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地質災害危險性評估技術

所屬欄目:農業環境科學論文 發布日期:2016-06-30 14:55 熱度:

   地質災害危險性評估工作是一項起點高、技術創新性強、難度大和操作性強的新型技術工作,具體操作技術還有待在較長時間實踐過程中總結完善和細化。

自然災害學報

  《自然災害學》為災害學學術性刊物。旨在展示我國災害科學的研究成果,促進自然科學與社會科學在災害科學方面的結合。刊登各種自然災害和社會科學在災害科學方面的結合?歉鞣N自然災害和發生機理、災害與人類社會的關系及其影響、防災減災系統工程等方面的研究論文。讀者對象為災害學研究工作者、防災減災專業技術人員及相關專業大專院校師生。

  l 地質災害評估的目的與任務

  地質災害評估的目的是查明評估區范圍的地質災害隱患,對現狀地質災害、工程建設可能誘發或加劇的地質災害和工程本身可能遭受的地質災害的危險性進行評估,劃分地質災害危險區,為工程建設提供防災、減災依據和征地依據。

  地質災害評估的基本任務為:

  (1)查明地質災害體的類型、規模、位置、特征及其形成的地質環境條件和誘發因素,調查被危害對象的損失情況,評價其穩定性與危險性,即地質災害的現狀評估;

  (2)根據工程建設規模及位置,預測工程建設對地質環境的影響,評價可能誘發或加劇的地質災害和工程可能遭受地質災害的危險性,即地質災害的預測評估;

  (3)進行地質災害危險性分區,確定不同區段的地質災害危險程度等級,初步分析各類地質災害的防治措施,對建設用地適宜性作出評估結論,并提出地質災害防治建議,即地質災害的綜合評估。

  2 地質災害評估工作的特點

  地質災害評估不同于一般的地質災害調查,其特點包括以下方面:

  (1)地質災害評估工作一般是在項目選址階段進行的,一般可理解為在項目的可行性研究報告完成時,即應進行地質災害評估工作(并作為可行性研究報告的獨立的一部分進行評審),為后續的工程地質勘察和項目的初步設計提供必要的依據。

  (2)地質災害評估工作對象的重點,一是可能誘發或加劇地質災害的工程建設項目,二是可能會遭受地質災害的工程建設項目。

  (3)地質災害評估具有風險性評價的特征。由于地質災害評估工作往往是先于工程勘察展開,一般享有的資料較少,同時工程建設引發或加劇的地質災害和工程建設可能遭受的地質災害是在工程建設過程中或建成后,因此地質災害的危險性評估實際就是一種風險評估。

  (4)評估工作更加重視區域地質環境的研究,并從區域地質環境條件中分析地質災害體的演化過程,確定主要控制及誘發因素。

  (5)重視已有工程積累的經驗。已有的同類型工程或同環境工程在建設過程中誘發或遭受的地質災害狀況會給在建工程的地質災害評估提供有效的信息,為地質災害的預測評估提供可靠的依據,減少預測的風險性。

  (6)重視典型地質災害點的研究。典型地質災害點的研究對于新建項目地質災害評估是非常重要的手段,特別是在沒有同類型建設項目對比的前提下,更要重視典型地質災害點的類型、規模、位置、特征、變形跡象與發展趨勢的研究,為預測工作打下良好的基礎。

  3 野外調查

  3.1 調查內容

  (1)災情調查:主要是查明評估區范圍內的已經造成的危害,如人員傷亡、直接經濟損失、生態環境破壞狀況及地質災害危害的特點。重視利用已有資料,如地質志、地質災害勘察成果等,并與調查訪問結果相結合。

  (2)區域地質調查。主要是調查評估區地質災害形成的自然地理和地質環境條件。目的是解決地質環境條件復雜程度的判別,為評估級別的確定建立依據,同時為地質災害形成條件分析奠定基礎,區域調查應重視對原有資料的分析應用,以減少工作量,提高工作效率。

  (3)具體地質災害體的調查。采用簡易測量手段確定地質災害體的類型、規模、位置、特征及其形成的地質環境條件和誘發因素。對崩塌、滑坡、地面塌陷、地裂縫等應重視現今變形跡象及其演變過程的調查,對泥石流應重視溝口堆積物的變化及流域內崩、滑體的發育狀況的調查。

  3.2 調查方法

  地質災害評估的野外調查工作方法選擇的原則是以較低的工作投入,取得較多的資料,得到可靠的評價結果,實現較好的減災效益,強調利用新技術和新方法。實際調查工作中應做到有針對性,簡便易行,由點一線一面。

  目前一般采用的方法有資料搜集、航片解譯、地面測繪。資料搜集是評估工作中十分重要的一項工作,地質災害現狀評估質量的優劣取決于資料的掌握程度和研究深度,應在調查工作中應得到重視。航片解譯對認識滑坡、泥石流等災害是非常有效的方法,特別是對線型工程等評估區范圍較大的評估項目,正確的利用航片將做到事半功倍的效果。地面測繪是地質災害評估工作的核心與基礎,詳細的地面調查是掌握評估第一手資料的最佳方法,將為評估結論的做出奠定堅實的基礎。對崩塌、滑坡來說,現場調查主要目的,一是確定現有滑坡的活動特點和環境因素;二是鑒別規劃建設區易遭滑動的地段。后者是調查工作中的難點,因此在調查工作中必須詳細調查區域環境因素和已建同類型工程運行情況,從區域和已建工程的對比中得出結論。對泥石流來說,主要是調查泥石流的產出環境,包括松散物的分布、厚度和穩定性,溝口堆積扇發育狀況、溝谷切割程度、暴雨特征值、流域巖性分布、植被類型及人文環境狀況。重點確定擬建工程與泥石流的關系及泥石流特征值(頻率與規模)與易發程度,為防治工程提供參照。對地面塌陷來說,采礦塌陷和巖溶地面塌陷為主,主要應調查場地因素、建筑物因素和地質環境因素。對地基不均勻沉降和地裂縫來說,主要應調查建筑物因素和地質環境因素。

  4 室內研究

  室內研究主要是在野外調查的基礎上對地質災害進行現狀、預測與綜合評估。

  室內研究所必須經歷的過程是是收集和綜合分析地質評估所需要的資料:(1)地形地貌、基礎地質、氣象水文植被、水文地質、工程地質等資料;(2)預可研、可研或其它與工程項目有關的設計方面資料;(3)工程項目有可能會對現有環境有所影響的資料。

  地質災害的現狀評估主要采用的方法地質歷史分析法、工程地質類比法、地質環境條件綜合判別法等。

  地質災害的預測評估目前采用的方法主要有地質歷史分析法、工程地質類比法、多因素分析法等。由于地質災害評估工作一般投入的實物工作量較少,而且評估工作的性質是指出問題而不是解決問題,所以評估的工作方法多以定性分析或定性、半定量方法為主。

  地質災害綜合評估的方法較常見的有信息疊加法、多因素綜合判別法、模糊數學評判法、層次分析法等。地質災害危險性分區結果多為區域的相對分區,即在某一范圍內的地質災害危險性的相對大小,而不具備不同區域的對比性。

  5 地質災害評估工作中存在的問題

  目前我省地質災害評估工作開展時問不長,尚存在一些較為普遍的問題。

  (1)地質災害評估技術要求急待完善。目前的技術要求尚顯粗糙,可操作性較差,尚需進一步完善,使其更加人性化、數字化;

  (2)地質災害評估中的一些概念尚需明確。例如,滑坡、邊坡概念問題;再如現狀評估中的危險性概念,筆者認為現狀評估應主要針對災情評估,而預測評估則側重危害程度預測評價,危險性評估結論的得出應是災害體穩定性和受危害的人員、財產價值二者的綜合體現;

  (3)地質災害的形成機理分析尚需深入探討。例如,樁基失穩的形成因素主要有:①第四系沉積厚度大;②基巖全一強風層發育,巖面起伏大;③巖層破碎帶和軟弱夾層帶;④巖溶塌陷;⑤軟土負摩擦力作用、軟土和含水砂層發育,施工難度較高,成樁質量難以控制。其中軟土負摩擦力產生的條件亦可分為以下5種:①當樁穿越較厚的松散填土或欠固結土層而進入相對較硬土層時,如果樁側土在自重作用下的固結沉降量大于樁的沉降量時,該土層會對樁產生負摩阻力;② 當樁穿越較厚的自重濕陷性黃土、季節性凍土層或者可液化土層而支承于較堅硬或較穩定的土層中時,由于黃土浸水會導致土體結構破壞,強度降低而產生濕陷,凍土會因溫度升高產生融沉,可液化土層受到地震或其它動荷載時則產生液化而后重新固結,當樁基處于以上地基土中時,都會因地基土產生大量沉降而使樁側出現負摩阻力;③若因人工降水或其它原因造成大面積地下水位下降,樁側土中的有效應力必然增加,若此時樁側土產生顯著的壓縮沉降(出現地面下沉),也會產生負摩阻力;④當樁周存在有軟弱土層,而鄰近樁側的地面承受局部較大的長期荷載,或者樁側地面因大面積堆載(包括土石方)而引起地面大量下沉時,也會產生負摩阻力;⑤在飽和軟土中進行樁距較密的打入樁施工,會產生超孔隙水壓力及土體大量上涌現象,在超孔隙水壓力消散的過程中及重塑土重新固結時也會產生負摩阻力。由此可見,對各種地質災害的形成機理分析需結合具體工程設計方案進行,不可一概而述,更不可籠統地對地質災害的形成進行下結論。

  (4)地質災害危險區劃分是地質災害危險性評估的基礎依據,人員和財產損失的估計主要依賴于危險區的劃分。地質災害危險區劃分實際上是對地質災害體運動空間的預測,這是目前難度最高,也是地質災害危險性評估最重要的技術關鍵。根據專業知識和工作經驗可以預測到的地質災害的規模、分布、危害程度應在評估報告中反映明白。如工程中的削坡不合理,有可能會造成邊坡失穩,挖方棄渣亦可能造成邊坡失穩。前者靠專業可以預測到的問題屬于地質災害評估論述范圍,后者若因棄置位置不當造成的地質災害不屬地質災害評估論述范圍。

  (5)地質災害防治措施的提出缺乏針對性與可行性,地質災害評估工作中提出的防治對策多為從地質觀點提出,一般不存在原則性問題,但是與具體工程的結合尚不夠,致使可操作性較差;

  (6)地質環境動態變化可能直接導致地質災害評估結果失真。由于地質環境的改變而導致原來可能發生的地質災害逐步減弱,但也可能誘發新的地質災害。如在公路施工中,設計人員常采用削坡減荷來增加邊坡的穩定系數。但若由于棄土不當,也會引起泥石流和新的滑坡。這些是地質災害評估人員在地質災害預測中,很難考慮到的。這就要求地質災害的評估人員具有良好的素質和責任心,能在評估階段盡量全面搜集和分析設計資料,包括施工輔助設施的設計、材料的堆放以及棄土棄渣的排放地點。

  (7)更進一步的深入分析評價以建議的形式,針對具體災害體的定性或初步量化評估結果,建議在后期的工程地質勘察、初步設計和施工圖設計階段根據設計精度要求定量作出準確的分析和評價,為防治工程設計提供參數依據。這與工程界目前提倡的動態設計理念是一致的。

  (8)地質災害成果應用較局限。由于地質災害評估往往針對的是具體工程建設本身,所得出的結論很難體現普遍性的規律,因此使得成果本身具有不可移植性。在相似工程或相似地質環境的地質災害評估過程中,應綜合分析、研究,確定本次評估中是否具備前工程中地質災害發生的條件,及其危害程度。

  6 結束語

  綜上所述,地質災害評估工作是一項必須且十分迫切的工作。地質災害評估工作在實踐過程中尚存在一些技術問題急需解決,地質災害危險性評估技術尚需要廣大地質工作者在實踐中不斷總結經驗、提升理論水平。

文章標題:地質災害危險性評估技術

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