工程地质地貌论文1.doc

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山 东 职 业 学 校

土 木 工 程

工程地质与桥涵水文 论文

论文题目：地下水的地质作用及其对工程活动的影响

姓 名 杨特成
班 级 道桥1032班
学 号 31
任课教师 李云霞

2011年11月

地下水的地质作用及其对工程活动的影响
关于道路建设与泥石流的研究
 摘 要：泥石流是影响道路建设、发展及畅通的最严重的山地灾害之一。 我国西部山区地形陡峻，地质条件复杂，滑坡、泥石流等山地灾害频繁发生，是道路施工和运营的重大安全隐患。对作为串联系统的交通干线而言，滑坡、泥石流等山地灾害危害极大，一处断道，全线瘫痪。高等级公路对区域经济的发展起到了极大的促进作用，但建设施工活动会使道路沿线地质结构发生破坏，可能诱发滑坡或导致古滑坡复活，从而造成严重后果；滑坡堆积物质又极易成为泥石流的固体物质源。在公路运营过程中，需要对道路沿线的边坡、滑坡、泥石流等进行监测，并进行积极有效的管理，以策安全。道路泥石流减灾成为亟待解决的问题。
关键词：道路 ；道路建设；泥石流；预防
泥石流的定义
　　泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑，地形险峻的地区，因为暴雨暴雪或其他自然灾害引发的携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。具有突然性以及流速快，流量大，物质容量大和破坏力强等特点。
典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥浆组成。在适当的地形条件下，大量的水体浸透流水 山坡或沟床中的固体堆积物质，使其稳定性降低，饱含水分的固体堆积物质在自身重力作用下发生运动，就形成了泥石流。泥石流是一种灾害性的地质现象。泥石流爆发突然、来势凶猛，可携带巨大的石块。因其高速前进，具有强大的能量，因而破坏性极大。
泥石流产生的条件
泥石流俗称“蛟龙”。它的形成条件与降雨、植被、土壤、气候、地形、地震等20多种因素有关。从机理上看，影响因素主要有3方面：有陡峭便于集水集物的适当地形；上游堆积有丰富的松散固体物质；短期内有突然性的大量流水来源。
一、地形地貌条件
　　在地形上具备山高沟深，地形陡峻，沟床纵度降大，流城形状便于水流汇集。在地貌上，泥石流的地貌一般可分为形成区、流通区和堆积区三部分。上游形成区的地形多为三面环山，一面出口为瓢状或漏斗状，地形比较开阔、周围山高坡陡、山体破碎、植被生长不良，这样的地形有利于水和碎屑物质的集中；中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷，谷床纵坡降大，使泥石流能迅猛直泻；下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地，使堆积物有堆积场所。
二、松散物质来源条件
　　泥石流常发生于地质构造复杂、断裂褶皱发育，新构造活动强烈，地震烈度较高的地区。地表岩石破碎，崩塌、错落、滑坡等不良地质现象发育，为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源；另外，岩层结构松散、软弱、易于风化、节理发育或软硬相间成层的地区，因易受破坏，也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源；一些人类工程活动，如滥伐森林破坏地表植被和开垦造成水土流失，不合理开挖、不合理的弃土、弃渣、开山采矿、采石等，往往也为泥石流提供大量的物质来源。
三、水源条件
水既是泥石流的重要组成部分，又是泥石流的激发条件和搬运介质(动力来源)，泥石流的水源，有暴雨、水雪融水和水库溃决水体等形式。我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。
公路建设与泥石流的危害
泥石流是在松散的固体物质来源丰富和地形条件有利的前提下，通过暴雨、融雪、冰川、水体溃决等因素的激发而产生的。由于泥石流往往发生在山地，对山地公路建设而言，与平地相比，遭受泥石流的危害的可能性就更大。它对人类的危害具体表现在五个方面。
（一） 对居民点的危害
　　泥石流冲进乡村、城镇，摧毁房屋、工厂、企事业单位及其他场所设施。淹没人畜、毁坏土地，甚至造成村毁人亡的灾难。
（二） 对公路和铁路的危害
泥石流可直接埋没车站，铁路、公路，摧毁路基、桥涵等设施，致使交通中断，还可引起正在运行的火车、汽车颠覆，造成重大的人身伤亡事故。有时泥石流汇入河道，引起河道大幅度变迁，间接毁坏公路、铁路及其它构筑物，甚至迫使道路改线，造成巨大的经济损失。
（三） 对水利水电工程的危害
　　主要是冲毁水电站、引水渠道及过沟建筑物，淤埋水电站尾水渠，并淤积水库、磨蚀坝面等。
（四） 对矿山的危害
主要是摧毁矿山及其设施，淤埋矿山坑道、伤害矿山人员、造成停工停产，甚至使矿山报废。
（五） 对农田的危害
直接冲刷、冲毁农田，有的甚至掩埋农田。

道路建设中泥石流预防措施
阻止泥石流发生需要采取生物和工程措施。通过调控泥石流的形成条件，使之不朝泥石流起动方向 发展，从而避免灾害的发生。
第一 生物措施
泥石流防治的生物措施是包括恢复植被和合理耕牧。一般采用乔、灌、草等植物进行科学地配置营造，充分发挥其滞留降水，保持水土，调节径流等功能，从而达到预防和制止泥石流发生或减小泥石流规模，减轻其危害程度的目的。生物措施一般需要在泥石流沟的全流域实施，对宜林荒坡更需采取此种措施。但要正确地解决好农、林、牧、薪之间的矛盾，如果管理不善，很难收到预期的效果。
(一)林业工程
1. 水源涵养林
改良土壤，削减径流；
2. 水土保持林
保水保土，减少水土流失；
3. 护床防冲林
保护沟床，防止冲刷、下切；
4. 护堤固滩林
加固河堤，保护滩地，防风固沙。
(二)农业工程
5. 梯田耕作
水土保持，减少水土流失；
6. 立体种植
扩大植被覆盖率，截持降雨，减少地表径流；
7. 免耕种植
促使雨水快速渗透，减少土壤侵蚀；
8. 选择作物
选择保水保土作物，减少水土流失。
第二 工程措施
泥石流防治的工程措施是在泥石流的形成、流通、堆积区内，相应采取蓄水、引水工程，拦挡、支护工程，排导、引渡工程，停淤工程及改土护坡工程等治理工程，以控制泥石流的发生和危害，泥石流防治的工程措施通常适用于泥石流规模大，暴发不很频繁、松散固体物质补给及水动力条件相对集中，保护对象重要，要求防治标准高、见效快、一次性解决问题等情况。
土体、水体和坡度是影响泥石流起动的3个基本参数。研究人员通过实地勘察、野外长期定位观测、野外原型实验、室内模拟试验和数值模拟等方法，探索三者之间的组合关系，建立了泥石流起动临界条件模型。在泥石流起动理论基础上，研究团队研发出基于调控泥石流形成条件的泥石流主动减灾新技术，与传统的治理模式相比，节约工程量30%～50%。
与泥石流工程防治措施相比较，生物防治措施具有应用范围广，投资省、风险小，能促进生态平稳，改善自然环境条件，具有生产效益，以及防治作用持续时间长的特点。生物措施包括林业、农业工程通常在同一流域内随地形、坡度、土层厚度及其他条件的变化而因地制宜的进行具体布置。
山区坡度是确定的，泥石流主动减灾技术就是去调控水和土的搭配，以达到减灾的目的。如果上游的来水起主要作用，可以通过修建蓄、排水工程调节来水的量和过程；如果坡面固体物质疏松，可以在上面增加植被，起到稳固作用，或者修一些谷坊等工程稳固坡脚，减少沟谷侵蚀，稳定疏松坡体的下滑。总之，应根据泥石流可能发生的特点和部位，采取不同措施，控制泥石流的起动。

预防技术取得首创性突破
为明确泥石流的危险状态，研究团队进行泥石流的运动模拟，计算出泥石流在扇形地上的动量分布，并依据破坏能力对泥石流危险性进行区分。这样，道路在选线、设计、施工的过程中就有相应依据，可避开危险性最严重的区域，减轻泥石流灾害。
川藏公路古乡沟是一条活动频繁、对道路危害巨大的泥石流沟，常常毁坏道路，造成交通中断。后来，施工人员根据危险性动量分区调整线路方案，减少了泥石流对道路的危害。
针对山区道路泥石流成灾特点，研究团队开发出具有自主知识产权的16种道路泥石流灾害防治新结构，形成了道路泥石流工程治理成套技术。崔鹏举例说，束流槽原理跟漏斗差不多——通过把散流状态的泥石流归槽，加快泥石流运动速度，保持桥下涵洞的通畅，避免因涵洞的堵塞导致大桥掩埋或摧毁。
此外，团队还成功研发出国内外第一个专门用于道路泥石流减灾的辅助决策支持系统，并获计算机软件著作权。

预防技术应用见成效
目前，泥石流减灾技术体系已达国际同类技术领先水平，广泛应用于四川、西藏、新疆等省超过5万公里不同等级公路1500多条泥石流沟的勘察评估与典型治理工程设计，有效减少西部山区交通工程建设期间和道路运营期间的灾害，节约大量工程建设投资和灾害治理成本。
川藏公路海子山至竹巴笼段，分布有130余处泥石流。工程指挥部采用主动减灾、参数计算、线路选择等研究成果，对这一工程段的道路改线和泥石流灾害防治工程进行设计，使公路避让可能继续活动的大型泥石流沟，节约道路改建工程和泥石流治理经费3亿元以上。
同时，项目组在泥石流形成条件研究成果基础上研发的铁路防洪行车安全警戒体系也已应用于川、渝、贵三省近5000公里的干线铁路运营防灾管理中，成功防止了近百起灾害行车事故，为保证汛期行车安全和灾害性天气下运输组织决策提供了技术支持。
2001年至2005年间，成都铁路局利用铁路防洪行车安全警戒系统，有效拦（扣）客货列车171列，与1995年至2000年相比，年均中断行车时间下降了85%，减少运营损失8.9亿元，有效提高了汛期铁路运输的生产效率。
在治理典型山区城镇泥石流时，研究人员采用泥石流判识技术、动量分区方法，有效保障了四川省九寨沟等县城选址的安全性，避免因选址不当而造成的二次搬迁与浪费。另外，泥石流减灾技术成果在汶川地震震后的道路抢通和道路恢复重建中，也发挥了重要作用。 泥石流的发生突然，来势凶猛，但泥石流发生前往往有前兆，在山地公路建设中，要注意发现泥石流的前兆。如山坡上出现裂缝、坡脚松脱鼓胀、泉水井水异常变化、地下发出异常声响等现象。历史经验表明，泥石流灾害往往是发生在雨季，夜晚发生泥石流较白天发生泥石流的损失更大。在山地公路建设中，要积极预防，采取防护、排导、拦挡等措施。

命运如同手中的掌纹，无论多曲折，终掌握在自己手中
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