地下工程地质防治对策论文

2022-04-18

评职称或毕业的时候,都会遇到论文的烦恼,为此精选了《地下工程地质防治对策论文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!内容摘要:针对黏性土地区考古现场地下水排水困难的问题,采用了构筑人工填砂导水排水沟的方法,在考古探方周边形成导水排水体系。现场模拟试验证明,该方法不仅能够排除黏性土中的地下水,而且能够隔断毛细水运动,从而有效控制地下水位,防治考古探方渗水,保障考古工作顺利进行。该方法同样可用于潮湿环境地下水浅藏地区的遗址保护和陈列馆渗水防治。

地下工程地质防治对策论文 篇1:

北方某城市运河下段周边地下水PAHs污染特征

摘  要:有机污染特征研究可为采取有效的地下水污染防治措施提供科学依据,对饮水安全、可持续发展、生态平衡具有重要意义。选取北方某城市运河下段,根据实测数据,评价了河段周边地下水PAHs类有机物的污染程度,分析了有机污染特征及成因。结果表明:地下水中16项PAHs测试指标全部检出,但大多为微量检出,仅个别指标在个别井中超标,污染程度总体为轻度污染。典型河段地下水有机污染具有丰富度高、主要污染物少、污染程度低、毒性不强及浅层井水质污染重于深层井的特征。

关键词:运河;地下水;PAHs;有机污染;城市;检出率;超标率;检测

Characteristics of PAHs Pollution of Groundwater in the

Lower Part of the Canal in a northern City

XU Qingyong

(Beijing Institute of Hydrogeology and Engineering Geology, Beijing 100195)

0 前言

地下水是我國北方地区重要的饮用水源,但是随着工农业的发展,地下水遭受到了较为严重的污染,特别是浅层地下水中普遍检测出了单环芳烃、多环芳烃等 “三致”(致癌、 致畸、 致突变)有机物(罗兰,2008)。

地下水有机污染的研究始于20世纪70年代(李纯等,2013)。我国地下水有机污染研究起步较晚,80年代以后,京津地区、太原地区开展了有机物分布规律与特征及检测方法的研究(魏爱雪等,1986;潘绍先等,1992);北京市还开展了特殊地区(农药厂、化工区、污灌区等)地下水有机污染的调查评价(赵国栋等,1986;郑瑶青等,1980;许征帆等,1986);鄂尔多斯盆地、华北平原、长江三角洲等开展了以平原(盆地)为单元的地下水资源及包括有机物在内的环境地质调查评价工作。

PAHs是最早发现且数量最多的致癌物之一,在环境保护领域备受关注。1979年美国环境保护署已将16种PAHs列入“优先控制污染物”黑名单,我国也将7种PAHs列入“水中优先控制污染物”黑名单。微量的有机污染成为地下水环境保护领域的首要问题之一(陈鸿汉等,2005;汪民等,1996)。PAHs在大气、地表水、土壤和沉积物等环境介质中的研究较多(王婉华,2007;麦碧娴,2001;Dargnat et al,2009;Zeng,et al,2008),而对地下水环境中PAHs的污染研究还并不多见。选取北方某城市运河下段周边地区作为研究区域,依据地下水实测数据,评价PAHs的检出、超标状况及部分有机物的污染程度,分析有机污染特征及成因,以期为采取有效的地下水污染防治措施提供科学依据,对饮水安全、经济社会可持持续发展及生态平衡具有重要意义。

1 河段概况

运河全长238km,在北方某城市境内干流总长约 90km,是城市重要的排污河,接纳了多个污水处理厂的退水,水质成分复杂、水体污染严重,水质多为劣V类,是全市地表水环境质量最差的水系,大部分河段达不到水体功能要求。由于城市排水的需要,过去的几十年中片面强调防洪功能,河段特别是城区及排水河段的河底或水下边坡多为硬性护砌,连通性差(刘宇同,2019)。

处于城市下段的河段位于未来发展新的增长极的重要区域,但同时该区域因可用的地表水资源为零而面临着水资源不足的困境,水源供给主要依赖地下水(高晓龙等,2017)。但根据监测数据显示,此河段地表水水质总体评价为劣Ⅴ类(北京市水文地质工程地质大队,2017),地下水水质综合评价为Ⅴ类(北京市水文地质工程地质大队,2016)。根据地表水环境功能区划,此河段属于农业用水区及一般景观要求水域,水质分类为地表水Ⅴ类水体,故达不到水体功能要求。河段所在区域多年平均降水量545.6 mm左右。按照区域特征、水域功能等,此河段属远郊河流(荆红卫,2013),河底或水下边坡主要为自然基底或边坡,河段两岸1km范围内地势平缓,海拔低,地面坡度平均约0.5‰~0.3‰,地下水流向为自两岸流向河流中心。河段地处潮白河冲洪积平原中下游,第四纪沉积物的厚度较大,含水层岩性以细砂、粉细砂为主,颗粒较细,层多而薄,为多层结构,单层厚度一般为10~15m;相对隔水层岩性主要是粘砂,单层厚度一般5~10m左右(图1、图2)。浅层含水层富水性较好,水位降深5m时,单井出水量都在1500~3000m3/d左右(北京市水文地质工程地质大队,2016)。

2 测试指标与评价方法

2.1 测试指标

本次共采集地下水样品37件,取样井分两种,其中浅层井井深20~40m、深层井井深70~80m。浅层井16眼,深层井21眼。37眼井均位于河流两岸1km范围内(图1)。

测试指标16项,测试单位为具备CMA、CNAS及CCC实验室资质的谱尼测试集团。16项测试指标中9项属美国优先控制污染物(注有&标记的指标),7项属我国和美国优先控制污染物(注有*&标记的指标)。

按照苯环数的多少,PAHs类有机物可分为2~6环芳烃,2~3环属低环,4~6环属高环。本次检测的16种PAHs类中高环居多;从致癌性来看,11项有机物为疑似致癌,仅高环中的BaP为强致癌(表1)。

2.2 评价方法

评价标准以《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)为依据(简称标准),以其中III类标准限值作为判断其是否超标的依据,标准中未给定的指标参考《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)及世界卫生组织《饮用水水质准则》第四版中的“限值”作为评价是否超标的依据。16项指标中有水质标准的5项(注有#标记的指标),按水质标准计算该5项指标中超标指标的超标倍数,检出限以实验室检出限作为依据。

聚类分析是根据事物本身的特性研究分类问题的一种多元统计方法,基本思想是根据样品或指标之间的距离或相似系数进行分类(于秀林等,1999)。本研究采用R-型聚类分析的最短距离法将指标分类,使用欧氏距离公式计算数值间的距离,将距离较短的数值归为一类。使用该方法分析检出指标实测浓度值的分布特征,确定不同的浓度分布区间,并将≥50%监测井的浓度分布区间作为浓度主要分布区间。

污染指数法是当前地下水污染评价中常用的评价方法之一,采用单污染指数Pi进行地下水污染评价,计算公式(汤崇发,2014)

(1)

式中:Pi為某评价因子i的单项污染指数;C为地下水中某评价因子实测浓度值(ng/L);C0为地下水中某评价因子背景值(取0,ng/L);CH为评价因子III类标准值或限值(ng/L)。

根据计算出的污染指数值,依据表2进行污染分级。

3 结果与讨论

3.1 评价及分析结果

(1)检出状况

采集样品中16项指标全部有检出,检出率100%的指标14项,普遍检出的2项(分别是BaP和DBA,检出率86.5%和94.6%),且37眼监测井中16项指标都有检出的监测井31眼,占监测井总数的83.8%。16项指标中15项指标浓度均值<150ng/L,8项指标浓度主要分布区间为0~10ng/L。实测浓度明显较高的状况出现在NAP的浅层井中,浓度范围在96.8~35792.9ng/L,平均值8565.7ng/L,浓度主要分布区间在5000~15000ng/L(表3)。

从表3知,浅层井的检出率为93.4%~100%,深层井的检出率为81%~100%,深、浅层井仅个别指标未达100%,不同井深多环芳烃检出率基本一致;浅层井的检出浓度均值和浓度分布范围普遍高于深层井,其中,检出浓度最为悬殊的是NAP,浅层井检出浓度范围约是深层井的4~20倍,平均值约是33倍,浓度主要分布区间相差了约5000~15000个单位。

(2)超标状况

在有水质标准的检出指标中只有苯并(a)芘1项、且仅1眼深度为20m井超标,检出浓度值23.8ng/L,超标约1.4倍。其余有水质标准的检出指标NAP、ANT、FLT、BbF均未超标,且远低于标准限值。

(3)污染评价

具有标准限值的5项指标地下水污染指数主要分布区间0,0.19,污染程度总体为轻度污染。其中,ANT、FLT和BbF污染指数分布区间0,0.02,全部属轻度污染;仅编号Y27的井(深度20m)NAP和BaP污染指数分别为0.36和2.38,属中度和极重污染,其余97.3%的井NAP污染指数分布区间0,0.02,属轻度污染;编号Y2、Y3、Y5、Y9、Y10和Y26的井(深度20~40m)BaP污染指数分布区间0.22,0.5,属中度污染,其余81.1%的井污染指数分布区间0,0.19,均属轻度污染(图3)。

3.2 典型河段地下水有机污染特征

(1)丰富度高。同一眼井中以多种有机物同时检出为主,一眼井同时检出16项有机物的井居多,为31眼,占监测井总数的83.8%;同时检出15项有机物的监测井5眼,占13.5%;同时检出14项有机物的仅1眼。

(2)主要污染物少。16项有机物虽全部检出,但检出浓度普遍低,除BaP出现超标,NAP检出浓度相对高(远低于标准限值)外,其余指标检出浓度平均值都小于150ng/L, 且大部分小于20ng/L。因此,16项有机物中仅以BaP污染为主。

(3)污染程度低。具有标准限值的5项指标地下水污染程度总体为轻度污染。主要污染指标BaP仅1眼井属极重污染,6眼井属中度污染,其余井均属轻度污染。

(4)毒性不强。本次检测的16项有机物中11项都为具有疑似致癌性,仅BaP为强致癌,其虽是主要污染物但以轻度污染为主,对地下水环境的毒性不强。

(5)浅层井水质污染重于深层井。16项有机物检出浓度均值、浓度范围等检出参数,浅层井普遍高于深层井。同一眼井中16项有机物同时检出的均为浅层井,故浅层井水质污染重于深层井。

3.3 原因分析

有机物本身的理化性质、污染源状况及地下水天然防污性能共同影响地下水中有机物的存在状况及污染特征。

多环芳烃(PAHs)是持久性有机污染物( POPs)中的一类,具有持久性和长距离迁移能力(Menzie et al,1992),对生物降解、光解、化学分解作用具有较强的抵抗能力,一旦排放到环境中难以被分解,可以在水体等环境中残留数年,主要污染物BaP在水体、土壤和作物中都容易残留。

PAHs来源比较复杂,交通、家庭燃烧(煤、油、木柴和天然气等的不完全燃烧)、垃圾焚烧和工业活动等都是重要的人为源(陈宇云,2008)。河段周边分布有多个人口聚集的村庄,人类活动对环境包括地下水环境造成较大影响,同时运河作为重要的排污河,由于接纳了多个污水处理厂的退水,水质成分复杂,水体污染严重,污染类型属有机污染型(北京市环境保护局,2017)。而处于城市下段的河段更是汇集了其上游多种来源的水体,水质成分更加复杂、水体污染更加严重。而河水与地下水之间存在着密切的水力联系,且此河段呈现河水补给地下水的特征(北京市水文地质工程地质大队,2016)。故人类活动是地下水污染的重要原因,河水是地下水重要的污染源。

主要污染物BaP存在于煤焦油、各类炭黑和煤、石油等燃烧产生的烟气、香烟烟雾、汽车尾气,以及焦化、炼油、沥青、塑料等工业污水中。BaP的广泛来源使其大量存在于包括地下水在内的各种环境介质中。

地下水天然防污性能包括地下水埋深、含水层岩性、渗透系数、土壤类型、包气带岩性、地形坡度等多个因素。河道两岸一定范围内地下水天然防污性能为“较差”(北京市水文地质工程地质大队,2016),而本次取样井均在河道两岸约1km范围内,故在河道两岸有机物易下移,造成地下水污染。而同时,地层所具有的截留作用又使得进入深层的污染物数量减少,因而深层井水质好于浅层井。BaP的易残留性及其来源的广泛性,使其成为地下水主要污染物。

4 结论与建议

(1)该河段地下水有机污染具有丰富度高、主要污染物少、污染程度低、毒性不强和浅层井水质污染重于深层井的特征。

(2)有机物本身的理化性质、污染源状况及地下水天然防污性能共同影响地下水中有机物的存在状况及污染特征。PAHs的持久性和長距离迁移能力、污染来源的广泛性及地下水天然防污性能的薄弱性,使得该河段地下水有机污染具有上述特征。

由于工业布局的调整、重污染企业的关闭与搬迁,工业生产活动已不再是地下水主要的污染源,重要的污染源可能是人类生活源。目前PAHs在这一河段地下水中的浓度虽然普遍是微量的、检测的有机物大多为疑似致癌,但由于其丰富度高且大多有机物合理预期是人类的致癌物,因此建议加强对此类污染物的监测,查明其来源、研究其迁移规律,从源头控制污染,采取有效措施切断迁移途径。主要污染物BaP为强致癌,对其污染现状,应引起高度重视。创造一个没有POPs的未来是全人类的共同愿景。

致谢:感谢项目组其他人员在调查和采样过程中所付出的辛苦劳动,谨致谢忱。

参考文献

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作者:徐庆勇

地下工程地质防治对策论文 篇2:

潮湿环境黏性土地区考古现场地下水控制试验研究

内容摘要:针对黏性土地区考古现场地下水排水困难的问题,采用了构筑人工填砂导水排水沟的方法,在考古探方周边形成导水排水体系。现场模拟试验证明,该方法不仅能够排除黏性土中的地下水,而且能够隔断毛细水运动,从而有效控制地下水位,防治考古探方渗水,保障考古工作顺利进行。该方法同样可用于潮湿环境地下水浅藏地区的遗址保护和陈列馆渗水防治。

关键词:潮湿环境;黏性土;考古;地下水

引 言

在我国长江流域的下游地区,人口分布比较密集,大小城市星罗棋布,社会发展历史悠久,人类活动留下了众多的遗迹。这些遗迹记录着人类发展的历史过程,记录着古代人类生活生产方式,记录着当时的生产力发展水平,记录着科学技术的发展过程,也记录着自然环境的演化过程[1]。其内容博大精深,是中华文明探源工程[2-5]的重点区域。这类地区的自然环境相对优越,地势宽广平坦,以平原和缓坡丘陵为主要地貌形态,大气降雨量比较充沛,河流湖泊发育,地表水、地下水资源丰富,土壤以河湖沉积物为主,黏性土分布面积广,植被覆盖度高,物产丰富。从环境干湿度来讲属于潮湿地区或潮湿环境[6-7]。

在潮湿环境开展考古发掘,往往受到渗水和积水的干扰,严重时甚至造成水灾[8],使考古发掘难以进行。为此人们首先想到的办法是在考古挖坑中一边排水一边发掘,但这样往往会使发掘坑变成泥坑,不仅增加了考古发掘的难度,而且对土遗址文物造成损坏,丧失许多有价值的信息。人们也试想采用在发掘探方周围打井排水的办法来降低地下水位[9],但是,黏性土地层的弱透水性特征,使得打井排水不能奏效[10],就是在边长5m的探方周围打上4眼水井,也不能控制地下水位,也不能阻止黏性地层中地下水在探方缓缓渗出。可见,防治考古发掘坑中的渗水是潮湿环境黏性土地区考古现场面临的一个重要问题。

为解决黏性土地区考古现场渗水困扰的难题,保障这类地区考古发掘工作顺利开展,遏制地下水对遗址,尤其是土遗址发掘的影响,为这类地区文化遗产的研究和保护消除不良环境危害,我们经过几年的调查研究,运用水文地质学理论和方法,设计了人工填砂沟导水排水方案,并经过实地现场试验,证明该方案能够有效地排除黏性土地层的地下水,降低考古现场周围的地下水位,同时能隔断黏性土中的毛细水运动,从而有效遏制或消除考古探方渗水问题。

1 试验部分

1.1 试验设计

试验场地选择在位于长江下游的浙江省科技考古与文物保护技术研究试验基地,该区为潮湿环境黏性土地层分布区,地下水位埋藏深度小于1m。在这里选择一块平地,按照1984年文化部《田野考古工作规程(试行)》通常的田野考古发掘坑的面积大小[11],布置5m×5m的考古探方,探方四边向外扩1.0m形成7m×7m的正方形,再向外扩1m形成9m×9m的正方形。然后在最大正方形的三个内角和一边中间的内侧各布置井孔(图1a),井径0.3m,井深要求超过考古探方深度0.5m—1.0m。4眼井均按抽水井要求成孔。成井以后,待井中水位稳定后观测其静水位,确定考古现场地下水位的埋藏深度。然后选取其中1眼井为抽水井(1号井),其他3眼井为观测井,进行抽水试验和水位恢复试验。水位观测采用地下水位记录仪,记录间隔设定为10秒;如果用人工观测,时间序列设定为:10秒、20秒、30秒、1分、1分30秒、2分、3分、4分、5分……直到水位降到井底。抽水停止后的水位恢复观测时间序列与上述相同,直到水位恢复到原始水位(静止水位)。

场地原状黏性土地层抽水试验完成以后,沿9m×9m正方形边线内侧开挖宽1.0m、深度超过考古探方设计深度0.5m的沟槽,充填透水性能好的砂砾(卵)石,临近地面0.2m填上原状黏土层,与原来地面保持一样(图1b)。这样用人工充填的透水层将原先打成的4眼水井联通起来,形成闭合的填砂导水沟。填砂导水沟施工完成,待井中水位恢复到静止水位,再次进行抽水试验和水位恢复试验,抽水井、观测井的布置与观测方法与第一次试验相同。

对比分析填砂导水沟建成前后的两次抽水试验结果,验证填砂导水排水沟设置的作用,验证该方法对考古现场地下水的控制效果。

1.2 黏性土原状地层中的抽水试验

2014年6月20日试验工作人员进入模拟考古现场场地,按上述规则布置了地下水抽水试验场地及井孔位置,聘请当地打井队钻进,7月2日成孔。随后连续3天观测各井水位,待地下水位稳定后,测定了各井的地下水静止水位,确定了试验场地地下水位埋深约0.6m。随后以1号井为抽水井,其他井为观测井,于7月6日做了场地原状黏性土地层地下水抽水试验和水位恢复试验。试验类型属非稳定试验[12],试验全过程中抽水井和各观测井水位变化监测结果如图2所示。

抽水试验以定流量Q=51.87L/min进行抽水,仅仅用了1.5min,1号井中的水被抽完,抽水井水位下降迅速,抽出水量总计77.80L,观测到的水位降深s=2.45m。抽水停止时算起的水位恢复观测时间t =800mins,水位恢复比较缓慢。2号、3号、4号观测井水位在整个试验期间变化十分微弱,水位线紧靠横坐标轴没有明显变化(图2)。

1.3 填砂排水沟建立后的抽水试验

黏性土原状地层打井抽水试验完成后,按照试验方案,聘用民工和试验技术人员一起经过15天的开挖沟槽、填筑砂砾石,建成了预先设计的填砂导水排水沟。待试验场地地下水位恢复到原始水位后,于2014年7月23—24日,进行了模拟考古场地填砂排水沟建成之后的抽水试验,仍然以1号井为抽水井,2—4号井为观测井,抽水设施和试验方法与原状土地层抽水试验基本相同。试验类型同样属于非稳定试验,试验全过程监测的抽水井和各观测井水位变化如图3所示。

填砂导水排水沟建立后的抽水试验和水位恢复试验,平均抽水流量Q=0.84m3/h ,抽水延续时间tp=4.5h,井中水位降至井底后停止抽水,抽水井观测到的水位最大降深s=2.41m。随后开始水位恢复,延续恢复时间t =29.5h,直到抽水井、观测井中水位恢复到了抽水前的静止水位,即水位埋深0.6m。

2 试验结果讨论

2.1 填砂排水沟建立前的抽水试验讨论

黏性土原状地层地下水抽水试验表明,抽水井水位降深从0—2.45m变化,时间仅仅为短暂的90s。在这短暂的时间内抽水井水位迅速下降,图2所示的水位下降曲线紧贴纵坐标轴。短暂的抽水时间从井中抽出的水量只有0.0778m3(77.8L)。这些水量主要是抽水井井管中的积水,几乎不包括周围黏性土地层的渗出水。这说明黏性土含水层虽然处于饱水状态,但透水性和给水性能很差,不可能在短时间渗出[13-14]。试验显示该黏性土地层的渗透系数k=9.4362×10-7cm/s,对应的给水度μ≤0.10。 从水位恢复情况来看,抽水停止后800mins,抽水井水位恢复离静止水位约0.2m,第二天的观测表明,抽水井水位需要24—28小时才能恢复到抽水前的静止水位。这充分说明试验场地黏性土地层中的水渗入井孔速度是十分缓慢的。

从图2还可以看出,抽水井水位下降、恢复过程中,观测井水位几乎没有下降的迹象,就是距离抽水井4.5m的观测井也不例外。仔细观察才可以发现,在整个试验进程100mins后观测井水位有很微弱的下降反映。这一重要现象说明,周围黏性土地层中的水分缓慢向抽水井补充,也说明场地黏性土渗透性能的确很差。在这种地层中直接打井排水是不可行的,不能达到排水降低水位的目的,不能控制考古现场的地下水。

2.2 填砂沟建立后的抽水试验讨论

人工填砂排水沟建立后的抽水试验表明,抽水井水位降深从0—2.45m变化,抽水时间需要4.5h,总抽水量达3.86 m3。抽水井水位变化比较缓慢,这说明填砂排水沟具有良好的渗透性能和给水性能,其中所含水量能够不间断地向抽水井渗流补充。现场渗透试验得到填砂层的渗透系数K=4.463×10-2cm/s,对应的给水度μ=0.32。从水位恢复情况来看,抽水停止1小时内抽水井水位恢复很快,停抽后的8小时内水位恢复较快,然后逐渐变慢,直到25小时后,抽水井水位和观测井水位均基本恢复到静止水位。

从图3可以看出,抽水井水位下降过程中,观测井水位变化明显,具有与抽水井水位同步变化的特征,距离抽水井越近的观测井水位下降越明显。这说明抽出的水量既包括人工填砂沟含水层中的水、抽水井和观测井井管中的积水,也包括周围黏土地层中的少量渗水。从水位恢复曲线来看,水位恢复的时间仍然长达24—30小时,这说明从黏土地层中的地下水渗入填砂排水沟的速度是十分缓慢的,而排水沟中的积水进入抽水井被排出是比较迅速的。可见,只要考古探方外围黏性土中的地下水渗入填砂排水沟,就很容易渗入抽水井被排走,就能够有效控制黏性土地区考古现场的地下水。

通过填砂排水沟建立前后的抽水试验可以看出,填砂排水沟的建立显著地改变了地下水的渗透性能和径流条件,利用人工建立砂砾石导水排水沟,可以有效控制黏性地层考古现场的地下水,只要及时抽出填砂排水沟中的地下水,就能保证考古探方没有地下水渗出,就能保证考古工作不受地下渗水的影响。这些效果已经在试验场地模拟考古发掘后续试验研究中得到了验证。

3 结 论

长江下游黏性土层分布地区属典型的潮湿环境,具有水源丰富、地下水埋藏浅的特征[15],在这类地区进行考古发掘,往往受到地下渗水的严重影响。采取措施有效控制黏性土中地下水,排除地下水对考古现场的干扰,是一项保障考古工作顺利进行,保障遗址本体免遭破坏的关键技术问题。

黏性土含水层渗透性和给水度极差,直接打井抽水不能排走其中的水量,不能达到降低地下水位的目的,不能遏制渗水对考古发掘的严重影响。

现场试验证明,在黏性土层地下水浅埋地区考古探方周围建立人工填砂排水沟,能使渗透系数k由9.4362×10-7cm/s增加到4.463×10-2cm/s,

给水度μ由小于0.10提高到0.32,能起到疏导地下水流动和顺利排走地下水的作用,能够有效降低地下水位,防止地下水向考古探方入渗,保障考古工作不受渗水的影响。

人工填砂排水沟不仅能疏导排泄黏性土层中的地下水,而且能够阻隔黏性土层毛细水的运动。该项技术完全适宜于黏性土层地下水浅埋区考古现场渗水问题的防治,也适用于这类地区遗址陈列馆渗水的防治及地下水的控制。

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作者:张明泉 郭青林 杨善龙 杜韶光 马宏海 刘衍 王小娜

地下工程地质防治对策论文 篇3:

岩土工程地质灾害成因及防治措施

摘要:我国经济发展水平越来越高,各行业内的工程项目也开展的十分火热,就岩土工程方面而言,在施工过程中会遇到很多的地质灾害影响。本文就岩土工程地质灾害的成因进行了分析,提出了一些防治方法,以解决这些地质灾害带来的问题。

关键词:岩土工程;地质灾害;防治方法

岩土工程中包括了很多重要项目,例如深基坑支护设计、城市建筑等,所以岩土工程质量的好坏,直接回影响到其他工程的质量。从根本上讲,岩土工程能够作用在土层挖掘和加固工作上[1]。岩土工程地质灾害的成因及防治措施[J]. 企业技术开。对地质灾害进行防治,是运用一定的措施,将有地质灾害或者可能发生地理灾害的位置进行处理,保证施工质量和生态环境。下面对地质灾害的形成原因进行了分析。

1、 岩土工程形成地质灾害的原因

造成岩土工程地质灾害主要有两个原因,第一点,是大自然环境因素造成的,可能受到了环境的气候、地质的影响,导致了岩体的不稳定性。这种演变过程是十分漫长的,如果突然爆发出问题,会造成十分大的毁坏;第二就是人为造成的,因为人类的建筑活动或其他活动导致了地质内结构发生了改变,引起了地质灾害。

1.1滑坡的发生

之所以会发生滑坡,是因为山体的斜坡或者边坡受到了自然灾害的影响(例如地震、大暴雨等恶劣天气),导致山体斜坡或边坡整体下滑。发生滑坡不仅仅会威胁到居民的财产生命安全,还会导致河流堵塞。所以,进行岩土作业时,要在防治山体滑坡方面做好万全准备,保证居民和工作人员的生命安全。

1.2泥石流的发生

泥石流的产生原因(如图一所示)主要有以下几点,第一,气候方面的强降雨,在这种天气下,山体中物质的流动都会比平常快很多,随着在流动的过程中,泥沙和石块逐渐混合形成巨大的流体,尤其在大雨时的雨水对山体进行冲刷,整个山体产生巨大的冲击力,引发了泥石流的产生;第二,在进行岩土工程作业是,因为外力的改变,或者因为施工技术的不合理,导致了岩体遭受到冲击,导致了泥石流的产生;第三种可能原因,是因为地址表面产生了变形或者升沉降的现象,导致了地面出现聚到的空隙,对极了大量的固体颗粒物质,从而导致了泥石流的产生,地面发生变化可能是因为地表岩溶活动造成的,也可能是因为地下水资源过度使用造成的。

1.3山体崩塌

崩塌的发生地一般都在山体的陡坡处,这种地质灾害的产生原因是因为陡坡下半部分无法承担上部分的重量,导致了山体崩塌,这种地质灾害同样会对岩土工程造成危害。

2、岩土工程地质灾害的防治方式

2.1采用工程手段进行防治

岩土工程进行施工之前,要对施工地进行测量,判断是否存在地质灾害发生的可能性,并同时运用工程手段对地质灾害进行预防。最常见的预防手段有很多,例如及安装哦啊排水沟,建造护坡工程等手段。首先,施工单位要从实际情况出发,采用合适的施工手段,确保方案的可行性,从而降低地质灾害发生的可能性。加入在施工区域中包括了切坡地段,就可以采用排除地表水或是在前端进行支档的当时,来预防山体崩塌的可能性发生[2]。开展工程前的地质勘测是十分有必要的,从得到的数据资料中可以判断出施工地发生地质灾害的可能性,然后对此采取对策,从一开始就对地质灾害进行防治。在进行勘察时,首先要了解施工区域的水文地质环境,然后根据相关规定进行规范施工,另外,勘测人员要按照水层和岩石的特点进行分析,确保勘测工作能够安全完成。岩土工程的地质勘查针对不同的地形有不同的测量手段,为了能够得到准确的测量数据,要选取正确的勘查技术,对各个测量点进行严格勘测,在需要的情况下使用GPS技术,保证在工作人员无法到达的地方的勘察数据同样准确[3]。在完成勘测工作后,规定矿体采样标准,然后进行矿体采样,施工的同时也要对生态环境以及地理结构进行保护。

2.2采用生物手段进行防治

这种防治手段是说通过进行种树或是退耕还林的方法提高地质的稳定[4]。但是这种方式相对于其他防治手法来说,适合长期发展,在近时间内无法达到防治地质灾害的目的。所以采用这种方法,就必须提前对施工区域进行地质灾害防治。这种方式不仅仅能够防治地质灾害,还能够改善生态环境。

2.3采用避让措施手段

这种手段主要体现在两个方面,首先是要配合施工地的季节变化和气候特征进行了解,然后對不适合施工的季节进行避让,尽可能的躲开雨季进行施工。通过这种方式能够有效的防治泥石流和山体滑坡的发生。还有在施工地要提前规划出可能发生在还是人员的逃生路线及资产的搬运路线,使人员和资产能够在第一时间进行转移,把损失降低到最小。还有一方面是搬迁避让,对可能发生地质灾害的区域的人们进行搬迁,保障居住人员的财产生命安全。

2.4提前制紧急治理方案

在面对突发性质的地质灾害时,要根据具体情况进行应急方案的制定,例如对于具有可控性的地质灾害进行方案规划,其中对于山体崩塌采取支档、压脚进行坡体加固的方式;对于泥石流,采用水石分流的方式对泥石流进行治理;规划关于爆发不可控制的、破环力较强的地质灾害的应急方案,在工程的设计阶段,就对施工现场进行横向分区,纵向分层;对于小规模、高频率的不可控的地质灾害,要建设挡墙、渡槽等具有遮挡缓冲能力的建筑物,对泥石流崩塌进行阻挡。有效的应急措施能够将损失降低到最小,保证施工人员和居住人员的生命安全。

3、结语

综合上文对地质灾害产生的原因的分析,在进行岩土工程前要对施工现场进行勘测,对施工现场的季节、气候、湿度、温度变化都要足够了解。然后结合以往的岩土工程工作经验,制定完善的、稳定的应急方案,从而降低发生地质灾害的可能性。并且为了能够有效的把各种技术运用在地质灾害的防治工作中去,行业要对这些技术进一步的研究和改善,从侧面推动了这些技术的发展,同时对地质灾害产生了防治效果。

参考文献:

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(作者身份证号:530323198908100978)

作者:朱江飞

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