針對(duì)河道采空區(qū)帶來(lái)的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害的生態(tài)處理方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于地質(zhì)環(huán)境領(lǐng)域，具體涉及一種針對(duì)河道采空區(qū)帶來(lái)的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害的生態(tài)處理方法。一種針對(duì)河道采空區(qū)帶來(lái)的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害的生態(tài)處理方法，包括下述的步驟：a.察看采砂區(qū)的地質(zhì)概況：分析河道采空區(qū)地質(zhì)環(huán)境，根據(jù)采砂懸空洞范圍及形狀，確定土質(zhì)參數(shù)；b.確定河道采空區(qū)災(zāi)害的破壞形式，及懸空洞長(zhǎng)期沉陷規(guī)律與作用機(jī)理；c.充填灌漿法對(duì)葫蘆洞沉陷量進(jìn)行控制。采用上述的方法針對(duì)河道采空區(qū)的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行生態(tài)處理，不僅進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查、分析論證、理論分析、填充試驗(yàn)得出了最佳方法，消除了事故隱患，對(duì)于保證河道的暢通安全、減少地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害、維護(hù)生態(tài)平衡具有廣闊的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益重大。
【專(zhuān)利說(shuō)明】針對(duì)河道采空區(qū)帶來(lái)的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害的生態(tài)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地質(zhì)環(huán)境領(lǐng)域，具體涉及一種針對(duì)河道采空區(qū)帶來(lái)的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害的生態(tài)處理方法。
[0002]【背景技術(shù)】
隨著水利、建筑、公路、鐵路等行業(yè)的快速發(fā)展，極大促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，但同時(shí)也造成了建筑材料的過(guò)度消耗，其中砂石資源的需求更是相當(dāng)巨大。目前，建筑行業(yè)的砂石資源主要為河砂，故而帶動(dòng)了河砂挖掘產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。然而，由于缺乏宏觀政策管理，河砂采掘長(zhǎng)期處于大規(guī)模、長(zhǎng)河段、無(wú)序超量的狀態(tài)，形成了大量的河道采空區(qū)，也就是所謂的采砂葫蘆洞。這種現(xiàn)象如果不盡早加以治理，將使河床形態(tài)發(fā)生急劇的變化，河床嚴(yán)重下切，改變流勢(shì)和河勢(shì)，掏空堤腳和橋墩基礎(chǔ)，對(duì)岸坡穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)物存在巨大的安全隱患。同時(shí)，由于河床下切引起水位下降，還將影響沿河供水等取水工程的正常運(yùn)行，甚至取不到水，供水量及保證率無(wú)法滿(mǎn)足，危及供水安全。因此，合理控制采砂規(guī)模、有效處治采砂洞成為河道管理部門(mén)迫切需要解決的重大工程問(wèn)題。
[0003]影響河道采砂的觀測(cè)、試驗(yàn)、計(jì)算和科學(xué)規(guī)劃的原因很多，采砂影響因素復(fù)雜，但其研究工作除主觀上重視不夠外，如下因素可能影響了采砂研究的深入:采砂的影響范圍大，做物理模型試驗(yàn)的費(fèi)用高；影響采砂的條件復(fù)雜，包括河型、來(lái)水來(lái)砂條件、采砂坑的位置、大小和深度等；數(shù)學(xué)模擬復(fù)雜，必須為二、三維水沙數(shù)模才能真實(shí)反映出沙坑的變形；采砂效應(yīng)問(wèn)題是最新焦點(diǎn)，90年代以前河道采砂量不大，沒(méi)有引起足夠的重視，所以關(guān)于采砂的原形觀測(cè)數(shù)據(jù)較少。對(duì)采砂河道的地形觀測(cè)很重要。
[0004]國(guó)外關(guān)于河道采砂方面的研究較早，如美國(guó)的Chang H.H.教授早在上世紀(jì)80年代運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)模型對(duì)加利福尼亞州圣胡安溪因砂石開(kāi)采引起的河床變形就進(jìn)行了研究，并與原型實(shí)測(cè)資料進(jìn)行了對(duì)比；Duder J.N.對(duì)河口附近河道采砂對(duì)海岸線(xiàn)形態(tài)影響進(jìn)行了研究；Kwan R.T.F.運(yùn)用商業(yè)軟件MIKE模擬了河道采砂對(duì)河床演變的影響；Macdonald A.系統(tǒng)分析了美國(guó)Naugatuck河及附近洪水區(qū)采砂河段的河床形態(tài)恢復(fù)問(wèn)題；西班牙的Puertos公司將GIS技術(shù)應(yīng)用于河道采砂管理，自主開(kāi)發(fā)的SIC9.0軟件可用來(lái)收集、組織和計(jì)算關(guān)于采砂活動(dòng)對(duì)海岸線(xiàn)形態(tài)變化影響的數(shù)據(jù)，其功能強(qiáng)大，可以研究包括海岸地質(zhì)形態(tài)、海洋探測(cè)圖、泥沙變形厚度、海底形態(tài)變化和泥沙顆粒分布數(shù)據(jù)等，研究范圍還涉及到了環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)影響，并開(kāi)發(fā)了相關(guān)的決策支持系統(tǒng)Florence Cayocca和Beryldu Gardin運(yùn)用水動(dòng)力學(xué)模型研究了法國(guó)在英吉利海峽和北冰洋海岸處采砂對(duì)海岸沙波形態(tài)的影響，其數(shù)學(xué)模擬充分考慮了潮汐水流、沙波阻力對(duì)沙坑演變的影響，分析了影響沙坑變形的一些因素(主要適用于河口采砂)研究注重于采砂對(duì)周邊環(huán)境的影響，但也提出采砂影響的復(fù)雜性，僅通過(guò)建立經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)評(píng)估沙坑演變對(duì)海岸線(xiàn)的影響。
[0005]法國(guó)環(huán)境保護(hù)組織在工作報(bào)告中也指出長(zhǎng)時(shí)期的采砂對(duì)周邊環(huán)境造成了極大的影響，該組織要求停止Kurnell半島的采砂活動(dòng)，Jacqui Goddard為今后減小采砂影響提出了一些意見(jiàn):適當(dāng)再利用建筑材料而不是拋棄；更大程度的回收包括混凝土在內(nèi)的材料；再利用家庭建筑材料等。這些意見(jiàn)可為我國(guó)的采砂管理工作做參考。Pieter C.Roos等對(duì)海洋淺水處油田開(kāi)采中沙坑演變作了詳細(xì)研究，開(kāi)發(fā)了用于模擬沙坑影響海洋底部地形演變的模型，結(jié)果表明沙坑以中心向四周以很快的速度擴(kuò)大(160m/年)，速度與潮流輸運(yùn)速度和潮汐周期的不規(guī)則性有關(guān)，沙坑的深度不影響擴(kuò)展速度和沙坑的方向，但確實(shí)會(huì)影響它的空間分布，并且發(fā)現(xiàn)沙坑在水平方向上的影響要遠(yuǎn)超過(guò)垂直方向的沉降，海洋底部的沙坑沉降與陸地上的沉降大不相同，有必要對(duì)沙坑造成的沉降和床面形態(tài)的關(guān)系進(jìn)行非線(xiàn)性的研究。R.Simonini等人研究了在海底采砂對(duì)海底大型棲息動(dòng)物的生態(tài)影響，通過(guò)7個(gè)控制點(diǎn)的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)采砂在短期內(nèi)沒(méi)有對(duì)沙粒分布和泥沙TOC含量造成明顯影響，但是在采砂點(diǎn)發(fā)生了較大程度的地貌變形，在采砂后12個(gè)月，控制點(diǎn)處的變形達(dá)到很高的程度，這些地方的物種無(wú)一幸免，泥沙運(yùn)動(dòng)會(huì)使采砂坑在短期內(nèi)(2-4年)恢復(fù)到自然狀態(tài)。M.A.F.Knaapen等分析了采砂后沙波的再生，河口地區(qū)的沙波一般高數(shù)米，綿延數(shù)百米長(zhǎng)，對(duì)通航至關(guān)重要，Knaapen根據(jù)朗道方程建立了 一個(gè)簡(jiǎn)單有效的演變模型，模型參數(shù)由遺傳算法的優(yōu)化方法確定，可以很好地預(yù)測(cè)采砂后沙波的演變情況，該模型較精確地預(yù)測(cè)了日本Bisanseto海峽采砂10年后的沙波再生狀況。Bianca G.T.M.等結(jié)合荷蘭由于建筑材料猛增，越來(lái)越大的采砂量而造成的大面積海洋底部地貌變化，研究了地貌演變模型預(yù)測(cè)和社會(huì)決策的關(guān)系，因?yàn)殛P(guān)于采砂方面的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的缺乏，預(yù)測(cè)模型不可能都得到驗(yàn)證，作者分析了未校核模型性能的提高和如何將結(jié)果應(yīng)用到?jīng)Q策中去的問(wèn)題，決策者們可利用模型的結(jié)論作為預(yù)報(bào)信號(hào)。Adam Kubicki等研究了 2個(gè)沙坑6年的時(shí)間內(nèi)的演變情況,重點(diǎn)研究了單個(gè)沙坑的演變和3個(gè)沙坑組成的沙坑群的演變，在沙坑研究當(dāng)中運(yùn)用了 2個(gè)聲納儀和6個(gè)電波地形儀，觀察到了沙坑邊緣逐漸變得光滑和沙坑的回填速度逐漸減慢，建議最有效的監(jiān)測(cè)沙坑變形的方法是運(yùn)用聲納儀和光波地形儀每6個(gè)月對(duì)沙坑進(jìn)行測(cè)量。Edward
B.Thornton等研究了美國(guó)南部Monterey海灣1906-1990年間由于采砂造成海岸線(xiàn)侵蝕現(xiàn)象，他把沿1940-1990年間的18公里海岸線(xiàn)侵蝕率與禁止采砂后的1990-2004年的海岸線(xiàn)侵蝕率作了對(duì)比；還發(fā)現(xiàn)當(dāng)風(fēng)暴潮和高潮位相遇時(shí)，岸線(xiàn)的侵蝕更大，當(dāng)受到厄爾尼諾現(xiàn)象的影響時(shí)侵蝕更大，在1990年禁止采砂后海岸線(xiàn)侵蝕程度大為減小。RupaliS.Patgaonkar等對(duì)小溪附近挖泥對(duì)沙坑形態(tài)穩(wěn)定的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果表明當(dāng)沙坑深度增加時(shí)，水流的輕度也隨之增加，在挖沙河段保持河底坡降為1:6時(shí)對(duì)維持沙坑的穩(wěn)定最有利，沙坑的滲透水流與河底方向平行。
[0006]由于發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)海洋采砂問(wèn)題的較早重視和大量的資金投入，他們對(duì)一些海洋采砂地區(qū)進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的原型監(jiān)測(cè)，掌握了大量關(guān)于采砂對(duì)生態(tài)環(huán)境、水質(zhì)等的影響后果的數(shù)據(jù)。R.Smith等人調(diào)查了在北海和英吉利海峽采砂停止后3年內(nèi)海底動(dòng)物區(qū)的影響狀況，發(fā)現(xiàn)在集中采砂地區(qū)的生物多樣性和豐富性都有大幅度下降，建立了生物形態(tài)和水動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的關(guān)系，說(shuō)明采砂活動(dòng)停止后自然物理干擾對(duì)海洋底動(dòng)物區(qū)結(jié)構(gòu)作用重大。K.L.Spencer等對(duì)英國(guó)內(nèi)陸河道中射流采砂對(duì)周?chē)w水質(zhì)的影響進(jìn)行了研究,射流采砂沖起了泥沙中的有毒物質(zhì)(如硫、氣等)、污染物等對(duì)周?chē)w的生物造成危害，關(guān)于河道疏浚采砂對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的研究很多，可以看出對(duì)采砂過(guò)程對(duì)水質(zhì)、水體生物、周?chē)鷳B(tài)環(huán)境影響的研究很重要。P.L.Friend等用他們開(kāi)發(fā)的概念性模型研究了河口處挖沙對(duì)河道泥沙輸移、泥沙粒徑分布、級(jí)配、泥沙輸移通道等造成的影響，需要大量的數(shù)據(jù)來(lái)研究海底地形和決定長(zhǎng)時(shí)間的海洋形態(tài)變化，計(jì)算表明雖然受到上游河道采砂的人為干擾，F(xiàn)owey河口仍遵守常規(guī)泥沙輸移模式。Ingarooma河在1875年到1984年間由于采砂造成泥沙細(xì)化的現(xiàn)象進(jìn)行了研究，由于上游采砂引起下游河床泥沙的中值粒徑小于5mm，并根據(jù)采砂對(duì)河床的影響程度將整個(gè)河流分成若干河段:自然卵石河段(0-32km)、準(zhǔn)干擾細(xì)化河段(32-53km)、形成粗化泥沙保護(hù)層段(53_65km)等，最后指出河床恢復(fù)到自然狀態(tài)需要很長(zhǎng)時(shí)間。ShahadatHossain等對(duì)Brisbane河口大量的采砂造成明顯的河口水文和泥沙輸移演變的改變，并使大面積的水域變得渾濁，水流泥沙含量增大，面對(duì)城市化和與工業(yè)發(fā)展有關(guān)的航運(yùn)使這一世界性的壓力變得越來(lái)越大。
[0007]國(guó)內(nèi)關(guān)于采砂影響的研究較晚，但亦已有很多有價(jià)值的成果。1994年袁林等對(duì)長(zhǎng)江下游河道采砂對(duì)河道河勢(shì)等的影響作了分析，周傳平分析了大清河河道采砂對(duì)其行洪的影響，較早地指出了不合理采砂造成的危害。在這以后有很多成果問(wèn)世，如毛野對(duì)河道采砂從流態(tài)變化和對(duì)河床的影響進(jìn)行了分析。分析表明:采砂使河床局部變形，打破了水沙運(yùn)動(dòng)的平衡；采砂坑對(duì)水流的作用類(lèi)似于跌坎，相應(yīng)地橫向次生流和平面流場(chǎng)也被迫調(diào)整，水流流態(tài)變化引起溯源沖刷，進(jìn)而導(dǎo)致河床全面調(diào)整，影響河床穩(wěn)定；建議加強(qiáng)統(tǒng)一管理，以科研成果為基礎(chǔ)指導(dǎo)有序采砂，力求變害為利。毛野將自然河道的采砂坑分成三類(lèi)來(lái)進(jìn)行討論，即點(diǎn)、線(xiàn)、面狀三種沙坑，他將沙坑的溯源沖刷的原因歸結(jié)為水流在沙坑上緣口處“跌水”的原因，并指出沙坑在橫向上的擴(kuò)展變形可能危及到河岸的安全，為今后的沙坑影響研究提出了一些有價(jià)值的意見(jiàn)。
[0008]毛野在2004年運(yùn)用微尺度模型和基于普通相機(jī)的近景攝影測(cè)量三維圖像解析技術(shù)針對(duì)河道采砂對(duì)長(zhǎng)江鎮(zhèn)江段河床演變的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究，分析了鎮(zhèn)江段河床演變的趨勢(shì)，指出在征潤(rùn)洲北灘和五峰山附近科學(xué)合理地采砂有利于鎮(zhèn)江段河床穩(wěn)定，還應(yīng)用了微尺度模型及河工動(dòng)床模型進(jìn)行研究，采砂坑的發(fā)展是采砂坑內(nèi)及其附近的水流與采砂坑邊界相互作用的結(jié)果。持續(xù)進(jìn)行河道采砂對(duì)局部河床變形有較大影響，其影響范圍與影響程度取決于眾多因素，包括采砂坑的形狀、大小以及決定水流流態(tài)的采砂坑與河道的相對(duì)位置等；特別是超過(guò)上游泥沙補(bǔ)給能力的持續(xù)采砂對(duì)河床變形影響很大，表明其研究方法適用于多方案的定性分析與比較，近景攝影測(cè)量三維圈像解析技術(shù)在數(shù)字化試驗(yàn)研究中可有良好的應(yīng)用前景。齊梅蘭分析了采砂對(duì)橋墩引起的局部沖刷的影響，根據(jù)沖刷機(jī)理的不同，將采砂河床橋墩沖刷分成三部分:采砂坑背水面邊坡由于增加了水流比降容易形成溯源沖刷；橋渡壓縮水流過(guò)流斷面增大水流挾沙力引起一般沖刷；橋墩周?chē)鷾u旋流造成局部沖刷，總的沖刷是三種沖刷的疊加。齊梅蘭指出不同采砂位置和采砂坑深度對(duì)橋墩基礎(chǔ)安全的影響程度不同，根據(jù)采砂坑演變的平衡坡降，認(rèn)為采砂坑距大橋的安全距離主要與河床粒徑及水流流速有關(guān)，并從泥沙起動(dòng)原理的角度分析了沙坑被水面易沖刷的原因，與毛勁喬的數(shù)值模擬結(jié)果一致，齊梅蘭還指出多個(gè)沙坑距離較近時(shí)遭遇洪水時(shí)下游沙坑的溯源沖刷作用使上下游沙坑串通形成大范圍河床下切的危害和采砂坑上游邊坡溯源沖刷長(zhǎng)度會(huì)大于下游便頗得沖刷長(zhǎng)度，河道下游采砂位置與大橋的安全距離應(yīng)大于上游的安全距離。李軍等定性分析了采砂河段河道演變的三個(gè)階段以及采砂河段橫斷面變形的幾種情況，還指出上游沙坑的蓄水和沉沙作用、下游沙坑引起的溯源沖刷、沙坑改變河勢(shì)，這樣的分析工作可以為以后的物理及數(shù)值模型沙坑影響的工作指出方向。王剛等對(duì)廣東北江河道采砂問(wèn)題采用正交設(shè)計(jì)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法定量分析沙坑的位置形狀對(duì)堤防安全的影響，建立了河道采砂坑與堤防位置關(guān)系模型，其基本原理是基于邊坡安全穩(wěn)定性分析，計(jì)算表明沙坑離堤防越近，沙坑的深度越大，沙坑邊壁坡度越陡，將對(duì)堤防穩(wěn)定性造成的危害越大，這些研究成果為指導(dǎo)數(shù)值模型采砂影響研究具有很高價(jià)值。
[0009]王剛從土力學(xué)的角度采用stabr程序計(jì)算了枯水期迎水坡的安全系數(shù)，提出了采砂坑影響堤防的臨界距離的概念，并給出了采砂位置相對(duì)堤防的安全距離的表達(dá)式。周勁松以長(zhǎng)江鎮(zhèn)揚(yáng)河段二期整治工程中的對(duì)右汊口門(mén)疏浚工程的研究和長(zhǎng)江下游水文局1994年I月對(duì)梅子洲左汊主流過(guò)渡段采砂區(qū)的監(jiān)測(cè)資料為例，指出在一個(gè)較穩(wěn)定的流場(chǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行局部河道有限的開(kāi)挖，很難改變河段原有的沖淤模式，但大規(guī)模的采砂活動(dòng)可能導(dǎo)致河床細(xì)化、河床沖刷加劇、敏感河段河勢(shì)發(fā)生變化。研究表明，采砂導(dǎo)致采砂區(qū)及以上局部河段水位下降，采砂區(qū)上下游一定范圍的河床沖刷下切，短期內(nèi)可能引起河勢(shì)發(fā)生變化，導(dǎo)致分叉型河道分流比的變化，如武漢河段天興洲汊道。紹新等在收集整理了廣東東江下游及三角洲地區(qū)的河流水文實(shí)測(cè)資料后，從水文的角度分析了無(wú)序采砂對(duì)其水文特性的變化及其產(chǎn)生的原因，所發(fā)現(xiàn)的規(guī)律也前人的研究結(jié)論相似:研究河段大部分地區(qū)水位大幅度下降，但沿程變化規(guī)律不一致；沿程枯水水面比降發(fā)生巨大變異；挖沙附近河段同級(jí)流量下水位明顯下降；口門(mén)附近咸潮影響規(guī)律改變等。針對(duì)采砂與航道整治協(xié)調(diào)兩者之間關(guān)系的研究方面，吳宋仁等以瀾滄江景洪水道的V級(jí)航道建設(shè)研究為例進(jìn)行了動(dòng)床河工試驗(yàn)，得出結(jié)論“兩者可以兼顧，達(dá)到雙贏”。
[0010]楊世倫認(rèn)為河道采砂可能會(huì)增加河流的輸沙(原因有對(duì)床面的擾動(dòng)、砂料分選造成水流泥沙濃度增加、采砂起到河道疏浚的作用)，也可能減少河流的輸沙(原因有采砂坑有利于懸沙落淤，采砂疏浚作用減少了河道某些部位在洪水期被沖刷的可能性)，通過(guò)漢口至大通段輸沙量的變化估計(jì)，認(rèn)為采砂對(duì)長(zhǎng)江此河段的輸沙影響有限，與徑流量增加和來(lái)沙量減少有關(guān)系。鄭國(guó)棟定性分析了采砂對(duì)珠江三角洲河網(wǎng)地區(qū)的河道沖淤變化的影響，影響后果有:改變了河床沖淤性質(zhì)、河槽容積普遍增大，河床普遍下切、河床挖深不均衡、河床過(guò)水?dāng)嗝嫦蛘畎l(fā)展，采用一維河網(wǎng)水動(dòng)力學(xué)模型模擬了采砂對(duì)行洪、徑潮流運(yùn)動(dòng)的影響作用，結(jié)果表明采砂刷深了河道，三角洲上游徑流動(dòng)力加強(qiáng)，水位下降，但口門(mén)區(qū)變化相對(duì)較小，進(jìn)潮與泄洪動(dòng)力俱增，三角洲在枯水期“抗咸”壓力繼續(xù)增大。
[0011]從以上對(duì)近幾年國(guó)內(nèi)關(guān)于采砂問(wèn)題的總結(jié)和研究看來(lái)，河道無(wú)序采砂問(wèn)題已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注，關(guān)于采砂研究的方法和手段也多種多樣，既有定性分析沙坑變形過(guò)程的研究也有采砂對(duì)河勢(shì)、水流流態(tài)、水工建筑物安全等方面的研究，既有水力學(xué)方法，也有土力學(xué)方法等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種針對(duì)河道采空區(qū)帶來(lái)的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害的生態(tài)處理方法。
[0013]一種針對(duì)河道采空區(qū)帶來(lái)的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害的生態(tài)處理方法，包括下述的步驟:
a.察看采砂區(qū)的地質(zhì)概況:分析河道采空區(qū)地質(zhì)環(huán)境，根據(jù)采砂懸空洞范圍及形狀，確定土質(zhì)參數(shù)，其具體的步驟是:現(xiàn)場(chǎng)察看采砂區(qū)的地形地貌、地層巖性、水文地質(zhì)條件、地質(zhì)構(gòu)造及地震；
勘測(cè)閘址區(qū)采砂葫蘆洞的分布:察看采砂葫蘆洞的位置分布、測(cè)量采砂葫蘆洞深度；場(chǎng)地工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià):地層分布規(guī)律及特征、確定閘址區(qū)采砂葫蘆洞影響范圍:主要包括確定空洞和各采砂葫蘆洞對(duì)地層影響，評(píng)價(jià)工程地質(zhì)條件； b.確定河道采空區(qū)災(zāi)害的破壞形式，及懸空洞長(zhǎng)期沉陷規(guī)律與作用機(jī)理；
c.充填灌漿法對(duì)葫蘆洞沉陷量進(jìn)行控制，其控制的步驟是:選取參數(shù)、簡(jiǎn)化及建立模型，對(duì)葫蘆洞進(jìn)行填充。
[0014]上述的步驟c中，選擇C15混凝土、碎石灌漿、碎石對(duì)葫蘆洞進(jìn)行填充，采用三維有限差分計(jì)算機(jī)程序FLAC-3D計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，分析計(jì)算結(jié)果，確定填充物的量。
[0015]上述的步驟a中，察看采砂區(qū)的地質(zhì)概況，包括在察看地形地貌時(shí)，確定工程場(chǎng)區(qū)的地形，確定工程場(chǎng)區(qū)是否為沖積平原、沖積湖平原、兩者的交互帶或者是其它類(lèi)型的平原；
勘察深度內(nèi)場(chǎng)，確定工程場(chǎng)區(qū)地層所屬的堆積層，分析土質(zhì)；
對(duì)水文地質(zhì)條件進(jìn)行分析:確定場(chǎng)區(qū)地下水類(lèi)型，分析其礦化度，對(duì)砼是否有腐蝕性；分析場(chǎng)區(qū)的斷層和走向，判斷其是否為地震活躍地帶，選擇沒(méi)有活動(dòng)斷裂、地震活動(dòng)頻次低、震級(jí)小、處于相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域。
[0016]上述的步驟a中，閘址區(qū)采砂葫蘆洞的分布:確定采砂葫蘆洞的位置分布關(guān)系并將所有的采砂葫蘆洞編號(hào)、測(cè)量所有采砂葫蘆洞深度。
[0017]上述的步驟a中，場(chǎng)地工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)時(shí)，其步驟為:
地層分布規(guī)律及特征:分析場(chǎng)區(qū)內(nèi)的土質(zhì)堆積情況，可以分的層數(shù)，確定土質(zhì)是否為淤泥層、層粘土、層壤土、層中粗砂，以及測(cè)定每一層的厚度及層底高程；
確定閘址區(qū)采砂葫蘆洞影響范圍:主要包括確定懸空洞對(duì)地層影響，確定空洞的方法是:鉆探過(guò)程中，鉆具出現(xiàn)自由下落現(xiàn)象，則已到達(dá)空洞，若鉆具未出現(xiàn)自由下落現(xiàn)象，則繼續(xù)鉆探，但是鉆深不超過(guò)主井孔深度；標(biāo)貫擊數(shù)明顯變小，擊數(shù)1-3擊，則已到達(dá)空洞，其中有淤泥；
采砂葫蘆洞對(duì)地層的影響判斷方法是:測(cè)量各葫蘆洞深、底高程、空洞的頂高程、空油的底高程、空洞的厚度、距地面埋深，計(jì)算各葫蘆洞的地層破壞影響范圍在葫蘆洞周?chē)木嚯x。
[0018]評(píng)價(jià)工程地質(zhì)條件:根據(jù)以上的測(cè)量結(jié)果和土壤各層土質(zhì)的條件判斷場(chǎng)區(qū)的工程地質(zhì)條件。
[0019]本發(fā)明是針對(duì)運(yùn)河節(jié)制閘工程存在多個(gè)采砂葫蘆洞，井下部形成一個(gè)大型懸空洞，如果不對(duì)這些坑進(jìn)行處理，會(huì)造成地基不均勻沉陷及滲透破壞，對(duì)上覆閘室構(gòu)成極大安全隱患。因此，為了分析采砂葫蘆洞災(zāi)害機(jī)理、提出合理的生態(tài)處治技術(shù)，本發(fā)明通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘查、分析論證、理論分析、填充試驗(yàn)，優(yōu)選最優(yōu)實(shí)施方案，消除事故隱患。對(duì)于保證河道的暢通安全、減少地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害、維護(hù)生態(tài)平衡具有廣闊的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益重大。
[0020]本發(fā)明的有益效果在于，采用上述的方法針對(duì)河道采空區(qū)的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行生態(tài)處理，不僅進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查、分析論證、理論分析、填充試驗(yàn)得出了最佳方法，消除了事故隱患，對(duì)于保證河道的暢通安全、減少地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害、維護(hù)生態(tài)平衡具有廣闊的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益重大。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中鉆孔布置示意圖； 圖2鉆孔注漿施工工藝框圖；
圖3為碎石填充圖；
圖3中，1-注漿管，2-碎石。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更了解本發(fā)明，但并不因此限制本發(fā)明。
實(shí)施例
[0023]一種針對(duì)河道采空區(qū)帶來(lái)的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害的生態(tài)處理方法，包括下述的步驟:
a.察看采砂區(qū)的地質(zhì)概況:分析河道采空區(qū)地質(zhì)環(huán)境，根據(jù)采砂懸空洞范圍及形狀，確定土質(zhì)參數(shù)，其具體的步驟是:現(xiàn)場(chǎng)察看采砂區(qū)的地形地貌、地層巖性、水文地質(zhì)條件、地質(zhì)構(gòu)造及地震；察看采砂區(qū)的地質(zhì)概況，包括在察看地形地貌時(shí)，確定工程場(chǎng)區(qū)的地形，確定工程場(chǎng)區(qū)是否為沖積平原、沖積湖平原、兩者的交互帶或者是其它類(lèi)型的平原；對(duì)水文地質(zhì)條件進(jìn)行分析:確定場(chǎng)區(qū)地下水類(lèi)型，分析其礦化度，對(duì)砼是否有腐蝕性；分析場(chǎng)區(qū)的斷層和走向，判斷其是否為地震活躍地帶，選擇沒(méi)有活動(dòng)斷裂、地震活動(dòng)頻次低、震級(jí)小、處于相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域。
[0024]勘測(cè)閘址區(qū)采砂葫蘆洞的分布:察看采砂葫蘆洞的位置分布、測(cè)量采砂葫蘆洞深度；勘察深度內(nèi)場(chǎng)，確定工程場(chǎng)區(qū)地層所屬的堆積層，分析土質(zhì)；閘址區(qū)采砂葫蘆洞的分布:確定采砂葫蘆洞的位置分布關(guān)系并將所有的采砂葫蘆洞編號(hào)、測(cè)量所有采砂葫蘆洞深度。
[0025]場(chǎng)地工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià):地層分布規(guī)律及特征、確定閘址區(qū)采砂葫蘆洞影響范圍:主要包括確定懸空洞對(duì)地層影響，評(píng)價(jià)工程地質(zhì)條件；
所述的采砂葫蘆洞其下部的截面是圓形，
場(chǎng)地工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)時(shí)，其步驟為:
地層分布規(guī)律及特征:分析場(chǎng)區(qū)內(nèi)的土質(zhì)堆積情況，可以分的層數(shù)，確定土質(zhì)是否為淤泥層、層粘土、層壤土、層中粗砂，以及測(cè)定每一層的厚度及層底高程；
確定閘址區(qū)抽砂井影響范圍:主要包括確定懸空洞對(duì)地層影響，確定空洞的方法是:鉆探過(guò)程中，鉆具出現(xiàn)自由下落現(xiàn)象，則已到達(dá)空洞，若鉆具未出現(xiàn)自由下落現(xiàn)象，則繼續(xù)鉆探，但是鉆深不超過(guò)主井孔深度；標(biāo)貫擊數(shù)明顯變小，擊數(shù)1-3擊，則已到達(dá)空洞，其中有淤泥；
采砂葫蘆洞對(duì)地層的影響判斷方法是:測(cè)量各葫蘆洞深、底高程、空洞的頂高程、空油的底高程、空洞的厚度、距地面埋深，計(jì)算各葫蘆洞的地層破壞影響范圍在其周?chē)木嚯x。
[0026]評(píng)價(jià)工程地質(zhì)條件:根據(jù)以上的測(cè)量結(jié)果和土壤各層土質(zhì)的條件判斷場(chǎng)區(qū)的工程地質(zhì)條件。
[0027]b.確定河道采空區(qū)災(zāi)害的破壞形式，及懸空洞長(zhǎng)期沉陷規(guī)律與作用機(jī)理；
c.充填砂石法對(duì)葫蘆洞沉陷量進(jìn)行控制，其控制的步驟是:選取參數(shù)、簡(jiǎn)化及建立模型，對(duì)葫蘆洞進(jìn)行填充；選擇C15混凝土、碎石灌漿、碎石對(duì)葫蘆洞進(jìn)行填充，采用三維有限差分計(jì)算機(jī)程序FLAC-3D計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，分析計(jì)算結(jié)果，確定填充物的量。[0028]當(dāng)使用高強(qiáng)度(C15混凝土)對(duì)葫蘆洞進(jìn)行填充處理時(shí)，由于填充材料和葫蘆洞周?chē)馏w性質(zhì)相差很大，當(dāng)上部荷載傳遞到該復(fù)合地基時(shí)，出現(xiàn)明顯的不均勻沉降現(xiàn)象。閘板中心處底部地基強(qiáng)度高、承載力高、沉降量小，而四周土體強(qiáng)度相對(duì)較小、承載力低、沉降相對(duì)就大，因此形成反拱想象十分明顯，造成很?chē)?yán)重的應(yīng)力集中，這對(duì)閘板及上部建筑十分不利。
[0029]同時(shí)，根據(jù)本模型假定葫蘆洞形狀，其體積約為190m3，按每立方混凝土 260元計(jì)算，僅購(gòu)買(mǎi)混凝土成本就需要約50000元。
[0030]當(dāng)采用水泥固化材料對(duì)葫蘆洞進(jìn)行填充處理時(shí)，與形成復(fù)合地基，與天然地基能較好的協(xié)調(diào)變形。根據(jù)計(jì)算分析，處治后總沉降量約為12.5cm，閘板各個(gè)部位沉降較為均勻，閘板受力也較為均勻。
[0031]當(dāng)使用散體材料對(duì)葫蘆洞進(jìn)行填充處理時(shí)，因計(jì)算假定葫蘆洞充填密實(shí)，其處治效果和散體材料加上灌漿處理相差不大，對(duì)上部結(jié)構(gòu)影響較小。但實(shí)際施工中，完全采用散體材料難以完全密實(shí)，后期將存在一定的壓縮變形，對(duì)結(jié)構(gòu)物受力不利。
[0032]察看采砂區(qū)的地質(zhì)概況:分析河道采空區(qū)地質(zhì)環(huán)境，根據(jù)采砂懸空洞范圍及形狀，確定土質(zhì)參數(shù):本實(shí)施例中選擇的工程場(chǎng)區(qū)所屬地貌單元為魯西南黃泛沖積平原與沖積湖積平原交互帶，A運(yùn)河為人工開(kāi)挖河道，原節(jié)制閘閘址所處梁濟(jì)運(yùn)河段:河道寬約350m，河底、兩岸灘地、左右岸堤頂高程分別為30.21?31.07 m、36.42?37.40m,41.53?42.27m,現(xiàn)節(jié)制閘閘址所處A運(yùn)河段已開(kāi)挖，閘址所在區(qū)域地面高程為28.55?29.25m ；
在勘察深度內(nèi)場(chǎng)，工程場(chǎng)區(qū)地層均為第四系松散堆積層，以全新統(tǒng)沖積堆積(Q4al)的淤泥、裂隙粘土、壤土，沖積湖積堆積(Q4al+1)的粘土和上更新統(tǒng)沖積洪積堆積(Q3al+pl)的壤土、粘土、中細(xì)砂及中粗砂為主，其中，中細(xì)砂呈透鏡體狀分布；
水文地質(zhì)條件:場(chǎng)區(qū)地下水類(lèi)型主要水為第四系孔隙。本區(qū)分布的地層中，裂隙粘土中裂隙發(fā)育，壤土、粘土也不同程度的發(fā)育裂隙、孔隙。下伏層中粗砂，砂質(zhì)均勻，為場(chǎng)區(qū)主要含水層，地下水以大氣降水和河水為主要補(bǔ)給來(lái)源，以向下游徑流、蒸發(fā)和人工取水為主要排泄途徑。據(jù)水質(zhì)分析成果，地下水化學(xué)類(lèi)型為重碳酸氯化物一韓鎂型水、重碳酸氯化物一鈣型水、重碳酸一韓鎂型水，其礦化度912.7?41082.8mg，/L，全硬度503.5?557.lmg/L,pH值7.77?8.02，屬極硬、弱堿性淡水?微咸水，不含侵蝕性CO2,對(duì)砼無(wú)腐蝕性。
[0033]地質(zhì)構(gòu)造及地震:
長(zhǎng)溝泵站位于魯西中臺(tái)隆一濟(jì)寧?成武凹斷束一嘉祥凸起的東部，嘉祥斷裂西側(cè)，該斷裂屬秦嶺緯向構(gòu)造體系伴生的低序次張性正斷層，走向不穩(wěn)定，呈鋸齒狀分布，擺動(dòng)范圍由NW344。至NE16°，傾向E，傾角約80°。根據(jù)地震歷史資料分析，主要活動(dòng)時(shí)間為燕山期，喜山期仍有活動(dòng)。根據(jù)有記載以來(lái)的地震歷史資料，距場(chǎng)區(qū)30km范圍內(nèi)未曾發(fā)生過(guò)5級(jí)以上的地震，90km范圍內(nèi)曾發(fā)生過(guò)5?7級(jí)地震八次。綜合分析，場(chǎng)區(qū)沒(méi)有活動(dòng)斷裂，地震活動(dòng)頻次低、震級(jí)小，處于相對(duì)穩(wěn)定區(qū)。據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001)，場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g (相應(yīng)地震基本烈度VI度)。工程場(chǎng)區(qū)建筑場(chǎng)地土類(lèi)型為中軟土建筑場(chǎng)地類(lèi)別III類(lèi)，場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.65s。
[0034]閘址區(qū)采砂葫蘆洞的分布
長(zhǎng)溝泵站節(jié)制閘施工期間，施工場(chǎng)地內(nèi)發(fā)現(xiàn)多處塌陷坑，形似塌陷漏斗。該處河道中頻繁抽砂，此孔洞應(yīng)為高壓泵抽取砂層所致。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖后，發(fā)現(xiàn)塌陷坑均為采砂葫蘆洞，直徑0.6m。發(fā)現(xiàn)的塌陷坑分布較集中，主要位于閘室以及下游海漫。
[0035]采砂葫蘆洞的分布
經(jīng)過(guò)對(duì)場(chǎng)區(qū)發(fā)現(xiàn)的采砂葫蘆洞進(jìn)行開(kāi)挖確認(rèn)，共發(fā)現(xiàn)18 口采砂葫蘆洞，均未被填埋，洞壁直立性好。18 口采砂葫蘆洞分布位置如下:
(1)上游翼墻左岸分布一口，編號(hào)1#;
(2)閘室位置布兩口，編號(hào)2#、3#;
(3)消力池斜坡段分布兩口，編號(hào)4#、5#;
(4)海漫處分布13口，編號(hào)6#?18#。
[0036]采砂葫蘆洞深度
經(jīng)測(cè)量，各井直徑均在0.6m左右，洞壁直立性好，未塌陷。
[0037]場(chǎng)地工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)
本次勘察在以上各井處分別布置鉆孔，調(diào)查采砂葫蘆洞對(duì)地層的影響程度，鉆孔位置距離采砂葫蘆洞1.0?4.5m。
[0038]一、地層分布規(guī)律及特征
結(jié)合勘探情況將場(chǎng)區(qū)的工程地質(zhì)條件敘述如下:
勘察深度內(nèi)，場(chǎng)區(qū)地層主要分布第四系全新統(tǒng)湖積堆積及上更新統(tǒng)沖洪積堆積地層，從上到下可分為四層:
①淤泥(Q4al):灰黑色，流塑，分布于采砂葫蘆洞產(chǎn)生的空洞中(為河道內(nèi)淤泥流入所至)。
[0039]⑥層粘土(Q3al+Pl):褐黃色夾蘭灰色，硬塑，裂隙發(fā)育，裂隙面光滑，呈蘭灰色；姜石含量5?15%，粒徑I?5cm不等；該層分布連續(xù)，層厚3.80?4.20m，層底高程24.72?25.25m0
[0040]⑦層壤土(Q3al+Pl):褐黃色、黃褐色，硬可塑，土質(zhì)不均，該層上部粉粒含量高，以中粉質(zhì)壤土為主，蟲(chóng)孔發(fā)育，孔壁光滑呈蘭灰色；下部粘粒含量逐漸增高，漸變?yōu)橹胤圪|(zhì)壤土，局部為粘土，蟲(chóng)孔、裂隙均有不同程度的發(fā)育；底部含姜石5?10%及少量砂粒。該層分布連續(xù)，層厚6.20?6.90m，層底高程18.05?18.48m。
[0041]⑧層中粗砂(Q3al+Pl):黃褐?褐黃色，稍密?中密，飽和，自上而下顆粒由細(xì)變粗，砂質(zhì)較純，主要礦物成分長(zhǎng)石、石英。該層分布連續(xù)，勘探深度內(nèi)層厚2.20?2.70m，層底高程 15.52 ?15.78m。
[0042]閘址區(qū)采砂葫蘆洞影響范圍的確定
查明上游翼墻處1#和閘室中部2#、3#、4#以及消力池斜坡段5 #對(duì)地基的影響。對(duì)于海漫處的6#?18 #有選擇性的進(jìn)行了抽查，主要抽查了 6#、8#、11#、12#、13#、15#、16#等7 口對(duì)地基的影響。
[0043]空洞的確定原則
在野外勘探工作中，砂層是否被掏空是這樣確定的:
①鉆探過(guò)程中，鉆具出現(xiàn)自由下落現(xiàn)象。
[0044]②標(biāo)貫擊數(shù)明顯變小，擊數(shù)I?3擊中⑦層壤土的標(biāo)貫擊數(shù)一般為7?11擊,⑧層中粗砂標(biāo)貫擊數(shù)一般為9?28擊)?？辈旖Y(jié)果顯示，各井均對(duì)周?chē)貙釉斐闪瞬煌潭鹊钠茐?，? 現(xiàn)地層被掏空產(chǎn)生空洞的不良結(jié)果。
[0045]各采砂葫蘆洞對(duì)地層影響 ①左側(cè)翼墻處1#對(duì)地層的影響情況:
井I深11.3m，底高程18.04mO空洞的頂高程為20.59m，底高程為18.49m，空洞的厚度
2.lm，距地面埋深8.6m，空洞內(nèi)充填黑色淤泥，根據(jù)鉆孔揭示，1#的地層破壞影響范圍為其周?chē)?.6?2.lm。
[0046]②閘室中部2#對(duì)地層的影響情況:
2#深11.8m，底高程16.90m?？斩吹捻敻叱虨?1.20?21.30m，底高程為16.71?17.11m，空洞的最大厚度4.5m，距地面埋深7.5m。空洞內(nèi)充滿(mǎn)黑色淤泥。根據(jù)鉆孔揭示，2#的地層破壞影響范圍為其周?chē)?.5?3.5m。
[0047]③閘室下游3#對(duì)地層的影響情況:
3#深12.5m，底高程16.95m?？斩吹捻敻叱虨?0.20?20.56m，底高程為17.30?
17.36m,空洞的最大厚度3.2m，距地面埋深8.6m,空洞內(nèi)填充少量黑色淤泥，根據(jù)鉆孔揭示，3#的地層破壞影響范圍為其周?chē)?.2?3.lm。
[0048]④閘室下游4#對(duì)地層的影響情況:
4#深12.0m，底高程16.75m。空洞的頂高程為21.95m，底高程為17.35，空洞的最大厚度3.2m，距地面埋深6.Sm,空洞內(nèi)填充少量黑色淤泥，根據(jù)鉆孔揭示，4#的地層破壞影響范圍為其周?chē)?.9?2.8m。
[0049]⑤消力池斜坡段5#對(duì)地層的影響情況:
5#深11.5m，底高程17.20m。空洞的頂高程為20.80?21.00m，底高程為17.00?
18.10m，空洞的最大厚度4.0m，距地面埋深7.7?7.9m，空洞內(nèi)填充少量黑色淤泥，根據(jù)鉆孔揭示，5#的地層破壞影響范圍為其周?chē)?.8?2.6m。
[0050]⑥海漫段各葫蘆洞對(duì)地層的影響情況
海漫段各抽砂井形成的空洞的頂高程一般為20.90?22.10m，底高程為17.00?18.60m，空洞的厚度一般為2.9?4.lm，距地面埋深6.6?8.7m，空洞內(nèi)填充少量黑色淤泥，根據(jù)鉆孔揭示，各采砂葫蘆洞的地層破壞影響范圍為其周?chē)?.2?2.5m。
[0051]工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)
I節(jié)制閘底板底高程28.30m,位于⑥層粘土的頂部，該層粘土未遭到抽砂破壞影響，呈硬塑狀態(tài)，厚度較大，層位穩(wěn)定，壓縮性低，力學(xué)強(qiáng)度高，該層工程地質(zhì)條件良好。
[0052]2閘址處的各采砂葫蘆洞產(chǎn)生的空洞位于⑦層壤土下部、⑧層中粗砂的上部，空洞距地表僅有6.8?8.6m的距離，空洞的高度1.9?4.6m,空洞內(nèi)僅充填少量黑色淤泥，易塌陷造成閘基的不穩(wěn)定，采取處理措施。
[0053]結(jié)論:
I場(chǎng)區(qū)動(dòng)峰值加速度為0.05g (相應(yīng)地震基本烈度VI度)，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.65s ；
2工程場(chǎng)區(qū)建筑場(chǎng)地類(lèi)型為中軟場(chǎng)地土，建筑場(chǎng)地類(lèi)別III類(lèi)；
3節(jié)制閘底板底高程28.30m，位于⑥層粘土的頂部，該層粘土未遭到抽砂破壞影響，呈硬塑狀態(tài)，厚度較大，層位穩(wěn)定，壓縮性低，力學(xué)強(qiáng)度高，該層工程地質(zhì)條件良好；
4閘址處的各采砂葫蘆洞產(chǎn)生的空洞位于⑦層壤土下部、⑧層中粗砂的上部，空洞距地表僅有6.8~8.6m的距離，空洞的高度1.9~4.6m,空洞內(nèi)僅充填少量黑色淤泥，易塌陷造成閘基的不穩(wěn)定，建議采取灌填處理措施；
5場(chǎng)區(qū)地下水為第四系孔隙潛水，地下水不含侵蝕性CO2，對(duì)砼無(wú)腐蝕性。
[0054]1.物探前提
高密度電阻率測(cè)試方法是通過(guò)不同巖、土體具有電阻率差異，進(jìn)行測(cè)試的；挖砂前，由于地層各層分布比較平穩(wěn)，同層電阻率可視為基本一致；挖砂后，若存在空洞等地質(zhì)隱患時(shí)，空洞被地下水和淤泥充填呈顯低阻表現(xiàn)，其電阻率與原砂層電阻率有一定的差異，這為檢測(cè)提供了前提條件。
[0055]2.工程物探工作原理及方法 O工作原理
高密度電法屬于電阻率法，與常規(guī)的電阻率法不同的是一次設(shè)置較多的測(cè)試電極，一次勘探過(guò)程完成縱橫2維的勘探測(cè)試。該方法觀測(cè)精度較高，提供的信息數(shù)據(jù)量較大，適用于水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘探與環(huán)境調(diào)查，進(jìn)行地下埋藏物探測(cè)，堤防隱患探測(cè)。高密度電阻率法是一種剖面法和電測(cè)深法的組合式剖面裝置，對(duì)地電結(jié)構(gòu)具有一定的成像功能。因此，墻體裂縫、空洞、不均勻體、軟弱層、透水體等在探測(cè)成果圖上均有所反映。
[0056]不同巖層或同一巖層或由于成分和結(jié)構(gòu)等不同，它們具有不同的電阻率。假定巖層為均質(zhì)各向同性的，地表下通過(guò)電流時(shí)，巖層電阻率的大小都一樣，電阻通過(guò)公式:
【權(quán)利要求】
1.一種針對(duì)河道采空區(qū)帶來(lái)的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害的生態(tài)處理方法，包括下述的步驟: a.察看采砂區(qū)的地質(zhì)概況:分析河道采空區(qū)地質(zhì)環(huán)境，根據(jù)采砂懸空洞范圍及形狀，確定土質(zhì)參數(shù)，其具體的步驟是:現(xiàn)場(chǎng)察看采砂區(qū)的地形地貌、地層巖性、水文地質(zhì)條件、地質(zhì)構(gòu)造及地震； 勘測(cè)閘址區(qū)采砂葫蘆洞的分布:察看采砂葫蘆洞的位置分布、測(cè)量采砂葫蘆洞深度； 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià):地層分布規(guī)律及特征、確定閘址區(qū)采砂葫蘆洞影響范圍:主要包括確定懸空洞對(duì)地層影響，評(píng)價(jià)工程地質(zhì)條件； b.確定河道采空區(qū)災(zāi)害的破壞形式，及懸空洞長(zhǎng)期沉陷規(guī)律與作用機(jī)理； c.充填灌漿法對(duì)采砂葫蘆洞沉陷量進(jìn)行控制，其控制的步驟是:選取參數(shù)、簡(jiǎn)化及建立模型，對(duì)采砂葫蘆洞進(jìn)行填充灌漿。
2.如權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)河道采空區(qū)帶來(lái)的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害的生態(tài)處理方法，其特征在于，所述的步驟c中，選擇C15混凝土、碎石灌漿、碎石對(duì)葫蘆洞進(jìn)行填充，采用三維有限差分計(jì)算機(jī)程序FLAC-3D計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，分析計(jì)算結(jié)果，確定填充物的量。
3.如權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)河道采空區(qū)帶來(lái)的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害的生態(tài)處理方法，其特征在于，所述的步驟a中，察看采砂區(qū)的地質(zhì)概況，包括在察看地形地貌時(shí)，確定工程場(chǎng)區(qū)的地形，確定工程場(chǎng)區(qū)是否為沖積平原、沖積湖平原、兩者的交互帶或者是其它類(lèi)型的平原； 勘察深度內(nèi)場(chǎng)，確定工程場(chǎng)區(qū)地層所屬的堆積層，分析土質(zhì)； 對(duì)水文地質(zhì)條件進(jìn)行分析:確定場(chǎng)區(qū)地下水類(lèi)型，分析其礦化度，對(duì)砼是否有腐蝕性； 分析場(chǎng)區(qū)的斷層和走向，判斷其是否為地震活躍地帶，選擇沒(méi)有活動(dòng)斷裂、地震活動(dòng)頻次低、震級(jí)小、處于相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)河道采空區(qū)帶來(lái)的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害的生態(tài)處理方法，其特征在于，所述的步驟a中，閘址區(qū)采砂葫蘆洞的分布:確定采砂葫蘆洞的位置分布關(guān)系并將所有的采砂葫蘆洞編號(hào)、測(cè)量所有采砂葫蘆洞深度。
5.如權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)河道采空區(qū)帶來(lái)的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害的生態(tài)處理方法，其特征在于，所述的步驟a中，場(chǎng)地工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)時(shí)，其步驟為: 地層分布規(guī)律及特征:分析場(chǎng)區(qū)內(nèi)的土質(zhì)堆積情況，可以分的層數(shù)，確定土質(zhì)是否為淤泥層、層粘土、層壤土、層中粗砂，以及測(cè)定每一層的厚度及層底高程； 確定閘址區(qū)采砂葫蘆洞影響范圍:主要包括確定懸空洞對(duì)地層影響，確定空洞的方法是:鉆探過(guò)程中，鉆具出現(xiàn)自由下落現(xiàn)象，則已到達(dá)空洞，若鉆具未出現(xiàn)自由下落現(xiàn)象，則繼續(xù)鉆探，但是鉆深不超過(guò)主井孔深度；標(biāo)貫擊數(shù)明顯變小，擊數(shù)1-3擊，則已到達(dá)空洞，其中有淤泥； 采砂葫蘆洞對(duì)地層的影響判斷方法是:測(cè)量各葫蘆洞深、底高程、空洞的頂高程、空洞的底高程、空洞的厚度、距地面埋深，計(jì)算各葫蘆洞的地層破壞影響范圍在葫蘆洞周?chē)木嚯x； 評(píng)價(jià)工程地質(zhì)條件:根據(jù)以上的測(cè)量結(jié)果和土壤各層土質(zhì)的條件判斷場(chǎng)區(qū)的工程地質(zhì)條件。
【文檔編號(hào)】E02B3/00GK103614984SQ201310680101
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月14日
【發(fā)明者】劉立紅, 黃金偉, 柴琦, 孫德明, 李典基, 于一鳴, 張宏博 申請(qǐng)人:山東建筑大學(xué)