浅谈滑坡成因和防治措施

2011-04-01 09:27罗晓风
地下水 2011年4期
关键词:滑体滑坡体坡体

罗晓风

(西北有色地质勘查局水文工程地质总队,陕西西安 710054)

滑坡是指斜坡上的土体或者岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。这种地质灾害,常常会掩埋村庄、摧毁厂矿、破坏铁路和公路交通、堵塞江河、损坏农田和森林等,从而给人民的生命财产和国家的经济建设造成严重损失。

我国是一个滑坡灾害多发的国家。据初步调查,全国大约有中型以上灾害点3万处,小型灾害点多达数十万甚至100多万处。1949~2009年的45年间,共发生破坏较灾害6 000多次,造成重大损失的严重灾害事件至少有1 200次。崩滑流灾害分布十分广泛。在全国32个省(市、自治区)中.除上海等个别省自治区3外,均受到不同程度的危害。

1 滑坡的形态特征及分类

1.1 滑坡的形态特征

滑坡具有独特的地貌特征和发育过程,在不同的发育阶段又有不同的外貌。研究滑坡的地表特征,有助于识别滑坡存在与否以及拟定相应的整治措施。一个发育完全的滑坡,一般包括:(1)滑坡体:指滑坡发生后与母体脱离开的滑动部分;(2)滑动带:滑动时形成的碾压破碎带;(3)滑动面:滑坡体沿着下滑的表面;(4)滑坡床:滑体以下固定不动的岩土体,它基本上未变形,保持了原有的岩体结构;(5)滑坡壁:滑体后部和母体脱离开的分界面,暴露在外面的部分,平面上多呈圈椅状;(6)滑坡台阶:由于各段滑体运动速度的差异而在滑体上部形成的滑坡错台;(7)滑坡舌:又称滑坡前缘或滑坡头,在滑坡前部,形如舌状伸入沟谷或河流,甚至越过河对岸;(8)滑坡周界:指滑坡体与其周围不动体在平面上的分界线,它决定了滑坡的范围;(9)封闭洼地:滑体与滑坡壁之间拉开成沟槽,相邻滑体形成反坡地形,形成四周高中间低的封闭洼地;(10)主滑线:又称滑坡轴,滑坡在滑动时运动速度最快的纵向线,它代表滑体的运动方向;(11)滑坡裂隙,分为四类:①分布在滑坡体上部的拉张裂隙;②分布在滑体中部两侧的剪切裂隙;③分布在滑坡体中下部的扇状裂隙;④分布在滑坡体下部的鼓张裂隙。由此可见,一个滑坡完整的应该包括以上11个部分组成。当然,在实际的滑坡现象中不一定都完全具备以上特征,因此,往往还要结合地质勘察、测试、长期观察等手段,综合加以分析,才能查明滑坡的存在。

1.2 滑坡的分类

滑坡分类的目的在于对发生滑坡作用的地质环境和形态特征以及形成滑坡的各种因素进行概括,以便反映出各类滑坡的工程地质特征及其发生发展的规律,从而有效地预测和预防滑坡的发生,或在滑坡发生之后有效的进行治理。根据不同的原则和指标,对滑坡提出各种分类方案:

(1)从研究山坡发展形成历史出发,则可以分为古滑坡、老滑坡、新滑坡、现代活滑坡等类型。

(2)按滑坡的发展阶段,将滑坡分为幼年期、青年期、壮年期和老年期。

(3)按滑坡的滑动力学特征,则可分为推动式、平移式和牵引式滑坡。

(4)按滑动面通过岩层的情况则分为均质滑坡、顺层滑坡、切层滑坡。

对于一个滑坡,从不同的角度可以有不同的分类,但实践中,应该抓住问题的主要矛盾,根据突出因素对滑坡进行分类,分类的原则就是看对认识、防治和处理此滑坡是否有帮助。

2 滑坡的成因

要探讨滑坡的成因,就必须考虑影响边坡稳定性的因素,影响边坡稳定性的因素有内在因素和外在因素两个方面。内在因素是地质条件与地貌条件的影响,它们常常起着主要的控制作用。外在因素是内外营力(动力)和人为作用的影响。查明和掌握这些影响因素对了解边坡失稳的发生发展规律,以及制定防治措施是非常必要的。

2.1 地质条件与地貌条件

2.1.1 岩土类型

岩土体是产生滑坡的物质基础。一般说,各类岩、土都有可能构成滑坡体,其中结构松散,抗剪强度和抗风化能力较低,在水的作用下其性质能发生变化的岩、土,如松散覆盖层、黄土、红粘土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。

2.1.2 地质构造条件

组成斜坡的岩、土体只有被各种构造面切割分离成不连续状态时,才有可能向下滑动的条件。同时、构造面又为降雨等水流进入斜坡提供了通道。故各种节理、裂隙、层面、断层发育的斜坡、特别是当平行和垂直斜坡的陡倾角构造面及顺坡缓倾的构造面发育时,最易发生滑坡。

2.1.3 地形地貌条件

只有处于一定的地貌部位,具备一定坡度的斜坡,才可能发生滑坡。一般江、河、湖(水库)、海、沟的斜坡,前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物的边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。坡度大于10度,小于45度,下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利地形。

2.1.4 水文地质条件

地下水活动,在滑坡形成中起着主要作用。它的作用主要表现在:软化岩、土,降低岩、土体的强度,产生动水压力和孔隙水压力,潜蚀岩、土,增大岩、土容重,对透水岩层产生浮托力等。尤其是对滑面(带)的软化作用和降低强度的作用最突出。

2.2 内外营力(动力)和人为作用的影响

在现今地壳运动的地区和人类工程活动的频繁地区是滑坡多发区。外界因素和作用,可以使边坡的地质环境发生变化,从而诱发滑坡。主要的诱发因素有:

2.2.1 水的作用

地表水及地下水的活动是导致滑坡的重要原因,据调查90%以上的滑坡与水的作用有关。因水渗入坡体后会引起岩土的重度的增加、抗剪强度降低、产生动水力和静水力,此外,地下水还能溶解岩土中的易溶物质,使斜坡土、石体的成分和结构发生变化,河流等地表水会不断冲刷和切割坡脚,对坡脚产生冲蚀淘空作用。这些因素都会导致斜坡稳定性的恶化。因此,许多滑坡常发生在雨季,或由于地表水下渗、排水管道漏水或农田灌溉系统渗水而引起滑坡。

2.2.2 地震作用

地震能使斜坡土石体的抗剪强度降低。在地震力反复作用下,土石体结构容易受破坏,并沿着斜坡的软弱结构面或裂隙、节理面向下滑动。一般认为,地震烈度在五度以上就容易诱发滑坡。

2.3 人为因素的影响

违反自然规律、破坏斜坡稳定条件的人类活动都会诱发滑坡。

1)开挖坡脚:修建铁路、公路、依山建房、建厂等工程,常常因使坡体下部失去支撑而发生下滑。例如我国西南、西北的一些铁路、公路、因修建时大力爆破、强行开挖,事后陆陆续续地在边坡上发生了滑坡,给道路施工、运营带来危害。

2)蓄水、排水:水渠和水池的漫溢和渗漏,工业生产用水和废水的排放、农业灌溉等,均易使水流渗入坡体,加大孔隙水压力,软化岩、土体,增大坡体容重,从而促使或诱发滑坡的发生。水库的水位上下急剧变动,加大了坡体的动水压力,也可使斜坡和岸坡诱发滑坡发生。支撑不了过大的重量,失去平衡而沿软弱面下滑,尤其是厂矿废渣的不合理堆弃,常常触发滑坡的发生。

此外,劈山开矿的爆破作用,可使斜坡的岩、土体受振动而破碎产生滑坡;在山坡上乱砍滥伐,使坡体失去保护,更有利于雨水等水体的入渗从而诱发滑坡等等。如果上述的人类作用与不利的自然作用互相结合,则就更容易促进滑坡的发生。

随着经济的发展,人类越来越多的工程活动破坏了自然坡体,因而近年来滑坡的发生越来越频繁,并有愈演愈烈的趋势。

3 滑坡的防治

3.1 滑坡防治原则

为了保证斜坡具有足够的稳定性,防治斜坡稳定性降低,以避免导致斜坡发生危害性变形与破坏,需要采取防治措施。滑坡防治是一个系统工程。它包括预防滑坡发生和治理已经发生的滑坡两大领域。一般说来,“预防”是针对尚未严重变形与破坏的斜坡,或者是针对有可能发生滑坡的斜坡;“治理”是针对已经严重变形与破坏、有可能发生滑坡的斜坡,或者是针对已经发生滑坡的斜坡。一方面要加强地质环境的保护和治理,预防滑坡的发生;另一方面要加强前期勘察和研究,妥善治理已经发生的滑坡,使其不再发生。预防与治理是不能截然分开,“防”中有“治”,“治”中有“防”。因此,滑坡防治应坚持“以预防为主、防治结合、综合防治”的原则采取措施减少甚至避免因滑坡复活、新产生滑坡或潜在滑移体而导致的直接或间接经济损失以及对环境的不利影响,并尽可能变害为利,为人类造福。

3.2 滑坡的防治措施

3.2.1 消除和减轻地表水和地下水的危害

滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。常用的方法有:①水平钻孔疏干;②垂直孔排水;③竖井抽水;④隧洞疏干;⑤支撑盲沟。

3.2.2 减重反压

主要适用于推移式滑坡体。特别是滑动面上陡下缓或接近圆弧形时,或滑坡体前缘厚度特别大时,减重效果尤为显著,减重就是挖除滑体上部 的岩(土)体,减少上部岩石体重量造成的下滑力。反压则是在滑体前部抗滑地段采取加载措施以增大抗滑力。在减重反压后的边坡,应及时整平,做好防排水措施和坡面绿化,以免裂隙裸露,雨水乘隙渗入边坡内部。

3.2.3 支挡工程

1)抗滑挡墙:挡墙是目前较为广泛的抗滑建筑物,借助于挡墙本身重量,支档滑体的剩余下滑力,有抗滑片垛、抗滑片石竹笼、浆砌石抗滑挡墙、混凝土或钢筋混凝土抗滑挡墙、空心抗滑挡墙(明洞)及沉井式抗滑档墙等。

2)抗滑桩:抗滑桩系穿过滑体深入于滑床的桩柱,用以支挡滑体的滑动。作为阻滑支撑工程,具有破坏山体少、施工安全、方便、工期短、省工省料的优点,已在国内外广泛采用。

3)锚固和预应力锚固:用于加固有裂隙或穿过软弱结构面、深入至完整岩体内一定深度的钻孔,插入钢筋、钢棒、钢索、预应力钢筋及回填混凝土,借以提高岩体的磨擦阻力、整体性与抗剪强度。可采用锚固或预应力锚固措施。

3.2.4 固结灌浆

对于裂隙岩体,可采用硅酸盐水泥或有机化合材料进行固结灌浆,以提高坡体和结构面的强度,增大抗滑力。对于土质斜坡,可采用电化学加固法和冻结法,后者用于临时性斜坡。也可以采用焙烧法,在坡脚形成一个经焙烧加热而变得坚硬的似砖土体,起到挡墙的作用。

3.3 滑坡防治安全管理对策

由于我国地质灾害种类多、影响广、损失严重,人类活动又导致地质灾害持续加剧,使之具有比较严重的潜在危险性。因此,我国应对地质灾害应加强管理,积极采取有效管理措施,避免和减轻地质灾害造成的损失,维护人民生命和财产安全,促进经济和社会的可持续发展。滑坡防治的安全管理应做到:(1)加强地质灾害调查与规划;(2)加大地质灾害监测力度与预报强度;(3)多渠道筹措地质灾害治理经费;(4)加强法制建设和依法行政。

[1]张以诚,钟立勋.滑坡与泥石流.地质出版社,1987,

[2]林年丰.环境水文地质学.地质出版社,1990.

[3]中国科学院,水利部成都山地灾害与环境研究所.中国滑坡分布.成都地图出版社,1991.

[4]地质矿产部等.中国地质灾害与防治.地质出版社,1991.

[5]吕景胜,高庆华.灾害管理.地震出版社,1992.

[6]涨至洁,韩宝平等.水文地质学基础.中国矿业大学出版社,1994.

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