崩塌地质灾害治理设计要点及对策研究

发表时间:2021/6/29   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:李永云 李毅
[导读] 摘要:崩塌地质灾害是影响工程建设的主要因素,不仅会限制建设工程施工质量及施工效率,而且还会威胁人员安全,易造成难以挽回的损失。
        云南省有色地质局勘测设计院  云南昆明  650217
        摘要:崩塌地质灾害是影响工程建设的主要因素,不仅会限制建设工程施工质量及施工效率,而且还会威胁人员安全,易造成难以挽回的损失。为此,应该针对崩塌灾害的情况进行有效治理,以降低工程项目的风险,防止发生重大事故。但崩塌灾害具有一定的特殊性和复杂性,这给治理设计工作带来了较大的困难,因此须对当前治理措施和技术进行全面优化与调整,达到增强整体的治理效果。本文将对崩塌地质灾害的诱发因素及特点进行分析,探索崩塌地质灾害治理设计的要点及对策,为实践工作提供参考。
        关键词:崩塌地质灾害;治理对策;设计要点
        边坡在长期降雨和风化等自然因素的作用下,会出现较多的节理裂隙,裂隙发展到一定程度将会引发崩塌灾害,给社会生产生活造成负面影响。尤其是在现代化建设进程当中,工程建设的要求越来越高,必须提前做好有效的勘查工作,以确定崩塌地质灾害发生的可能性及影响特点,以保障建设安全及整体效益。崩塌地质灾害具有突发性和危险性的特点,发生时会产生较大的垂直位移,且崩塌体在塌落过程中会造成撞击和破坏。因此,崩塌灾害的治理设计,应从实际情况出发,根据崩塌灾害的特征、规模、破坏模式、灾险情等,合理选择不同的治理措施进行防治,以提高治理设计的实效性,和边坡的整体性和稳定性,同时做好相关的风险管控。
        一、崩塌地质灾害的诱发因素
        崩塌是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象。崩塌灾害是内因(岩土类型、地质构造、地形地貌)和外因(地震、降雨、人类活动等)共同作用下引发的。
        (一)内因
        岩土类型:是产生崩塌的物质条件,一般岩性坚硬各类变质岩、火成岩及沉积岩(如碳酸盐岩、石英砂岩、砂砾岩等)易形成规模较大的岩崩,而泥灰岩、页岩、泥岩等岩体及松散土体往往以剥落为主。
        地质构造:是指各种构造面,如节理、裂隙、层面、断层等。危岩主要受控于裂隙面,岩体被层面、裂隙等切割成大小不一的块体,这些块体在长期溶蚀、重力及裂隙水压力作用下,危岩体重心逐渐外移,层面及裂隙面不断贯通【1】。
        地形地貌:一般形成崩塌的地貌部位有江、河、湖(岸)、沟的岸坡及各种山坡、铁路、公路边坡,工程建筑物的边坡及各类人工边坡。另外,坡度大于45度的高陡边坡,以及凹形陡坡或孤立山嘴都是崩塌形成的有利地形。
        (二)外因
        地震:地震将引起危岩体晃动,破坏其平衡,从而诱发崩塌灾害,一般烈度大于7度以上的地震都会诱发大量崩塌。
        降雨:特别是大暴雨和连续降雨。暴雨和长时间的连续降雨,使地表水渗入岩土体中,会软化岩土及软弱面,并产生孔隙水压力等,从而引发崩塌。
        不合理的人类活动:如开挖坡脚,地下采空、水库蓄水、泄水等,这将改变坡体的原始平衡状态,从而诱发崩塌灾害。
        二、崩塌地质灾害治理设计的要点及对策
        (一)清除危岩
        对边坡中危岩体的及时清除,是降低其风险的关键措施,因此在实践工作中应该融合应用,尤其是在中下部危岩体的处理中应用较多,但应确保其坡度不超过20°。此外,存在大块危岩时,可以借助爆破的方式实施逐层清除,这有利于提高治理工作的效率。在爆破施工中主要分为静态爆破和动态爆破两种类型,其中,运用静态爆破方式时,可以在炮眼中添加破碎膨胀剂,其安全性较高【2】,因此使用率较高;运用动态爆破方式时,需要对爆破时的安全性加以综合考量,防止振动波、爆破飞石等对人员造成危害。
        (二)锚固处理
        如果边坡中的围岩呈现出柱状或者锥状,那么在治理工作中可以采用锚固的方式来提高其整体稳定性。在施工中应考虑到对边部和裂缝的影响,尽可能减少对危岩体的扰动。对于倾倒式崩塌,普通砂浆锚杆在治理中的应用效果较好,而针对滑塌式崩塌,则需要运用预应力锚固施工措施,借助预应力锚索(或锚杆)能够提高岩体的强度和抗滑能力【3】。

如果危岩具有较强的完整性,则可以通过点锚的方式进行治理,而竖梁、竖肋和格构等多应用于完整性较差的情况中,这能够起到很好的加固效果。锚固施工中,钻孔作业是关键点,应该在主控裂面的基础上加长锚固段,以增强锚固稳定性。
        (三)固网锚喷
        如果边坡坡度在45°以内,同时表层存在较多的破碎岩体,或岩体风化强烈、裂隙发育,则可以采用固网锚喷的方式进行处理,这有利于改善边坡危岩的状况,使其力学性能得到改善。当边坡的强度不高且存在风化程度高时,锚喷治理方式的优势更加显著,其能够预防大面积碎落的情况,并能有效控制节理裂隙的发育。施工过程中,在做好刷坡处理的基础上,可运用浆砌条石、混凝土或钢丝绳网等方法加固防护岩体表层,这能够对岩体风化和表层落石等现象加以预防【4】。需注意的是,在锚喷施工中,应该对浆液的质量进行严格检测,确保各项原材料配比合理。
        (四)支撑顶层
        针对坠落式崩塌灾害和滑塌式崩塌灾害,可以运用支撑顶层的方式加以治理。在岩腔重心线外部设置支撑中心,同时借助于锚固措施进行辅助控制,以改善整体支撑稳定性。墙撑、墩撑、拱撑和柱撑等是支撑体系的主要构成,但须对支撑材料的质量进行严格检测,包括条石混凝土、浆砌条石、片石和现浇混凝土等等。在选择水泥砂浆时,其等级应该在M7.5以上,混凝土强度不应低于C20。此外,如果岩腔较大,为了防止积水对岩体造成侵蚀,还应该设置相应的泄水孔【5】。
        (五)主动柔性防护网
        主动柔性防护网也是治理崩塌地质灾害的主要措施,利用钢柱、钢丝绳和消能装置等改善边坡状况,具有防护强度高和稳定性好的特点。在设置主动柔性防护网的过程中,应该合理选择型钢,确保其质量达到要求,增强防护网的性能,有利于对坡体滑动和落石状况加以预防。实施时应对钢丝绳进行检查,确保其拉应力达到设计标准,并做好防腐处理以延长主动柔性防护网的使用寿命。此外,在施工中应该做好测量放样工作,针对柱间距进行合理控制,在锚杆注浆中应确保注浆量,防止注浆量不足对防护效果造成影响。
        (六)被动防护
        被动防护措施也是崩塌地质灾害防治中的常用措施,包括挡石墙、拦石栅栏、森林防护等措施。如果边坡的坡度在35°以内,则可以采用挡石墙进行防护,能够降低灾害治理的难度。尤其是当边坡中存在较多的围岩时,该方式的应用更加便捷,防止造成资源浪费,保障工程建设的顺利进行。在施工中应该对地表平台进行有效设置,保障平台的良好宽度和平整度,为挡石墙的设置创造良好的施工环境【6】。如果边坡的坡度在35°以上,则可以采用拦石栅栏和拦石网加以防治,根据实际情况要求选择柔性拦石网或者半刚性拦石网。此外,拦挡构筑物也是一种常用的被动防护措施,包括落石槽、落石平台和拦石堤等等。采用森林防护措施时,主要是通过乔木的种植改善边坡的整体生态状况,同时融合相应的灌木和草类,可解决威胁较小的崩塌地质灾害。
        三、结语
        地质环境的改变、人类工程活动、降雨或振动等,都有可能导致崩塌地质灾害的发生,使得安全隐患增多,给工程建设和人员造成威胁。加强对崩塌地质灾害的有效治理,可以创造良好的经济效益及生态效益,既可以防止自然环境遭到严重破坏,又符合当前可持续发展的目标。在实践工作当中,可以通过清除危岩、锚固处理、固网和锚喷、支撑顶层、主动柔性防护网和被动防护等措施,构建完善的治理设计方案,实现对日常工作的科学指导。
        参考文献:
        [1]李子光.岩质高边坡崩塌特征和设计治理案例分析[J].西部探矿工程,2021,33(05):3-6.
        [2]王琴丽,胡杰宇.浅谈减少崩塌地质灾害治理工程对环境影响[J].内江科技,2020,41(11):55.
        [3]张坤,彭涛,陈胜华,罗云洪,刘茂新,张健.锚喷技术在崩塌地质灾害治理中的应用——以兴园路崩塌为例[J].华北自然资源,2020(05):112-114.
        [4]张志磊.公路边坡地质灾害治理施工安全技术研究[J].黑龙江交通科技,2020,43(08):3-4.
        [5]黄义佳,冯亮勇.浅析危岩崩塌地质灾害成因机制及防治对策[J].西部资源,2020(05):64-65+68.
        [6]杨圣.崩塌地质灾害治理设计分析[J].冶金与材料,2019,39(02):14-15.
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