岩土工程灾害的类型与防治措施

2022-09-11 版权声明 我要投稿

引言

我国是世界上岩土工程灾害最严重的国家之一。每年因岩土灾害造成的直接经济损失占自然灾害总损失的20%以上, 直接影响了人民的生活, 制约了社会的可持续发展。为了减少损失需全面查清我国岩土灾害的发育分布规律。

国土资源部从1999年开始, 在灾害严重的县 (市) , 陆续部署开展了县市灾害调查与区划工作。调查的重点是滑坡、崩塌、泥石流、不稳定斜坡、地面塌陷和地裂缝6种岩土灾害类型。据文献统计, 已经完成调查的290个县、市共计调查各类岩土工程灾害点56112处。其中, 滑坡28738处, 占灾害总数的51%;崩塌9421处, 占17%;泥石流4788处, 占8%;地面塌陷2698处, 占5%地裂缝1576处, 占3%;不稳定斜坡8891处, 占16%。

通过岩土工作者多年的研究工作, 表明这些灾害主要受岩土性质和结构、地形地貌、地质构造、植被覆盖率、地下水动力条件、大气降水、人类工程活动等因素的控制。

这些因素对不同类型的岩土工程灾害所起的控制作用各有不同, 甚至差异很大。

因此, 文中首先分析了岩土工程灾害的主要类型及其发育规律, 并在此基础上提出了一些灾害预测方法和防治措施。

1 灾害的主要类型

1.1 水土流失

水土流失主要与岩石类型、植被覆盖率、地形地貌、大气降雨及人类工程活动有关。岩石性质是决定水土流失的重要内在因素。植被是减少表层岩土被降雨直接冲刷的面积, 减弱表流对岩土侵蚀强度的重要因素。地形是直接影响水土流失的重要条件。而坡地水流速度直接受地形坡度的控制, 坡度越大, 水流速度越大, 水土流失越严重。

降雨对水土流失的影响, 不仅与降雨量有关, 更主要是决定于降雨强度, 一般降雨量多, 降雨强度大, 水土流失越严重。人类工程活动, 也是形成水土流失的一个非常重要的外在因素。调研结果表明, 毁林开荒、森林过量采伐、矿产资源乱挖乱采, 均会导致严重的水土流失。

1.2 地面塌陷

地面塌陷有岩溶地面塌陷和非岩溶地面塌陷。前者的形成主要与地质构造、岩溶发育程度、地下水动力条件、第四系岩性与厚度密切相关。

一般在断裂带和背斜轴部张裂隙发育, 岩石破碎, 岩溶发育。岩溶越发育, 地下水补给条件越好, 水量越丰富, 越利于地面塌陷的发生。

特别是第四系厚度薄或第四系沉积物含砂量较高时, 进行抽、排、放水时, 更有利于地面塌陷的发生和发展。非岩溶地面塌陷主要是采矿形成地下空洞或人防工程质量差而引起的。

1.3 泥石流

泥石流是在特定的地质地形条件下发生的一种岩土工程灾害。它的发生必须要具备有开阔陡峻、便于集水集物的地形和丰富的松散物质以及短时间内有大量的降雨, 三者缺一不可。在开阔陡峻地区, 如果岩石易风化并堆积了较厚的残坡积层或人工堆积了较厚的松散物质, 在暴雨之后, 往往形成泥石流。

1.4 滑坡

滑坡的发生或复活与岩石性质、地质构造、地形地貌、大气降雨及人类工程活动有关。滑坡受地质构造的控制作用极为明显, 主要表现在:

(1) 在活动性断裂带内较发育;

(2) 许多滑坡的滑动方向与构造面倾向基本一致, 表明岩层或断层面向边坡内部倾斜, 边坡稳定性好, 反之则稳定性差;尤其是当边坡角大于岩层、断层倾角并有软弱夹层或岩层裂隙发育时, 稳定性更差;

(3) 新构造运动强烈地区, 滑坡较发育。

1.5 崩塌

崩塌的发生与地质构造、地形地貌、大气降雨及人类工程活动密切相关。崩塌与地质构造的密切关系, 主要表现为: (1) 崩塌在深大断裂带内较发育; (2) 多数崩塌体的方向与构造面倾向基本一致; (3) 新构造活动地区, 崩塌较发育。地形地貌是控制崩塌的重要因素。

1.6 瓦斯爆炸

瓦斯爆炸决定于瓦斯含量, 也即瓦斯含量 (浓度) 要达到某一数值时才能发生。而瓦斯含量主要与地层的含煤量、岩石和煤层的孔隙度、煤层厚度、煤的变质程度以及所受的压力成正比, 与地温、地层和煤层的湿度成反比, 同时与地质构造也有密切关系。一般封闭条件较好的构造部位, 瓦斯含量较高, 反之不易保存, 含量就低。地下水的活动对煤层瓦斯含量也有很大影响, 一般地下水活动强烈的地区, 瓦斯含量较低。

1.7 地震

地震以构造地震为主, 主要受活动性断裂控制。

2 灾害发育规律

(1) 地域性规律。

地质环境条件的不同, 反映为岩土工程灾害类型的差异。

(2) 相关性规律。

主要指气候相关性, 如崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷和水土流失都与降水密切相关;而岩土工程灾害的类型、发育程度都和地貌特征、岩土类型密切相关。

(3) 诱发性规律。

人类不规范的经济和工程活动是引发或加重岩土工程灾害的直接因素。

(4) 多发性和群发性规律。

外生岩土工程灾害一般较分散, 多发而不集中造成特大灾害, 不易引起社会的重视;另一方面, 由于岩土工程灾害因素之间有共生、伴生、因果、诱发的关系, 而导致各种岩土工程灾害成群出现, 连续发生, 使灾情扩大。

(5) 缓变性和突发性规律。

岩土工程灾害的发生是地质环境异常恶化的表现, 不稳定因素的积累一般是较长期、缓慢的过程, 而某些诱发因素, 如集中的强降水等又常造成突发性灾害。

3 灾害预测

岩土工程灾害是地质环境恶化的终极反应, 研究的核心和目的是预测预报、岩土工程治理及生态环境的恢复。

近年来, 岩土工作重点由资源调查向环境地质工作转移, 在环境地质调查、研究和岩土工程灾害分析、预报、环境地质工程治理等方面取得了进展, 特别是公民的环境地质和生态环境意识得到提高, 局部环境地质条件经过治理得到改善, 但是从整体上看, 我国的环境地质工作任务还很重, 在人口、资源、经济发展的重压力下, 将进一步产生负环境效应, 并会引发各种岩土工程灾害。综合分析安徽省环境地质条件、岩土工程灾害的发育规律, 并考虑到未来的经济发展规划, 有些岩土工程灾害将呈现发展的趋势。

4 防治措施

岩土工程灾害防治的基本原则是“以防为主, 防治结合, 综合治理”。加强岩土工程灾害的科学研究、地质环境的调查、评价和岩土工程灾害预测预报, 特别是地质环境和人类活动的互馈作用研究;规范资源开发和工程活动, 促进环境、经济和社会的可持续发展, 建立人地协调的关系;采用地质工程措施和地质生态恢复相结合的治理方法, 重塑人地和谐、优美的人类生存环境;加强普及宣传工作, 使广大群众懂得如何防治岩土工程灾害, 化被动治灾、救灾为主动防灾, 以减少岩土工程灾害造成的危害。

(1) 坚持植树造林, 不断增加国土的植被覆盖率, 大搞植树造林, 增加国土植被覆盖率, 是保护环境与避免或减少水土流失的重要途径。

(2) 坚持矿产资源开发与环境治理相结合, 坚持“谁开发, 谁治理”的原则。

(3) 省、地、县 (市) 、乡要对土地的农业区域开发做出规则, 对土地的农业区域开发一定要合理规划, 尤其在开垦荒山、荒地时, 必须采取有效的措施进行水土保持。

(4) 道路、水利、厂矿工程建设要避开不稳定地段。

(5) 加强岩土工程灾害的监测、研究与防治。

摘要:本文作者总结了岩土工程灾害的主要类型及其发育规律, 在此基础上提出一些灾害预测的方法和防治措施, 并遵循“以防为主、防治结合、综合治理”的原则, 从而减少岩土工程灾害造成的危害。

关键词:岩土工程,防治措施,发育规律,地震,水土流失

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