震后水电工程次生地质灾害及避险措施浅析

马行东，李 扬

（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610072）

震后水电工程次生地质灾害及避险措施浅析

马行东，李 扬

（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610072）

地震所造成的次生滑坡地质灾害具有类型多、分布广、成灾强度高、延续时间长及反复性大等特点。本文对地震中直接导致的次生灾害和地震以后相当一段时期内发生的次生灾害原因及特点进行了综述，次生灾害主要有岩崩、滑坡、泥石流、堰塞湖、涌浪、洪水等。并对次生灾害危险性分析方法及避险措施进行了简要阐述，以期对今后的设计及施工有所借鉴。

次生地质灾害；岩崩；滑坡；泥石流；堰塞湖

0 引 言

我国是一个多山的国家，山地、丘陵和比较崎岖的高原占全国总面积的2／3，由于我国处在特殊的地质构造带上，也成为世界上地质灾害最为严重的国家之一。由于地震难以预测，来得突然，往往会在极短的时间造成巨大的人员和经济损失。总结近百年来国内外地震灾害教训，一个不容忽视的问题是，强烈地震不仅使建（构）筑物破坏倒塌，造成大量的人员伤亡和经济损失，还常常引发火灾、水灾（海啸、水库垮坝等）、传染性疾病（如瘟疫）、毒气泄漏与扩散（含放射性物质）、爆炸、滑坡、泥石流、停产、生命线工程被破坏（通讯、交通、供水、供电等）、社会动乱等一系列次生灾害，有时地震次生灾害的损失甚至超过了地震直接灾害。

地震所造成的次生滑坡地质灾害具有类型多、分布广、成灾强度高、延续时间长及反复性大等特点，在我国西部地区，由于地形起伏而导致的地震滑坡灾害也往往更加严重。震后次生地质灾害给灾区人民群众生命和财产安全带来巨大威胁，如2008年“5·12”汶川地震新诱发次生山地灾害点达几千处，而未探明的潜在山地灾害数量不可估量。这些次生灾害不仅加重了灾情，而且加大了抗震救灾、应急救援和恢复重建的难度，因此地震诱发次生山地灾害应引起高度重视。

1 震后工程主要次生灾害产生原因

地震次生灾害指在地震中由于地震作用导致的地质、地貌动力过程及其灾害效应，包括地震中直接导致的次生灾害和地震以后相当一段时期内发生的次生灾害，主要有地震断层、岩崩、崩塌、滑坡、地面形变（隆起、错动、旋扭、地裂缝、沉陷等）、喷沙冒水、沙土液化、泥石流（含水石流）、堰塞湖、洪水等。产生原因：

（1）地震崩塌是陡坡上大块的多裂隙岩体在地震力和重力作用下突然崩落的物理地质现象。地震滑坡是斜坡上不稳定的土体或岩体在地震力和重力作用下沿一定的滑动面或滑动带整体向下滑动的物理地质现象。地震引发滑坡和崩塌的原因不外两个方面，一是地震巨大的冲击力增加了剪切应力，再是地震裂隙改变了地下水的径流，造成了抗剪强度的降低，因而形成了岩体的崩落和山体的滑动。地震泥石流是山地在地震时爆发的饱含大量泥沙、石块的洪流，其形成条件是：地形陡峻，地震破坏山体造成丰富的松散物质，地震改变地下水径流、破坏水利工程或引起冰、雪甘崩塌提供充足的水源。

（2）崩塌、滑坡和泥石流多发生在山间谷坡和河岸斜坡地区，深风化和易风化岩体、裸露地和稀疏覆盖地比较容易产生。

（3）据我国一些地区的地震和地震崩塌、滑坡和泥石流的统计，地震的活动周期和崩塌、滑坡和泥石流的活动周期有较密切的相关性。地震的巨大冲击力，一方面诱发崩塌、滑坡和泥石流的发生，称之为同发型崩塌、滑坡、泥石流，另一方面，地震使斜坡产生新的破坏，为新的崩塌、滑坡和泥石流创造了条件继地震后这些灾害陆续发生，称之为后发型崩塌、滑坡、泥石流。

（4）地震崩塌、滑坡和泥石流受地质构造和地震烈度的控制。一般断层通过的地带发生这类灾害较多，大多数灾害分布在七度以上烈度区。

（5）地震崩塌、滑坡和泥石流还受降雨的影响。在雨季的地震，同发型灾害较多。在干旱季的地震，待降雨后发生灾害较多。

（6）地震崩塌、滑坡和泥石流灾害活动面广、量大、搬运距离远，并可多沟同时爆发，造成灾害大，有时可造成诸如水灾等一些其他灾害。

（7）地震水灾的特点：危险主要来自地震滑坡、泥石流或水利工程设施的破坏。多发生在雨季，雨季发生的地震，极易产生滑坡、泥石流，地震水灾造成损失严重、水害分布广，水灾的受灾区域为山区的湖泊、水库、河流的沿岸及其下游区；水害的受灾区域主要为盆地、平原。

2 震后工程主要次生灾害产生原因特点

（1）地震断层：大地震造成的具有一定规模和联系分布的地表破裂带，主要是指由于地震活动而产生的新断裂或者断裂复活。地震断层是构造力破坏地表的直接现象，延时较远，方向稳定，不受地形、地貌与岩性控制、地震断层破坏力强，在强震区可见其切穿不同的地质地貌单元，并有一定的组合规律。

（2）崩塌（岩崩、滚石）：地震期间，震动荷载作用于工程不稳定岩体及环境边坡，使岩体在重力作用下，沿着结构面发生变形位移，形成崩塌和岩崩。地震崩塌的类型有：倾倒式崩塌、滑移式崩塌、错断式崩塌和各种形式的落石（直落式、直落跳跃式、滑落式和滚落式等）。大量的崩积物堆积在崩塌壁前的河谷底部，为后期水石流的发生提供了物质条件。

崩塌发生部位往往具有选择性，即通常发生在对地震波有明显放大效应的部位：如河谷中上部坡型转折部位，单薄山脊部位和多面临空的孤立山体部位等。

（3）滑坡：地震对边坡体的作用表现为在区域地质环境中地震力引起的惯性力和其它因素共同引起的抗剪能力降低。在一次强烈的地震活动中，由于强烈的地震导致的次生滑坡灾害影响因素既有地震本身，而且也与边坡所处的区域地质环境、地质背景、坡体结构类型、地形地貌条件、水文地质条件以及发震时的降雨、融雪等各种因素密切相关，不同地区的地震其诱发的次生滑坡的灾害特点也不尽相同。

（4）泥石流：地震导致的大面积、数量众多的山体滑坡、崩塌直接为震后的泥石流提供了极为丰富的松散固体物质来源，地震造成大量坡体失稳和岩体破坏，并且由于强震引发松散固体物质的剧增、地表植被破坏引起径汇流条件的变化、沟道性质的变化及沟道内形成的多级堵塞，使这些泥石流沟在今后较长一段时间内处于活跃期，泥石流暴发规模和频率显著增加。危害灾区人民生命财产安全，特别是城镇、村庄、道路、水利水电工程和农田等。这使得泥石流的活跃性、危害的延续时间都远远超过其他类型的地质灾害。

（5）堰塞湖：堰塞湖是指地震后引起的大规模山体滑坡，河水冲击泥土、山石而造成堆积，堵截河谷或河床后贮水而形成的湖泊。堰塞湖形成过程：①原有的水系；②原有水系被堵塞物堵住。堵塞物可能是火山熔岩流，可能是地震活动等原因引起的山崩滑坡体，可能是泥石流，亦可能是其他的物质；③河谷、河床被堵塞后，流水聚集并且往四周漫溢；④储水到一定程度便形成堰塞湖。

（6）涌浪：地震滑坡、泥石流填入湖泊、水库山区的湖泊，使水位上升、外流形成灾害。如地震波在水体传递过程中，水面会形成波浪，如果在海水中就发生海啸，而在湖水中就形成涌浪。

（7）洪水：地震滑坡、泥石流急剧倾入湖泊、水库，使湖水、库水溢出成灾；地震破坏堤坝造成决口成灾，水库水坝出现裂缝可能导致库水泛滥。

（8）砂土液化：在动荷载如地震的作用下，饱和非粘性土受到强烈震动，抗剪强度丧失，整个土体处于悬浮状态，这种现象被称为砂土液化。砂土液化是一种破坏性非常强并具有一定区域性的地震灾害。

（9）软土震陷：软土震陷是软土在地震快速而频繁的加荷作用下，土体的结构受到扰动，导致软土层塑性区的扩大或强度的降低，从而使建筑物产生附加沉降。

（10）地陷：地下洞穴或采空区，由于地震造成地下或者地表空洞，在降水或其他地表水的作用下形成地陷。

（11）其它：地震破坏水利工程，形成水害；地面陷落注水成灾；地震破坏矿井涌水；地震海啸引起沿海水灾等。

3 危险性分析

由地震引发的次生山地灾害，多表现出灾害链形式，并在未来数年内因滑坡、泥石流强烈活动，灾害链比较突出；随着泥石流、滑坡的活动强度降低，灾害链表现相对弱，出现概率减小。目前在我国已引起高度重视，已经开展危险性评估、风险分析和制定预案，把地震影响区的地质条件、次生灾害的情况调查清楚，对其危险性、稳定性做出评估，然后再进行灾区重建工作。必要时采取工程措施与非工程措施相结合的排险方案来减小风险，保证人民生命财产安全。

危险性评价内容主要包括：风险因素识别、危险性指标选取、指标权重确定、评价模型建立、指标分级体系建立、危险性综合评价。地质灾害风险划分方法可以划分为三种：①定性分析评价；②半定量分析评价；③定量分析评价。国内次生灾害的风险分析主要有：信息量模型、多元统计分析模型、模糊综合评判法、人工神经网络法、灰色关联分析法、层次分析法、数值模拟方法、GIS技术应用等。

4 避险措施

地震引发的次生山地灾害有其自身的发展演化规律，震后5年时间内是泥石流、滑坡、崩塌等次生山地灾害的高发期和活跃期，应尽量避免在这个时期开展大规模工程治理，特别是规模较大的次生灾地震发生后，可能会发生上述一系列的次生灾害。这些次生灾害会给人民大众带来生命和财产损失，应力求避免次生灾害的伤害。

（1）灾害预警：震后次生灾害分布广，工程治理困难，避险措施中应贯彻躲避和综合治理相结合的原则，以躲避为主。增强民众防灾意识、加强山地灾害监测预警、高度重视震后重建选址工作，避开山地灾害危险区。灾害预警措施包括：地表巡视、封牌、警戒，所处位置敏感、规模巨大，存在敏感对象，影响区界定范围宜考虑预留一定的安全距离可建立位移等监测措施。

（2）水灾预防：避震应离开大水渠、河道两岸，避免遭受洪水袭击。严格避免在下游河道搭建抗震棚。躲避次生水灾害还应做到：熟悉撤离路线、熟悉预警信号。地震可能会造成大坝崩溃直接形成洪水，地震发生时形成的堰塞湖垮塌后会造成洪水，地震发生后应及时通过正规渠道了解震区大坝和堰塞湖的安全信息，得到通知应立即撤离危险地带。

（3）滑坡、泥石流灾害预防：搬迁避让措施：地震后应科学选定临时避灾场地，避灾场所和新房应离开滑坡和泥石流区相当距离。发现地质灾害隐患时，应立即搬迁。房屋面临滑坡时，人员应立即撤离；山体滑坡时，不要沿滑坡体滑动方向跑，应向滑坡体两侧跑。地质灾害大多发生在雨季，特别是夜晚夜深入睡时造成的损失更大。暴雨期间，夜晚不要在高危险区内留宿。目前，避难场地设置尚无行业技术标准，设施应考虑其结构性要求、功能性要求、持续性要求、提供救援条件等。

（4）堰塞湖：震后有关单位应组织人员对湖泊、水库和河流沿岸的堤坝及各种水利设施进行一次全面检查，如有情况应及时报告和解决。主要对策：水库、湖泊和河流的堤坝如损坏应立即抢修；被滑坡、泥石流堵塞的河流应采用疏导、改流或爆破等措施排水，避免造成更大的灾害；对已经或即将发生而无法拯治的水灾应立即发出警报，进行应急撤离；对水库、湖泊、河流沿岸的活动滑坡、泥石流进行监视，并采取必要的防治措施。

（5）潜在不稳定体或危岩体：震后避灾场所和新房应距潜在不稳定体或危岩体适当距离。暴雨期间，夜晚不要在危险区内留宿或长时间逗留。潜在不稳定体崩塌变形时，应向两侧跑。

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P694

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1003－9805（2015）02－0094－03

2014－06－30

马行东（1978－），男，江苏徐州人，高级工程师，从事水电地质勘察设计工作。