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關鍵詞:地下式污水廠,地面式污水廠,集美污水廠,環境要求
中圖分類號:[R123.3] 文獻標識碼:A 文章編號:
1、引言
近年來,隨著我國經濟的不斷發展,人民生活水平的不斷提高,環境污染問題卻日趨嚴重,與此同時人們對環境的要求也越來越高。為解決現在日益尖銳的經濟發展與環境保護之間的矛盾,我國出臺了一系列環境保護的措施,其中污水處理廠的建設是水環境保護的一條基礎措施。故我國近年來為改普水污染的現況, 優化生活與投資環境, 建設了一大批污水處理廠。其工藝組成和建設規模各異。但在建設模式上。絕大多數的污水處理廠均采用地面式隨著我國城市化水平和對生活環境要求的不斷提高。特別是大型城市,其土地資源短缺及環境污染的問題日益突出,建設占用空間少、節省土地資源、環境污染小,并能與周邊環境相協調的地下式污水處理廠將成為大型城市污水治理工程新的發展趨勢和發展方向。
2、地面式污水廠存在問題
如今,地上污水處理廠在改善城市生態環境、節約水資源、提高居民生活質量方面發揮了巨大的作用,已經成為市政和環保工作的重要組成部分。但由于其自身的特殊性, 絕大多數地上污水處理廠在凈化污水的同時, 又成為新的污染源, 對周邊環境造成不同程度的污染,主要表現為惡臭、噪聲、污泥和出水不能達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的排放標準等方面。這不僅影響了居民的正常生活, 而且在一定程度上制約了周邊地區的經濟發展, 對商業、房地產業、服務業的影響尤其明顯。
惡臭
城市污水處理廠內臭氣的主要來源于粗格柵、進水泵房、細格柵、沉砂池、初沉池、生物反應池、污泥濃縮池、貯泥池和污泥脫水機房等構筑物。雖然現各個污水處理廠已考慮各種除臭方案,并在一定程度上解決了惡臭問題,但是除臭工藝會增加污水的處理成本,同時將會影響部分處理工藝的正常運行。
噪聲
地上污水處理廠的噪聲主要是在污水處理過程中設備、管道和水流所產生的。噪聲對人體健康的危害是多方面的, 尤其是對聽覺器官的損傷, 長期在強噪聲環境下工作可能導致噪聲性耳聾,而且對人體中樞神經系統、植物神經及心血管系統方面的損害也非常嚴重。
占用土地資源
在地面式污水處理廠工程建設中,不僅需考慮污水處理構筑物的基本用地,還需從污水處理廠綠化和防止污水處理廠污染角度考慮,在征地時將設置一些綠化帶和隔離帶用地。
與自然景觀不協調
地面式污水處理廠存在著美觀性差的弊端,特別是污水的顏色會帶來視覺污染。其外觀與周圍的自然景觀很難融合,對市容、市貌會產生較大的負面影響。隨著城市規模的不斷擴大,建設在城市郊區的污水處理廠也不斷對城市的自然環境構成威脅。
3、地下式污水廠簡介
自從1932年芬蘭開始建造地下污水處理廠以來,地下污水處理廠得到了緩慢的發展,但是限于當時的技術條件,未能進一步發展,但是在1991年從環境保護、土地資源和經濟效益的前提出發,同時又考慮到地下空間開發技術已經比較成熟,芬蘭又決定用新建的一座中心地下污水處理廠替換現有的七座地面污水處理廠。1942年瑞典的首都斯德哥爾摩利用當地優越的地質條件和先進的開挖技術,建造了第一座現代化的巖石地下污水處理廠,整個廠區地面布置成為一個公園,地下污水處理廠的進口,采用巧妙的建筑藝術,大大美化了市容,同時又為城市增加了綠化面積,因而引起了全世界的注意。目前在世界的許多國家都在開發地下污水處理廠,如日本、英國、美國等,在這些國家的地下污水處理廠均取得了巨大的經濟和社會效益。近年來,我國部分城市,如北京、深圳、廣州、合肥、青島等也相繼建成(或擬建)了多座地下式污水處理廠。地下式污水廠相對地面式污水廠有著以下的優缺點:
優點:
占用空間少
在地下式污水處理廠設計中考慮到地下空間和投資的限制,構筑物設計都比較緊湊,技術上也盡量選用占地面積小的處理工藝,而且地下污水處理廠不需考慮綠化及隔離帶等要求。
噪音污染小
地下污水處理廠的主要處理設備均處于地下,許多機械的噪聲和振動將對地面的建筑和居民基本不產生影響,有效地防止了噪音對周圍居民生活與工作的影響
臭味污染小
由于處于地下全封閉管理,地下污水處理廠可以對產生的臭氣進行全面的處理,對環境和城市居民生活不產生影響。
節省土地資源
地下污水處理廠由于只有部分輔助建筑物建在地面, 占用土地資源很少節省了城市開闊空間,不會使周邊土地貶值,對于周邊區域的未來發展沒有障礙。地下污水處理廠上部空間利用價值亦較高,可用于綠化、公園等公益事業,也可用于商業開發。
溫度較恒定
地下污水處理廠由于處于地下,除受進水水質條件的影響以外,基本不受外部環境因素的影響。特別是地下常年溫差較地面溫差要小,溫度比較恒定,有利于各種污水生物處理工藝的穩定運行。
美觀性好
由于地下污水處理廠是不可見的,因此既不會對自然景觀產生影響。也不會影響到周圍建筑的整體視覺效果。
缺點:
需要有較完善的安全措施
由于地下式污水廠處于地下,發生緊急情況時的安全措施將對整個污水廠的事故應急預案有較強的要求,來避免各種事故的發生。
對消防及通風等要求較高
由于地下式污水廠常年處于地下,這樣對整個污水廠的消防(需按照地下室消防考慮)及整個場地的通風排氣要求較高。
工程造價較高
將整個污水處理廠放在地下將增加整個污水廠的土建費用及施工期間的施工措施費用(如基坑支護等)。
運行費用較地面略高
由于整個污水廠處于地下,對于通風,排氣及設備維護費將增加。
4、廈門市集美污水廠布置方案簡介
4.1集美污水廠概況
廈門市集美污水處理廠于2000年完成了一期工程建設,廠址位于集美區鳳林村,占地面積6.0萬m2,一期設計規模4.5萬m3/d,污水處理采用二級生物處理改良的orbal氧化溝活性污泥工藝。根據當時的規劃,集美污水處理廠總規模為9.0萬m3/d,并預留了遠期4.5萬m3/d的用地方向。在運行期間,根據外部條件的變化及實際運行經驗,污水廠將加氯消毒工藝改造成了紫外線消毒工藝,并擬增加了化學除磷的設施。經過現有處理工藝,出水水質各項污染物指標均能達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級B標準的要求。處理后出水排入同安灣。
由于集美區快速的發展,規劃將集美污水廠總規模調整至18.0萬m3/d,擴建工程共分為三期,每期擴建規模4.5萬m3/d,現即將實施的為擴建一期,其規模為4.5萬m3/d。調整后的規劃用地面積約158308.541m2,其中已建用地面積為43165.073m2,一期擴建用地面積為40244.689m2,二、三期擴建用地面積為74898.779m2。
4.2集美污水廠周邊環境
集美污水廠位于集美區鳳林村,處于廈門集美區環東海域海景第一排,西側即為稀缺自然生態景觀紅樹林,并且緊鄰BRT集美第一站,占據集美老城區最優越的地理位置。
正是在如此優越的地理位置的烘托下,形成了集美區環東海域高檔居民區,污水廠西側在售的碧海藍天售價在1.5萬元/平方米以上,周邊已建的大學灣、大唐世家、古龍明珠、天鵝美苑等樓盤的二手價格也都在1.0萬元/平方米以上。
4.3集美污水廠地面式布置方案
按照常規做法,集美污水廠將沿用已建的布置方式,采用地面式布置。雖然地面式污水廠工程造價較低,運行管理經驗豐富,但地上式污水處理廠會在一定程度上影響了周邊居民的正常生活。
集美污水廠一期擴建工程規模為4.5萬m3/d,處理方案擬采用格柵+預處理池+AAO生化池+輻流式沉淀池;除臭采用生物除臭方案;污泥采用重力濃縮池+板框脫水機脫水+外運進行處理;遠期深度處理擬采用活性砂濾池過濾。
地面式圖框流程圖如下:
4.4集美污水廠地下式方案
考慮到集美污水廠周邊對環境要求高,故考慮將集美污水廠建設為地下式污水處理廠:
4.4.1上部公園方案
上部地面建設成一座開放式公園,這樣可以從根本上改變人們對污水處理設施的固有不良看法,極大地提升周邊土地價值,其社會效益、環境效益和經濟效益是十分顯著的。地面開放式公園的建設,在為當地市民提供一個優美的休閑環境同時,也最大限度實現該地塊原為規劃綠地的功能要求,減輕了區域內綠化用地指標要求的壓力,可將其它原本需要調整用于綠化建設的用地用于商業開發,產生直接的經濟效益。
本地下式污水廠方案布置原則:各功能分區明確,布局合理、緊湊,廠區內外道路交通設計合理,滿足生產、生活、消防要求,并與上部開放式公園銜接協調,生產區與公園休閑區能截然分開管理。
提供的休閑公園(體育功能公園)、綠色景觀面積約3.70公頃(遠期5.28公頃),考慮種植深根型大株熱帶植物需要,地下式構筑物頂層覆土厚1.5米。
由于集美污水廠采用了地下布置(包括公園方案和商建方案),故建議將已建污水處理廠的構建筑物加蓋除臭,并進一步增強景觀效果。這樣才能使上部環境充分得到優化。
4.4.2上部商建方案
集美污水廠周邊有著如此集中的高檔居民生活區當中,但環顧周邊配套的大型商業配套場所卻少之又少,僅有污水廠西南側的京閔北海灣酒店一座,其他的均至嘉庚體育館附近才有大型的餐飲休閑娛樂場所(如味友食府及人人樂等)。由此可見將在現狀廠址上修建一座大型商業配套場所的經濟價值是不可估量的。
考慮到集美污水廠周邊環境的要求及本著充分利用土地資源,最大程度的發揮該土地的土地價值及經濟價值的原則,將集美污水廠上部靠近原有廠區一小部分作為生產管理建筑物使用,另一部分修建成為多層建筑的商業配套場所及水務科普教育基地。
上部商業配套場所暫考慮修建為4層多層建筑,1~2層做為停車場使用,3~4層均考慮作為大型商業配套的一個綜合體。
這樣既可以提高該土地的商業價值問題,也可以充分利用廈門集美區環東海域海景第一排的優越地理位置,使環海海域海景及稀缺紅樹林自然生態景觀盡收眼底。同時商業建筑的租金等收入可以對地下式污水廠增加的水處理成本等進行補貼。
4.4.3設計規模
雖然本次集美污水廠擴建規模為4.5萬m3/d,但考慮到地下污水廠的整體性、遠期擴建的難易度及上部空間的布置,故本次集美污水廠地下式方案土建設計規模按9萬m3/d考慮,設備分期安裝,并預留遠景4.5萬m3/d的擴建用地。
污泥處理考慮到已建4.5萬m3/d規模,土建按照18萬m3/d設計,設備按照9萬m3/d安裝。
4.4.4處理工藝
現國內多數地下污水廠處理工藝多采用具有出水水質好,節省占地的優點MBR法,但由于目前膜的造價較高,其將會造成建設費用居高不下;而且MBR法的運行電耗較高,膜的使用壽命較短,同時膜使用和更換對管理人員技術水平的要求較高,這將進一步增加MBR的處理成本。故本方案仍然推薦采用改良AAO工藝作為主處理工藝。
處理方案擬采用格柵+預處理池+AAO生化池+平流沉淀池;除臭采用生物除臭方案;污泥采用重力濃縮池+板框脫水機脫水+外運進行處理;遠期深度處理擬采用活性砂濾池過濾。
地下式布置流程圖如下:
5、地面式與地下式布置形式的方案比較
5.1上部利用空間對比
采用地下式污水廠布置(9萬m3/d),地面可節約出約3.70公頃用地,用于地面建筑物修建或用于公園的建設。
遠期13.5萬m3/d均采用地下布置,地面可節約出約5.28公頃用地,用于地面建筑物修建或用于公園的建設。
5.2運行費用對比
5.2.1能耗分析
從處理流程上看地下式僅將污水提升泵站的位置置于處理流程尾部而已。地下式增加的運行能耗僅為地下空間換氣及照明等附屬工程的能耗。
地面式污水廠的能耗:年總用電量597.7萬kWh,其中二級處理系統年總用電量335.5萬kWh。
地下式污水廠的能耗:年總用電量702.8萬kWh(其中因換氣及照明等附屬工程增加的能耗為約120kwh,合105.1萬kwh/年)。
5.2.2藥劑用量分析
從處理工藝上看地下式與地面式污水廠將采用類似工藝,這將不會增加污水處理中施工的藥劑量。
5.2.3設備折舊分析
因為地下污水廠長期處于地下,使用設備容易腐朽,這將增大設備的年折舊費。
5.3工程造價對比
1、地面式污水廠的布置形式(4.5萬m3/d,1級B方案):
工程總投資11120.22萬元,其中工程費用8950.48萬元;單位總成本0.90元/m3;單位運行成本0.58元/m3。
2、地下式污水廠的布置形式(1級B處理土建按9萬m3/d設計,設備分期安裝):
上部為公園:工程總投資3.35億 ,污水廠部分為2.75億,公園部分為0.60億,本方案較原有地面式方案增加投資2.455億元
上部為商建:工程總投資4.07億 ,污水廠部分為2.75億,商建部分為1.32億,本方案較原有地面式方案增加投資3.175億元
單位運行成本(公園與商建相同)為:0.73元/m3,本方案較原有地面式方案運行成本增加0.15元/m3
集美污水廠布置方式對比表
6、結論
由以上分析可知,雖然將集美污水廠建成地下式污水廠工程費用及運行費用會增加,但建成后的集美污水廠不僅可以改變城市面貌,而且還會增加城市綠化面積或直接產生一定的經濟利益,具有較好的社會效益和經濟效益,故將集美污水廠建成地下式污水廠是可行的。
參考文獻:
1 包太, 朱可善,劉新榮。國內外城市地下污水處理廠概況淺析。地下空間,2003,23(3):335—340;
【關鍵詞】水污染現狀;防治對策;防治成效
水是人類賴以生存和發展的最重要的資源之一,然而隨著人口的增長和經濟的發展,水資源緊缺和水污染已經成了全世界需要共同面對的問題,特別是水污染問題,已經嚴重威脅到了人類的健康和生存。我國近年來由于經濟的快速發展及水資源的短缺,致水污染問題日益嚴重,已經成為制約發展的主要因素之一。
水污染是由有害化學物質造成水的使用價值降低或喪失,污染環境的水。污水中的酸、堿、氧化劑,以及銅、鎘、汞、砷等化合物,苯、二氯乙烷、乙二醇等有機毒物,會毒死水生生物,影響飲用水源、風景區景觀。污水中的有機物被微生物分解時消耗水中的氧,影響水生生物的生命,水中溶解氧耗盡后,有機物進行厭氧分解,產生硫化氫、硫醇等難聞氣體,使水質進一步惡化。
一、陜西省水污染現狀與防治對策
陜西省位于中國西北地區東部的黃河中游,東隔黃河與山西相望,西連甘肅、寧夏,鄰內蒙古,南連四川、重慶,東南與河南、湖北接壤。全省地域南北長、東西窄,南北長約880公里,東西寬約160~490公里,面積19萬多平方千米。按地理方位劃分屬于西北地區,北部地區位于黃土高坡,南部有關中平原,渭河谷地,屬于溫帶季風氣候,夏季高溫,冬季寒冷干燥,全年降水比較少。
西北地區黃河干流水質污染相當嚴重,而內蒙古段是黃河干流污染最嚴重的一段。黃河經內蒙古出境進入陜西、山西的界河段,由于沿岸,由于沒有大的排污口匯入,水質基本能達到Ⅲ類。黃河干流蘭州段,延河入黃斷面石油污染嚴重,超標均在7倍以上。渭河干流污染嚴重,生態功能已經喪失。渭河上游大量引水,致使渭河徑流量大為減少,水環境容量喪失殆盡。渭河2000年19個有監測數據的水質斷面中,僅有1個斷面達到Ⅳ類,其它斷面均為Ⅴ類和劣于Ⅴ類,已經喪失了水生態功能,城市附近河段普遍污染嚴重,部分城鎮河段已經變成了排污溝。
2013年3月18日至4月17日,陜西省環保執法局對新河、皂河、Y河流域及西咸新區范圍內排污企業進行了專項執法檢查。據稱,新河、皂河、Y河是關中匯入渭河中,污染最嚴重的三條河流。在檢查的176家企業中,執法人員發現有146家企業存在環境違法問題。
科技部在“九五”期間,組織實施了“西北地區水資源的開發利用與生態環境研究”項目。該項目深入開展了西北地區的水資源現狀調查,摸清了水資源的家底,進行了水資源合理配置的方案研究,并通過計算當地水資源的承載能力,提出了必須保障水資源總量的三分之一作為生態用水,發展節水型生態經濟的總體戰略,為西北地區在西部大開發中實現經濟社會的可持續發展,解決經濟建設和水資源緊缺的矛盾打下了堅實的基礎。
全省地下水污染防治規劃實施方案(2012-2020年)我省將總體規劃實施期為2012-2020年,分兩個階段實施。到2015年前,我省全面掌握地下水污染狀況,啟動地下水污染修復示范項目,初步遏制地下水水質惡化趨勢,初步建立地下水環境監管體系,城鎮集中式地下水飲用水水源水質得到基本保障。到2020年,全省地下水環境質量明顯改善,鄉鎮地下水飲用水水源水質安全得到基本保障,開展農村分散式水源的保護,建立農村地區地下水飲用水水源安全保障體系。對典型地下水污染源實現全面監控,全省地下水污染防治監管和風險防范體系基本建成。
我省將嚴格控制地下水飲用水水源補給區農業面源污染。通過工程技術、生態補償等綜合措施,在水源補給區內科學合理使用化肥和農藥,積極發展生態及有機農業。
針對地下水污染物來源復雜、有機污染日益凸顯、污染總體狀況不清的現狀,開展全省地下水污染狀況調查。在國土、水利及環保等部門已有的地下水監測工作基礎上,整合并優化地下水環境監測布設點位,完善地下水環境監測網絡,實現地下水環境監測信息共享。
目前,我省共有74個城鎮集中式地下水飲用水水源地,我省將優先保障地下水飲用水水源環境安全,建立地下水飲用水水源風險評估和防范機制。未經穩定化處理且含水率超過60%的城鎮污水廠污泥不得進入生活垃圾填埋場填埋,我省將完成未劃分集中式地下水飲用水水源保護區劃分審批工作,并推進飲用水水源保護區內的退耕還林還草,開展農業面源污染地下水監控試點示范。
二、陜西渭河流域水污染防治成效
2015年5月6日,陜西省人民政府新聞辦舉行會,陜西省環保廳總工程師郝彥偉介紹了渭河流域水污染防治三年行動方案的實施情況。
省委、省政府從2012年開始,每年將渭河水質改善情況納入省市目標責任考核體系。三年來,在省委、省政府的堅強領導以及人大、省政協的監督支持下,渭河流域水污染治理工作順利進行,渭河流域水質基本達到預期目標。
三年行動實施以來,干流主要污染物平均濃度大幅度下降。2014年,干流化學需氧量平均濃度較2011年下降32.9%,氨氮下降45.2%。其中化學需氧量濃度全程達到了III類水質。渭河干流水質綜合評價由2011年的重度污染、2013年的中度污染變為2014年第四季度的輕度污染。
三年行動方案對4條污染嚴重的渭河支流:小韋河(寶雞)、皂河(西安)、新河(源于西安經咸陽入渭)、尤河(渭南)效果明顯。新河、尤河、小韋河水質目標提前半年(即2014年7月起)達到水質目標,皂河2014年底實現水質目標。17條主要支流化學需氧量平均濃度較2011年下降48.9%,氨氮下降37.9%。灃河、澇河、臨河、灞河等支流達到IV類水質。其它支流基本達到水功能區劃標準。
沿渭河各市(區)水質目標完成情況如下:寶雞市、楊凌示范區:渭河干流出境斷面達到III類水質。咸陽市、西安市:渭河干流出境斷面基本達到IV類水質。渭南市:渭河干流華縣以上斷面基本達到IV類水質。銅川市:石川河出市境斷面水質達到地表水標準。
(一)加大淘汰力度,優化產業結構
嚴格執行國家和省相關行業準入條件。嚴格執行國家產業政策,加大落后產能和工藝設備的淘汰力度。優化產業結構,對現有涉重企業進行整合、搬遷、合并,走集中治理之路。加大新技術、新設備、新工藝推廣力度,對含重金屬廢水、廢氣進行有效治理,廢水處理后部分回用,實現重金屬污染物持續削減的目的。
(二)加大執法力度,強化監督管理
組織開展全市涉重企業專項執法檢查,進一步掌握全市重金屬污染情況。對存在環境違法行為的企業立案查處;對不能穩定達標排放的企業責令限期改正;對存在突出環境問題的企業提請市政府予以限期治理,督促其迅速落實治理方案,籌措治理資金,按期通過驗收。逾期不通過驗收,依法予以關閉。加強含涉重危險廢物環境管理,規范危險廢物收集、處置。定期排金屬企業環境隱患,對發現的環境隱患,要求企業及時整改。
(三)推進技術進步,推行清潔生產
依據有關規定,對涉重企業實行強制清潔生產,督促企業開展清潔生產審核,不斷降低企業能耗、物耗,減少污染排放。所有審核企業應達到國家相關行業清潔生產技術要求的二級要求,對達不到要求或超標排放的企業逐步淘汰。組織對企業清潔生產實施情況開展評估驗收,將通過評估驗收作為企業申請污染治理補助資金的前提條件,未通過評估驗收的要限期整改,對拒不改正的企業加大處罰力度。
(四)加強環境監測,保障群眾健康
建立和完善定期監測和公告制度,環境監測站要按規定頻次對涉重企業污染源、排污口水質、廠界無組織排放及敏感區域進行監督性監測。重金屬排放企業比較集中的地區還要定期對地表水及地下水和土壤進行跟蹤監測,掌握當地環境質量。重金屬排放企業要將年度重金屬排放和環境管理情況向社會,建立對重金屬污染物例行監測制度。逐步推進重金屬污染源自動監控系統的建設,建立重金屬監測長效監管體系,防范環境風險。
1.1地質災害。地質災害就是人們在進行活動或者工作時,對當地的地質環境造成破環作用或者對自然地質的破壞,例如工程建造以及工業發電等活動,這些因素造成的地質災害會直接或者間接的對人類的安全造成危害。例如火山的爆發、土地沙化、煤層自燃、崩塌和泥石流等地質災害,對社會和人類的生命安全都會造成危害。
1.2地質災害的防治。隨著我國社會經濟的飛速發展,造成的地質災害時常發生,所以為了減少地質災害的發生,防治工作就越來越重要。地質災害的防治工作要實行防和治相結合的模式,事前預防為主,結合后期治理,從而實現保護自然生態以及人類生命安全的目的。
二、地質災害監測中測量技術的應用
2.1GIS在地質災害監測中的應用。GIS技術就是常說的地理信息系統,是由地理科學、空間技術以及測繪科學與計算機技術相結合的綜合學科,是用來采集和存儲以及后期的管理分析和描述地球的表面或者某個部位空間和地理的有關數據的空間系統。它的特點就是具有空間性,時間性和專題性的特征。其主要的功能就是對空間數據的分析,預測預報以及做出輔助決策等。地理數據庫包括專題數據庫、聲音庫、文件庫、圖像庫以及地圖數據庫,該技術的重點就是支持空間的數據分析和輔助決策,以及地理數據庫模擬庫和知識庫。在地質災害中應用GIS成功的解決對大量數據的記錄和計算等難題,同時實現了空間和屬性數據的輸入矢量化,編輯和建庫,利用數據庫成功的實現了對大量數據的管理,對數據多層次的大范圍檢索、地質符號繪制、圖幅間的銜接處理以及符號大小和位置選擇等方面技術難題。利用系統中的功能實現編繪比例尺不同的專題圖件,比例尺更小的基礎地質信息庫,和空間的分析定點。
2.2GPS在地質災害監測中的應用。GPS定位技術就是利用接受來自衛星的信號測距進行定位的技術,這種定位技術的特點是觀測的時間短,并可連續的進行動態的觀測,采用的是靜態相對的定位技術,不需要觀測站之間的通視,定位的精度高,可高達毫米級別。由于檢測站點之間不需要通視,極大的減少了工作難度和工作量。在實際的使用過程中,利用現代化的無線通訊技術就能把觀測到的數據傳到數據處理中心,從而輕松的實現遠程的檢測。目前GPS定位技術已經在滑坡,地裂縫和地震等地質災害的監測工作中廣泛的被應用。同時GPS定位技術還能在同一時間測定點的三維立體坐標數據,具有不需通視、自動化、全天候同時不需要進行高程轉換等優點。GPS定位技術在工程測量中已經得到了肯定以及在廣泛的被使用,其精確度也已經到達了0.1~1ppm甚至更高的級別。
三、災害防治中的測繪技術的繪測內容
3.1詳勘階段的測繪詳勘階段的繪測主要就是對致災體進行測算,其中包括對水源的測量和物源的測量。水源的測量內容主要是對該地區的流域和泥石流域的堰塘、水庫、天然堆石壩等地表的水位和流量以及壩體的穩定性、堤壩滲漏水量和病害情況進行測算;物源的測算主要是包括觀察裂縫的寬度測算和對形成區的松散土層的堆積分布和體積的測算。
3.2施工圖設計階段的測繪監控方法的選擇和監控要素的實施都要針對不同的地質災害的類型和具體的災害情況進行設定,根據監測技術的要求設計最優化的實施方案,建立監測網點的空間布置模式。
3.3施工階段的測繪對施工階段的繪測工作要充分的把施工的特點,當地的災害情況以及施工方案考慮進去,針對具體情況建立合適的施工控制網,并作為定線放樣的基礎。然后根據實際的施工需求選則合適的放樣方法,將圖紙中德設計方案直接的轉入實地。在地質災害的防治工作中,一般來說都有土方工程,需要對土方進行計算,高程放樣,在施工的最后還要進行工程驗收的繪測工作。
四、應用實例
4.1某礦山變形監測概況。對某礦山在河北省邯鄲市峰峰,其交通極其便利,原始的地形地貌屬于丘陵地,但是目前該地區的地貌已經被破壞,現場地平整。
4.2礦區周邊環境。此礦區周邊條件復雜,被眾多丘陵環繞,一公里外有一村莊,約有200戶人家。
4.3監測目的。通過對此礦區和周圍環境的變形監測,分析反饋的信息數據,有效的發現礦區周邊以及村莊的安全隱患,把現場監測到的數據和預警值進行對比,通過對比分析針對實際的情況及時的采取相應的措施,實現對礦區周邊以及村莊的安全隱患的消除以及保護。對道路和地下管道的檢測,防治施工過程中的損害,為礦區的正常繼續開采提供數據依據。
4.4監測內容及項目。
4.4.1監測內容。監測的內容包括:地下水狀況,礦區底部及周邊,土體周邊重要的道路,支護結構,周邊村莊,周邊管線及設施,以及其他應監測的對象。
4.4.2監測項目。需要監測的項目包括:土體的深層水平位移監測,錨桿內力監測,土釘拉力監測,周邊建筑物的傾斜監測,地下水位監測,周邊地表的沉降監測,礦井支護結構,鄰近建筑物的水平位移,鄰近建筑物的沉降等監測。
4.5監測點的保護。在檢測點的附近樹立較為明顯,容易觀察到的標志,注明“監測點,注意保護”,用來告知礦區開采方對監測點的保護,對容易在開采的過程中遭到破壞的監測點進行有必要的強調。要成立巡查小組,對監測點周邊進行巡查工作,提醒周邊路人對監測點的保護,及時的發現被破壞的監測點并立即對其進行修復。
4.6監測方法。監測的方法有很多,如煤礦井底的支護結構垂直與水平位移監測,地下水位的監測,地表裂縫的觀測,周邊地表垂直位移監測,土體的深層水平位移監測,周邊建筑傾斜監測等。
4.7監測數據處理與信息反饋。對監測資料的處理要迅速及時,如果數據出現異常要立即通知相關的部門,并通過分析采取對應的措施。在對原始的數據進行嚴格的審查后進行計算分析,在監測工作完成后及時的編寫監測報告。
五、結論
[關鍵詞]滑坡防治 支擋結構 工程措施
[中圖分類號] P694 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-9-332-2
1概述
隨著機械化程度的不斷提高,人類活動日益頻繁,人類對自然的破壞力度不斷加大,我國的地質災害問題也日漸凸顯出來[1]。近20年來,我國每年由于地址災害造成的經濟損失高達數200億人民幣[2]。就陜西安康市而言,2010年“7.18”特大暴雨洪災引發新的滑坡泥石流就多達1900處,造成直接經濟損失8.8億元;2014年9月,西康高速漢濱區境內一處隧道口塌方,嚴重阻礙了交通;2014年11月,安康旬陽縣一處山體滑坡,致使正在運行的貨運火車脫軌,造成人員傷亡;這些地質災害的發生給人們的生產生活造成了巨大的損失,因此,滑坡治理是我國地質災害治理的最重要任務。
2滑坡防治措施
滑坡防治是一項系統而復雜的過程,包括預防和治理。“預防”是指針對可能發生的滑坡提前進行防治,以免造成大的不必要的損失。“治理”是指針對已經嚴重變形和破壞,已經造成或者即將造成損失的斜坡進行防治。一方面要加強地質環境的保護,預防滑坡的發生,另一方面要加強前期勘察和研究,妥善治理已經發生的滑坡,以免造成二次滑坡,引起更多不必要的損失。張倬元[3]指出滑坡的有效整治既要基于對滑坡形成條件、發生原因、變形破壞機制、運動過程穩定現狀等的正確認識,又要通過各種可能采用的整治方案的技術經濟比選,論證各種方案的可行性并選擇處理方案。本文以漢濱區牛蹄集鎮滑坡治理方案為例,對滑坡防治工程的實施方案探討和研究。
2.1牛蹄滑坡概況
安康市漢濱區牛蹄鎮集鎮滑坡位于牛蹄鎮政府后側緊鄰居民聚集點及學校,滑坡所在斜坡走向為25°,滑坡坡體前緩后陡,相對高差75m,主滑方向302°。滑坡平面呈圈椅狀,坡體后緣出現小規模拉張裂縫,裂縫寬度約5cm;前緣地形較緩,鼓張裂縫發育,裂縫寬度約3cm。滑坡體縱長130m,橫寬140m,平面面積約15500m2,滑體最大厚度9.8m,平均滑體厚度約6.5m,體積約10.10×104m3。該滑坡滑體為第四系全更新統坡洪積粉質粘土,屬膨脹土,滑帶主要位于粉質粘土與下層接觸帶,具有一定的擾動特征,局部具有磨擦擦痕。
2.2滑坡防治工程遵循的原則
滑坡防治工程應當遵循的原則:(1)以防為主、防治結合、除害興利的原則;(2)因地制宜、就地取材、綜合治理的原則;(3)全面規劃、突出重點的原則;(4)投資省、效益好、技術可行的原則;(5)工程措施與當地行政規劃相結合的原則;(6)遵循滑坡破壞失穩的特點和規律的原則;(7)美化環境、恢復生態的原則。
2.3滑坡防治工程具體措施
目前,國內外在整治地質災害實踐中積累了豐富的經驗,總結了一套整治災害的有效措施。歸納起來可概括為“避、排、擋、減、固、植”[4]。
(1)“避”―改線繞避。即在選址時避開地質災害的影響。針對牛蹄滑坡而言,其位于牛蹄鎮政府后側緊鄰居民聚集點及學校,由于該城鎮地理條件限制,重新規劃牛蹄鎮的行政區域是不現實的,因此,該滑坡對于牛蹄鎮村民而言,是不可避免的。
(2)“排”―排水導流。截、排、引導地表水和地下水。地下水通常是誘發滑坡的主要因素,排除有害的地下水、尤其是滑帶水,成為治理滑坡的一項有效措施。采用多種形式的截水溝、排水溝、急流槽來攔截和排引地表水,使水不再進入或停留在滑坡范圍內,以增加滑坡的穩定性。
針對牛蹄集鎮滑坡,沿滑坡區上部邊界設計一條截水溝,用以截排疏導地表水,沿滑坡區邊界兩側及坡腳擋土墻墻趾處設計排水溝。截水溝自然延伸至兩側坡體排水溝,排水溝匯交于坡底,在坡腳西南部以涵管形式通過道路以跌水形式與下部地形自然銜接延伸至牛蹄河。
(3)“擋”―抗滑支擋。在斜坡體前緣設置各種形式的支擋結構,以阻擋坡體的滑動,這是一種對穩定坡體有長久作用的有效措施。目前的支擋結構有多種形式,如抗滑擋墻、抗滑樁、錨索抗滑樁、格構錨桿、錨桿擋墻等等。
針對牛蹄滑坡,我們采取的支擋結構主要有抗滑樁以及擋土墻。
抗滑樁:在滑坡中部設置一排抗滑樁,增加滑坡前緣阻滑力,提高變化穩定性,抗滑樁截面尺寸采用1.5m×1.8m,間距5m,樁長采用L=15m和20m,錨固段埋深7m~10m,共布置37根。樁頂高出地面5m~8m,樁后按1:1.25坡率回填碎塊石土。樁間均布置C30現澆鋼筋砼擋板防止樁間土體擠出,板厚30cm,板后設置30cm厚卵石濾水層。在擋板表面進行美化裝飾。
擋土墻:滑坡剪出口處設置擋土墻,縱向長202.4 m,墻身高6.0 m,頂寬1.2m;面坡傾斜坡度1:0.15,背坡傾斜坡度:1:0.2,墻底傾斜坡率0.1:1;基礎埋深1.5m。
(4)“減”―減重反壓。就是減重,將坡體上部主滑段的土石挖去,填在坡體下部的抗滑地段,反壓阻滑,以提高滑坡的穩定性,這是經常用來整治滑坡的一種簡便辦法。
考慮到牛蹄坡體坡體下部采用反壓,一方面受地形條件的影響,另一方面會占有過多場地,因而這一方案也是不可行的;減重也不適用于該坡體,但是由于該滑坡西北部坡腳處邊坡為強風化巖邊坡,威脅施工安全,因此對于該邊坡局部適當進行修整,清理掉破碎的松散巖石碎塊。
(5)“固”―土層固化。就是利用化學加固,改變滑動帶的土石性質,提高它的強度,從而達到穩定滑坡的目的。
這一方法由于造價較高,且對施工有著特殊的要求,因而在牛蹄滑坡中沒有采用。
(6)“植”―植樹綠化。采用綠化山坡,種樹植被等措施來穩定坡體。針對牛蹄滑坡,我們在擋土墻與抗滑樁之間坡體C15混凝土格構中進行覆土植草綠化,覆土0.15m,草籽選擇紫花苜蓿。
3結論
滑坡治理經過這么多年的發展,可以得出以下結論:
(1)“排”與“擋”相互結合的措施是經濟合理、安全可靠的整治不穩定斜坡發生失穩的方法;