矿山工程勘察范文
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篇1
关键词:矿山地质 环境治理工程 勘查设计思考
中图分类号:TD7 文献标识码:A 文章编号:1674-098x(2013)05(c)-0100-01
我国对矿山的开采使用历史悠久,由于存在开采方式的不合理,对矿山地质环境的保护意识不强,因此,就出现了许多历史遗留问题。只有启动对矿山地质环境的保护与治理计划,才能对矿山能源的开采走持续发展的道路,这样有利于我国社会经济的快速发展。
1 我国矿山地质环境的治理设计中存在的弊端
随着我国社会经济的不断进步与发展,对矿山地质环境的治理工作也在不断的推进实施中,矿山地质环境复杂多变,在治理设计中出现了诸多问题,这些矿山的地质环境问题从一定程度上制约着社会经济的发展进步。
1.1 矿山地质环境的现状
对矿山的开发利用引发了诸多的地质环境问题,由于人为的盲目开发利用,造成矿山环境的恶劣现象,这在一定程度上是可以避免与减少的,还存在受原生态地质影响的因素,导致地质环境相对脆弱,同时,在对矿山进行开发时,对矿山的地质环境也会发生复杂的变化,久而久之就会引发地质灾害的产生,由于长期对矿山实施开采,矿山也会堆积大量的重金属,形成重金属污染,这些环境问题的存在会威胁到当地居民的人身安全与财产安全,同时,影响着他们的正常生产与生活。
1.2 矿山开采过程中造成的地表沉陷与水资源的破坏
矿山资源的开采是没有节制的,随着矿山的开发,就会不断的形成矿山内部的采空区,矿山内部会受岩层的影响形成弯曲断裂的一种状态,这就会直接导致地表与空区的岩层产生不断的变形弯曲,致使塌陷的现象出现,地表沉陷后就会导致当地的耕地面积大面积的减少甚至绝产,大部分的农耕用地成为洼地,另外,塌陷的现象还会导致地下建筑的沉陷现象,严重时还会致使建筑物出现倒塌或开裂。矿山的地质环境受到重要影响后,就会导致地下水位的下降,甚至出现枯竭的严重现象,造成这种现象的主要因素是在矿山的开采进行中,要用到大量的水,这就给水资源带来了一定的浪费,导致地下水位受到影响,系统失去平衡,同时还会造成地下水污染的现象产生,这是由于矿山地质的环境在不断的破环中会产生一定的有害矿物质的原因。
1.3 矿山开采带来的垃圾污染
我国对矿山的开发利用过程中,会产生大量的垃圾与废渣,同时,随着开采的持续进行,废渣与垃圾的堆积就会越来越多,会直接导致突涌与滑坡的事故发生,矿山开采所产生的废渣含有大量的重金属元素,长时间堆放会造成一定程度的水污染及土地污染,进而影响了农作物的生产质量,同时对当地的动植物的生存也有一定的影响,矿山开采遗留的废渣已经严重的对生态平衡与生态环境产生了破坏,对地质地貌也有相应的不同程度的破坏及污染。
2 矿山地质环境的治理工程中规划设计的解析
2.1 治理工程的规范化设计
我国矿山地质环境的治理的基础就是了解规划设计,对需要完善的规划治理项目进行进一步的评审与申报,规划设计治理手段与投资的具体标准,同时,区分好治理的难易程度,确定好需要治理的工程范围及治理的力度,在矿山实施开采前,根据不同的矿种类型,实施计划不同的开采方式,在实施治理工程的过程中,要保证发挥出治理工程的最大效果,在消除矿山地质安全隐患的同时,还要最大力度的发挥其经济效益与社会效益。
2.2 设计原则遵循了互相结合的设计理念
我国对矿山地质环境的治理工程设计工作,从计划到实施在一定程度上结合了科学理念与实际情况,根据矿山开发当地的地质环境污染与破坏程度,设计计划了不同的治理工程理念,在设计原则上遵循了尽量保留自然生态环境的重要原则,在科学治理的同时,按照标准化、规范化的设计理念,对矿山地质环境的治理逐步走向规范化。同时,我国在治理工程中对矿山地质环境的治理工作的实施给与了资金上的帮助,最大限度的解决了矿山地质环境治理工程设计中对设备的准备,及整治工作中需要的资金成本预算。
2.3 治理工程设计中的企业扶持制度
我国对矿山地质环境的治理工作,在政府与相关管理部门的大力治理下,已经有了很大程度的改善,根据我国政府制定的相关扶持政策,鼓励社会对矿山地质环境的恢复工作作出贡献,鼓励企业与个人对矿山土地的复垦工作,并且复垦后经国土资源部门检验合格后,可以归个人或企业使用,政府与相关管理部门大力鼓励企业与个人在治理后的土地上进行养殖与种植,实行产业化的经营及发展。
2.4 控制矿山的开发实行有节制的开采政策
我国对矿山的开发已经引发了诸多的地质环境问题,正是由于人为的盲目开发,造成了矿山环境的恶劣现象,这在一定程度上是可以避免与减少的,我国在矿山开采的相关政策上应该完善管理体制,控制好矿山的开采利用,才能最大限度的保证矿山地质环境免受污染与破坏,现如今,矿山地质环境遗留下的环境问题,已经对我国的社会经济造成了一定的负面影响,只有实施有节制的开采计划与政策,才能保证日后的矿山地质环境在恢复治理后早日实现规范化与科学化。
2.5 对矿山地质环境的治理工程设计政策的实施
我国在矿山地质环境的治理工程设计中,出台了相关管理政策,并且国土资源局与环保总局在一定程度上都明确了治理工程设计的相应决策,在管理形式上也多种多样,给与了管理上的指导性意见,并且实行对矿山开采后的验收工作,对那些不符合验收标准的,给与相应的处罚政策,只有这样,才能保障尽量避免与减少开采对矿山环境的污染与破坏,同时,对符合资质单位的技术工作人员进行教育培训,不断提高矿山地质环境的保护与治理恢复方案的质量。
3 结语
通过解析矿山地质环境的治理工程设计工作,了解了对矿山开采后的环境治理工作的具体实施计划与实施效果,我国矿山地质环境的治理工作面临着诸多需要改进的问题,同样,矿山的开发对当地的地质环境有着重大的威胁,矿山开发后遗留的地质环境问题值得我国相关管理部门去思考,因此,对矿山地质环境的保护在现阶段尤为重要,只有启动对矿山地质环境的保护与治理工程的设计计划,才能对矿山能源的开采走持续发展的道路,这样有利于我国社会经济的快速发展。
参考文献
[1] 王理航.论矿山地质环境保护与恢复治理中联合工艺复垦的运用[J].科技与企业,2013(1).
篇2
该矿区经过长期对4号煤的开采,已造成一定采空区,其面积大约为0.856km2的采空区。然而目前本矿井在采空区范围内没有发现地面塌陷及地裂缝现象,对土地造成的破坏较轻,不明显,相对地裂缝以及地面塌陷造成的危害程度也较轻,不明显,依据国家标准规定的矿山地质环境影响程度分级标准,确认其地质灾害危险性现状为较轻。对矿山岩土及土地资源环境现今状况评价。该矿区是具有低山丘陵地形特点的区域,其土地利用主要是农田耕地和林地、牧草地、居民居住区以及工矿用地区、相应的未利用荒地。农田耕地占土地总面积的20%。在现今的矿区的条件下,在采空区上面没用出现较为严重的地面塌陷以及裂缝情况,故此该矿区的采矿作业活动属于对土地破坏较轻影响状态。评估该矿区内土体污染源主要来于矿坑的有关的排水和生活污水,然而该矿区矿坑水已经过沉淀池沉淀之后再利用,不对外排放。生活污水没进行处理,直接经矿区的管道排放到小河中,但是其生活污水排放量是相对很小,污水对土体造成的污染程度较轻。该煤矿开采利用资源活动相对于对土地资源及岩土环境造成的影响程度较轻。矿山水水资源环境资源的现今状况评价。该煤矿目前的开采已导致该矿区内附近东山村原浅水井的枯干,导致有一部分村民吃水困难。当前,这村村民吃水水井深度已经深达120m以下,大大低于4号煤层深度。目前的条件下,煤矿开采活动已经对该矿区附近的地下水造成影响较为严重。评估该矿区污染源主要来自于煤矿矿井排水和生活污废水,具体污染物质为COD、BOD5、SS、石油类和氨氮。但其排放量并不大,因此污废水的排放只对地表水及地下水造成轻度污染。
2矿山地质环境影响预测评价
该煤矿开采属于多煤层联合开采方式,从第一层煤开采的到最后一层煤开采完,地表势必受到多次采动带来的影响。对该矿区地质环境影响评价,先依照分别按照厚煤层重复采动条件预测、再按照冒落式开采条件进行预测、接着按照煤矿按近水平煤层充分采动条件进行预测,采用这以上三种条件对整个矿区煤层开采后发生地表最大移动情况、以及发生的相关变形以及倾斜值实施预测。具体利用公式如下:最大的下沉量:Wmax=Mqcosα最大的曲率值:kmax=±1.52Wmax/r最大的倾斜值:Imax=Wmax/r最大的水平移动值Umax=bWmax最大的水平变形值:εmax=±1.52bWmax/r上式中:q为下沉系数;M为煤层采空区的厚度,m;r为影响半径,其值由采深同影响角正切值之比计算得到;α为煤层倾角,一般取为3°;b为水平移动系数。按以上具体公式计算,经过计算某煤矿对初采4号煤层,复采10号、16号。某煤矿4号、10号、16号煤层采空后地表最大变形的开采煤层结果如所示,将计算结果同《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》实施对比,结果显示:经过对矿区4号煤层开采、10号煤层开采及16号煤层开采后,对矿区的建筑物破坏程度等级是Ⅳ级,该级的地面变形会对附近的地面建筑物(构筑物)影响程度严重,会对矿区范围内的村庄的住房带来严重破坏,其对地面变形危害的程度严重。矿山水资源水环境的影响预测评价。由于煤炭在开采时,会在地面以下形成纵横交错的垂向竖井和水平向巷道、还形成不同角度的斜井和斜巷道,这些巷道穿越了各类地下含水层及地下隔水层,这就很容易改变原煤系地层中以及上覆松散岩系地层中的地下水正常运行状态,从而导致地下含水层水量流失,与此同时也间接破坏了与其相关的水力关系的其他地方的地下含水层,改变了含水层的径流特征,进而跟井下连通,导致含水层中的水漏入矿井下,产生矿坑水。煤矿井田范围内由于没有地表河流,因此煤矿开采对地表水没有产生影响。所以,该煤矿相关的地貌类型和水文地质相关条件等对该矿区的水资源的影响程度较明显。该矿区废污水污染物质具体主要有COD、BOD5、SS、还有石油类以及氨氮。矿坑排水中的含硫量较大,使地下水容易发生酸化。经过预测评价,该煤矿矿坑水经排放后会对矿区地表水以及地下水造成污染,而且其污染程度较为严重。
3矿山地质环境影响综合评价
篇3
[关键字]矿山 水文 地质灾害 防治
[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-2-191-2
我国目前的能源结构依然以化石燃料为主,矿产的开采是获得化石能源的主要手段,矿山建设中的安全问题,不仅危及到矿工的生命,也危及到国有资产的安全,必须引起相关部门的足够重视。矿山的安全事故,大多数都来源于水文地质灾害,在矿山的建设过程中,对矿区的水文地质全面认识和了解十分必要,本文主要介绍矿山建设过程中容易出现的地质灾害类型,以及相关的防治策略,仅供参考。
1 矿山的建设过程中容易出现地质灾害的原因
我国经济发展迅速,对资源的需求量一直比较大,我国的矿产储量丰富,矿区的开采量也比较大,因为开采技术和开采方法的制约,矿山的建设过程中存在有较多问题,极易引发地质灾害。
在传统的矿山开采中,一般采取如图所示的开采方法,以一条斜井靠近矿体,然后在巷道内对矿产进行开采。在许多中小煤矿的矿区内,因缺乏专业的管理手段,或采用了不适宜的开采方法,一旦岩土变形,或者地下水位发生突然的变化,都会对作为唯一出口的斜井造成破坏,从而引起严重的地质灾害,危及到矿区的生产安全。在进行矿山开采之前,必须进行详细的地质勘测,做好相关的地质灾害防治措施,为矿区建设的顺利进行提供保障。
2 矿山建设过程中容易出现的水文地质灾害类型
我国是地质灾害多发的国家,因地壳运动活跃本身就给矿山的建设和开采带来较多难题,在矿山的开采过程中,一旦不注意勘测水文地质环境,或者不进行有效的防护措施,发生地质灾害之后,矿井关闭和设备损毁会造成直接经济损失,也危及到井内进行开采作业的矿工的安全,矿山的建设过程中,容易出现的水文地质灾害,主要有以下几种:
(1)由地下水位的突然变化引起的地质灾害。在矿山的开采过程中,挖开的矿井接触到地下的蓄水溶洞或者暗河的可能性比较大,会导致地下水直接涌入巷道,也有可能是泥沙涌入巷道,遇到透水断层或者浅表的裂缝时,地表径流会带着一些沉积物进入巷道,这些水、泥沙和沉积物堵塞巷道会造成造成人员伤亡,掩埋作业机器,甚至会使矿山的发掘系统直接崩溃。这种自然灾害具有极强的突发性,一旦发生往往波及面较广,造成的后果也极为严重。
(2)由矿体内的易燃物质造成的地质灾害。 矿体内可能含有易燃易爆的甲烷气体,随着矿井的深度的增加,矿井内部的温度也会在地热的影响下不断升高,含硫量也比较大,在这种恶劣条件下进行作业的矿工,本身就存在较大的健康隐患,一旦因为通风不良,易燃气体大量积聚之后发生爆炸,必然导致惨痛的后果。这种情况多见于煤矿,后果最为严重,但是具有较强的可预防性,在矿井的建设过程中做好日常的维护和管理工作,可以很大程度上避免灾害的发生。
(3)由岩土层变形引起的地质灾害。 矿区进行一段时间开挖后,已采空的矿体需进行支撑,在一些埋藏较浅的矿区,会因为矿山采空而导致地面塌陷,如果不能对采完的矿体进行及时的回填和崩落,最终会引起大面积的塌方,造成严重的后果。矿井开挖造成的地面塌陷在浅表煤矿中普遍存在,会影响到地面的建筑物,会破坏耕地,给矿区周围居民的生产和生活带来较大的负面影响。因矿区的开发,需要对矿脉附近的岩石进行引爆,一旦事先的勘测数据不够准确,起爆点的选择出现偏差,致使岩石块发生破裂呈喷射状,会对矿井内执行作业任务的矿工造成人身伤害。
3 对矿山中可能发生的水文地质灾害采取有效的防治措施
不同地区的矿山因形成条件不同,有不同的水文地质特点,在防治地质灾害的措施上,也各不相同,但是针对地质灾害的主要类型,也可以采取相应的有效防治手段。
(1)施工之前进行全面的勘测。在矿山开挖之前,必须对斜井或竖井的位置进行全面的工程勘察,预测好斜井内的涌水量,以及周边的含水部分的水文地质构造,详细绘制地质平面的剖面图,并根据施工情况随时修订预测结果,按照严格的施工步骤进行施工,由上级主管单位进行规范验收。对勘测过程中已知的含水部分,要综合考虑其位置以及距离井巷的深度,提前进行导水工程的建造,在建造的过程中,根据涌水量以及工程要求采取合理的预防措施。对矿山的生产过程中可能出现的滑坡以及塌方,要及时对矿山周边的不稳定因素进行勘察,结合当地的气象水文情况,对恶劣天气条件下的滑坡和泥石流做好预防。
(2)做好防治工程的设计。 在进行矿山的设计时,要考虑到可能发生的崩塌和滑坡现象,以及矿山附近的水文地质因素,结合危险事故的成因和发生特点,进行有针对性的设计方案,保证防治工程的工程质量。对易发生危险事故的重点区域,做好加固工作,避免因矿山开采导致的灾害复发现象;对矿上的边坡,要由专业的勘测人员进行及时的监控,注意相关参数的控制,一旦在开挖后出现变形,要有相应的应急预案。矿山在进行成产之前,必须由相关的专家进行安全评价,对防治工程进行规范化的验收,保证矿山的生产安全。
(3)施工中应该采取的工程防治措施。在矿山的开挖过程中,要实时地采取相应的工程防范措施。在矿区周围要做好雨季的排水,在周边设置合理的截洪沟,及时将矿区外部的积水排出,以免外部积水倒流入巷道造成事故;针对开采面的设计,要禁止从下部开挖形成伞檐,悬空的伞檐有可能崩塌形成事故,需要从上而下对矿体进行台阶状开采;在矿区内的巷道,一定要注意通风,随时监测巷道内的甲烷浓度,在超标状态下进行暂时性停工作业排除险情;在巷道内进行矿体爆破时,要注意爆破点的选择;在结束开采之后,及时清理巷道周围的危岩,同时在破碎面周围和高危地区设置警戒线,以避免人员损伤。
(4)施工中应该采取的生物防治措施。因爆破残留的粉尘较多,导致矿区周围也存在一定程度的空气污染,矿山的开采过程中,也难免会对矿区周围的生态环境造成一定程度的破坏,被破坏的生态环境又会直接危害到矿区的生产安全,以及周边居民的生产和生活,所以在矿山建设中应该注意对水文地质灾害采取生物防治措施。矿区开采的平台和弃土的堆放,为了避免矿井涌水所采用的防治措施,这些都会对当地原有的生态地貌,以及当地的大气降水和自然环境造成影响,在矿山周围要种植植被,主要引进乡土树种,经济实惠的速生植物可以有效发挥绿色植物的固土作用,达到防灾减灾的目的。
4 结语
在矿山的建设过程中,因行业的特殊性,容易出现严重的水文地质灾害,为了保证矿工的生命安全以及矿区的资源安全,矿区的负责人必须端正态度,提高认识,成立由专业地质勘测人员组成的勘测部门,对矿区周围易于导致地质灾害的危险因素进行全面筛查,及时掌握矿山的安全运行状况,采取有效的防治措施,保证矿山的安全运行以及可持续发展。
参考文献
[1] 任万英,叶积龙,许存胜.矿山建设中水文地质灾害防治技术[J].煤炭技术,2011,(11).
[2] 李继生.矿山工程地质灾害防治技术及预防措施[J].科技与生活,2011,(13).
[3] 秦定明.矿山地质灾害分析与防治[J].中国矿山工程,2009,(02).
篇4
关键词:岩土工程;工程地质;关系分析
前言:
现如今,岩土工程是一门迅速发展起来的新兴边缘学科,它是基于工程地质基础之上,结合土木建筑,应用于城市建设项目实践中的学科。技术人员对岩土工程的内涵持有不同的观点,然而对岩土工程和工程地质的界限加以正确的区分,对于适应岩土工程教学、及科学生产活动有着重要的意义。
一、岩土工程和工程地质的概念区分
1.1 岩土工程
把岩土体作为建设环材料、环境和建筑物组成部分,并对其加以科学利用、整治和改造,我们称之为岩土工程科学技术。而这项科学技术在我国只有较短的历史。岩土工程的理论基础包括工程地质学、力学、地基基础工程学、岩石力学等,其作用在于解决所有与岩土体相关的技术问题,是一门结合工程和地质而发展形成的新专业学科。岩土工程贯穿工程建设全过程之中,包括场地调查、分析论证、施工治理、环境监控及信息反馈等。岩土工程在遵循有关技术规范、原则的前提下,结合实际经验,借用新时代下各种信息技术和各种勘测技术准确反馈场地的工程地质条件等信息,以及反映其对岩土体性状的影响,再结合工程设计、工程要求以及施工条件,找出岩土工程存在的问题及解决对策。岩土工程设计着眼于地基加固处理、桩基、排水、边坡等得整体设计。治理方面有地基加固处理工程治理、地下工程的加固或防渗工程基坑、边坡或岸坡的支护以及环境岩土工程问题治理。土木工程的建筑材料也是岩土工程的研究对象,而岩土工程的研究对象也是建筑环境的重要组成部分。岩土体在地质形成过程中,在经历多种复杂的地质作用之后,其工程性质复杂化、多样化。程地质的知识对于熟悉岩土体材料的结构具有重要作用,而土木工程知识对于处理好建筑物和岩土工程之间的关系也发挥着不可或缺的作用。
1.2 工程地质
国内外众多学者认为工程地质学是用以研究和处理于工程地质体中发现的各类地质问题,这些地质问题和工程建设有很大的联系,尤其是不良地质问题。工程地质学是地质学科的一个分支,我们把工程所涉及的岩土体和所在的地质环境成为工程地质体。应在同时研究自然因素作用以及人为因素作用前提下,在地质历史时期和工程建设时期,研究其对岩土体性状的影响。国内外工程地质界的相关研究中对于这一学术观点有不同程度和深度的论证和阐述,并已被工程实践证实。而“工程地质问题”是指工程地质条件与工程建筑之间存在的不符点,即相互排斥的矛盾。不相同的工程建筑物,鉴于工作方式和其对地质体所产生的负荷大不相同,会出现繁多的工程地质问题。例如,建筑场地稳定性和地基承载力及变形问题,地下工程和高层建筑深基坑开挖支护、降水、及土体回弹等,不良地质问题主要是指地震、崩塌、滑坡及泥石流等,这些都是在建筑工程中出现的主要工程地质问题。它们破坏着自然环境,而且成为地质灾害严重威胁城乡建设和人民生命财产安全。而工程地质的工作是通过工程勘察来实现的,具体就是了解工程地质的条件,解决工程地质相关问题,选择场地,预测工程在完成后会对地质环境带来的影响,最后提出防护措施和建议。
二、岩土工程与工程地质的关系
2.1 关系归纳概述:
对于岩土工程与工程地质之间关系的论述国内学者给予不少的关注和研究,其研究结构大体上可以归纳如下:
(1)岩土工程包含在在工程地质之内,是其一个单一分支;
(2)岩土工程是岩土力学在岩体工程的应用和其在土体工程上的应用的结合;
(3)岩土工程是把岩土体既作为建筑材料,用时也将其也作为地基、介质或者环境的结构工程,更为明确的表达是岩土工程是一种基础工程和地下结构工程。
2.2 关系分析
(1)不难看出,这三种归纳观点分别由工程地质专业人员、结构工程专业人员和岩土力学专业人员等研究提出,纵使上述观点有其论证依据,但非全面,会给人带来一种“专业偏见”、各居一方的感觉。到目前为止,国内外出现的众多岩土工程实例中客观反映出的事实表明以上对岩土工程的定义出现偏差、严重不符合实例反映。需要强调补充工程地质、岩土力学、结构工程之间的关系,而它们之间的关系既存在区别性又存在联系性,即共性和个性的融合,而不是所谓的从属关系;需要更为明确地指出岩土工程的学科范畴,其特点在于多种学科性是包括多种技术和方法的土木建筑工程。也就是说,岩土工程是一种综合技术方法,融合多种技术和方法于其中。它是多门学科相互渗透、互相结合的一门边缘学科,这就决定了岩土工程不可能被某单一学科主导。
(2)基于上述的《岩土工程勘察规范》中定义的基础之上,在此尝试给出岩土工程的补充解释:岩土工程学科目的在于为某项专门目的工程提供服务所做的工作,工作内容主要包括工程地质勘察、基础、基础和地下结构施工和地下结构的方案选择与设计等。而补充解释中的“专门目的的工程”则是指和国民经济建设相关的建筑工程项目。狭义地来说,也就是指单一具体项目,如工业与民用建筑工程、铁道工程、矿山工程、市政工程等。相应岩土工程学则是岩土工程的学科群,它的构成部分主要包括工结构学科、程地质学科、岩土力学学科。从上述补充后的定义可以发现,工程地质学为岩土工程学提供了在地质方面的理论基础,与岩土力学和结构学如钢筋混凝土结构及砌体结构、钢结构等二者之间既存在着区别性又相互紧密结合。之所以,岩土工程学作为工程地质学、岩土力学和结构学上述三门学科的一门边缘学科,不能将其笼统地划为工程地质学的一个分支。
(3)岩土体既同时是工程地质学和岩土工程学两个学科的研究对象,并且作为岩土力学赖以存在的物质基础,其特点有:研究对象,即岩土体的特殊性;地质环境因素、岩土工程设计的综合性和人为因素的不确定性。而工程力学的特点包括:研究对象的单一性,即各向同性、连续性、均匀性特点;计算答案的唯一性。之所以,岩土力学与其它力学在学术范畴上存在着区别性,该学科不能直接引用工程力学的公式和结论,如弹性力学、理论力学、材料力学、结构力学、流体力学等的公式和结论,而应该依照学科自身的特点,结合工程地质调查、工程模拟试验和计算,有选择地利用这些相关力学的公式和结论。之所以,严格地来说,岩土力学是工程力学与地学学科相结合的一门边缘学科,这也是该学科与工程力学学科最本质的区别所在。而现实中我们常说的“万丈高楼平地起”是对于岩土工程地基、基础、上部结构即各类建筑物或构筑物之间存在的联系的生动写照。显而易见,地基与结构物是不同的,岩土工程并不等于结构工程。
结束语:总结来说,岩土工程学科具有多学科交叉性、互相渗透性的一门边缘学科,而工程地质学科属于岩土工程的地质理论基础。正确区分岩土工程和工程地质的技术和学术界限是为了满足岩土工程教学、科研和生产的需要。技术人员首先应当做到基于实践,不断地对自身的知识、技能结构体系加以完善,不断发展岩土工程学科的建设工作,更多关注工程实践。
参考文献:
[1]陈晨.《岩土工程施工》[M].吉林大学出版社,2003.
[2]王奎华.《岩土工程勘察》[M].中国建筑工业出版社,2005.
[3]吴继敏等.《工程地质学》[M].高等教育出版社,1989.
[4]中国建筑工业出版社编著.《工程地质学》[M].中国建筑工业出版社,2007.
篇5
关键词:边坡;地质工程;技术
中图分类号:P62文献标识码: A
一、边坡地质工程研究的主要内容
在社会不断发展的过程中,人类对自然生态环境的开发至始至终都没有停歇过,而且开发与改造的速度在不断加快,规模也逐步扩大。与此同时,人类所面临的地质问题日益凸显。边坡作为人们生存、活动的基本环境之一,其在工程中的作用非常巨大,由此使得业内的专家学者对边坡地质问题的研究力度不断加大,尤其是边坡的稳定性问题。就边坡地质工程而言,其主要对象是各类边坡地质体,而所谓的边坡地质工程问题则是指自然或是人类工程经济活动过程中引发的或是直接产生出来的,危及到人们生命、财产安全的全部边坡地质类问题。通过对现有的理论、研究成果以及工程实践等进行系统性分析后发现,目前兴起的各类工程,如公路工程、铁路工程、矿山工程、地下交通工程等都存在不同程度的边坡地质工程问题,由此造成了大量工程事故和资源浪费,这显然是一种极为不正常的现象。为此,逐步加强并重视边坡地质工程的研究,是解决边坡地质工程关键问题的最佳途径。
通常情况下,边坡工程的设计与常规的人工结构设计有所差别,这主要由边坡地质工程的特殊性所决定的。在边坡工程中,地质体是关键因素,它不但是一种地质材料,而且还是地质环境,同时具有自稳定性的特点。正因如此,边坡工程的设计实质上就是一种边坡稳定性设计。对边坡地质体的改造具体包括以下内容:边坡防护、支护、锚固、灌浆加固以及坡形改造等等,这些都是边坡工程设计中最为基础的环节,
二、边坡地质工程的相关问题分析
大体上可将边坡地质工程的问题归纳为两大类,一类是岩质边坡的工程地质问题,另一类是土质边坡的工程地质问题。下面就此展开详细分析。
(一)岩质边坡
影响岩质边坡稳定性的因素主要有以下几个方面:
1.岩石本身的性质。大量的工程实践表明,岩石的性质是影响边坡工程稳定性最为重要的因素之一,其中包括岩石的成因、矿物成分、结构类型以及强度等级等等。通常情况下,由比较坚硬且密实度较高的岩石构成的边坡稳定性较好,而抗风化能力差、岩石结构中的矿物稳定性差、强度较低的岩石构成的边坡稳定性略显不足。
2.岩体结构。岩体本身的结构类型、结构面性状以及与坡面得关系是岩质边皮稳定性的控制因素。
3.水。当水体从岩石的缝隙位置处渗入其中时,岩石的质量会随之增大,在水的不断作用下,岩石体的内部结构会发生变化,其抗剪强度也会随之降低,同时,还会导致孔隙水的压力升高。如果存在地下水渗流的情况,则会对岩石体产生出一定程度的动水压力,当地下水的水位逐步升高后,会形成浮托力,这对岩石边坡的稳定性极为不利。
4.人因。在边坡工程中,人为因素也是影响边坡稳定性较为重要的因素之一,具体包括设计不合理、开挖过大、加载重量超标、爆破等等。
(二)土质边坡
通常情况下,绝大部分土质边坡的滑移面均为圆弧形,边坡的破坏类型大体上可分为以下两种:一种是深层失稳破坏,这种情况一般都是在坡面2m以下的深处演化,随着程度的不断加剧,会产生出剪切滑移破坏,由于此类破坏形式会滑下大量的土方,所以其危害程度相对较大;另一种是浅层破坏。此类情况常发生在坡面表层或是其下不足2m的位置处,与深层失稳相比,其虽然滑下的土方量相对较小,但却会对坡面的植被造成破坏,所以,在实际工程中,也必须对此予以重视。影响土质边坡失稳的因素相对较多,具体包括地形地貌、水文地质、气候条件等等。在重力作用的影响下,土质边坡的稳定性会随着高度的变化而发生变化,即高度越大、边坡越陡,稳定性性就越差。同时,土体当中渗入一定的水之后,会使其抗剪强度降低,由此会直接导致边坡失稳,并且还会产生滑动。
三、边坡地质工程问题的解决措施
为了从根本上减少或杜绝边坡地质工程问题的发生,并进一步提高边坡的整体稳定性,在实际工程中可以采取如下技术措施:
(一)混凝土喷射加固法
处理边坡表面问题时可以用喷射混凝土的方法,该法能及时封闭岩土体,避免岩土体潮解、剥落和风化,还可以提高岩土体的强度,起到加固的作用。喷射混凝土时还可以跟锚杆混合使用,两者在配合使用时的范围主要包括:容易风化、强度较低、性能较差的岩石边坡;节理发育、风化严重、易受自然力影响、局部小型坍塌、大面积碎落的比较坚硬的岩层边坡;通过爆破施工后,有大量的破坏范围、大量超薄的岩质边坡。该技术不适用于那些对外部景观要求较高的边坡,目前已经可以使用绿色混凝土,这种混凝土能够吸收一些养分和水分,保证先前喷入的草种成活,形成绿色的植被。
(二)自然坡率法
控制边坡的坡度和高度就是所谓的自然坡率法,该法不必对边坡的整体加固,自身就能达到稳定。该法施工简便、比较经济。坡率有一定的允许值,下面的坡率允许值要根据稳定性计算来确定:土质比较软的边坡;边坡顶部边缘处荷载较大的边坡;有软弱结构的岩质边坡。以下边坡则不适用坡率法:稳定性较差的边坡;有地下水的边坡;对附近建筑物会造成不良影响的边坡。
(三)锚杆加固法
用锚杆来加固边坡是指把不稳定的岩土体或者结构固定在岩土层上,让它们相互连接,从而传递剪力和拉力。这种方法适合各种岩土边坡和岩石。加固的效果主要取决于锚杆的结构、施工质量和工艺。锚固结构包括承压板、锚具、支挡结构、台座和拉筋等。
(四)抗滑桩法
抗滑桩主要是指在滑床一定深度处锚固的穿越滑体的构筑物,把上部分的滑坡推力传递到滑床,可以明显提高滑体抗滑力,提高滑坡稳定性。抗滑桩有很多种类,根据刚度不同可分为刚性桩和弹性桩; 按照材料不同分为钢材、木材、钢筋混凝土等。抗滑桩技术优点很多,施工速度快、工艺简单、布置灵活、功效高、承载力大等,适用于完整性较好的滑体,不适用滑坡。
(五)注浆加固法
通过注浆来加固边坡的方法指在压力作用下把浆液通过管道注入岩体的裂缝中,从而把破碎的岩体固结,把岩石固结为一个整体。该法提高了岩石的强度,堵塞了地下水通道减少地下水的破坏性。注浆前需要了解好边坡主滑面的形状和深度,保证注浆管达到有利的位置。该法工艺简单、设备较少,可以形成封水帷幕。
(六)挡土墙法
挡土墙是人工建设的阻止那些松散岩土的构筑物,既可用于小型滑坡还可用于大型的滑坡治理。其作用原理是依赖自身的结构强度和重量来抵抗边坡下滑力。为了确保效果,要注意选好挡土墙的位置,通常要设在边坡的坡脚或者前缘位置。其结构形式一般有悬臂式、重力式、桩锚式、喷锚式以及加筋土式。
结论:
综上所述,边坡地质工程问题是很常见的,对它的治理也是非常复杂的系统性工作。边坡地质灾害的成因各不相同,采取的技术也有所差别。鉴于此,应当结合实际工程,并针对具体问题,采取最为合理、可行的技术措施,这样才能确保边坡工程的整体稳定性。
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