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地質(zhì)災(zāi)害治理論文1

0引言

隨著人類對環(huán)境破壞的加劇，自然災(zāi)害也變得越來越頻繁。在自然災(zāi)害中，地質(zhì)災(zāi)害的威脅最大，重大地質(zhì)災(zāi)害可導(dǎo)致人員傷亡和財產(chǎn)損失，地質(zhì)災(zāi)害防治工作受到高度重視。因此，為了避免地質(zhì)災(zāi)害，有必要對水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害治理工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1水工環(huán)地質(zhì)監(jiān)測在地質(zhì)災(zāi)害治理中的應(yīng)用作用

水工環(huán)地質(zhì)監(jiān)測的廣泛應(yīng)用有力地推動了地質(zhì)災(zāi)害管理創(chuàng)新的發(fā)展，但由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用以及各種先進(jìn)精密設(shè)備儀器在水工環(huán)地質(zhì)監(jiān)測中的應(yīng)用，一直難以取得進(jìn)展。在我國水工環(huán)地質(zhì)監(jiān)測中，固定的長期開發(fā)周期不夠，很多技術(shù)裝備有待完善，開發(fā)體系不夠成熟，在地質(zhì)災(zāi)害管理應(yīng)用過程中會出現(xiàn)各種問題。因此需要對存在的問題及時采取優(yōu)化措施，確保調(diào)查結(jié)果真實有效，對技術(shù)人員要求更加嚴(yán)格，提高技術(shù)人員的技術(shù)資質(zhì)和專業(yè)技能水平，鼓勵技術(shù)人員深入地質(zhì)領(lǐng)域，深入基層開展工作，定期開展研究實驗的實際調(diào)查，運用有效方法得出真實結(jié)論，并根據(jù)調(diào)查結(jié)果采取積極有效的措施，及時發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害，減少隱患，為人民群眾的生產(chǎn)生活安全提供堅實的保障。

2水工環(huán)地質(zhì)監(jiān)測技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害治理中的應(yīng)用

2.1水工環(huán)地災(zāi)治理中的遙感信息監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

2.1.1遙感信息技術(shù)應(yīng)用原理與方法遙測技術(shù)廣泛應(yīng)用于地質(zhì)研究，具有獲取基本構(gòu)造、地質(zhì)標(biāo)志、水文標(biāo)志等特點。從采集到的圖像特征可以理解地下水的分布規(guī)律，通過間接植被分析證明地下沉降；可通過遙感技術(shù)入滲檢測古河道分布特征。還可以借助紅外熱成像來檢測地表水的確切位置等，實現(xiàn)水污染監(jiān)測。隨著高新技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，遙感信息技術(shù)已經(jīng)從單源向多源、從靜態(tài)向動態(tài)發(fā)展。該技術(shù)對來自多個來源的信息進(jìn)行復(fù)雜分析，其中“復(fù)合”對象包括照片、地圖、遙測信息和非遙測數(shù)據(jù)。根據(jù)物體的特征，選擇最佳延時照片，并采用合理的分類算法對其進(jìn)行分類。在災(zāi)害管理中，遙感信息技術(shù)主要用于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測。首先，研究從中等遙感圖像獲得的調(diào)查數(shù)據(jù)，識別危險區(qū)域，然后通過研究從更高的傳感器圖像獲得的調(diào)查數(shù)據(jù)，在距離上標(biāo)記危險地質(zhì)體。上述原則的應(yīng)用取決于準(zhǔn)確性和多樣性。其準(zhǔn)確性決定了其實施的對象和目標(biāo)。“低精度”適用于區(qū)域監(jiān)測，以幫助控制災(zāi)害機(jī)制的變化。“高精度”是指對威脅組織的詳細(xì)監(jiān)控，以便確定其活動的優(yōu)先級或目標(biāo)。此外，遙感技術(shù)的應(yīng)用指南見表1

2.1.2遙感信息技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)缺點廣濟(jì)掃描遙控傳感器不僅優(yōu)化了紅外和可見光采集技術(shù)，還擴(kuò)大了服務(wù)帶寬，增強(qiáng)了遙感信息技術(shù)應(yīng)用的便捷性。目前，用于災(zāi)害管理監(jiān)測的傳感器和遠(yuǎn)程傳感器已經(jīng)具備探測波長更長的電磁波的能力，對紅外和可見光的探測已經(jīng)達(dá)到納米級水平[1]。遙感信息源價格昂貴，必須實時或定期提供，以獲得實地災(zāi)害預(yù)警和預(yù)報。由于資金有限，不能廣泛使用，只能用于重點項目。現(xiàn)有的高分辨率圖像沒有得到有效利用，離實際需求還很遠(yuǎn)。遙感信息技術(shù)在災(zāi)害監(jiān)測中的作用尚未得到充分挖掘，主要用于宏觀調(diào)查。因此，加強(qiáng)這項技術(shù)的研發(fā)是十分必要的。

2.2北斗定位監(jiān)測技術(shù)在沉降地質(zhì)監(jiān)測中的應(yīng)用

2.2.1北斗地質(zhì)沉降監(jiān)測方法北斗定位系統(tǒng)以衛(wèi)星定位站參考技術(shù)為基礎(chǔ)，使用雙差分模型優(yōu)化RTK技術(shù)和數(shù)據(jù)同步監(jiān)測站。以參考點為基礎(chǔ)，綜合判斷地質(zhì)傾角監(jiān)測點的變形情況。在北斗定位中，地質(zhì)沉降監(jiān)測的實施依賴于定位的準(zhǔn)確性，因此被稱為北斗高精度測量技術(shù)。為解決電磁波的電離層延遲問題，可以采用雙頻接收機(jī)同時處理兩個不同頻率的載波信號[2]。在觀測數(shù)據(jù)中的誤差保持不變的情況下，可以通過觀測信息對其進(jìn)行校正，并可以創(chuàng)建相應(yīng)的模型。此外，距輸出和載波相位為北斗定位解決方案提供支持。

2.2.2北斗沉沒地質(zhì)監(jiān)測的實現(xiàn)首先，地下水活動規(guī)律對于監(jiān)測地質(zhì)沉降非常重要。必須監(jiān)測不同氣候環(huán)境中地下水位和水量的變化，以充分了解其對地質(zhì)沉降的影響。其次，基準(zhǔn)站的選擇是監(jiān)測系統(tǒng)可靠性的保證。參考站必須配備北斗接收器才能接收觀測數(shù)據(jù)。要知道施工區(qū)域的坐標(biāo)，選擇穩(wěn)定區(qū)域。為保證基準(zhǔn)站建設(shè)區(qū)域內(nèi)有足夠的信號覆蓋，視野要寬，區(qū)域內(nèi)不能有障礙物。為了避免來自參考站的干擾，必須遠(yuǎn)離高壓電力線和大型變電站。應(yīng)盡可能避免使用這種高功率無線設(shè)備。參考站不需要有人值守，必須配備備用電源，通信必須流暢穩(wěn)定。最后，做好監(jiān)測站的設(shè)計工作。根據(jù)變形特點，合理設(shè)置檢測中心。為了達(dá)到觀測的目的，真實地反映變形，在測點配置一個衛(wèi)星接收器。監(jiān)測站必須選擇地質(zhì)變化和重大變化的位置。觀景臺必須充分發(fā)揮作用，以避免阻擋或反射多條路徑，并且必須在1.5m至1.7m的距離內(nèi)操作。

2.2.3通信網(wǎng)絡(luò)的選擇初步建設(shè)完成后，還需要建立一個通信網(wǎng)絡(luò)，在站點之間建立有效的通信。適用于北斗地質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的方法有很多，如無線藍(lán)牙、無線WIFI、ZigBee、受限光纖等。由于中心距小，植被面積大，必須采用無線傳輸通信。基于系統(tǒng)采集到的大量數(shù)據(jù)，并且地點之間有合適的距離，CPE+無線基站+網(wǎng)橋是實踐中最理想的通信方式。2.3GNSS技術(shù)在滑坡應(yīng)急變形監(jiān)測中的應(yīng)用

2.3.1GNSS技術(shù)測試內(nèi)容①設(shè)置檢測基站。探測參考站應(yīng)綜合考慮目標(biāo)位置山體的走向和形態(tài)，結(jié)合巖土結(jié)構(gòu)和滑坡區(qū)實際情況進(jìn)行合理定位。②設(shè)置動態(tài)檢測點。這個過程是監(jiān)測GNSS技術(shù)的主要部分。通過部署自動檢測系統(tǒng)，即可完成在目標(biāo)區(qū)域的地質(zhì)數(shù)據(jù)的掃描，并根據(jù)掃描的數(shù)據(jù)結(jié)果，指定相應(yīng)的報告，包括對這些位置的監(jiān)控。在這種過程環(huán)境下，需要高度重視通信系統(tǒng)的建設(shè)，嚴(yán)格控制通信質(zhì)量，防止后期因數(shù)據(jù)采集不足而造成監(jiān)控質(zhì)量的損失。③設(shè)置信號接收器監(jiān)視器。該過程的重點是使用GNSS技術(shù)監(jiān)測滑坡的緊急變形。接收器位置的選擇，尤其是金屬礦物的位置，必須與控制站的位置相結(jié)合，防止后續(xù)信號接收受到諧波干擾[3]。④數(shù)據(jù)處理的監(jiān)控。這部分主要涉及計算機(jī)軟件數(shù)據(jù)處理和后續(xù)人工分析評估。需要說明的是，同濟(jì)大學(xué)GPSADJ軟件系列和TGPPS主要用于二維和三維網(wǎng)格的橫向區(qū)分。如圖1。

2.3.2GNSS技術(shù)的應(yīng)用特點①高準(zhǔn)確率。GNSS平面監(jiān)測數(shù)據(jù)精度達(dá)到5mm水平。如果可以同時使用5顆以上的衛(wèi)星進(jìn)行監(jiān)測，精度可以達(dá)到1cm。這種高精度的監(jiān)測數(shù)據(jù)，尤其是大范圍的區(qū)域監(jiān)測，也非常適合一些大型項目。②監(jiān)測方法多樣。GNSS監(jiān)測技術(shù)可分為動態(tài)、靜態(tài)和快速三種模式。動態(tài)檢測精度為5mm，實際誤差小于2cm。靜態(tài)監(jiān)控需要3到5個接收器來創(chuàng)建檢測網(wǎng)絡(luò)并在指定區(qū)域進(jìn)行操作。這種靜態(tài)跟蹤主要用于平面工程類項目的變形監(jiān)測。而快速監(jiān)測則適用于短期內(nèi)發(fā)生的邊坡變形或公路工程變形等。③天氣和地質(zhì)作業(yè)。它的主要特點是不受氣候和地形的限制，適用于任何有信號的區(qū)域。2.3.3GNSS技術(shù)應(yīng)用注意事項設(shè)備的質(zhì)量決定了GNSS監(jiān)測技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害中的有效性，因此，必須選擇合理的GNSS技術(shù)檢測設(shè)備。在實際應(yīng)用中，更好的接收器，如NSS、gv-X9、北斗GNSS、單頻GNSSOceanSuperstar。設(shè)備的選擇應(yīng)考慮到可靠穩(wěn)定的信號接收、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理，以及選擇具有更高價值和可取性的設(shè)備。

3應(yīng)用案例

3.1應(yīng)用背景通常情況下，常見的區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測形式，是一種動態(tài)監(jiān)測的方式，借助群測群防的方式，獲取區(qū)域分為內(nèi)非重點區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害情況，以常見的監(jiān)測方式判斷重點地區(qū)內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害情況。群測群防的方式運用中，會消耗大量的人力、物力資源，并且監(jiān)測的方式單一，監(jiān)測效果不佳，難以發(fā)揮地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)判效果。伴隨科學(xué)技術(shù)的方式，現(xiàn)代化的測繪儀器的研發(fā)，促使地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)判方式的革新與發(fā)展，如TCA2003測量機(jī)器人，這種設(shè)備可以在地質(zhì)滑坡等災(zāi)害預(yù)判中發(fā)揮良好的監(jiān)測作用，是監(jiān)測領(lǐng)域新興的監(jiān)測技術(shù)手段之一，但這種技術(shù)也存在一定的弊端，能夠與這類設(shè)備匹配上的隨機(jī)軟件較少，因此，改設(shè)備目前并未被國內(nèi)大面積推廣和運用。這也進(jìn)一步導(dǎo)致目前常見的地質(zhì)災(zāi)害檢測方式，依然沿用傳統(tǒng)的手工收集操作并結(jié)合全站儀自動設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)照準(zhǔn)，并通過人工記錄和計算數(shù)據(jù)的方式來推測某一地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害情況。完成外業(yè)監(jiān)測后，內(nèi)業(yè)整體數(shù)據(jù)的程度更為復(fù)雜，因此，需要消耗大量的時間，并且所獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)也存在人工誤差，導(dǎo)致所判定的結(jié)果常常出現(xiàn)問題。持此之外，地質(zhì)災(zāi)害即將要發(fā)生之前，由于氣象信息和地質(zhì)條件都存在不穩(wěn)定性因素，傳統(tǒng)的變形監(jiān)測方式，無法達(dá)到實時獲取地質(zhì)災(zāi)害信息的目的，給民眾的人生安全帶來極大的威脅。所以，如何研發(fā)一套具備精準(zhǔn)預(yù)判地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測系統(tǒng)軟件，提升地質(zhì)災(zāi)害的自動化預(yù)判水平成為亟待解決的難題（如圖2）。

3.2工程概況白蓮河抽水蓄能電站總裝機(jī)容量為1200MW，是規(guī)模較大的工程項目之一。在上庫進(jìn)水口處有一個高邊坡，在不同高程的馬道上布置了14個表面變形觀測墩，設(shè)計要求是以上庫控制網(wǎng)點TB03、TB05作邊坡監(jiān)測的工作基點，按照二等控制網(wǎng)的要求進(jìn)行觀測。在TB03架設(shè)儀器，TB05作為后視方向，選取監(jiān)測點TS11、TS12、TS13、TS14作為觀測對象，分別采用機(jī)載監(jiān)測與傳統(tǒng)人工作業(yè)方法，對白蓮河上庫高邊坡按照方向測回數(shù)6次、距離測量16次進(jìn)行觀測，兩種監(jiān)測方法每個點平均觀測時間如表2所示。若在每個目標(biāo)區(qū)域的定點位置上，均進(jìn)行盤左盤右的觀測，并設(shè)立五個定點位置，通過六次巡回的測量方式進(jìn)行數(shù)據(jù)計算，若通過傳統(tǒng)的觀測方式，則總共需要至少32小時的觀測時間，并且要保持觀測過程的連續(xù)性，避免收到其他不良因素的干擾。若在觀測的過程匯總，觀測人員所觀測的數(shù)據(jù)布囊達(dá)到規(guī)范的限值要求，則需要多增設(shè)兩個巡回的測量。其次，在整體觀測數(shù)據(jù)的過程匯總，需要將各個部分的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行修正，或者是通過借助其他計算軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的整合和計算，這些工作仍需要花費多個小時的時間才能完成。而本研究中通過借助機(jī)載觀測的非往事，觀測一個周期大概需要二十五小時，同時觀測的過程中，完成借助機(jī)器設(shè)備，不需要人工進(jìn)行輔助，完全進(jìn)行自動化的數(shù)據(jù)收集，并且若出現(xiàn)超過限度的觀測數(shù)據(jù)，則系統(tǒng)會進(jìn)行自動重測。在整理完數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)還能完成數(shù)據(jù)的修正和整合排序，避免人工觀測的誤差同時也能很好地節(jié)約觀測時間。

3.3工程總結(jié)本研究中分析的測量機(jī)器人地質(zhì)災(zāi)害變形監(jiān)測系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的預(yù)測設(shè)備相比，很好地解決了難以找到與之相匹配的處理軟件的弊端，其具備的特點如下：①本系統(tǒng)具備多項技術(shù)優(yōu)勢，可更為高效、更為全面地監(jiān)測某一特定區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)變化情況，對地殼的運動進(jìn)行觀測和記錄，減少人工監(jiān)測和計算誤差錯誤情況的發(fā)生；②本系統(tǒng)所采用的移動周期監(jiān)測方式，與傳統(tǒng)的監(jiān)測手段相比，效率更高，成果更為顯著，在觀測、數(shù)據(jù)記錄、限差檢查、數(shù)據(jù)預(yù)處理、成果輸出、平差計算、成果分析等方面凸顯出極大的技術(shù)形式，可減少人工的作業(yè)強(qiáng)度，同時也能提升監(jiān)測的總體質(zhì)量；③本系統(tǒng)通過CDMA無線傳輸功能模塊，以及氣象傳感器的輔助，完成遠(yuǎn)程地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測和管控，同時也能能達(dá)到自動化監(jiān)測的目標(biāo)，可顯著提升地質(zhì)監(jiān)測的準(zhǔn)確性和精準(zhǔn)度。

4結(jié)語

綜上所述，水工環(huán)地質(zhì)監(jiān)測技術(shù)多種多樣，具有不同的優(yōu)勢、內(nèi)容和范圍。在災(zāi)害管理的應(yīng)用中，要根據(jù)實際情況做出合理的選擇，充分利用跟蹤技術(shù)。監(jiān)管者要監(jiān)督運行，合理選擇監(jiān)測設(shè)備，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和質(zhì)量。

作者:劉國謀 徐玲俊 單位:河南省地質(zhì)局生態(tài)環(huán)境地質(zhì)服務(wù)中心

地質(zhì)災(zāi)害治理論文2

0引言

泥石流是山區(qū)常見的地質(zhì)災(zāi)害，具有危害性極強(qiáng)、運動速度快、突發(fā)性強(qiáng)、時間短暫等特點，通常情況下，當(dāng)出現(xiàn)泥石流災(zāi)害后，洪水災(zāi)害也會更為嚴(yán)重。除此之外，泥石流還具有極強(qiáng)的侵蝕力，以沖擊、泥沙淤埋以及泥沙堵塞等方式對流經(jīng)途中的各種設(shè)施進(jìn)行破壞，危害大、范圍廣，是威脅山區(qū)居民生命財產(chǎn)安全的巨大隱患。因此，研究泥石流災(zāi)害治理十分重要。

1治理技術(shù)方法

在當(dāng)前的泥石流災(zāi)害治理過程中，較常應(yīng)用的治理方法包括排導(dǎo)、攔擋停淤、固定護(hù)坡等，為了切實保障人們的生命財產(chǎn)安全，在明確當(dāng)?shù)貙嶋H情況的基礎(chǔ)上，選擇應(yīng)用合適的治理方法，成為一項極為必要的工作［1］。

1.1排導(dǎo)方案若泥石流發(fā)生區(qū)域的河道比較寬闊，但河床的坡度比較小，那么河水對泥沙的疏導(dǎo)能力較弱，因泥石流災(zāi)害帶入到河道中的泥石將會使河道區(qū)域出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，進(jìn)而對河道正常排水產(chǎn)生不利影響。現(xiàn)階段，為了切實保證河道附近區(qū)域的安全，依據(jù)河道區(qū)域的實際情況，制定合適的排導(dǎo)方案，通過在河道上游建設(shè)排導(dǎo)槽，用于攔截水流對岸坡、溝底的沖刷，以此降低泥石流勢能，提高疏水能力，增強(qiáng)河道泥沙疏導(dǎo)能力。

1.2攔擋停淤通常，在泥石流災(zāi)害發(fā)生后，溝內(nèi)水石難以有效分離，需引入一種攔擋停淤結(jié)構(gòu)滿足溝水處理要求。攔擋停淤是一種通過在泥石流發(fā)生區(qū)域中途設(shè)置谷坊、堤壩的方式，抬高溝底侵蝕基點，在避免泥石流攜帶泥沙大量增加，減緩泥石流整體流速的同時，實現(xiàn)泥石流規(guī)模的有效控制，在避免泥石流對周邊區(qū)域環(huán)境造成嚴(yán)重影響的基礎(chǔ)上，有效解決泥石流溝內(nèi)的水石分離問題，攔截固體物，使清水下泄、溝道區(qū)域出現(xiàn)淤平現(xiàn)象，形成可以利用的壩階地。

1.3固底護(hù)坡考慮到泥石流發(fā)生區(qū)域的中段可能存在大量堆積物，這部分堆積物在泥石流沖擊下，將會使泥石流的規(guī)模不斷擴(kuò)大，進(jìn)而增大泥石流整體的危害性。現(xiàn)階段，為了切實降低上述問題出現(xiàn)的概率，在溝道、溝底部分設(shè)置一些密集谷坊壩群，并在其兩側(cè)修建一定的護(hù)坡?lián)鯄Γ梢栽谔嵘吰路€(wěn)定性、實現(xiàn)泥石流流動區(qū)域管控的同時，有效減小泥石流的規(guī)模，切實保障周圍環(huán)境、人群的安全。

1.4避讓措施采取有效的避讓措施可降低特大型泥石流的發(fā)生概率。在修建水庫、鐵路或開發(fā)旅游項目過程中，應(yīng)盡量避免在泥石流發(fā)育分布區(qū)進(jìn)行施工，減少工程修建與資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響。泥石流溝的中上游段、溝口、主溝交匯處是危險區(qū)域，是泥石流災(zāi)害的高發(fā)位置，工程建設(shè)與資源開發(fā)需避開此類地點，由于客觀原因無法避開時，應(yīng)修建防護(hù)工程。

1.5生物措施生物措施是治理泥石災(zāi)害的方式之一，利用植物生長特性，穩(wěn)固泥石流發(fā)育分布區(qū)的土壤結(jié)構(gòu)，達(dá)到治理泥石流的目標(biāo)。該治理措施作用時間長，治理效果良好。常見生物治理方式有封山育林、退耕還林等，植物的根系可提升土壤的穩(wěn)定性，破壞泥石流災(zāi)害的發(fā)生條件，使特大型泥石流災(zāi)害的出現(xiàn)概率顯著下降［2］。1.6工程防治措施工程防治措施即根據(jù)需要，將多種治理措施同時用于泥石流災(zāi)害治理，全面整治特大型泥石流高發(fā)區(qū)域的環(huán)境，大幅度降低出現(xiàn)泥石流災(zāi)害的可能性。同時，搭建泥石流災(zāi)害預(yù)測系統(tǒng)，根據(jù)泥石流高發(fā)區(qū)域的地質(zhì)特點，分析泥石流災(zāi)害的形成原因，并制定預(yù)測泥石流災(zāi)害的方案，為特大型泥石流災(zāi)害治理爭取更多時間，編制應(yīng)急預(yù)案，保證用于泥石流災(zāi)害治理的措施具有較強(qiáng)的科學(xué)性與合理性。

2治理工程施工方法

2.1工程概況某地區(qū)的泥石流災(zāi)害威脅著下游村莊38戶168名居民、400m道路、10畝耕地，村莊輸電線以及公共設(shè)施等也受到影響，涉及總資產(chǎn)約820萬元。根據(jù)DZ/T039004《泥石流災(zāi)害防治工程設(shè)計規(guī)范》［3］，該地區(qū)泥石流防治工程安全等級為三級，設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。

2.2治理方法考慮到當(dāng)?shù)睾訙蠝瞎葍?nèi)松散固體物質(zhì)堆積較多，來源較為豐富，溝床比降較大，匯水集中，水動力強(qiáng)，因此，該地區(qū)泥石流屬于稀性泥石流。治理本地區(qū)泥石流災(zāi)害的基本任務(wù)是緩解坡降，對松散固體物質(zhì)進(jìn)行封固；減少泥石流的沖出量，盡量降低泥石流重度。為了該地區(qū)遭20年一遇降雨時，切實降低泥石流產(chǎn)生的不利影響，在明確該地區(qū)實際情況的基礎(chǔ)上，通過綜合應(yīng)用排導(dǎo)、攔擋停淤、谷底護(hù)坡等施工技術(shù)，保障當(dāng)?shù)鼐用竦纳敭a(chǎn)安全［4］。

2.3“排導(dǎo)槽+重力式擋土墻+排水溝”綜合治理方案應(yīng)用

2.3.1排導(dǎo)槽施工沿支溝設(shè)置排導(dǎo)槽，根據(jù)現(xiàn)場施工環(huán)境控制排導(dǎo)槽規(guī)格、溝壁厚度，使排導(dǎo)槽斷面呈U型。選用M10漿砌片石進(jìn)行排導(dǎo)槽溝幫的砌筑作業(yè)，在墻面上開設(shè)泄水孔，控制外斜坡度，使排導(dǎo)槽進(jìn)口段呈喇叭形。采用PVC管制成花管，按一定間距將花管以梅花形安裝布置，控制邊墻基礎(chǔ)埋深，并選用M10水泥砂漿進(jìn)行邊墻抹面處理。按設(shè)計配比制成C10素混凝土，沿排導(dǎo)槽底部澆筑混凝土層，在溝身間隔一定距離設(shè)置一道伸縮縫，并選用瀝青砂漿進(jìn)行縫隙填充處理。考慮到此類排導(dǎo)槽施工場地原本屬于泥石流堆積區(qū)，土體結(jié)構(gòu)松散、堆積層較厚，因此，待完成排導(dǎo)槽土體開挖作業(yè)后，應(yīng)將基礎(chǔ)設(shè)置在碎石土層處，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性［5］。

2.3.2重力式擋土墻施工考慮到項目施工區(qū)域內(nèi)可能有滑坡，為避免在治理工程施工環(huán)節(jié)發(fā)生坡體變形、滑動等問題，需沿泥石流通過路線在滑坡體前緣處設(shè)置擋土墻。在重力式擋土墻施工環(huán)節(jié)，合理設(shè)置擋土墻防護(hù)長度、墻體高度與基礎(chǔ)埋深，墻體厚度由頂部向底部遞增，頂部厚度小于底部厚度，背溝側(cè)垂直設(shè)置，通常將臨溝側(cè)坡比控制在1:0.3。選用M15漿砌塊石進(jìn)行擋土墻砌筑作業(yè)，沿墻身每間隔一段距離設(shè)置一道伸縮縫，選用瀝青砂漿進(jìn)行縫隙填充；在擋土墻底部澆筑C15毛石混凝土墊層、頂部澆筑C20混凝土壓頂，并且在墻身開設(shè)泄水孔，完成擋土墻施工作業(yè)。在進(jìn)行重力式擋土墻施工時，相關(guān)人員應(yīng)重視質(zhì)量控制，確保施工工藝的實際應(yīng)用價值可被完全體現(xiàn)，質(zhì)量控制措施如下所述：（1）加強(qiáng)對施工方案設(shè)計的管理力度，分析重力式擋土墻施工位置的泥石流災(zāi)害治理需要，確定重力式擋土墻的斷面形式，合理選擇用于重力式擋土墻施工的材料，保證重力式擋土墻與周邊環(huán)境相適應(yīng)；（2）當(dāng)施工中發(fā)現(xiàn)邊坡穩(wěn)定性差時，應(yīng)轉(zhuǎn)變施工方案，采取分段或跳槽方式繼續(xù)施工，必要時應(yīng)在施工位置加設(shè)支護(hù)裝置；（3）堆放施工材料的位置應(yīng)與施工坑保持適當(dāng)距離，間距至少在2m以上，且需避免機(jī)械在施工坑邊緣行駛，保障施工人員的人身安全；（4）合理選擇土方回填方式，施工人員應(yīng)分層回填施工坑并夯實，將回填區(qū)域頂層制作成排水坡，該排水坡外向坡度不小于4%。

2.3.3排水溝施工為防范因坡面積水威脅周圍居民安全，結(jié)合施工場地地形與土層結(jié)構(gòu)特征，沿原有建筑群周圍修建排水溝。排水溝斷面應(yīng)呈梯形，依據(jù)設(shè)計規(guī)范，對于排水邊墻超標(biāo)準(zhǔn)高度，以水深超高0.3m計算；選用M10漿砌塊石進(jìn)行渠道砌筑作業(yè)，將允許流速控制在設(shè)計值以內(nèi)；在局部陡坡位置設(shè)置排水溝時，當(dāng)測得渠道流速超過允許限值時，采用設(shè)置跌水的方式進(jìn)行消能、抑制水流速度；針對排水溝的溝幫、溝底處選用M7.5漿砌石進(jìn)行砌筑作業(yè)，并在基底敷設(shè)水泥砂漿墊層；沿排水溝斷面宜以一定間隔布設(shè)若干道沉降縫，采用瀝青砂漿進(jìn)行縫隙填充，獲得良好封閉效果。在此基礎(chǔ)上，將排水溝與排導(dǎo)槽、靠近邊坡部位的排水溝進(jìn)行有效連接，即可形成完整的排水系統(tǒng)，提升治理工程的施工效果。為保證排水溝的施工質(zhì)量，充分發(fā)揮排水溝的泥石流災(zāi)害治理作用，施工人員應(yīng)注意以下問題：（1）根據(jù)治理需要制定排水溝施工方案，明確排水溝的施工工序，要求施工人員嚴(yán)格按照規(guī)定順序完成施工，施工順序一般為土方開挖、排水溝基礎(chǔ)施工、墻身施工、頂部施工、勾縫、回填土方；（2）排水溝基礎(chǔ)施工中容易出現(xiàn)分體下沉開裂的現(xiàn)象，影響施工質(zhì)量，因此，施工人員應(yīng)保證排水溝兩側(cè)回填工作進(jìn)度統(tǒng)一，提升施工質(zhì)量，避免實際使用過程中存在滲水、漏水等問題；（3）掌握排水溝與邊坡、擋土墻之間的異同點，了解排水溝在泥石流災(zāi)害治理中的作用，以此為基礎(chǔ)制定施工方案；（4）了解排水溝在施工圖中的表現(xiàn)方式，確定排水溝的施工位置，嚴(yán)格按照施工圖中位置完成排水溝施工。

2.3.4蓋板涵施工技術(shù)要點由于特大泥石流災(zāi)害發(fā)生后常引發(fā)山體滑坡一類災(zāi)害，需引入蓋板涵施工方案，其施工技術(shù)要點如下。

（1）選擇符合施工建設(shè)需要的材料施工人員應(yīng)保證進(jìn)場的砂子、水泥、石子等材料經(jīng)過試驗，確認(rèn)材料質(zhì)量達(dá)標(biāo)，并將檢查結(jié)果報送監(jiān)理工程師，簽字認(rèn)可后，應(yīng)用到工程施工中。

（2）測量放樣為保證施工活動與設(shè)計方案一致，在正式施工前，需要依據(jù)設(shè)計圖紙的要求開展測量放樣工作。在此過程中，先以設(shè)計圖紙為基礎(chǔ)，組織測量人員對本標(biāo)段涵洞附近的控制點、交點、中線以及水準(zhǔn)點進(jìn)行復(fù)測，詳細(xì)地測量放樣，定出涵洞的位置、標(biāo)高及幾何尺寸，正確地測放基礎(chǔ)開挖邊線及護(hù)樁，以便為后續(xù)施工的順利開展提供有效支持。需要注意的是，在測量放樣過程中，如果發(fā)現(xiàn)實際情況與設(shè)計圖紙存在一定的偏差，相關(guān)工作人員需要及時將偏差信息報監(jiān)理工程師進(jìn)行審批，以確保設(shè)計方案、施工方案調(diào)整獲得通過，進(jìn)一步提升工程質(zhì)量。

（3）開挖基坑在明確施工區(qū)域后，開展基坑開挖施工。在施工過程中，基坑開挖的坡度為1:1.5，同時，為了便于開挖施工活動的正常開展，需要在涵洞四周預(yù)留1.0m寬的施工空間。在本次工程開挖施工時，為了提高施工效率，主要采用機(jī)械進(jìn)行開挖施工。在基底開挖施工過程中，為了防止擾動持力層，應(yīng)預(yù)留20cm采用人工開挖。

（4）基底處理為保障該工程基坑施工的質(zhì)量安全，在進(jìn)行后續(xù)施工前，需要對基底進(jìn)行進(jìn)一步的處理。具體來說，在基底處理工作中，需要先排凈基坑底部的積水，然后由試驗人員對基底做動力觸探試驗，保證承載力達(dá)到設(shè)計值250kPa后，再開展后續(xù)施工。若基坑的承載力未達(dá)到設(shè)計值，則需要通過基坑換填的方式，保證基坑承載力能夠滿足后續(xù)工程施工的需要。在本次工程項目施工過程中，應(yīng)用了基坑換填的施工方法，基底換填10cm厚1：2夾砂碎石并分層夯實。

（5）安裝模板在基底處理施工活動完成后，可以開展支模施工，在此過程中，施工人員可先按照結(jié)構(gòu)物的尺寸進(jìn)行測量放樣施工，然后按照圖紙的要求進(jìn)行模板安裝。在模板安裝過程中，不僅需要保證模板表面平整，接縫嚴(yán)密不漏漿，幾何尺寸準(zhǔn)確，還需要保證在安裝前模板內(nèi)側(cè)涂抹適量的脫模劑，并且模板安放牢固。

（6）混凝土施工在模板安裝工作完成后，可以進(jìn)行基礎(chǔ)和墻身的施工。在此過程中，基礎(chǔ)與墻體采用混凝土澆筑的施工方式，為了保證混凝土澆筑的質(zhì)量安全，可以以沉降縫為參照，開展分段澆筑施工。施工時，應(yīng)嚴(yán)格按照混凝土配比試驗要求開展混凝土配比，并且在正式澆筑前，對混凝土的均勻性和坍落度進(jìn)行檢查。同時，為了避免在澆筑施工過程中混凝土出現(xiàn)離析問題，可以采用溜槽下料的施工方式。在振搗基礎(chǔ)與墻身部分的混凝土?xí)r，應(yīng)保證振搗均勻、密實、不漏振、不過振，直到混凝土的表面平整且不下沉、無氣泡、無上漿為止［6］。

（7）蓋板施工在基礎(chǔ)、墻身施工完成后，開展蓋板施工。蓋板施工采用現(xiàn)場澆筑的方式。蓋板結(jié)構(gòu)中的鋼筋在工作間集成完成制作，保證符合技術(shù)規(guī)范要求后，由汽車運至現(xiàn)場進(jìn)行安裝。蓋板結(jié)構(gòu)施工過程中，澆筑的混凝土配合比需符合施工方要求，并嚴(yán)格按照設(shè)計和規(guī)范的要求施工。需要注意的是，混凝土澆筑要按照施工作業(yè)規(guī)范開展，為了減少氣泡的出現(xiàn)概率，可以運用插入式振動棒對混凝土進(jìn)行振搗處理。同時，澆筑頂面時，應(yīng)控制好流水面高程，其他按照相應(yīng)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范的要求進(jìn)行處理［7］。

3結(jié)語

泥石流作為常見的地質(zhì)災(zāi)害，對山區(qū)居民以及工礦企業(yè)的影響十分嚴(yán)重，一定程度上制約了山區(qū)地區(qū)的發(fā)展。在這種情況下，應(yīng)對山區(qū)泥石流災(zāi)害進(jìn)行積極治理，通過相應(yīng)的方案設(shè)計與施工，盡可能減小泥石流危害，保障人民生命財產(chǎn)安全，助力當(dāng)?shù)亟】蛋l(fā)展。

作者:趙會兵 單位:建材天水地質(zhì)工程勘察院有限公司

地質(zhì)災(zāi)害治理論文3

0引言

管道地質(zhì)災(zāi)害是地質(zhì)災(zāi)害的一種類型，主要是指發(fā)生在長輸油氣管道沿線，危及管道運行安全的地質(zhì)災(zāi)害。當(dāng)管道沿地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌比較復(fù)雜的山區(qū)鋪設(shè)時，受山區(qū)地形地貌、氣象水文、地質(zhì)條件，以及采石、取土等人類工程活動影響，管道地質(zhì)災(zāi)害特征更為突出。山地油氣管道地質(zhì)災(zāi)害主要包括滑坡、崩塌、水毀、巖溶塌陷等。水毀分為坡面水毀，河溝道水毀，臺田地水毀三種類型[1]。由于管道地質(zhì)災(zāi)害的嚴(yán)重性和頻發(fā)性，管道企業(yè)不斷的重視和研究油氣管道地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育和危害特征，以期能夠深層認(rèn)識管道地質(zhì)災(zāi)害，為管道地質(zhì)災(zāi)害防治提供依據(jù)。
1管道地質(zhì)災(zāi)害及發(fā)育特征

1.1地質(zhì)災(zāi)害分布調(diào)查204處地質(zhì)災(zāi)害點，其中，原有災(zāi)害點51處，新增災(zāi)害點153處，水毀類災(zāi)害點有157處，滑坡災(zāi)害點22處，巖溶塌陷災(zāi)害點15處，崩塌（危巖）災(zāi)害點10處。水毀類型地質(zhì)災(zāi)害中，坡面水毀占49%，河溝道水毀占30%，臺田地水毀占21%。管道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價整體處于較低水平。204處地質(zhì)災(zāi)害點中，較低風(fēng)險點有157處，低風(fēng)險點有38處，中風(fēng)險點有9處。中風(fēng)險地質(zhì)災(zāi)害主要類型是水毀和滑坡、塌陷，其中，水毀災(zāi)害點7處，占比最大，為77%，以坡面水毀和河溝道水毀為主，臺田地水毀危害相對較小。滑坡災(zāi)害點2處，主要是小型、淺層堆積體滑坡為主。

1.2地質(zhì)災(zāi)害危害特征（1）水毀。坡面水毀多發(fā)生在管道橫向、或順向穿越土石山區(qū)。受坡面坡度、平整度、植被覆蓋等因素影響，降雨在坡面匯流形成侵蝕和挾帶能力，引起水土流失。坡面水毀的破壞形式以橫切管道、順蝕管溝和溯源侵蝕為主[2]，對管道主要危害是沖刷管道覆土，沖毀管道擋土墻、截水墻等附屬設(shè)施，使管道淺埋、露管、懸空等。河溝道水毀破壞形式可分為河溝床沖刷下切、河溝床淤積抬升和巖坡坍塌。根據(jù)管道與河溝道相對空間關(guān)系，可將管道河溝道水毀劃分為管道穿越河溝道、管道跨越河溝道、管道順河溝床及管道順巖坡敷設(shè)4種。不同的敷設(shè)方式，其破壞程度不同。河溝道水毀主要危害是對管道上、下游河床沖刷、下切及河岸凹部的側(cè)向沖刷，使管道露管、漂管，沖刷河床使管道架空。河溝道水毀數(shù)量相對固定，一般具有典型的季節(jié)性，工程治理后可得到有效的控制。（2）滑坡。由松散土層、碎石土地、風(fēng)化殼和半成巖土層組成的斜坡、較陡坡體在暴雨沖刷、浸潤等作用下易發(fā)育滑坡災(zāi)害。滑坡對管道的危害與管道敷設(shè)位置相關(guān)[3]。若管道在滑坡體內(nèi)敷設(shè)，會受到滑坡體平行管道軸線方向的摩擦力拉壓和垂直管道軸線方向的推擠，管道在較大應(yīng)力作用下會發(fā)生彎曲變形，拉裂甚至斷裂。管道橫坡敷設(shè)時危害程度更大。滑坡發(fā)生前，坡體前緣巖土體會有松散現(xiàn)象，或坡體兩側(cè)出現(xiàn)有溝谷、裂縫，坡體上呈現(xiàn)異常臺坎，甚至有積水洼地，地面開裂、馬刀樹或“醉漢林”等明顯標(biāo)志。（3）巖溶塌陷。巖溶塌陷主要發(fā)生在巖溶地區(qū)，巖溶結(jié)構(gòu)上方土體受自然或人為因素影響而變形破壞，會在地面形成塌陷坑、洞、槽等，并伴有裂縫、局部下沉，或有地下水從地面向上涌出等特征[4]。區(qū)域地下水資源豐富，建設(shè)期，管溝采用石方回填，回填土遭受地下水長期浸蝕，也會發(fā)育巖溶塌陷。巖溶塌陷會導(dǎo)致管道上方覆土流失，造成管道埋深不足、露管。嚴(yán)重時甚至造成管道懸空。

1.3地質(zhì)災(zāi)害影響因素不同類型地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的影響因素不同，一種地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生往往是幾種因素共同作用的結(jié)果。地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育主要影響因素有地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、人類工程活動、降雨條件和地表、地下水活動等[5]。（1）地形地貌。地形起伏大、溝谷縱橫，管道穿越土質(zhì)山體，易發(fā)育坡面水毀、滑坡災(zāi)害，山體雨水在坡腳處匯集，易發(fā)育河溝道水毀，同時也會增大滑坡的風(fēng)險。平緩地帶，人工修建排水渠、河溝等，河溝道水毀發(fā)育較多。在巖溶地區(qū)較易發(fā)育巖溶塌陷。（2）人類工程活動。山區(qū)自然環(huán)境對人類工程活動非常敏感。不合理的開墾，取土、堆放重物、修建房屋等極易誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。在管道上方堆放重物，修砌建、構(gòu)筑物，會對埋地管道造成擠壓，產(chǎn)生徑向應(yīng)力。不合理的取土、采石活動，會改變坡體結(jié)構(gòu)，發(fā)育不穩(wěn)定斜坡，進(jìn)而發(fā)育滑坡災(zāi)害。大面積的砍伐坡體樹木，破壞植被，是坡面水毀主要誘發(fā)因素之一。（3）降雨條件。降雨是各類地質(zhì)災(zāi)害最主要的誘發(fā)因素。雨水滲透地表，破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低土體穩(wěn)定性，會發(fā)育滑坡災(zāi)害。強(qiáng)降雨會導(dǎo)致地表水土嚴(yán)重流失，在河流、溝谷、洼地短時間匯集，形成強(qiáng)大徑流，沖刷力極強(qiáng)，是坡面水毀、河溝道水毀的主要誘發(fā)因素。在巖溶地區(qū)，降雨最終會以地下水形式誘發(fā)巖溶塌陷。（4）地層巖性。管道沿線巖土體類型復(fù)雜，性質(zhì)各異。不同土體性質(zhì)決定了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征。在碎石土、砂土區(qū)域，土體結(jié)構(gòu)松散，滲透性強(qiáng)，經(jīng)地表水、地下水侵蝕后流失，易發(fā)育水毀災(zāi)害。斜坡地帶土質(zhì)斜坡結(jié)構(gòu)疏松，遇水后結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易發(fā)育滑坡災(zāi)害。（5）地表、地下水活動。管道沿途穿過較多河流、溝渠，水流季節(jié)性變化明顯，枯水期，水量小，雨季時，水量暴漲，水流下切力和側(cè)蝕力增強(qiáng)，易發(fā)育河溝道水毀。在管道通過坡面地段，由于坡面不平整，地表水流經(jīng)坡面匯集，對坡腳、坡面的沖蝕作用下易發(fā)育坡面水毀。發(fā)達(dá)的地下水系，運移過程中會對巖土體產(chǎn)生強(qiáng)烈的浸蝕，使土體物理強(qiáng)度降低，結(jié)構(gòu)改變，最終發(fā)育水毀、滑坡、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害。

2地質(zhì)災(zāi)害防治對策

2.1監(jiān)測預(yù)警措施對于危害較小，或穩(wěn)定性較好的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險點，可利用人工巡檢和監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)相結(jié)合的方式進(jìn)行防治。將地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險點巡查與管道日常巡檢相結(jié)合，建立地質(zhì)專業(yè)人員、管道區(qū)段長、巡線工三級巡檢機(jī)制。建立地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險點臺帳清單，劃定風(fēng)險等級，分級制定風(fēng)險防控措施。在雨季，外聘地質(zhì)專業(yè)人員駐守作業(yè)區(qū)，聯(lián)合作業(yè)區(qū)開展地質(zhì)災(zāi)害點巡查工作，及時發(fā)現(xiàn)異常，采取有效控制措施。加強(qiáng)巡檢管理，在地質(zhì)災(zāi)害點設(shè)定巡檢關(guān)鍵點，由區(qū)段長、巡線工定期巡檢，雨后加密巡檢，通過治早治小妥善處置小型地質(zhì)災(zāi)害。在潛在滑坡地段，可安裝管道應(yīng)變監(jiān)測和坡體位移監(jiān)測系統(tǒng)[6]，做好數(shù)據(jù)對比分析，了解坡體位移量變化趨勢及降雨對坡體位移的影響等，找出坡體發(fā)育特征，制定有效控制措施。

2.2工程治理措施對于危害性較大、穩(wěn)定性較差的地質(zhì)災(zāi)害點，可選用工程治理措施。受地理環(huán)境和地質(zhì)條件影響，不同類型管道地質(zhì)災(zāi)害，工程治理方法不同，即使同類型地質(zhì)災(zāi)害，也需要現(xiàn)場勘察地形地貌特點，因地制宜采取治理措施。將截排水溝、錨固、抗滑樁、擋土墻、削方減載壓腳等，兩種及以上措施相結(jié)合用以治理滑坡、不穩(wěn)定斜坡，可取得良好成效。坡面水毀治理常采用截排水溝、擋墻、截水墻等。河溝道水毀主要采用護(hù)岸、過水面、地下防沖墻等措施。修建水工保護(hù)設(shè)施要結(jié)合地質(zhì)特征、特點，因勢利導(dǎo)，要以疏水排水為原則，堅決不能以堵代疏。巖溶塌陷常采用清除填堵、灌漿加固、結(jié)構(gòu)跨越的方式進(jìn)行處理。小型塌陷一般以清除填為主。開挖難度較大的塌陷可將水泥砂漿、混凝土等材料通過巖溶洞口灌入洞隙中，以強(qiáng)化土層、洞空填充物，隔斷地下水通道。采用疏、導(dǎo)、排、圍等措施以阻止地表水下滲也很重要。

3結(jié)語

山區(qū)油氣管道沿線地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害分布廣、范圍大，種類多。現(xiàn)場勘查山區(qū)管道沿線204處地質(zhì)災(zāi)害點，主要地質(zhì)災(zāi)害類型是水毀、滑坡、巖溶塌陷，其中水毀以坡面水毀和河溝道水毀為主。滑坡以淺層、小型滑坡為主。巖溶塌陷對管道危害相對較小。論述了水毀、滑坡、巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育及危害特征，從監(jiān)測預(yù)警及工程治理方面提出針對性風(fēng)險控制措施，為管道安全運營管理提供參考。

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作者:王錫軍 黃梓軒 李福 梁章憲 鄧寶信 陳飛 單位:國家管網(wǎng)集團(tuán)西南管道南寧輸油氣分公司 中國石油天然氣股份有限公司天然氣銷售廣西分公司