时间:2023-08-14 16:42:59
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇地质灾害治理的社会效益,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
[中图分类号] S157
[文献码] C
[文章编号] 1000-405X(2012)-10-55-2
黄土地区作为中石化天然气管道工程的重要地区,因其岩土特性与地貌的特殊性,给管道安全管理与保护工作带来了不少的难题。所以无论是在施工中,还是后期的维护与管理中,都要结合其地质结构特点做好保护工作。笔者将结合《榆济输气管道工程地质灾害调查评价报告》,简要介绍在黄土层地区采取水土保持与水工养护工作对保护管道的重要意义。
1.黄土层地区管道工程调查方法与目的
通过对《榆济输气管道工程地质灾害调查评价报告》和黄土层地区的管道工程进行调查,分析并掌握天然气管道所经过地方的地质灾害和水土流失现状与未来的发展趋势,并且分析出各类地质灾害对天然气管道的危害;编制管道地质灾害防治规划,以便根据管道地质灾害的轻重缓急、合理安排分配资金,逐步解决管道沿线地质灾害和水土流失对输气管道的危害;而且可以为管道数字化、信息化管理提供地质灾害及其背景资料,为黄土地区输油气管理地质灾害防治与防汛抗洪工作提供基础资料。
一般来说,可以采用的调查方法有:(1)由各段天然气管道所负责的技术人员全程积极配合野外地质的调查,再以座谈会、巡线员报灾、查灾(险)等形式调查、访问、核实黄土层地区的相关地质灾害情况;(2)专业技术人员沿天然气管道调查路线,调查和核实两侧每一处地质灾害隐患点的具体情况,按要求认真收集有关资料;预测地质灾害现状及发展趋势,评价各类地质灾害及对天然气管道的危害;根据地质灾害体的稳定性及危害的等级,编制管道地质灾害防治规划,针对规划中的地质灾害防治点进行防治工程勘查、设计和治理工程施工,确保油气管道安全。
2.黄土层地区的地质特点与易发地质灾害
根据《榆济输气管道报告》的调查显示,该管线途经的黄土层地区属温带半干旱大陆季风气候,四季分明,降雨量中等,光照充足。所形成的沟坡上部较缓,下部较陡,坡度25~40°,主要沟谷多呈树枝状展布。而土体一般呈可塑状,稍湿-湿,结构疏松。天然含水量15.0-31.0%,天然密度1.74-2.12 g/cm3,比重2.69-2.71,天然孔隙比0.573-0.953,液限25.3-31.4%,塑限13.5-22.8%,塑性指数6.2-10.0%,液性指数0.4-<0,湿陷系数0.011-0.088。该类土稳定性差,易失稳变形,特别是一些湿陷性黄土层,极易易形成滑坡、崩塌和地面深陷等地质灾害。据调查统计,起止点及线路长度全线地质灾害点总数52处,其中黄土湿陷性沉降27处,崩塌23处,滑坡1处,地面塌陷1处。统计调查数据中的地质灾害类型,具体如下:
地质灾害隐患点的类型、数量统计表处理
2.1崩塌
调查显示,黄土层地区经常出现属于雨季的地质灾害,其中最为多发的便是崩塌。崩塌类型为大多以土质崩塌为主,崩塌的方式有滑移式、倾倒式、坠落式。土质崩塌的原因是坡的陡度比较大并且长年受到雨水侵蚀和浸泡,这就导致铺设管道时所设计的路线容易受到崩塌土体掩埋,进而发生断裂。
2.2滑坡
滑坡主要是坡洪积累的粘土所组成的,通常对管道所产生的危害性较大,可造成管道剪断。
2.3湿陷性黄土沉降
湿陷性黄土沉降属于黄土层地区发生最为频繁的地质灾害之一,因湿陷性黄土具有的特殊性质,在雨水浸湿作用下产生的沉降,损害一些自重大的管线与基础工程。调查显示的多半地质沉降问题都位于黄土层地区,因此要采取相应措施集中防治。
3 黄土层地区水土保持项目的工作原则
3.1突出重点原则
按照"预防为主,治理为辅"的指导思想,所选择需要治理的地质灾害隐患点必须是改线难度大或费用较高,险情严重,危险性大的重要地质灾害隐患点。凡是通过工程治理以外措施就能达到防灾目标的地质灾害隐患点可不纳入治理工程范围。
3.2以社会效益为主,兼顾经济效益原则
地质灾害治理本身是一项减灾防灾工程,应以社会效益为主,但工程实施必然要耗资,故兼顾经济效益也是十分必要的。为此,本次通过综合分析对比后决定选择那些通过治理或简易治理后,可以有效实现防灾减灾,且治理后有较大社会效益,需经调查和初步论证其治理效益分析,对经济效益也十分明显的地质灾害隐患点作为建议的治理项目。
3.3经济合理、技术可行原则
所选择的地质灾害隐患点首先是在现有的经济技术条件下可以实现有效治理的地质灾害隐患点。做到所选治理项目技术可行,经济合理,治理费用远小于潜在经济损失,以确保投资效益。同时,可引进国内外先进的水土保持理念与技术,进行科学严谨的防治工作。
3.4先勘查,后治理原则
为使所选治理项目顺利实施,达到治理有效,经济合理的目的,要求对建议治理的地质灾害隐患点在治理工程实施前应进行必要的综合工程地质勘查或调查,进一步查明灾害体的类型、分布、规模、成因机制、发展趋势和危害程度,并作出稳定性评价,对具体的地质灾害体,应在勘查、可行性研究的基础上,提出经济合理和技术可行的工程治理方案和应急防治措施,提供治理工程设计、施工的有关参数,最终对地质灾害实现有效防治。
4 黄土层地区水土保持工作的相关措施与重要意义
进行黄土层的水土保持工作,主要目的就是为了改善黄土层的斜坡稳定性,减少地质灾害发生的可能性,提高天然气管线的日常管理与养护工作的质量,对天然气管道正常运营有着重要意义。除了要提高水土保持工作人员的责任意识与从业技能外,还要开展以下几点措施:
4.1增加管道沿线绿化面积
根据黄土层地质特点,提高管线沿路的绿化面积,种植成活率高,对土质有固化粘附作用的植被,减少水土流失,增强黄土层土壤密度,防止发生滑坡或坍塌等地质灾害的发生。
4.2规划管线建设
进行天然气管线建设前,要做好施工地点的地质勘查工作,准确分析地质、水文以及气象环境的多重作用,进而制定切实可行的管线铺设方案,特别重点地段与特殊工程。并针对黄土层地质特性,采取系列性的水土保持工作,做好地质灾害的应急预案。而在施工中,要强化施工人员水土保持与灾害防范意识,不仅要保证管线施工质量,还要注意施工时不可以破坏当地生态结构,减少因为施工带来的环境改变而恶化土体质量。
4.3湿陷性黄土的建筑地基处理
湿陷性黄土属于黄土层地区常见的土体,其遇水浸湿后,土体结构会发生破坏性改变,进而产生不规则性沉降,对一些管线与基础设施有严重影响。因此施工时要对建筑的地基进行处理,建议采用钢渣工艺进行地基加固处理,能够有效保持水土,减少沉降量。
4.4施工质量控制
施工时确保所用设备安全、合格,避免出现因设备问题而导致施工的速度降低,管道线完工或要有监理进行验收,合格且符合设计图纸方可进行投用。
通过分析榆济输气管线报告,能够清楚的总结出黄土层地区的土质特点以及频发的地质灾害类型,而在此基础上,笔者又结合自己多年实践经验,总结出进行水土保持工作的原则与相关措施,这些能够在一定程度上改善黄土层地区的水土保持工作质量,为中石化天然气管道工程的有效运转提供保障。
On the Importance of Water and Soil Preservation
in Loess Areas to the Protection of Pipelines
by Quan Kai
Yuji Pipeline Branch of
China Petroleum & Chemical Corporation (Sinopec) Natural Gas Division
Abstract: In the development of oil and gas pipeline works undertaken by Sinopec, some gas pipelines are laid out through loess areas. But due to the complex geological factors in those areas, there is serious water loss and soil erosion that can often cause potential safety hazards to the operation of the pipelines. If no proper measures are taken, accidents can easily happen, resulting in adverse effect to the safety of the pipelines. In this article, the author gives a brief elaboration to the importance of water and soil preservation in loess areas to the protection of the pipelines.
参考文献
[1]武金慧,李占斌,,沈中原.西气东输隧道穿越工程水土保持监测与生态修复探讨[J].水土保持研究.2007(04)
[2]陈勤功,徐国桥,张国强,刘勇.黄土塬冲沟地段长输管道的水工保护方法[J].石油工程建设.2008(02)
露天矿山排土场的技术管理工作是矿山管理工作的一项重要内容,一旦发生失误,将会造成人为的地质灾害。龙门山石灰石矿建矿初期的主要排土场之一——云中寺排土场,由于建矿初期岩土分开排弃困难,且运距远,加之管理不善,导致未能按设计受纳岩石,形成了岩土混排。此后,曾受暴雨袭击而发生大面积滑坡,并在排土场下部沟内产生泥石流,冲垮了石灰石矿细碎车间5#皮带廊,毁损下方村庄道路及部分民房,造成了很大损失。虽然多次斥巨资进行泥石流地质灾害治理,但时至今日,该排土场泥石地质灾害的威胁依然存在,因此分析该排土场泥石流形成机理,有效地对泥石流地质灾害的治理,具有重要意义。
1 云中寺排土场特点及现状
1.1 云中寺排土场特点
云中寺排土场位于采场南部偏东处,原始地形最高处标高870m,最低处710m,面积168 280m2,自然坡度28°左右,地形陡峻。区内出露岩性为奥陶系第六段灰岩,局部地段为陡崖,无草丛灌木。排土场下方300m内无村庄和工业设施。排土场沟谷坡度陡,地形高差大,面积较大。区内多条沟谷,容易形成汇水。一旦形成岩土混排,尤其是卵圆形岩石与粘土混排,则会形成泥石流的隐患,而300m外的村庄、铁路和工业设施就会变为泥石流的袭击目标。
1.2 云中寺排土场现状
云中寺排土场由于自然因素和人为因素的双重作用,造成了泥石流形成的充足物质来源,埋下了泥石流地质灾害的隐患。在1989年该排土场停止使用至今,形成的高台阶排土场呈现五大特点。
(1)台阶高度大,坡顶到坡底垂直间距达190m左右。
(2)坡堆的坡面与地形坡面同向,且均呈高角度,坡面已达60°,局部达80°。
(3)坡堆里外物质组份基本相同,卵圆形岩石、粘土均匀相混。
(4)坡堆的物质孔隙度大,雨水易渗漏,容易到达基岩(排土前的原岩)上,滞流累积。
(5)无雨时节,土岩相粘固结,形成凸坡面,相对稳定,坡堆面上无杂草、灌木生长。
2 泥石流的形成机理及其地质灾害的治理
2.1 云中寺排土场泥石流的形成机理
云中寺排土场属高台阶排土场,一般条件下很难实现自然安息状态。一般自下而上1/3H处(H为排土场台阶高度)之下部,由于后续排弃岩土中大块岩石的滚动产生的夯实作用,使得呈现安息状态。安息角约在35°~40°,上部因粘性作用,呈现凸形坡面,一段时期后固结并暂时稳定。在雨季,云中寺排土场多次接纳雨水,由于岩土间孔隙度大,由小到中雨的雨水很快从坡堆面上渗透,充沛的雨量,使得渗透到原始基岩,岩土混合物安全被雨水所浸透。
在雨水渗透岩土混合物时,岩土混合物中的粘土由于吸水性强,逐渐地吸水膨胀、软化,而粘土与卵圆形岩石之间的固结性能也因水而失去,相应的凸形坡堆的重量也因纳水而自重加大,坡堆间岩土相对挤压变形(泥石流的重力成因作用),凸形坡堆的稳定性减小。当雨水完全浸透到基岩上且滞流累积时,邻近基岩的圆卵形岩石因与粘土失去固结性能而发生失稳,在基岩斜坡面上向下滚行。粘土失去粘性,显现滑腻特征,反而起了卵圆形岩石的作用。细流静态水作用后的凸形坡面在人们不易觉察下,已开始向坡底蠕动,恰在这时,更大的暴雨袭来,不仅该区多条沟谷的汇水冲击,而且坡堆顶部采场运矿公路的多方汇水也朝云中寺排土场奔来,霎时间,大量的雨水相聚,硕大的洪水(泥石流的动力成因作用)及重力作用对泥石流的产生形成了巨大的推动力,因而倾刻间,云中寺排土场泥石流形成,造成灾害性的后果。
2.2 云中寺排土场泥石流地质灾害的治理
根据以上分析不难发现,形成泥石流的三大物质——洪水、(卵圆形)岩石、黄土(粘土),三者可谓缺一不可。因此,要进行泥石流的灾害治理,也要围绕这些方面进行设计、规划。
(1)杜绝水系来源。在排土场的顶部,修渠筑坝,将运矿公路的多方汇水引至无岩土混合物的非排土场沟内流走;在排土场的两侧多条沟谷汇水的支系修渠引水,使得雨水不论细流静水,还是大水洪流,都能顺渠归流到无岩土混合物的非排土场沟内流走,而不致浸透渗漏于排土场内的岩土混合物里。
(2)挖渠引流。在排土场两翼近岩土混合物处,不能引水归流至其它非岩土混合物的沟内,要挖渠引流,顺岩土混合物与水系沟谷的原岩相接处,引流至下方适当地方,再引出该排土场。
(3)筑坝拦截,阻石分水,使岩土与水分开。修筑透水坝,将岩石固体与泥水液体分离,使(卵圆形)岩石阻挡不动,泥水透坝而流走,这些岩石就会逐渐形成稳定的坝底,护坝阻石,使后来的(卵圆形)岩土停止前行,从而阻断泥石流的产生。
中图分类号:TD8 文献标识码:A
中国是一个矿业生产大国,黑色煤炭、钢铁、有色金属、稀土等产量均位于世界产出量的前列。而且随着工业迅猛快读的发展,矿产资源以及矿产品的需求量及消耗量也越来越大,而采掘业的发展使矿产资源的开发力度、广度和深度也越来越大。目前国内矿石开采从品位较富、埋藏较浅,易采易选、交通方便的矿床已优先开采。但矿床开采的趋势趋于深部复杂地层即便如此也达不到当今矿产品需求关系的平衡。因此矿产违章开采,乱采盗采的现象层出不穷。从而导致在矿石开采过程中疏忽披露,为及时按照有关规程开采,治理,从而导致地质灾害频发。矿山在开采资源的同时,不仅有诱发崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等突变性地质灾害的可能,而且有诱发地面沉降、土壤荒漠化、水环境恶化、生态环境恶化等缓变性地质灾害的可能性的发生。本文就矿山地质灾害以及如何预防进行说明。
一、要想预防地质灾害的发生就必须要先了解什么是地质灾害地质灾害是指地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形成的,对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用(现象)。 自然科学界的定义简称地灾。以地质动力活动或地质环境异常变化为主要成因的自然灾害。在地球内动力、外动力或人为地质动力作用下,地球发生异常能量释放、物质运动、岩土体变形位移以及环境异常变化等,危害人类生命财产、生活与经济活动或破坏人类赖以生存与发展的资源、环境的现象或过程。不良地质现象通常叫做地质灾害,是指自然地质作用和人类活动造成的恶化地质环境,降低了环境质量,直接或间接危害人类安全,并给社会和经济建设造成损失的地质事件。地质灾害是指,在自然或者人为因素的作用下形成的,对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用(现象)。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、煤层自燃、黄土湿陷、岩土膨胀、砂土液化,土地冻融、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化,以及地震、火山、地热害等。
二、矿山地质环境治理的基本原则
1、以人为本、预防为主、防灾减灾
由于所有的地质灾害,直接或间接的对矿山职工和矿区居民的生命财产安全构成威胁,因此“治病需以防病为主”不能等到真正地质灾害发生了,矛盾激化了,才亡羊补牢。地质灾害防止工作要从预防做起,由防控灾,防灾减灾的原则,对正在开采的矿山以及废弃矿山、闭坑矿山进行监测预防,从而减少甚至避免地质灾害的发生。因此矿山环境治理首先要保证矿区免遭矿山开发诱发的各种地质灾害的危害,达到防灾减灾的目的。从矿山开发设计时就应考虑到地质灾害治理方面工作。
2、因害设防、综合治理、减少损失
针对矿山地质环境破坏的特点、方式、分布及危害程度,抓住重点和主要关键环节,因地制宜、因害设防,可适当采用拦、排、护、整、填、植等方面的综合治理措施对矿山环境进行治理。治理原则目的为降低已发生地质灾害影响面,减少地质灾害发生所造成的国家、人民财产损失。条件允许情况下可以在地质灾害发生后稳定后,对地质灾害发生区域进行绿地回复,植物配置等绿化处理。
3、注重效益、分清主次、分期实施、有序进行
矿山地质环境治理工程、矿山开采过程中必须在遵守生态社会效益优先,获取最大的经济效益的前提下。进行逐级实施。并要区别开不同的矿山所存在的地质环境问题,采取不同方式方法实施治理措施。同时矿山自身根据资金情况、矿山地质所存在的环境问题危害的大小、轻重缓急,分期、分阶段进行治理。做到边生产边治理,生产治理两不误同时进行的工作原则,力争做到矿山开采完毕后,治理工作也相应结束或者接近尾声。避免由于矿山开采已久未进行治理所造成的遗留问题,增大防治治理难度。如辽宁抚顺西露天矿,目前存在的大面积山体滑坡问题,已很难治理,甚至无法治理。因此矿山治理工作要引以为戒,要认识到早防早治,早治好治的重要性。
4、地灾防治要做到工程与生物双方法相结合
在矿山环境治理过程中只有将工程方法与生物种植紧密结合,才能达到矿山环境治理的最终目标。真正意义上的达到一劳永逸。因此就要求地灾治理人员,要科学的运用各种工程方法、生物方法对所在矿山地灾进行综合性治理工作。但其缺点是前期投资稍大,但此种方法可以一劳永逸避免重新治理,总体上节约了治理成本以及人力物力的动用。此方法所治理的矿上,不进能控制住地灾的发生,而且在某些程度上可以改善小范围内的气候环境,应广泛应用于矿山环境治理中。
三、矿山地质环境治理具体措施
以地下采空区为例,进行论述。
地下采空区和矿山疏干排水导致地面沉陷、形成地裂缝,会影响到地面的农田和建筑物。采空区的定义是是地下固体矿床开采后的空间及其围岩失稳而产生位移、开裂、破碎垮落,上覆岩层整体下沉、弯曲并引起的地表变形和破坏,在地面上常可见到圆形塌陷坑及平行于地下开采巷道的地裂缝。由于疏干排放地下水,改变了地下水流的自然渗流、径流条件,水浮力消失,水的潜蚀作用使充填物流失,形成空洞,在真空吸蚀力和重力作用下也可造成塌陷。对采空区的治理主要是为了预防与控制地表残余沉陷的发生。此类方法可细分为3种:
1、全部充填采空区支撑覆岩,以彻底消除地基沉陷隐患。充填法可以分为: 干石充填法、尾砂充填法、胶结充填法、注浆充填、水力充填和风力充填等。其中,以注浆法应用最广泛、效果最好;但此种方法的费用过高,某些大型矿山不适合此方法,如本溪彩屯采空区,深度在地下500米左右,如果采用全部充填法来处理的话,则不适合,而且造价非常高。因此建议采取其他方法处理。因此此方法适合采空面积较小区域,或者建筑物下溶洞区域处理。
2、局部支撑覆岩或地面构筑物,减小采空区空间跨度,防止顶板垮落。常用的方法有注浆柱、井下砌墩柱和大直径钻孔桩柱或直接采用桩基法等,此种方法适合面积较大,且留有支柱的采空区进行实施。特点工作量相对较小,是全部充填的1/10-1/20左右。适合大面积采空区处理。
1 引言
路基施工是整个公路施工中关键环节之一,同时施工过程中的质量控制也是决定公路质量的必要因素。近年来,随着我国经济的越来越快发展,人们对公路建设的要求越来越高,但是越来越多的公路问题也频繁出现,特别是在公路修建过程中的地质灾害,轻者会增加了施工难度,严重的会带来巨大的经济损失,并威胁人们的生命财产安全。
2 公路路基工程中常见地质灾害概述
公路路基突发自然灾害主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷四种。这四种灾害往往是群发的,降雨是重要的诱发因素。其分别具有以下特点:(1)滑坡。 滑坡在公路工程中比较容易产生,在重力作用下,斜坡上的岩体沿着一定的软弱面或软弱带整体向下滑动。 这种地质灾害的形成往往是由其他地质灾害而引发的。 (2)崩塌。崩塌是指较陡的斜坡上的岩土体受到重力作用,突然脱离母体崩落,或者滚动堆积在坡脚。如果在公路中出现崩塌,不仅阻碍公路的正常通行,还给事后处理带来很大的难度,重者会造成一定的人员伤亡。 (3)地面塌陷。地面塌陷是由外在原因造成的,对公路的伤害较大。它是在自然或人为因素作用下,地表岩、土体向下陷落形成的塌陷坑。(4)泥石流。 泥石流常发生在山区公路建设中,是山区特有的一种自然现象。它是由于降水而形成的一种特殊洪流,夹带大量的固体物质,如泥沙、石块等。据统计,贵州省干线公路的地质灾害(含滑坡、崩塌、泥石流、高切坡)共计有301处。
3 公路路基常见地质灾害的预防
面对公路路基中常见的地质灾害,要保持冷静,首先判断崩塌、滑坡、泥石流等威胁的范围,然后及时逃离险区。 下面就提出了一些灾害预防措施。
3.1 滑坡的预防
滑坡预防基本方法有:(1)消除或减轻水对诱导滑坡的影响;(2)改变滑坡外形、增加滑坡的抗滑力;(3)改变滑带土石性质,阻滞滑坡体的滑动。 当发生滑坡时,可以采取的预防措施还有很多,比如设计截水沟或泄水洞,这样可以较好的排除地下水,防止泥沙流入淤塞排水孔道;利用树木或草皮的根系吸收地表水分,在山坡上适当种植可以有效排除地表水;为了确保建筑物基础的稳定,可以采取减重或修建支撑物的办法,以达到增设滑坡体重平衡条件的目的。
3.2 崩塌和地面塌陷的预防
安徽省S209和G105境内段公路典型灾害边坡均为土夹石及强风化岩质边坡,普遍存在坡面坍塌、岩质边坡崩塌,坡面较陡,部分坡体稳定性差等特点。对于崩塌和地面塌陷的预防,可以采取的措施有考虑改道绕线,以对付塌方规模
较大且难以根治的状况;截断地下水流,使塌方体干燥并排出地下水;采用种植植物或铺砌石块的方法加固边坡,以增强其受冲刷的能力;设置挡土墙增加边坡的支撑力,增强坡体的稳定性,以防止土体塌落。
3.3 泥石流的预防
在预防泥石流灾害时,需要采用草皮等材料,设置支撑物,如挡土墙、石砌支柱等,设置排水系统,如排水沟、泄水洞等,这样不但可以减少坡面荷重,加固边坡,还能够减缓水流对山坡的冲刷作用,使土层干燥,确保坡面有一个牢固的防护体系。
4 公路路基常见地质灾害的治理
4.1 崩塌滑坡的工程治理
崩塌滑坡的工程治理有五部分。(1)查明崩塌滑坡的险情状况,包括性质、成因、变形机制、边界、规模、活动状况、稳定状况及危险程度;(2)参与计算评价的有关岩土物理力学参数及水文地质条件;(3)危害程度,包括可能遭受危害的人、物、设施的位置、规模、价值及可迁移程度;(4)影响治理工程实施的自然条件(地形、水源、天然建材等)及社会条件(交通、能源供应、劳工等);(5)经济效益、社会效益进行防治的必要性、可行性论证。XX地方路基灾害类型主要有沿河路基水毁,滑坡,崩塌,路基冲断等。S304桂平至苍梧段位于桂平市境内,该路段崩塌滑坡较为频发,调查后发现由于路线沿线水田较多,水系发达,水源丰富,每逢汛期公路两侧均被洪水淹没,从而经常会导致崩塌滑坡。 查明原因后根据引发事故的条件很快便制定了相应的解决方案,在方案经济效益以及可行性通过核实后,很快便解决了桂平至苍梧段的路基灾害问题。
4.2 泥石流的工程治理
泥石流的工程治理,需要开展泥石流区的专门性地质调查研究,查明泥石流沟固体物源、水源和地形等形成条件的特征和发展趋势,划分各泥石流沟的危险程度。对危害性大泥石流沟谷,应进行生物、工程防治。
5 加强对公路路基灾害防治的研究
5.1 查明灾害险情
查明灾害险情是防治公路路基灾害的首要条件。 公路路基灾害防治是一项特殊工程,在进行地质灾害防治之前,要明确地质灾害险情的存在,采取合适的工程措施,控制地质作用,改造地质体系,加强工程总体布置、结构设计、施工要求等的控制力度。 此外,还要在公路工程设计、建设和使用过程中,科学预测地质灾害险情的发展,根据地质剖面分析地质作用的性质、原因、变形机制、边界、规模、活动状态、稳定状况、危险程度以及所处的地质环境条件,如地下水及气候状况,地震情况等进行正确评价。
5.2 建立完善的预警系统
公路工程建设过程中及建成后,需要建立完善的预警系统,严格贯彻“以防为主、防治结合、全面规划、综合治理”的原则,加强对公路边坡及后山斜坡的巡查和监测。可采取悬挂“警示牌”、布置监控等措施,作一定程度的预警预报。对于即将到来的灾害,要有有效的措施来进行预防。在地质灾害重点防范地段,加强地质灾害群测群防工作,加强地质灾害险情的巡回检查。同时,还需要根据天气以及即将到来的强对流天气的规律和活动强度,划定地质灾害危险区,予以公告,设置警示标志,建立健全地质灾害监测网络和预警信息系统,重大险情地段采取工程治理或搬迁避让措施等,严禁乱砍滥伐、乱采乱挖、乱堆乱倒等,要多种植树木,降低地质灾害的侵袭。
5.3 加强地质灾害知识的宣传
凡参与公路工程建设的业主、监理、施工及运营养护各方,都要普及地质灾害知识,加强地质灾害知识的宣传,使他们能够准确了解地质灾害的危害,从而在面对地质灾害时,能够临危不乱,采取正确的预防治理措施,保证公路路基的质量。
6 结语
公路路基灾害的产生往往是受多种因素综合作用的结果,要想控制好路基灾害,将地质灾害带来的损失降至最低,需要因地制宜,科学分析,采取一系列的预防措施,切实保障路面的质量和稳定性,保证公路的使用寿命。
参考文献:
[1] 王秀丽,刘素花。浅谈如何防治公路路基灾害[J].城市建设理论研究2014(12)
中图分类号:X3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(b)-0147-01
随着国民经济持续稳定的高速增长,市场经济下的矿山开采不注重经济效益与社会效益和长远效益的结合,造成了一系列因肆意开采、安全管理意识淡薄、开发技术落后等造成的矿山地质环境问题。矿山地质环境问题不仅会引发接连的矿业地质灾害,给广大人民生活带来影响,还严重制约了国民经济的发展。
1 对环境造成的影响
1.1 引发塌陷危险
矿山开发活动还可以引发地质灾害,使地面遭受塌陷危险。首先,地面塌陷对道路和铁路的具有较大破坏作用。其次,地面塌陷对桥涵的影响和破坏。随着采煤的塌陷,受到影响的桥梁或涵洞由于下沉的速度较慢和随沉随治理的观念盛行没有得到及时重视,将随着井田的进一步开发呈现大面积积水甚至全部变成水域的现象。再次,地面塌陷对河流堤坝具有一定的破坏作用。最后,地面塌陷对村庄有一定的破坏作用。
1.2 引发地质灾害
在矿山资源开发时,能诱发很多地质灾害,对人民的生命、生产生活和财产安全造成了一定的危害。矿山开发,极易引发滑坡、泥石流、山体崩塌现象。矿业开采,特别是露天矿业开采,加上自然环境的影响容易形成滑坡等地质灾害。矿山开采使得坡体原有平衡被打破,导致山体倾斜,岩土变形,直接诱发崩塌和滑坡;矿山开采中的矿渣随意堆放,不及时处理,给山体造成了超负荷,导致滑坡现象;矿业开采中的残渣遇雨水等暴风雨天气,形成泥石流。
1.3 地貌景观影响
主要表现在植被稀少,石漠化严重,水土流失等。石漠化在喀斯特脆弱地貌环境下,因为人类的不合理开采矿业或过分强调经济活动等造成的土层植被遭破坏,水土流失、土地生产能力下降的岩石景观。此种情况也在露天开采中容易出现,由随意堆放的矿渣等构成,破坏了生态环境。
1.4 土地资源影响
矿业活动对土地资源的影响和破坏主要体现在土地占用和地面塌陷上。土地占用主要是工业场地和矸石堆放占地。此外,随着矿业开发活动的加剧,对矿区土地资源的影响程度将持续,受影响和破坏的土地范围增大,矿业开采中的有毒有害成分渗入土地资源中,对植物和环境造成了危害和污染。
1.5 水体环境影响
矿业开采直接或间接地污染了水源。由于矿业开采中的不妥善处理残渣和污水废水,造成污水经雨水冲洗后流放到周围的农田、土地中,再进一步污染农作物,影响了整个生态系统的和谐稳定。此外,有些矿业开采中直接排出废水污水,渗入地表,直接污染了地下水源和土地质量。含水层造成影响。此外,矿业开采中对矿井的不合理开采容易影响到含水层水质水位等,对于浅部含水层及民用井、煤系地层及上下覆含水层、地下水水位及水质都造成了不同程度的影响。
1.6 大气环境污染
采石场中,尘土飞扬,乱堆乱放的废石废渣经狂风一吹,漫天飞舞造成了严重的大气污染,严重影响了空气质量。
1.7 噪音污染
矿业开采中,机器声巨大,振动分贝较高,形成了噪音污染,严重影响了周围居民的正常生活。
2 如何恢复治理矿山环境
随着经济的发展,矿山开采成为国民经济的重要支柱,但也带来了不少环境问题。矿山环境的恶化是每一个矿业工作者和公民关心的问题。当前的重要任务是恢复治理矿山环境,并在以后进行矿山开采时,注意保护环境,合理开采,促进地方经济可持续发展和人与自然的和谐统一。
2.1 应根据情况,合理分区
矿业工作者应根据矿产资源开发计划,矿山地质环境问题类型、分布特征及其危害性以及矿山地质环境影响评估结果对矿山环境合理分区,方便对症下药。首先,应坚持以人为本、以土地治理再利用为中心的原则。其次,要在现状评估、预测评估的基础上,对评估区地质环境总体影响程度作出综合结论,明确分清区内相似、区间相异情况,进行环境分区。再次,根据各个分区的不同情况和特点,对其进行定量和定性分析。例如:根据各片区的特点分成矿区南、北、中等区,在此基础上,进行对其进行重点防治区和一般防治区划分,明确各片区的地理位置及面积大小,分析其地质环境现状,提出合理的解决方案。
2.2 针对症状,改善矿区环境
针对不同分区的环境恶化形式和地理环境特征,采取不同的改善矿区环境方式。
(1)改善矿区生活质量,防止地质灾害发生。矿山在开采过程中形成的石头、泥土、灰尘等容易造成地质灾害,给矿区人员或周围居民的人身安全造成严重威胁。在对于地质灾害容易发生的地区,有效采取措施改善环境质量。(2)充分发挥覆土和矸石作用,增加耕地面积和减少危害。矿山开采后,容易形成大面积的塌陷现象,造成耕地面积减少,还对矿区人民的生命安全造成威胁。针对此现象,坚持可持续发展的原则,将覆土重新回填进坑洼处,不仅有效增加了耕地面积,还合理解决了覆土的安置情况。对采矿后产生的矸石等固体废物进行综合治理,防止其造成的地质灾害影响,又避免了浪费资源现象的发生。(3)及时修复因地面塌陷造成的交通道路、坝体沉陷、渗漏现象。矿山开采后,容易造成交通堵塞,坝体沉陷,地下水层渗漏等现象,对矿山周围的人民生产生活造成了影响。(4)充分利用已有矿井排水处理工程,发挥矿井排水、选矿排水等的有效作用。利用排水处理工程进行妥善排水,并对生活废水集中处理,保证矿区地下水和地表水水质不受污染,也是保护矿区环境的一项重要措施。(5)绿化环境,保护植被。矿山的开采不仅产生了较多的废石废渣,造成了山体滑坡和水土流失现象,不仅危害人类自身,还破坏了植被,破坏了生态环境。为此,矿山工作者应该注意绿化环境,加强植被修复和保护,使得矿区的自然景观和生态环境功成于千秋万代。
2.3 治理与恢复并行,有效保护矿区环境
我们除了对矿区环境进行治理,还要对环境矿区环境进行保护和监督,促使矿业开采继续为经济发展服务,且不至于危害生态环境。
采取监测措施,加强环境监督功能,防止边坡崩塌、滑坡等地质灾害的发生。合理处理废石废渣合理,选择好堆放位置,使它不危害含水层和发生地质灾害。保护植被,加强植树造林工程,减少恶劣环境造成的地质灾害对人们造成的危害。全面建立并不断完善矿山地质环境监测系统。例如,建立塌陷区地面变形观测等,完善矿区地质灾害监测网络、信息系统和预警体系。
矿山地质环境保护与安全生产是矿山企业在实际生产过程中所面临的两大主题,也是当今社会、政府主管部门以及矿山企业所关注的热点问题。如何既合理地开发矿产资源,又不至于造成矿山地质和生态环境恶化以及重大地质灾害事故发生,是实现经济社会可持续发展战略的重要研究课题[1]。
1、矿山地质环境的内涵
矿山地质环境是指曾经开采、正在开采或准备开采的矿床及其邻近地区,其岩石圈上部与大气、水、生物圈组分之间,不断地进行着联系(物质交换)和能量流动,这一部分组成一个相对独立的环境系统。这一系统是以岩石圈为依托,矿产资源开发为主导,不断改变着地球表面和岩石圈自然平衡状态的地质环境,也是一个环境地质问题较多、地质灾害较突出的环境。矿山地质环境存在的问题主要有:采、选矿过程中产生的有毒、有害气体,矿渣,废水,粉尘等,不仅直接影响作业环境和工作条件,而且给矿区周围的大气、水质、土壤造成危害;废石堆、尾矿库挤占大量土地、农田;污水和烟尘的排放,污染水源、江河和大气,也破坏了景观和植被;露天矿边坡崩落,井下采空区造成地面塌陷;矿井突水、矿山疏干排水引起邻近地区地表水和浅层地下水疏干涸干或形成海水入侵;采矿剥土等造成水土资源平衡失调,易诱发和引起土壤侵蚀、水土流失、土地沙化以及滑坡、泥石流等地质灾害。所有这些环境地质问题,都给人类生产和生活带来严重影响,而且预防和治理的难度很大。因此,必须切实加强和做好矿山地质环境的监督管理[2]。
2、矿山地质环境存在的主要危害
矿山开采诱发的地质灾害主要为地面塌陷、地裂缝、崩塌及滑坡、煤层自燃、矿井突水、有害气体突出、冒顶等。针对上述主要类型分析如下。
2.1 崩塌
多发生在地质构造发育地带。矿山开采而诱发的岩土体崩塌,在平原地区主要为开采粘土、砂石矿产时的边坡失稳;在山区露天开采过程中的坡角过大而诱发的岩体崩落(包括建矿时修路切坡等),以及在深部采矿过程中出现地面塌陷而导致上覆脆性岩体(节理裂隙发育)沿裂隙出现崩落。如某煤矿,该矿区上覆第四系玄武岩,储矿层为侏罗系,经多年的地下开采,形成大面积的采空区,并且出现地面塌陷,引发上伏玄武岩沿节理出现裂缝,在降水作用下,沿裂隙在陡坡处出现崩落,危害近陡坡处的人群及建筑物。
2.2 地面塌陷
多年以来,地下开采矿山地区均有不同程度的地面塌陷发生。这些矿山多分布于山间盆谷地及其周围。塌陷坑一般近椭圆或近圆形,略大于采空区范围,深度由内至外,从大变小,个别塌陷由数个塌陷坑相连或重叠。煤系地层多分布于中生代的砂岩、砂砾岩、页岩之中,岩体类型为软弱层沉积岩,该地层岩体结构松散、破碎,处于新构造运动上升区,断裂分布广泛。煤层矿体多属于浅埋藏型,松散覆盖层厚度比例大,矿层覆岩强度低,厚度比例小,岩性组合复杂。当地下矿层被采出后,采空区的顶板岩层在自身重力和上覆岩层及建筑物等的压力作用下,产生向下的弯曲和移动,当顶板岩层内部所形成的拉长应力超过该层的抗压强度时,直接顶板首先发生断裂并相继冒落,紧随其后的是上覆岩层相继向下弯曲、移动,进而发生断裂和离层,随采矿工作面的推进,受到采空影响的岩层范围不断扩大,当矿层开采的范围扩大到某一时刻,在地表就会形成一个比采空区大的盆地形塌陷坑。
3、矿山环境治理方案实施部署原则
3.1 以人为本,减灾防灾的原则
矿山开采诱发的各种地质灾害隐患直接或间接地对当地居民的生命财产安全构成威胁,因此矿山地质环境治理首先要保证其免遭该类地质灾害隐患的危害,达到防灾减灾的目的。
3.2 因地制宜,突出重点的原则
针对矿山环境地质破坏的特点、方式、分布及危害程度,重点对开挖较深的采坑、露天堆积较大的矿渣堆、高陡边坡(危岩体),顺坡就势因地制宜实施削坡、填坑、平整修复治理工程。
3.3 工程措施与生物措施相结合的原则
以工程措施为主修复破坏了的地形地貌景观,并结合种植树木的生物措施修复破坏了的矿区矿山生态地质环境。
3.4 量力而行、注重效益的原则
根据资金情况,结合矿山环境地质问题危害大小情况,矿区地质环境治理工程既要遵循生态、社会效益优先,又要争取最大的经济效益。
4、矿山地质环境保护及治理措施
建立矿山生态环境监测及预警系统。加强对采矿活动引起的环境污染和地质灾害的监测及预报,及时采取有效防范措施。矿产开发成本的提高,反过来可促进矿山环保技术的革新和科技进步,这不仅有利于矿山地质环境的恢复,还可使发展环保技术的矿山企业盈利。矿山地质环境恢复治理的程度,是衡量一个地区发达程度的标志。只有把矿山地质环境问题作为经济要素来实施,矿业才是地区经济可持续发展的表征,才有益于社会获益于人民[3]。建议如下:
4.1 加强新建矿山审批管理制度,防止产生新的生态破坏和环境污染
加强新建矿山审批管理制度。对不符合建设条件和对生态环境破坏严重,又无条件采取有效防治措施的拟建矿山,建议实行“环保一票否决制”;限制在地质灾害易发区开采矿产资源,禁止在地质灾害危险区、自然保护区等区域开采矿产资源;限制改扩建含硫量大于1.5%的煤矿,禁止新建含硫量大于3%的煤矿。
4.2 加强矿山地质灾害评估和环境影响评价制度,制定生态环境恢复治理方案
新建、改扩建矿山应严格执行矿山建设用地地质灾害危险性评估和环境影响评价制度。开发利用方案中必须有水土保持、环境治理达标、矿山生态恢复和重建的实施措施。经批准确定的新建矿山的生态环境保护工程与地质灾害防治工程,必须与主体工程同时设计、同时施工、同时验收和使用。新建矿山的生态环境治理率必须达到100%。
参考文献
一、明确方向,将综合效益作为矿山地质环境恢复治理工作的价值追求。
1.环境效益。矿山开发造成的地质灾害种类繁多,矿山开发造成的生态环境污染危害严重。因此, 矿山地质环境恢复治理具有重大的环境效益。
2.资源效益。尾矿含有可回收的有用物质,还可直接充当建筑用材,也可作为建材等行业的重要原料。尾矿和废石堆积占用的大量土地复垦后,又可增加土地资源。
3.经济效益。矿山地质环境恢复治理可减少或避免地质灾害,所产生的经济效益表现为负效益的减少。对尾矿、废石和土地的利用同时产生经济效益和综合社会效益。
二、坚持原则,将主体责任作为矿山地质环境恢复治理工作的重要抓手。
1.坚持“谁开发谁保护、谁污染谁治理、谁破坏谁恢复”原则。对于责任主体缺失的废弃矿山,一是倒追落实责任单位,明确造成环境问题的责任主体。二是明确治理成果的受益主体, 项目如果有环境效益,财政应当出资;如果有资源效益,要评估具体的投入产出,资源收益可以弥补相应支出;如果有经济效益,可以招商引资。三是矿山环境治理后土地使用权收益可用于其他矿山的治理。四是废弃矿山余量资源收益可作为矿山环境综合整治资金。五是鼓励社会各界投资废弃矿山环境治理,准入治理项目的企业或个人,享有土地优先使用权,并减免治理工程相关税费。对于在采矿山,一是督促矿山企业严格执行矿产资源开发利用方案,不留新的环境欠账。二是加大矿山环境恢复治理保证金收缴力度, 拒绝缴纳保证金的,不予办理采矿许可证年检、注销其采矿许可证。三是督促在采矿山增强矿山环境保护意识、自觉履行矿山环境保护承诺和恢复治理义务,落实边开采、边治理措施,最大限度减轻矿业活动对生态环境的影响与破坏,矿山最终闭坑时必须完成矿山环境治理。
2.坚持“以人为本、防灾减灾”原则。地质灾害对矿山职工和矿区周围居民的生命财产安全构成威胁,因此矿山环境治理首先要保证矿区免遭矿山开发诱发的地质灾害对人员生命财产安全的危害,达到防灾减灾的目的。
3.坚持“因害设防、综合治理”原则。针对矿山地质环境破坏的特点、方式、分布及危害程度,抓住重点和关键环节,因地制宜,因害设防,采取拦、排、护、整、填、植等措施对矿山环境进行治理。
4.坚持“注重效益、分期实施”原则。矿山地质环境恢复治理工程应遵循生态社会效益优先的同时,争取最大的经济效益。针对不同的矿山地质环境问题,采取不同的治理措施。同时根据资金情况、矿山地质环境问题危害大小、轻重缓急,分阶段治理。
5.坚持“工程措施与生物措施相结合”原则。工程措施配置合理,能够根治地质灾害,但其缺点是投资过大。而生物措施具有投资较小、能改善小气候的特点,恰能弥补工程措施的缺点,应该在矿山环境治理中广泛应用。
三、规范操作,将制度建设作为矿山地质环境恢复治理工作的根本保障。
1.市场化整治废弃矿山。一是公开废弃矿山地质环境恢复治理信息。在运作上,可以招标、拍卖,可以协议委托。二是健全市场运行规则,包括准入条件、技术标准、收费标准、工程规范等。三是激活市场主体。只有环境效益,没有资源效益、经济效益的项目,可实行技术劳务发包。既有环境效益,又有资源效益和经济效益,但资源和经济效益较低的项目,可实行定额补贴、税收优惠、货款贴息等优惠政策,通过市场竞争实施。对有资源效益和经济效益的项目,要进行专项评估,掌握其效益状况,对其中有明显级差收益的项目,要通过市场招标拍卖,分享级差收益;对没有级差收益的项目,可通过行政授权的方式运行。
2.严格露采矿山采矿权设置。一是划定山体资源特殊保护区。在山体资源特殊保护区内禁止开山采石;在山体资源特殊保护区外要实行限制性开采。二是对允许开采的山体,要集中设置采矿权,直至这一山体全部开采完毕,不得开采地面标高以下部分。三是采矿权要设置到山体顶部,推动自上而下的分水平台阶式开采;禁止斜坡式、一墙式开采。
3、建立诚信准入制度。对没有履行矿山环境保护与恢复治理义务或不缴、少缴、拒缴保证金的矿山企业,列入矿山环境保护诚信档案黑名单,采取不予其办理采矿许可证延续或变更登记、不受理其新的采矿权申请等管理措施;对黑名单矿山的开办、投资、入股、出资、控股单位和个人,禁止其进入采矿权市场参加竞买。
0 引言
陵川县五谷山地质灾害隐患治理工程位于陵川县县城城西,危岩体崩塌严重威胁着附近陵川县农村饮水工程管理服务中心和陵川县机动车驾驶员培训学校110名职工的生命财产安全、西背磺场三级公路道路通行及行人车辆的安全,崩塌一旦发生,还将严重威胁西背台区部分村镇居民的生活用电,危害严重,其后果不堪设想,影响社会经济和谐、可持续发展。
1 工程地质条件
1.1 地形地貌
项目区地貌分区属褶皱断块侵蚀中山区,调查区山顶呈圆形,地形东南高西北低。
1.2 地层岩性
据现场调查,项目区及其附近分布出露地层主要有第四系上更新统(Q3)、石炭系上统太原组(C3t)。
1.3 地质构造与区域地壳稳定性
项目区地处华北古板块内部,属典型的板块构造。根据《山西省区域地质》按断块构造学说的划分方案,陵川县位于华北断块中的吕梁~太行断块太行山块隆西翼南段。
项目区位于陵川县县城,区域地震活动较为频繁,震级较小,最大震级为3.5级。根据GB50011-2010《建筑抗震设计规范》(2010年),陵川县抗震设防烈度为7度,设计地震分组为第三组,设计基本地震加速度值为0.1g。
1.4 水文地质条件
项目区位于三姑泉域,区内第四系地层中,砂质黄土土质疏松、孔隙发育,垂直节理发育,透水性较强,含水性差,当降雨强度较大时,石炭系灰岩孔隙中会赋存少量地下水,补给来源主要为大气降水,当降雨停止时,又会通过地表蒸发和地下渗流很快疏干。边坡稳定性受地下水影响小,当降雨强度较大或持续时间较长时,地表水径流、入渗径流及表层孔隙水对边坡岩体软弱岩石影响较大,容易发生崩塌地质灾害。
2 地质灾害概况
2.1 地质灾害现状
根据调查,项目区地质灾害类型主要为危岩、崩塌,时有碎石崩落。项目区表层岩体节理裂隙发育,软岩风化强烈,使岩层碎裂呈大小不同块体,甚至呈松散结构。部分坡脚堆积崩积物质,崩塌体块石呈棱角状,一般块径小于0.2m,少部分0.3~0.5m。崩塌体顶部岩体受节理裂隙、岩体结构、风化卸荷、降雨等因素的影响,已处于临界不稳定状态或潜在不稳定状态,局部地段偶见零星掉块现象,在暴雨、爆破震动等因素的作用下,极易发生块体垮塌现象。
2.2 地质灾害规模及发育特征
由于项目区内崩塌物大部分为岩体、少部分风化岩屑、土体,单体小于10000m3,根据崩塌规模等级表,项目区内崩塌灾害等级为小型岩质崩塌。
岩石节理裂隙发育强烈,将岩石切割为0.1~10m3不等片状、菱状、块状的岩块,且岩块间孔隙裂隙较大,造成边坡岩体不稳定,并且作用方向向坡面临空侧,使得坡面岩体处于应力不利的条件下,遇到不利因素,有可能诱发崩塌地质灾害。
2.3 地质灾害成因分析
项目区内岩石节理发育密度较大,发育密集的节理裂隙将岩体切割为大小不一的不规则形,在降雨作用下易于脱离母体发生崩塌。崩塌危岩带发育的地形陡坡大于80°以上,较大的地形坡度为危岩体变形提供了有利的空间条件。岩体一侧临空,卸荷作用在岩体上产生上宽下窄的楔形疲劳拉张裂隙,随着时间效应的作用,裂隙不断增大、加深,当岩体自身倾倒作用力大于抗拉强度时,岩体出现拉裂进而崩落。降雨作用是危岩体失稳崩落的主要诱发因素之一,其破坏表现为降低节理面的抗剪强度、裂隙水对岩块的静水压力、裂隙水的排泄对岩块产生的动水压力。陡峻的地形、节理裂隙发育、软硬岩互层的岩体结构是危岩、崩塌形成的内在因素,卸荷风化作用、降雨、冻融、地震都是崩塌地质灾害的诱发因素。
3 边坡崩塌稳定性评估
项目区斜坡岩体中有倾向坡外、倾角小于坡角的结构面存在;斜坡后缘已产生拉裂隙;顺坡向卸荷裂隙发育,坡度80~95°;主应力方向与坡向存在夹角,且主应力方向指向临空侧;根据地貌、地质特征分析,因此,认为五谷山边坡为可能失稳的边坡,存在崩塌地质灾害隐患,在目前自然条件下,处于缓慢变形阶段,稳定性差。如遇到连续降雨或强降雨过程,地震等不利因素,诱发边坡崩塌地质灾害的可能性大,由于陵川县城近年来雨量较大,最大日降雨量达到198.2mm,随着雨季的到来,边坡随时都有发生崩塌的可能。由于危岩体距离地面约10m高,因此其崩落时的影响范围可能达到20~30m范围。
4 地质灾害工程治理方案
4.1 工程布置原则
防治工程以保护道路交通行人及车辆免遭崩塌危害为目的,采取预防与治理相结合的方法进行设计。防治工程的设计、施工应与当地的社会、经济和环境发展相适应,与地方规划、环境保护等相结合。防治工程的施工应对环境影响小,不会引发其它新的地质环境问题及地质灾害为原则。防治工程的设计充分考虑当地的交通条件,遵循方便实用、就近取材的原则,使工程达到安全、经济、美观和适用。
4.2 工程总体任务
项目区内以危岩崩塌地质灾害治理为重点。主要采取拦挡工程和坡面加固防护工程相结合的措施。
4.3 工程措施布置
拟采用削方除险+挡土墙+SNS柔性防护技术。具体工作及工作量如下:
削方除险工程。项目区内分布有一处土体崩滑和一处危岩体、崩塌体,已出现不同程度的崩塌,土体处已发生宽大裂缝,危岩体向外突出,虽不明显,但坡角大于90度,属不稳定岩体,故两处均处于不稳定状态,需对边坡上部进行削坡,下部进行堆坡压实,以确保整治后边坡的稳定和便于边坡绿化。
坡面防护。在危岩体清除后,为了稳固坡面松散物源,在坡面上采取锚杆+柔性网边坡防护。本工程采用主动防护系统,运用SNS柔性网覆盖、包裹在危岩体清除后的坡面上,以防止坡面碎石坍塌、坠落,不仅对崩塌体起加固作用,而且可将落石控制在一定范围内,对崩塌体起到加固围护作用,并对坡体坡面进行加固处理。
挡土墙工程。对坡角修筑浆砌石挡土墙,总长度约250m,宽1m,高2.5m,基础埋深1.5m。
坡面复绿。对挡土墙后坡面进行植草复绿,加强水土保持。草种的选择宜满足主根不发达、侧根发达的要求,还应具有抗旱、抗寒、抗贫瘠性的特性并优先选择本地物种。
截排水沟工程。根据现场踏勘和工程治理要求,需坡顶设截水沟,在坡脚设排水沟。排水沟和截水沟采用的浆砌片石、块石的强度等级为Mu20,采用M5砂浆砌筑,表面用M7.5砂浆(厚度为30mm)抹平收光。
5 投资概算及效益分析
5.1 投资概算
依据国家相关标准及定额,项目概算金额409.14万元,按照国家相关政策申请市级财政补助资金300万元,县乡配套资金109.14万元。
5.2 效益分析
项目实施完成后,消除地质灾害隐患,使当地群众能够安居乐业,促进安定团结、社会稳定,同时改善当地地质环境,进一步提高当地人民的生活工作环境。
通过上述分析,开展五谷山地质灾害隐患治理,将会取得显著的经济效益、社会效益和环境效益,实现当地社会经济的可持续发展。
同时通过五谷山地质灾害隐患治理项目的实施有效防止和控制水土流失的发生频率和强度,保护脆弱的生态环境,促进人文与自然协调发展。
参考文献:
[1]2004年6月,山西省第三地质工程勘察院、山西省陵川县地质矿产局提交.《山西省陵川县地质灾害调查与区划报告》.
地质灾害预警工程项目的投入产出与生产项目是不一致的,所以以简单的定性方法来评价地质灾害防治项目效果是片面的,不合理的。进而,寻求一种更合理、更客观、更全面地评价地质灾害预警项目经济效益的方法成为当务之急。
1、评价意义
1.1、开展投资项目经济评价已成为经济和社会发展的客观要求和世界各国项目决策的普遍趋势。通过地质调查项目评价,能识别项目对国民经济发展的需要程度及对社会影响的范围,为争取国家财政支持,保障重点项目专项资金的投入提供依据,提高财政资金的使用效率。同时,也为国家制定政策,进行国土资源规划、决策和管理提供重要依据。
1.2、项目的评价有利于建立以项目管理为核心的新的运行机制,完善地质调查项目的可行性论证、项目的监理和项目的后评价工作,提高项目的质量和管理水平,促使地质调查项目工作目标明确、内容具体、操作规范和成果符合要求。有利于提高项目产生的经济效益、社会效益、环境效益的协调发展。
1.3、项目评价在商业性投资项目中应用广泛,但在我国开展地质调查项目评价及其研究时间较短。目前,国际上也没有成熟的评价理论和方法可供直接利用。因此,进行地质调查项目评价的理论和方法研究,对新一轮国土资源大调查项目的实施和管理具有重要的实践意义和理论意义,同时也对公益性投资项目的评价产生重大的影响。
2、地质灾害预警工程项目经济效益评价方法
2.1、评价内容、指标及评价标准
2.1.1、评价内容、指标
地质灾害预警工程项目的实质是开展地质灾害多发区的调查,建立地质灾害预警、监测、预报系统,为治理规划、防灾减灾提供依据,为基础设施建设工程、国民经济和城乡发展规划规避风险、减少损失提供参考。因此,地质灾害预警工程项目的经济效益即指成果被经济活动所采纳,从而为国民经济建设作出贡献而产生的效益。既包括因地质灾害预警工程项目的实施而使受灾体直接避免经济损失而产生的直接效益,又包括因受灾体免遭破坏而避免的关联性损失所产生的间接效益。
地质灾害预警工程项目的经济效益可根据“替换理论”,从工作区预期地质灾害损失的关系中通过替换计算获得。即将计算地质灾害预警工程项目的经济效益替换为计算工作区预期灾害经济损失。计算公式如下:
采用效益-费用分析法,计算地质灾害预警工程项目效益与投资(费用)的比值。地质灾害预警工程项目经济效益分级及评估标准,按效益费用比的大小分别设定如表2-1。
2.2、直接经济效益计算方法
根据“替换理论”,地质灾害预警工程项目直接经济效益采用预期直接经济损失替换计算。因此,首先研究工作区预期灾害直接经济损失计算方法。
预期直接经济损失计算的方法可分为以下两种方法。
方法一:突发性地质灾害多采用此方法
首先设定评价标准,国家科委、国家计委、国家经贸自然灾害综合研究组受国家经贸委的委托,曾承担制定了一个全国自然灾害分级标准(略)。
上表中增加第Ⅵ级灾害的原因,是由于我国大量存在这个级别的地质灾害。表中损失率(ρ)的含义是,灾区在灾前的所有可能成为受灾的对象(有形资产)在灾后的总实际损值(VL)与灾前的总经济净值(VP)之比。用公式表示为:
其次,确定预期灾害灾级及计算损失值。假如不进行地质灾害预警工程项目,肯定会发生灾害。可采用两种方法来计算损失值。
一是采用经验取值法,对评价地面变形、岩土位移等灾害来讲,一般习惯于保险的做法,只设定发生了一次小型灾害(以求得最小损值)。其直接经济损失量、值从表2-2、2-3均可查到一个从0.01―
二是计算预期直接经济损失,除了查表2-2、2-3可找到灾级损失概估数外,尚可采取计算的办法求出比较接近实际的评估数。
直接经济损失一般包括资本损失、产品损失、生产损失三部分。此三方面的损失项目在未损前的净值于我国的各级统计年鉴中均有反映。前两项(资本和产品)主要是有形资产,在年鉴的固定资产及流动有形资产统计中有所反映,后一项在国内生产总值中有所反映。根据统计年鉴的统计资料可以计算出灾区单位面积内的有形资产净值、单位面积及单位时间的国内生产总值,以它们作为基础,再和灾区面积、灾害损失率、灾害时间(平均恢复期)发生关系,即可预估出有形资产的预期损失值及国内生产总值的预期损失。估算步骤如下:
(1)求预期灾区有形资产净值
第一步,求预期灾区每平方公里的有形资产净值
根据统计年鉴及有关报表,求出预期灾区(一般是预测的危险区)的所在行政单元(如市、市区、县城、小镇、乡村等)内所有有形资产的总经济净值(VP),除以行政单元面积(m),即得行政单元每平方公里的有形资产净值VP1。
式中,DLi为第i种地质灾害对受灾地区的全部直接经济损失。
方法二:缓发性地质灾害多采用此方法
采用类比法进行直接经济损失的计算。
根据目前地质灾害实际情况所统计的资料进行估算预期直接经济损失。
若有些地区的灾害形成机制和灾害形成过程相似;其社会经济结构,也具有相似的统一性,即可利用类比法来根据已知地区的地面沉降有关数据,估算未知地区的地面沉降的有关数据和所造成的损失。估算公式如下:
3、结语
地质灾害监测预警工作是一项牵涉地区经济社会和谐发展、人民安居乐业的长期任务,希望针对地质灾害预警工程项目特点,设计一套可操作性强的指标体系和评价标准,以期为该类项目的立项、成果验收、成果使用效果的评价提供系统的分析工具。通过分析,明确地质灾害预警工程项目满足经济社会发展需要的程度,找出差距与不足,保证国家专项资金最大效益为社会经济及国土资源管理服务。
(一) 煤矿地质灾害的分类
煤矿地质灾害是指,在进行煤炭开采过程中,受自然因素或是人为因素影响地质环境的平衡被破坏,引发地质环境变化所产生的地质灾害及因此而衍生出的次生灾害,是地质环境对开采行为的一种反馈。而根据地质灾害持续的实践及动力作用方式我们将它们划分为以下几类。
首先根据地质灾害持续时间分类:第一,突发性地质灾害。此类地质灾害具有的特点是突发、高能且危害性较大、持续时间短。如井下突水、突泥持续的时间大概是数分钟~数天,瓦斯和煤尘爆炸、煤与瓦斯突出等只有数秒钟;第二,渐发性地质灾害。这类地质灾害主要特点是发生相对缓慢、持续时间较长但危害不是很剧烈。如沙漠化,其年平均增长率保持在
其次根据动力作用方式可将煤矿地质灾害划分为两大类:第一自然动力类型地质灾害,它包括内动力地质灾害、内动力地质灾害所诱发的灾害及自然外动力地质灾害三个小类,如地裂缝、岩溶塌陷、井下突水突砂、泥石流、水污染和大气污染等;第二是指人为外动力与自然动力复合类型地质灾害,主要包括人为外动力与自然外动力复合地质灾害及人为外动力与内动力复合地质灾害两个小类,如水污染、大气污染、水土流失及盐渍化、地裂缝、煤层及煤矸石自燃等。
(二) 煤矿地质灾害的主要特点
煤矿地质灾害的主要特点大致包括以下几个方面,分别是群发性、衍生性、区域性、持续时间的多样性、不可避免性和可防御性、影响的多面性。
首先群发性是指在煤炭开采过程中,地质环境的平衡性被破坏,所引起反馈行为所造成的灾害并不是鼓励的,会在同一地区或是某一时段集中发生形成灾害群,如煤层自燃、井下突水、塌陷灾害等;其次衍生性是指由于煤矿开采造成的环境影响是连锁性的,如煤矸石山自然会引起矿区的大气污染,而大气污染会引发矿区居民的空气质量,造成呼吸道疾病甚至是肺癌。或有害矿井水排放没有经过科学处理造成水体污染并影响到了土壤质量,使得有害元素进入到农作物,人体长期食用,引发地方病;第三地质灾害的区域性是指,灾害发生是受一定的区域条件影响控制的,像煤矿区岩溶塌陷和矿井突水灾害,就主要发生在岩溶发育区域和石灰岩广布地区;第四灾难持续时间的多样性是指煤矿地质灾害其发灾所持续的时间是不同的,如煤与瓦斯突出、煤尘爆炸等发灾时间较短,而采煤塌陷、地方病等持续时间较长;第五,煤矿地质灾害的不可避免和可防御性是指,煤矿地质灾害在现今的经济技术条件下,都是不可完全避免的,但可以依靠科技技术去积极预防的,从而减少灾难的发生并减轻灾害的损失;最后说其影响的多面性是指,煤矿地质灾害不仅关系着煤矿企业的经济利益、社会形象,更关乎众多矿工的生命安全和矿工家庭的幸福,还影响到该地区的经济效益与环境效益。
二 造成煤矿地质灾害发生的原因分析
(一) 客观因素
首先在进行煤矿开采活动之前地球表面与岩石圈是平衡的,那在采矿的过程中,实际上我们是从地壳内部通过各种技术如钻采、坑采或是露天开采、液采等把矿石和岩石开采出来的,我们这个开采过程实际上就类似一个把地壳肢解的过程,使原本平衡、自然的地壳,出现了空洞变得不自然协调和平衡,从而造成了地壳物质环境的不稳定,从而诱发了煤矿地质灾害发生,这也是其本质原因。
其次,在煤矿开采中尤其是地下采矿需要排净矿坑下的积水且对地层漏水做处理,而这一行为会影响到地下水的平衡,造成地层的不稳定和不协调性。而如果在煤矿开采过程中还不按照科学的方式进行,乱挖滥采还会造成矿坑突水、瓦斯爆炸、冒顶等煤矿地质灾害的发生。
第三,我们说矿业活动并不是单一的煤矿开采,它还包括选矿和冶炼加工等,但是这些工序需要用到火与水进行相应的技术处理,并产生废气、废水、废渣等,这三废的排放、堆积、处理问题也是较为严重的,农田、森林、地下水等等,可以说对周围的环境会有严重的危害,使居住环境质量下降,影响到人类的健康,
(二) 主观因素
首先,由于对于煤矿经营企业的把关不严格,一些地方和民营的小煤矿发展迅速,他们的煤矿开采不讲科学,开采方式过于粗暴,与国营煤矿企业争夺矿产资源,甚至一些民营小煤矿寄生在国营矿山上,直接在国营大矿山上挖洞,造成瓦斯泄露、透水等事故的发生。
其次,矿山腐败现象严重,一些国营矿山被转为私人承包,一些煤矿老板只注重煤矿开采量和不断增产,对安全生产忽视,对矿工的生命安全于不顾,用钱收买上边领导,对下面群众禁止发声,这种罔顾矿工生命安全、罔顾造成的环境问题和地质灾难,只满足自己私欲的经营方式,造成煤矿地质灾难频繁。
第三,国家的煤矿安全生产检查让一些煤矿主有漏洞可钻,光有法律法规和各种生产规则,执行力度不强硬,一些检查人员易受利益驱使,降低检查标准。还有则是黑煤矿的存在现象依旧很严重,他们为了一己私利擅自开设煤矿,管理混乱,技术水平低,只注重经济所得,不顾灾难的预防和环境的综合治理。
三 地质灾害的监测技术方法概述
地质灾害监测的目的是及时掌握灾害体的变形动态,并分析其稳定性,从而超前做出预测预报,以防止灾难发生,并为灾难治理工程提供科学的依据和相关资料支持,为社会提供对地质灾害的监测信息服务,开展对地质灾害的监测能最大程度的获得连续的空间变形数据,将其应用防治工程效果评估中。地质灾害监测是集地质灾害形成机理、时空技术、监测仪器和预测预报技术于一身的综合技术,其方法大致可分为以下四大类。
(一) 变形监测
变形监测是指通过测量位移形变信息为主的监测方法,比如说地表相对位移监测、深部位移监测和地表绝对位移监测,此类监测技术已发展较成熟,有着较高的精准度,是一种常规监测技术,能获得直观的灾害移形变信息,因此通常是预测预报的主要依据。
(二) 物理与化学场监测
比如说应力监测、放射元素监测、地声监测、地球化学方法及地脉动测量等,都属于监测灾害体物理与化学场等变化信息的监测技术方法,因为地质灾害的物理和化学场发生变化,常常与同灾害体的变形破坏有着重要联系,因此此类监测方法较变形监测具有一定的超前性。
(三) 地下水监测
很多地质灾害的形成或是发展都与灾害体内部或是周围的地下水活动有着密切的关系,因此对于地下水的监测是很重要的。地下水监测如其名,以监测水质特征为主要内容,包括地下水水位监测、孔隙水压力监测以及地下水质监测等。
(四) 诱发因素监测
此类监测技术方法主要是对造成地质灾害的诱发因素进行监测,比如说气象监测、地震监测、地下水动态监测、人类工程活动监测等等。降水和地下水活动是造成地质灾害的主要诱发因素,因此对于降水的时空分布特征和降水量的大小是对区域性地质灾害评价的主要判断指标,而人类工程活动作为现今地质灾害的主要诱发因素,其监测也是地质灾害监测的重点内容。
可以说地质灾害的监测技术日趋成熟,监测水平和监测的精准度也在不断提高,监测方法变得多样化,立体化的监测性网络也建设的颇具规模,有效加强了地质灾害的综合判断能力,从而促进了对地质灾害发生的预防工作的有效性。
四 预防煤矿地质灾害发生的具体措施
(一) 开采沉陷地质灾害预防
随着煤矿开采范围的不断扩大,被破坏的土地和塌陷的土地越来越多,为矿区造成了严重的灾害影响,要及时采取措施使开采沉陷地质灾害降到最低程度。首先利用能减轻地表下沉、降低地表破坏的煤矿开采技术如大条带协调式全采法、充填条带法或是冒落条带法、水砂充填法等,于此同时在地表有建筑物的地区要对地面建筑物进行一定的维修加固处理。矿区还应积极开展开采沉陷地质灾害的预测预报,定期、重复观察监测路线的空间位置变化,并有效整合分析资料,寻找规律,预测被破坏程度。从而上报开采区域的地面塌陷状况,从而让负责部门提供相应的技术支持,降低破坏程度减轻灾害压力。
(二) 瓦斯与煤尘爆炸的预防
煤矿瓦斯爆炸的新闻总是很多,因此我们一定要做好瓦斯爆炸的预防工作,减少安全事故的发生。首先我们要加强采区的通风管理,降低瓦斯浓度,因此要保证各采区都有独立的进回风系统,从而将瓦斯浓度控制在安全范围内;其次要建立完善的瓦斯检查制度,严禁矿工在瓦斯超限的情况下作业;第三要加强对矿工安全意识的教育宣传工作,严禁将易燃易爆物带入井下,尤其是井下吸烟,一定要严格控制,井下使用的机械、电气设备要符合安全要求。而煤尘引发的爆炸,我们需要注意的是减少生产过程中的煤尘量并消除火源。
(三) 矿井水害预防
矿井水害具体指的是矿井突水和老井透水,这也是煤矿地质灾害的重点防治内容之一,绝不可以忽视。因此在开展矿井水害的预防工作时,我们要做好充足的考虑,进行详细的调查和细心的考证,并及时有效坚决的处理。首先对于矿井周围的老窖和采空区要有详细的调查,数据越详尽越好;其次在发现煤层发暗发潮、工作面温度降低等这些出水的征兆时,要及时与外界联系,并转移工作人员;第三对井筒的位置选择要避开易受洪水影响这一因素,使其能防止河流或是洪水灌入井下,另外要做好挡水墙、防洪沟等防水设施的建设。
(四) 煤矸石山自燃预防
煤矸山的根本出路在于能被综合利用,但现今其利用量远远低于排放量,煤矸石的积存量可以说是有增无减,因此对于煤矸山的治理工作重点仍是对煤矸石山自燃现象预防的有效性。其主要预防措施有以下三种:首先,煤矸石的正确堆放。为了防止煤矸石的自燃我们在选择堆放地质时最好应选择缓峡谷,使其回填山谷,从而复土造田,堆放时要使裸