首頁 > 優(yōu)秀范文 > 管道地質(zhì)災(zāi)害防治
時(shí)間:2023-06-02 09:03:47
序論:速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗(yàn),特別為您篩選了11篇管道地質(zhì)災(zāi)害防治范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料,歡迎隨時(shí)與我們的客服老師聯(lián)系,希望您能從中汲取靈感和知識(shí)!
中圖分類號(hào): B845.67 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
地質(zhì)災(zāi)害通常指由于地質(zhì)作用引起的人民生命財(cái)產(chǎn)損失的災(zāi)害。自然地質(zhì)災(zāi)害由降雨、融雪、地震等因素誘發(fā),人為地質(zhì)災(zāi)害由工程開挖、堆載、爆破、棄土等引發(fā)。根據(jù)2004年國(guó)務(wù)院頒發(fā)的《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》規(guī)定,常見的地質(zhì)災(zāi)害主要指危害人民生命和財(cái)產(chǎn)安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等六種。
我單位的工作性質(zhì)決定我們的作業(yè)場(chǎng)所絕大部分將處于野外施工,面對(duì)各類地質(zhì)性災(zāi)害的幾率較大;此外,國(guó)內(nèi)管道安裝企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇,云貴高原、川甘贛、江南水網(wǎng)等地區(qū)施工任務(wù)逐年增加,施工區(qū)域內(nèi)頻繁出現(xiàn)山區(qū)、沼澤、河流等較為復(fù)雜的地形地貌,一如今天的蘭成中貴管道工程、中緬管道工程等,面對(duì)各類地質(zhì)性災(zāi)害的幾率成幾何倍數(shù)增加。應(yīng)對(duì)地質(zhì)性災(zāi)害的預(yù)防工作和善后研討刻不容緩,下面就蘭成中貴管道工程在此方面的一些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)與大家分享。
我單位承建的蘭成中貴管道工程施工段途徑甘肅隴南地區(qū),沿線多在峽谷和山地,平坦地段極少,且峽谷和山地多為石方地段,管溝多采取松動(dòng)爆破方式。線位多在深切“V”型溝谷或山地中,受雨季影響大。沿線屬5.12汶川地震影響區(qū),部分施工區(qū)域山體巖石本已風(fēng)化嚴(yán)重,外加當(dāng)?shù)亟涤贻^豐沛,滑坡落石以及泥石流災(zāi)害易發(fā),給溝谷地帶施工帶來嚴(yán)重安全隱患。與西和縣和成縣毗鄰(僅100公里)的舟曲縣城2010年8月8日曾發(fā)生過特大泥石流自然災(zāi)害,而成縣境內(nèi)也于2010年8月12日發(fā)生暴雨洪災(zāi),管線經(jīng)過成縣幾處受災(zāi)較嚴(yán)重的村鎮(zhèn)。
1、各類地質(zhì)災(zāi)害的簡(jiǎn)述
在六大類地質(zhì)災(zāi)害中,對(duì)我們的施工生產(chǎn)影響最大的是崩塌、滑坡、泥石流。
1.1崩塌
崩塌是巖土體的突然垂直下落運(yùn)動(dòng),經(jīng)常發(fā)生在陡峭的山壁。過程表現(xiàn)為巖塊順山坡猛烈翻滾,跳躍,相互撞擊,最后堆積在坡腳,形成倒石碓。
降雨、融雪、河流、洪水、地震、海嘯、風(fēng)暴潮、地下高水位長(zhǎng)期浸泡管溝等自然因素,以及爆破、開挖坡腳、溝上設(shè)備震動(dòng)、開礦泄洪等人為因素,都有可能誘發(fā)崩塌。
1.2滑坡
滑坡是巖土體在重力作用下,沿一定的軟弱面整體或局部向下滑動(dòng)的現(xiàn)象。發(fā)生破壞的巖土體以水平位移為主,除滑動(dòng)體邊緣存在為數(shù)極小的崩離碎塊和翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象之外,其他部位相對(duì)位置變化不大。
1.3泥石流
泥石流是一種包含大量泥沙石塊的固液混合流體。常發(fā)生于山區(qū)小流域。泥石流爆發(fā)過程中,常常伴隨著山谷雷鳴、地面震動(dòng)、濃煙騰空、巨石翻滾,渾濁的泥石流沿著料峭的山澗峽谷沖出山外,堆積在山口。
由于突發(fā)性、兇猛性、迅時(shí)性以及沖擊范圍大,破壞力度強(qiáng)等特點(diǎn),泥石流常給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重的威脅。
1.4以上三類地質(zhì)災(zāi)害會(huì)導(dǎo)致溝上設(shè)備的傾覆、溝下作業(yè)人員的傷亡、管材物資的損毀,對(duì)山區(qū)、溝谷地區(qū)施工帶來極大安全隱患。
2、地質(zhì)災(zāi)害的前兆
2.1崩塌和滑坡的前兆
2.1.1斷流泉水復(fù)活,或泉水井水忽然干涸。
2.1.2滑坡體后緣的裂縫擴(kuò)張,有冷氣或熱氣冒出。
2.1.3有巖石開裂或被擠壓的聲音。
2.1.4動(dòng)物驚恐異常,植物變形。
2.2泥石流前兆
2.2.1河流突然斷流或水勢(shì)突然加大,并夾雜著較多雜草、樹枝;
2.2.2深谷或溝內(nèi)傳來類似火車轟鳴或悶雷般的聲音;
2.2.3溝谷深處忽然變得昏暗,并伴隨著輕微的震動(dòng)感。
3、防災(zāi)減災(zāi)的應(yīng)對(duì)措施
3.1成立以項(xiàng)目經(jīng)理為第一責(zé)任人的防災(zāi)領(lǐng)導(dǎo)小組,安全總監(jiān)作為副組長(zhǎng),各業(yè)務(wù)部門領(lǐng)導(dǎo)和施工機(jī)組長(zhǎng)為組員,做到責(zé)任明確,層層落實(shí),形成行之有效的應(yīng)急反應(yīng)機(jī)制,堅(jiān)決執(zhí)行以人為本,搶救為先的原則。
3.2項(xiàng)目部聘請(qǐng)專家對(duì)沿線地形地貌進(jìn)行梳理分析,整理、歸納出沿線各重大危險(xiǎn)源的分布情況。在全面排查,核準(zhǔn)掌握有關(guān)情況的基礎(chǔ)上,對(duì)相關(guān)隱患點(diǎn)提出具體的防治建議和措施,并將每一處隱患點(diǎn)登記存檔,下發(fā)給各施工機(jī)組,每周進(jìn)行一次銷項(xiàng)登記。
3.3編寫、完善防災(zāi)應(yīng)急預(yù)案。制定應(yīng)急步驟、搶險(xiǎn)原則、應(yīng)急處置原則、應(yīng)急實(shí)施流程等。做到原則明確,流程清晰,實(shí)施流暢。組織施工機(jī)組按照應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行相應(yīng)的逃生演練,以檢驗(yàn)避災(zāi)措施的實(shí)用性,針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題,對(duì)方案進(jìn)行完善,確保施工人員熟悉逃生路線、了解應(yīng)急措施。
3.4項(xiàng)目部在工程開工前,與地方氣象機(jī)構(gòu)簽訂簽署合作協(xié)議,及時(shí)掌握氣象、地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警信息,提前以手機(jī)短信形式向我項(xiàng)目部和機(jī)組關(guān)鍵崗位人員發(fā)出預(yù)警。在惡劣天氣時(shí),每半小時(shí)更新一次預(yù)警信息,如降雨數(shù)據(jù)、災(zāi)害警報(bào)級(jí)別等。
3.5建立并及時(shí)更新施工機(jī)組的看夜人員臺(tái)賬,確保在夜間出現(xiàn)大規(guī)模持續(xù)降水時(shí),可以隨時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)情況,及時(shí)轉(zhuǎn)移設(shè)備人員物質(zhì),避免出現(xiàn)傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。臨時(shí)營(yíng)地要避開溝谷低凹處或面積小而又低平的凸岸及陡峻的山坡下。應(yīng)安置在距村莊較近的低緩山坡或高于 10 米的階臺(tái)地上,切忌建在較陡山體的凹坡處,以免出現(xiàn)坡面坍滑。
3.6加大防災(zāi)減災(zāi)知識(shí)的宣傳培訓(xùn)力度。除對(duì)施工機(jī)組進(jìn)行常規(guī)培訓(xùn)外,還以下發(fā)學(xué)習(xí)資料、張貼宣傳掛圖、組織逃生演練等多種形式加深宣貫力度。為消除施工人員對(duì)防汛減災(zāi)普遍存在的麻痹思想和僥幸心理,項(xiàng)目部深入施工一線,播放5.12汶川大地震、2010年8月8日舟曲特大泥石流、2010年8月12日成縣暴雨洪災(zāi)等紀(jì)實(shí)宣傳片,加深防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)。
3.7項(xiàng)目部每天派出業(yè)務(wù)人員對(duì)沿線施工區(qū)域進(jìn)行巡視、檢查,發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)通知整改。
3.8當(dāng)三日內(nèi)或當(dāng)天的降雨累計(jì)達(dá)到 100 毫米時(shí),處于危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的人員應(yīng)撤離。只有當(dāng)降雨停止兩小時(shí)以后方能返回,切忌雨小或剛停時(shí)即返回。同時(shí),遵循中到大雨停工,小雨采取上游派專人望,溝下施工時(shí)溝上專人監(jiān)督;因雨停工或收工時(shí),設(shè)備和看夜人員駐地轉(zhuǎn)移至相對(duì)平坦、地基牢固、地質(zhì)性災(zāi)害影響較小的高地。
3.9重視汛期對(duì)施工生產(chǎn)的影響。地質(zhì)災(zāi)害為什么多發(fā)生在汛期,因?yàn)榛隆⒛嗍鬟@些都離不開水的作用,達(dá)到一定的強(qiáng)度就可以誘發(fā)?,F(xiàn)場(chǎng)設(shè)置一到兩名水情“風(fēng)險(xiǎn)望員”,施工時(shí)站在施工上游一公里手機(jī)信號(hào)好的地方,望員配備對(duì)講機(jī)、警報(bào)器,時(shí)時(shí)監(jiān)控上游來水情況。當(dāng)看到腳下水流明顯增大或聽到溝內(nèi)有轟鳴聲或主河洪水上漲或正常流水突然斷流,應(yīng)意識(shí)到洪水、泥石流馬上就要到來,應(yīng)立即通知下游機(jī)組采取逃生措施。
3.10集中項(xiàng)目部施工優(yōu)勢(shì)資源,在汛期前搶完河谷地段施工任務(wù),科學(xué)組織施工,減少溝下作業(yè)時(shí)間。
3.11及時(shí)疏通、拓寬導(dǎo)流渠、泄洪道,及時(shí)清理河道內(nèi)的設(shè)備、物資,避免阻水形成堰塞湖;避免河道內(nèi)管溝因長(zhǎng)時(shí)間被高水位浸泡造成潰塌。
3.12積極儲(chǔ)備應(yīng)急物資。交通工具、通訊器材、雨具和常用藥品、食品飲用水等,也應(yīng)根據(jù)具體情況提前做好準(zhǔn)備。
3.13一旦發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害,按照減災(zāi)應(yīng)急預(yù)案的要求,及時(shí)上報(bào)項(xiàng)目部,同時(shí)有組織地開展自救。撤離災(zāi)害地段后,要迅速清點(diǎn)人員,了解傷亡情況。對(duì)于失蹤人員要盡快組織人員進(jìn)行查找搜尋。
4、結(jié)束語
地質(zhì)性災(zāi)害的發(fā)生具有極強(qiáng)的隱蔽性和不確定性,而降雨、地震、工程活動(dòng)等復(fù)雜性、偶然性又很高,這些因素疊加起來,準(zhǔn)確進(jìn)行預(yù)測(cè)的難度非常大。既然對(duì)地質(zhì)性災(zāi)害的發(fā)生無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè),那么詳盡有效的應(yīng)對(duì)措施就顯得至關(guān)重要。
理性的態(tài)度、科學(xué)的方法是根本。做到組織機(jī)構(gòu)健全,職責(zé)明確,責(zé)任到位,人員落實(shí),是降低風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)。在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)施工的單位或項(xiàng)目部要將地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)知識(shí)的宣傳、教育、培訓(xùn)納入企業(yè)安全生產(chǎn)進(jìn)行管理和要求,提高全員對(duì)地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)工作的意識(shí),全員參與,這是必要的方法。最后,嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的各項(xiàng)規(guī)章制度、真正做到令行禁止,是防災(zāi)減災(zāi)、降低安全事故的關(guān)鍵所在。
參考文獻(xiàn):
1、張振澤 張慶祥2011地質(zhì)災(zāi)害觀測(cè)預(yù)防營(yíng)救地質(zhì)出版社
2、國(guó)土資源部辦公廳2004地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估技術(shù)要求(試行)
中圖分類號(hào):TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言:要做好水電站發(fā)電機(jī)運(yùn)行和維護(hù)作業(yè),防止故障的呈現(xiàn),就要實(shí)施一套科學(xué)可行的計(jì)劃。水電站的正常運(yùn)行,將對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和地區(qū)的發(fā)展產(chǎn)生重要的作用。本文對(duì)有關(guān)水電站發(fā)電機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行原理上的剖析,對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)中經(jīng)常呈現(xiàn)的故障進(jìn)行總結(jié),并提出對(duì)機(jī)組的保護(hù)及故障解決計(jì)劃,以期對(duì)水電站穩(wěn)定運(yùn)行起到必要的理論指導(dǎo)意義。
1.水電站發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行
1.1水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行方法
按帶負(fù)荷方法有并網(wǎng)運(yùn)行、單機(jī)運(yùn)行兩種方式,按調(diào)速器控制方法有自動(dòng)運(yùn)行、手動(dòng)運(yùn)行兩種方法。其中并網(wǎng)運(yùn)行是中小水輪發(fā)電機(jī)組的主要運(yùn)行方式。并網(wǎng)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)工況的改動(dòng),要經(jīng)過控制設(shè)備的切換來進(jìn)行,如自動(dòng)、液壓手動(dòng)、發(fā)電調(diào)持平。運(yùn)轉(zhuǎn)方法的切換,應(yīng)按運(yùn)行操作規(guī)程進(jìn)行,以保持切換中機(jī)組穩(wěn)定與安全。并網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)組的調(diào)速器永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù),要根據(jù)機(jī)組在體系中的地位及擔(dān)任負(fù)荷的性質(zhì)來斷定。機(jī)組單機(jī)帶孤立負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),則孤立小體系的一切負(fù)荷都由一臺(tái)機(jī)組承當(dāng)。這種情況下運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)組,對(duì)其調(diào)速器、勵(lì)磁設(shè)備的主動(dòng)調(diào)節(jié)功能將有較高需要,以確保既滿足用戶有功負(fù)荷、無功負(fù)荷需要,又確保電能頻率和電壓的安穩(wěn)。
1.2凸極式同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行
隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展,高壓電纜、輸電線路長(zhǎng)度等也隨之增加,電力體系的容性無功功率也隨之增大,電網(wǎng)一直處于低負(fù)荷運(yùn)作的線路,將呈現(xiàn)毛病,導(dǎo)致電網(wǎng)無功功率過大甚至是電網(wǎng)上某處電壓超壓。那么發(fā)電機(jī)應(yīng)當(dāng)進(jìn)相運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)無功功率進(jìn)行吸收,對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)壓。
1.3遲相運(yùn)行
一般來說水電站電力體系一方面要具有一定的有功功率,另一方面要滿足電力系統(tǒng)的無功需求。遲相運(yùn)行受轉(zhuǎn)子繞組發(fā)熱程度限制。
1.4調(diào)相運(yùn)行
水電站發(fā)電機(jī)能夠用作調(diào)相,使得電力體系和電網(wǎng)的電壓處于安穩(wěn)運(yùn)行的狀況,對(duì)其功率因數(shù)進(jìn)行改進(jìn),發(fā)電機(jī)吸收電網(wǎng)的有功功率,維持同步轉(zhuǎn)速,并向電網(wǎng)送出無功功率。發(fā)電機(jī)進(jìn)行調(diào)相運(yùn)行時(shí)可以依照體系的需要進(jìn)行欠勵(lì)或過勵(lì)狀態(tài)的運(yùn)行。
2.水輪發(fā)電機(jī)組常見的問題
2.1水輪發(fā)電機(jī)組的油位故障
造成水輪發(fā)電機(jī)組油位故障的主要原因有以下 4 點(diǎn):①發(fā)電機(jī)組油箱的油量超出了標(biāo)準(zhǔn)范圍;②發(fā)電機(jī)組的油路堵塞,導(dǎo)致油無法正常循環(huán);③發(fā)電機(jī)組的擺動(dòng)幅度較大,超出了規(guī)定范圍;④發(fā)電機(jī)組的油箱密封被損壞,導(dǎo)致油路滲漏、串油。 針對(duì)上述 4 點(diǎn)原因,水電站應(yīng)做好以下 3 方面的工作:①檢查水輪發(fā)電機(jī)組的油位情況,一旦發(fā)現(xiàn)油量超出標(biāo)準(zhǔn)范圍,則立即減少油量,使其處于允許范圍之內(nèi)。在實(shí)際中,水輪發(fā)電機(jī)組在沒有運(yùn)行時(shí),其油位都要高于停機(jī)油位線;而在運(yùn)行過程中,油位必須低于最高油位線。②檢查發(fā)電機(jī)組的擺動(dòng)幅度是否過大,一旦發(fā)現(xiàn)擺動(dòng)幅度過大,就應(yīng)立刻關(guān)閉發(fā)電機(jī)組。③檢查發(fā)電機(jī)組的油路密封是否遭到破壞,如果已被破壞,則應(yīng)立即更換。
2.2 溫度過高
水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過程中,會(huì)不斷產(chǎn)生大量的熱量,導(dǎo)致機(jī)組內(nèi)部溫度快速升高,逐漸達(dá)到極限值。當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)異常時(shí),過高的設(shè)備溫度會(huì)對(duì)機(jī)組元件或設(shè)備造成損壞,甚至?xí)?duì)其他輔助設(shè)備造成一定的侵蝕。比如水輪發(fā)電機(jī)組的軸承,它是機(jī)組中最容易受溫度影響的元件。如果水電站常用的調(diào)試方法無法徹底解決軸承溫度過高的問題,則只能全面檢查整個(gè)發(fā)電機(jī)組,從而徹底解決該問題。因此,水電站應(yīng)定期檢查水輪發(fā)電機(jī)組,并提前制訂預(yù)防措施
2.3 發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)
中小型水電站的同期控制手段主要包括自動(dòng)準(zhǔn)同期和手動(dòng)準(zhǔn)同期,它是指在發(fā)電機(jī)組還沒有并網(wǎng)時(shí)就已經(jīng)勵(lì)磁,并將電壓頻率調(diào)節(jié)至標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),當(dāng)電壓、頻率和相位等都符合條件后,閉合發(fā)電機(jī)組的斷路器,從而使系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)組同時(shí)處于運(yùn)行狀態(tài)中的一種保護(hù)手段。在電壓、頻率與相位都相同的前提條件下,發(fā)電機(jī)組開始并網(wǎng)。在實(shí)際中,由于各種因素的影響,電壓、頻率與相位會(huì)產(chǎn)生偏差,而這種偏差是無法徹底消除的,只能盡量降至最低。
3.發(fā)電機(jī)的維護(hù)及故障解決方案
按照以上經(jīng)常出現(xiàn)的故障和問題對(duì)應(yīng)提出解決方案確保在發(fā)生故障時(shí)能夠有效及時(shí)的解決。除此之外,還要對(duì)水電站發(fā)電機(jī)日常維護(hù)工作進(jìn)行檢查做好日常維護(hù)工作,才能夠有效避免故障的發(fā)生,下文將從兩個(gè)方面對(duì)此進(jìn)行分析。
3.1運(yùn)行狀態(tài)下的日常維護(hù)
水電站發(fā)電機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)下的維護(hù)分為兩個(gè)部分,也就是清洗作業(yè)和滑環(huán)及電刷的查看。進(jìn)行清洗時(shí)要保證發(fā)電機(jī)內(nèi)部潔凈,周邊不要有雜物的堆積。清洗作業(yè),發(fā)電機(jī)外表塵埃以及外表的油污,及時(shí)進(jìn)行清除,定時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)碳刷進(jìn)行整理,保證不會(huì)有污漬殘留。其間涉及到的清洗東西有毛刷、高壓氣筒等,依照實(shí)際情況的不一樣對(duì)不一樣清洗東西進(jìn)行挑選毛刷,清洗完以后還要用清洗布進(jìn)行深化整理完善清洗作業(yè)。除此之外,對(duì)發(fā)電機(jī)外表整理以后,還要對(duì)發(fā)電機(jī)電刷滑環(huán)處進(jìn)行整理,保證此處無污漬殘留,這一點(diǎn)對(duì)于發(fā)電機(jī)而言具有重要意義,主要是因?yàn)榛h(huán)在發(fā)電機(jī)平常運(yùn)轉(zhuǎn)中的作用特殊,其承載著勵(lì)磁電流傳輸?shù)淖饔?因此有必要要將其歸入重要保護(hù)作業(yè)中。詳細(xì)的整理過程中,對(duì)其認(rèn)真細(xì)致的查看,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行處理,能讓毛病消除于無形之中,要不然可能會(huì)對(duì)水電站正常運(yùn)轉(zhuǎn)形成十分嚴(yán)峻的影響。詳細(xì)整理時(shí)保證電刷在滑環(huán)中心線上,電刷和刷握之間不要太密,保證之間有必要的孔隙,使其不在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)呈現(xiàn)火花表象。假設(shè)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)碳刷跳動(dòng)幅度不符合相關(guān)規(guī)定時(shí)有必要進(jìn)行調(diào)整。同理如果呈現(xiàn)比較大的火花,應(yīng)當(dāng)對(duì)外表污漬進(jìn)行處理,可以利用酒精等物品擦洗滑環(huán),必要時(shí)用銼刀對(duì)滑環(huán)的外表進(jìn)行打磨保證火花消滅。假設(shè)火花無法消除則應(yīng)當(dāng)思考替換電刷,但是其間有必要注意的是替換的碳刷和之前的電刷為同一類型。
3.2運(yùn)行狀態(tài)下的檢查和監(jiān)控
除了做好發(fā)電機(jī)的平常保護(hù)作業(yè)之外,還要做好發(fā)電機(jī)的巡檢和監(jiān)控作業(yè)。比如說定子繞組的呈現(xiàn)溫度過高、絕緣的老化表象,以上清況都和發(fā)電機(jī)沒有認(rèn)真巡檢查看脫不開聯(lián)系,因而要對(duì)發(fā)電機(jī)平常查看給予足夠重視,將發(fā)電機(jī)毛病消除于萌發(fā)期間。那么怎么做好發(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的查看和監(jiān)控作業(yè)呢,一方面需求值勤人員的責(zé)任感和義務(wù)感。值勤時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下定時(shí)查看,確保發(fā)電機(jī)一直處于一個(gè)安穩(wěn)的作業(yè)環(huán)境。在發(fā)電機(jī)呈現(xiàn)毛病的時(shí)候都會(huì)有異響呈現(xiàn)。正常狀況下,發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)聲響較為均勻,如呈現(xiàn)異響,則能夠肯定是出現(xiàn)了毛病件,特別是軸承損壞時(shí)的振動(dòng)聲,因而需要值勤作業(yè)人員要有敏銳的聽覺,時(shí)刻保持警惕確保發(fā)電機(jī)安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn);另一方面池那就是“聞”,如呈現(xiàn)異味,和“聽”是同一個(gè)道理,有異味則可能是發(fā)電機(jī)內(nèi)部呈現(xiàn)故障需要當(dāng)即進(jìn)行處理。最為重要的一點(diǎn)就是需要對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行認(rèn)真監(jiān)盤,查看實(shí)時(shí)監(jiān)控,確保發(fā)電機(jī)每一個(gè)數(shù)據(jù)處于安穩(wěn)安全的數(shù)值內(nèi),確保功率安穩(wěn),確保發(fā)電機(jī)負(fù)荷分配合理,確保每一個(gè)部件運(yùn)轉(zhuǎn)狀況一直處于實(shí)時(shí)監(jiān)控中,如有故障及時(shí)處理不讓毛病進(jìn)一步發(fā)展。通常狀況下值班作業(yè)人員要對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行巡檢,確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。巡檢項(xiàng)目包含發(fā)電機(jī)異響、異味、表面度、內(nèi)部火花狀況、部件是不是安穩(wěn)、回路裝置是不是正常、勵(lì)磁裝置是不是正常等。檢查完這些項(xiàng)目對(duì)確保發(fā)電機(jī)安全運(yùn)具有重要意義。
結(jié)束語
水利發(fā)電站是中國(guó)僅次于火力發(fā)電站以后最主要的發(fā)電站,在中國(guó)電力產(chǎn)業(yè)中占有重要地位。確保水利發(fā)電站的正常運(yùn)轉(zhuǎn),對(duì)保持電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行有著重要意義。因而水電站的管理人員有必要以準(zhǔn)確合理的方法來運(yùn)轉(zhuǎn)水輪發(fā)電機(jī)組,并定期對(duì)水電站的一切設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。一旦發(fā)現(xiàn)有運(yùn)轉(zhuǎn)反常或故障表象時(shí),就要當(dāng)即采取辦法進(jìn)行修理,且要確保一次修理到位,不得使其再次發(fā)生同樣的故障。只要這樣,才能最大程度的保證水電站的安全可靠運(yùn)行,發(fā)揮水電站的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
[1]徐武林. 雙饋感應(yīng)電機(jī)運(yùn)用于引水式電站的研究[D].昆明理工大學(xué),2013.
[2]劉洋. 基于非線性振動(dòng)的多失效模式水輪發(fā)電機(jī)組可靠性研究[D].廣西大學(xué),2013.
中圖分類號(hào):U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
隧道施工中經(jīng)常出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象給交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展帶來很多極其不利的影響。它不僅極大的縮短了隧道的使用壽命,甚至由于不良施工導(dǎo)致引起的車轍現(xiàn)象更是極大危害著人們的生命及財(cái)產(chǎn)安全。因此,我們應(yīng)勇敢的面對(duì)挑戰(zhàn),積極尋求解決措施,加強(qiáng)對(duì)施工細(xì)節(jié)的管理,盡可能地減少和避免地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象的出現(xiàn),從而提高隧道的施工質(zhì)量。
一 、隧道施工地質(zhì)災(zāi)害分類與分析
(一)隧道施工地質(zhì)災(zāi)害分類
(1)圍巖的變形破壞:這類災(zāi)害的產(chǎn)生主要與圍巖的巖性、結(jié)構(gòu)體和結(jié)構(gòu)面的幾何切割特征及應(yīng)力條件有關(guān)。包括:①軟弱巖體的變形破壞:主要破壞形式表現(xiàn)為大的變形位移和滑塌等;②破碎巖(如斷層破碎帶、風(fēng)化帶等)的變形破壞:主要表現(xiàn)為大量的掉塊、滑塌、崩塌和泥砂石流等;③塊狀巖的變形破壞:主要表現(xiàn)為局部掉塊;④堅(jiān)硬脆性巖的巖爆:多發(fā)生于深埋、高應(yīng)力區(qū)的隧道中。
(2)涌水、突泥災(zāi)害:這類災(zāi)害主要是由于隧道的開鑿,破壞或改變了隧道所在地區(qū)原來的水文地質(zhì)環(huán)境,隧道成為新的良好的地下水排泄通道引起。災(zāi)害的主要形式包括:①破碎巖的裂隙、縫隙滲水、漏水、涌水;②巖溶裂隙水、管道水的涌出,以及攜帶大量泥砂的突泥、突砂。
(3)地面沉降和塌陷:由于隧道開挖及大量抽排地下水引起。包括:①淺埋隧道、城市地鐵或大型管道開挖及大量抽取地下水造成的地面沉降;②巖溶地區(qū)隧道開挖排放大量地下水造成的地面塌陷和泉水枯竭。
(4)其它地質(zhì)災(zāi)害。主要包括:①有害氣體(如瓦斯)突出造成的災(zāi)害;②地下水對(duì)隧道建筑物的侵蝕、腐蝕作用引起的災(zāi)害;③隧道的凍融災(zāi)害;④高地溫災(zāi)害;⑤地震災(zāi)害。
(二)隧道地質(zhì)災(zāi)害分析
由于隧道工程屬于人類工程活動(dòng)的一種, 其誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)與人類工程誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)別無二致,可以分成以下三個(gè)特點(diǎn):隧道地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的根本原因可以歸結(jié)為人類工程活動(dòng)的盲目性和不科學(xué)性,工程建設(shè)同地質(zhì)環(huán)境不協(xié)調(diào)所致。同自然地質(zhì)災(zāi)害相比,隧道地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度低、頻度較大,危害性大。 隧道地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生具有可防止性。
因此,為避免隧道施工地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,應(yīng)多管齊下,加強(qiáng)防治措施,具體如下:做好地質(zhì)勘察研究工作;合理確定防治目標(biāo);多方案比選防治工程方案;重大地質(zhì)災(zāi)害防治工程進(jìn)行專門的可行性論證;妥善確定防治工程的施工方法和施工程序,實(shí)行信息化施工;加強(qiáng)監(jiān)測(cè)工作。
二、隧道地質(zhì)災(zāi)害形成的因素
隧道發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的根本因素是人類不科學(xué)的施工和盲目的施工、隧道施工方法和施工環(huán)境不協(xié)調(diào)。一般情況下,隧道地質(zhì)災(zāi)害和自然地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行比較,有著強(qiáng)度低、頻率大和危害大的特點(diǎn),是有著可預(yù)防性質(zhì)的,所以在隧道施工中,做好隧道施工地質(zhì)災(zāi)害常見問題的預(yù)防,可以有效控制地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。
隧道地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防工作需要做好地質(zhì)的勘測(cè),確定防治的目標(biāo),優(yōu)化防治方案,選擇防治施工的方法,加強(qiáng)施工管理和監(jiān)督,只有這樣,才能控制好隧道地質(zhì)災(zāi)害形成的因素,使隧道施工中的常見地質(zhì)災(zāi)害問題減少發(fā)生的頻率。
隨著我國(guó)交通行業(yè)的飛速發(fā)展,隧道施工項(xiàng)目越來越多,施工技術(shù)得到了很大的進(jìn)步。受長(zhǎng)度和深度等多方面的影響,使隧道施工的地質(zhì)環(huán)境越來越復(fù)雜,施工遇到地質(zhì)災(zāi)害問題更多,還有很多不可預(yù)料的災(zāi)害,只有進(jìn)一步提高施工技術(shù),加強(qiáng)預(yù)測(cè)與防治措施,才能真正保證隧道的安全施工和順利完成。
三、隧道施工中常見的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象
(一)圍巖出現(xiàn)變形破壞現(xiàn)象
在隧道施工中,圍巖遭到變形破壞是十分常見的現(xiàn)象,導(dǎo)致圍巖局部和整體區(qū)域大變形坍塌、破裂,甚至堅(jiān)硬的圍巖體出現(xiàn)巖爆等嚴(yán)重后果,帶來很多安全隱患,嚴(yán)重威脅著人們的生命安全。之所以會(huì)出現(xiàn)圍巖變形破壞現(xiàn)象,主要是由于圍巖特殊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)所造成的。圍巖所特有的特性,地應(yīng)力的性質(zhì)以及地下水的情況都有著直接的聯(lián)系。特別是巖爆現(xiàn)象,出現(xiàn)的次數(shù)更是十分的頻繁,經(jīng)常出現(xiàn)在沒有地下水的情況下。經(jīng)過大量實(shí)踐證明,巖爆經(jīng)常以片幫,劈裂,彈射等現(xiàn)象為主要表現(xiàn)形式,甚至?xí)l(fā)地震等更為嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。而對(duì)于其他一般情況下的圍巖變形破壞,大多會(huì)出現(xiàn)在斷層破碎帶、接觸不良或者是不整合的比較軟弱的巖層等地質(zhì)環(huán)境中。
(二)隧道施工中出現(xiàn)塌方現(xiàn)象
在隧道施工的過程當(dāng)中,由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)常常出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象,使得巖層的薄體區(qū)域經(jīng)常出現(xiàn)小的褶曲,在對(duì)這種地質(zhì)結(jié)構(gòu)下的巖體進(jìn)行打穿時(shí),極有可能會(huì)導(dǎo)致地面沉降不均勻或者是軟弱巖層體塌方等現(xiàn)象出現(xiàn)。當(dāng)隧道經(jīng)過巖層的破碎地帶以及斷層地帶時(shí),巖體內(nèi)潛在的地應(yīng)力得到釋放,地質(zhì)結(jié)構(gòu)過于松散,所承受的壓力也不斷增加,巖層顆粒與顆粒之間的膠結(jié)性能也不高,導(dǎo)致在開挖隧道之后,圍巖體難以保持穩(wěn)定而出現(xiàn)塌方現(xiàn)象。特別是當(dāng)隧道在經(jīng)過進(jìn)出口位置及其附近區(qū)域時(shí),圍巖更不容易保持穩(wěn)定,極大地增加了出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象的可能性。值得注意的一點(diǎn)是,坍塌大多發(fā)生在涌水區(qū)域,特別是涌水區(qū)域的頂部與右側(cè)坍塌現(xiàn)象更為常見,降低了隧道施工質(zhì)量,造成很多不必要的事故發(fā)生,直接威脅著人們的生命安全。
(三)隧道施工中出現(xiàn)涌水突水現(xiàn)象
眾所周知,在施工施工中出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害中,涌水突水現(xiàn)象發(fā)生的幾率最高,而且所帶來的危害也更為嚴(yán)重。因此,涌水現(xiàn)象越來越受到研究隧道施工地質(zhì)災(zāi)害等專家的高度重視,不斷進(jìn)行廣泛的試驗(yàn)和測(cè)驗(yàn)以便更好的研究涌水問題。涌水這種地質(zhì)災(zāi)害主要是因?yàn)殚_鑿時(shí)隧道遭到破壞或者是隧道所在區(qū)域原有的地質(zhì)構(gòu)造發(fā)生了改變,使得良好的地下水通過隧道進(jìn)行排泄而發(fā)生的。其有很多表現(xiàn)形式,比如巖層破碎處出現(xiàn)裂縫,滲漏現(xiàn)象嚴(yán)重,巖溶裂隙水以及管道水被涌出,或者在涌水時(shí)會(huì)伴隨著大量的泥沙、突沙等情況。
四、隧道施工地質(zhì)災(zāi)害常見問題的防治措施
(一)塌方的防治措施
很多松散和破碎的圍巖都會(huì)發(fā)生隧道的塌方,一般情況下,要對(duì)圍巖整體進(jìn)行穩(wěn)定性和強(qiáng)度的處理。施工中常見的處理方法有:超前長(zhǎng)管棚和超前錨桿等措施,這些措施都可以使圍巖進(jìn)行穩(wěn)定與強(qiáng)度的加固處理,使隧道塌方機(jī)率降低。而斷面大隧道在開挖中,一定要對(duì)軟弱圍巖的部分采取逐步開挖的施工方法,這樣既可以使圍巖大大縮短暴露的時(shí)間,在開挖后,也可以立刻進(jìn)行支護(hù)處理,使隧道圍巖穩(wěn)定性大大增加。
(二)巖爆的防治措施
巖爆的防治措施,既可以采取預(yù)報(bào)的監(jiān)測(cè),也可以使用地應(yīng)力進(jìn)行卸除,使用多循環(huán)分步開挖及超前高壓注水等施工方法對(duì)巖爆可能發(fā)生的部位重點(diǎn)監(jiān)測(cè)和預(yù)控,這些措施可以緩解巖爆造成的危害程度。
(三)突水與涌水的防治措施
隧道施工出現(xiàn)的突水與涌水等地質(zhì)災(zāi)害可以通過排、堵的措施,或者排堵結(jié)合使用的措施進(jìn)行相應(yīng)的處理。在對(duì)突水與涌水治理的同時(shí),也要對(duì)施工工程附近暗河及溶洞的突水部位做好監(jiān)測(cè)與預(yù)控。通過監(jiān)測(cè)與預(yù)控實(shí)現(xiàn)對(duì)施工階段地質(zhì)的預(yù)報(bào)。監(jiān)測(cè)與預(yù)控工作既要準(zhǔn)確的分析出溶洞與暗河和隧道的交匯位置,在隧道施工出現(xiàn)突水與涌水后,對(duì)非巖溶深埋的隧道要進(jìn)行排水導(dǎo)坑及鉆孔疏干的治理措施。巖溶隧道和淺埋隧道的治理要以堵為主,在最大程度上阻止地下水位下降,防止地面出現(xiàn)塌陷及井泉干涸等現(xiàn)象,這些問題會(huì)直接破壞周圍的生態(tài)環(huán)境。施工中還可以使用先隔水層然后再進(jìn)行含水層的開挖,可以有效防止發(fā)生突水的地質(zhì)災(zāi)害,有時(shí)也可以使用超前引排和超前預(yù)注漿等施工方式,都可以有效減少突水的地質(zhì)災(zāi)害程度。
(四)地面坍塌與沉陷的防治措施
地面發(fā)生坍塌,可以采取回填、繞避等施工方式,有時(shí)還要對(duì)施工洞穴的頂板加固等措施,這些措施都可以有效預(yù)防地面坍塌和井泉的干涸,防止對(duì)周圍環(huán)境造成的惡劣影響。很多淺埋隧道地表坍塌都是由隧道塌方造成的,所以可以在隧道開挖初期,采取錨初期的支護(hù),控制隧道發(fā)生變形。
(五)其他地質(zhì)災(zāi)害的防治措施
隧道在施工中如果穿過煤層,很可能發(fā)生瓦斯爆炸,所以一定要對(duì)地質(zhì)預(yù)挖部位進(jìn)行地質(zhì)的探測(cè),加強(qiáng)地質(zhì)隧道施工的超前預(yù)報(bào)十分重要。另外還有鉆爆法隧道施工對(duì)防爆的處理和防治措施。
結(jié)語
綜上所述,隧道施工存在很多安全隱患和風(fēng)險(xiǎn),但是施工中只要我們能認(rèn)清常見的地質(zhì)災(zāi)害成因,規(guī)范施工,做好防治防范措施,就能減少和避免這些地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象的發(fā)生,將隧道施工的風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患降到最低。
參考文獻(xiàn):
中圖分類號(hào):TE832文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
0. 引言
地質(zhì)災(zāi)害一般是指由地球內(nèi)力作用引起的地殼變形、位移及地表物質(zhì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的有害過程和現(xiàn)象[1],如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫等。地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估是對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的活動(dòng)程度進(jìn)行調(diào)查、監(jiān)測(cè)、分析、評(píng)估的工作,主要評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害的破壞能力。地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性通過各種危險(xiǎn)性要素體現(xiàn),分為歷史災(zāi)害危險(xiǎn)性和潛在災(zāi)害危險(xiǎn)性。國(guó)土資源部《地質(zhì)災(zāi)害防治管理辦法》第15條規(guī)定,城市建設(shè)、有可能導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的工程項(xiàng)目建設(shè)和在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)內(nèi)進(jìn)行的工程建設(shè),在申請(qǐng)建設(shè)用地之前必須進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估。評(píng)估的方法主要有:發(fā)生概率及發(fā)展速率的確定方法,危害范圍及危害強(qiáng)度分區(qū),區(qū)域危險(xiǎn)性區(qū)劃等。近年來隨著幾大重大管道工程在我國(guó)的陸續(xù)投入運(yùn)行,地質(zhì)災(zāi)害對(duì)長(zhǎng)輸管道的危害逐步被認(rèn)識(shí)并引起重視[2]。輸氣管道建設(shè)工程地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估是在地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀評(píng)估的基礎(chǔ)上著重對(duì)工程建設(shè)引發(fā)或加劇的地質(zhì)災(zāi)害,以及建設(shè)工程本身可能遭受地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估,劃分地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū),提出地質(zhì)災(zāi)害防治建議,做出建設(shè)場(chǎng)地適宜性評(píng)估結(jié)論,為該工程建設(shè)提供防災(zāi)、減災(zāi)依據(jù)[3]。
本文以西安~商州天然氣管道建設(shè)工程為例,對(duì)相應(yīng)的評(píng)估要素和主要內(nèi)容進(jìn)行說明和介紹。
1. 工程概況
西安~商州天然氣輸氣管道建設(shè)工程位于陜西省的東南部,管線地跨陜西省西安市、商洛市兩個(gè)市級(jí)行政區(qū),總體走向?yàn)槲鞅?東南向。西安~商州天然氣管道建設(shè)工程由站場(chǎng)、線路工程組成,全線共設(shè)置站場(chǎng)3座、閥室6座,管道全長(zhǎng)130km,沿線交通較為便利。
該建設(shè)工程采用直埋敷設(shè)為主,穿(跨)越、開槽為輔的敷設(shè)方案;工程跨越主要在公路、中小型河流等地段;地下掩埋為主要敷設(shè)方式,由于開挖深度小于2m,總體上開挖方量較小;管道不設(shè)增壓系統(tǒng),全線采用直縫雙面埋弧焊管做為線路主管,預(yù)測(cè)用氣量約31.8×104m3/d,設(shè)計(jì)年輸送天數(shù)為350天。
2. 工程地質(zhì)特征
西安~商州天然氣輸氣管道縱跨秦嶺山區(qū)暖溫帶濕潤(rùn)氣候及暖溫帶濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候區(qū);管道水系跨中國(guó)兩大水系即長(zhǎng)江流域丹江水系及黃河流域渭河水系,評(píng)估區(qū)內(nèi)地下水主要為松散巖類孔隙水、碎屑巖類孔隙水和結(jié)晶巖類裂隙水3種類型,主要靠大氣降水完成區(qū)域性補(bǔ)給,水量變化隨地勢(shì)變化大。
工程區(qū)地貌單元復(fù)雜,主要有平原區(qū)、河谷區(qū)、中山區(qū)及丘陵區(qū);商洛末站至藍(lán)田薛家山段由于受地質(zhì)構(gòu)造作用影響,斷裂、褶皺構(gòu)造較發(fā)育;巖土體類型復(fù)雜,千枚巖、板巖、片巖及花崗巖風(fēng)化殼組成斜坡穩(wěn)定性差,易發(fā)生崩滑流地質(zhì)災(zāi)害;該地帶人類工程活動(dòng)相對(duì)強(qiáng)烈,地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜。
3. 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評(píng)估
評(píng)估區(qū)地處秦嶺山地和關(guān)中平原,其中秦嶺山地屬地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)。管道工程沿線主要地質(zhì)災(zāi)害類型為滑坡、崩塌。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,評(píng)估區(qū)共確定地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)13處,其中滑坡5處、崩塌8處。目前評(píng)估區(qū)各類地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)主要承災(zāi)對(duì)象為居民點(diǎn)、房屋、耕地、道路、影響耕作及車輛、行人的安全,大多數(shù)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)穩(wěn)定性較好,降水等自然因素及削坡建房、修路等人為因素易誘發(fā)崩、滑災(zāi)害。地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分級(jí)主要根據(jù)穩(wěn)定性和危害程度進(jìn)行判定,判定標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國(guó)土資源部《縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃基本要求》實(shí)施細(xì)則有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。
3.1 滑坡
依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)穩(wěn)定性、危害程度等指標(biāo),結(jié)合地質(zhì)環(huán)境及管道工程特點(diǎn),對(duì)評(píng)估區(qū)內(nèi)的5處滑坡災(zāi)害進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評(píng)估。其中,商州區(qū)境內(nèi)分布1處,西安市境內(nèi)(藍(lán)田縣、灞橋區(qū))分布4處 ,5處均為小型滑坡,殘坡積滑坡1處、黃土滑坡4處,穩(wěn)定性好的3處、穩(wěn)定性較差的2處,現(xiàn)狀評(píng)估危險(xiǎn)性中等2處(H1、H5),危險(xiǎn)性小3處(H2、H3、H4)。
3.2 崩塌
評(píng)估區(qū)內(nèi)的8處崩塌災(zāi)害其中6處分布于商州區(qū)黑龍口鎮(zhèn)及牧護(hù)關(guān)鎮(zhèn)藍(lán)田縣藍(lán)橋鎮(zhèn)秦嶺中山地貌,2處分布于灞橋區(qū)狄寨鎮(zhèn)黃土臺(tái)塬區(qū)。8處均為小型崩塌, 6處崩塌為巖質(zhì)崩塌,2處崩塌為黃土質(zhì)崩塌,穩(wěn)定性較差的4處,穩(wěn)定性好的4處,現(xiàn)狀評(píng)估得出B1、B2、 B3、B7危險(xiǎn)性中等,B4、B5、B6、B8危險(xiǎn)性小。
4. 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估
地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估包括建設(shè)工程遭受地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性評(píng)估和工程建設(shè)可能加劇、引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估。西安~商州天然氣輸氣管道建設(shè)工程按工程類型可劃分為線路工程和地面站場(chǎng)工程兩部分。
4.1線路工程地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估
依據(jù)工程可研報(bào)告,線路工程的建設(shè)形式有埋地敷設(shè)、溝谷跨越,現(xiàn)分別按工程類型進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估。
管線工程敷設(shè)以挖方、回填掩埋為主,穿跨越為輔。管線工程以埋地敷設(shè)分13段進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估,其中包括干線公路鐵路及河流穿越97次,掩埋敷設(shè)段總長(zhǎng)度約130km;管道敷設(shè)段引發(fā)或遭受不同地質(zhì)災(zāi)害以挖方可能加劇現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害及引發(fā)部分邊坡失穩(wěn)最為突出。
預(yù)測(cè)評(píng)估危險(xiǎn)性中等6段、危險(xiǎn)性小7段。
4.2站場(chǎng)建設(shè)工程地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估
本工程共有3個(gè)站場(chǎng)和6處閥室,站址均位于地形寬廣平緩之處。工程施工主要為地表建筑工程施工、設(shè)備的安裝,不存在大開挖及大量人工棄土棄渣,無地質(zhì)災(zāi)害形成的地質(zhì)環(huán)境條件,野外調(diào)查未發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn),工程建設(shè)不會(huì)引發(fā)、加劇及遭受崩滑流地質(zhì)災(zāi)害,預(yù)測(cè)評(píng)估危險(xiǎn)性小。
5. 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估
西安~商州天然氣管線建設(shè)工程可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害主要為滑坡、崩塌。對(duì)建設(shè)工程地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行現(xiàn)狀評(píng)估和預(yù)測(cè)評(píng)估的基礎(chǔ)上,結(jié)合建設(shè)工程性質(zhì)、地質(zhì)環(huán)境條件,進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估,評(píng)估分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見下表。
按上述評(píng)估原則和方法,對(duì)擬建工程全線按照地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性共劃分出13個(gè)區(qū)段,其中危險(xiǎn)性中等的6段、危險(xiǎn)性小的7段。
5.1 危險(xiǎn)性中等區(qū)
地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等區(qū)段6段,均分布在河流峽谷或黃土臺(tái)塬的斜坡地帶,地質(zhì)環(huán)境條件較差,施工難度較大,具有滑坡崩塌形成條件,現(xiàn)有災(zāi)點(diǎn)多為人類工程活動(dòng)造成,但規(guī)模較小距離管線較遠(yuǎn),對(duì)管線影響不大。管線施工時(shí),會(huì)導(dǎo)致邊坡失穩(wěn),引發(fā)小規(guī)?;隆⒈浪?,威脅施工人員、機(jī)械及管道。該區(qū)面積19.74km2,占評(píng)估區(qū)面積的15.08%。
5.2 危險(xiǎn)性小區(qū)
地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小的區(qū)段7段,均分布在河流寬谷區(qū)及沖積平原區(qū),總體地形平坦,地質(zhì)環(huán)境條件好,地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育,局部分布有小型崩塌滑坡,但距管線較遠(yuǎn),對(duì)管線危害小,工程建設(shè)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害可能性小。該區(qū)面積111.13km2,占評(píng)估區(qū)面積的84.92%。
5.3 建設(shè)場(chǎng)地適宜性
根據(jù)綜合評(píng)估結(jié)果,全線6段危險(xiǎn)性中等區(qū)適宜性較差,經(jīng)過嚴(yán)格的勘察設(shè)計(jì),并采取可行的建設(shè)方案,消除建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過程中出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害隱患后,建設(shè)工程的適宜性為基本適宜;7段危險(xiǎn)性小的區(qū)段認(rèn)為作為建設(shè)用地適宜??傮w而言,現(xiàn)狀條件下,管線局部環(huán)境適宜性較差。
6. 結(jié)論與建議
6.1結(jié)論
西安~商州天然氣輸氣管線建設(shè)工程屬重要工程建設(shè)項(xiàng)目;評(píng)估區(qū)地質(zhì)環(huán)境類別為中等--復(fù)雜類型。按國(guó)土資源部《地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估技術(shù)要求(試行)》規(guī)定,其地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估級(jí)別為一級(jí)。在現(xiàn)狀評(píng)估及預(yù)測(cè)評(píng)估的基礎(chǔ)上,該建設(shè)工程的綜合評(píng)估認(rèn)為:沿?cái)M建工程共包含13個(gè)危險(xiǎn)性區(qū)段,其中地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等區(qū)6段,占評(píng)估區(qū)面積的15.08%;危險(xiǎn)性小區(qū)7段,占評(píng)估區(qū)面積的84.92%。危險(xiǎn)性中等區(qū)經(jīng)必要的工程措施治理后,基本適宜作為建設(shè)場(chǎng)地。
6.2建議
(1)本工程建設(shè)應(yīng)嚴(yán)格按國(guó)家有關(guān)法律法規(guī)及有關(guān)行業(yè)規(guī)范執(zhí)行。工程建設(shè)過程中及工程建成后,對(duì)沿線危險(xiǎn)性中等的區(qū)段重點(diǎn)開展地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作,發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情,及時(shí)采取相應(yīng)措施予以治理,確保工程正常運(yùn)營(yíng)。
(2)沿線地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)設(shè)立警示牌,防止工程開挖,修路切坡等加劇現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害。
(3)工程施工中,基巖爆破時(shí)應(yīng)以小藥量松動(dòng)爆破為主,人工清除松動(dòng)巖塊,避免爆破引發(fā)新的地質(zhì)災(zāi)害隱患。
(4)管道敷設(shè)中對(duì)管道通過陡坎、陡坡、沖溝等復(fù)雜地段時(shí),分別采用護(hù)坡、堡坎、排水、分段設(shè)置擋土墻及錨固等措施,以保證管道安全。
(5)臨時(shí)建筑及施工道路修建時(shí),應(yīng)盡量避開高陡邊坡、基巖風(fēng)化帶等危險(xiǎn)區(qū),并加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)防工作,確保人員及建筑物安全。
參考文獻(xiàn)
中圖分類號(hào):TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1 前言
近幾年來,隨著高速公路施工技術(shù)水平的不斷提高,高速公路網(wǎng)越來越密布,許多地形地質(zhì)條件較差的崇山峻嶺也通過橋梁和隧道的連接修建起了高速公路,與此同時(shí),也引發(fā)了不少的地質(zhì)災(zāi)害,造成安全事故的不斷發(fā)生,因此,在高速公路施工中,地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)報(bào)和防治成為了重中之重,特別是高速公路淺埋段隧道的地質(zhì)災(zāi)害分析和防治成為了目前高速公路施工技術(shù)人員和有關(guān)專家探討的熱點(diǎn)問題,所以,探究隧道淺埋段地質(zhì)災(zāi)害以及防治施工技術(shù)具有實(shí)際意義。
2 工程概況
某隧道淺埋段(右線為YK40+100~YK40+550,左線為ZK40+100~ZK40+550),該段長(zhǎng)為450m,埋深大約為20m,整個(gè)淺埋段都穿越了瀝碧峽背斜軸部,因此嚴(yán)重受到地質(zhì)情況影響;隧道軸線和地表河流不足100m,一些支流和隧道軸線交叉,這段圍巖主要是白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r,巖溶較發(fā)育,而巖溶管道和巖石裂隙產(chǎn)生了出大量地下水通道,其地質(zhì)示意圖如下:
圖1 地質(zhì)示意圖
3 隧道淺埋段地質(zhì)災(zāi)害分析
3.1 該段地質(zhì)災(zāi)害特征
事實(shí)上隧道淺埋段發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害和本地地質(zhì)有極大關(guān)聯(lián),本文所研究隧道地質(zhì)主要是巖溶,在這種特殊地質(zhì)環(huán)境下隧道地質(zhì)災(zāi)害不但體現(xiàn)出巖溶隧道與淺埋隧道地質(zhì)災(zāi)害,同時(shí)還具備極強(qiáng)突發(fā)性、災(zāi)害演變速度快及災(zāi)害影響范圍大等特征。
1)突發(fā)性強(qiáng);因?yàn)橥荒嗉叭芏从克疄?zāi)害大都發(fā)生在開挖到支護(hù)之前,此時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)還在施工中,突發(fā)災(zāi)害必然危害到隧道結(jié)構(gòu)與施工安全。
2)影響范圍較大;災(zāi)害不但會(huì)破壞洞內(nèi),還會(huì)隨之出現(xiàn)沉陷、水田失水及房屋開裂等各種現(xiàn)象,具備極大危害性。
3)演變速度較快;因處于淺埋段,上層覆蓋的巖層較薄,隧道中發(fā)生小塌方都極可能快速演變,成為災(zāi)害性大的冒頂塌方,演變成嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害事故。
3.2 致災(zāi)機(jī)理
在開挖隧道之前,底層中巖體在較為復(fù)雜原始應(yīng)力中處于平衡狀態(tài),一旦開挖后該平衡必然被破壞,就回重新分布應(yīng)力,導(dǎo)致圍巖發(fā)生變形。一旦變形發(fā)展為巖體所能夠承受的最大極限,必然破壞巖體,因此要分析淺埋段地質(zhì)災(zāi)害就必須要分析其應(yīng)力。
3.2.1 極端圍巖應(yīng)力的模型
在確定淺埋段圍巖壓力主要有幾種計(jì)算模型:
1)全自重模型;洞室上作用豎向的荷載主要是覆蓋全部自重所引起,因此計(jì)算公式為:
(1)
式子中的q為豎向荷載,單位KN/m2;r為圍巖重度,單位KN/m3;H為隧道埋深,單位為m;q0為地面荷載,單位KN/m2。
在淺埋隧道中大都使用全自重模型,普遍認(rèn)為H
2)松動(dòng)模型
學(xué)者太沙基研究發(fā)現(xiàn)松動(dòng)區(qū)范圍不但和巖體層系具有關(guān)系,還和巖體強(qiáng)度有關(guān),因此依據(jù)研究各種數(shù)據(jù),提出了巖石不同對(duì)開挖松動(dòng)引發(fā)出來的松動(dòng)區(qū)范圍,具體如下表所以:
表1太沙基對(duì)巖石分類表
當(dāng)巖體具備了水平層系時(shí),其松動(dòng)高度可以近似和0.5B相等,如圖2所示,
圖2松動(dòng)模型
3.3 致災(zāi)因素
巖溶隧道中建設(shè)難度較大的就是淺埋巖溶隧道,不但具有淺埋隧道與巖溶隧道地質(zhì)災(zāi)害特征,還結(jié)合地質(zhì)情況變得更為復(fù)雜。該案例工程就具備較為復(fù)雜地質(zhì)情況,不管是水文地質(zhì)情況還是災(zāi)害發(fā)生統(tǒng)計(jì)分析,在同類隧道淺埋段都具有較強(qiáng)代表性。該工程施工中發(fā)生過幾次地質(zhì)災(zāi)害,分析發(fā)現(xiàn)主要致災(zāi)因素主要為如下幾個(gè)方面:
1)溶洞;在發(fā)生的幾次地質(zhì)災(zāi)害中溶洞是一個(gè)主要方面。在YK40+532處出現(xiàn)涌水主要根源就是隧道施工中穿透了側(cè)壁溶洞,破壞了原有巖溶的水通道,將地下水承受狀態(tài)改變了,導(dǎo)致隧道的用水量急劇增加,降低了地表水位而發(fā)生沉陷。
2)水;在隧道地質(zhì)災(zāi)害中水多誘發(fā)災(zāi)害成為了一個(gè)主要因素,更是影響隧道穩(wěn)定性之重要因素。一般而言該處的水主要是地下水,因隧道的頂部所覆蓋巖層比較厚,因此巖石的滲透性比較差,或者因隔水層原因都可能造成地表水穩(wěn)定性差。對(duì)于淺埋段的隧道而言,地下水與地表水在隧道灰?guī)r透水性好、埋深淺等都會(huì)影響到隧道,相比之下地表水影響隧道尤為嚴(yán)重。
3)地質(zhì)構(gòu)造;地質(zhì)構(gòu)造按照生產(chǎn)時(shí)間上劃分成原生構(gòu)造和次生構(gòu)造,地質(zhì)學(xué)研究主要是針對(duì)次生構(gòu)造,而從巖石的有無變形以及變形方式都是用來判斷原生構(gòu)造。地質(zhì)構(gòu)造中出現(xiàn)斷層、構(gòu)造性節(jié)理、及裂隙等都能夠誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。該案例工程因?yàn)槲挥谏綅{的背斜軸部,因此地質(zhì)構(gòu)造影響比較嚴(yán)重,圍巖的自吻能力比較差,誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)。
4)工程因素;該因素主要包含設(shè)計(jì)與施工兩個(gè)方面;設(shè)計(jì)上主要涉及到隧道斷面形式、超前支護(hù)結(jié)構(gòu)以及支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇等等,主要根源是地質(zhì)勘測(cè)上不能夠達(dá)到百分之百準(zhǔn)確,因此設(shè)計(jì)存在偏差,導(dǎo)致施工和設(shè)計(jì)不相符合,一旦調(diào)整不及時(shí)就可能發(fā)生支護(hù)結(jié)構(gòu)偏弱而失穩(wěn)。
4 地質(zhì)災(zāi)害的防治技術(shù)
4.1 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)技術(shù)
發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害一方面是因?yàn)椴涣嫉刭|(zhì)條件,而另一方面主要是缺乏了比較詳細(xì)地質(zhì)資料,造成支護(hù)參數(shù)發(fā)生偏差。相比之下發(fā)生偏差是導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害主要因素,因此就要采用一定技術(shù)避免災(zāi)害發(fā)生,目前使用較廣的就是超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù),有力補(bǔ)充了地質(zhì)勘測(cè)資料不足點(diǎn),有效降低了發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。本案例中就使用了TSP―203超前的地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng),對(duì)淺埋段進(jìn)行測(cè)試。開挖前通過預(yù)測(cè)與探測(cè)工作面的地質(zhì)與水文情況,能夠取得圍巖的類別和斷層帶以及破碎帶的性質(zhì)、位置、規(guī)模等信息,并依據(jù)信息綜合分析,做出判斷及預(yù)報(bào)成果。本案例將位置設(shè)定在左線的ZK40+584,而接收位置設(shè)定在掌子面的ZK40+584處,對(duì)前方113m實(shí)施超前預(yù)報(bào),設(shè)計(jì)了炮點(diǎn)24個(gè),接收器一個(gè),采樣間隔62.5us,記錄時(shí)間為451.125ms,總共采樣7128個(gè)。對(duì)采集TSP數(shù)據(jù)通過TSPwin軟件進(jìn)行處理,最后獲得到P波、SV波及SH波的時(shí)間深度偏移剖面、時(shí)間剖面及反射層提取物的參數(shù)等。
圖3 波速分布
圖4 深度偏移剖面示意圖
4.2 超前支護(hù)技術(shù)
淺埋段的自穩(wěn)能力差,常常發(fā)生開挖面的圍巖失穩(wěn),因此是施工中要采用錨桿、鋼支撐及噴射混凝土層等各種初期支護(hù),但是僅僅靠這種措施也還難以穩(wěn)定圍巖,所以還要在開挖之前就使用超前支護(hù)技術(shù),這種技術(shù)有如下幾種。
表2 超前支護(hù)措施
本案例中選擇管棚法,就是將鋼管安插到鉆好的孔中,沿著隧道開挖的輪廓外有規(guī)則的排列形成了鋼管棚,在管內(nèi)注漿,和型鋼鋼架共同組合成了預(yù)支護(hù)系統(tǒng),用來支撐與加固穩(wěn)定性較弱的圍巖。為了確保開挖之后管棚鋼管長(zhǎng)度足夠,縱向的兩組管棚鋼長(zhǎng)度都超過了3.0m,當(dāng)然如果要考慮到防塌和放水,其鉆孔環(huán)向距應(yīng)為30―50cm,如下圖所示。
圖5 管棚形狀
5 結(jié)束語
總之,要確保公路質(zhì)量必然要重視隧道淺埋段地質(zhì)災(zāi)害,就要對(duì)該段所處環(huán)境、水文等進(jìn)行分析,結(jié)合施工實(shí)況制定出合理施工技術(shù),降低地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生幾率,確保整個(gè)公路工程施工進(jìn)度和質(zhì)量。
【參考文獻(xiàn)】
[1]蔣樹屏.我國(guó)公路隧道工程技術(shù)的現(xiàn)狀及展望[J].交通世界,2008(Z1)..
[2]王潤(rùn)福,孫國(guó)慶,李治國(guó).圓梁山隧道進(jìn)口填充型溶洞注漿施工技術(shù)[J].隧道建設(shè),2008, 23 (2).
[3]陳建勛,楊忠,袁雪戡.秦嶺終南山特長(zhǎng)公路隧道大埋深段施工監(jiān)測(cè)及分析[J].建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào),2009,23(3).
一、概況
庫鄯輸油管道西起新疆庫爾勒市城西,沿庫爾勒市北向東延伸,穿越孔雀河,翻越阿克塔格山進(jìn)入焉耆盆地,于焉耆縣城西穿過開都河,經(jīng)和碩縣北、烏什塔拉鎮(zhèn),沿榆樹溝穿過喀拉塔格山延伸至庫米什,由此折向東北翻越覺羅塔格山進(jìn)入吐魯番盆地。
管線沿途經(jīng)過庫爾勒、焉耆、和碩、托克遜,吐魯番、鄯善六個(gè)市縣。所經(jīng)之處地形地貌情況復(fù)雜,氣候干燥,人煙稀少,社會(huì)依托條件差。通過區(qū)域?qū)傥覈?guó)西北內(nèi)陸地區(qū),具有山地與盆地相間分布的地貌特征。線路自西南向東北,所經(jīng)大的地貌單元為:塔里木盆地東北邊緣、阿克塔格山地、焉耆盆地、喀拉塔格山榆樹溝溝谷、庫米什盆地、覺羅塔格山地,吐魯番盆地中的艾丁湖洼地及盆地東北部的戈壁地帶。
沿線除焉耆盆地中的開都河三角洲為較大的農(nóng)業(yè)耕作區(qū)外,其它地段僅在城鎮(zhèn)周圍有少量農(nóng)田,其余大部分為干旱荒漠。沿線河流稀少,大型河流僅開都河一條,孔雀河屬中型河流,常年不斷水的小型河渠有南干渠、北干渠、黃水溝、樹北溝,其余則是季節(jié)性沖溝和小河道。
庫-鄯輸油管道總長(zhǎng)476Km,管徑為ф610mm,采用常溫密閉輸送工藝及SCADA系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)。全線設(shè)有庫爾勒首站、馬蘭中間站、覺羅塔格減壓站、鄯善末站等四座站場(chǎng);管道于1997年6月底完成建設(shè),6月30日全線具備投產(chǎn)條件。1997年7月18日庫鄯輸油管道順利地實(shí)現(xiàn)了投產(chǎn)一次成功,至今與安全運(yùn)行16年。
二、技術(shù)路線及工作內(nèi)容
1.技術(shù)路線
通過歷史及近期實(shí)地調(diào)查資料,進(jìn)行河床演變及河勢(shì)穩(wěn)定影響分析,分析管線穿越河段河床演變規(guī)律;通過河道沖刷分析計(jì)算河段防洪的影響;綜合評(píng)價(jià)工程建設(shè)對(duì)河勢(shì)及防洪的影響;提出評(píng)價(jià)意見和建議。
2.工作內(nèi)容
2.1基本資料收集整理
管線設(shè)計(jì)及竣工資料,水文站、泥沙實(shí)測(cè)資料,影響河段地形圖及實(shí)測(cè)橫斷面等。
2.2河道演變分析
河道演變分析主要工作內(nèi)容:利用已有的或調(diào)查的歷史河道資料對(duì)評(píng)價(jià)范圍的河道進(jìn)行河勢(shì)變化分析。根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目穿越河段的歷史演變過程與特點(diǎn),分析其近期河床的沖淤特性和河勢(shì)變化情況,明確河床演變的主要特點(diǎn)、規(guī)律和原因,對(duì)河道的演變趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)估。
2.3水文分析計(jì)算
水文外業(yè)調(diào)查:對(duì)穿越河流工程處河流進(jìn)行水文調(diào)查,包括斷面測(cè)量、流速儀測(cè)流、遠(yuǎn)期、中期和近期洪水位勘測(cè)、糙率和洪水重現(xiàn)期等有關(guān)內(nèi)容。
水文分析計(jì)算主要工作內(nèi)容包括:水文資料的審查與分析、穿越河流工程設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算。根據(jù)項(xiàng)目所在流域概況及項(xiàng)目區(qū)內(nèi)、周邊水文站,分析計(jì)算建設(shè)區(qū)和流域的洪水特性,為防洪評(píng)價(jià)計(jì)算提供可靠的依據(jù)。
2.4根據(jù)項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀和規(guī)劃水利工程設(shè)施,分析計(jì)算評(píng)價(jià)項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀及規(guī)劃狀況防洪能力。
2.5沖刷計(jì)算
管線從河底穿越,不占用河道行洪斷面,管線建成后不存在壅水問題,對(duì)管線穿越河段進(jìn)行沖刷計(jì)算。
2.6防洪綜合評(píng)價(jià)
分析該管道受水利水電規(guī)劃,樞紐建筑,河勢(shì)變遷及影響河段內(nèi)城鎮(zhèn)、人口生產(chǎn)生活活動(dòng)等的影響。
三、庫鄯輸油管道穿越河流統(tǒng)計(jì)
通過對(duì)庫鄯輸油管道全線進(jìn)行排查統(tǒng)計(jì),全線共穿越各型河流沖溝24條,詳見下表:
從上表可以看出,庫鄯輸油管道穿越河流沖溝共計(jì)24條,其中大型河流1條,人工渠(河)道9條以及季節(jié)性沖溝14條。穿越方式為大開挖穿越(22條)或定向鉆穿越(2條)。
四、河道演變分析
1.河道歷史演變概況
根據(jù)評(píng)價(jià)區(qū)河流的地理位置和地形、地貌特點(diǎn),其年內(nèi)、年際間的降水分配極不均勻,洪災(zāi)經(jīng)常發(fā)生,這就造成了流域內(nèi)不同程度的水土流失。
庫鄯輸油管道穿越河流沖溝河道演變主要分為三類。
一是已建成團(tuán)結(jié)渠、干線渠、南大渠、黑疙瘩渠、焉耆五號(hào)渠、焉耆糖廠排污渠及農(nóng)二師排污渠均為開都河水域的分流工程,二塘溝、柯柯亞河、清水河及曲慧河上游也均修建了引水樞紐,這些灌溉工程的修建以及土地的大面積開發(fā),使發(fā)源于山區(qū)的大部分河流(溝)、洪水溝的洪水已無法直接匯入開都河。加之日益頻繁的人類活動(dòng),如對(duì)山區(qū)森林過度采伐,中、低山草場(chǎng)過度放牧,天然植被遭受破壞,水土流失日益嚴(yán)重,河床內(nèi)的推移質(zhì)的堆積加強(qiáng)。
二是季節(jié)性沖溝,因近年來新疆極端天氣時(shí)有發(fā)生,山區(qū)局部地區(qū)降雨增多,導(dǎo)致季節(jié)性沖溝洪水增多,過洪時(shí)淘蝕嚴(yán)重,過洪后堆積物較多。
三是孔雀河為人工引水河,其流量為人工根據(jù)下游用水量綜合調(diào)節(jié),且含泥量較少,不致淤淺改道。河水流速較緩,洪水影響不大,河床處于淤積階段,河水對(duì)河床的沖刷作用不大,河床較穩(wěn)定,無坍塌、崩岸現(xiàn)象,穩(wěn)定性較好。
2.河道演變分析
對(duì)管線穿越河流河床演變影響的主要因素有:河流上游渠首引水、防洪護(hù)岸堤防和丁壩等。
開都河引水樞紐引水減小了下游河道的流量,小水歷時(shí)延長(zhǎng)有利于主流線變彎,而大流量出現(xiàn)機(jī)遇的減少,經(jīng)長(zhǎng)時(shí)期的積累之后,可以使彎曲出現(xiàn)單向增大的趨勢(shì)。
防洪護(hù)岸堤防和丁壩使河寬向穩(wěn)定性演變,河道形態(tài)向順直方向演變。
二塘溝、柯柯亞河、清水河及曲慧河引水樞紐引水導(dǎo)致下游河道常年無水流通過,僅在汛期泄洪時(shí)過洪,受上游水利樞紐泄洪量控制,大流量出現(xiàn)機(jī)遇的減少,經(jīng)長(zhǎng)時(shí)期的積累之后,可以使彎曲出現(xiàn)單向增大的趨勢(shì)。
孔雀河為人工引水河,其流量為人工根據(jù)下游用水量綜合調(diào)節(jié),且含泥量較少,不致淤淺改道。河水流速較緩,洪水影響不大,河床處于淤積階段,河水對(duì)河床的沖刷作用不大,河床較穩(wěn)定,不會(huì)產(chǎn)生坍塌、崩岸現(xiàn)象,穩(wěn)定性較好。
五、防洪綜合評(píng)價(jià)
1.與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關(guān)系與影響分析
水利規(guī)劃設(shè)施對(duì)管線有影響的建筑物主要為二塘溝上游擬建二塘溝水庫樞紐、柯柯亞河上游擬建柯柯亞二庫。
水庫對(duì)管線的影響主要是通過水庫對(duì)洪水的調(diào)節(jié),改變洪水下泄流量,從而對(duì)處于水庫下游的管線產(chǎn)生影響。有利影響是通過減小洪水下泄流量,減小對(duì)主河槽的沖刷,不利影響是水庫下泄中小水流量歷時(shí)增長(zhǎng),增加河道的彎曲性,從而增大對(duì)河岸的沖刷。
在河道上修建水利樞紐后,其下游將發(fā)生兩種不同類型的沖刷,一種是在樞紐下游較長(zhǎng)河道上普遍發(fā)生的一般沖刷,另一種是在樞紐下游附近較短河道內(nèi)發(fā)生的局部沖刷。管道穿越河流距規(guī)劃的二塘溝上二塘溝水庫樞紐、柯柯亞河上柯柯亞二庫較遠(yuǎn),不受水庫下游局部沖刷的影響,但受一般沖刷的影響。
河床的一般沖刷,將使河床和水位在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)降低,引起護(hù)岸工程和橋梁墩臺(tái)的基礎(chǔ)受到淘刷而導(dǎo)致破壞,并使沿岸原有引水口引水困難,河流主線可能發(fā)生改變,造成險(xiǎn)工和平工易位,給防汛帶來不利,未設(shè)防的河岸的灘地可能發(fā)生坍塌,給沿岸工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸帶來不利影響。
在水庫清水下泄的條件下,水利樞紐下游將發(fā)生自上而下的普遍沖刷,當(dāng)水庫淤滿后下泄渾水時(shí),將發(fā)生自上而下的普遍淤積,表現(xiàn)出沖刷——粗化——回淤的過程。
考慮到管道穿越二塘溝、柯柯亞河時(shí)部分管段沿河床鋪設(shè),管道運(yùn)行歷史上該管段發(fā)生過露管現(xiàn)象,建議對(duì)該處增設(shè)石籠鋪蓋等水工保護(hù)設(shè)施。
2.管道行洪安全的影響分析
通過表1可以看出,除庫米什泄洪道穿越處管道埋深小于河道最大沖刷深度以外,其余23處穿越處管道埋深均大于河道最大沖刷深度,滿足安全運(yùn)行要求;庫米什泄洪道穿越處采取了上下游漿砌石截墻及漿砌石鋪蓋的方式保護(hù)管道,上下游截墻深度分別為2.0m和2.5m,大于1.63m的最大沖刷深度,滿足安全運(yùn)行要求。
3.管道防汛搶險(xiǎn)的影響分析
通過使用管道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)對(duì)該24處管道穿越河道沖溝地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià),二塘溝、柯柯亞河穿越處風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為較高,其余22處風(fēng)險(xiǎn)均為較低或低,建議近幾年在二塘溝、柯柯亞河穿越處增設(shè)水工保護(hù)設(shè)施。
4.防御洪澇的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)與措施是否適當(dāng)
管線穿越主要河流工程設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇,高于管線沿線農(nóng)田和村莊的防洪標(biāo)準(zhǔn),管線設(shè)計(jì)使用年限為30年,以下埋方式穿越河流,設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)。
根據(jù)《西部管道烏蘭線和西二線等管道已建水工保護(hù)工程效能評(píng)價(jià)報(bào)告》對(duì)庫鄯輸油管道水工保護(hù)工程的現(xiàn)狀和可用性較高,除二塘溝、柯柯亞河穿越處需增設(shè)部分水工保護(hù)設(shè)施外,其余穿越處已有水工保護(hù)設(shè)施滿足管道安全運(yùn)行要求,管線設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)與措施適當(dāng)。
六、結(jié)語
管線穿越河流受水利工程和其它穿河建筑物的影響,河岸的穩(wěn)定性將加強(qiáng),河床的橫向變形的強(qiáng)度和范圍受到限制,使河道向順直方向發(fā)展,河槽下切將增大。通過綜合評(píng)價(jià)分析得出以下結(jié)論:
1.庫鄯輸油管道24處穿越河道沖溝演變發(fā)展趨勢(shì)來看,河勢(shì)基本穩(wěn)定,不會(huì)發(fā)生較大的河型轉(zhuǎn)化和河道變遷的情況。
2.現(xiàn)有的管道防洪設(shè)施基本滿足安全運(yùn)行要求,管道穿越二塘溝、柯柯亞河穿越處需增設(shè)水工保護(hù)設(shè)施,以確保上游新建水利樞紐后滿足安全運(yùn)行要求。
3.管道管理單位需定期對(duì)管道穿越河道埋深進(jìn)行復(fù)核,定期了解上游水利規(guī)劃等,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)治理消除安全隱患。
4.管道管理單位要重點(diǎn)關(guān)注穿越段管道防腐層質(zhì)量及陰保系統(tǒng)投運(yùn)效果,避免發(fā)生腐蝕泄漏造成環(huán)境污染等事件。
參考文獻(xiàn)
[1] 曾 曉 劉小龍等 輪-庫-鄯油(氣)管道沿線河流(渠、坎兒井)水文調(diào)查分析報(bào)告.
[2] 王生新 齊化東等 輪南-鄯善段輸油(氣)管道地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與防治規(guī)劃報(bào)告.
[3] (QSY XG10127-2013)管道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理程序 劉 偉 汪鵬飛等.
隨著時(shí)代的發(fā)展,中國(guó)的工業(yè)和國(guó)內(nèi)長(zhǎng)輸管道建設(shè)明顯加快。石油和天然氣管道安全的發(fā)展,中國(guó)的石油企業(yè)和企業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)秩序,以及對(duì)人類生命和財(cái)產(chǎn)安全的保護(hù)。因此,政府和企業(yè)應(yīng)作為一個(gè)整體重視社會(huì)的關(guān)注,重視國(guó)家天然氣行業(yè)共同關(guān)注的問題。文章介紹了在中國(guó)石油和天然氣生產(chǎn)和長(zhǎng)輸管道安全管理事故方面的發(fā)展,以及中國(guó)的石油和天然氣管道安全問題的現(xiàn)狀,并給出以下建議:首先,完善的國(guó)家石油和天然氣管道保護(hù)監(jiān)管框架和執(zhí)法體系,公安部門和地方政府應(yīng)積極開展安全生產(chǎn)專項(xiàng)整治;其次,管道運(yùn)營(yíng)公司應(yīng)加強(qiáng)內(nèi)部安全工作,加強(qiáng)石油和天然氣管道設(shè)計(jì),施工、運(yùn)行的全過程的安全管理;最后,支持資源供應(yīng)安全和市場(chǎng)供應(yīng)。具體闡述見下文。
一、長(zhǎng)輸管道存在的安全問題分析
1.設(shè)計(jì)、施工缺陷導(dǎo)致的安全隱患
管道設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致管道的承壓能力偏低,天然氣長(zhǎng)輸管道的設(shè)計(jì)要求一般較為嚴(yán)格,要求承壓能力較大,設(shè)計(jì)的不合理會(huì)導(dǎo)致天然氣運(yùn)輸過程中發(fā)生漏氣事故。此外,天然氣管道施工也是需要重視的一個(gè)環(huán)節(jié),其施工質(zhì)量的好壞也將影響到后續(xù)運(yùn)行中的安全問題。如施工質(zhì)量不合格導(dǎo)致對(duì)管道的損壞,焊接質(zhì)量不能符合工程要求,管道防腐層被破壞等都會(huì)留下安全隱患,導(dǎo)致管道事故的發(fā)生。
2.第三方施工及非法占?jí)?/p>
根據(jù)國(guó)家法律規(guī)定,在天然氣輸氣管道兩側(cè)施工是有限制的,如“在管道專用隧道中心線兩側(cè)各一千米地域范圍內(nèi),除本條第二款規(guī)定的情形外,禁止采石、采礦、爆破”,但是在現(xiàn)實(shí)中,卻有施工單位不顧國(guó)家法律的規(guī)定,違法在輸氣管道限制區(qū)域內(nèi)施工,給管道造成破壞。對(duì)管道進(jìn)行占?jí)阂矔?huì)給管道造成損傷,如在架空的管道上面行走、放置重物等都會(huì)損害輸氣管道。
3.自然災(zāi)害對(duì)長(zhǎng)輸管道的破壞
長(zhǎng)輸天然氣管道由于距離較長(zhǎng),經(jīng)常的地區(qū)較多,其地質(zhì)情況也各不相同。因此,經(jīng)過自然地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重的地區(qū)也在所難免,如地震、滑坡、泥石流的多發(fā)區(qū),一旦發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害就可能導(dǎo)致天然氣管道受損,發(fā)生安全事故。例如,我國(guó)西氣東輸工程,從中國(guó)西部至東部綿延幾千公里,地質(zhì)情況十分復(fù)雜,自然災(zāi)害嚴(yán)重威脅著管道的安全運(yùn)行。
二、防治安全問題對(duì)策
1.建立管道數(shù)據(jù)庫
完整性管理作為保證輸油管道安全運(yùn)營(yíng)的重要舉措,受到了國(guó)內(nèi)外管道行業(yè)的高度重視。完整性管理必須以管道數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)的完整性是管道完整性管理的關(guān)鍵,數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及完整程度直接影響分析與評(píng)價(jià)結(jié)果。設(shè)計(jì)開發(fā)成功的管道數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),不僅需要涵蓋完整的管道信息,還很大幅度上依賴于數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)性能和關(guān)聯(lián)性能,以便通過一致的線性參考系對(duì)所有類型數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理。故需要根據(jù)數(shù)據(jù)模型的要求,從數(shù)據(jù)的收集、分類、建立定位系統(tǒng),到數(shù)據(jù)整合等完整性管理的各個(gè)環(huán)節(jié)詳細(xì)規(guī)劃數(shù)據(jù)準(zhǔn)備流程, 進(jìn)而搭建管道完整性管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
2.腐蝕防護(hù)和泄漏檢測(cè)
絕大部分長(zhǎng)輸管道采用的是埋地敷設(shè)方式,對(duì)此部分管道的腐蝕防護(hù)是非常重要的。我國(guó)防腐涂層技術(shù)發(fā)展很快,從應(yīng)用瀝青類防腐層開始,自二十世紀(jì)50年代到70年代的東北輸油管道都采用石油瀝青防腐層,直到90年代后期熔結(jié)環(huán)氧粉末和三層聚乙烯逐漸形成主流,作為最新的防腐材料,同時(shí)雙層熔結(jié)環(huán)氧也有的少量應(yīng)用。此外,陰極保護(hù)作為與防腐涂層技術(shù)相配套的方法,能有效保護(hù)埋地金屬管道及設(shè)施免受電化學(xué)腐蝕。管線泄漏檢測(cè)方法分為基于硬件的方法和基于軟件的方法兩大類。基于硬件的檢測(cè)方法是利用由各種不同的物理原理設(shè)計(jì)硬件裝置,如基于視覺的紅外線溫度傳感器、基于聽覺的超聲波傳感器等,將其攜帶或鋪設(shè)在管道上,以此來檢測(cè)管道的泄漏并定位?;谲浖臋z測(cè)方法則利是用現(xiàn)代控制理論、信號(hào)處理和計(jì)算機(jī)技術(shù),實(shí)時(shí)采集管輸介質(zhì)的流量、壓力、溫度、流速等管道動(dòng)態(tài)模型參數(shù)及其他數(shù)據(jù),利用流量或壓力的變化、物料或動(dòng)量平衡、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型、壓力梯度等原理,通過計(jì)算來對(duì)泄漏進(jìn)行檢測(cè)定位。
3.強(qiáng)化管道完整性管理,借鑒國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)
關(guān)鍵詞:環(huán)境地質(zhì)調(diào)查;無人機(jī);數(shù)字正射影像;數(shù)字高程模型
本世紀(jì)初以來,受人類活動(dòng)以及全球化的影響,世界各地地質(zhì)災(zāi)害活動(dòng)頻繁,其發(fā)生的規(guī)模、數(shù)量和分布均呈上升趨勢(shì)[1]。隨著煤礦、鐵礦等各類礦山開采規(guī)模不斷加大,地面沉陷、塌方、滑坡等地災(zāi)現(xiàn)象發(fā)生頻率變快,給當(dāng)?shù)厝嗣裾I顜砗艽蟛槐?,阻礙了社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,同時(shí)也給政府管理部門帶來很大困擾。為了研究地質(zhì)災(zāi)害的空間分布特征、發(fā)生原因、并進(jìn)行危險(xiǎn)評(píng)估,最終加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警和防治,則需要對(duì)災(zāi)害發(fā)生區(qū)域進(jìn)行認(rèn)真、深入的環(huán)境地質(zhì)調(diào)查研究。過去很長(zhǎng)時(shí)間以來一直是工作人員親赴現(xiàn)場(chǎng)采用常規(guī)技術(shù)手段進(jìn)行調(diào)查勘測(cè),但面對(duì)著廣闊的調(diào)查區(qū)域和復(fù)雜的環(huán)境地質(zhì),需要投入足夠數(shù)量的人員和巨大的精力,即便如此,仍然有一些人員不能到達(dá)的區(qū)域,無法取得調(diào)查數(shù)據(jù)。無人機(jī)低空攝影測(cè)量系統(tǒng)是以無人機(jī)為飛行平臺(tái)搭載傳感器設(shè)備獲取地面遙感信息的遙感測(cè)量方式[2]。該技術(shù)與傳統(tǒng)衛(wèi)星遙感和大飛機(jī)航測(cè)相比,具有成本低廉、起降方便靈活、作業(yè)周期短、時(shí)效性強(qiáng)、影像分辨率高等優(yōu)勢(shì),在小區(qū)域大比例尺地形圖測(cè)繪、應(yīng)急救災(zāi)、國(guó)土監(jiān)測(cè)、獲取高分辨率正射影像圖方面得到廣泛應(yīng)用[3]。本文以天寶UX5無人機(jī)在華北某環(huán)境地調(diào)項(xiàng)目中的應(yīng)用為例,探討無人機(jī)航測(cè)外業(yè)航飛、影像數(shù)據(jù)處理、及成果應(yīng)用,以期在今后此類工作中更好地發(fā)揮其作用,為環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作提供一種可行的技術(shù)方法和實(shí)踐參考。
1天寶UX5無人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)
美國(guó)天寶UX5無人機(jī)航空攝影測(cè)量系統(tǒng)包括:配有電子控制裝置的無人飛機(jī)、POS系統(tǒng)、彈射架、TrimbleTablet地面控制器、無線通訊器、Sony高清數(shù)碼相機(jī)、天寶InphoUASMasters數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量處理軟件等??傻玫綔y(cè)區(qū)高精度的DOM、DSM、等高線及植93被地物分類等豐富的地表信息,結(jié)合DSM和DOM可得到真實(shí)的三維場(chǎng)景圖、利用生成的點(diǎn)云數(shù)據(jù)可以快速獲取不同方向不同深度的斷面圖,精度可達(dá)厘米級(jí)。POS系統(tǒng)(PositionOrientationSystem)是高精度定位定向系統(tǒng),采用動(dòng)態(tài)差分GPS技術(shù)和慣性測(cè)量裝置IMU,可直接在航測(cè)飛行中測(cè)定傳感器的位置和姿態(tài),經(jīng)過嚴(yán)格的數(shù)據(jù)處理后獲得6個(gè)外方位元素的高精度值。
2無人機(jī)在環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用
2.1工作區(qū)概況
無人機(jī)航測(cè)工作區(qū)總面積80km2,位于山西省境內(nèi)太行山區(qū)中段,區(qū)內(nèi)海拔850~1250m之間,地貌以丘陵和低山為主。在開始航測(cè)工作前遭遇了暴雨侵襲,山體塌方、滑坡較多。區(qū)內(nèi)煤礦眾多,存在較多地質(zhì)災(zāi)害隱患,在該區(qū)域進(jìn)行環(huán)境地質(zhì)調(diào)查的目的就是為了查清塌陷區(qū)土地、房屋建筑、基礎(chǔ)設(shè)施等破壞情況,研究分析采礦地面塌陷發(fā)育規(guī)律,總結(jié)土地恢復(fù)治理模式及綜合整治對(duì)策。為此需要進(jìn)行無人機(jī)航測(cè)工作,以取得滿足要求的DEM(數(shù)字高程模型)和DOM(數(shù)字正射影像),并在DOM上對(duì)地質(zhì)災(zāi)害體進(jìn)行解譯,獲取地質(zhì)災(zāi)害的空間屬性數(shù)據(jù)。
2.2無人機(jī)低空航測(cè)
航測(cè)前首先在測(cè)區(qū)進(jìn)行了E級(jí)GNSS控制測(cè)量,平面采用1980西安坐標(biāo)系、高程采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn),目的是為下一步像控點(diǎn)測(cè)量提供基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。像控點(diǎn)均布設(shè)在單架次飛行區(qū)域的四角和中心,均為平高控制點(diǎn)。像控點(diǎn)標(biāo)志為邊長(zhǎng)1m以上的兩個(gè)對(duì)頂點(diǎn)三角形,可在航拍照片上清晰判讀,在水泥等硬化地面布設(shè)的像控點(diǎn)標(biāo)志采用白色油漆噴涂,在土質(zhì)地面使用白灰制作。
2.3航測(cè)數(shù)據(jù)處理
無人機(jī)航飛影像處理采用InphoUASMaster軟件完成??杖龜?shù)據(jù)處理后,基本定向點(diǎn)平面中誤差為0.126m、高程中誤差為0.093m,均符合《低空數(shù)字航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)》規(guī)范規(guī)定。進(jìn)行DEM加工生產(chǎn)時(shí)注意使用特征數(shù)據(jù)、等高線、高程注記點(diǎn)數(shù)據(jù)等參與DEM的生成,并將DEM套合到立體模型上,檢查點(diǎn)位是否切準(zhǔn)地面、另外檢查面狀水域的格網(wǎng)高程是否符合水面高程特征規(guī)律。不同圖幅DEM接邊不少于2排同名格網(wǎng)點(diǎn),并檢查有無漏洞,確保無縫拼接。當(dāng)同名格網(wǎng)點(diǎn)高程差小于2倍高程中誤差時(shí),取平均值作為同名格網(wǎng)點(diǎn)最終高程。經(jīng)空三加密提取連接點(diǎn)進(jìn)行匹配后的像片疊加DEM,UASMaster軟件對(duì)其進(jìn)行正射糾正后生成數(shù)字正射影像DOM并進(jìn)行檢查,對(duì)高架橋、立交橋、大壩等引起的影像拉伸和扭曲應(yīng)進(jìn)行了相應(yīng)處理。利用實(shí)測(cè)的檢查點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)DOM平面精度進(jìn)行檢核,其平面位置中誤差為±0.12m,滿足地物點(diǎn)平面位置中誤差不大于1.2m的規(guī)范要求[6]。對(duì)生成的相鄰單幅DOM需進(jìn)行拼接鑲嵌,鑲嵌時(shí)避開大型建筑物和影像差異較大的位置,盡量選擇在河、路、溝、渠、田埂等帶狀地物的邊線,以保證鑲嵌后的影像無明顯拼接痕跡,過渡自然,紋理清晰。最后對(duì)鑲嵌影像進(jìn)行色彩、亮度和對(duì)比度的調(diào)整,通過勻色處理縮小影像間的色調(diào)差異,使色調(diào)均勻、反差適中、層次分明,保持地物色彩不失真。
3結(jié)論
開展環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作需要大量的數(shù)字高程模型DEM、數(shù)字正射影像圖DOM、數(shù)字線劃圖DLG等數(shù)字地理信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),采用傳統(tǒng)技術(shù)手段則周期長(zhǎng)、成本高[7],而無人機(jī)低空航測(cè)技術(shù)具有“三高一低”的特點(diǎn),即高機(jī)動(dòng)性、高分辨率、高度集成和低成本[8],可以很好地彌補(bǔ)前者不足,本文實(shí)例已成功對(duì)其進(jìn)行印證,因此建議在今后的環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作中大力推廣無人機(jī)低空航測(cè)技術(shù)。
參考文獻(xiàn):
[1]陳思思,陳笑峰,劉悅,等.ArcGIS環(huán)境下的系列無人機(jī)影像災(zāi)害樣本庫建設(shè)[J].測(cè)繪,2014,37(6):268-271.
[2]王帥永,唐川,何敬,等.無人機(jī)在強(qiáng)震區(qū)地質(zhì)災(zāi)害精細(xì)調(diào)查中的應(yīng)用研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2016,26(4):713-719.
[3]李超.基于天寶UX5無人機(jī)攝影測(cè)量的成圖實(shí)踐[J].地礦測(cè)繪,2016,32(2):25-27.
[4]康學(xué)凱.基于無人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)的無控制測(cè)繪試驗(yàn)研究[J].礦山測(cè)量,2016,44(5):61-65.
[5]高姣姣,顏宇森,盛新蒲,等.無人機(jī)遙感在西氣東輸管道地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2010,37(6):126-129.
[6]何碧波,倪峰,鄭明燈.無人機(jī)航測(cè)若干問題分析[J].地理空間信息,2016,14(12):13-14.
長(zhǎng)期以來,正是由于缺乏持續(xù)科學(xué)發(fā)展的觀點(diǎn),對(duì)保護(hù)環(huán)境的意識(shí)淡薄,在公路建設(shè)等大規(guī)模工程的勘察設(shè)計(jì)、施工及使用階段,都未把環(huán)境評(píng)估這一重要內(nèi)容列入工作計(jì)劃之中。隧道等地下工程修建于地殼表層,位于地下水最為活躍的部位,在巖土中開鑿的隧洞,它將可能成為其四周特別是工程上部地質(zhì)內(nèi)的地表、地下水的匯集場(chǎng)所或新的排泄通道,這勢(shì)必改變工程范圍內(nèi)的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)環(huán)境,進(jìn)而影響地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。過去修建隧道等地下工程,除少數(shù)特殊工程采用以堵為主的全面防水措施外,大多數(shù)工程,特別是山區(qū)隧道工程都采用排堵結(jié)合、以排為主的防治方針。因此,,眾多隧道等地下工程在修建中和建成后長(zhǎng)期存在著涌、漏水災(zāi)害和環(huán)境惡化等問題。
隧道和礦山坑道等長(zhǎng)期大量涌水或大量排放地下水,造成工程地區(qū)含水層被疏干,使生態(tài)環(huán)境惡化,主要表現(xiàn)為:地表水和泉、井枯竭;生活、工農(nóng)業(yè)用水缺失;地表沉降、巖溶塌陷、土壤沙化、水土流失;建筑物被破壞。鎮(zhèn)勝高速公路槽箐頭隧道施工中的大量涌水,使地表“四道溝”所有泉水干枯,從而截?cái)嗔嗽摐舷掠伟l(fā)電用的水源和農(nóng)業(yè)用水。巖溶地區(qū)隧道內(nèi)的長(zhǎng)期涌水,引起的環(huán)境問題也更加嚴(yán)重。
2 隧道環(huán)境水文地質(zhì)工作
隧道環(huán)境水文地質(zhì)工作是一項(xiàng)十分重要的工作,既要查明工程地區(qū)的水文地質(zhì)條件及變化趨勢(shì),又要對(duì)由于水的作用可能引起的地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境惡化的可能性和程度作出預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。水文地質(zhì)工作應(yīng)貫穿工程建設(shè)的全過程,不同階段的工作重點(diǎn)有共同點(diǎn)又有不同點(diǎn)。
2.1 勘測(cè)設(shè)計(jì)階段
2.1.1 水文地質(zhì)勘測(cè)主要任務(wù)
(1)探明工程區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件,進(jìn)行水文地質(zhì)劃分,查明含水層的位置、水理性質(zhì)、水位等水文地質(zhì)參數(shù)和地下水的補(bǔ)給來源和排泄路徑;
(2)對(duì)隧道內(nèi)在施工階段的最大涌水量和運(yùn)營(yíng)期間的穩(wěn)定涌水量作出預(yù)測(cè),并預(yù)測(cè)可能發(fā)生集中(或突發(fā))涌水的地段;
(3)評(píng)價(jià)地下水對(duì)圍巖分類、隧道掘進(jìn)和支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響;
(4)評(píng)估排出地下水后對(duì)工程周圍生態(tài)環(huán)境的影響程度和發(fā)展趨勢(shì),充分估計(jì)隧道開挖引起表水漏失、地面沉降、巖溶塌陷等的程度和范圍,提出防治意見。
2.1.2勘測(cè)的重點(diǎn)地段
根據(jù)調(diào)查研究和大量的工程實(shí)踐,認(rèn)為下列地質(zhì)環(huán)境是容易發(fā)生集中涌水和可能引發(fā)生態(tài)環(huán)境惡化的地段,也是水文地質(zhì)勘測(cè)的重點(diǎn)地段。
根據(jù)調(diào)查研究和大量的工程實(shí)踐,認(rèn)為下列地質(zhì)環(huán)境是容易發(fā)生集中涌水和可能引發(fā)生態(tài)環(huán)境惡化的地段,也是水文地質(zhì)勘測(cè)的重點(diǎn)地段。
(1)巖體破碎帶.包括斷裂帶、節(jié)理裂隙密集帶、褶曲軸部等;’
(2)滲漏層與非滲漏層交界面(帶).主要有地層不整合接觸帶、可溶巖與非可溶巖交互帶、不同巖性和不同結(jié)構(gòu)巖體接觸帶等;
(3)地表水系發(fā)育或匯合地段,主要有:地表水體、古河床、山間河谷、盆地等地段;
(4)巖溶地區(qū)主要有:巖溶洞穴、洼地、地下河發(fā)育地段。
上述重點(diǎn)地段的勘測(cè),除應(yīng)按有關(guān)規(guī)范、規(guī)則執(zhí)行外,還應(yīng)注意如下工作內(nèi)容,
①對(duì)巖體結(jié)構(gòu)破碎帶,應(yīng)查明斷層的力學(xué)屬性、產(chǎn)狀、上下盤巖層和巖體裂隙發(fā)育程度及斷層帶的充填、膠結(jié)性質(zhì);對(duì)節(jié)理裂隙密集帶及褶曲軸部,主要應(yīng)查明裂隙發(fā)育程度及裂隙的張開性、延伸性。上述地質(zhì)因素,決定著巖體的導(dǎo)水性和富水性。
②對(duì)滲漏層與非滲漏層交界面(帶),主要查明交界面的產(chǎn)狀、交界面(帶)的特性以及交界面底板的滲漏特性。若沿交界面有發(fā)育巖溶洞穴時(shí),應(yīng)查明洞穴標(biāo)高與隧道標(biāo)高的關(guān)系及洞穴的充水特性。
2.2 施工階段
施工階段環(huán)境水文地質(zhì)工作的重點(diǎn)是調(diào)查分析3地表水、地下水露頭的變化;隧道內(nèi)涌水、漏水狀況;水對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響以及各種防治措施的作用和效果。
(1)水文地質(zhì)觀測(cè)2①地表水體(如河水、溝流水、山塘、水庫)水位、流量及下滲量觀測(cè);②井泉流量、鉆孔水位等觀測(cè);⑧洞內(nèi)涌水、漏水調(diào)查,觀測(cè)出水部位、出水量、水質(zhì)、含泥沙量變化規(guī)律。
(2)調(diào)查隧道內(nèi)涌、漏水對(duì)圍巖穩(wěn)定的影響以及地下水與隧道內(nèi)各種地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系。
(3)調(diào)查分析隧道內(nèi)大量涌水或排放地下水的環(huán)境效應(yīng),進(jìn)行因地下水位迅速降低造成周圍生態(tài)環(huán)境惡化的可能性和災(zāi)害程度的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),了解環(huán)境影響的范圍及發(fā)展趨勢(shì)。
(4)調(diào)查分析防水治水措施的作用和效果。
2.3 運(yùn)營(yíng)階段
隧道建成后,若仍有地下水涌入和滲漏入隧道內(nèi),則運(yùn)營(yíng)階段仍需加強(qiáng)水文地質(zhì)工作,其重點(diǎn)是:
(1)調(diào)查水對(duì)隧道工程的襯砌、道床及線路上部建筑物的影響程度中建立工點(diǎn)履歷卡片;
(2)進(jìn)行隧道內(nèi)工作環(huán)境分析;
(3)進(jìn)行地表生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查和發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè);,
(4)提出災(zāi)害治理措施及環(huán)境保護(hù)措施。
3 新建公路隧道水文地質(zhì)及生態(tài)環(huán)境影響的評(píng)估
回顧以前的有關(guān)規(guī)范、規(guī)則,幾乎都未把隧道工程建設(shè)與環(huán)境工程作為一個(gè)系統(tǒng)來考慮,沒有關(guān)于隧道開挖對(duì)生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)的專門條款和規(guī)定。在公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范中,對(duì)隧道防排水提出“以排為主,排、截、堵相結(jié)合的原則”,在實(shí)施中,由于突出了以排為主,大多數(shù)隧道工程(特別是山區(qū)公路隧道),不論涌、滲水的補(bǔ)給來源及水量大小與否,施工中多不作預(yù)防處理,因而隧道成了泄水洞,把周圍大量的地下水吸奪過來,破壞了原有的水文地質(zhì)環(huán)境
在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,通過近年來的研究,我們認(rèn)為在新建公路隧道工程及其它地下工程項(xiàng)目的整個(gè)過程中,要把隧道工―環(huán)境水文地質(zhì)―生態(tài)環(huán)境影響作為一個(gè)系統(tǒng)工程來考慮,把穩(wěn)定原有隧道水文地質(zhì)環(huán)境和保護(hù)生態(tài)環(huán)境作為環(huán)境影響評(píng)估的重點(diǎn)。
3.1 隧道環(huán)境水文地質(zhì)評(píng)估方法
3.1.1 環(huán)境水文地質(zhì)及影響的評(píng)估范圍
隧道水文地質(zhì)勘測(cè)和環(huán)境影響評(píng)估的范圍與水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度以及隧道埋深和長(zhǎng)度有關(guān)。根據(jù)我國(guó)若干隧道因開挖改變地下水環(huán)境、并影響地表生態(tài)環(huán)境的實(shí)例,隧道兩側(cè)的影響寬度為400~2600m或更大,因此,隧道環(huán)境水文地質(zhì)勘察和環(huán)境影響評(píng)估的范圍以隧道兩側(cè)各1000~5000m為宜。這較“公路工程建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”第3.1.1條規(guī)定的“一般情況下宜為線路兩側(cè)各300m”范圍值要大。
3.1.2 環(huán)境水文地質(zhì)評(píng)估項(xiàng)目與方法
(1)環(huán)境水文地質(zhì)評(píng)估項(xiàng)目,主要包括:地形地質(zhì);水文地質(zhì)條件;水文地質(zhì)分區(qū);水文地質(zhì)參數(shù)計(jì)算、選擇;預(yù)報(bào)涌水量的方法、公式、成果。
(2)環(huán)境水文地質(zhì)評(píng)估方法
3.1.3 環(huán)境因素調(diào)查的主要項(xiàng)目及內(nèi)容
(1)地表水體(河流、井、泉、水庫、貯水池、水渠等)的長(zhǎng)度、面積、容量、水位及其重要性分類;
(2)農(nóng)田、林業(yè)用地的類型、面積,需保護(hù)的重要性或名貴植物的數(shù)量和范圍;
(3)人口密度;
(4)建筑物和構(gòu)筑物的數(shù)量、類型和分布,特別注意有無重點(diǎn)保護(hù)文物景點(diǎn);
(5)其它,如棄碴堆放場(chǎng)地的地形和水文條件、水土流失狀況、不良地質(zhì)現(xiàn)象等。
3.2隧道環(huán)境影響的評(píng)估方法和標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)隧道通過強(qiáng)富水區(qū)(段)及中等富水區(qū)(段),以及巖溶發(fā)育區(qū)(段)時(shí),即工程施工及運(yùn)營(yíng)期間大量地下水涌入或從中排放時(shí),對(duì)周圍環(huán)境將有較大的影響。因此,在新建鐵路隧道時(shí)應(yīng)對(duì)環(huán)境影響的內(nèi)容)程度和范圍進(jìn)行評(píng)價(jià),并應(yīng)提出有關(guān)補(bǔ)救措施或相應(yīng)對(duì)策。
3.2.1 生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)內(nèi)容
主要評(píng)價(jià)由于隧道內(nèi)大量涌水或排水引起的環(huán)境問題。
(1)地表水、地下水的可能疏干程度,生產(chǎn)、生活用水缺失程度;
(2)淺埋隧道地面下沉的程度和范圍,對(duì)地面建筑物基礎(chǔ)的可能破壞程度;
(3)地表沉降、巖溶塌焰發(fā)生的程度和范圍;
(4)地表水、地下水可能被污染的程度;
(5)隧道內(nèi)環(huán)境可能惡化的程度;
(6)隧道開挖棄碴堆放引起的泥石流等環(huán)境問題的可能程度;
(7)工程竣工后,排出的地下水作為水資源的可利用程度;
(8)防治發(fā)生上述災(zāi)害及環(huán)境惡化問題的對(duì)策。
3.2.2 隧道環(huán)境影響評(píng)估技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
(1)隧道環(huán)境影響評(píng)估范圍,一般情況下為隧道軸線兩側(cè)各1000m,巖溶發(fā)育區(qū)范圍可擴(kuò)大至隧道軸線兩側(cè)3000m~5000m。
(2)隧道生態(tài)環(huán)境影響評(píng)估,不同的地下水類型和埋深狀態(tài)其評(píng)價(jià)的主要項(xiàng)目及評(píng)價(jià)的深度不同,可按表3建議的進(jìn)行。
3.2.3 隧道工程防排水原則
隧道工程防排水措施是否恰當(dāng),是隧道環(huán)境保護(hù)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵之一。就大多數(shù)隧道工程而言,施工和運(yùn)營(yíng)隧道的防排水,“以防、截、排、堵相結(jié)合及因地制宜綜合治理的原則”進(jìn)行是合適的,但從環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)出發(fā):只是一般性的規(guī)定是不夠的,應(yīng)該根據(jù)隧道等地下工程的長(zhǎng)、短、重要性和隧道水文地質(zhì)條件的復(fù)雜性,以及隧道地區(qū)的人口密度、農(nóng)牧業(yè)發(fā)達(dá)程度等生態(tài)環(huán)境,采用不同的防治措施。
(1)淺埋隧道、城市地下鐵道及水下隧道,為防止表水疏干、地表下沉、地面塌陷等災(zāi)害,應(yīng)采取截、堵表水下滲和洞內(nèi)全封閉、洞內(nèi)不允許滲漏水的防治措施。
(2)山嶺隧道工程,可按下列情況采用不同的防排水對(duì)策:
①非巖溶隧道.若覆蓋層較薄或圍巖屬?gòu)?qiáng)滲透性的地層,對(duì)地表水應(yīng)及早處理,以采用防止表水大量下滲的措施為主;若隧道埋深超過50m,除通過斷層破碎帶等富水區(qū)段采用預(yù)注漿堵水措施外,一般可按常規(guī)措施來處理。
②巖溶隧道.若隧道標(biāo)高處于巖溶水循環(huán)的充氣帶,可不作防水的特殊處理;若隧道標(biāo)高處于季節(jié)性充水帶或水平循環(huán)帶及深循環(huán)帶,一般以采用地表截堵、防止表土流失、洞內(nèi)注漿堵水等措施為主,其中若碰到原有動(dòng)、靜水壓變化較大的集中股流(如暗河管道流),視對(duì)環(huán)境影響的程度,即可采用輔助工程引排,又可采用在未揭穿集中股流前進(jìn)行預(yù)注漿封堵的措施進(jìn)行處理。巖溶隧道地表覆蓋層若厚度較薄(小于20m)時(shí),則應(yīng)在隧道開挖前作地面預(yù)處理,以防止地面塌陷。
③生態(tài)環(huán)境需特殊保護(hù)地區(qū)的隧道工程。無論隧道長(zhǎng)短和埋深如何,修建時(shí)均應(yīng)采取全封堵水的措施。
4 結(jié)束語
隧道工程對(duì)環(huán)境水文地質(zhì)條件及周圍的生態(tài)環(huán)境會(huì)帶來程度不同的影響,其中地表、地下水的大量涌入或隧道內(nèi)地下水的大量排放是其主要原因。因此,我們認(rèn)為,今后在新建隧道等地下工程時(shí).-要認(rèn)真開展隧道水文地質(zhì)環(huán)境變化規(guī)律及其對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的評(píng)估這一重要工作。
(1)新建隧道環(huán)境影響評(píng)估應(yīng)貫穿于隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營(yíng)各個(gè)階段。
(2)新建隧道環(huán)境影響評(píng)估范圍應(yīng)規(guī)定為隧道軸兩側(cè)各1000~5000m為宜,特長(zhǎng)巖溶隧道可根據(jù)需要適當(dāng)擴(kuò)大評(píng)估范圍。
(3)從保護(hù)環(huán)境的大目標(biāo)出發(fā),新建隧道工程的防排水原則應(yīng)以截、堵措施為主,以改變過去山嶺隧道建設(shè)中,以排為主的做法。
(4)環(huán)境影響評(píng)估應(yīng)包括地表環(huán)境影響程度、范圍的評(píng)估和對(duì)隧道內(nèi)環(huán)境影響的評(píng)估兩方面的項(xiàng)目和內(nèi)容。
參考文獻(xiàn)
[1] 唐承石.《我國(guó)鐵路隧道水害概況》.《隧道工程》,1984,4.
[2] 馬國(guó)英.《運(yùn)營(yíng)鐵路隧道病害探討》.《中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)隧道及地下工程學(xué)’會(huì)第八屆年會(huì)論文集》,1991.10.
[3] 何發(fā)亮,陳成宗,牟瑞芳. 《巖溶地區(qū)鐵路長(zhǎng)隧道涌水涌泥沙及地表塌陷災(zāi)害規(guī)律的研究》.《第三屆全國(guó)工程地質(zhì)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集》,1995.8.
[4] 陳夢(mèng)熊. 《環(huán)境地質(zhì)學(xué)的基本理論與發(fā)展前景》.《工程地質(zhì)學(xué)報(bào)》VO.3(3),1995,9.
中圖分類號(hào):P258 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A0. 前言
為了預(yù)防滑坡事故,我們需要獲取滑坡體的變形信息。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方式主要是通過群測(cè)群防獲取非重點(diǎn)滑坡的狀態(tài)信息,同時(shí)利用一般的監(jiān)測(cè)技術(shù)來得知滑坡的狀態(tài)信息。這種方式比較耗費(fèi)人力物力。GPS技術(shù)則為中尺度以上的范圍監(jiān)測(cè)帶來了技術(shù)支持,這項(xiàng)技術(shù)日新月異,為大面積的滑坡動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究做出了突出貢獻(xiàn)。山西省靈丘縣唐河水庫段陜京管道地質(zhì)災(zāi)害勘查工程位于山西省靈丘縣西約20km的東河南鎮(zhèn)韓於地村附近,地理坐標(biāo)為東經(jīng)114°01′10″,北緯39°22′42″,南部有京原鐵路,北側(cè)緊鄰廣偏公路,測(cè)區(qū)海拔約1130m,屬山區(qū)地貌。在這個(gè)地段一旦發(fā)生滑坡事故就會(huì)給人們的生活帶來很大的損失,為了防止突發(fā)性互動(dòng),就需要建立起滑坡預(yù)防系統(tǒng)。
1. 滑坡監(jiān)測(cè)
1.1 滑坡監(jiān)測(cè)的重要性
滑坡作為比較嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害,主要因?yàn)槭菬o法事先準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)和強(qiáng)度。正是由于這種突發(fā)性的特點(diǎn),當(dāng)前世界上的普遍作法是以防治為主,所以需要靠滑坡監(jiān)測(cè)來獲取數(shù)據(jù)作為預(yù)防依據(jù)。
1.2 滑坡外部變形監(jiān)測(cè)
滑坡外部變形監(jiān)測(cè)主要包括對(duì)于滑坡的表面位移監(jiān)測(cè)和深部位移監(jiān)測(cè),這兩種監(jiān)測(cè)手段還可以相互驗(yàn)證?;卤砻嫖ㄒ槐O(jiān)測(cè)是滑坡外部變形監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)內(nèi)容,通過測(cè)量的數(shù)據(jù)可以獲取滑坡移量的大小、方向以及變形速率,這是監(jiān)測(cè)滑坡的重點(diǎn),也是判斷滑坡是否穩(wěn)定的依據(jù)。
1.3 GPS自動(dòng)化的特點(diǎn)介紹
GPS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)原理是利用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等實(shí)現(xiàn)在線獲取形變體的三維坐標(biāo)。通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè),來對(duì)形變體進(jìn)行自動(dòng)化判斷,具有很突出的優(yōu)點(diǎn):
(1)不受環(huán)境干擾。
(2)不需要通視,適合野外實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
(3)數(shù)據(jù)比較同步,有利于作為判斷依據(jù)。
(4)數(shù)據(jù)采集速度快,使用快捷。
(5)數(shù)據(jù)采集精度高。
(6)能夠全天監(jiān)測(cè),節(jié)省人力。
正是由于GPS具有以上幾個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn),所以在滑坡監(jiān)測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用,可以作為一項(xiàng)有效的監(jiān)測(cè)手段。另外,雖然GPS的大地高精度雖然比較差,但是其各點(diǎn)的高差還是有一定的價(jià)值的。因此,我們可以認(rèn)為各點(diǎn)的大地高差值基本恒定,精度在毫米級(jí),滿足三等水準(zhǔn)的精度要求,可以滿足山體滑坡監(jiān)測(cè)垂直位移的精度,因此采用GPS方法進(jìn)行觀測(cè)是可行的。
2. 監(jiān)測(cè)布設(shè)
2.1 監(jiān)測(cè)人員和設(shè)備
我中心共投入1個(gè)測(cè)量組4名技術(shù)人員,全站儀1臺(tái),GPS接收機(jī)4臺(tái),計(jì)算機(jī)1臺(tái),惠普HPDesignJet500繪圖儀1臺(tái),佳能i400噴墨打印機(jī)1臺(tái);采用南方CASS2008地形地籍成圖軟件成圖,滑坡監(jiān)測(cè)采用南方測(cè)繪S86GPS接收機(jī)靜態(tài)觀測(cè)時(shí)間大于30分鐘。
2.2 平面控制測(cè)量
本測(cè)區(qū)采用1954年北京坐標(biāo)系,高斯投影,3度分帶,中央子午線114°;高程系采用1956年黃海高程系統(tǒng)。首級(jí)平面控制測(cè)量采用唐河水電站測(cè)圖期間控制點(diǎn)GPS4、GPS5、GPS19及GPS2,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘檢查,標(biāo)志完好,經(jīng)復(fù)核成果滿足成圖要求,可供利用,圖根控制測(cè)量采用GPSRTK測(cè)量??刂茰y(cè)量圖如圖1所示。
2.3 地形測(cè)量
監(jiān)測(cè)之前首先要檢查周圍環(huán)境,要求在檢測(cè)路段方圓兩公里內(nèi)沒有高壓線,沒有大功率電臺(tái),地勢(shì)開闊,便于GPS衛(wèi)星信號(hào)的接收,提高檢測(cè)數(shù)據(jù)精度。
本測(cè)區(qū)地形圖測(cè)繪使用全站儀配合GPS-RTK進(jìn)行數(shù)字化采集,內(nèi)業(yè)使用廣州CASS2008軟件成圖。成圖格式為廣州CASS2008-2004軟件的.dwg格式。地形圖基本等高距為0.5m,高程注記至0.01m。
測(cè)量時(shí)要找到基準(zhǔn)點(diǎn),本次測(cè)量選取各種建筑物、構(gòu)筑物按地物和地面相交幾何圖形作為該建筑物的范圍線,即以建筑物墻基礎(chǔ)外角為準(zhǔn)。施工期間以當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)現(xiàn)狀為準(zhǔn),本測(cè)區(qū)內(nèi)的灌木林地均為標(biāo)記植被符號(hào)。
2.4 數(shù)據(jù)處理
滑坡監(jiān)測(cè)采用GPS靜態(tài)觀測(cè),基準(zhǔn)點(diǎn)采用唐河水電站測(cè)圖期間控制點(diǎn)GPS4、GPS5及GPS19,由于基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)時(shí)間較長(zhǎng),經(jīng)復(fù)測(cè)滿足監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)要求。變形點(diǎn)布設(shè)6個(gè),利用已有點(diǎn)位5個(gè),新埋點(diǎn)位1個(gè),新埋點(diǎn)位采用如下形式。
觀測(cè)采用4臺(tái)南方靈銳S86GPS接收機(jī),靜態(tài)標(biāo)稱精度為平面3mm+1PPm、高程5mm+1PPm,同步觀測(cè)時(shí)間大于30分鐘,由于勘查面積比較小,沉降觀測(cè)基線距離超短,給觀測(cè)平差帶來一定影響,再就是施工工期較短,觀測(cè)周期短,期間為2011年1月1日至2011年1月25日,給滑坡的位移速率評(píng)價(jià)帶來一定難度。結(jié)合以上測(cè)量結(jié)果,統(tǒng)計(jì)并整理數(shù)據(jù)得到沉降量的折線圖如圖2所示。
2.5 結(jié)果分析
從監(jiān)測(cè)結(jié)果看,滑坡移量比較大,速率較快,建議進(jìn)一步加強(qiáng)監(jiān)測(cè),采取治理措施,防止事故發(fā)生。結(jié)合當(dāng)前的天氣、水文、地質(zhì)等情況可以得知,滑坡近期的變形主要原因在于最近暴雨條件下降水量過大,使得滑坡的總體重量增加,但是其基巖透水性差,這就使得雨水大量富集土體逐漸軟化,滑坡體強(qiáng)度逐漸降低,容易變形形成滑面。
結(jié)論
滑坡的監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作,通過在監(jiān)測(cè)中應(yīng)用GPS技術(shù)能夠有效地減少測(cè)量誤差,給監(jiān)測(cè)工作帶來了很大的便捷。本文通過分析了在進(jìn)行滑坡變形監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)采集時(shí)應(yīng)用GPS技術(shù),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,通過分析數(shù)據(jù)得到滑坡變形的現(xiàn)狀。當(dāng)前,由于受到氣候、固體潮、電離層等影響,GPS監(jiān)測(cè)還存在著一些尚需解決的問題,這就需要我們操作人員還要繼續(xù)進(jìn)行技術(shù)改革,探究出一套精度更加高的、便捷的、受環(huán)境影響的技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及GPS應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,GPS技術(shù)必然將會(huì)在變形監(jiān)測(cè)方面上廣泛應(yīng)用起來。通過更加科學(xué)的監(jiān)測(cè)工作,利用更加便捷的方式,將會(huì)大大減少測(cè)量人員的危險(xiǎn)系數(shù),增加對(duì)滑坡預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度,降低因?yàn)榛陆o人們?cè)斐傻奈:Α?/p>
關(guān)鍵詞: 暗河;水文地質(zhì)條件;工程地質(zhì)條件;發(fā)育特征;馬關(guān)縣
Key words: underground river;hydrogeological conditions;engineering geological conditions;development characteristics;Maguan County
中圖分類號(hào):P64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2016)21-0133-03
0 引言
漁塘暗河位于文山馬關(guān)縣坡腳鎮(zhèn),區(qū)內(nèi)為中低山構(gòu)造侵蝕、溶蝕地貌,地勢(shì)由北向南逐漸降低。該暗河屬清水河中游段,流經(jīng)至馬固天然湖泊由碳酸鹽巖落水洞沒入地下以伏流的形式徑流約20km后從漁塘村流出,往東徑流8.5km匯入盤龍河,最終流入紅河。
漁塘暗河處于巖溶水的補(bǔ)給、徑流區(qū),地下水循環(huán)交替較快,常發(fā)生地下襲奪現(xiàn)象。大氣降水為主要的補(bǔ)給來源,但區(qū)內(nèi)降水分布不均,呈現(xiàn)南西多,北東少的特點(diǎn),每年7~12月份易發(fā)生洪澇災(zāi)害,而旱季又缺水嚴(yán)重。因此地下暗河的考查尤為重要,能為擬建暗河水庫提供有力的資料依據(jù),若建庫成功,可解決當(dāng)?shù)鼐用窦竟?jié)性水淹和缺水的問題,對(duì)周邊氣候環(huán)境改善亦可起到積極地作用。
1 地質(zhì)概況
1.1 地層巖性
區(qū)內(nèi)出露主要地層以泥盆系(D)和第四系(Q)出露為主。其中泥盆系分為中統(tǒng)和上統(tǒng),中統(tǒng)古木組(D2g)以中厚層白云巖夾泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及灰?guī)r為主,局部夾薄層硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r;中統(tǒng)東崗嶺組(D2d)以灰色-深灰色中層至塊狀隱晶和細(xì)晶灰?guī)r夾白云巖為主;上統(tǒng)(D3)以灰色、深灰色中-厚層夾泥質(zhì)灰?guī)r及鮞狀灰?guī)r為主,局部夾白云巖。第四系中坡殘積層(Q4el+dl)含紅褐色、褐黃色粘土、粉質(zhì)粘土夾角礫等,沖洪積層(Q4al+pl)以灰色、灰黃色、灰褐色粘土、砂卵礫石混漂石為主,強(qiáng)度低且厚度變化大。
1.2 地質(zhì)構(gòu)造
區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂發(fā)育,新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈(圖1)。根據(jù)構(gòu)造行跡的組合規(guī)律和其所反映出來的地殼運(yùn)動(dòng)方式和方向可分為文山巨型環(huán)狀旋鈕構(gòu)造、八寨底泥斷裂、文麻大斷裂、山車橋頭斷裂四種構(gòu)造類型。
文山巨型環(huán)狀旋鈕構(gòu)造主要由一系列弧形褶皺和斷裂組成,整個(gè)旋鈕構(gòu)造分為維摩~珠琳褶皺帶、裸家邑~舊莫中生帶沉降帶、文山~那灑褶皺帶、懂馬中生沉降帶四個(gè)構(gòu)造層。八寨底泥斷裂為壓性斷裂,形狀呈舒緩波狀,由南西向北東延伸,有碎屑巖夾層分布在其斷層帶上。文麻大斷裂屬壓扭性斷裂,呈歹字型分布。山車橋頭斷裂屬壓性斷層,形態(tài)呈舒緩波狀,由西北向東南斜沖,沿其斷層帶見有輝長(zhǎng)輝綠巖侵入體,地層直立、倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象明顯。
1.3 巖溶發(fā)育特征
區(qū)域內(nèi)巖溶發(fā)育具有多期性[1],早期以水平溶蝕作用為主,晚期由于地殼上升侵蝕不斷增強(qiáng),以垂向形態(tài)為主,形成典型的古峰、峰從、洼地和巖溶山地等地貌特征,局部形成落洞、漏斗、天窗、巖溶塌陷等地表現(xiàn)象。
勘察區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育具有明顯的水平分帶及垂直分帶特性[2],屬?gòu)?qiáng)巖溶發(fā)育區(qū),地表巖溶形態(tài)以溶洞(圖2~3)、落水洞、巖溶洼地(圖4~5)、漏洞等為主,巖溶率5%~10%。地面以下至100m以上為垂直滲流帶,巖溶發(fā)育以垂向的溶隙、溶洞、落水洞、天窗為主,屬?gòu)?qiáng)巖溶發(fā)育帶;100~160m為地下水平徑流帶,巖溶以完整的水平溶洞、溶隙、暗河徑流通道居多,屬中等巖溶發(fā)育帶;160m以下為地下水深不循環(huán)帶,巖溶發(fā)育以溶孔、溶隙為主,屬弱巖溶發(fā)育帶。溶洞、暗河及洼地特征如下圖。
1.4 水文地質(zhì)條件
區(qū)內(nèi)大氣降水是地下水最主要的補(bǔ)給來源,徑流多以暗河、寬大溶隙形式呈紊流狀態(tài)運(yùn)動(dòng),暗河流域內(nèi)以溶蝕管道、溶蝕裂隙排泄為主。受地下溶蝕空間影響,局部排泄不暢,豐水期可形成天然湖泊。
庫區(qū)地下水類型為松散巖類孔隙水和碳酸鹽巖類巖溶水兩大類,其中以巖溶水為主??紫端x存于第四系殘坡積層和沖洪積層中,殘坡積層厚度薄,地下水補(bǔ)給微弱,透水性和富水性較弱,沖洪積層分布于庫區(qū)底部,透水性相對(duì)較強(qiáng)。巖溶水埋藏于D2d、D3碳酸鹽巖含水巖溶裂隙和溶洞中,透水性中等,巖溶發(fā)育以溶隙、溶孔為主,其中溶隙是地下水的主要賦水空間和運(yùn)移通道。
1.5 工程地質(zhì)條件
測(cè)區(qū)主要為堅(jiān)硬層塊狀結(jié)構(gòu)碳酸鹽巖巖組、較堅(jiān)硬至堅(jiān)硬層狀結(jié)構(gòu)碎屑巖巖組、軟至硬塑狀松散結(jié)構(gòu)土體等三種類型的巖組。一把傘庫區(qū)地形坡度約20°~30°,局部為陡崖,庫盆多為石漠化,局部為第四系殘坡積層覆蓋,庫岸基巖。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,未發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。石丫口庫區(qū)呈“V”字形槽谷,庫岸地形坡度45°~60°,局部較陡,庫盆多為石漠化,局部為第四系殘坡積層覆蓋,庫岸基巖,其邊坡穩(wěn)定性較好[3]。小坡腳、舊寨等地工程地質(zhì)條件與石丫口基本一致。馬固庫區(qū)內(nèi)地形坡度約10°~15°,盆地內(nèi)大部份地段為第四系殘坡積層覆蓋,局部地段有基巖零星出露,殘坡積層厚度變化大,庫岸基巖,庫岸邊坡類型為碎裂結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡。
2 暗河分布及發(fā)育特征
區(qū)內(nèi)發(fā)育有較完整的呈東西向分布的暗河系統(tǒng),在空間上呈樹枝狀展布,主通道從馬固至水淹壩,在主河道南北兩側(cè)各發(fā)育一條次級(jí)暗河。暗河流域內(nèi)主要有三條斷裂,分別為F2、F3、F5,其中F2和F5斷層對(duì)暗河影響較大。F2斷層為北側(cè)暗河的主控?cái)鄬?,總體走向呈NE62°,傾向WS,傾角較陡,在65°~70°之間,斷層破碎帶較寬,富水性和導(dǎo)水性強(qiáng)。F5斷層總體走向呈NE52°,傾向NE,傾角較陡,在55°~70°之間,斷層面有明顯的擦痕、斷層崖分布,屬壓扭性斷裂。斷層及暗河分布特征見圖6。
2.1 暗河主通道探查及其特征
暗河主通道從大馬固往東經(jīng)小坡腳、一把傘、水淹壩至磨古科,轉(zhuǎn)往南至淹平再往東至出口。經(jīng)探查,大馬固片區(qū)為暗河上游段,由于落水洞、溶隙、溶孔等發(fā)育,與地下暗河相連。片區(qū)主要分布碳酸鹽巖地層,區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育,大馬固北部盆地分布有F2、F3斷層,控制著暗河分布,南側(cè)有F5斷層,為碎屑巖與碳酸鹽巖的分界線,其暗河水流量為1~2.0m3/s,與下游觀測(cè)流量(4~6.0m3/s)相差較大。分析此為上層通道,并非暗河主通道。石丫口片區(qū)毛毛樹洼地發(fā)育有落水洞(D03),呈近東西向展布,與暗河主管道相連通,判斷暗河主通道分布在落洞(D03)與石丫口溶洞之間。一把傘區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育,主要分布F2斷層,斷層橫穿一把傘湖泊,且控制著暗河北側(cè)支流發(fā)育,洼地內(nèi)發(fā)育有2處落水洞。據(jù)地下水位長(zhǎng)觀資料分析,推算暗河地下水位標(biāo)高在1288m附近,為暗河主管道。山車電站至下陰洞段,分布有F5斷層,為碎屑巖與碳酸鹽巖分界線。受斷層構(gòu)造控制,暗河管道主要沿F5斷層延伸。巖溶發(fā)育以落水洞、溶隙、溶孔、管道為主。
經(jīng)進(jìn)一步的探查和資料分析,由于巖溶發(fā)育的不均一性,暗河具有明顯的三個(gè)階梯。第一級(jí)階梯為底層巖溶發(fā)育區(qū),巖溶發(fā)育以暗河、管道為主,體積巖溶率較低,蓄水空間少;第二階梯為中層巖溶發(fā)育區(qū),巖溶發(fā)育以暗河、管道、溶孔為主,溶蝕空間較大,儲(chǔ)水空間較多;第三階梯為頂層巖溶發(fā)育區(qū),巖溶發(fā)育形態(tài)以暗河、管道、溶孔為主,溶蝕空間較大,儲(chǔ)水空間較多;近地表巖溶形態(tài)主要表現(xiàn)為孤峰、溶蝕洼地、槽谷。
2.2 暗河北側(cè)支流特征
該次級(jí)暗河發(fā)育于主河道北側(cè),其上游主要沿F2斷層延伸,發(fā)育在D2d地層中,下游主要發(fā)育在D2g地層中。暗河為季節(jié)性河流,豐水期由于阻水點(diǎn)的存在,使主河道水位迅速抬升,北支的河道變成低鄰河谷??菟冢眰?cè)河道靠周圍山體地下水側(cè)向補(bǔ)給暗河水,流量較小。
2.3 暗河南側(cè)支流特征
主河道南側(cè)次級(jí)暗河主要沿F5斷層延伸,豐水期暗河主通道排泄不暢水位抬高,從地形地貌看南支河道明顯與舊寨、石丫口形成低鄰谷關(guān)系,然而在豐水期舊寨、石丫口形成湖泊,南側(cè)支流未發(fā)現(xiàn)明顯水位變化。說明南側(cè)支流在上游與主河道無水力聯(lián)系,且匯水面積較小,逕流量小。
3 滲漏分析
主河道與次級(jí)河道間有地下分水鄰存在,枯季時(shí)水位較低,但在洪水季節(jié)由于阻水點(diǎn)的存在,致使主河道水位迅速抬升。
區(qū)內(nèi)主要滲漏地段為越谷進(jìn)入北支河道地段和越谷進(jìn)入南支河道地段[4-6],北支河谷與一把傘湖泊形成低鄰河谷關(guān)系的主要有銷廠和下長(zhǎng)沖兩個(gè)點(diǎn);銷廠地勢(shì)低凹,分布在主河道與北支河道的地下水分鄰附近,無斷層等構(gòu)造通過,其地下水通道應(yīng)以管道、溶孔、溶隙為主,連通不暢,不易形成較大溶蝕管道,越谷水流從此處經(jīng)過的可能性較小。一方面,F(xiàn)2斷層經(jīng)上長(zhǎng)沖至下長(zhǎng)沖呈北東南西向展布,利于溶蝕作用的產(chǎn)生;另一方面,北支河道上游段沿F2斷層展布,通過分析,當(dāng)一把傘湖泊水位抬升至1338m左右時(shí),地下水沿F2斷層帶越谷進(jìn)入北支河道中,初步查明一把傘至下長(zhǎng)沖(F2斷層)為主要滲漏段。南支河道地段,暗河主管道與南側(cè)支流形成明顯低鄰谷關(guān)系的為石丫口湖泊,經(jīng)過探查,當(dāng)石丫口湖水位抬升至1375m左右時(shí)出現(xiàn)側(cè)向滲漏,抬升至1386m左右時(shí)湖水沿石丫口低凹點(diǎn)出流,滲漏及出流水從石丫口往南流入南支暗河中。水庫蓄水后石丫口落水洞附近為主要滲漏段。
4 暗河對(duì)工程的影響評(píng)價(jià)
暗河探明對(duì)于工程建設(shè)具有重要的科學(xué)意義。初步探查,暗河主管道徑流區(qū)出露地層、巖性、構(gòu)造、水文工程地質(zhì)條件及暗河主管道巖溶發(fā)育特征已基本查明,但暗河具置尚未探明,暗河通道截流位置及防滲處理所需地質(zhì)資料不完善,對(duì)于建庫有較大影響。
暗河北側(cè)支流中,當(dāng)?shù)叵滤?337m附近時(shí),地下水開始越流往北側(cè)暗河管道排泄,建庫時(shí)易造成滲漏問題。因此,需查明暗河北側(cè)支流分布位置及滲漏問題,并對(duì)其作防滲帷幕灌漿處理[7]。
暗河南側(cè)支流中,當(dāng)石丫口湖水位抬升至1375m左右時(shí)出現(xiàn)側(cè)向滲漏,抬升至1386m左右時(shí)湖水沿石丫口低凹點(diǎn)溢流,往南坡腳鎮(zhèn)方向排泄。對(duì)于建庫影響較大,需進(jìn)一步探明其水文地質(zhì)條件。在一把傘地區(qū)附近,封堵暗河主管道,可能產(chǎn)生沿F2斷裂滲漏;另外,水庫蓄水后,水位抬高至1386m,湖水會(huì)沿石丫口溢流或沿溶蝕裂隙、管道產(chǎn)生滲漏。
5 結(jié)論
綜上所述,暗河區(qū)內(nèi)具備良好的儲(chǔ)水空間,溶蝕洼地、槽谷為天然的儲(chǔ)水場(chǎng)所,暗河補(bǔ)給、徑流、排泄條件復(fù)雜的水文地質(zhì)單元較清晰,單元內(nèi)地層、巖性、構(gòu)造、水文及工程地質(zhì)條件明了,為擬建暗河水庫提供了有利的地質(zhì)條件。因此根據(jù)上述分析,在借鑒已有類似研究的基礎(chǔ)上,特提出以下建議措施:
①漁塘暗河全長(zhǎng)18km,落差近480m,流域內(nèi)具備良好的儲(chǔ)水空間,因此可進(jìn)行水庫與電站聯(lián)合開發(fā)。
②暗河封堵后可能產(chǎn)生的滲漏會(huì)對(duì)建庫工程造成嚴(yán)重的影響,可結(jié)合建庫地址防滲帷幕進(jìn)行帷幕灌漿處理。
③水位抬高至1386m時(shí),石丫口主要為側(cè)向滲漏段,建議進(jìn)一步對(duì)石丫口做勘察工作,查明巖體風(fēng)化程度、滲透性及地下水位變化情況,為下一步工作開展提供更加充分的資料依據(jù)。
參考文獻(xiàn):
[1]黃晨暉,呂勇,易勝.滇東南巖溶區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布規(guī)律及其防治對(duì)策――以文山縣為例[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù),2008,19(3):7-10.
[2]苗德海.宜萬鐵路野三關(guān)隧道響水坪地下暗河發(fā)育特征及方案研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2012(8):75-79.
[3]陳建宏,王凱,鐘福生.多重影響因素下的邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法及應(yīng)用[J].科技導(dǎo)報(bào),2013,31(20):20-25.
[4]范玉龍,萬軍偉,晁念英,等.洞坪水庫巖溶發(fā)育規(guī)律及水庫滲漏條件分析[J].中國(guó)巖溶,2003,22(2):130-135.