邊坡崩塌地質災害應急治理研究

楊子萱

（中化地質河南局集團有限公司，河南鄭州 450000）

0 引言

據自然資源部統(tǒng)計數(shù)據顯示，2020 年，我國共發(fā)生了7840 起地質災害，其中崩塌災害共1797 起；2021 年，全國共發(fā)生地質災害數(shù)量4772 起，同比下降幅度較大，但崩塌災害卻居高不下，共發(fā)生1746 起，危害性極大。我國山區(qū)面積廣大，地質災害頻發(fā)、受災情況嚴重，邊坡崩塌是地質災害中較為常見的一種類型，其突發(fā)性、破壞性極強，往往會破壞邊坡下方的道路、設施、構造物，造成嚴重的人員傷亡和經濟損失。因此，開展邊坡崩塌地質災害應急治理研究具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 邊坡崩塌類型

作為斜坡巖土體破壞的一種主要形式，崩塌是指陡峭邊坡產生的一種突發(fā)性、急劇化的動力地質災害，換言之，在重力及其他外力作用下陡峭邊坡上巖土體突然產生的一種猛烈向下崩落現(xiàn)象。在崩塌過程中，巖土體失穩(wěn)，并急速向下降落、翻滾、撞擊，最終停止在坡腳位置。在此階段將會對邊坡下方的道路、構造物造成嚴重損壞，具有極強的危害性[1]。在《崩塌與防治》（曾廉著）一書中，按照崩塌發(fā)生地點進行劃分，可以將其分為兩種類型，即山崩、岸崩；若按照崩塌物理特征進行劃分，則崩塌又可以分為4 類，即巖層崩塌、混合體崩塌、土體崩塌、雪崩；根據軟弱面特點、形狀等因素劃分，則又可以分為不同的類型。本文以崩塌失穩(wěn)特點為劃分依據，將邊坡崩塌劃分兩類，具體如下。

（1）斜坡中上部的強風化層失穩(wěn)崩塌。若邊坡沿線雨量充沛、植被發(fā)育良好，斜坡的中上部則會存有大量的強風化層，在強烈的外力作用下，強風化物質極易出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，從而產生崩塌災害，據調查研究發(fā)現(xiàn)，在地震災害后，此類邊坡崩塌災害最常見[2]。

（2）結構面強烈切割失穩(wěn)崩塌。結構面強烈發(fā)育的巖層中，巖體會被結構面切割成大小不同的塊體，在外力作用下，此類塊體極易出現(xiàn)滑移、傾倒式崩塌現(xiàn)象，同時會損毀沿線道路、構造物。

2 邊坡崩塌原因及形成機理

在一定動力誘發(fā)下極易產生地質災害，與其他國家相比，中國山地面積較多，是世界上地質災害最為頻發(fā)的國家之一，且受災較為嚴重。據自然資源部統(tǒng)計數(shù)據顯示，2021 年，全國地質災害數(shù)量已達到了4772 起，主要地質災害包括滑坡、崩塌、泥石流、地裂縫、地面沉降等，其中崩塌災害達到了1746 起，占比較大。邊坡在長期地質構造及風化作用下，斜坡上崩塌災害體在地貌不斷演變的過程中慢慢形成。目前來看，對邊坡崩塌造成影響的因素基本上可以歸納為4 點。

（1）坡體形狀。主要是指坡體的坡度、坡高以及表面形態(tài)等幾何條件。

（2）斜坡巖體結構條件。主要是指斜坡巖體的巖性、主要結構面發(fā)育狀況等情況。

（3）外部條件。地質災害誘發(fā)因素中，外部條件屬于主要因素。因此，在邊坡崩塌災害中，外部因素可以歸結為人類活動帶來的影響，比如，工程施工等都會破壞坡體結構[3]。

（4）氣象條件。地震、暴雪、大雨等屬于氣象條件，惡劣天氣影響下，同樣會誘發(fā)邊坡崩塌災害，且具有不可控、復雜化等特點。

在分析邊坡崩塌災害形成機理時，不同的學者和專家給出了不同的理解與詮釋。比如，認為邊坡崩塌發(fā)育的主要原因是內、外部條件共同作用結果的有胡厚田、陳洪凱、吳文雪等人。在重慶市區(qū)崩塌特征研究中，黃潤秋則認為崩塌形成的重要因素是熱應力的交變作用。在崩塌模擬實驗中，徐永年等人針對不同坡度與坡面形態(tài)進行了對比試驗，并對坡體崩塌中巖性條件的影響程度進行了研究。

3 案例分析

某地突發(fā)強降雨，導致一處邊坡坡體產生崩塌地質災害，對當?shù)鼐用窦皹嫿ㄎ镌斐闪藝乐負p害。邊坡發(fā)生崩塌災害后，及時上報險情，在得到上級指示后，快速開啟應急響應機制，主要應急搶險措施包括危險區(qū)域封閉處理、布設警示牌、清理危巖等。待應急處理后，在全面掌握邊坡崩塌處地質情況和地層巖性的前提下，隨即進行邊坡加固處理，以提高工程施工安全。

3.1 工程地質條件

邊坡坍塌地區(qū)經地質勘查結果顯示，屬于低山丘陵地貌單元，地形具有較大起伏，場地高程在8m 以上、27m以下；坡度在60°～80°之間。表1 為地層巖性情況。

表1 地層巖性情況

通過地層及巖性特征分析，本區(qū)域水文地質情況為濕潤區(qū)，即場地II 類環(huán)境類型。經現(xiàn)場實地勘察可知，周圍未見明顯污染源，對于混凝土結構、鋼筋混凝土結構地下水的腐蝕性很小。除此之外，對于混凝土結構及鋼筋混凝土結構地下水位以上的土體也會存在微腐蝕性[4]。由于本區(qū)域地勢相對偏高，熔巖裂隙水為地下水主要類型，單井涌水量很小。因此，對于工程治理而言，基本上不會影響施工。

①加大科技攻關力度。充分發(fā)揮首都科技優(yōu)勢，與首都高校和科研院所合作進行科技攻關。2000年以來共投入科研經費8 000余萬元，實施了《密云水庫流域水土流失綜合防治體系及工程示范研究》《新農村污水綜合治理示范工程》等重大項目30余項，對水源區(qū)水土流失、面源污染監(jiān)測評價與防治、廢棄礦山修復等問題進行了重點攻關。

3.2 邊坡穩(wěn)定性分析

3.2.1 定性評價與分析

經地質勘查結果可知，本邊坡崩塌區(qū)域內基巖裸露區(qū)存在較大邊坡高差，且坡度相對較大，最高坡度可達到80°，十分陡峭，部分位置存在倒傾情況，18m 為高差最大值。邊坡和裂隙結構面傾向斜交，裂隙將巖體切割成多塊，在內外部條件共同作用下，很可能會出現(xiàn)局部巖體崩塌現(xiàn)象，但規(guī)模相對較小。

3.2.2 定量評價與分析

在邊坡穩(wěn)定性分析中，定量評價需采用一定技術及軟件。比如北側崩塌巖質邊坡與南側危巖體邊坡可采用理正巖土7.0 軟件，通過赤平極射投影法進行穩(wěn)定性分析，D2調查點為北側崩塌巖質邊坡、D4 調查點為南側危巖體邊坡。兩個調查點的具體參數(shù)如表2 所示。

表2 兩個調查點具體參數(shù)

根據獲取的參數(shù)，利用RocFall 軟件模擬計算不同剖面崩塌路徑，并獲取崩塌落石彈跳高度最大值與水平距離最遠值。假設不穩(wěn)定塊體以0.1m/s 的速度由坡頂位置開始下落，經墜落、彈跳、滾落等流程，可計算獲取落石的情況，兩個剖面計算結果如表3 所示，坡腳位置為道路，在崩塌落石影響范圍以內。

表3 兩個剖面計算結果

通過上述分析，當前巖質邊坡總體來講，屬于較穩(wěn)定狀態(tài)，同時存在節(jié)理裂隙發(fā)育、裂隙切割巖體。此外，局部坡面存在較為嚴重的風化現(xiàn)象，在內外條件影響下，部分位置極易再次出現(xiàn)巖體崩塌情況，但規(guī)模相對較小，20m 為影響最大范圍，但這一范圍會對坡腳位置的道路通行安全造成嚴重威脅。為此，需對邊坡進行加固治理[5]。

邊坡崩塌加固治理中，首先，將坡面危巖體、雜樹等清理干凈；其次，隨機錨桿加固處理坡面裂縫及其危險區(qū)域；最后，布設主動柔性防護網，以此起到加固作用，避免碎石崩塌掉落。

在布設主動防護網時，應保證布設區(qū)域和危巖清理區(qū)域相同，為了提高邊坡加固區(qū)域的美觀性，確保與周圍環(huán)境協(xié)調、統(tǒng)一，可采用綠色的主動防護網。主動防護網要縱橫交錯布設，橫向支撐繩為φ16mm，縱向支撐繩為φ12mm，正方形尺寸為2.5m×2.5m。在布設時，盡可能不要影響原有植被，做到不破壞植被覆蓋，加大環(huán)境保護力度。

錨桿布設后做好聯(lián)結工作，隨后開始預張拉，同時將一張鋼絲繩網鋪筑到支撐繩構建的網格中，利用縫合繩連接每張鋼絲繩網和周圍支撐繩，并拉緊處理。通過預張拉處理，可以對坡面施加一定壓力，進而提升表層巖土體的穩(wěn)定性，避免落石墜落、崩塌。為了有效避免小巖塊墜落，可以將網孔較小的格柵網鋪設到鋼繩網下方，對局部巖土體破壞起到一定限制作用。

4 邊坡崩塌地質災害應急管理措施

4.1 加強預警預報

邊坡崩塌地質災害應急處理中，必須加強預警預報，一旦出現(xiàn)險情，需第一時間發(fā)布預警。尤其是居住人口數(shù)量較多、人口密集的地區(qū)，若出現(xiàn)邊坡崩塌災害，應及時做好重點區(qū)域規(guī)劃，加大監(jiān)測預警。

4.2 建立健全應急機制

為進一步提升地質災害應急反應能力，需加強應急單位及人員能力，加強應急反應能力素質建設。一方面，需配備完善、數(shù)量充足的專業(yè)應急設備；另一方面，需加大應急各單位、各部門之間的協(xié)作關系，保證配合默契、能力突出。同時，還要定期進行應急避險演練活動，最大程度上健全應急機制[6]。

4.3 加大監(jiān)測和巡查力度

對地質災害中可能存在的隱患部位，相關部門需定期指派專業(yè)人士進行詳細、全面的檢查。一旦發(fā)生新的災害隱患，需及時采取應對措施，制定應急方案，加大監(jiān)測和巡查力度，最大限度降低災害發(fā)生概率，降低災害影響程度及損壞程度。

4.4 完善應急救援體系

在地質災害應急救援工作中，地方政府起到積極的主導作用。因此，為了進一步提升應急救援能力，需要建立完善的應急救援體系，合理分配各部門的應急救援任務，明確職責劃分，加強各單位、各部門之間綜合協(xié)作能力，妥善安排好應急救援工作，尤其是在受災群眾生活、醫(yī)療等方面，要做好后期處理工作，更好地提升應急救援工作的價值和意義[7]。

5 結語

當前，隨著地質災害應急救援能力的不斷提升，邊坡崩塌災害的應急治理工作愈加完善。在全面了解邊坡崩塌類型、原因及形成機理的基礎上，結合實際案例，從定性、定量角度分析了邊坡穩(wěn)定性，得出當前巖質邊坡屬于較穩(wěn)定狀態(tài)，但存在節(jié)理裂隙發(fā)育、裂隙切割巖體情況，且在內外條件影響下，部分位置極易再次出現(xiàn)巖體崩塌，20m 為最大影響范圍，但這一范圍會對坡腳位置的道路通行安全造成嚴重威脅。因此，需對邊坡加固治理，加固方案為清理危巖+錨桿加固+主動柔性防護網，該方案可起到加固及避免碎石崩塌掉落的作用。此外，在日常管理工作中，應從預警預報、應急機制、應急救援體系、監(jiān)測及巡查等方面提升邊坡崩塌地質災害應急管理能力。