崩塌灾害的成因、治理及应急措施探讨
2019-01-04赵光平
赵光平
(四川省地质矿产勘查开发局四〇三地质队,四川 峨眉山 614200)
崩塌是指倾斜陡坡上的岩体受到重力作用的情况下,突然与母体脱离发生崩落的一种地质现象,该现象大多发生在60°~70°的斜坡上。崩塌发生于土体则称为土崩,发生于岩体则称为岩崩,涉及山体则称为山崩。崩塌灾害可以在任何地带发生,而山体崩塌多发生在山区高山峡谷中。崩塌灾害造成的后果极为严重,不仅会阻碍交通运输、毁坏建筑物、掩埋农田,还会给人们生命及财产带来极大的损失。因此,对崩塌灾害的成因、治理及应急措施进行研究具有十分重要的意义。
1 崩塌灾害的成因及发生规律
1.1 内部因素
第一,岩土结构及类型。不同质地的岩体发生崩塌的情况也有所不同,如泥灰岩、页岩等这类土层较为松散的岩石,在经过冰雪冻融、风化以及雨水侵蚀的作用下,耐受程度完全不同,这类岩石发生崩塌的形式通常以剥落和坠落为主,发生灾害程度较轻;而质地比较坚硬的岩浆岩、砂砾岩以及碳酸盐岩等发生崩塌时,通常数量较多,且规模巨大,带来的灾害较为严重。由此可见,均一性和完整性比较差的岩土结构,更容易引发崩塌灾害。第二,地质构造条件。大型崩塌灾害发育密集地带通常是一些存在较大断裂构造的发育及活动地带,而崩塌活动多发生于岩石层面、断层、裂隙以及节理等分割面。所以这类结构面若向坡外倾斜发育,崩塌的发生几率会更大。第三,地貌地形条件。就地貌地形来看,在切割剧烈且坡度越大的条件下,越容易引发崩塌灾害。如40°以上的高坡、陡崖、孤立山嘴、水库及河湖江海的坡岸,或者采矿场、铁路及公路等角度较大的人工边坡,通常较容易发生崩塌灾害。
1.2 外部因素
第一,火山和地震等活动对边坡结构的稳定性造成破坏,导致崩塌发生。第二,连续性降雨、冰雪融水等形成地表水后浸入岩体中,致使岩体发生软化,产生孔隙,造成崩塌。第三,水库及江河湖海坡岸由于长期受到地表水的冲刷和浸泡,使边坡支撑能力减弱,对边坡稳定性造成影响,从而产生崩塌。第四,人类活动如引水、爆破、蓄水、开挖及堆砌等活动对坡体造成的破坏,打破坡体平衡性,从而导致崩塌发生。第五,昼夜温差、岩体本身裂隙发育及冰雪冻胀等情况,也是诱发崩塌的原因。
1.3 发生规律
崩塌灾害的发生、发展同其他自然灾害一样,具有一定的规律性。
第一,季节性:降雨是诱发滑坡和崩塌等地质灾害的主要因素,且大部分自然地质灾害大多发生于汛期。据数据统计显示,每年的雨季常为崩塌灾害较为高发的时期,特别是在特大暴雨影响下更为明显,如每年的6月到10月属于降雨高峰时期,这段时期内地质灾害较为频繁,其中7月和8月属于高发期。第二,同时性:一些崩塌灾害受降雨和地震及人工实施爆破和开挖等诱发因素的作用后,立即活动。第三,夜发性:就四川地区来看,大部分崩塌灾害多发于夜间,且规模较大,如汶川县、西昌市发生的滑坡大多在凌晨或夜晚,这主要是由于降雨多发于夜间,且夜间气温下降,致使空气中的水蒸气更加容易凝结。第四,滞后性:滞后时间长短通常与坡体结构、岩性以及降雨有着紧密的联系,一般情况下,降雨量较大、坡体松散度越大、裂隙发育越明显,崩塌发生的滞后时间就越短。另外,崩塌发生的滞后时间长短还与人类活动相关,在人类活动强度较大的情况下,坡体结构稳定性就越低,滞后时间就越短。
2 崩塌灾害常用治理方法
2.1 清除危岩
该方法不适用于高危岩,可用于坡度为20°左右的中下部危岩,对其进行清除治理。其中,可采用爆破方式对坚硬及大块的危岩进行逐层清除,采用人工方式对破碎的风化岩层进行清除。
2.2 主动网
该方法适用于节理发育、坡面破碎、难以清除的悬挂式或孤立的危岩中。此种方法在坡形方面要求不高,可以使岩体稳定性得到有效保护,还能起到保护生态环境的作用。具体方法是采用支撑绳或锚杆来对钢绳网或格栅施加预紧力,从而使整个岩体系统紧贴在坡面上,并形成抑制岩土体移动、对边坡进行连续支撑的作用。
2.3 拦石墙
该方法适用于治理难度较大、坡度较陡、危岩较多的情况。治理过程中,拦石墙需同受灾体保持一定距离,且墙体地基填埋深度需大于0.5 m,土体地基填埋深度大于1.5 m。落石槽的断面形状需呈倒梯形,墙体背面采用分层填筑的方式,且分层厚度在30~50 cm,压实度需超过80%,而后对槽底进行大于60 cm的缓冲土层铺设。拦石墙的高度需按照落石弹跳的高度及路径来确定,厚度需按照落石的冲击力来确定。
2.4 锚固
用该方法对锥状或者完整板柱状危岩体进行加固时,应避开裂缝及边部。对于倾倒式的崩塌,可以采取普通砂浆锚杆来进行处理;对于滑塌式的崩塌,可以采取预应力锚固的方式;对于整体性较好的危岩宜采用点锚来处理,对于整体性较差的危岩可采用竖肋、竖梁以及格构等形式进行加固。在此过程中需注意孔深应在主控裂面的基础上往下加深8~9 m。
2.5 固网和锚喷
该方法适用于坡度小于45°、主控断裂面不太深、整体性好、容易风化、表层破碎、存在裂隙发育以及危岩体突出的边坡中。具体步骤是:首先,进行刷坡处理;其次,为防止岩体风化及破碎表层出现落石的情况,可利用混凝土、浆砌条石以及钢丝绳网对岩体表层进行加固保护。另外,锚喷方式适用于处理易风化、强度低的边坡,或一些硬度强、局部有落石、大面积发生碎落以及存在节理发育的岩质类边坡中。
2.6 支撑支顶
该方法主要适用于滑塌型和坠落式崩塌治理中,支撑中心在岩腔重心线的外侧,有时还需要结合锚固来进行。支撑体的结构可分为:拱撑、墙撑、墩撑及柱撑,支撑材料可以使用片石、条石混凝土、现浇混凝土以及浆砌条石。水泥砂浆规格应不小于M7.5,并采用规格为C20或C15的混凝土,对于较大岩腔应布置泄水孔。在此过程中,若岩腔高大于3 m,则将支撑体嵌入基岩的深度应大于0.4 m;若岩腔高度在3 m以下,嵌入深度应大于0.3 m。
2.7 柔性防护网
该方法主要适用于崩塌滚石灾害治理中,必要时采取锚固加防护网的方式同时进行。
2.8 排水系统
该方法作为崩塌辅助治理措施,将其用于滑塌式的危岩、存在裂隙和孔洞且容易受到地表水侵蚀的危岩中,具有较好的排水效果。
3 崩塌灾害应急管理措施
(1)加强预警预报。重视预警预报工作,及时进行预警发布。针对人口密集的崩塌灾区,进行重点区域规划,加强监测预警,以便发现险情时能够及时进行预警提醒。
(2)建立健全的应急机制和体系。针对地质灾害相关应急单位及队伍应加强建设,提升应急反应能力。为应急单位和队伍配备必需的专业设备、交通设备及通信设备。各应急单位之间加强队伍配合及协作能力,开展应急避险演练,从而提升相关应急部门的应急处理能力,以及各部门之间的联动协调能力。
(3)加大监测及巡查力度。针对地质灾害存在的隐患点,相关检查单位每年都应派出专业人员做好汛前、汛中以及汛后的检查工作。若发现新的隐患点,需及时派出相关专业人员进行实地勘察确认,同时制定相应的应急预案,并将其纳入群防群测体系中。对资源开发及生态保护实施双重监督及管理,对崩塌灾害区域进行生态环境的评估和监测,严格防止人为因素造成地质灾害的发生。
(4)完善应急救援体系。地方政府应在应急救援中发挥积极的主导作用,建立及完善相关应急救援体系,加强多方综合协调及联动,对受灾群众从心理救助、生活救助及医疗救助方面给予妥善安排。
4 结语
综上所述,崩塌灾害具有不确定性、复杂性以及破坏性等特点,相关工作人员应对其成因进行深入分析,熟练掌握治理方法及应急措施。针对不同的崩塌情况及岩土体质,采取科学合理的方法进行治理。在应急处理方面需做好预警预报工作,建立健全的应急体系,加强监测管理,从而使公共设施和人们生命财产安全得到切实保证。