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地质灾害勘查与防治措施探讨论文

发布时间:2023-12-28 14:01:18 文章来源:SCI论文网 我要评论














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   摘要 :随着生产技术的进步和工业产能的快速增长, 我国对矿产开采的需求不断增加。地质灾害的勘查与防治 成为了地质工作者必须优先解决的问题。本文从地质灾害 的主要分类出发,结合现代地质勘查常用的技术手段,从 技术引进应用、法律法规制定、人才队伍建设与工程处理 等五个角度深入探讨了地质灾害的勘查与防治措施。

  关键词 :地质灾害勘查,地质灾害防治,措施探讨

  1 地质灾害相关概述

  常见的地质灾害包括山体滑坡、山体塌陷和泥石流 等,具体介绍如下。

  (1)滑坡。由于地震、地下水活动和河流冲蚀等因素, 导致斜坡上土体或岩体因重力作用沿剪切破坏面整体或 分散滑移的现象被称为滑坡。滑坡多发生在土体松散、岩 体抗剪强度低的地区。持续性降水会极大程度增加滑坡发 生的概率。一方面,雨水的渗入会大幅增加松散土体的整 体饱和度,增加土体和岩体的整体质量,从而引发滑坡 ; 另一方面,风化带和半成岩等岩层内部的滑动面在受降水 影响后, 整体抗剪强度降低, 进一步增加滑坡发生的概率。

  (2)崩塌。崩塌的地质活动发生条件与地质构造环境 和滑坡基本一致。在实际的地质灾害多发地区,崩塌和滑 坡往往相互关联,并相互转化。一方面,多次崩塌所形成 的崩塌结构整体抗剪强度较差,容易形成滑体,从而引发 滑坡 ;多层次滑体在下滑过程中由于质量和结构差异,会 发生碰撞, 导致土体和岩体的滑坡转化为崩塌 ;另一方面, 崩塌岩层冲击到滑体会引发新的滑坡灾害,而滑体遇到陡 峭地势则会直接导致新的崩塌灾害。二者的相互转化和影 响会大大增加该类型地质灾害的破坏性和危险性。

  (3)泥石流。泥石流通常作为滑坡和崩塌的次生灾害 出现。其地质活动发生条件与地质构造环境(除水体条件 外)基本相同于滑坡和崩塌。滑坡和崩塌转化为泥石流的 情况一般包括两种 :一种是在滑坡和崩塌过程中伴随着强 降雨,直接转化为泥石流 ;另一种是滑坡和崩塌发生一段 时间后,携带的土体和岩体物质堆积在水源环境附近,并 由降水等条件触发形成泥石流。泥石流因其突发性强、破 坏性大、流体速度快、流量大的特点,对人民的生命财产安全和地区的生态环境构成巨大威胁。


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  2 地质灾害勘查介绍

  地质灾害勘查与矿产勘查及工程勘查不同,更加注重 理论性和技术性。因此, 地质灾害勘查具有以下特点 :

  (1)地质灾害勘查的工作量不固定。与矿产勘查及工 程勘查相比,地质灾害勘查在实际推进过程中注重对地 区地质形态结构的解析与重建以及影响地质结构的因素 确定。因此,在选择勘查指标、应用勘查方法和实施技术 标准时,需要根据灾害规模和区域环境的适宜性进行适 当调整。

  (2)重视结构性分析。地质灾害勘查非常重视结构性 分析在灾害诱因分析、地区土层岩层结构形成机理分析和 地质结构变形原因分析等方面的指导作用。通过结构性分 析,地质工作人员可以根据结构模拟灾害的发生、发展和 演化过程, 为防治工作提供指导。

  (3)重视理论假说的补充作用。由于国际上尚未形成 关于地质结构稳定性的计算方案和量化指标,地质灾害勘 查在整理、计算和分析相关数据时,重视理论假说对模型 构建和模拟计算的补充作用。

  (4)工作周期具有延续性。地质灾害勘查的实地勘查 活动虽然在工作周期中占据主要地位,但后续的地质环境 监测、地质数据计算等活动得出的信息常常对勘查结果具 有修证的价值。这使得地质灾害勘查的工作周期具有延续 性,后续工作为未来勘查活动提供指导,并改变工作设计 和活动模式。

  为适应地质灾害勘查的特点,常采用以下四种勘查方 法实施实际勘查活动。

  2.1 矿体物探勘查法

  矿体物探勘查法,全称物理探矿勘查法。其与传统地 质学勘查手段的差异主要体现在矿体物探勘查法更注重 勘查过程中矿体结构不同部分的岩层密度、矿体磁性、土 层弹性和放射性等物理特性的差异,并以此为基础对区域 内地质结构信息和形变敏感程度进行模拟、推断、整理和 分析。在实际应用中,通常采用高密度电阻法和瞬变电磁 法根据不同探测物理属性。

  高密度电阻法主要用于浅层地质结构分析,在地质灾 害勘查活动中起到了重要作用,可以避免采空区崩塌、地 裂缝滑坡等情况发生。通过将大约百十个电极布置在勘查 剖面上,利用电极转换装置和配置了处理程序的微型计算 机对电极返回的电位数据进行分析,可以绘制出勘查区域 地电剖面图示结果,便于勘查人员分析空洞、裂缝等可能 导致地质灾害的地质结构位置,为判断区域地质结构信息 和形变敏感程度提供数据支持。

  瞬变电磁法不仅能够确保勘查精度,还具有较强的环 境适应性,可用于高原等极端环境中。在实际应用中,通 过向勘查区域发射脉冲磁场并观察由地下介质产生的二 次感应涡流场,可以得出地下介质的具体电阻率,并以此 确定岩层类型, 为结构推断提供信息。

  2.2 矿体钻探勘查法

  矿体钻探勘查法作为传统的勘查手段被广泛应用于各 类地质勘查活动 ;在地质灾害勘查活动中,这种方法通常 用于富矿地区周围的地质结构分析和地质灾害评估活动。 根据矿体厚度选择合适的钻探探头和钻探深度,矿体钻探 法能够获取完整的地区岩层样本,为地质灾害勘查活动中 的地质结构分析提供信息支持。由于矿体钻探法对区域周 边整体地质环境的影响较小且技术成熟,因此在地质灾害 勘查活动中具有广泛的应用前景。在实际应用中,勘查人 员需要根据区域环境进行方案调整,例如在高原地区进行 勘查活动时,对于厚度较大的原生矿体可以采用地表岩心 钻探, 而对于较薄的矿体则可以采用坑内岩心钻探。

  2.3 遥感勘查法

  遥感勘查方法的具体手段体现为 3S 技术的科研应用。 3S 技术包括全球定位技术、地理信息分析技术与环境遥感 技术。全球定位技术能够实现勘查区域的快速定位,地理 信息分析技术则能增强对区域内地理信息的收集与扫描 效率,环境遥感技术能帮助工作人员控制环境细节对信息 收集活动的影响,三者相互促进相互联系。通过将这三者 应用于地质灾害勘查活动,能有效提升结构信息的收集效 率、加强数据信息的具体程度,并为后续勘查活动的地址 选择与技术应用提供指导,从而减少额外干扰,提高勘查 结果的分辨率与可信度。例如,在青藏高原这样气候变化 剧烈、自然条件复杂的极端环境下,通过 3S 技术进行遥感 勘查可以在确保人员安全、减少物料消耗的同时获得精确 的环境数据与表层地表结构情报,为后续的结构分析、灾 害评估与强化勘查等决策提供信息指导。

  2.4 水文地质与岩土力学勘查法

  水文地质勘查方法与岩土力学实验方法是相对独立的 地质学勘查手段,但将这两者有机结合能够极大程度上提升勘查结果的数据精度与信息质量,同时联合开展这 两种方法可以避免资源浪费与数据冗余,对后续活动的 开展具有积极意义。例如,在地质活动较为复杂的区域, 首先可以通过水文地质勘查活动对区域内地下水资源的 运动规律、水体质量的成分差异与水体源头的位置等信 息进行明确把控, 借助钻探、地球物理勘查等手段得到成 型的区域水文模型 ;然后通过岩土力学实验利用土力学、 岩石力学的相关知识进行岩石声纹测试和岩石断裂韧度 测试, 获取岩层的构成信息与结构性质, 进而得到成型的 区域岩层模型 ;最后结合水文地质勘查获得的水文信息 与岩土力学实验获得的岩层信息,能够推断出区域内地 质结构的演变过程与结构弱点,进而为后续的地质灾害 防治工作提供服务。


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  3 地质灾害防治措施探讨

  3.1 强化高新技术的引进应用


  随着科学技术的发展和理论技术的推进,高新技术在 地质灾害防治领域的作用逐渐变得明显。例如前文提到的 3S 技术(全球定位系统、地理信息系统、遥感技术),现阶 段已被广泛应用于地质灾害防治活动中。通过全球定位系 统,地质专业人员能够快速定位灾害发生区域,以便调度 附近资源 ;而通过地理信息系统的分析技术,可以通过对 灾害发生后的地理信息进行分析,获取灾害的初步情报 ; 同时,结合遥感技术的远程监控效果,可以了解受灾地区 的具体情况,从而有助于制定和实施治理方案。以上信息 充分说明了高新技术在地质灾害研究领域的应用价值,因 此相关部门应该重视引进高新技术的应用,这对促进行业 发展和保障地质安全具有积极意义。

  3.2 健全地质与环境保护体系

  地质灾害防治工作的根本目的是为了更好地保护自然 生态环境和人民的生命财产安全,因此,建立健全矿产行 业的相关标准和管理规范是构建地质与环境保护体系的 第一步。一方面,政府应该重视矿产开采活动对环境的影 响,重视开采标准规范的优化和细化,使所有开采活动符 合规章制度 ;另一方面,政府应该关注相关资质水平的设 定,确保行业准入标准与地区发展前景相适应,以避免发 生安全事故和环境污染 ;此外,地区产业应该重视榜样的 指导作用,通过进行行业标杆的评选,进一步强化行业规 范和技术标准, 全面推进地质与环境保护体系的建设。

  3.3 地质灾害的工程处理手段

  (1)滑坡的防治措施与工程处理。基于滑坡发生所需 的地质活动发生条件与地质活动构造环境,在对其开展防 治与处理活动时通常采用以下工程手段 :

  第一,重视水体资源对滑坡灾害的影响。在针对滑坡 开展防治活动时,重视水体资源的工程处理工作能够通过 降低或减轻水的危害及时降低滑坡灾害的综合强度与滑 坡灾害的发生概率。一方面,地质工作人员应针对斜坡结 构内现存地表水资源进行排除工作的开展,因其多存储于 防水性较好的岩层附近,因此可采取开挖截水沟、排水沟 以构建导流系统的方式缓解强降雨环境下斜坡结构滑坡 体附近的水资源处理压力 ;另一方面,地质工作人员应针 对斜坡结构内现存底线水资源进行排除工作的开展,在这 一部分需要结合前文的水文地质勘查方法与岩土力学实 验方法进行,通过将水文信息与岩层信息相结合,合理使 用暗沟、渗井等工程结构进行排水作业。

  第二,提升岩体抗剪强度。坡体外形的工程处理活动 需要根据区域地质结构与施工环境因地制宜,避免因施工 不当导致的二次灾害。通过提升岩体抗剪强度,能够有效 提升一定区域内地质结构强度,避免因地震、地下水活动 与河流冲蚀等因素导致的滑坡灾害。在具体应用中,提升 岩体抗剪强度的手段主要包括改变滑坡体结构与改变岩 层性质两种手段。在应用前者时,主要通过勘查手段分析 滑坡体与滑动面的具体关系与结构性质,并以此为基础开 展坡体削除与土体回填工作,从而改变滑坡体外形,降低 滑坡灾害发生的概率,需要注意在进行坡体削除前应对削 除区域周围进行简单的加固与稳定作业,以避免施工事故 的发生 ;在应用后者时,则可以通过在必要区域设置石笼 结构的方式避免土体滑动,同时也可使用区域爆破、水泥 灌浆的方式对土体岩体进行处理,改变其理化性质,进而 提升其稳定性以避免事故的发生。

  (2)崩塌的防治措施与工程处理。由于滑坡灾害和崩 塌灾害在地质条件和构造环境上具有高度相似性,因此在 防治和处理崩塌灾害方面可以参考上文关于滑坡的防治 措施和工程处理方法。然而, 与滑坡灾害发生在土体松散、 岩体抗剪强度较低地区相比,崩塌灾害经常发生在由于不 合理开采导致地质结构脆弱、稳定强度降低的矿区附近。 针对这种情况, 本文提出以下防范和控制措施的建议。

  第一,调整采矿方式。相比于对地质结构具有高破坏 性和对结构分析要求较高的坑道开采,露天采矿能更好地 维护周边区域地质结构的稳定性。通过将露天采矿与人工 放坡、植被种植等手段相结合,能有效提高矿区附近地质 结构的稳定性, 避免崩塌灾害的发生。

  第二,重视工程设计。考虑到矿体开采活动的复杂性 和专业性,在具体活动开展之前应加强地质灾害勘查工 作,并根据勘查结果进行相应的工程处理,如排水结构设 计、岩层阻拦设计和边坡稳定设计等。通过重视上述设计的应用,能够有效提高采矿区域的地质稳定性,从而避免 崩塌灾害的发生。

  (3)泥石流的防治措施与工程处理。相比于滑坡灾害 和崩塌灾害,由于泥石流形成、发展和发生活动对水资源 依赖较高,在防治活动上存在一定的可控性和可预见性, 因此针对泥石流的防治主要从灾害预防和工程处理两个 角度展开。针对泥石流的灾害预防是一个全面、立体的体 系,泥石流多发区域的地方政府应重视气象部门的指导作 用,密切监控汛期强降水天气的分布形式,并以此为基础 进行预警信息的发布和防灾预案的设计。为了保护人民的 生命财产安全,政府应重视水体上游的监控管理,在出现 灾害预兆时及时按照相应的灾害疏散流程进行人员的疏 散和安置。而针对泥石流的工程处理则需要基于降低发生 频率和控制破坏程度的根本理念,并通过拦截和疏通两种 工程手段进行处理。一方面,对于水体上游土层结构分散 的区域,可以利用拦截堤坝和支护拦挡等手段进行控制拦 截,避免土层流失 ;另一方面,应重视对水流的处理,通 过拓宽河道、疏通淤泥和分离水土等手段能够有效增强水 体的导流效果,提高对于强降雨季节的控制程度,进而避 免水土流失和泥石流灾害的发生。

  (4)采空区塌陷的防治措施与工程处理。采空区塌陷 灾害的出现诱因有两个,一是在矿产开采活动中没有在进 行勘查活动的基础上进行构造设计,导致矿区结构脆弱 ; 二是采矿结束后没有及时处理采空区,使得地质结构劣 化,导致塌陷事故发生。基于以上因素,针对采空区塌陷 常采用的工程处理手段为土体填充,通过在采空区内部填 充周围可找到的土层材料,恢复其结构稳定性,并配合灌 木栽培、植被复垦等手段强化土质结构,以杜绝塌陷事故 的发生。

  4 总结

  综上所述,我国的地质灾害勘查与防治工作虽然取得 了一定进步,但与不断增长的发展需求和矿产需求相比仍 显不足。地质工作人员应关注行业发展的相关态势,从技 术和管理两个角度着手。一方面,要加强技术引进应用和 防治方案设计,优化勘查能力和防治效果 ;另一方面,要 重视人才培养和体系架构,推动行业发展和观念革新,为 我国的地质灾害勘查与防治工作做出贡献,进而保障人民 群众的生命财产安全。
 
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