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關鍵詞:河道治理;任務;目標
1建設條件
1.1現(xiàn)狀溝道排水能力
冬至河行洪多年未進行疏浚擴整,致使河道局部段岸坡沖刷嚴重,行洪能力逐步降低,遇到洪水就可能造成較大洪澇災害。1.2流域內地下水埋深由于受寧夏彭堡地下水庫工程建成的影響(地下水庫位于冬至河水庫壩背水坡處),水庫上游地下水位抬升,下游地下水位下降,據(jù)調查,區(qū)域內22%的土地面積地下水埋深大于150m,62%面積地下水埋深100m~150m,16%面積地下水埋深小于100m。地下水埋深主要受灌溉影響,每年2月份地下水埋深最深;3月份土壤開始化凍,融凍水開始下滲進入地下,使地下水緩慢上升,5月份灌溉用水開始,地下水位急劇上升;9月中下旬灌區(qū)停水,地下水位隨之下降;11月上旬冬灌,水位又急劇上升;冬灌后直至第二年化凍前,地下水位都處于下降狀態(tài),地下水位的升降影響到土壤鹽分的變化,也直接影響到溝道排水量的大小。
2工程任務
2.1工程方案及任務
冬至河河道治理工程下段分為工業(yè)園區(qū)以上段(0+000-3+334.5)和工業(yè)園區(qū)以下段(7+521.6-11+041.8),其中:工業(yè)園區(qū)以上段和工業(yè)園區(qū)以下段,根據(jù)工程規(guī)模,河道防洪標準為IV等,堤防工程級別按5級設防,工程設計防洪標準為10年一遇。規(guī)劃治理段落河道園區(qū)以上段長3.335km,工業(yè)園區(qū)以下段長3.52km。根據(jù)我國《大中小型工業(yè)企業(yè)劃分標準》對工礦企業(yè)規(guī)模進行劃分。再根據(jù)《防洪標準》確定其等級及防洪標準,選定的防洪標準一般取下限值。本次設計的冬至河圓德慈善工業(yè)園區(qū)其人口規(guī)劃4.54萬人,用地826.67hm2,到2030年園區(qū)生產(chǎn)總值達到30億元,資產(chǎn)總額37億元,規(guī)模為大型,等級為Ⅱ等,防洪標準重現(xiàn)期為50年~100年一遇。本次圓德慈善工業(yè)園區(qū)段主方案采用裁彎取直方案10年一遇洪水標準進行砌護,100年一遇洪水標準進行堤防設計。附加方案采用隨彎就勢和裁彎取直兩種方案各按10年~500年的洪水標準進行方案設計比較(裁彎取直按10年砌護,20年~500年設防),報水利廳審查,確定最佳設計方案。
2.2工程建設規(guī)模及內容
通過多次實地勘察,進行了多次比較、論證,最終確定方案如下:計劃治理溝道22.142km,其中上段治理溝道11.1km,下段治理溝道11.042km。根據(jù)溝道各段現(xiàn)狀不同,從保證有良好的過洪條件、溝道運行安全且盡量減小工程量、少占耕地等各因素考慮,各段具體處理方式如下:冬至河上游段為自然溝道,溝道斷面不規(guī)則,寬窄不一,根據(jù)現(xiàn)狀行洪能力核算成果表上游段現(xiàn)狀河道有足夠的行洪能力,兩岸居住的群眾少且比較分散,為防止水流對兩岸岸坡的局部沖刷,保護農田,采用分段砌護治理的方法,計劃對河道兩岸局部沖刷嚴重的地段進行砌護6處,砌護總長11.007km。冬至河下游段工業(yè)園區(qū)段由于圓德慈善工業(yè)園的加入,又有天然氣管道、銀武高速公路、銀平公路、鹽化公路以及光伏電廠等重要的防護對象,計劃對工業(yè)園區(qū)段河道兩岸進行全斷面清淤砌護,砌護段落為3+334.5-7+521.6,左右岸砌護總長8.371km。其余段落采用分段砌護治理的方法,計劃對河道兩岸局部沖刷嚴重的地段進行砌護7處,砌護總長6.72km。局部支流入口段砌護5處,砌護總長2.4km,其中規(guī)模較大的有肖家深溝支流入河段,為確保工業(yè)園區(qū)光伏電廠的安全運行,需要將該支流入河處進行延伸砌護,計劃主堤砌護長1.1km,副堤砌護長0.6km。
3指導思想及目標
3.1指導思想
①樹立以人為本、節(jié)約水資源、保護環(huán)境、人水和諧的全面、協(xié)調、可持續(xù)的發(fā)展觀,為固原市經(jīng)濟社會的全面協(xié)調可持續(xù)發(fā)展提供可靠保障;②貫徹新時期治水方針,堅持與時俱進、開拓創(chuàng)新的理念,統(tǒng)籌防洪減災與興利、近期與遠期結合,在保證防洪安全的同時,維持良好的水生態(tài)環(huán)境,為建立和諧社會創(chuàng)造條件。
3.2目標
關鍵詞:地下水;仰斜式排水孔; 數(shù)值模擬
中圖分類號:P642.22 文獻標識碼:A 文章編號:
地下水是影響滑坡穩(wěn)定的重要因子,大量滑坡的發(fā)生與地下水活動直接相關。采用有效措施降低坡體的地下水位,可以有效地減小邊坡的滲透力并增加滑面的有效應力,從而提高滑坡的穩(wěn)定性。但是,降低滑坡體地下水位的措施較多,因此,如何結合工點實際情況選擇正確的排水措施對制定經(jīng)濟合理的滑坡治理方案具有十分重要的意義。在西攀高速公路德昌滑坡的治理過程中,結合工點的情況,設計者提出了“仰斜式排水孔排放地下水,滑坡前緣設抗滑樁”的治理措施。而抗滑樁對地下水滲流場的影響程度較小[2],故仰斜式排水孔能否有效地降低滑坡體的地下水水位直接影響滑坡治理效果,本文運用GEO-SLOPE軟件對此進行數(shù)值模擬并得出結論,以期指導德昌滑坡治理工程,也為其它類似的工程提供依據(jù)。
1德昌滑坡概況
K33+150~400河東德昌滑坡位于德昌縣城東開發(fā)區(qū)的德州鎮(zhèn)鳳凰村二組境內,擬建高速公路從滑坡坡腳通過,概貌如圖1所示,滑坡整冶工程K33+103.5工程斷面圖如圖2所示。
該滑坡為一基巖古滑坡,通過地面調查訪問,該滑坡無滑動位移跡象。滑坡前緣民房后的大樹生長百年以上而無傾斜歪斜、民房無變形破壞現(xiàn)象,清嘉慶十五年的祖墳未見變形痕跡;50年代
半坡上修筑的水渠除局部表淺滑塌外,無變形拉裂現(xiàn)象,半坡以上大面積松柏生長良好,無醉漢林、馬刀樹等滑坡跡象,滑體中前沿的電桿未見有歪斜位移現(xiàn)象,訪問當?shù)?0多歲的老人,在他父輩時也未見該滑坡滑動,如此等第現(xiàn)象,均說明該滑坡已有一定的穩(wěn)定時期。
圖1 德昌滑坡概貌
圖2滑坡整治工程K33+103.5工程斷面圖
通過滑坡穩(wěn)定性計算結果表明,在地震影響下,滑坡的穩(wěn)定性系數(shù)FS=1.28,無地震影響下,滑坡的穩(wěn)定性系數(shù)FS=1.34,滑坡的整體穩(wěn)定性較高。
滑坡區(qū)總體地勢為東高西低,斜坡向西,斜坡坡向與巖層傾向相反,為逆向坡?;滦纬芍埃撎帪榘矊幒幼蟀斗凵皫r巖質岸坡,坡面有殘破積小塊石質土及塊石夾土,粉砂巖巖石破碎,岸坡陡峻。安寧河岸坡在河水的長期沖刷淘蝕,前緣臨空、失去支撐為滑坡的發(fā)生創(chuàng)造了必要條件。而坡體內的地下水、地表水或雨水經(jīng)上覆土層、風化巖石下滲,長期飽水軟化作用下,巖體內含水量增大,孔隙水壓力增加,抭剪強度及穩(wěn)定性降低,加之該區(qū)的強烈地震作用,加速了滑坡的產(chǎn)生。而滑體后緣農業(yè)灌溉渠道水位的變化影響著滑體地下水位,從而影響滑坡的穩(wěn)定性。
2德昌滑坡滲流場模擬
本次計算以圖2德昌滑坡治理工程3-3′工程斷面圖為原型,滑坡前緣縱向設仰斜式排水孔,間隔3米,孔長40米,仰角6º。其分析模型如圖3,模型高14m,寬32m。由地斟資料知,第一層土模擬滑坡堆積物,該層結構不均,其透水性較好。取其飽和狀態(tài)時滲透系數(shù)K=1.400e-003cm/s。第二層模擬粉砂巖強風化層,取其飽和狀態(tài)時滲透系數(shù)K=1.160e-004cm/s。
圖3德昌滑坡設仰斜式排水孔滲流模擬模型
該滲流場作穩(wěn)態(tài)分析,首先對于滑坡后部的邊界,由地勘資料可知在雨季時地下水位上升,滑體大部分有地下水;勘察期間,鉆孔地下水位埋深在6.3m~19.5m之間, 據(jù)此,將邊坡后部邊界條件定義為Head(H)=10m。對于仰斜式排水孔,上部邊界定義為UnitFlux(q)=0,仰斜孔底部邊界定義為Head(H)=0.005m。
應用SEEP/W模塊計算后,其結果如圖4所示:
圖4 設仰斜式排水孔滲流路徑及浸潤線
由上述模擬結果可知,仰斜式排水孔伸至潛在滑動面,使地下水有暢通的排泄通道,可以快速地疏干滑體內的地下水,明顯降低了地下水位。
3德昌滑坡穩(wěn)定分析模擬
由德昌滑坡治理工程3-3′斷面圖(圖2)及鉆孔資料可知,滑坡第一層為滑坡堆積層(Q4del),其土體的天然密度為1.95~2.04。根據(jù)土工試驗成果,綜合考慮該層的地層結構,其值取;取硬塑狀的參數(shù)快剪粘滯力、內摩擦角:、,滑坡第二層為侏羅系新村組粉砂巖強風化層,粉砂巖塊體的天然密度為2.49~2.51g/cm3,取其算術平均值,其容重取,粘滯力、內摩擦角。
滑坡的穩(wěn)定分析采用SLOPE/W程序畢肖甫法,其孔隙水壓力調用上述SEEP/W滲流場模擬計算的數(shù)據(jù)文件?;禄瑒用嬗善涞虏轮卫砉こ?-3′工程斷面圖(圖2)得到,滑動圓心任意假定。模擬計算考慮兩種情況:滑坡設仰斜式排水孔和滑坡不設仰斜式排水孔。兩種情況相比,只有孔隙水壓力發(fā)生了改變。分析模型和模擬結果見圖5~圖8。
滑坡設仰斜式排水孔
圖5德昌滑坡設排水仰斜孔邊坡穩(wěn)定分析模型
圖6 德昌滑坡設排水仰斜式排水孔模擬分析結果
(2)滑坡不設仰斜式孔排水
圖7德昌滑坡不設仰斜式排水孔邊坡穩(wěn)定分析模型
圖8 滑坡不設仰斜式排水孔模擬分析結果
數(shù)值模擬結果表明,在其它條件完全相同的情況下,不設仰斜式排水孔時滑坡穩(wěn)定安全系數(shù)為1.400,這與地堪資料穩(wěn)定安全系數(shù)值1.28基本相符;而設仰斜式排水孔時滑坡穩(wěn)定安全系數(shù)為2.366,滑坡的穩(wěn)定性得到很大提高,究其原因主要是設了仰斜式排水孔后滑體中的地下水便于排出坡體,從而降低了滑體內的孔隙水壓力,也提高了土的抗剪強度;而不設仰斜式排水孔時滑帶土長期處于地下水浸潤飽和狀態(tài),孔隙水壓力大,滑帶土飽和軟化,土的抗剪強度較低,從而使其穩(wěn)定性系數(shù)大大降低。
4結束語
對德昌滑坡的數(shù)值模擬研究結果表明,仰斜式排水孔可以有效降低滑體的地下水位,從而大大提高滑坡的穩(wěn)定性,是有效的滑坡治理措施,證明德昌滑坡采用“仰斜式排水孔排放地下水,滑坡前緣設抗滑樁”的治理措施是可行。同時,
滑坡區(qū)灌溉渠道向滑坡體補給地下水,將使滑坡的穩(wěn)定性大幅度降低,雖然目前對此已經(jīng)引起人們的重視,但在邊坡工程施工階段,常常被忽略而導致大規(guī)?;碌陌l(fā)生,故在邊坡工程施工過程中,對渠道水位變化及滲漏情況等進行全面監(jiān)控是十分必要的。
參考文獻
【關鍵詞】青年湖;富營養(yǎng)化;生態(tài)修復
遼寧省政府對遼寧友誼賓館青年湖水質改善工程非常重視,同時我國在污染湖泊的治理方面,工藝技術相對成熟,可確保湖水水質得到有效改善。為了更好地迎接2013年12屆全運會在遼寧召開,遼寧省政府與沈陽市政府加快了對市區(qū)環(huán)境的整治,為城市污染湖泊治理工程建設提供了資金保障。
1.工程概況
青年湖歷史上隸屬于北陵公園,1971年,為了改善接待環(huán)境,確保政務接待的安全,省政府決定將北陵公園西側12萬平方米的青年湖區(qū)劃入友誼賓館范圍。1985年,省政府投資對青年湖進行了清淤改造;2002年,省政府對青年湖及周邊環(huán)境進行了綜合改造,按照與北陵公園建筑風格相協(xié)調的原則,修建了仿古圍墻,沿湖甬道。同時為了防滲在青年湖底鋪了一層無紡布。
遼寧友誼賓館青年湖平均水深5m,青年湖湖水來自其臨近的北運河河水。每年補水50萬m3。由于北運河河床高于青年湖湖面,故青年湖只能從北運河引水,無法向北運河排水,使整個青年湖形成死水。
2.水環(huán)境問題分析
在對友誼賓館青年湖基本情況進行了解之后,遼寧省環(huán)境科學院對遼寧省友誼賓館青年湖進行多次采樣調研。
首先,遼寧友誼賓館青年湖大部分點位總磷為0.5-1mg/L之間,個別點位總磷達到2mg/L。大部分點位總氮為2.3-3.5mg/L之間,個別點位總氮達到4.5mg/L。
其次,從監(jiān)測結果來看,青年湖大湖水質COD指標介于《地表水環(huán)境質量標準》III類水質和IV類水質之間??偟涂偭字笜藢儆诹覸類水質。
第三,青年湖屬于城市深水湖泊,監(jiān)測結果表明,不同深度水溫差異顯著。但總氮、總磷等指標無顯著差異,說明不同水層之間存在垂直水體交換。水質改善工程需處理的水量為全部湖水,總水量為48.25萬m3。
第四,青年湖水質透明度下降主要是由于湖水中磷、氮含量過高,導致湖水富營養(yǎng)化。從而使湖中藻類大量繁殖,湖水顏色變綠、變深,透明度下降。
3.工藝方案比選及可行性分析
3.1處理水量及設計規(guī)模確定
遼寧友誼賓館青年湖水面面積約10萬m2,分為小湖和大湖兩部分。其中小湖5000m2,平均水深1.5m。大湖面積9.5萬m2,平均水深5m。本工程項目處理總水量48.25萬t。
3.2場址選擇
由于考慮到友誼賓館青年湖周邊可用地比較緊張的情況,按照水質凈化與景觀建設相結合,盡量減少工程痕跡,以生態(tài)修復為核心的原則,采取原位生態(tài)修復,在湖面建造人工浮島,在小島、小湖和大湖西南角各安裝一套循環(huán)過濾系統(tǒng),并做相應隱藏處理,同時為了增加氮的去除效果,可串聯(lián)一個沸石過濾裝置,在水下安裝靜音水下風機。
3.3工藝方案比選
根據(jù)遼寧友誼賓館青年湖水質現(xiàn)狀及處理目標,共提出4套方案進行比選。一是通過建設凈化設施對來水進行凈化處理,二是采用抽取地下水補水,三是采用投加藥劑的方案,四是采用水質生態(tài)修復系統(tǒng)工程。
3.3.1北運河河水凈化后補給青年湖方案
源頭治理是一切污染治理的根本方法[1]。友誼賓館青年湖水質較差的原因主要是由于進水氮、磷含量過高。為了從根本上解決這一問題,提出抽取地下水對青年湖補水和北運河河水凈化后對青年湖補水兩套方案。
目前遼寧友誼賓館青年湖每年從北運河進水3次,第一次進水30萬m3,第二次、第三次進水,每次進水10萬m3。一般進水在5天內完成,每天進水6萬m3。由于友誼賓館場地條件限制,選用相對占地較小的石英砂濾池或者生物活性碳濾池。濾池濾料厚度為2m。濾速可以達到10m/d,處理6萬m3/d的水量,需要濾池有效面積6000m2。加上構筑物墻體、設備間、管道等占地,總占地面積達到近1萬m2。從衛(wèi)星照片上觀察適于建設進水過濾系統(tǒng)的青年湖東南角除去保護隱私的圍擋等,可用地總面積不足3000m2,不能滿足需要。
目前的進水方式是第一次進水在5月1日前完成,進水30萬m3。這主要是因為:一、經(jīng)過一年的蒸發(fā),升華,青年湖景觀用水嚴重缺乏,急需補水。二、5月1日前后,大伙房水庫放水用于北運河沿線水田“泡地”,此時水質較好。如果采用全年進水,北運河水質較差時單靠濾池達不到處理目標。三、5月1日過后各種政務接待陸續(xù)開始,必須保證青年湖景觀的完整性,短時間,高水力負荷進水。所以將進水時間調整為每年5月至9月均勻進水以降低日進水負荷是不可行的。
由于友誼賓館可用于建設項目的場地有限和短時間、高水力負荷進水的特殊要求。采用北運河河水凈化后補給青年湖方案是不可行的。
3.3.2抽取地下水補水方案
友誼賓館綠化用水每天用水700m3。同時考慮到湖水蒸發(fā)等因素,每年補水50萬m3。由于湖水較深,冬季深層湖水并不結冰,補水為全年補水,平均每天補水1370 m3,每小時流量57 m3。采用上海藍升泵業(yè)200QJ50-78/6 19.5KW,流量60m3,揚程78m。單價 6048元。運行費用主要是水泵電費和自備井水費。合計年運行費用109.67萬元。
從上述分析可以看出采用抽取地下水補水方案,投資成本和運行費用都比較低。但此方案在進行投資估算中假設了2個前提:1、不用經(jīng)過地質勘查,可以確定抽取70m深地下水時青年湖水位不下降。2、根據(jù)遼寧省及沈陽市相關法規(guī),抽取地下水補充景觀用水是允許的。
通過進一步的調查研究,我們發(fā)現(xiàn)友誼賓館青年湖最深處水深達12m,湖水已經(jīng)與淺層地下水相連接,很有可能抽取70m深地下水時會形成小循環(huán),無法通過抽取地下水補充青年湖水。另外在《遼寧省禁止提取地下水規(guī)定》中提出,自2011年4月1日起施行,全省各地禁止提取地下水。
因此,抽取地下水補給青年湖景觀用水,不僅在技術可行性方面存在問題,在政策法規(guī)方面是堅決禁止的。
3.3.3投加藥劑方案
投加藥劑是治理重污染水體常用的方法。重污染水體由于厭氧反應產(chǎn)生氨、硫化氫等臭味氣體時,通過投加各種氧化劑可以快速緩解和降低臭氣濃度,取得較好的效果[2]。常用作殺藻劑的化學藥品有硫酸銅和西瑪三嗪。采用藥物,數(shù)天內對殺藻會起到效果,但長期使用會造成湖泊退化。
使用化學藥劑除藻,需要向水中引入新的化學成分,這些化學成本不僅對藻類有抑制性,對其他生物也存在毒性。如治理微囊藻水華的方法,多用硫酸銅等藥物清殺,但在生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)有時候并不理想,往往在清殺之后,微囊藻水華照樣大量出現(xiàn)[3]。此外,現(xiàn)階段的清殺藥物對藻類并無選擇性,在殺死微囊藻水華的同時,也殺死了其他藻類,污染了水體。
遼寧友誼賓館青年湖湖底鋪設防滲膜,如果采用一般的氧化劑或絮凝劑投加方案,將對整個青年湖的生態(tài)鏈造成極大不良影響。所以本次藥劑投加方案選用了一種韓國GCM水處理劑,該水處理劑選用天然無機材料作為原料,通過酸化、煅燒、粉磨等多道工序制作而成,處理效果較好。GCM天然復合無機水處理劑價格是64.9元/kg,GCM是1kg大約能處理40噸的水,所有總水量是95萬噸,所以大約需要是23.75噸。一次投加藥劑的藥劑投資為154.14萬元。一次投加藥劑后可維持較好水質時間為1個月。
由上述分析可以看出,雖然GCM天然復合無機水處理劑生態(tài)安全,處理效果好。但由于青年湖水量太大,GCM藥劑價格相對較高,導致單次加藥造價過高,缺乏一定的實用性。
3.3.4生態(tài)修復方案
生態(tài)修復方案是當前廣泛應用于城市湖泊治理的一種綜合性水質修復方案集成[4]。北京的陶然亭公園內的景觀湖,深圳荔枝湖等眾多景觀水體均采用生態(tài)修復方案。
近年北京陶然亭公園補水水源變?yōu)樵偕?,園區(qū)水域水質不斷惡化,水華頻繁發(fā)生。因此,急需通過水質改善工程提高水體水質,抑制水華發(fā)生,提升水體景觀價值。由于水體及水源的營養(yǎng)元素指標超標嚴重,采取綜合的減污措施加以去除;而水體靜止也是造成水華的主要原因,應增加水體的流動性。綜合考慮陶然亭湖水的實際情況,選擇循環(huán)過濾、軟性生物膜載體和水生植物等措施去除水體污染物質;通過循環(huán)過濾及推流曝氣等措施增加水體的流動性。
深圳荔枝湖湖面總面積10.91萬m2,蓄水量為10萬m3,平均水深1m。荔枝湖污染嚴重,水質達不到地表娛樂景觀水質標準要求,水體感官差,透明度低,湖水呈暗綠色,局部出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象。采用水力自動化曝氣過濾、人工濕地凈化、臭氧滅藻湖水大循環(huán)的處理工藝。
遼寧友誼賓館青年湖與上述案例最大的區(qū)別是湖水深。上述案例的平均水深在1m-1.5m,而青年湖平均水深5m,最深處達到12m。這就使整個工程處理水量遠遠大于上述工程。所以遼寧友誼賓館青年湖水質改善項目采用了人工浮島、循環(huán)過濾系統(tǒng),水下風機曝氣以及生物操縱等工藝在內的綜合性生態(tài)修復方案。
生態(tài)修復方案安全、可靠運行成本和費用低。而且在改善水質的同時創(chuàng)造出與遼寧友誼賓館相協(xié)調的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境。
4.結論
針對友誼賓館青年湖水體富營養(yǎng)化和無清潔補水的現(xiàn)狀,重點對青年湖內水質進行綜合治理,采用生態(tài)修復的方法,確保湖水水質在的改善提高后保持長期穩(wěn)定效果。
參考文獻:
[1]周懷東,彭文啟.水污染與水環(huán)境修復[M].北京:化學工業(yè)出版社,2005:249-260.
[2]劉正文.湖泊生態(tài)系統(tǒng)恢復與水質改善[J].中國水利,2006,(17):31-33.
【關鍵詞】地鐵車站 滲漏 治理措施
北京地鐵某車站采用地連墻支護明挖施工,車站的結構防水為剛性防水,冬季施工完成。車站建成后,站廳層和站臺層均有滲漏水現(xiàn)象,雨季特別是連續(xù)降雨后尤為嚴重。以前采取了多種治理措施,如站內注漿、堵漏等,但都沒有取得明顯效果。為了徹底治理車站的滲漏水,捌1詳細地調查了車站滲漏點的分布、滲漏水量及車站周圍的環(huán)境,分析造成車站滲漏水的原因,包括外部環(huán)境和結構本身的原因,針對性地采取治理措施,并在治理過程中嚴格控制質量
1車站滲漏水點的分布
2001年7—8月,我們對車站的滲漏水情況進行了三次調查,查明滲漏水點的分布女嚇:
(1)站廳層南側滲漏水嚴重,踢腳線位置均有滲水現(xiàn)象,距墻2m內地磚潮濕,若干處有水流。
(2)站廳層東南側墻上部有三處較強滲水點,沿墻壁向下流淌,肉眼可觀察到水的流動,頂板局部有滴水現(xiàn)象。
(3)站廳層與東南出入口相接的變形縫漏水量大,水流匯到電纜井中,并通過站廳層底板變形縫外流,對應站臺層頂板位置可見明顯的滴水。
(4)站廳層南北側墻各有一處嚴重的滲水點,水流量大,在地鐵軌道底板形成積水。
2 滲漏水原因分析
本著根治的目的,我們調查了車站的結構設計、當初施工的具體情況和周圍環(huán)境,請有關專家共同分析,認為主要的滲漏原因有:
(1)地鐵車站原設計為三層,后改為兩層,地下連續(xù)墻的帽梁及部分墻體被鑿除,導致地下連續(xù)墻的部分結構和防水遭到破壞,地下水向墻體內側人滲。
(2)站廳層粱、板結構的鋼筋與地下連續(xù)墻伸出的鋼筋(胡子筋)連接,鋼筋逐步銹蝕后成為防水的薄弱點,造成站廳層踢腳線位置嚴重滲水。
(3)車站防水采用防水砂漿,為剛性防水,京通快速路立交橋施工時對車站結構的震動較大,防水層在一定程度上遭到破壞。
(4)京通快速路立交橋下停車場中部低,四周高,與車站的關系詳見圖1。下雨時,停車場中部嚴重積水,達0.6m,造成地面沉陷,雨水流人地下,導致車站南側地層處于飽水狀態(tài),滲入車站地下連續(xù)墻。
3 滲漏水的治理措施
根據(jù)滲漏水形成的原因,治理措施分為外部環(huán)境和內部治理。外部治理以堵截可能滲人的水源為主,內部治理根據(jù)不同部位的特點采取適宜的措施??紤]到地鐵車站滲漏影響較大,方案設計時首先進行堵水,若堵水效果不太理想,則沿站廳墻腳設排冰溝進行排水。在實際施工過程中發(fā)現(xiàn),當完成外部治理和內部堵水后,治理效果已達到要求,因此不再設置排水溝。
3.1 外部環(huán)境的治理
外部治理以堵截可能滲入的水源為主。車站南側為雨、污水管和停車場沉陷處,雨、污水管滲水和沉陷處下雨時積水嚴重。因此,首先在車站南側地下連續(xù)墻外側及停車場內沉陷處進行地面注漿。注漿管為φ42鋼管,管長6—10m,管身周圍梅花狀布φ10小孔,間距為1-1.5m。注漿漿液為水泥、粉煤灰漿液,水灰比為1:1,注漿壓力為0.2MPa。注漿完畢后對停車場內沉陷部位地面進行清淤硬化處理,并設1%的坡將流人停車場內的水引入雨水管中。
3.2 站廳層南側踢腳線滲水的治理
取芯和鉆孔試驗表明車站結構現(xiàn)澆混凝土振搗密實,防水性較好,但在站廳層底板與墻交接部位(胡子筋)鉆孔時發(fā)現(xiàn)有水流出。這是由于地層中地下水通過地下連續(xù)墻防水破損處流人車站現(xiàn)澆混凝土外側,一部分水沿墻上升,遇到墻面防水薄弱處則流出,一部分沿胡子筋滲入站廳層底板焦碴層實地磚潮濕并沿踢腳線流出。施工時首先采用鋼筋檢狽艤確定胡子筋的準確位置,再向胡子筋處鉆φ10小吼,孔深300-500mm,盡可能接近胡子筋。采劇、巧、輕便的高壓注漿設備壓注聚氨脂嫁接漿液。漿液遇水膨脹,堵塞縫隙,排出胡子筋中的水,并防止地下水再滲入,具有良好的效果。
3.3 變形縫處滲漏水的治理
由于站廳層地溝處變形縫滲漏水嚴重,施工時首先對變形縫兩側進行注漿,然后清理整個變形縫,清理槽寬20mm,直至橡膠止水帶位置。若有明水,用“立止水”瞬間堵漏劑進行堵塞,然后刷兩道“優(yōu)止水”高效防水劑,再用柔性材料“水盾”填滿,高度與溝底齊平。
4 結 論
通過對地面進行注漿及地面處理,減少了雨、污水對車站周圍地層的灌人量,在很大程度上切斷了地下水的來源。對滲漏水點打孔注入聚氨脂嫁接漿液,切斷了地下水滲入途徑,使局部滲漏水得到治理。該地鐵車站滲漏水經(jīng)過治理后,運營近一年,證實達到了預期的治理效果。通過治理,我們認為地鐵車站滲漏治理應注意以下幾點:
(1)應充分調查地下水的滲漏分布情況、地鐵結構的施工情況和周圍的環(huán)境,認真分析可能造成滲漏的原因;
[關鍵詞]污染場地 環(huán)境水文 地質勘察
中圖分類號:[S949] 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)40-0117-01
0 概述
為了滿足城市不斷發(fā)展的需要,越來越多的自然和社會資源逐漸被占用,如何提高土地的利用價值,擴大土地資源的合理使用面積,更好地適應城市土地的集約化發(fā)展,是生態(tài)保護意識和可持續(xù)發(fā)展觀念所賦予的必然選擇,這就要求我們在不斷開發(fā)新的土地資源的同時,還必須將已污染的場地進行有效的治理和開發(fā),在不影響人類生活和人體健康的前提下將這些污染場地合理的建設成商用、民用等公共基礎用地,而在開發(fā)之前應該對污染場地進行水文地質勘察,在經(jīng)濟保值的前提下將這些土地資源進行必要的場地評估勘察,將更好的滿足人類對土地資源的使用需求。
1 污染場地環(huán)境水文地質勘察
污染場地環(huán)境水文地質勘察主要針對場地的土壤質量及地下水污染情況進行調查,其目的是為了掌握含水層的水質狀況及特征,確保土地能夠得到及時的修復,并避免在日后的開發(fā)過程中造成再次污染。
對于污染場地的環(huán)境水文的勘察主要分為污染的確認勘察和詳細勘察兩個階段,其中確認勘察是通過對污染場地的信息進行搜集整理,在了解其基本的污染狀況后對場地進行具體的采樣分析,可以查閱相關資料來了解區(qū)域所受污染類型,以確認污染場地的具體勘察方式。而詳細勘察須在確認勘察的基礎上進行,當確認勘察階段已確定了污染的存在時,根據(jù)具體情況整理出污染物和污染源的信息,對整個污染場地進行全面的勘察分析,整個過程主要包含三個階段:污染識別階段、采樣分析階段、以及污染狀況風險評價階段。
污染場地環(huán)境水文地質的勘察需重點調查的內容如下:場地的水文地質條件,包括地下水分布、埋藏狀況、水位變化狀況、地表的徑流、排泄等問題;了解該場地的歷史利用狀況以及生產(chǎn)活動的主要影響,分析其可能存在的污染流程;查明該場地的土壤及地下水的質量情況和受污染狀況,分析其污染機理和分布;針對以上的方面的調查從而得出可靠的場地環(huán)境風險評估,并制定出相應的治理方案。
2 污染場地環(huán)境具體勘察程序
在對污染場地進行水文勘察的過程中應采取以現(xiàn)成的勘察、采樣、檢測分析手段為主,結合相關的場地調查狀況,進行推測或者模擬分析的方法,從而制定出合理的評價方案以及有效地技術線路,降低在實施過程中的風險。
對勘察點的設置要求分兩步,在確認勘察階段,主要是對現(xiàn)場監(jiān)測點的布置以及對相關深度和密度進行判斷,這就需要在勘察的過程中對于潛在污染范圍進行預估,并設置足夠的勘察點數(shù)量,以確認場地是否被污染,另外在場地的污染區(qū)附近還需設置多個地下水監(jiān)測井,具體數(shù)量根據(jù)勘察點變動。而對于詳細勘察階段,主要采用的是網(wǎng)格均勻布點或者是勘察點加密布置方式,其目的主要是為了將場地的污染分布情況進行分散處理,從而判斷場地污染程度。此外,同一污染場地上的不同勘察點,對所處含水層是非承壓水或層間水時點的布置規(guī)律并不相同,需要對設置的地下水監(jiān)測井及周邊淺井的深度狀況進行具體分析。
樣品采集必須遵循兩個原則:第一,采集的樣品需均勻,對總體應有充分的代表性,要能充分反映總體的組成。第二,采樣過程中要設法保持原樣品的理化指標,防止待測成分逸散或污染。采樣時要注意以下幾點:對垂直變異比較大的土層進行采樣的時候應該保證每一個層位都能夠采取一份土壤,其控制點主要是:第一含水層為承壓水或者是層間水時的采樣點、表層與上層的隔水層之間的采樣點、隔水層的采樣點、地下水水位有變化時的采樣點。
土樣采集需選擇適合的采樣器,并采用錘擊法或靜壓法針對不同的土質進行取樣。采集好的樣品需進行合理妥善的保存,以便分析結果能更好的反應污染情況。
3 勘察的過程中需注意的技術要點
3.1勘察點布置:在不確定污染區(qū)進行布點選擇時,需對勘察點附近的地質環(huán)境進行詳查,對該場地做出較為準確的污染預判,基本上對于可能發(fā)生污染的區(qū)域采用三個以上的勘察點,同時對地下水的水位變化區(qū)域一般設置三個以上的監(jiān)測點,其中主要的是在地下水的上下游地區(qū),需覆蓋可能的污染段。
3.2對勘察點進行設置之后需進行加密點的布置,其中布點使用的是局部污染場地的勘察結論,而網(wǎng)絡布點使用的是大面積污染場地的勘察結論,對于網(wǎng)絡布點的主要判斷依據(jù)就是可疑污染場地的面積。
3.3對第一含水層是非承壓的類型,要注意的是地下水與土壤鉆孔之間的深度需保持在含水層底板的上方;如果第一含水層是承壓水或層間水,則就應該在確定好建井深度或者是在對土壤進行鉆孔深度的時再對地下水的監(jiān)測井進行設置,非建井上,鉆孔一般采用的深度是小于第一隔水層。而在建井上的土壤深度一般要超過第一含水層并達到其頂部,且建井的深度要在地下水水位5m以下。
4 對污染物、地下水的采樣檢查及其保存
根據(jù)對污染場地的水文地質的調查,對所采樣品的抽樣分析來確定該場地在生產(chǎn)使用的過程中是否產(chǎn)生污染物以及污染物的組份和類型,以便了解其水文地質的變化狀況。在對污染場地樣品進行分析后了解影響土壤的與地下水變化的條件,使抽樣檢查具體有一定的針對性。
在對土壤樣品進行采集時,要注意當樣品從土層中鉆取之后,需盡量剔除雜質,并裝入適合的容器之中,在對土質進行分裝的時候要注意的是盡可能的不要翻動,避免受到二次污染。而在地下水進行采集時,要注意地下水監(jiān)測井井管主要是由沉淀管、過濾管以及井壁管組成的,井壁管位于過濾罐的上方,而沉淀管位于過濾管的下方,過濾管是在檢測含水層的過程中設置的,因此主要位于地下水的水位跟沉淀管的頂部,使其水位必須處在地下水水位的監(jiān)控范圍之內,根據(jù)含水層的厚度,沉淀管的底部要位于隔水層的內部,并按照這樣的步驟進行對地下水采樣,可以采用一次性的貝勒管進行抽樣采集,同時保證一井一管。對樣品的保存,主要的是根據(jù)分析其物理性質后進行分類,對其進行封裝以避免受到外界環(huán)境的干擾,并注意保存的溫度,一般需要放人保溫箱中冷藏。
5 小節(jié)
通過對污染場地進行具體的采樣分析之后,根據(jù)勘察的結果可以看出污染場地的污染程度以及其水文地質特征,在對其進行風險評估的同時要制定可行的設計修復方案,對于一些污染的場地要及時的進行勘察,為場地治理提供有效的技術支持,以便于更加合理的利用土地資源,在不減少其經(jīng)濟價值的同時能夠更加合理的實現(xiàn)土地的集約化使用,最終實現(xiàn)社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
[1] 張惠昌.水文地質勘察.中國水利水電出版社; 第1版,2008年11月.
[2] 王現(xiàn)國.水資源與水文地質工程地質環(huán)境地質研究.黃河水利出版社;第1版,2008年9月.
【關鍵詞】巖土工程 水文地質 勘察設計
中圖分類號:K826.16 文獻標識碼:A 文章編號:
前言
在我國國民經(jīng)濟不斷高速發(fā)展過程中,興建了眾多基礎建設項目和現(xiàn)代化超高層建筑物,基礎及基坑的開挖深度也越來越深,由于各種風格迴異的公共建筑物和其不斷變化的平面和立面,給結構和勘察專業(yè)帶來許多新的研究課題,但只要對勘察中存在的問題給予足夠的重視,找到適當?shù)慕鉀Q辦法,我們就肯定能夠做好巖土勘察工作。
一、水文地質的描述
在研究分析既有區(qū)域地質資料的基礎上,充分利用航片、衛(wèi)片進行地質解譯,結合現(xiàn)場重點調查,為方案選擇及編制預可行性研究報告提供工程地質資料。對控制線路方案的越嶺、河谷、不良地質、特殊巖土、長大隧道、大河橋渡等重大工程地段,應充分發(fā)揮遙感和物探作用,采用以遙感和綜合物探為主,輔以必要鉆探、測試的綜合勘探技術,查明重大地質問題,在建筑工程的地基中。當?shù)叵滤辉诨A底面以下壓縮層范圍內發(fā)生變化時, 就能直接影響建筑物的穩(wěn)定性。若水位在壓縮層范圍內上升時,軟化地基土,使其強度降低、壓縮性增大,建筑物可能產(chǎn)生較大的沉降變形,若水位在壓縮層范圍下降時, 巖土的自重應力增加, 可能引起地基基礎的附加沉降,如果土質不均勻或地下水位的突然下降也可能使建筑物發(fā)生變形破壞;我院具有國土資源部頒發(fā)的水文地質、工程地質、環(huán)境地質調查與液體礦產(chǎn)勘查甲級資質、地質鉆探甲級、地質災害治理工程勘查甲級資質、地質災害治理工程設計甲級資質、地質災害治理工程施工甲級資質、地質災害治理工程工程監(jiān)理甲級資質、地質災害危險性評估甲級資質、地球物理勘查乙級資質、固體礦產(chǎn)勘查乙級資質;建設部頒發(fā)的巖土工程專業(yè)、甲級勘察、設計、施工資質;黑龍江省水利廳頒發(fā)的水文、水資源調查評價與水資源論證乙級資質、鑿井甲級資質。水文地質工程地質測量這項工作是基礎的基礎,通過從野外實地調查才能編好勘探設計方案,進而指導工作。反之,不作基礎工作而盲目打鉆必造成很大的浪費和損失。基礎好、方法對,效果必然好;地下水這部分內容與現(xiàn)行巖土工程勘察規(guī)范要求相比,存在相當大的差距。在很多勘察報告中,僅僅提供勘察期間的地下水穩(wěn)定水位及其高程。其實在工程設計中,對地下水的評價將對工程安全與造價產(chǎn)生極大影響。
二、水文地質的工程設計
水文地質問題一直是巖土工程勘察中不可忽視的重要問題,在具體工程中,一定要根據(jù)勘察工程所處地域的水文地質條件,制定相應的防護措施和施工計劃,真正保證工程的質量。隨著工程勘察的發(fā)展,其必將受到越來越廣泛的重視,切實做好水文地質工作將對勘察水平的提高起著極大的推動作用,在一些水文地質條件較復雜的地區(qū),由于工程勘察中對水文地質問題研究不深人,設計中又忽視了水文地質問題,經(jīng)常發(fā)生由地下水引發(fā)的各種巖土工程危害問題,令勘察和設計處于難堪的境地。為提高工程勘察質量,在勘察中加強水文地質問題的研究是十分必要的,在工程勘察中不僅要求查明與巖土工程有關的水文地質問題,評價地下水對巖土體和建筑物的作用及其影響,更要提出預防及治理措施的建議,為設計和施工提供必要的水文地質資料,以消除或減少地下水對巖土工程的危害;地質科學研究和技術創(chuàng)新、地質工作領域方面,進一步增強地質工作對可持續(xù)發(fā)展的支撐能力。密切結合經(jīng)濟建設和社會發(fā)展需求,圍繞新型工業(yè)化與優(yōu)化布局、城鎮(zhèn)化與新農村建設、合理開發(fā)海洋資源、國土規(guī)劃與整治、循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展和節(jié)能減排,生態(tài)建設與環(huán)境保護等領域,積極拓寬地質工作領域,開展城市地質、農業(yè)地質、土壤污染狀況調查、以及非常規(guī)能源、低品位、利用及尾礦資源的調查評價和開發(fā)利用技術研究等專項調查和綜合研究工作;水文地質、工程地質測繪,宜在比例尺大于或等于測繪比例尺地形地質圖基礎上進行,無地質圖時,應同時進行第四紀地質測繪,前第四紀地質可采用1∶20 萬區(qū)域地質調查1∶5 萬圖資料,結合水文地質、工程地質、環(huán)境地質的需要,做必要的補充地質測繪,水文地質觀測點應布置在地下水天然露頭、人工露頭、地表水體分布的地點以及對水文地質單元界線有控制意義的地點,不應平均布置,地下水動態(tài)監(jiān)測各項實際資料,必須及時整理,認真審查,最終應編制地下水動態(tài)監(jiān)測年報、實際材料圖,地下水位、水溫、水質動態(tài)單項歷時曲線及綜合歷時曲線,必要時,應繪制地下水動態(tài)與開采量、氣象、水文等關系曲線圖,地下水補給資源。主要計算天然補給量和人工補給量;天然補給量也可以用地下水排泄量與儲存量的變化量的代數(shù)和計算。當?shù)叵滤判沽渴呛铀髁康闹饕M成部分時,地下水補給量可采用水文分割法計算。
三、巖土工程勘察施工要求
在實施地質調繪和開展綜合勘探的基礎上,針對工程地質問題和地質條件變化規(guī)律,合理布置鉆孔;提高布孔的針對性和合理性,保證鉆孔間距和鉆孔深度滿足勘察設要求;鉆探工藝、鉆探記錄和鉆探取樣必須嚴格執(zhí)行技術規(guī)范,保證鉆探資料及鉆探巖芯鑒定的準確性。要按現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程,將地質、調繪、遙感、物探、鉆探、原位測試、土工試驗等各種手段取得的數(shù)據(jù)、圖件資料進行綜合分析、互相補充驗證,綜合編制地質報告和圖件,在文字報告和地質圖件中應充分反映遙感、物探和原位測試資料信息,要加強地質、遙感、物探、原位測試等專業(yè)技術培訓,提高工程地質人員的綜合分析能力,及時總結勘察工作經(jīng)驗,提高工程地質勘察水平;在地下水位以上、地下水位變動帶和地下水位以下,具有明顯的變化規(guī)律:土體從上到下,有天然含水量、孔隙比由小大小,壓縮模量、承載力由大小大的變化規(guī)律。這是由于地下水位以上部位,經(jīng)長期淋濾作用,鐵鋁富集,并對土顆粒起膠結和充填作用,增大了土粒間連接力,往往形成" 硬殼層",因而含水量、孔隙比小而壓縮模量和承載力增高;而位于地下水位變動帶的土層,由于地下水積極交替,土中的鐵鋁成分淋失,土質變松,因而含水量、孔隙比增大,壓縮模量、承載力降低;位于地下水位以下的土層,由于地下水交替緩慢,氧化、水解作用減弱,加之上覆土層的自重壓力作用,土質比較密實,因而含水量、孔隙比減小,壓縮模量、承載力增高。但應當指出,殘積土與強風化巖接觸部位,由于強風化巖中往往含有風化孔隙裂隙水,直接作用于殘積土底部土層,因而往往在殘積土與強風化巖接觸帶形成一個軟塑土層。
四、結束語
在工程勘察、設計和施工過程中,水文地質問題始終是一個極為重要但也是一個易于被忽視的問題。之所以重要,是因為水文地質和工程地質二者關系極為密切,互相聯(lián)系和互相作用,地下水既是巖土體的組成部分,直接影響巖土體工程特性,又是基礎工程的環(huán)境,影響建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。
【參考文獻】
[1] 段君奇. 淺談在工程地質勘察中水文地質問題的危害[J].科技創(chuàng)新導報,2008,3.
[2] 范中林. 工程地質勘察中水文地質問題的影響[J].科技創(chuàng)新導報,2009,18.
一、地質災害概況與趨勢分析
地質災害是指自然地質作用和人類工程經(jīng)濟活動導致地質環(huán)境變化,從而給人民生命財產(chǎn)和經(jīng)濟建設帶來的危害。
2013年度我市年平均降水量710.8毫米,較上年同期增加76.0毫米。其中全年降水量最大的縣區(qū)是惠民縣,達742.5毫米。常年(1981-2010年)年降水的82.4%集中在5-9月份,為引發(fā)地質災害的重要條件。
地質災害防治以崩塌、滑坡、泥石流等突發(fā)性地質災害為重點,地面沉降、海咸水入侵等緩變性地質災害則以監(jiān)測和控制地下水開采為主。由于各級政府對地質災害防治工作比較重視,汛期多次檢查指導工作,監(jiān)測和預防措施落實到位,未造成直接經(jīng)濟損失和人員傷亡。
根據(jù)環(huán)境地質條件分析,2014年我市地質災害發(fā)育類型主要為崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降和海咸水入侵。汛期地質災害防治重點為崩塌、滑坡、泥石流,地面沉降和海咸水入侵以監(jiān)測為主。
二、地質災害防范重點及防治措施
(一)汛期崩塌、滑坡、泥石流防范區(qū)。主要分布在縣和縣。
縣潛在崩塌、滑坡、泥石流地質災害,分布于鎮(zhèn)、鎮(zhèn)、街道辦事處和街道辦事處,主要災害點為:鎮(zhèn)上回峪泥石流、上回峪村不穩(wěn)定斜坡、聚仙村崩塌、西峪村崩塌和鎮(zhèn)東窩陀村崩塌。
縣地質災害類型主要為崩塌和不穩(wěn)定斜坡地質災害,分布于碣石山。
防治措施可采取工程治理與群測群防相結合的綜合防治方法。首先在防范區(qū)內設立警示牌,發(fā)放“兩卡”,汛期加強監(jiān)測值班制度;采用工程方法進行邊坡加固,防止巖石繼續(xù)風化,修筑擋土墻,并附以各種排水工程、綠化邊坡進行治理。同時提高周圍群眾的防災減災意識,掌握簡單的防災減災知識。
(二)地下水降落漏斗及地面沉降監(jiān)測區(qū)。主要分布于濱城區(qū)和博興縣境內,根據(jù)最新的地下水水位監(jiān)測資料顯示:博興縣目前深層地下水的開采漏斗中心區(qū)位于博興縣城區(qū)源通京劇團和源通第三小學,水位埋深120m左右,中心區(qū)30m的含水砂層已疏干;濱城區(qū)深層地下水開采漏斗區(qū)位于開發(fā)區(qū)里則街道辦-濱城區(qū)山柳杜村-五四轉盤附近-梁才街道辦程家口一帶,最大沉降中心在濱城區(qū)五四轉盤附近,中心區(qū)水位埋深120-130m之間。
從已有的監(jiān)測資料分析市存在2個較明顯的沉降區(qū)域,一是以濱城區(qū)為中心的沉降區(qū),其-150mm等值線所圍面積為236.67km2,其-300mm等值線所圍面積為12.32km2,該沉降區(qū)中心點沉降量為361.0mm(沉降期為87個月);二是以博興縣城東為中心的沉降區(qū),其-150mm等值線所圍面積為152.07km2,其-300mm等值線所圍面積為309.78km2,該沉降區(qū)中心點沉降量為432.0mm(沉降期為87個月)。
地面沉降是一種由人類工程經(jīng)濟活動引發(fā)的地質災害,形成主要原因是地下水資源的過度開采。地面沉降因其發(fā)展變化比較緩慢而難以被察覺,因此也往往不被人們所重視,而實際上該災害具有不可逆性,一旦產(chǎn)生必將給本區(qū)域的城市建設帶來嚴重的影響和危害,甚至制約社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。將會引發(fā)海水倒灌、咸水入侵,城市排水不暢、防洪標準降低,建筑物損壞,設備失效等不良影響。
深層地下水超采漏斗和地面沉降主要是由于超量開采深層地下水而造成的,因此保護好深層地下水資源是當務之急。為了合理開發(fā)利用地下水,遏止深層地下水超采漏斗和地面沉降的進一步發(fā)展,主要對策有:減少地下水開采量、節(jié)約用水、積極開發(fā)利用淺層微咸水和地表水、開展深層地下水人工回灌工作、強化用水管理,進一步建立健全水資源管理法規(guī)體系、加強深層地下水動態(tài)監(jiān)控和評價等。
三、保障措施
(一)加強領導,明確責任。各級政府和有關部門要將地質災害防治工作列入重要議事日程,建立主要領導負責制,落實《地質災害防治條例》的有關規(guī)定,組織開展好地質災害防治工作。在地質災害易發(fā)地區(qū),應成立縣(區(qū))分管領導為組長、相關部門主要領導為成員的地質災害防治領導小組,建立縣、鄉(xiāng)(鎮(zhèn)、街道辦事處)、村(居)委會三級組成的群測群防體系,開展好地質災害防治工作;對存在突發(fā)性地質災害隱患點的區(qū)域,要落實防治工作單位和責任人。對因自然因素造成的地質災害隱患,防治經(jīng)費應列入當?shù)乜h(區(qū))政府財政預算;對因工程等人為活動引發(fā)的地質災害,要按照“誰引發(fā),誰治理”的原則,由引發(fā)者負責及時治理。建設工程施工主管部門要加強對工程實施過程的監(jiān)管,防止不當施工行為引發(fā)地質災害。
有關縣(區(qū))、鄉(xiāng)(鎮(zhèn)、辦事處)應結合本地區(qū)實際,安排一定的專項資金用于地質災害監(jiān)測、調查評估、應急處置和必要的工程治理。
(二)編制年度地質災害防治方案和應急方案。根據(jù)《地質災害防治條例》規(guī)定,地質災害較發(fā)育的縣(區(qū))要編制年度地質災害防治方案和制定責任明確的突發(fā)性地質災害應急預案,并報本級人民政府批準后組織實施。有條件的地方應通過在適當范圍內組織預案演練檢驗和校正預案的可操作性和應急反應能力。
(三)做好地質災害排查工作。各縣(區(qū))國土資源部門應會同有關部門開展地質災害隱患點的排查工作,要對人口密集的城鎮(zhèn)山地斜坡地帶、溝口處、交通干線兩側、庫岸、礦山(及責任滅失礦山)采空區(qū)以及已查明的隱患點等地質災害易發(fā)區(qū)域進行重點檢查。對排查出的隱患點及時向當?shù)乜h(區(qū))政府報告,劃定危險區(qū),設置警示標志,加強監(jiān)測和群測群防,制定并落實防災預案,做好防災工作。
(四)落實汛期檢查、汛期值班制度。汛期將至,各級國土資源主管部門應會同有關部門重點對危及人民生命財產(chǎn)安全的地質災害易發(fā)區(qū)、危險區(qū)(點)進行檢查。對所填制和發(fā)放的地質災害防災明白卡進一步核實,保證有關責任單位和責任人持有“防災工作明白卡”,每戶受威脅的居民持有“避險明白卡”。對威脅人民生命安全和危險性較大的重要隱患點,要制定責任明確的突發(fā)性地質災害應急預案,落實專業(yè)或專人監(jiān)測措施,強化監(jiān)測。對其中強降雨天氣等條件下易突發(fā)的地質災害危險點,要采取預先疏散避讓人員等措施,確保人民生命財產(chǎn)安全。
各級政府、國土資源主管部門,要加強應急隊伍建設,層層落實汛期地質災害防治晝夜值班制度,公開聯(lián)系電話。存在突發(fā)性地質災害隱患區(qū)的縣(區(qū)),縣級政府應做出部署,鄉(xiāng)(鎮(zhèn))政府、村委會、群測群防人員要加強地質災害監(jiān)測和巡查,特別是在強降雨期間要確保24小時連續(xù)監(jiān)測和巡查。一旦發(fā)現(xiàn)險情,要及時啟動應急預案開展地質災害防治工作,國土資源主管部門要第一時間派出應急調查小分隊開展現(xiàn)場調查處置工作。
同時,針對強降雨可能引發(fā)的地質災害隱患,國土資源、氣象、水利等有關部門應在防治工作中,加強信息互通,建立聯(lián)動反應機制。
(五)做好汛期地質災害預警工作。各級國土資源主管部門要指派專人收聽、收(查)看人民廣播電臺新聞頻道、衛(wèi)視和和“地質環(huán)境網(wǎng)”的地質災害預報預警信息,當?shù)赜腥壱陨项A報預警信息時,及時做好應急防范工作。
(六)加大對地質災害隱患的治理工作。對危及人民生命財產(chǎn)安全的地質災害隱患點,要按照易避則避、易治則治的原則,加大搬遷(避讓)和治理工程實施力度,盡早消除隱患,減少受地質災害威脅人數(shù)。鼓勵各地區(qū)結合本地實際積極發(fā)揮保險機制防損減災、經(jīng)濟補償?shù)奶攸c,最大限度地減少或彌補地質災害給人民生命財產(chǎn)造成的損失。
關鍵詞: 基坑降水 缺陷 控制措施
中圖分類號:TV551文獻標識碼: A 文章編號:
一、地下水滲透的幾種現(xiàn)象
1、坑底的管涌:坑底的管涌,開始時只有少數(shù)較小的幾個冒水點,逐漸擴大,造成整個坑底的破壞;
2、坑壁的流砂流土:坑壁的流砂流土,由于截水沒有做好,在動水壓力的作用下,坑壁水土大量流失,造成基坑鄰近地面塌陷,危及四周;
3、層面管涌:“層面管涌”是發(fā)生在透水層和粘性土層的界面上的滲透現(xiàn)象。二、降水方法及比較地下水治理,主要有降水和截水兩種方式。下面主要探討一下基坑降水的治理辦法和常用基坑降水的類型。常用基坑降水主要有明溝排水、輕型井點、管井井點、自滲井點降水等,各種降水方法比較如下:1、明溝排水(簡稱明排):明溝排水一般適用于土層比較密實,坑壁較穩(wěn)定,基坑較淺,降水深度不大,坑底不會產(chǎn)生流砂和管涌等的降水工程。它具有施工方法簡單,抽水設備少,管理方便和成本費用低等優(yōu)點,在施工現(xiàn)場應用的最為普遍。在高水位地區(qū)基坑邊坡支護工程中,這種方法往往作為阻擋法或其它降水方法的輔助排降水措施,它主要排除地下潛水、施工用水和天降雨水。其缺點是在地下水較豐富地區(qū),若僅單獨采用這種方法降水,由于地下水沿基坑坡面或坡腳或坑底涌出,易使基坑軟化,甚至泥濘,影響地基強度和施工;特別是當降水段內夾有粉、細砂層時,易產(chǎn)生地下水潛蝕、邊坡失穩(wěn)以及地面沉降等危害,還會
使基坑的土方開挖受到影響。因此,這種降水方法一般不單獨應用于高
水位地區(qū)基坑邊坡支護中,但在低水位地區(qū)或土層滲透系數(shù)很小及允許放坡的工程中單獨應用。
2、輕型井點:輕型井點(一級輕型井點)是國內應用很廣的降水方法,它比其它井點系統(tǒng),施工簡單、安全、經(jīng)濟,其井點間距小,能有效地攔截地下水流入基坑內,盡可能地減少殘留滯水層厚度,對保持邊坡和樁間土的穩(wěn)定較有利,因此降水效果較好。特別適用于基坑面積不大,降低水位不深的場合(該方法降低水位深度一般在3~6m之間)。其缺點是占用場地大、設備多、投資大,特別是對于狹窄建筑場地的深基坑工程,其占地和費用一般使建設單位和施工單位難以接受,在較長時間的降水過程中,對供電、抽水設備的要求高,維護管理復雜等。3、管井井點:管井降水方法即利用鉆孔成井,多采用單井單泵(潛水泵或深井泵)抽取地下水的降水方法(當管井深度大于15m時,也稱為深井井點降水)。它的優(yōu)點是排水量大、降水深度大、降水范圍大等。對于砂礫層等滲透系數(shù)很大且透水層厚度大的場合,一般用輕型井點和噴射井點等方法不能湊效,采用此法最為適宜。且對于基坑底部有可能發(fā)生突涌、流砂、隆起的危險場合,深井井點能有效降低承壓水位,有助于減除壓力、保證基坑的安全性。其缺點是由于降水深度大、出水量大和水位降落曲線陡等原因,勢必造成降水的影響范圍和影響程度大,因此基坑周圍建筑物的不均勻沉降要足夠重視、慎重對待、定時觀察,及時處理。
4、自滲井點降水:自滲降水是指在降水場地的一定深度內,存在有兩層以上的含水層,且下層的滲透能力大于上層,在下層水位(或水頭)低于降水深度的條件下,人為地溝通上下含水層,在水位差的作用下,上層地下水就會通過井孔自然地流到下部含水層中,從而無需抽水即可達到降低地下水位的目的。這種降水方法是近年來發(fā)展起來的一類新型井點降水方法,具有施工簡單、快速,不用抽水設備,不排水,不耗能,不占用場地,便于管理,成本低等優(yōu)點
如圖3-16所示(黃運飛,1996)。
自滲井點降水法適用于下列條件:
(1)在降水范圍內的地層結構為三層以上,含水層有兩層以上,各含水層之間為相對隔水層(以粉質粘土為主)或隔水層(以粘土為主)。下層含水層的埋深以距離基坑底5~20m為宜。
(2)下層含水層的水位低于上部含水層水位,并低于基坑施工要求的降低水位。
(3)下層滲透系數(shù)大于上層含水層的滲透系數(shù),且具有一定厚度(一般大于2m),能消納的水量大于或等于降水深度內的基坑涌水量。
(4)上層地下水的水質未受污染,符合引入下層地下水的要求。三、基坑降水的缺陷及防護措施基坑工程中對場區(qū)地下水處理采用排降法較阻擋法的最大缺陷是會引起鄰近建筑物的不均勻沉降。由于每個井點周圍的水位降低是呈漏斗狀分布,整個基坑周圍的水位降落必然是近大遠小呈曲面分布。水位降低一方面減小了土中地下水對地上建筑物的浮托力,使軟弱土層受壓縮而沉降;另一方面空隙水從土中排出,土體固結變形,本身就是壓縮沉降過程。地面沉降量與地下水位降落量是對應的,地下水位降落的曲面分布必然引起鄰近建筑物的不均勻沉降。當不均勻沉降達到一定程度時,鄰近建筑物就會裂縫、傾斜甚至于倒塌。因此配合基坑邊坡支護進行降水設計和施工,必須高度重視降水對鄰近建筑物的影響,把不均勻沉降限制在允許的范圍內,以確?;蛹爸車ㄖ锏陌踩?。為此,可以從以下幾方面制定減少不均勻沉降的措施。1、由于基坑周圍的水位降落曲線隨降水要求、降水方法和具體方案
的不同而差別較大,因此不要提出過高的降水深度,在滿足基本降水要求的前提下,對各種降水方法應分析和比較,篩選最佳的降水方案。2、在降水井點與重要建筑物之間設置回灌井、回灌溝,降水的同時降水回灌其中,使靠近基坑的建筑物一側地下水位降落大大減小,從而控制地面沉降。3、減緩降水速度,使建筑物沉降均勻。在鄰近建筑物一側將井點間距加大以及調小抽水設備的閥門等,減小出水量以達到降水速度減緩的目的。4、提高降水工程施工質量,嚴格控制出水的含砂土量,以防止地下砂土流失掏空,導致地面建筑物開裂。5、布設觀測井和沉降、位移、傾斜等觀測點,進行定時觀察、記錄、分析,隨時掌握水位降低和基坑周圍建筑物變化動態(tài)。同時,還要了解抽水量和含砂量。做到心中有數(shù),發(fā)現(xiàn)問題及時采取措施,預防事故發(fā)生。 綜上所述,在基坑工程降水處理過程中,以上這些情況都是優(yōu)選降水方法,此外對選擇的降水方法還應該考慮場地條件及該建筑物設計施工資料和地址情況、場地地下水情況等因素的影響。
參考文獻:
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1廣西礦山地質環(huán)境現(xiàn)狀
廣西目前在冊的礦山,主要以分布面廣的非金屬礦產(chǎn)和小型有色金屬礦產(chǎn)為主,開采規(guī)模以中小型為主。由于過去采富棄貧,采易棄難,開采設備簡陋,采礦方法不當,生產(chǎn)技術落后,以及民采盜采現(xiàn)象突出,加上多數(shù)采礦權人防災及環(huán)保意識薄弱,造成目前廣西礦山地質環(huán)境面臨較為嚴峻的形勢,主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
1.1地質災害頻繁發(fā)生
對于露天開采礦山,由于多數(shù)礦山未按開采設計方案進行臺階式開采,露天采場形成高陡邊坡,邊坡穩(wěn)定性較差,且基本無支擋防護措施,易引發(fā)崩塌、滑坡地質災害。對于地下開采礦山,生產(chǎn)過程中排放的大量廢石隨意堆放于廢石場內,廢石場無攔擋和排導工程,暴雨季節(jié)易引發(fā)泥石流地質災害;另外,采礦過程中因抽排、疏干地下水造成地面塌陷、地面沉陷、地裂縫等地質災害時有發(fā)生,導致礦井周圍居民房屋的墻體開裂;另外,礦山生產(chǎn)排放的尾礦水、礦坑涌水、廢石淋濾水等未經(jīng)處理直接排放,有毒有害重金屬含量和藥劑殘余含量均高于生活飲用水衛(wèi)生標準,對周圍村屯居民生活飲用水構成威脅。如南丹車河礦區(qū)選礦廢水排放,造成刁江水質惡化,水中的有毒有害元素明顯超標。
1.2含水層破壞
采礦過程中,長時間抽排地下水,將導致含水層頂?shù)装褰Y構的破壞,導致礦山周圍地下水水位下降,水量減少,嚴重則導致周圍井泉干涸、水質惡化等,給居民的生產(chǎn)生活產(chǎn)生嚴重的影響。
1.3地形地貌景觀破壞
露天開采最為直觀的表現(xiàn)為對地形地貌景觀的破壞,它是一種高速、大規(guī)模改變自然景觀的生產(chǎn)活動,采空區(qū)常常形成較深的露天采坑以及高陡危險邊坡,對原有地形地貌景觀和植被產(chǎn)生嚴重的破壞。如大新錳礦礦區(qū)、岑溪糯垌花崗巖礦區(qū)等。
1.4土地資源破壞
廣西擁有錳礦、鋁土礦、非金屬礦等豐富的礦產(chǎn)資源,這些礦產(chǎn)資源的開發(fā)大部分采用露天開采,不僅破壞了礦山周邊地質環(huán)境,而且造成大量土地資源的壓占或挖損破壞。
2礦山地質環(huán)境治理恢復措施
上述表明,廣西礦山地質環(huán)境現(xiàn)狀相當嚴峻。因此,探討不同地質災害的防治措施以及針對含水層破壞、地形地貌景觀及土地資源的破壞等的治理恢復存在的技術問題,對保護礦山地質環(huán)境,實現(xiàn)資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展起到關鍵的作用。
2.1崩塌、滑坡防治
崩塌、滑坡地質災害主要發(fā)生在露天采場邊坡以及廢渣堆放邊坡??刹捎玫姆乐未胧┯兄豕こ蹋够瑯?、擋土墻),加固工程(錨索、錨桿、注漿加固)、削坡工程、壓腳工程,同時配合排水工程、護坡工程和植被恢復工程等次要治理工程進行治理,消除地質災害隱患。其中抗滑樁支擋使用的較少,擋土墻支擋最為常用,且擋墻高度一般不宜高于6m,特別是膨脹土地區(qū),高于3m的擋土墻經(jīng)常失效;錨索、錨桿、注漿加固等加固工程措施是露天采場邊坡比較實用的防治措施之一,但在礦山地質環(huán)境治理恢復中,實際設計使用的較少;削坡工程是露天采場邊坡常用的防治措施,通過邊坡穩(wěn)定性驗算,降低采場最終邊坡角,保證邊坡的穩(wěn)定性。比如廣西南寧盆地、寧明盆地、百色盆地等地區(qū),露天磚用頁巖礦往往具有膨脹性,開采設計方案中設計的露天采場最終邊坡角較高,一般45°左右,這樣的邊坡角對于膨脹土邊坡而言是不穩(wěn)定的。因此,比較經(jīng)濟可行的方法就是采取削坡工程。根據(jù)工程實踐經(jīng)驗,建議該類露天采場最終邊坡削坡至30°。此外,排水工程、護坡工程和植被恢復工程是崩塌、滑坡地質災害防治的輔助工程,往往也是必要工程。
2.2泥石流防治
泥石流形成有三個基本條件,即地質條件、地形條件和水源條件。三大條件對泥石流形成有著重要的作用,缺一不可。地質條件集中反映在泥石流形成的松散碎屑物質方面,礦山生產(chǎn)排放的廢渣、廢石、廢土是產(chǎn)生泥石流地質災害的主要物源;溝谷發(fā)育、山坡坡度較陡、相對高度大等,是產(chǎn)生泥石流地質災害的主要地形條件;豐富的水源是產(chǎn)生泥石流地質災害必不可少的條件,對于廣西而言,主要來源于降雨,而強降雨季節(jié)往往是泥石流地質災害高發(fā)季節(jié)。泥石流地質災害按流域的溝谷地貌形態(tài)的不同可分為溝道型泥石流和坡面型泥石流兩類。因此,根據(jù)泥石流形成的基本條件及類型,應采取相應具有針對性的防治措施:①消除物源,即清理廢石、廢渣、廢土等可能產(chǎn)生泥石流地質災害的松散物源;②支擋工程,即當清理物源的成本過高,或無場地用于堆積清理的物源時,需采取修建攔渣墻、攔砂壩、格柵壩等永久性工程,防止廢渣、廢石等物源向下游遷移;③消除水源條件,即通過修建排水和排導工程,如截排水溝、涵管等工程,防止地表水匯集至廢渣場、廢石場內;④植被恢復工程,即通過覆土種草,坑栽植樹等措施恢復植被,因為植被能起到降低雨水對堆渣體、坡體的濺蝕,減小地面徑流,并對土體有加筋的力學效應。
2.3地面沉陷、地面塌陷、地裂縫防治
礦山開采過程中,由于大量抽排地下水、采空區(qū)面積大、開采礦體埋深小或強采保安礦柱等因素的綜合影響,易引發(fā)地面沉陷、地面塌陷及地裂縫地質災害。其中,因礦山生產(chǎn)建設和長期抽排地下水造成的地面塌陷,可在查明水文地質條件的基礎上,采取防滲帷幕等工程措施,控制塌陷帶上的地下水位下降及其發(fā)展;已經(jīng)穩(wěn)定的地面塌陷帶,應采取土地平整等工程措施治理,而土地平整所需回填土材料、回填高度、回填先后順序等應嚴格控制。地下大面積采空區(qū)導致的地面塌陷和地裂縫,可采取廢石回填采空區(qū)、優(yōu)化礦山開采設計、頂板管理等措施預防和控制災害的發(fā)展;已穩(wěn)定的采空地面塌陷、地裂縫,則應采取注漿加固、土地平整及排水工程綜合進行治理。
2.4地下水污染防治
廣西在建的礦山,尤其是中小型有色金屬礦山,井下采礦排放的礦坑涌水、廢石場淋濾水以及選礦產(chǎn)生的尾礦水中有毒有害元素的濃度高于居民生活飲用水標準,直接排放將污染地下水資源。常用的防治措施是修建沉淀池,對廢水進行物理、化學處理達標后再排放。
2.5含水層破壞的防治
含水層破壞的治理,包括對含水層頂?shù)装褰Y構破壞、地下水水位下降、水質惡化及水量減少(或疏干),以及造成礦山周邊供水困難的處理等。含水層頂?shù)装褰Y構破壞的治理,主要是采用防滲帷幕工程,封堵含水層頂?shù)装迤茐奶幹車暮畬?,避免造成地下水的流失,治理恢復其隔水層功能。地下水水位下降、水量減少(或疏干)的治理恢復,可采用防滲帷幕攔截主要導水通道及對自然溢水平硐封堵等堵截工程措施進行治理,減少含水層中的地下水溢出,減少疏干排水量。水質惡化的治理恢復,亦可采用防滲帷幕工程措施對頂?shù)装迤茐奶幹車暮畬舆M行封堵,防止已受污染或不良水質的含水層與主要的供水含水層相串通。
2.6地形地貌景觀破壞防治
礦山生產(chǎn)建設造成地形地貌景觀破壞的治理恢復,可分為邊坡治理類、場地整治類及井口整治類。其中,邊治理類主要可以采用削坡、邊坡加固、護坡等工程,并常常配合部署排水工程及植被恢復工程;場地整治類的治理措施包括土地平整工程、防排水工程及植被恢復工程;井口整治類的治理措施主要是對廢棄井筒進行封堵。
2.7土地資源破壞防治
礦山生產(chǎn)建設往往造成大面積土地資源的壓占、挖損及污染破壞,使土地失去原有耕作用途。因此,礦山在生產(chǎn)建設前,必須做好整體規(guī)劃,盡量避免占用基本農田,且盡量少占用土地資源,對于已破壞的土地資源,應根據(jù)污染破壞程度恢復土地耕作用途。