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    山区地质灾害的预测和防治(二)

    裂缝一指滑坡活动时在滑体及其边缘所产生的一系列裂缝。位于滑坡体上(后)部多呈弧形展布者称拉张裂缝;位于滑体中部两侧,滑动体与不滑动体分界处者称剪切裂缝;剪切裂缝两侧又常伴有羽毛状排列的裂缝,称羽毛状裂缝;滑坡体前部因滑动受阻而隆起形成的张裂缝,称鼓张裂;位于滑坡体中前部,尤其在滑舌部位呈放射状展布者,称扇状裂缝。

      以上滑坡诸要素只有在发育完全的新生滑坡才同时具备,并非任一滑坡都齐全具有。

      2.产生滑坡的主要条件与外界诱发作用的影响。

      产生滑坡的主要条件:一是地质条件与地貌条件;二是内外营力(动力)和人为作用的影响。第一个条件与以下几个方面有关:

      (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)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。

      (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。

      (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。

      就第二个条件而言,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,可以使产生滑坡的基本条件发生变化,从而诱发滑坡。主要的诱发因素有:地震、降雨和融雪、地表水的冲刷、浸泡、河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;不合理的人类工程活动,如开挖坡脚、坡体上部堆载、爆破、水库蓄(泄)水、矿山开采等都可诱发滑坡,还有如海啸、风暴潮、冻融等作用也可诱发滑坡。

      3.滑坡话动强度的主要因素

      滑坡的活动强度,主要与滑坡的规模、滑移速度、滑移距离及其蓄积的位能和产生的功能有关。一般讲,滑坡体的位置越高、体积越大、移动速度越快、移动距离越远,则滑坡的活动强度也就越高,危害程度也就越大。具体讲来,影响滑坡活动强度的因素有:

      (1)地形 坡度、高差越大,滑坡位能越大,所形成滑坡的滑速越高。斜坡前方地形的开阔程度,对滑移距离的大小有很大影响。地形越开阔,则滑移距离越大。阔程度,对滑移距离的大小有很大影响。地形越开阔,则滑移距离越大。

      (2)岩性 组成滑坡体的岩、土的力学强度越高、越完整,则滑坡往往就越少。构成滑坡滑面的岩、土性质,直接影响着滑速的高低,一般讲,滑坡面的力学强度越低,滑坡体的滑速也就越高。

      (3)地质构造 切割、分离坡体的地质构造越发育,形成滑坡的规模往往也就越大越多。

      (4)诱发因素 诱发滑坡活动的外界因素越强,滑坡的活动强度则越大。如强烈地震、特大暴雨所诱发的滑坡多为大的高速滑坡。

      总之,滑坡的活动强度是若干因素综合作用的结果。

      4.影响滑坡的活动时间、空间分布的相关因素及其规律

      滑坡的活动时间主要与诱发滑坡的各种外界因素有关,如地震、降温、冻融、海啸、风暴潮及人类活动等。大致有如下规律:

      (1)同时性 有些滑坡受诱发因素的作用后,立即活动。如强烈地震、暴雨、海啸、风暴潮等发生时和不合理的人类活动,如开挖、爆破等,都会有大量的滑坡出现。

      (2)滞后性 有些滑坡发生时间稍晚于诱发作用因素的时间。如降雨、融雪、海啸、风暴潮及人类活动之后。这种滞后性规律在降雨诱发型滑坡中表现最为明显,该类滑坡多发生在暴雨、大雨和长时间的连续降雨之后,滞后时间的长短与滑坡体的岩性、结构及降雨量的大小有关。一般讲,滑坡体越松散、裂隙越发育、降雨量越大,则滞后时间越短。此外,人工开挖坡脚之后,堆载及水库蓄、泄水之后发生的滑坡也属于这类。由人为活动因素诱发的滑坡的滞后时间的长短与人类活动的强度大小及滑坡的原先稳定程度有关。人类活动强度越大、滑坡体的稳定程度越低,则滞后时间越短。

      滑坡的空间分布,主要与地质因素和气候等因素有关。通常、下列地带是滑坡的易发和多发地区:

      (1)、江、河、湖(水库)、海、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区、铁路、公路、工程建筑物的边坡地段等。这些地带为滑坡形成提供了有利的地形地貌条件;

      (2)地质构造带之中,如断裂带、地震带等。通常、地震烈度大于7度的地区,坡度大于25度的坡体,在地震中极易发生滑坡;断裂带中的岩体破碎、裂隙发育,则非常有利于滑坡的形成;

      (3)易滑(坡)的岩、土分布区。如松散覆盖层、.黄土、泥岩、页岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等岩、土的存在,为滑坡的形成提供了良好的物质基础;

      (4)暴雨多发区或异常的强降雨地区。在这些地区,异常的降雨为滑坡发生提供了有利的诱发因素。

      上述地带的叠加区域,就形成了滑坡的密集发育区。如我国从太行山到秦岭、经鄂西、四川、云南到藏东一带就是这种典型地区,滑坡发生密度极大,危害非常严重。

      5.人类活动诱发滑坡的主要因素

      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。例如:

      (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,便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。应加以重视。

      6.滑坡发生前的异常(前兆)现象

      不同类型、不同性质、不同特点的滑坡,在滑动之前,均会表现出不同的异常现象。显示出滑坡的预兆(前兆)。归纳起来常见的,有如下几种:

      (1)大滑动之前,在滑坡前缘坡脚处,有堵塞多年的泉水复活现象,或者出现泉水(井水)突然干枯,井(钻孔)水位突变等类似的异常现象。

      (2)在滑坡体中,前部出现横向及纵向放射状裂缝,它反映了滑坡体向前推挤并受到阻碍,已进入临滑状态。

      (3)大滑动之前,滑坡体前缘坡脚处,土体出现上隆(凸起)现象,这是滑坡明显的向前推挤现象。

      (4)大滑动之前,有岩石开裂或被剪切挤压的音响。这种现象反映了深部变形与破裂。动物对此十分敏感,有异常反映。

      (5)临滑之前,滑坡体四周岩(土)体会出现小型崩塌和松弛现象。

      (6)如果在滑坡体有长期位移观测资料,那么大滑动之前,无论是水平位移量或垂直位移量,均会出现加速变化的趋势。这是临滑的明显迹象。

      (7)滑坡后缘的裂缝急剧扩展,并从裂缝中冒出热气或冷风。

      (8)临滑之前,在滑坡体范围内的动物惊恐异常,植物变态。如猪、狗、牛惊恐不宁,不入睡,老鼠乱窜不进洞。树木枯萎或歪斜等。

      7.滑坡体稳定性的识别方法

      在野外,从宏观角度观察滑坡体,可以根据一些外表迹象和特征,可粗略的判断它的稳定性。  

      已稳定的堆积层老滑坡体有以下特征:

      (1)后壁较高,长满了树木,找不到擦痕,且十分稳定;

      (2)滑坡平台宽大、且已夷平,土体密实,有沉陷现象;

      (3)滑坡前缘的斜坡较陡,土体密实,长满树木,无松散崩塌现象。前缘迎河部分有被河水冲刷过的现象;

      (4)目前的河水远离滑坡的舌部,甚至在舌部外已有漫滩、阶地分布;

      (5)滑坡体两侧的自然冲刷沟切割很深,甚至已达基岩;

      (6)滑坡体舌部的坡脚有清晰的泉水流出等等;

      不稳定的滑坡体常具有下列迹象:

      (1)滑坡体表面总体坡度较陡,而且延伸很长,坡面高低不平;

      (2)有滑坡平台、面积不大,且有向下缓倾和未夷平现象;

      (3)滑坡表面有泉水、湿地,且有新生冲沟;

      (4)滑坡表面有不均匀沉陷的局部平台,参差不齐;

      (5)滑坡前缘土石松散,小型坍塌时有发生,并面临河水冲刷的危险:

      (6)滑坡体上无巨大直立树木。

      (6)滑坡体上无巨大直立树木。

      需要指出,以上标志只是一般而言,较为准确的判断,尚需做出进一步的观察和研究。

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      8.滑坡灾害发生时的躲避措施

      当遇滑坡发生时,至少应当做到如下几点:

      (1)当处在滑坡体上时,首先应保持冷静,不能慌乱。要迅速环顾四周,向较安全的地段撤离。一般除高速滑坡外,只要行动迅速,都有可能逃离危险区段。跑离时,向两侧跑为最佳方向。在向下滑动的山坡中,向上或向下跑都是很危险的。当遇无法跑离的高速滑坡时,更不能慌乱,在一定条件下,如滑坡呈整体滑动时,原地不动,或抱住大树等物,不失为一种有效的自救措施。如1983年3月7日发生在甘肃省东乡县的著名的高速黄土滑坡——洒勒山滑坡中的幸存者就是在滑坡发生时,紧抱住滑坡体上的一棵大树而得生。

      (2)当处于非滑坡区,而发现可疑的滑坡活动时,应立即报告邻近的村、乡、县等有关政府或单位。如群测群防站或县、市、地区及省政府,均设有“国土资源局”。该机构应责无旁贷地担当此项责任。并立即组织有关政府、单位、部队、专家及当地群众参加抢险救灾活动。

      (3)政府部门应立即实施应急措施(或计划),迅速组织群众撤离危险区及可能的影响区。并通知邻近的河谷、山沟中的人们做好撤离准备,密切注视灾情的漫延和转化。如滑坡常在暴雨、洪水中转化为泥石流灾害(即次生灾害)。注意、因滑坡可能危害到的某些生命线工程(如水库、干线铁路、干线公路、发电厂、通讯设备、干线渠道等)所引发的次生灾害或第三次灾害的发生,如火灾、洪水等。注意调查滑坡是否有间歇性活动特点,尽可能确定其再次活动的可能性和时间。如果必要的话(需经有关专家或科技人员论证),应迅速设立观测点(站)或观测网,密切注视其变化动态,“亡羊补牢,犹未为晚”。

      9.防治滑坡的主要工程措施

      我国防治滑坡的工程措施很多,归纳起来可分为三类:一是消除或减轻水的危害;二是改变滑坡体的外形,设置抗滑建筑物;三是改善滑动带的土石性质。其主要工程措施简要分述如下:

      (1)消除或减轻水的危害

      A.排除地表水:排除地表水是整治滑坡不可缺少的辅助措施,而且应是首先采取并长期运用的措施。其目的在于拦截、旁引滑坡区外的地表水,避免地表水流入滑坡区内;或将滑坡区内的雨水及泉水尽快排除,阻止雨水、泉水进入滑坡体内。主要工程措施有:设置滑坡体外截水沟;滑坡体上地表水排水沟;引泉工程;做好滑坡区的绿化工作等。

      B.排除地下水:对于地下水,可疏而不可堵。其主要工程措施有:

      截水盲沟——用于拦截和旁引滑坡区外围的地下水;

      支撑盲沟——兼具排水和支撑作用;

      仰斜孔群——用近于水平的钻孔把地下水引出。

      此外、还有盲洞、渗管、垂直钻孔等排除滑坡体内地下水的工程措施。

      C.防止河水、库水对滑坡体坡脚的冲刷,主要工程措施有:在滑坡体上游严重冲刷地段修筑促使主流偏向对岸的“丁坝”;在滑坡体前缘抛石、铺设石笼、修筑钢筋混凝土块排管,以使坡脚的土体免受河水冲刷。

      (2)改变滑坡体外形,设置抗滑建筑物

      A.削坡减重:常用于治理处于“头重脚轻”状态而在前方又没有可靠的抗滑地段的滑体,使滑体外形改善、重心降低,从而提高滑体稳定性。

      B.修筑支挡工程:因失去支撑而滑动的滑坡或滑坡床陡,滑动可能较快的滑坡,采用修筑支挡工程的办法,可增加滑坡的重力平衡条件,使滑体迅速恢复稳定。支挡建筑物种类有:抗滑片石垛、抗滑桩、抗滑挡墙等。

      C.改善滑动带的土石性质:一般采用焙烧法、爆破灌浆法等物理化学方法对滑坡进行整治。

      由于滑坡成因复杂,影响因素多,因此需要上述几种方法同时使用综合治理,方能达到目的。

      10.崩塌与滑坡的区别

      崩塌与滑坡的区别主要表现在以下方面:

      (1)崩塌发生之后,崩塌物常堆积在山坡脚,呈锥形体,结构零乱,毫无层序;而滑坡堆积物常具有一定的外部形状,滑坡体的整体性较好,反映出层序和结构特征。也就是说,在滑坡堆积物中,岩(土)体上下层位和新老关系没有多大的变化,仍然是有规律的分布。

      (2)崩塌体完全脱离母体(山体),而滑坡体很少有脱离母体的,多是部分滑体残留在滑床之上。

      (3)崩塌发生之后,崩塌物的垂直位移量远大于水平位移量,其重心位置降低了很多;而滑坡不然,通常是水平位移量大于垂直位移量。多数滑坡体的重心位置降低不多,滑动距离却很大。同时、滑坡下滑的速度一般比崩塌缓慢。

      (4)崩塌堆积物表面基本上不见裂缝分布。而滑坡体表面,尤其是新发生的滑坡,其表面有很多具有规模性的纵横裂隙。比如、分布在滑坡体中部两侧的剪切裂隙(呈羽毛状);分布在滑坡体前部的横张裂隙,其方向垂直于滑动方向,亦即受压力的方向;分布在滑坡体中前部,尤其是以滑坡舌部为多的扇形张裂隙,或者称为滑坡前缘的放射状裂隙。

      11.崩塌、滑坡的预报水平

      近几年来,我国非常重视对崩塌、滑坡的预报研究,并从不同角度,采取不同的方法,致力于该项具体的研究工作。尽管如此,始终未能突破准确预报崩塌、滑坡这个世界性的难题。目前、我国进行崩塌、滑坡预报研究的方法和所达到的预报水平,主要表现在以下几方面:

      (1)中、长期趋势预报。这是目前常采用的、成功率较高的方法,也是现阶段预报和能力的主要标志之一。如湖北省秭归县新滩镇大型滑坡预报成功,增强了同行们的信心。此后,在四川省巫溪县中阳村滑坡、甘肃省的银厂有色金属公司采坑滑坡的预报中均收到很好的效果。对甘肃省金川露天矿上盘一区边坡倾倒变形破坏机制的判别和稳定性预测;黄河刘家峡水电站库岸苏州崖滑坡稳定性评价及其发展趋势的成功预报,都为滑坡预报研究积累了宝贵的经验。

      (2)崩塌、滑坡形成机理及时间、空间分布规律的研究。在这方面我国的研究成果较多,研究水平也较高,为预报工作打下了基础。

      (3)定量预报。这是最困难的问题。目前正处于探索之中,采用的方法很多。有的利用各种气象要素对滑坡进行预报;有的通过地表位移量变化进行预报;有的通过滑坡体内地下水情进行预报;,有的根据统计分析,灰色系统理论,还有通过力学平衡计算等进行预测预报。

      (4)经验预报。是目前最常用的预报方法。是体现预报水平和能力的另一重要标志。主要根据地质地貌及水文地质工程地质条件,凭借经验,结合宏观前兆现象进行临滑前的预报,即“成灾预报"。在这方面我国已经收集总结了很多经验。

      综上所述.虽然我国至今尚未能从根本上(即理论和实践上)解决崩塌、滑坡的预报难题,但在实际工作中,已经在这方面做了卓有成效的工作,而且在减轻灾害损失和人员伤亡方面已经见到了成效。

      12.崩塌、滑坡的次生灾害

      崩塌、滑坡除直接成灾外、还常常造成一些次生灾害。最常见的次生灾害是:为泥石流累积固体物质源,促使泥石流灾害的发生;或者在崩、滑的过程中,在雨水或流水的参与下直接转化为泥石流。例如、1989年7月9日,四川省南充地区华蓥市溪口镇发生100万立方米的滑坡,滑体在滑动过程中破碎解体,在大量暴雨和地表泾流的参混下旋即转化为泥石流。泥石流顺坡奔腾而下,流动达一公里,所经之处,农田、村庄全被摧毁。泥石流掩埋了红岩煤矿,川煤12处、溪口粮店、溪口水泥厂等6个单位和数个村庄的全部房屋、建筑、生产设备和车辆,直接经济损失600多万元,死亡221人。

      崩塌、滑坡另一常见的次生灾害:堵河断流,形成天然坝,引发上游回水使江河溢流,造成水灾,或断流成库;一旦库坝溃决,便形成泥石流或洪水灾害。例如:1967年6月四川雅江县唐古栋一带发生大滑坡,滑体落入雅砻江,垒起一座高175-355米、长200米的天然拦河大坝,堵江断流,并造成长达53公里的回水区。9天之后,大坝决口溢流,造成洪水泛滥的事故。

      崩塌、滑坡体落入江河之中,可形成巨大涌浪,击毁对岸建筑设施和农田、道路,掀翻或击沉水中船只,造-身伤亡和经济损失;落入水中的土石有时形成急流险滩,威胁过往船只,影响或中断航运;落入水库中的崩塌、滑坡体可产生巨大涌浪,有时涌浪翻越大坝冲向下游形成水害。如1961年3月6日湖南省柘溪水库库岸发生一起重大的滑坡所引起的库水翻坝事故灾害,造成了巨大损失,死亡40余人。

      13.崩塌、滑坡灾害主要发生的区域特点。

      我国崩塌、滑坡灾害的类型和分布具有明显的区域性特点。简述如下:

      (1)西南地区,含云南、四川、贵州、西藏四省(区)。为我国崩塌、滑坡分布的主要地区。该地区崩塌、滑坡的类型多、规模大、频繁发生、分布广泛、危害严重,已成为影响国民经济发展和人身安全的制约因素之一。

      (2)西北黄土地区,面积达60余万平方公里,连续覆盖五省(区)。以黄土崩塌、滑坡广泛分布,为其显著特点。

      (3)东南、中南等山地和丘陵地区,崩塌、滑坡也较多,规模较小,以堆积层滑坡、风化带破碎岩石滑坡及岩质滑坡为主。崩塌、滑坡的形成与人类工程经济活动密切相关。

      (4)在西藏、青海、黑龙江省北部的冻土地区,分布与冻融有关、规模较小的冻融堆积层的崩塌、滑坡。

      (5)秦岭——大巴山地区,也是我国主要崩塌、滑坡分布地区之一。堆积层滑坡大量出现,变质岩、页岩地区容易产生岩石顺层滑坡,对国民经济损失产生一定的影响。尤其是该区的宝成铁路,自通车以来沿线的崩塌、滑坡年年发生,给铁路正常运营带来很多麻烦。其中以堆积层滑坡为主,与修铁路时开挖坡脚有密切关系。

      14.滑坡次生灾害的灾情实例

      1961年3月6日湖南省资水柘溪水库库岸发生了一起重大滑坡次生灾害。当时水库工程尚未竣工,正值施工期间,在大坝上游右岸1.5公里处的塘岩光发生了大滑坡。滑体约165万立方米,土石以高达每秒25米的速度滑入深50余米的山区水库,激起的涌浪漫过尚未建成的大坝顶部泄向下游,造成了巨大损失,死亡40余人。究其原因,有如下几个方面:

      (1)勘察人员对柘溪水库库岸的不良地质环境(即岩层倾向与库岸坡倾向一致)认识不足;

      (2)由于断层节理的切割,使该处岸坡容易脱离山体成为潜在不稳定地段;

      (3)对水库蓄水的不利作用和影响缺乏认识;

      (4)对连续8天降雨可能诱发滑坡灾害毫无戒备。

      总之,由于设有充分的认识自然规律,对可能导致滑坡的破坏因素没有采取控制措施,以致发生了滑坡灾害,这个教训是应该吸取的。



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