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实例探讨地质灾害危险性评估技术

发布时间:2013-11-29   |  所属分类:物理:论文发表  |  浏览:  |  加入收藏

摘 要:地质灾害危险性评估工作是一项起点高、技术创新性强、难度大和操作性强的新型技术工作,具体操作技术还有待在较长时间实践过程中总结完善和细化。

关键词:地质灾害;危险性评估;探讨

l 地质灾害评估的目的与任务

地质灾害评估的目的是查明评估区范围的地质灾害隐患,对现状地质灾害、工程建设可能诱发或加剧的地质灾害和工程本身可能遭受的地质灾害的危险性进行评估,划分地质灾害危险区,为工程建设提供防灾、减灾依据和征地依据。

地质灾害评估的基本任务为:(1)查明地质灾害体的类型、规模、位置、特征及其形成的地质环境条件和诱发因素,调查被危害对象的损失情况,评价其稳定性与危险性,即地质灾害的现状评估;(2)根据工程建设规模及位置,预测工程建设对地质环境的影响,评价可能诱发或加剧的地质灾害和工程可能遭受地质灾害的危险性,即地质灾害的预测评估;(3)进行地质灾害危险性分区,确定不同区段的地质灾害危险程度等级,初步分析各类地质灾害的防治措施,对建设用地适宜性作出评估结论,并提出地质灾害防治建议,即地质灾害的综合评估。

2 地质灾害评估工作的特点

地质灾害评估不同于一般的地质灾害调查,其特点包括以下方面:

(1)地质灾害评估工作一般是在项目选址阶段进行的,一般可理解为在项目的可行性研究报告完成时,即应进行地质灾害评估工作(并作为可行性研究报告的独立的一部分进行评审),为后续的工程地质勘察和项目的初步设计提供必要的依据。

(2)地质灾害评估工作对象的重点,一是可能诱发或加剧地质灾害的工程建设项目,二是可能会遭受地质灾害的工程建设项目。

(3)地质灾害评估具有风险性评价的特征。由于地质灾害评估工作往往是先于工程勘察展开,一般享有的资料较少,同时工程建设引发或加剧的地质灾害和工程建设可能遭受的地质灾害是在工程建设过程中或建成后,因此地质灾害的危险性评估实际就是一种风险评估。

(4)评估工作更加重视区域地质环境的研究,并从区域地质环境条件中分析地质灾害体的演化过程,确定主要控制及诱发因素。

(5)重视已有工程积累的经验。已有的同类型工程或同环境工程在建设过程中诱发或遭受的地质灾害状况会给在建工程的地质灾害评估提供有效的信息,为地质灾害的预测评估提供可靠的依据,减少预测的风险性。

(6)重视典型地质灾害点的研究。典型地质灾害点的研究对于新建项目地质灾害评估是非常重要的手段,特别是在没有同类型建设项目对比的前提下,更要重视典型地质灾害点的类型、规模、位置、特征、变形迹象与发展趋势的研究,为预测工作打下良好的基础。

3 野外调查

3.1 调查内容

(1)灾情调查:主要是查明评估区范围内的已经造成的危害,如人员伤亡、直接经济损失、生态环境破坏状况及地质灾害危害的特点。重视利用已有资料,如地质志、地质灾害勘察成果等,并与调查访问结果相结合。

(2)区域地质调查。主要是调查评估区地质灾害形成的自然地理和地质环境条件。目的是解决地质环境条件复杂程度的判别,为评估级别的确定建立依据,同时为地质灾害形成条件分析奠定基础,区域调查应重视对原有资料的分析应用,以减少工作量,提高工作效率。

(3)具体地质灾害体的调查。采用简易测量手段确定地质灾害体的类型、规模、位置、特征及其形成的地质环境条件和诱发因素。对崩塌、滑坡、地面塌陷、地裂缝等应重视现今变形迹象及其演变过程的调查,对泥石流应重视沟口堆积物的变化及流域内崩、滑体的发育状况的调查。

3.2 调查方法

地质灾害评估的野外调查工作方法选择的原则是以较低的工作投入,取得较多的资料,得到可靠的评价结果,实现较好的减灾效益,强调利用新技术和新方法。实际调查工作中应做到有针对性,简便易行,由点一线一面。

目前一般采用的方法有资料搜集、航片解译、地面测绘。资料搜集是评估工作中十分重要的一项工作,地质灾害现状评估质量的优劣取决于资料的掌握程度和研究深度,应在调查工作中应得到重视。航片解译对认识滑坡、泥石流等灾害是非常有效的方法,特别是对线型工程等评估区范围较大的评估项目,正确的利用航片将做到事半功倍的效果。地面测绘是地质灾害评估工作的核心与基础,详细的地面调查是掌握评估第一手资料的最佳方法,将为评估结论的做出奠定坚实的基础。对崩塌、滑坡来说,现场调查主要目的,一是确定现有滑坡的活动特点和环境因素;二是鉴别规划建设区易遭滑动的地段。后者是调查工作中的难点,因此在调查工作中必须详细调查区域环境因素和已建同类型工程运行情况,从区域和已建工程的对比中得出结论。对泥石流来说,主要是调查泥石流的产出环境,包括松散物的分布、厚度和稳定性,沟口堆积扇发育状况、沟谷切割程度、暴雨特征值、流域岩性分布、植被类型及人文环境状况。重点确定拟建工程与泥石流的关系及泥石流特征值(频率与规模)与易发程度,为防治工程提供参照。对地面塌陷来说,采矿塌陷和岩溶地面塌陷为主,主要应调查场地因素、建筑物因素和地质环境因素。对地基不均匀沉降和地裂缝来说,主要应调查建筑物因素和地质环境因素。

4 室内研究

室内研究主要是在野外调查的基础上对地质灾害进行现状、预测与综合评估。

室内研究所必须经历的过程是是收集和综合分析地质评估所需要的资料:(1)地形地貌、基础地质、气象水文植被、水文地质、工程地质等资料;(2)预可研、可研或其它与工程项目有关的设计方面资料;(3)工程项目有可能会对现有环境有所影响的资料。

地质灾害的现状评估主要采用的方法地质历史分析法、工程地质类比法、地质环境条件综合判别法等。

地质灾害的预测评估目前采用的方法主要有地质历史分析法、工程地质类比法、多因素分析法等。由于地质灾害评估工作一般投入的实物工作量较少,而且评估工作的性质是指出问题而不是解决问题,所以评估的工作方法多以定性分析或定性、半定量方法为主。

地质灾害综合评估的方法较常见的有信息叠加法、多因素综合判别法、模糊数学评判法、层次分析法等。地质灾害危险性分区结果多为区域的相对分区,即在某一范围内的地质灾害危险性的相对大小,而不具备不同区域的对比性。

5 地质灾害评估工作中存在的问题

目前我省地质灾害评估工作开展时问不长,尚存在一些较为普遍的问题。

(1)地质灾害评估技术要求急待完善。目前的技术要求尚显粗糙,可操作性较差,尚需进一步完善,使其更加人性化、数字化;

(2)地质灾害评估中的一些概念尚需明确。例如,滑坡、边坡概念问题;再如现状评估中的危险性概念,笔者认为现状评估应主要针对灾情评估,而预测评估则侧重危害程度预测评价,危险性评估结论的得出应是灾害体稳定性和受危害的人员、财产价值二者的综合体现;

(3)地质灾害的形成机理分析尚需深入探讨。例如,桩基失稳的形成因素主要有:①第四系沉积厚度大;②基岩全一强风层发育,岩面起伏大;③岩层破碎带和软弱夹层带;④岩溶塌陷;⑤软土负摩擦力作用、软土和含水砂层发育,施工难度较高,成桩质量难以控制。其中软土负摩擦力产生的条件亦可分为以下5种:①当桩穿越较厚的松散填土或欠固结土层而进入相对较硬土层时,如果桩侧土在自重作用下的固结沉降量大于桩的沉降量时,该土层会对桩产生负摩阻力;② 当桩穿越较厚的自重湿陷性黄土、季节性冻土层或者可液化土层而支承于较坚硬或较稳定的土层中时,由于黄土浸水会导致土体结构破坏,强度降低而产生湿陷,冻土会因温度升高产生融沉,可液化土层受到地震或其它动荷载时则产生液化而后重新固结,当桩基处于以上地基土中时,都会因地基土产生大量沉降而使桩侧出现负摩阻力;③若因人工降水或其它原因造成大面积地下水位下降,桩侧土中的有效应力必然增加,若此时桩侧土产生显著的压缩沉降(出现地面下沉),也会产生负摩阻力;④当桩周存在有软弱土层,而邻近桩侧的地面承受局部较大的长期荷载,或者桩侧地面因大面积堆载(包括土石方)而引起地面大量下沉时,也会产生负摩阻力;⑤在饱和软土中进行桩距较密的打入桩施工,会产生超孔隙水压力及土体大量上涌现象,在超孔隙水压力消散的过程中及重塑土重新固结时也会产生负摩阻力。由此可见,对各种地质灾害的形成机理分析需结合具体工程设计方案进行,不可一概而述,更不可笼统地对地质灾害的形成进行下结论。

(4)地质灾害危险区划分是地质灾害危险性评估的基础依据,人员和财产损失的估计主要依赖于危险区的划分。地质灾害危险区划分实际上是对地质灾害体运动空间的预测,这是目前难度最高,也是地质灾害危险性评估最重要的技术关键。根据专业知识和工作经验可以预测到的地质灾害的规模、分布、危害程度应在评估报告中反映明白。如工程中的削坡不合理,有可能会造成边坡失稳,挖方弃渣亦可能造成边坡失稳。前者靠专业可以预测到的问题属于地质灾害评估论述范围,后者若因弃置位置不当造成的地质灾害不属地质灾害评估论述范围。

(5)地质灾害防治措施的提出缺乏针对性与可行性,地质灾害评估工作中提出的防治对策多为从地质观点提出,一般不存在原则性问题,但是与具体工程的结合尚不够,致使可操作性较差;

(6)地质环境动态变化可能直接导致地质灾害评估结果失真。由于地质环境的改变而导致原来可能发生的地质灾害逐步减弱,但也可能诱发新的地质灾害。如在公路施工中,设计人员常采用削坡减荷来增加边坡的稳定系数。但若由于弃土不当,也会引起泥石流和新的滑坡。这些是地质灾害评估人员在地质灾害预测中,很难考虑到的。这就要求地质灾害的评估人员具有良好的素质和责任心,能在评估阶段尽量全面搜集和分析设计资料,包括施工辅助设施的设计、材料的堆放以及弃土弃渣的排放地点。

(7)更进一步的深入分析评价以建议的形式,针对具体灾害体的定性或初步量化评估结果,建议在后期的工程地质勘察、初步设计和施工图设计阶段根据设计精度要求定量作出准确的分析和评价,为防治工程设计提供参数依据。这与工程界目前提倡的动态设计理念是一致的。

(8)地质灾害成果应用较局限。由于地质灾害评估往往针对的是具体工程建设本身,所得出的结论很难体现普遍性的规律,因此使得成果本身具有不可移植性。在相似工程或相似地质环境的地质灾害评估过程中,应综合分析、研究,确定本次评估中是否具备前工程中地质灾害发生的条件,及其危害程度。

6 结束语

综上所述,地质灾害评估工作是一项必须且十分迫切的工作。地质灾害评估工作在实践过程中尚存在一些技术问题急需解决,地质灾害危险性评估技术尚需要广大地质工作者在实践中不断总结经验、提升理论水平。

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