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1巖土工程地質災害主要類型特征及成因分析
1.1巖土工程地質災害主要類型特征分析
從上世紀80年代開始,地質工程學就在我國誕生了,地質工程學主要就是對地質災害的防治所進行研究的。地質災害工程涵蓋著對地質災害的防治以及巖土兩個重要的層面,其中的巖土工程則是施工間所設計到的開挖巖土體的加固處理。從巖土工程地質災害的主要類型特征層面,不同的地質災害類型就有著不同的特征,巖土工程中的泥石流地質災害類型是降水作用下,溝谷以及山坡等出現的攜帶大量石塊及泥沙物體的洪流,主要是表現為固體流動和液體流動相結合的混合物,這一地質災害類型受到棄土棄渣的防護不合理所致,再有就是在開挖過程中沒有科學化進行。再者,巖土工程地質災害中的滑坡類型也比較常見,主要是地下水以及河流的沖刷等使得斜坡的巖體或者土地的軟弱地帶發生的下滑情況。滑坡地質災害主要的由于強降雨或者強降雪所致,還有就是受到地表水沖刷、浸泡等也比較容易發生滑坡地質災害。巖土工程地質災害類型中的崩塌也是比較常見的災害類型,這一地質災害主要就是由于根部的虛空使得陡坡裂縫分割巖體而發生局部的折斷等狀況,這樣就失去了原有的穩定性鞥發生翻滾。崩塌地質災害主要是受到礦產資源開采及道路邊坡開挖影響比較嚴重。另外,巖土工程地質災害中的地面變形也是常見災害之一,這一類型的地質災害主要有地面的沉降額塌陷,或者是出現裂縫等。地面變形的地質災害受到區域內地表水的大量抽取以及表面的熔巖和對礦產的不合理開采的影響比較嚴重,所以在對巖土工程中地質災害的防治過程中就要能夠結合實際進行處理。
1.2巖土工程地質災害的成因分析
巖土工程地質災害的成因根據類型的不同也會有著多種成因,主要體現在受到地形地貌的影響比較顯著,我國是地質災害最為嚴重的國家之一,每年由于地質災害所造成的損失比較巨大,這對多個地區的經濟發展有了限制。從巖土工程地質災害的主要成因層面來看,分為自然因素及人為活動因素,其中的人為活動因素是造成地質災害比較重要的影響因素,由于在一些建設和開發開采等活動的實施下,就對原有的地質自然形態造成了破壞,從而引發了一些列的災害,其發生和地質本身的關系并不大,主要就是由于人為破壞的。對于巖土工程的地質災害的發生是在自然地質演變和氣候的變化下逐漸形成的不穩定狀況,經過人為活動對這一不穩定活動的破壞,加快了地質災害的發生。地質災害的發生對人們的經濟財產以及生命等都有著很大的危害,這也是災難性的事故。另外就是巖土工程地質災害的自然因素,這一影響因素也被稱為是第一環境問題,不會因為歷史變遷而發生變化。地形地貌的影響以及水文氣候的特點和地質環境的特點等都會對巖土工程地質災害的發生起到促進作用。
2巖土工程地質災害的有效防治措施探究
一、礦山采后地質環境預測
1礦山開采影響范圍
1.1放炮影響范圍根據開發方案,采場每次布置3排鉆孔,每排10個孔,排距4.6m,孔距5.6m,共布置30個孔,每孔深16.5m,超深1.5m,以確保爆破后臺階高度達15m。
1.2采礦可能引發的地質災害影響范圍礦山開采過程中采用自上而下臺階式分層開采,高度為15m;開采時工作臺階切向坡和反向坡最終開采的邊坡角不大于55°。由此可確定采礦可能引發的地質災害影響范圍為礦區開采最終邊界外延15m。綜上所述:礦山開采影響范圍為露天采場外延215m。
2地質災害危險性預測根據開發技術方案,礦山開采后四周將形成5段高度為110m的邊坡,邊坡編號分別為AB、BC、CD、DE、EF,邊坡位置詳見福祿鎮周家槽周家槽水泥用石灰巖礦山礦區范圍及開采平面圖
3水文地質預測礦區范圍內開采三疊系下統嘉陵江組三段(T1j3)石灰巖礦層,開采標高均高于當侵蝕基準面;開采范圍內無河流、水庫等地表水體;地下水與地表水沒有必然的水力聯系。礦山開采對巖溶裂隙水的補給條件破壞小,礦山開采后不會對含水層結構破壞,不會造成地下水水位下降、疏干等。對礦山地質環境影響程度較輕。
1昆鋼54萬噸/年鋼渣綜合利用項目的地質勘察
1.1區域地質構造
安寧市境內構造復雜,東西兩面為兩條南北向大斷裂,被普渡河大斷裂和易門大斷裂夾持。規模較小的褶皺構造較為發育。最大的褶皺構造位于中南部的黑風洞背斜,軸線成東西向經鳴矣河鄉延伸到昆陽。軸部出露上元古震旦系地層,兩翼為古生界地層,構成寬緩舒展背斜。受斷裂活動影響,區域內溫泉、崩塌、滑坡較為發育。工程區附近有兩條大型斷裂帶,受斷裂帶影響,區域內出露巖體較為破碎。區域內主要發育有2條裂隙。勘察區從地質構造上看,位于普渡河大斷裂和易門大斷裂之間,區內地質結構較為復雜,存在多個小型斷裂層。據歷史地震資料,自1500年至今,安寧地區發生5級以上地震21次。
1.2變形破壞機理
該滑坡原始地形坡度按照工程地質測繪和鉆探揭露為5°~12°,處于一種穩定的狀態中。為了對昆鋼54萬噸/年鋼渣綜合利用廠區進行修建,前緣位置形成了陡坡(高10.0m、坡度為31°),因此應力在坡腳處集中分布。同時,含碎塊石粉質粘土層在坡腳初露,局部地段的石含量較高,存在較為嚴重的架空現象,地表水下滲,而下伏粉砂質泥巖具有相對較好的隔水性,容易在基覆界面處形成一條活躍地帶,便于地下水運移。因此,在降雨等因素的影響下,在8日下午5點出現了整體滑動現象,最終就形成了現在我們所看到的這種地貌特征
1.3工程地質災害防治
1.水文地質的重要意義
從特點上來看,工程地質與水文地質兩者是相互影響,相互聯系的,彼此間相互作用,兩者之間并不是獨立存在。眾所周知,巖土上的一種重要組成結構是地下水,地下水不僅會影響到巖土體工程的特性,更會對基礎工程造成一定影響,進而對建筑工程的耐久性和穩定性造成干擾。做好水文地質勘察工作,避免水文地質危害的影響,不僅能夠保證勘察結果的質量,能夠促進建筑質量的提升與強化,對于建筑行業的發展具有重要現實意義。通常情況下,對于那些具有較為復雜的水文地質地區而言,由于受到客觀因素的影響和制約,使得我們不能夠對水文地質進行深入研究和分析,如果在設計階段沒有做好充分的準備工作,那么就會出現各種問題,巖土工程也有可能受到地下水危害的影響。這就在一定程度上體現出了我們在進行工程地質的勘察過程中,必須做好水文地質的研究工作,在條件受限的情況下應當做好意外情況的預防和應對措施,保證工程勘查的質量和工程的穩定性。與此同時,我們在進行工程地質勘查的過程中不僅要將水文地質情況清除,還要將建筑物受到地下水的影響作為探討的重點內容,根據勘查的實際情況來提出相應的預防和整治措施,最大限度上降低地下水對工程的危害和影響,保證工程建設的順利進行,強化工程的質量和穩定性。
2.工程地質勘察中水文地質危害
工程地質勘察中水文地質的危害對工程建設來說具有重要的不良影響,無論是地下水位的升降變化,還是動力水壓都有可能對巖土工程產生危害。通常情況下,造成地下水位變化的原因主要有兩點,分別是自然因素和人為因素。一旦地下水位產生較大波動,超過了規定限值,將會促使巖土工程質量問題的產生。一般來說,水文地質的災害主要分為三類:潛水位上升形成的危害。通常情況下,河流、湖泊等水位的上升,都會造成潛水位的升高,灌溉工程的滲漏問題也會影響到潛水位的變化。相關的調查統計顯示,潛水位升高將會對建筑物的質量造成重要不良影響,一方面潛水位上升將會促使建筑物地基硬度的弱化,含水量增加,土壤的強度也將會得到不同程度上的下降,在這樣的環境下建筑物極易產生沉降變形問題,影響到工程質量。地下水位下降造成的危害。一般來說,造成地下水位下降的主要原因在于人為因素,人們為了獲取水源大多會采用開取地下水的方式來滿足自身對于水源的需求,大量的地下取水造成了地下水位的下降。地下水位突然下降將會對地面造成重要的破壞,地面沉降、地裂等問題都是由于地下水位下降產生的,這些問題為人們的正常生產、生活帶來了重要的干擾,也在一定程度上破壞了自然環境,造成了生態環境的惡化。地下水位波動所帶來的危害。地下水位的波動對于巖土工程來說具有很大的影響,一般來說造成地下水位波動的因素有很多,自然因素中季節氣候的變化、河流水位的變化等都會造成地下水位產生不同的變化和反應。具體來說,地下水位帶來的危害主要有如下幾點,地下水位的變化將會壓密土地,增加土體的密度;建筑物的基礎建筑材料的腐蝕程度也將會有所加劇;地下水位的波動還會促使巖土產生漲縮現象,在多次漲縮變化后,將會造成地裂問題的產生。對于地下水來說,如果其水位一直保持在較為平穩的狀態,其動水壓力也將極為有限,其破壞程度基本上可以忽略不計,很難影響到工程的質量。但如果地下水位在人為因素或自然因素的影響下出現了失衡變化,將會為巖土工程帶來較大的干擾,甚至產生相應的災害。
3.地質勘察中水文地質危害的預防措施
針對水文地質的危害對巖土工程的建設具有直接的影響,為了能夠保證工程的建設質量,我們就要在工程地質勘察過程中處理好水位地質的危害,最大限度上避免水文地質危害的產生。為此,我們在現實的工程地質勘察過程中應當加大對水文地質的研究力度,將與巖土工程相關的水文地質因素查找出來,對這些因素的影響進行分析和探究,并對有可能形成的危害作出提前的預防和應對,將水文地質信息交給后期工程的施工單位,在這樣的環境下工程的建設質量就能夠得到很大的保證,使水文地質的危害處于一種可控狀態。經過對水文地質危害的分析后,我們已經了解到其對巖土工程的重要影響,因此在未來的工程建設中,相關部門應當加大對地下給水管道和引水管道的巡視力度,如果發現滲漏現象要予以及時修復。對于地下取水行為也要予以嚴格規范,避免出現地下水位突然降低或大幅度降低現象的發生。
1當前隧道施工的現狀
目前的隧道施工技術,普遍都是采用的全斷面開挖法,臺階開挖法,分布開挖法。
1.1全斷面開挖法全斷面開挖法又被叫做全斷面掘進法。在隧道設計中開挖斷面,從而可以在一次施工中完成開挖斷面的方法。一共有三種方式開挖:新奧地利全斷面開挖法、護板全斷面開挖法和掘進機護板全斷面開挖法。這種施工方法的操作相對簡單,一般常規的工作順序有:使用移動式鉆井臺車,先全斷面一次鉆探并進行裝藥,然后鉆進小車返回到50m安全位置外,然后引爆,一次爆破成型,將鉆孔車開往開挖面推入到位,開始鉆探及爆破作業的下一個步驟。與此同時,在施工前的防水隔離層作為初期的支護,進行第二次的堆砌。這個步驟主要有兩個點比較重要:一是增加了機械施工用具進行二次噴作業,通過兩次的噴,可以穩定地基并且可以加速隧道施工的進度;第二是必須提前進行混凝土的鋪設,并且不滯后200m。這是確保安全質量的一個重要的方法。全斷面開挖法主要使用在Ⅰ~Ⅲ級圍巖。全斷面開挖法的工作特點:優點在于,在一個開放的地點施工,可以相對多一點的使用大型機械;只需要一次開挖,就可以進行工作,加快了工作速度,降低了工作中產生的不必要的干擾。缺點在于,施工連續性很強,需要高度的機械化用具的支持,若某部分出現問題,整體進度都會被影響。
1.2臺階法臺階法又分為正臺階和反臺階法。施工在穩定性差的巖石,整個隧道斷面分為若干層,由上到下段開挖,前后各從一個小一些積極步驟形成開挖面。上部臺階的鉆研作業和下部臺階的出渣可以同時進行,而使效率可以改善。之后,整個斷面開挖出來后,然后由邊墻到拱頂襯砌。在隧道的第一層頂部的第一個挖掘是一個彎曲的導坑,需要鉆更多的井眼,以防止倒塌。導坑超前距離很短,使石碴爆破直接拋落到范圍以外的坑,以減少扒碴的工作量,提高施工速度。如果巖石隧道頂部松動,應立即用臨時支撐螺栓或鋼拱坑,以防止倒塌。臺階法作為目前的最廣泛的應用方法,缺點在于上部作業和下部作業有相互的干擾,這時候技術人員和施工人員就應該注意下部作業對上部結構的穩定性的影響。
1.3分部開挖法較為軟弱的圍巖不能大斷面的開挖,應該采取分部開挖的方法。當前的分部開挖法有三個主要形式:預留核心土法,雙側壁導坑法,交叉中隔壁法和中隔壁法。預留核心土法主要用于五到六級的圍巖隧道的施工。施工順序主要分為:初期的人力和機械相結合的施工,在開挖拱部土體的支撐;在初期的支撐保護下,進行第二次的挖掘,這次主要是挖核心土體和下半部的土體,并且進行封底;根據現場的實際情況,再次進行二次襯砌。這類方法的施工穩定性好,施工安全。雙側壁坑導法也稱為“眼鏡工法”,此方法現在兩遍進行挖掘,再挖掘剩下的部分。這種方法大多用在第四到五級的圍巖,也是能夠在大斷面土質隧道的施工方法。由于這方法先是在兩邊施工,初期的支護由下到上,很好的解決了土體承載力的不足,這樣也保護了施工的安全,控制可能到來的危險,避免出現地表下稱的問題。但是這種方法實施起來很復雜,因為在這種方法的應用過程中有太多的工序,讓技術人員和管理人員的工作變的復雜,會拖慢施工的進度,也會讓隧道施工的成本有不必要的增加。交叉中隔壁及中隔壁法,一般都是沿著一邊從上到下分兩到三步完成,每當完成一部分工作時,都要進行專門的保護措施,例如安裝腳手架,中隔墻的建立,支護的搭建,中隔墻需要分布完成,然后再進行另一邊的隔墻的挖掘,他們的分步次數和支護形成與開挖的次數是相同的。交叉中隔壁及中隔壁法先進行開挖的那一邊要及時的受到保護,完成相應的幾步之后,可以開始另一邊的施工,這樣兩邊的交叉工作可以同時進行并且減少工作時間。
2復雜環境下隧道開挖施工原則