无锡市滨湖区某崩塌地质灾害生态治理.pdf
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1、第 卷 第 期 年 月 世 界 地 质 文章编号:()无锡市滨湖区某崩塌地质灾害生态治理刘宝生 李伟 刘瑾 江苏省地质调查研究院 南京 自然资源部地裂缝地质灾害重点实验室 南京 河海大学 地球科学与工程学院 南京 摘要:废弃露天矿山存在地质灾害、生态破坏等一系列地质环境问题 笔者以无锡市滨湖区某崩塌地质灾害生态治理工程为例 探讨了以预应力锚索、钢绳锚杆 主动防护网以及被动防护网等措施彻底消除地质灾害隐患的应用效果 同时深入研究了基于客土喷播、生态袋铺设、高分子固化剂补喷等方法的高陡岩坡生态修复技术 实践表明 锚索等工程措施稳定提升坡体安全系数 高分子固化剂等生态修复措施使坡面植被覆盖率由 提升
2、至 以上 项目成效显著 可为类似工程提供参考关键词:地质灾害 生态修复 预应力锚索 高分子固化剂中图分类号:文献标识码:/收稿日期:修订日期:基金项目:江苏省地质勘查专项资金项目(苏财资环 )第一作者:刘宝生()男 工程师 硕士 主要从事地质灾害防治和生态修复研究:.:引言江苏省地处中国东部沿海 是“一带一路”交汇点和长三角一体化的重要组成部分 矿产资源开发利用为社会经济发展做出了重要贡献 但是多年超强度开发和特定历史时期对生态文明建设重要性的认识缺位 诱发了地质灾害、土地损毁、生态破坏等一系列地质环境问题 针对矿区地质灾害治理中生态修复问题 相关学者开展了一系列研究 张进德等结合地形地貌、区
3、域生态系统结构与功能等因素 提出废弃矿山生态修复的主要模式 陈仲超把矿区滑坡治理工程措施与景观设计融为一体 使地质灾害治理与当地历史人文环境相协调 罗敏敏等提出生态袋 柔性生态防护技术并应用于岩质边坡生态修复工程 为解决岩质陡坡的生态防护提供了新的方法和思路 刘黎明等从生境基材的物理、化学、微生物特性研究和护坡植物研究 个方面总结了植被混凝土生态修复技术的研究进展 总体来说 目前相关研究更集中于如何消除地质灾害隐患 对于如何在消除隐患的同时 恢复受损的矿区生态系统 研究成果相对较少 笔者以无锡市滨湖区某崩塌地质灾害生态治理为例 调查分析研究区地质背景、地质环境 针对地质灾害隐患及生态环境问题
4、探索以预应力锚索、钢绳锚杆 主动防护网、被动防护网、客土喷播、生态袋、高分子固化剂等措施消除地质灾害隐患、修复矿山生态 使研究区与周边自然环境和谐共生 研究区概况研究区位于无锡市滨湖区石塘山东北 占地面积约 坡面面积约 属于废弃露天矿山 宕底废弃地建有培训中心 人员活动频繁 坡体存在崩塌地质灾害隐患 对坡脚人员生命财产安全构成严重威胁 亟须治理 研究区工程地质及工程部署见图 地形地貌研究区地貌单元为低山丘陵 自然山体呈南北向展布 坡度 研究区边坡坡顶高程 坡脚高程 最大高差 边坡坡度 地层岩性研究区位于扬子地层区江南地层分区 前第四纪地层为上泥盆统观山组()主要岩性为石英砂岩夹泥质粉砂岩 产状
5、 工程地质条件研究区主要分为 个工程地质层:层含碎石粉质黏土()呈灰黄、黄褐色 湿、可塑图 无锡市石塘山东北区工程地质及工程部署 主要为粉质黏土 碎石体积分数为 成分为石英砂岩 砾径 次圆次棱状 大小混杂 韧性、干强度低 刀切面稍粗糙平均厚度 左右 层石英砂岩夹泥质粉砂岩()(图)石英砂岩属于较坚硬坚硬岩 紫红色、灰白色 中厚层厚层状 一般为中风化岩体单轴抗压强度 岩体基本质量等级为 级 层面抗剪强度参数 为 为 泥质粉砂岩呈夹层形式存在 灰白灰绿色 薄层中薄层状 强风化为主 属软岩 遇水易软化崩解 厚度分布不均 一般 连续性较好 岩体基本质量等级为级 抗剪强度参数远低于石英砂岩层面 是导致研
6、究区崩塌的第 期 刘宝生 等:无锡市滨湖区某崩塌地质灾害生态治理 内因图 石英砂岩夹泥质粉砂岩典型照片 水文地质条件地下水类型主要有松散岩类孔隙水、基岩裂隙水 种类型 松散岩类孔隙地下水主要赋存于第四系含碎石粉质黏土中 富水性较差 单井涌水量一般小于 /水位埋深受大气降水和地形地貌控制 补给来源主要是大气降水 排泄方式主要是蒸发和补给下部基岩裂隙水 基岩裂隙水主要赋存于泥盆系观山组中 其富水性受岩性、构造和汇水条件控制 富水性较小 单井涌水量一般小于/补给来源为入渗和大气降水 排泄方式主要是径流排泄 人类工程活动研究区人类工程活动主要为矿山开采 形成最大高差 的临空面 破坏了山体自然生态景观为
7、崩塌创造了地形条件 历史上发生过多次崩塌培训中心于 世纪 年代在边坡坡脚修建了一道钢筋混凝土拦石墙 墙高 墙厚 年区局部曾采取 长短锚钉 主动网作为应急消险 这些措施对防范小型崩塌发挥了一定的作用 存在问题 崩塌隐患典型崩塌隐患位于区 坡长约 坡向 坡脚高程 坡顶高程 高差约 高程以下平均坡度约 高程以上坡面多呈锯齿状 坡度约 多处悬空 岩性为观山组石英砂岩夹泥质粉砂岩 地层产状 此外还发育 组结构面、产状分别为 (结构面间距约 )、(结构面间距约 )由于坡体存在多层泥质粉砂岩软弱夹层 被多组结构面切割 在暴雨等极端因素作用下 易发生滑移式崩塌 生态环境问题研究区位于太湖重要保护区 属于省级生
8、态空间管控区域 露天开采破坏了原始地貌 造成基岩裸露 危岩密布 形成严重的视觉污染 与周边优美的太湖自然景观极不协调 其次地表植被遭到大面积破坏 土壤侵蚀强度高 水土流失现象较为严重 此外边坡坡高壁陡 侵占了部分生物栖息地对动物迁徙形成了一定阻力 不利于生物多样性保护 地质灾害治理设计 赤平投影分析以区为例 赤平投影分析(图)表明 地层层面 同坡面 夹角仅 且层面倾角小于坡度 为典型顺向坡 被结构面、切割后易沿层面发生平面滑动 对边坡稳定不利、结构面与边坡坡向夹角较大 对边坡稳定性影响不大图 区赤平投影分析 世 界 地 质 第 卷 平面滑动计算 计算方法根据 滑坡防治工程设计与施工技术规范(/
9、)规定 岩质边坡平面滑移破坏计算方法见式()计算模型见图 图 滑移式崩塌计算模型(极限平衡法)()()()()式中:为稳定系数 为滑体的重量(/)为静水压力(/)为扬压力(/)为滑体的内聚力()为内摩擦角()为滑面长度()为滑面倾角()为地震加速度(重力加速度)据调查 研究区坡体后缘未发现明显裂隙 坡面未见渗水 因此不考虑静水压力及扬压力影响仅考虑滑体下滑力及滑面抗滑力 计算工况及计算参数计算工况采用天然工况以及暴雨工况计算 滑动面计算参数采用室内试验结合规范参考值综合选取(表)计算结果根据岩体各项物理力学参数 采用极限平衡法对区典型剖面(图)潜在滑移式崩塌进行整体稳定性计算(表)天然工况下边
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