前兆特徵
突水突泥地質災害的地質調查前兆特徵在地下工程施工過程中,可通過觀測鑽孔出水情況或分析開挖揭露圍岩的變化情況,獲取一定的突水前兆信息,從而避免突水災害。
①當採用超前鑽孔探測時,鑽進速率突然增大,鑽孔開始出現噴水現象,噴距比較大,且呈渾濁狀態或時噴時停者。
②在開挖過程中:掌子面附近圍岩出現銹狀,且開始出現環狀滴水或滲水現象者;揭露岩體的岩性發生突變者,弱可溶岩進入強可溶岩的邊界部位;開挖過程中,發現黏土量增多,而湧水量有減小的趨勢或出現大量的剝落碎塊,掌子面無湧水現象者;突然遇到斷層破碎帶、褶曲向斜、裂隙密集帶或岩溶管道不良地質,且揭露圍岩明顯濕化者。
③斷層破碎帶前兆:岩層中伴有牽引褶曲、弧形節理組成的小型帚狀構造或反傾節理裂隙的出現,節理組數急劇增加可多達6~12組;開始有壓碎岩、碎裂岩的出現,岩石強度明顯降低;鄰近富水斷層下盤泥岩、頁岩等隔水層明顯濕化、軟化或伴有淋水現象和其他水流痕跡。
④臨近大型溶洞水體或暗河前兆:鑽孔中湧水量劇增,且夾有泥沙或小礫石,或有涼風冒出,洞中有較大的流水聲;施工過程中小溶洞出現的頻率增加且多有水流、河沙或水流痕跡,裂隙、溶隙間含有較多的鐵染銹或夾黏土,岩層明顯濕化、軟化,或伴有淋水現象。
⑤岩溶管道前兆:非斷層破碎帶出現岩層內傾牽引現象或內傾小斷層,附近岩層易發生疏鬆、變暗等氧化現象,且可使岩層潮濕或泥化。
⑥淤泥帶的前兆:頻繁出現鐵染銹裂隙或有水、無水小溶洞;若淤泥帶中含水較多,鑽孔中的用水量劇增且渾濁,並夾有大量泥沙和稜角尖銳的小碎石。
⑦鄰近人為坑洞積水的前兆:掌子面空氣變冷或出現霧氣,岩層明顯濕化、軟化,或伴有淋水現象以及嘶嘶的水聲,岩層裂隙有湧水現象;若為煤層老窯積水,則岩層中有暗紅色水銹的出現。
在地球物理勘探中的前兆特徵
岩溶水體和不良地質體的存在是突水突泥地質災害發生的前提,當地下工程開挖鄰近它們時,其在電場、磁場和地震波等地球物理信息場上有一定的回響特徵,即表現為特殊的前兆信號,通過其辨識,可發現這些前兆信息:地質雷達波通過地下水、含水溶洞及富水介質等含水體後,高頻成分被吸收,含水層的反射波的優勢頻率會降低;電磁波通過含水裂隙或富水破碎帶時,其電導率遠大於無水岩石,因此雷達波的反射強烈;雷達波遇含水層的反射波相λ,相對於入射波相λ差180°。
災害對策
突水突泥地質災害事故的絕大部分在實行綜合超前地質預報與預警機制後是可以避免的,是有前兆可預測預報的,為了預防和避免突水突泥災害事故。由於地質條件的複雜性和物探結果的多解性,單一的預報方法難以保證結果的準確性,且不同的預報方法所得的結果也有所差異,因此,為提高預報的準確性和精確度,實施綜合超前地質預報,揚長避短、相互補充。對施工前方的地質情況進行預報進行長、中和短距離超前綜合預報的方式可以避免災害的發生。自然災害分類導航
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