮前天都遭暴雨和大風冰雹襲擊。特大暴雨引發了泥石流,彭水縣一輛由縣城開往龍射鎮的客車,在中途的漢葭鎮青龍村被泥漿石塊壓埋,車上8名乘客7死1傷。
2.2泥石流的防治
防治泥石流,要從根本上積極治理,積極地預防,做好疏導工作。要積極的改善多發區的地理環境,做好水利,欄壩的修筑工作,合理修筑梯田,增加多發區域的植被面積。在居民聚居地進行勘測,盡量減少危險地區居住人口數量。在山體修建排水工程。一般來說,生態環境好的區域,泥石流發生的頻度低、影響范圍小;生態環境差的區域,泥石流發生頻度高、危害范圍大。提高小流域植被覆蓋率,在村莊附近營造一定規模的防護林,不僅可以抑制泥石流形成、降低泥石流發生頻率,而且即使發生泥石流,也多了一道保護生命財產安全的屏障。
3.1人為的過度開采的綜合災害
隨著人類活動范圍的加大,礦業發展對我國經濟發展的作用也越來越大,對地球表面的生態環境改變也越來越大,市場需求的加大,造成多樣性的粗放型的生產模式,生產工藝及設備落后,逐步加劇了環境的惡化,是上述兩種地質災害越來越頻發的根本所在[3]。成片的林木被砍伐,山體被不加規劃的隨意開挖,造成巖石與土壤,遇到暴雨的發生極易產生滑坡、泥石流等地質災害。
3.2健全與完善法律法規
隨著公共意識的不斷加強,人們對生態環境的深刻認識,保護環境已是非常重要的事情,是否能夠堅持經濟可持續發展的根本所在,要下大力氣建設和完善現有法律法規。強化礦業發展的管理措施,堅決取締非法、不合理的開采模式,努力提高科技水平,提高資源的有效利用率,加大國有礦業集團的管理與技術革新。
結語
重慶市山體繁多,地質條件復雜,在有效利用好現有科學技術外,要并不斷的創新,學習習新的技術,在地質災害發生前做好預防預報工作,降低人民生命財產損失,增加人力物力的投入,對地質災害多發區進行巡視,做到早發現早預防。市縣各級政府制定災害防治策略,把災害防治效果列入政績考核中去。在全市做好宣傳工作,讓大家了解地質災害發生的本質原因,在遇到災害時掌握自救措施。
參考文獻
[1] 劉長禮.城市地質環境風險經濟學評價[D ]. 北京:中國地質科學院, 2007.
[2] 趙源,劉希林.泥石流災害損失評價[ J ]. 中國地質災害與防治學報, 2005, 16 (3) : 42-48.
[3] 林玉山,張衛.尾礦庫地質災害與危險性評估[ J ]. 桂林工學院學報, 2006, 26 (4) : 486-490.
篇10
關鍵詞:湟水北干;地質災害;危險性;評估;防治措施
評估區范圍為一期工程所屬的支渠及干斗渠,其中16條支渠總長270.77km,4條干斗渠總長25.37km。工程總體呈北西―南東向,分布于西寧盆地北緣與大坂山南坡之間。西段位于寶庫河左岸,中段為西寧盆地湟水河以北的低山丘陵區,東段屬大坂山南坡。途經大通縣、互助縣、樂都縣的大部分地區。項目區南有青藏鐵路,蘭州至西寧高公路,北部有青石咀至民和公路國道219線,渠首有國道227線經過,總干渠前段、中段有縣、鄉級公路相通,交通尚方便。
一、 地質災害危險性現狀評估
評估區內發育的地質災害類型有滑坡、崩塌、潛在不穩定斜坡、泥石流、黃土濕陷5種類型。
1.滑坡
滑坡是斜坡巖土體沿著慣通的剪切破壞面所發生的滑移現象。滑坡的機制是某一滑移面上剪應力超過了該面的抗剪強度所致。滑坡在評估區內分布廣、數量多、規模大、活動頻繁、對本工程危害也比較嚴重。
形成及誘發因素:斜坡的局部穩定性受破壞,在重力作用下,巖體或其他碎屑沿一個或多個破裂滑動面向下做整體滑動的過程與現象。
2.崩塌
崩塌是指陡峻山坡上巖塊、土體在重力作用下 ,發生突然的急劇的傾落運動。多發生在大于60°~70°的斜坡上。
形成及誘發因素:誘發崩塌的外界因素很多,主要有地震、融雪(雨)、地表沖刷、浸泡及不合理的人類活動。
3.潛在不穩定斜坡
評估區內潛在不穩定斜坡共36段,其中27段為黃土邊坡。發育于中、低山前緣地帶。黃土具有濕陷性,坡體前緣大多數地段因水流侵蝕形成陡坎。
形成及誘發因素:評估區內黃土結構不穩定、降雨侵蝕、坡腳季節性流水沖刷、坡腳開挖、坡體切割是誘發潛在不穩定斜坡的主要因素。
4.泥石流
斜坡上或溝谷中松散碎屑物質被暴雨或積雪、冰川消融水所飽和,在重力作用下,沿斜坡或溝谷流動的一種特殊洪流。特點是爆發突然,歷時短暫,來勢兇猛和巨大的破壞力。評估區內泥石流均發育于中、低起伏山區沖溝,形成、流通區均為黃土所覆蓋,規模均屬小-中型。
形成及誘發因素:評估區內地層巖性主要為第四系風積黃土及黃土狀土,丘陵地帶植被稀疏,水土流失嚴重,溝岸山坡坡度大,溝壁具有潛在松散物,遇強降雨則容易形成泥石流。
5. 黃土濕陷
濕陷性黃土是一種特殊性質的土,在一定的壓力下,下沉穩定后,受水浸濕,土結構迅速破壞,并產生顯著附加下沉。評估區內渠道沿線黃土及黃土狀土最大厚度超過40.0m。渠道沿線分布的黃土屬中壓縮、弱~強濕陷性土,部分有自重濕陷特征。
形成及誘發因素:區內黃土多屬馬蘭黃土及黃土狀土,成因以風積為主,次為坡積、洪積等的混合沉積,厚度5~50m,變化大,隨地形的起伏而異。該類土結構疏松,大孔隙、垂直節理發育,水穩性差。多蟲孔和植物根孔,在裂隙或孔壁上常見鈣質粉末或菌絲狀白色條紋存在。無水條件下強度高、穩定性好,一旦遇水則起膠結作用的鹽膜溶解、膠膜脹大,加之水膜楔入作用,黃土結構即迅速破壞,形成濕陷。
二、 地質災害危險性預測
1. 工程建設引發或加劇地質災害危險性預測
工程沿線地質災害較發育,有滑坡、崩塌、泥石流等,同時渠道沿線地層主要為濕陷性黃土,其工程地質性質不良,在渠道工程建設時勢必引發或加劇地質災害。
2.工程建設可能遭受地質災害危險性預測
工程施工過程中,可能遭受泥石流、滑坡、崩塌、潛在不穩定斜坡及黃土濕陷等地質災害破壞。經預測評估,渠道工程建設會引發地質災害,大規模土方的開挖,可能會引發邊坡的失穩,形成規模不等的滑坡、崩塌等災害。當布設在黃土或黃土與下伏紅層構成的斜坡上的明渠傍山開挖,要特別重視防滲,否則在水動力作用下會引發滑坡,渠水潰流而下后有可能引發溝谷中的泥石流災害,危及下游農田和村莊,其危害性大。渠道工程建設大量的棄土棄碴可能會引發或加劇泥石流災害。
三、防治措施
1.滑坡防治措施
滑坡的防治要貫徹“及早發現,預防為主;查明情況,綜合治理;力求根治,不留后患”的原則結合邊坡失穩的因素和滑坡形成的內外部條件,治理滑坡可以從以下兩個大的方面著手:①消除和減輕地表水和地下水的危害;②改善邊坡巖土體的力學強度。
2.崩塌的防治措施
實施治理工程,或進行小規模清除崩滑體后,開展定期或不定期監測,及時了解其發展態勢。我國防治崩塌的工程措施主要有:遮擋、攔截、支擋、護墻(坡)、鑲補溝縫、刷坡、削坡、排水。
3.潛在不穩定斜坡防治措施
對工程危害性小的,開展定期監測。對工程危害性大的,進行削坡或護坡處理,加強渠道防滲措施
4.泥石流防治措施
對遭受該泥石流災害的可能性大或危害大得地區,以渡槽跨越的方式避開該泥石流災害的影響為宜。同時建議對棄碴認真選址,對棄碴要進行攔接等加固設防,不能把沖溝當作垃圾排放場,防止棄碴成為泥石流的物源,保證溝道有良好的泄洪能力。
監測流域的降雨過程和降雨量(或接收當地天氣預報信息),根據經驗判斷降雨激發泥石流的可能性;監測溝岸滑坡活動情況和溝谷中松散土石堆積情況,分析滑坡堵河及引發潰決型泥石流的危險性。