(一)突发性地质灾害的防治
1. 地震的预防措施
重大工程建筑设防烈度应在设计地震的基础上确定。
对于砂土液化和软土震陷灾害,当可液化砂土或易震陷软土厚度较小(不大于3m)时,可将其全部清除,以去隐患。厚度较大(大于5m)时,可采用加固地基(强夯、振动加密等)等方法;当不具备加固条件时,应采用桩基、深基础等防治措施。
2. 滑坡、崩塌的防治措施
防治滑坡的措施和方法,主要有以下5种。
1)监测预报
对滑坡、崩塌体的前、中、后部地面裂缝、垮塌、地下水异常情况及降雨的变化等做好监测记录,并分析判断地质灾害所处状态,及时做好灾害状态预报工作,在灾害发生前及时撤离危险区。
2)避开
对处于危险性大、中等危险的滑坡、崩塌体,可采取“避开”的措施,包括“避让”和“搬迁”。暂时未能治理和搬迁的,应在降大雨前临时躲开(避让撤离);对受威胁人数较少,经济条件具备的应采用永久撤离(即搬迁)的方法。
3)排水
水是促使滑坡及崩塌发生和发展的主要因素,因而应及早消除或减轻地表水和地下水对边坡的作用,可采用“截、排、护、填”等方法。
截:在滑坡、崩塌区后缘稳定地段开挖环形截水沟或盲沟,拦截滑坡范围外的地表水和地下水。
排:在滑坡、崩塌区内布置树枝状排水导流和修筑盲洞,并设置垂直和水平排水沟,排出滑坡范围内的地表水和地下水。
护:在滑坡、崩塌体上广种植被,在滑坡体上游及前缘抛石、铺石笼等,防止地表水对滑体侧面和前缘坡脚的冲刷。
填:用黏土填塞滑坡、崩塌体上裂缝,防止地表水渗入。
4)改变滑坡、崩塌体的力学条件
可通过减与压、挡、喷灌桨、锚固等方法。
减与压:对于滑坡上部sinα-cosα·tanφ(α为坡角,φ为内摩擦角)为正值的主滑地段进行减垂或在前部sinα-cosα·tanφ为负值的抗滑地段加填压脚,以达到滑体力学平衡。
挡:设置支挡结构(如石垛、挡墙、桩等),以支挡滑体及崩体,有效改善滑体、崩体的力学平衡和减少财产损失。
喷灌浆:在滑体上用喷灌浆法,可有效改善滑坡体土层的力学条件,提高其强度指标,增强滑坡体稳定性。
锚固:用锚固方法把滑体、崩体锚固在稳定地层上,以达到滑体、崩体的力学平衡,可有效控制滑坡、崩塌的规模。
5)禁止与限制
在滑坡或崩塌体上及前后缘、两侧严禁新建或扩建新的建筑物。对于由人类工程活动造成的滑坡崩塌,应停止工程活动或按相关规范、规程要求,进行严格规划,限制其工程活动的范围、规模及密度等。
3. 泥石流的防治措施
(1)在泥石流发生地上游应做好植树造林、种植草皮等水土保持措施,严禁在25°以上山坡上盲目开荒种植农作物,以巩固土壤不受冲刷和流失。并修筑截水沟等排水沟系,以疏干土壤或不使土壤长期受浸湿。
(2)于泥石流区修筑防护工程,如沟头防护、边坡防护,在易产生坍塌、滑坡的地段做一些支挡工程,以加固土层,杜绝流源。
(3)泥石流沟中修筑各种形式的拦渣坝,如石笼坝、隔栅坝,以拦截泥石流中的石块。或修筑各种低矮拦挡坝(又称谷坊坝),泥石流可以漫过坝顶。坝的作用是拦蓄泥沙石块等固体物质,减少泥石流的规模;固定泥石流沟床,防止沟床下切和谷坊坍塌;平缓纵坡,减小泥石流流速。
(4)下游设置停淤场,将泥石流中固体物质导入停淤场,以减轻泥石流的动力作用。在下游堆积区修筑排洪道、急流槽、导流堤等设施,以固定沟槽,约束水流,改善沟床平面等。
(5)在泥石流易发区,近山、环山脚地带应划出一定范围,设为不准建筑区。
4. 地面塌陷的防治措施
工程建设要进行详细的地基工程地质勘察,做出相应的处理办法。防治措施除采用“监测、避开”等措施外,还可根据具体情况选用以下方法。
(1)回填:对于面积较小地面塌陷可以回填入碎石、砂及黏土,然后将其压密夯实;或采用坚硬混凝土板跨越法。
(2)强夯:对于可能发生地面塌陷和地裂缝的地段,用强夯法将土体压密,可以降低土体孔隙比,提高其强度指标,增强土体的稳定。
(3)桩基础:当地下岩溶剧烈发育,应采用深基础(桩基)法将地基主要持力层置于坚硬厚度大的基岩上。
(4)限制地下水开采:测区的岩溶塌陷大部分由人为强烈抽(排)地下水导致水位大幅度下降、浅层覆盖土或溶洞土力学失去平衡引起,因此在建筑密集区须禁止抽(排)地下水,石灰石矿场严禁向深度发展,必要时应采取关闭手段。
(二)缓变性地质灾害的防治
1. 水土污染的防治措施
(1)对于水污染,应究其源,杜绝污染根源是防治最有效的措施。
工业废水、废气、废渣应严格执行国家颁发的“工业二废”排放标准和“放射防护规定”以及其他的规定。禁止工业废水(未经处理)、油污、油性混合物、废弃物排入河流水域。矿山开采、矿物废渣、放射性物质要有防护、防止扩散措施,以防雨水冲刷流入河道,或渗入地下水中。
城镇生活污水直接排入河道的,要有计划地逐步做到净化处理,以循环用水、节约用水,排放量也要加以控制。
农田要合理使用化肥,研究和推广低毒高效农药或杀虫剂,保护自然生态环境。应用生物天敌,以虫治虫,减少有毒杀虫剂,控制农药残留扩散。
(2)各级水行政主管部门协同环保部门监督各排污单位,采取有效措施,切实执行《中华人民共和国水污染防治法》和《广东省水污染物排放标准》(DB4426—89)。对已有的未达标的排污企业,尤其是对排污大户,要有计划、分期、分批限期治理,采取行政和经济手段,保证在规定期限内,排放污水达到规定标准;新建项目要严格把关,实行“二同时”,防止新增大的污染。同时,要加快城市污水处理设施建设,加强排污管理,实施排污许可制度。
(3)沿海地区要防止地下水超采,防止海水入侵。
(4)对已受重金属污染的农田,可施用碱性物质,如石灰、碱性磷酸盐,提高土壤的p H值,降低重金属中有害物质的溶解度,使原偏酸的重金属的盐类成为难溶性物质,如硫化镉、硫化汞和易迁移的硫酸镉等,可达到生物的吸收和土壤中累积显著减少的目的。加深水耕土的淹水层,使土壤中的有害重金属的盐类(如硫酸镉),由于氧化还原电位的降低转为难溶化合物。
2. 软基沉降的防治措施
防治软基沉降灾害的方法颇多,对不同条件下软土的针对性较强。防治的原则是效果好、合理、经济。因此工程建设前必须进行地质勘察工作,以获取软土物理性质指标及分布特征,并对建筑物及地面的可能沉降量有所预见和进行计算,是防止软基沉降发生和发生软基沉降后选择何种治理措施的关键。
(1)清除或跨越软土:对于分布范围窄、厚度小的暗塘和古河道的软土,一般采用基础加深、换砂石垫法直接清除软土以消隐患,或基础跨梁等方法处理。
(2)加速软土沉降:①须填土的宜快速堆填,在建筑物施工前完成,使地基土得到充分预压;②采用堆载预压法或砂井、袋装砂井、塑料排水板与堆载预压相结合的方法可达到软土快速沉降目的。
(3)延长填土的预压时间,使大部分沉降在建筑前完成,减少建筑工程完成后的沉降量。
(4)选择轻质填料,减少载荷增量。
(5)增加软土力学强度控制沉降量:提高软土力学强度可用电动硅化、高压喷射注浆和深层搞拌等方法进行。
(6)控制建筑物沉降发生:①加强建筑物刚度,减弱建筑物变形破坏强度;②对荷载大、沉降限制严格的建筑物必须选取桩基础,使建筑物与底部坚硬地层刚性链接。
(7)建筑物沉降的治理:①当建筑物稳定、地面相对下沉的,对裸露基础部分应糊附耐腐蚀的水泥或衬铺瓷砖,防止地基遭侵蚀,切忌在差异空隙部位再大量填土,否则会加大地基沉降幅度;②建筑物发生沉降的,如属地基不均匀沉降,应在不加大地面沉降的前提下对软土进行(高压喷射注浆法等方法)地基加固和纠斜,如属建筑荷载不均匀导致的,在条件许可下应适当调整建筑物内的荷载水平分布。
(8)当建筑物已严重破坏,应进行拆除重建。
3. 水资源咸化的防治措施
(1)防止咸潮上溯:加强河道取水规划,必须保证下游河口地区有稳定的压咸水源;禁止河道采砂,保持自然河床坡度和河水自然流态。
(2)防止地下咸水入侵:沿海地区要限制地下水的开采深度和开采量;沿海岸线或地下咸水分布区外围设置大于或等于1km的地下水禁采区或保护带。
4. 海平面上升条件下的防御措施与对策
经济区地处沿海,多个核心城市分布于二角洲平原。由于地势低洼,预测海平面上升可能对本区环境造成低地淹没、风暴潮加剧、咸潮上溯、地下水位上升、江海堤围防御能力下降、湿地生态环境破坏、海岸侵蚀加快、城市排水困难、地基软化等一系列问题,其破坏损失程度也将是严重的。为了预防海平面上升给该区带来巨大的危害,针对海平面上升可能给本区造成的影响,建议及早做好如下的应对措施。
1)分析研究海平面上升的趋势
为了防御海平面上升的危害,必须首先掌握海平面上升趋势和动态,加强监测,及时研究海平面上升对各区域的影响,从而达到有目的、有步骤地预防海平面上升危害。
2)增强海平面上升影响的意识
今后沿海地区城市建设、工业基地布局、大型工程兴建、区域社会经济发展规划,必须考虑海平面上升这一影响因素;新建铁路、公路、海港、机场等,必须提高工程设计标准;根据相对海平面上升研究成果,建立近岸水下挡水坝、顺坝、潜坝等工程,固滩保堤,防止海潮冲蚀海岸。
3)建立相对海平面上升预报和预警系统
对温室气体排放、气候变化、海平面上升、地面沉降、地下水资源开发利用等进行全面监测,建立相对海平面上升预测预报模型和预警系统,并建立与相对海平面上升有关的资源、环境、经济和社会的影响和对策评价支持系统。
4)提高防潮和防汛工程设计标准
(1)提高堤围的防御能力。在珠江二角洲,为防御洪水在洪区和洪潮区兴建的堤围称为江堤,为防御台风暴潮在潮区兴建的堤围称为海堤。根据相对海平面上升研究结果,对于珠江流域,尤其是广州、深圳、珠海等重点城市的沿海防潮和防汛工程进行重新规划,提高规划和设计标准,加高、加固现有的防潮和防汛工程。珠江二角洲捍卫耕地万亩以上的堤围,约有3057.57km,捍卫耕地552.47万亩,保护人口668.16万人。这些万亩以上的堤围,其现状设计标准,有63%为抗御20年一遇洪水,22%按10年一遇,15%按50年或100年一遇。这些堤围即使不考虑海平面上升的影响,目前其防御标准也普遍偏低,其中尚未达到现状设计标准的还有1126.1km,占珠江二角洲未达标堤围长度(1260.55km)的89.3%。即使堤围达到现状设计标准后,还要按照海平面上升后最高洪潮水位的升幅进一步加高、加固。1995年广东省颁布了堤围的新设计标准,总体要求是将现有标准普遍提高一个等级,而且规定江堤的堤顶超高1~2m,海堤的安全超高0.5~1.0m。按新标准对珠江二角洲38条海堤进行了验算,结果表明,有24条海堤(占63%)若能按新标准达标,海平面上升30cm后亦无受灾之虞。
(2)提高最高潮位的设计标准。根据影响最大区的4个潮位监测站(黄埔、南沙、灯笼山、黄冲),现今实测风暴潮最高潮位已经超过设计最高潮位0.8~1.2m。若海平面上升30cm,这4个站的百年一遇风暴潮位将缩短为30年至40年一遇。因此,应考虑海平面的升幅提高最高潮位的设计标准。
(3)加大设计波高。海平面上升,波能增大导致风浪的波高增大。在现状条件下,沿海工程的设计波高已经偏低,例如深圳机场1991年以来曾两度海水漫堤。若海平面上升30cm,据赤湾、高栏岛、香港高岛站的计算,设计波高应加大24~27cm。
5)提高防洪排涝能力
对于珠江流域,尤其是广州、深圳、东莞、珠海等重点城市,要严格按照珠江流域规划中提出的防洪和排涝标准来设防,即防洪方面必须按百年一遇洪潮水位标准来设防。而在排涝方面,则采用两种标准,对于流域面积广、流经重要地区的排洪沟采用重现期为20年一遇或20年一遇以上的排涝标准。对于流域面积小、流经一般地区的排洪沟采用重现期为10年一遇排涝标准。
6)整理河流,增加泄洪能力,保护航道通畅
已列入规划兴建的珠江二角洲大型控制性水利工程有思贤滘、马口、南华、石龙四大水闸。除具有调水兼发电的功能外,还具有调控西江和北江的来水,确保泄洪安全,保证枯季水源,拒咸压咸,改善航运条件,保证东江干流沿江供水、消减洪峰,提高珠江二角洲地区的防洪防涝标准,改善通航条件等功能。而于河口地段则以“通”为原则,加强下游河口的规划整治,以提高河道的排洪能力。综合水利部门近年已对八大口门(虎门、蕉门、洪奇沥、横门、磨刀门、鸡啼门、崖门)制定了整治规划。当河口整治导线确立后,河口将向有一定扩宽率的河道形态定向延伸,通过固定深水河槽,可防止湾颈无限制缩窄延伸,维持浅海区及口门尾闾的稳定通畅。潮汐通道的涨落潮流将呈现流态均匀、流势集中、水流顺直畅通的新面貌,消除了自然发展所形成的水流分散、流态散乱、淤积严重的局面,有利于主槽稳定。八大口门整治后,通航条件将大大改善。
7)加强城市规划,消除内涝威胁
新规划的城镇或工矿企业或旧城区扩建,应避免在地势低洼处,尽量少填城区内的河、湖、洼地,以保证雨水的经济与调蓄;城区建筑物密度不宜过大;城市上游的大面积开发应减少水土流失,以免造成泥沙淤积并抬高河床,阻塞排水口。为达到防洪减灾目的:①应建立城市防洪综合体系及珠江流域防御洪涝灾害的综合体系,按照珠江水利委员会提出的“上蓄、中防、下泄”的方法,西江、北江、东江干流建立水利枢纽工程,二角洲城市加固堤防,下游则整治珠江八大出海口门;②增强防洪意识,严禁填占行洪江河水道;③完善城市规划科学,补充防御洪涝灾害的规划原则,在城市选址、旧城扩建、土地开发中均应重视防御洪涝灾害,重视绿化和保护城市水体、洼地,减轻都市化洪水效应;④借鉴国外沿海城市经验,采取防御洪涝灾害的对策。
8)设置排水泵站辅助排涝
目前城市排水口设计高程普遍偏低,应逐步加以改造。例如广州市排水口高程标准虽然从50年代的1.73m(珠基)提高到目前的2.75m,但是,近年高水位达2.44m,排水仍然困难。深圳市和珠海市的排水口高程仅比平均海平面高出1.20m和1.24m,每年有12%(深圳)和11%(珠海)的时间需用水泵排涝。
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