地质灾害预警预报参考资料-地质灾害防治工程设计与施工

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1、地质灾害防治工程设计与施工 2 比起一般建筑工程来，地质灾害防治工程设计更显示出其“个性”，即几乎没有完全相同的工程。因此，要求从事地质灾害防治工程事业的勘查、设计和施工人员都应“擅长于建筑原型”，相应地，监理和管理人员也要从思想上明确这一根本特点。1 防治工程实施的论证 在明确了地质灾害发展阶段、寿命、人类与地质环境协调发展关系之后，要求用系统工程的观点与方法进行灾害防治的论证与决策，它包括全局观、层次观、价值观和策略观等方面的系统运筹与决策。1.1 减灾决策的前提 减灾的基本决策应是在专业工作者查清问题的实质后进行。 （1）对于可能发生较大经济、社会、环境乃至政治性影响的灾害，应布置实物工

2、作量，在勘察报告基础上，确定是监测预防，还是搬迁躲避，或是及时整治。 （2）对于即使发生灾害，但不致造成大的灾难，治理也不会赢得好的效益，则只需有经验的地质灾害防治人员现场认证即可，不必动用实物工作量，以免造成不必要的浪费。 （3）在目前的科学技术水平下，有的灾害事件尚很难完全避免和防治，只能通过合理的规划进行躲避，或开展适当防护工程以减少损失。1.2 地质灾害防治决策依据 （1）已取得充分可靠的资料，对地质灾害体的变形破坏机制认识正确； （2）一旦发生地质灾害，将给人类生命财产或资源环境造成重大危害； （3）治理灾害的费用是可以承受的，且投入收益比满足以下关系： （5-1）式中，E 经济、社

3、会和环境纯收益； ES 一定时期内避免灾害发生的总收益； EL 灾害发生后的经济、社会和环境总损失； ET 治理工程的总成本。在一定时期内，赢得的直接与间接效益远远大于灾害发生时可能造成的直接与间接损失和治灾成本之和。1.3 地质灾害防治工程等级的确定地质灾害防治工程等级见表5-1，具体确定应考虑如下因素：（1）地质灾害范围内可能造成的直接经济损失，包括直接破坏的土地、房屋设施、工矿企业、工程设施、公路、铁路、桥梁、输电、通讯线路、各种管道、河道、水源、水库等水利设施、文物古迹和人文景观等；（2）地质灾害范围内可能造成的间接经济损失主要包括工矿停产、减产、产品积压、农业减产、商业旅游业下降、交

4、通中断、通讯中断、能源中断和物价上涨等；（3）威胁人员及可能造成人员伤亡数；（4）社会伤害，包括对社会人群产生的影响，如公民心理恐慌、治安状况下降、投资信誉降低、社会保障下滑和不良政治影响等。（5）环境损失，包括对自然环境、生态环境和地质环境的损失。1.4 地质灾害防治的决策思路地质灾害本身及其防治工程是一个很复杂的系统工程，它需要决策层从时间进展、逻辑顺序和科学技术要求等三方面来论证，这里引用霍尔（HallAD，1969）提出的三维结构来说明。霍尔三维结构包括时间维、逻辑维和知识维三个方面。表5-1 地质灾害防治工程等级的确定工程等级工程投资（万元）威胁人数预测保护财产（万元）危害地域或工程

5、设施A级（一级）3000300030000特大大城市；国家大型厂矿企业；巨型工程水利设施；重点交通通讯、能源干线；国家级开发项目等。B级（二级）10003000100030001000030000大城市；大型厂矿企业、大型工程水利设施；重要交通、通讯、能源干线；省级开发项目等。C级（三级）50010005001000500010000中等城市或县城；中等厂矿企业；中等工程水利设施；交通、通讯、能源干线；市级开发项目等。D级（四级）10050010050010005000乡、镇所在地；重要居民点；小型厂矿；小型工程水利设施、县级交通工程等。（1）时间维是指系统工程从规划到峻工的基本阶段或程序划分

6、；（2）逻辑维是指系统工程的每个阶段所要完成的工作步骤；（3）知识维是指完成上述各项工作所需求的各种科学与技术素养。现以长江三峡链子崖危岩体重大地质灾害整治工程的决策为例予以简要说明。链子崖整治工程的时间维包括地质调查与立项、工程地质勘查、危岩体整治工程可行性研究、整治工程方案设计、整治工程施工设计、整治工程施工、地质工程监测信息反馈与设计调整或变更等。 链子崖整治工程的逻辑维应表述各个阶段。虽然各阶段的内容各有不同，但对每个阶段一般应考虑：问题的提出、性质与范围、每个阶段的目的与基本标准（合乎规范）、满足规范条件的系统分析、系统建模、综合的系统设计和各阶段的地质信息反馈。链子崖整治工程的知识

7、维包括大系统工程学的知识，如系统科学、控制论、信息论和运筹学、工程地质学及其相关的地学分支、力学、非标准工程设计、社会科学与计算机技术等。2 工程方案论证的地质观与工程观 地质灾害防治理论研究是当前亟待重视的一个重要方面。据估计，因缺乏正确理论指导而造成的潜在损失达地质灾害防治工程投资的2030（孙广忠，1996）。目前，我国已有地质灾害勘查、防治工程可行性论证、工程设计与施工及监测等的初步经验，但相应各阶段的理论仍未成熟，也即理论落后于防治工程实践的需要。作者多年来的工作体会是，具有特殊性的重大地质灾害事件的研究与防治工程实践是建立普适性的地质灾害防治工程理论的基础。2.1 问题的提出 一个

8、突出的问题是，究竟以地质研究为主线并参与确定工程方案，还是象以往一样，工程地质勘察完毕以后，地质研究人员就不再介入设计工程师的工作。我国地质灾害防治工程的现状是，工程咨询论证中往往出现地质专家与工程专家各执一词的现象，其原因一方面是勘查阶段地质研究工作不可能全面或无法深入，工作结论有不确定性；另一方面是参与此项工作的地质专家和工程专家知识与经验的局限，甚至还涉及他们的工作态度，最后给管理部门正确及时地决策造成极大困难和资金、时间的浪费。这就提出了应该坚持什么样的地质观，什么样的工程观，二者又应如何结合的问题。 很显然，一批学术造诣精深的前辈在我国地质灾害防治工程事业的探索中起着重要的导向和开拓

9、作用。他们根据各自的学术专长、工程或地质经验与知识结构，先后提出了一些指导观念，比较系统的观点如地质工程（孙广忠，1984，1992，1993，1996）、工程地质体控制论（梁炯鋆等，1992）、地质灾害立体防治系统（卓宝熙，1994）、变形体系论（余雨之，1995）和岩体工程稳定性系统（孙玉科，1996）等。在年轻一代中，也已有一些思路在实践中起了一定作用，如地质灾害防治工程学（刘传正，1994，1995，1996），它是基于地质灾害体变形破坏机理分析而提出的，主要内容包括指导地质灾害防治工程方案论证的七个原则和工程设计过程的七个观念。 上述观点基本都是强调从地质体的特性去论证工程方案的，是

10、抓住了问题的本质的。不足之处是其观念性较强，内容和工作方法却很不具体，实际应用中的针对性和可操作性较差。理论研究的薄弱导致了两种倾向，一是过分强调了地质分析，而工程意识不够，未能从结构力学的角度去研究地质体变形破坏的本质，反而导致地质分析为工程服务的针对性不足，实质上削弱了地质意识；二是过分强调了工程观念，未把地质体作为一种具有自稳性和自组织性的工程结构对待，忽视了人为设计的工程结构与地质体原有结构的耦合作用，工程设计标准过高，工程量太大而又不能把握住工程重点，造成资金的极大浪费，导致即使是“成功的设计”，仍然是“失败的战略”。问题的症结在于工程方案论证中对各个工程单元的相互关系考虑不足，不理

11、解这种考虑当然应是寓含于各个工程单元之中的，而不是表面上的文字陈述。因此，应该提出的正确理论命题是，地质灾害防治工程的指导理论是地质观与工程观两种观念的最佳耦合，是地质专家与工程专家的优势互补，这种互补应是自觉的，而不是陷入浮浅的争论却不能自拔的。地质观的核心问题是地质体变形破坏力学机理的正确分析与超前预测，工程观的核心问题是防治工程方案的比选优化及其对施工反馈的相对灵活的可调整性或称可变更性。2.2 地质观的核心问题 从实施防治工程的角度看问题，地质灾害体的勘查与研究内容包括地质灾害体的环境条件、自身结构特征、变形破坏特征、影响因素分析和确定变形破坏力学机理，以及建立在机理分析之上的稳定性评