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论文题目：论岩土工程地质灾害防治技术及防治措施

摘要: 近年来,随着我国国民经济的快速发展,各种资源开发和工程建设活动等人类工程活动的力度也普遍增大,给我国本就十分脆弱的地质环境带来了巨大的压力,地质灾害的频度和规模有逐年增加的趋势。为此,本文作者就岩土工程与地质灾害的内涵、地质灾害的特征与危害以及地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施进行了全面的阐述。

关键词: 岩土工程;地质灾害;防治措施

1、岩土工程与地质灾害的内涵

自20世纪80年代末,90年代初,我国产生了一个新的学科——地质工程学。地质工程学,是研究与解决从规划到竣工乃至工程运行后效的全过程的与地质有关的工程问题的科学。它把地质体乃至地质环境作为工程系统的组成部分来对待,这显然符合大系统工程学的思想,它包含岩土工程和地质灾害防治工程两个方面, 但以后者对其特点的反映更为深刻。岩土工程是指工程建设中涉及岩土体的开挖与加固;地质灾害防治工程是对自然或人为作用产生的有害地质现象进行防范与防治。后者包含了更全面地对地质生态环境合理开发与管理的思想。

地质灾害是指由于自然因素或者人为活动引发的危害人民生命财产安全或使人类赖以生存和发展的环境、资源发生严重破坏的地质现象。《地质灾害防治条例》规定,地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害。

在我国,大多数地质灾害现象都是人为因素引发的,据有关资料统计,近年来我国每年因地质灾害造成的经济损失约占各种自然灾害的1/4至1/5,因此,减少或制止破坏生态环境行为、及时采取地质灾害预防和防治措施,是我国当前减少损失的首要途径。

2、我国地质灾害的特征与危害

由于我国地理位置独特,地质构造复杂,地球生态环境多变,加之人口众多的农业大国,经济较落后,承灾能力弱,所有这些叠加在一起,形成灾害类型多、分布广、频度高、强度大、影响面宽、损失严重的格局。

据资料统计分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等种类的地质灾害在我国十分发育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范围约占国土面积的50%,其中以西南、西北地区最为严重。

地质灾害可分两大类:第一类主要是由自然因素引起的地质环境问题,又称第一环境问题,属自然地质灾害;这些灾害不以人类历史的发展为转移;第二类主要是由人为活动引发的地质灾害,称第二环境问题,属人为地质灾害。这些灾害常随社会经济的发展而日益增加,据地质灾害成因分析,全国50%以上的地质灾害发生的主要原因是人类行为,尤其是人类不合理地大量挖掘能源所造成的。

滑坡

滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震、人工切坡等因素的影响,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。

滑坡的诱因:

(1)地震;(2)降雨和融雪;(3)地表水的冲刷、浸泡;(4)河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;(5)开挖坡脚;(6)蓄水排水;(7)堆填加载;(8)劈山放炮,乱砍乱伐。

滑坡发生的`规律:

下列地带是滑坡的易发和多发地区:(1)江、河、湖(水库)、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区铁路、公路、工程建筑物的边坡等。(2)地质构造带之中,如断裂带、地震带等。(3)易滑(坡)岩、土分布区。(4)暴雨多发区及异常的强降雨区。

崩塌

陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部空虚,折断压碎或局部移滑,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象称为崩塌。

崩塌的诱因:

(1)采掘矿产资源;(2)道路工程开挖边坡;(3)水库蓄水与渠道渗漏;(4)堆(弃)渣填土;(5)强烈振动。

泥石流

泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)产生在沟谷或山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。

泥石流的诱因:

(1)不合理开挖;(2)不合理的弃土、弃渣、弃石;(3)滥伐乱垦。

地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种动力地质现象。

地面变形

地面变形包括地面沉降、地面塌陷与地裂缝。目前中国发生地面沉降活动的城镇有70多个,明显成灾的有30余个,最大沉降量已将近3m。这些城市有的孤立存在,有的密集成群相连形成广阔的地面沉降带(区)。造成中国城镇地面塌陷原因有三:一是不合理地大量开采地下矿产资源引起的塌陷;二是表面岩溶活动引起的塌陷;三是大量抽取地下水引起地面下沉。

地面塌陷发生的规律:

(1)岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带或沿其与非可溶岩的接触地带;(2)沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带,岩层剧烈转折、破碎的地带;(3)松散盖层较薄且以砂石为主,其底部粘性土层缺失或甚薄(一般不足1-2米)的“天窗”地段;(4)岩溶地下水的主迳流带或岩溶管道上;(5)具有潜水和岩溶水双层含水层分布地带;(6)岩溶地下水的排泄区;(7)岩沉吟地下水位在基岩面上下频繁波动的地带,或受排水影响强烈的降落漏斗中心及近侧地段;(8)临近河、湖、塘地表水体的近岸地带;(9)岩溶地下水位埋藏较浅的低洼地带。

人为地质灾害的危险性分析

人为活动加剧或加速地质灾害的发生所带来的危害性大大超过正常状态下产生的地质灾害所带来的损失。如:矿产资源的开发以及铁道、公路等各种工程建设的开挖,亦经常加剧地质灾害的发生,如:土壤侵蚀、地面塌陷与沉降、滑坡、岩爆、泥石流、荒漠化以及坑道涌水、瓦斯爆炸等灾害。人工滥伐森林资源,也造成土壤侵蚀、滑坡和泥石流等灾害,并导致洪灾的加剧发生。人工爆破也会诱发岩溶塌陷、滑坡等灾害的发生,还有可能引起连锁性的岩溶塌陷。

人工诱发地质灾害的特点如下:

一是诱发速度快。在自然地质演化及气候变化过程中,岩体由相对稳定至不稳定的变化,经历长时间过程。而人工因素诱发下,就大大地缩短了自然演化时间,加速岩土体的岩性变化,而导致突变灾难的发生,并造成更大的损失。

二是诱发灾害面广。自然地质灾害的发生,除了特大灾害之外,一般其危害性有一定的局限性,在人工因素诱发下,其危害性就具有更大的影响面。例如由于生物资源———森林的破坏,工程的大规模开挖,影响的是区域性环境恶化,诱发区域性旱涝灾害,以至引发全球性荒漠化。人类活动产生的升温效应,对气候及地质灾害诱发作用的影响也是全球性的。

三是灾害损失巨大,除了地震之外,人工诱发的地质灾害所造成的损失是严重的。随着经济建设的发展,人工诱发地质灾害所造成的损失,仍会不断增加,目前估计地质灾害损失每年约500亿元,而受到威胁的就是这些数据的数倍至数百倍。1998年洪灾损失2000多亿元,死亡1432人,其中不少损失是通过地质灾害而产生的。

3、地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施

主要的施工技术标准总结

地质灾害防治工程的最大特点是隐蔽性(如抗滑桩)、复杂性(如抗滑桩+锚拉+挡板+冠梁)和多样性(防治滑坡可采用桩,亦可采用挡土墙),以地下工程施工为工艺特点,因此与地基与基础工程和岩土工程具有十分相近或相同的工艺流程、施工工序和施工工法。涉及地质灾害防治工程施工的技术规范和标准主要有:

(1)地质灾害防治工程现行施工技术标准和规范,如《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0218-2006);

(2)各类工业与民用和市政工程建设项目的地基与基础、深基坑、高切坡、地基处理、基础病害工程防治等所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002);

(3)各类水利水电工程的土石方、地基与基础和岩土工程所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《水电水利工程预应力锚索施工规范》(DL/T5083-2004);

(4)各类交通建设中所涉及的边坡、滑坡、危岩、塌陷和沉降等工程防治的相关技术标准和规范,如《公路隧道施工技术规范》)(JTJ042-94)。

地质灾害防治工程防治措施

做好防治工程设计

地质灾害防治工程设计,必须根据崩塌、滑坡、不稳定斜坡的成因机制、运动模式、易发性及防治目标制定。

(1)根据致灾的成因确定主要防治途径;

(2)根据灾害的易发程度、防治目标确定防治工程的强度和工程量。

地质灾害防治工程的主要工程措施

根据地质灾害防治工程勘查设计现行行业规范,《三峡库区地质灾害防治工程质量检验评定标准》等技术标准及资料分析,国内防治地质灾害的主要工程类型有:排(截)水工程、支(拦)挡工程、加固工程、护坡工程、减载与压脚工程及搬迁和避让等。

地质灾害防治措施

(l)工程防治措施

工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分,工程防治措施的适用条件及方式:大多数房后切坡造成的小型土质滑坡,选用滑坡后缘地表排水、前缘支挡或削方减载护坡等工程措施较为适应;对于中型以上滑坡,应根据工程地质勘察资料选择工程防治措施。

(2)生物防治措施

生物防治措施是指植树造林,种草护坡及合理耕牧。它具有应用范围广、投资省,能促进生态平衡,改善自然环境条件,防治作用持续时间长的特点,需较长时间才能发挥其效益。

根据调查区地质灾害特点和自然经济条件,泥石流区,地面塌陷区及水土流失区应采取封山育林,退耕还林等防治措施,减少地质灾害的发生和经济损失。

(3)避让措施

①雨天避让措施。对灾害隐患点和变形斜坡,采取雨天临时避让措施,各镇在防灾预案的基础上编制安全转移预案,雨天对受威胁户一一作转移地点安排。应根据就近原则、转移地(接受户)不受地质灾害或其它灾害威胁的原则进行操作。

②搬迁避让措施。对一些危险性大、危害性严重的地质灾害,防治费用超过搬迁费用或再建房仍然受地质灾害威胁的,采用搬迁避让措施。调查区需搬迁避让或已搬迁的灾点。

4、结语

岩土工程地质灾害防治工程是一项长期的工作,任重而道远。随着新技术、新方法、新材料在地质灾害防治工程中应用,地质灾害防治措施和施工技术必将迈向新的台阶。

参考文献:

[1]地质工程勘察、检验监测及设计施工与灾害防治技术实用手册.中国知识出版社.2007-11

[2]胡茂焱.地质灾害与防治技术.中国地质大学出版社.2005-9

[3]GB50021-2001岩土工程勘察规范[S].国家质检总局(SBTS),2002

[4]地质工程手册.中国知识出版社.2006

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如果说有一个因素在经济发展政策中被严重忽视了，我会说，这个因素就是“空间”（地理因素）。理解空间的力量直接关系到城市化和区域经济发展的战略。我在专著《空间的力量：地理、政治与城市发展》讲到，今天的政策决策者和社会公众一定要认识到经济发展和地理之间的关系。 地理有多重要：以苏南为例 如果发起一场有关如何促进欠发达地区增长，实现区域间平衡发展的投票，我猜99%的人都会赞成向欠发达地区转移资源。可是，却很少有人会认真地考虑“地理有多重要”这样的问题。用地理和空间的视角来看苏南发展，它在很大程度上就是一个地理作用于经济发展的实例。苏南发展的秘密不是乡镇企业，不是外资，也不是人力资源，这些都是地理条件的结果。如果没有得天独厚的地理条件，乡镇企业未必会在苏南成功，外资也不会大规模投资在这里，人力资源也可能不能被有效地利用。 那么，苏南到底有哪些地理优势？要回答这个问题，就必须在全球化的视野里看懂中国经济。中国真正的起飞是在1994年之后，确立了出口导向的发展战略。这时，港口的作用重新突显出来，而其中，最具活力的港口城市就是上海和香港。在苏南地区，地理上接近上海，从而能在国际贸易中节省物流成本，而且，苏南地区还拥有长江下游的黄金水道。在这些条件上，苏南胜过了浙江。而与同样接近大港口的广东相比，苏南才真是胜在其人力资源上，毕竟苏南在改革之初便拥有较好的工业基础，使得苏南有能力承接国际产业转移中相对技能要求较高的产业。 此外，整个以上海加苏南城市群构成的都市圈还因为地理的因素产生了更强的辐射作用。广东往北，很快就遇到南岭，而上海往西则是平原为主，而且，长江的运力远非珠江可比。同时，香港是特别行政区，拥有不同于内地的制度和文化，甚至语言习惯也有差异。所有这些因素加在一起，使得我在自己的研究里看到，如果说离大港口的距离会影响到一个城市的劳动生产率和经济增长，那么，在长江三角洲，这种影响比珠江三角洲要小一些，换言之，长三角都市圈的辐射力更强。 从空间的视角审视我国产业转移 从苏南发展推广开去，地理对经济发展的作用在整个中国也有所体现。如果忽视这种“空间的力量”，就会误以为，可以通过人为的经济政策引导资源向内地转移，而实际上，动用行政手段来干预资源在地区间的配置，会造成资源配置效率的巨大损失，极大地削弱中国产业在全球市场上的竞争力。 很多人为中国的产业转移而欢呼，我看，需要冷静。如果是在完全的市场机制下，产业的梯度转移是好的，其前提是，核心城市在经济集聚的过程中会出现生产要素价格的上涨。而在行政干预下，地价和劳动力价格的上涨只会比原来应该有的趋势来得更早。问题在于，市场机制下的生产要素价格上涨本质上是源于劳动生产率的提高，而在行政干预之下，生产要素价格上涨却不一定是劳动生产率提高带来的。这两者之间的差异，就是经济中出现的扭曲。企业家都是利润的追求者，当生产要素价格与劳动生产率相背离的时候，将企业向中国内地迁移并不是唯一的选择。至少，它们还有一个选项，那就是，将企业迁往港口条件不亚于中国，劳动成本却更低的其他地区，比如越南。如果后者成为普遍趋势，无异于中国将自己本应有的发展机会拱手相让。 同样道理，我们也发现，到区域性的大城市距离也显著地影响城市的经济增长。由于经济向大城市集聚可以带来规模效应和外部经济，促使中心城市吸收周边城市的经济资源，同时周边城市也能较多地分享中心城市集聚效应带来的好处，因此，一个城市距离区域性的大城市越远，经济增长越慢。 而中小城镇的发展才是下一轮发展的方向，甚至硬是将英文里的urbanization区分为“城市化”和“城镇化”，以所谓“城镇化战略”作为对城市化的替代。 发展中小城镇并不错，但“城镇化战略”错在将中小城镇发展与大城市发展机械地割裂开，事实上，我们的研究说明，大城市的发展可以为小城镇的发展提供带动力。试图通过限制大城市的发展来为中小城镇的发展腾出空间，这种政策主张不说是南辕北辙，也至少是事倍功半。 对于地理在城市经济增长中的作用，社会各界还缺乏科学的认识 遗憾的是，中国的社会各界对于地理在决定城市经济增长中的作用缺乏科学的认识，不少地方政府都片面追求短期GDP增长，并陷于投资推动和政府干预的经济增长方式。 不仅如此，还有一种根深蒂固的误解是，认为是经济资源向拥有地理优势的东部集聚导致了地区间发展差距的扩大。于是，在经济政策上形成的一个相应的误区是，认为要平衡区域经济发展，就要动用政府政策来抵消地理的作用，这进一步加强了地区经济对于投资推动和政府干预的依赖，而这些在长期对经济增长并不起显著的作用。 地理对城市经济增长重要，但这并不意味着地理位置不同的城市之间的发展差距将越来越大。恰恰相反，中国出现的这种“地理决定论”在一定程度上是因为政策限制了生产要素——特别是劳动力——的跨地区自由流动，加剧了地理对于经济增长的作用。 无独有偶，2011年3月12日出版的英国《经济学家》杂志发表了“地区差距：差距经济学”一文提出，对于英国日益扩大的地区差距，关键不是要补贴，而是要实施两项政策措施：使人口自由流动，加上提高贫困地区人口的受教育水平。 中国不会是个例外。如果我们相信科学，那么，兼顾增长与平衡的区域发展战略就应该转向促进劳动力等生产要素的自由流动，而不是堂吉诃德式地用政府政策去扭曲市场机制。