探析危巖崩塌地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評價與防治要點(diǎn)

史立群，王 浩，李東波

(青海省環(huán)境地質(zhì)勘查局，青海 西寧 810007)

由于受到巖塊分離與巖塊滑動引發(fā)的影響，某些山體會呈現(xiàn)危巖崩塌的狀態(tài)。在危巖崩塌的趨勢下，山體會迅速表現(xiàn)為滑移狀態(tài)，造成巖塊較多堆積于坡腳。近些年以來，有關(guān)部門已經(jīng)能夠憑借信息化手段來全面防控危巖崩塌災(zāi)害，在健全防治機(jī)制以及調(diào)查評價機(jī)制的前提下，增強(qiáng)防控災(zāi)害的實效性。

海晏縣處于青海東北部，同時連接了青海湖與哈爾蓋河，面積可達(dá)4 900 km2左右。早在20世紀(jì)末，海晏縣就開始發(fā)掘境內(nèi)礦藏，同時也修建了規(guī)模較大的砂石料廠與磚瓦廠。近些年以來，當(dāng)?shù)剌^多企業(yè)都傾向于取土取石等操作，對原有的當(dāng)?shù)鼐坝^與地貌造成了毀損破壞。有關(guān)部門針對該縣區(qū)亟待予以綜合性的地質(zhì)災(zāi)害防控，尤其需要關(guān)注危石崩塌的災(zāi)害。

崩塌形成機(jī)理可分為傾倒式、滑移式、鼓脹式、拉裂式和錯斷式5種類型[1-2]。區(qū)內(nèi)崩塌主要為傾倒式崩塌，其次為滑移式崩塌。調(diào)查區(qū)內(nèi)傾倒式崩塌16處，占崩塌總數(shù)的94.1%；滑移式崩塌1處，占崩塌總數(shù)的5.9%。

1 危巖崩塌的基本原理

山體巖石具備較大的巖石慣性，一旦遭受巖層破壞，將會呈現(xiàn)突出的破壞性。此外，危巖崩塌還可能呈現(xiàn)多變性的運(yùn)動軌跡，在崩塌過程中將會滾落更多的碎石。從運(yùn)動形式來看，危巖運(yùn)動具有彈跳、滑動與滾落的多種方式[3-5]。巖層失穩(wěn)的主要類型有以下3種：①巖石滑移。通常來講，存在崩塌可能性的巖石都帶有較強(qiáng)的脆性特征，典型巖石有石英巖與石灰?guī)r。某些滑移狀的巖石還會表現(xiàn)為臨空面的斜坡前端特征，從而構(gòu)成了多樣化的巖石滑移形態(tài)。在某些情形下，由于受到較多作用力給巖層失穩(wěn)帶來的影響，因此滑移現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)；②巖石傾倒。巖石傾倒的現(xiàn)象根源于斜坡的柱形巖層節(jié)理或者垂直節(jié)理，上述節(jié)理現(xiàn)象可能造成巖層傾倒。在某些情形下，巖層由于受到自重影響，存在較大可能表現(xiàn)為巖層傾倒，以至于傷害到周邊居民的切身安全；③巖石鼓脹。很多情況下，某些硬度較小并且厚度較大的斜坡軟巖都會隱藏在硬質(zhì)巖的下部。斜坡軟巖包含了較厚的下方結(jié)構(gòu)面并且表現(xiàn)為復(fù)雜性較強(qiáng)的巖層傾角。隨著時間推移，由于受到擠壓的垂直作用力，以至于某些隱藏的軟弱巖層就會呈現(xiàn)沉降與鼓脹的趨勢，以至于引發(fā)規(guī)模較大的巖層滑移或者巖層傾斜。調(diào)查區(qū)崩塌形式見圖1。

2 地質(zhì)災(zāi)害全面調(diào)查評價

從現(xiàn)狀來看，有關(guān)部門針對多種多樣的地質(zhì)災(zāi)害要進(jìn)行全方位的調(diào)研。地質(zhì)災(zāi)害調(diào)研也能夠為后續(xù)的災(zāi)害處理提供參照。通過運(yùn)用地質(zhì)調(diào)研的途徑與方式，因地制宜給出科學(xué)性較強(qiáng)的災(zāi)害評價以及災(zāi)害防控措施[6-7]。具體在實踐中，關(guān)于調(diào)查評價危巖崩塌災(zāi)害應(yīng)當(dāng)關(guān)注如下的要點(diǎn)。

圖1 調(diào)查區(qū)崩塌形式

2.1 地質(zhì)災(zāi)害評價

危巖崩塌應(yīng)當(dāng)能夠靈活選擇與之有關(guān)的災(zāi)害評價手段，其中包含定量分析以及定性評價。這兩類評價方式共同構(gòu)成了評價危巖災(zāi)害的關(guān)鍵措施。然而如果遇到危巖崩塌的特殊狀況，則不能夠借助定量分析對其予以全面衡量，因此僅限于運(yùn)用定性方式來開展評價。

定量分析的側(cè)重點(diǎn)在于全面測評當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的真實地質(zhì)狀態(tài)，然后據(jù)此給出可行的危巖分析方法。危巖崩塌會涉及到巖層傾倒，其中根源在于破壞原有的巖層形態(tài)并且引發(fā)了巖層傾覆。從定量計算的角度講，技術(shù)人員通常都會選擇定量驗算的方式來計算巖層本身具備的抗滑穩(wěn)定性，上述計算方式主要適用于滑移式的巖層崩塌。如果涉及到巖層的鼓脹崩塌，那么必須關(guān)注其中的塑性變形與巖層擠壓。關(guān)于巖層驗算的要點(diǎn)還應(yīng)當(dāng)包含抗壓強(qiáng)度的精確計算。

2.2 地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查

在調(diào)查各類地質(zhì)災(zāi)害時，關(guān)鍵是獲取相應(yīng)的參數(shù)，需開展全方位的力學(xué)分析以及物理受力分析。明晰當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的地質(zhì)背景，還需關(guān)注最基本的危巖特征，來判定巖層失穩(wěn)的屬性與類型，并且據(jù)此選擇相應(yīng)的防治措施。具體在實踐中，調(diào)查對象主要應(yīng)當(dāng)包含相應(yīng)的地質(zhì)背景，其中涉及到地勢地形、當(dāng)?shù)厮臍庀?、巖層特征與裸露地層。通過運(yùn)用上述的地質(zhì)調(diào)研與災(zāi)害分析，針對當(dāng)?shù)貛r層現(xiàn)有的裂隙與節(jié)理特征就能夠予以全面明確。

某些地區(qū)在古代時期就已經(jīng)出現(xiàn)了危巖崩塌的狀態(tài)，因而在調(diào)查中應(yīng)當(dāng)了解曾經(jīng)出現(xiàn)過的崩塌物主要構(gòu)成、巖層物質(zhì)特征以及巖層的真實位置。在全面探明古代巖層崩塌的基礎(chǔ)上，通過運(yùn)用類比方式來明確當(dāng)?shù)匚r與現(xiàn)存巖層之間的關(guān)聯(lián)性，以便于輔助開展后續(xù)的探究。

3 防治要點(diǎn)

目前，各地區(qū)都已意識到防控危巖災(zāi)害的重要價值，因此也在結(jié)合當(dāng)前的各地地質(zhì)狀況來展開綜合性的預(yù)防與監(jiān)測。但是，危巖崩塌現(xiàn)象本身很難被精確預(yù)測，此種現(xiàn)狀在客觀上增大了防控危巖崩塌的難度[8-9]。因此在現(xiàn)階段的實踐中，關(guān)于綜合防治危巖崩塌現(xiàn)象應(yīng)當(dāng)關(guān)注如下舉措。

1)全面加固危巖

從加固危巖的角度講，有關(guān)部門針對危巖加固已經(jīng)能夠靈活選擇抗滑樁、錨固、鋼繩柔性防護(hù)與噴射混凝土等措施。加固危巖可以選擇多種多樣的方式，需按各地實際情況靈活選擇。地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng)包括地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查數(shù)據(jù)庫和圖形庫兩部分，地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查數(shù)據(jù)庫由崩塌、滑坡泥石流、地面塌陷、地裂縫、潛在不穩(wěn)定斜坡等地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查數(shù)據(jù)構(gòu)成；圖形庫由基本地理、基礎(chǔ)地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害、專題圖層組成。例如抗滑樁的危巖加固，其中關(guān)鍵措施在于運(yùn)用混凝土樁或者鋼樁來完成相應(yīng)的加固處理，尤其是處理潛在的滑移面。整個巖層具備的表面阻力就能予以顯著增強(qiáng)，從而實現(xiàn)最基本的抗滑移目標(biāo)。

巖層加固還可以選用噴射混凝土或者錨固加固的手段。在錨固加固時，應(yīng)當(dāng)借助錨栓來確?；鶐r本身能夠達(dá)到穩(wěn)定。整個巖層由于受到錨索或者錨桿給其帶來的影響，與之有關(guān)的巖層壓力就會呈現(xiàn)顯著增大的趨勢，其中主要為摩擦阻力。近些年以來，技術(shù)人員已經(jīng)能夠靈活運(yùn)用主動支護(hù)或者無預(yù)應(yīng)力的方式來進(jìn)行錨固處理。相比來講，灌漿錨應(yīng)歸入主動支護(hù)范圍，這是由于此類支護(hù)措施體現(xiàn)為較強(qiáng)的加固作用力。

2)引導(dǎo)當(dāng)?shù)鼐用裼行蜻M(jìn)行避讓

在目前的現(xiàn)狀下，山體崩塌很難精確預(yù)測。由于受到不可預(yù)知性的影響，上述災(zāi)害一旦出現(xiàn)將會傷害到周邊住戶。地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng)建設(shè)首先是在收集縣域內(nèi)基本地理、基礎(chǔ)地質(zhì)、項目成果等資料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行圖件的掃描、矢量化、圖形編輯、圖形輸出等，錄入地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查數(shù)據(jù)、勘查數(shù)據(jù)、測繪數(shù)據(jù)、遙感解譯數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)調(diào)查信息，并從成果圖件中提取相關(guān)專業(yè)圖層。由于考慮到資金與其他因素，一般會選擇首先疏散附近居民，以便于妥善避讓災(zāi)害。因此可見，避免崩塌災(zāi)害的關(guān)鍵舉措在于指引附近居民進(jìn)行有效的躲避與疏散。

然而實質(zhì)上，災(zāi)害治理如果僅限于疏散或者避讓的方式，仍然無法在根源上消除災(zāi)害風(fēng)險。因此，如果涉及到體積較小的危巖，則需對其立即予以清除處理，可以選擇機(jī)械方式或者手動方式來進(jìn)行清除。此外，某些山體殘存較多的巖石碎屑，需要妥善進(jìn)行削坡處理，以防后續(xù)碎屑掉落。

3)運(yùn)用爆破方式來清除危巖

爆破清除的方式適用于大規(guī)模危巖，這是由于此類危巖無法被妥善移走，只能選擇爆破的清除措施。在開展工程爆破時，爆破區(qū)域最好選擇在居民集中度較低并且建筑較少的特殊區(qū)段。在進(jìn)行全方位的災(zāi)害查詢統(tǒng)計時，對地質(zhì)災(zāi)害類型、穩(wěn)定性、規(guī)模等級、災(zāi)情、險情等條件組合進(jìn)行查詢，并可對災(zāi)害類型、規(guī)模等級、穩(wěn)定性、災(zāi)情、險情、經(jīng)濟(jì)損失、死亡人口、威脅財產(chǎn)、威脅人口等進(jìn)行統(tǒng)計，生成統(tǒng)計表，以線形圖、餅圖、直方圖表示。巖層爆破還可能會受到碎屑散落、巖石滾落、沖擊波或者地震引發(fā)的干擾。在完成全過程的爆破操作時，關(guān)鍵在于消除周邊環(huán)境所受到的爆破影響。

近些年以來，危巖處理還可以借助靜態(tài)爆破，確保能夠徹底清除巖層內(nèi)部的巖體碎屑。主要涉及到巖石爆破運(yùn)用的膨脹劑。相比于傳統(tǒng)的巖層爆破手段，靜態(tài)爆破方式具備更優(yōu)的爆破安全性。因此在某些爆破操作中，如果周圍居民相對較為密集，可使用靜態(tài)爆體加以處理。有關(guān)部門需依照現(xiàn)階段的調(diào)查結(jié)論來設(shè)置爆破方案，從而保證巖層爆破效果。

4 結(jié) 語

經(jīng)過上述分析，可以得知危巖崩塌屬于威脅性較強(qiáng)的典型地質(zhì)災(zāi)害。如果沒能及時防控，那么將會威脅到附近居民。在目前看來，由于受到人為挖掘礦山以及開采礦坑等行為影響，導(dǎo)致原有生態(tài)遭受了不同程度的毀損。因此，在防治地質(zhì)災(zāi)害的有關(guān)實踐中，關(guān)鍵舉措就要落實于綜合性的防災(zāi)措施，通過施行前期調(diào)查評價的手段來保證災(zāi)害防治的實效性與精確性。