崩塌地質(zhì)災害治理設計

崩塌地質(zhì)災害防治設計王亞軍一、概述1.什么是崩塌？定義崩塌：陡崖或陡峭斜坡上的巖土體在重力作用下，突然脫離母體，發(fā)生崩落、滾動的現(xiàn)象或者過程。崩塌又稱崩落、垮塌或塌方。大小不等，零亂無序的巖塊（土塊）呈錐狀堆積在坡腳的堆積物稱為崩積物，也稱為巖堆或倒石堆。

崩塌形成的巖堆、倒石堆。

落石

崩塌是危巖失穩(wěn)崩落瞬間的動力行為；落石是危巖失穩(wěn)后的體態(tài)。

崩塌地地質(zhì)斷斷面示示意圖圖崩塌－－高陡斜斜坡的的巖體體，突突然而而急劇劇的向向下產(chǎn)產(chǎn)生傾傾倒、、滾動動、跳跳躍等等的一一種動動力地地質(zhì)現(xiàn)現(xiàn)象。。落石－－－個別危危巖脫脫離母母巖，，向坡坡下墜墜落的的現(xiàn)象象。危巖－－－高陡斜斜坡產(chǎn)產(chǎn)生了了拉裂裂、松松動變變形并并隨時時可能能發(fā)生生破壞壞，向向坡下下運動動的巖巖體。。大型崩崩塌發(fā)發(fā)生突突然，，災害害大，，問題題復雜雜，一一般很很難解解決。。小型崩崩塌和和落石石，可可采用用一定定方法法防治治處理理。危巖一一般可可采用用一定定方法法防治治。2.崩塌與與滑坡坡的區(qū)區(qū)別崩塌：：陡崖崖或陡陡峭斜斜坡上上的巖巖土體體在重重力作作用下下，突突然脫脫離母母體，，發(fā)生生崩落落、滾滾動的的現(xiàn)象象或者者過程程?；拢海涸谥刂亓ψ髯饔孟孪?，斜斜坡巖巖土體體沿著著一定定的軟軟弱面面（帶帶）整整體向向下滑滑移的的坡面面變形形現(xiàn)象象?；屡c與崩塌塌的主主要差差別

崩塌滑坡01.斜坡坡度一般＞50°一般＜50°02.發(fā)生的斜坡部位只發(fā)生在坡腳以上的坡面上發(fā)生在坡面上，或在坡腳處、甚至在坡前剪出03.邊界面特征側(cè)面和底面各自獨立存在，不能構(gòu)成統(tǒng)一平面?zhèn)让婧偷酌嬗袝r可連成統(tǒng)一的曲面（平面或曲面）04.底面摩阻特征底面摩阻大底面摩阻小05.群體的底面幾何特征各崩塌塊體底面往往各自獨立存在各滑動的底面有時為統(tǒng)一的滑動面06.運動本質(zhì)彎裂剪切07.運動速度極快極快至極慢08.運動狀態(tài)多為滾動、跳躍相對整體滑移09.運動規(guī)模很小～較大，塊體一般不超過數(shù)千立方米較小～極大10.典型標志坡面上出現(xiàn)反向錯臺地表裂縫，滑坡平臺11.典型內(nèi)部結(jié)構(gòu)松動開裂，局部架空，疊瓦狀構(gòu)造總體上保持巖層原始結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征。也可出現(xiàn)疊瓦狀構(gòu)造12.堆積體名稱倒石堆滑坡體滑坡與與崩塌塌的關(guān)關(guān)系滑坡和和崩塌塌常常常相伴伴而生生，產(chǎn)產(chǎn)生于于相同同的地地質(zhì)構(gòu)構(gòu)造環(huán)環(huán)境中中和相相同的的地層層巖性性構(gòu)造造條件件下，，且有有著相相同的的觸發(fā)發(fā)因素素，容容易產(chǎn)產(chǎn)生滑滑坡的的地帶帶也是是崩塌塌的易易發(fā)區(qū)區(qū)。崩塌可可轉(zhuǎn)化化為滑滑坡：：一個個地方方長期期不斷斷地發(fā)發(fā)生崩崩塌，，其積積累的的大量量崩塌塌堆積積體在在一定定條件件下可可生成成滑坡坡；有有時崩崩塌在在運動動過程程中直直接轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為為滑坡坡運動動，且且這種種轉(zhuǎn)化化是比比較常常見。。有時巖巖土體體的重重力運運動形形式介介于崩崩塌式式運動動和滑滑坡式式運動動之間間，以以至人人們無無法區(qū)區(qū)別此此運動動是崩崩塌還還是滑滑坡。。因此此地質(zhì)質(zhì)科學學工作作者稱稱此為為滑坡坡式崩崩塌，，或崩崩塌型型滑坡坡。崩塌、、滑坡坡在一一定條條件下下可互互相誘誘發(fā)、、互相相轉(zhuǎn)化化：崩崩塌體體擊落落在老老滑坡坡體或或松散散不穩(wěn)穩(wěn)定堆堆積體體上部部，在在崩塌塌的重重力沖沖擊下下，有有時可可使老老滑坡坡復活活或產(chǎn)產(chǎn)生新新滑坡坡?；略谠谙蛳孪禄瑒觿舆^程程中若若地形形突然然變陡陡，滑滑體就就會由由滑動動轉(zhuǎn)為為墜落落，即即滑坡坡轉(zhuǎn)化化為崩崩塌。。有時，，由于于滑坡坡后緣緣產(chǎn)生生了許許多裂裂縫，，因而而滑坡坡發(fā)生生后其其高陡陡的后后壁會會不斷斷的發(fā)發(fā)生崩崩塌。。另外外，滑滑坡和和崩塌塌也有有著相相同的的次生生災害害和相相似的的發(fā)生生前兆兆。3.崩塌災災害2008年11月22日，廣廣西風風山危危巖發(fā)發(fā)生崩崩塌2008年11月22日，廣廣西風風山危危巖發(fā)發(fā)生崩崩塌湖北省省遠安安縣鹽鹽池河河磷礦礦崩塌塌災害害1980年6月3日、湖湖北省省遠安安縣鹽鹽池河河磷礦礦突然然發(fā)生生了一一場巨巨大的的巖石石崩塌塌。山山崩時時，標標高830米的鷹鷹嘴崖崖部分分山體體從700米標高高處俯俯沖到到500米標高高的谷谷地，，在山山谷中中形成成南北北長560米、東東西寬寬400米、石石塊加加泥土土厚度度20米的堆堆積體體，崩崩塌堆堆積的的體積積共100萬立方方米。。最大大的巖巖塊有有2700噸重。。頃刻刻之間間鹽池池河上上筑起起一座座高達達38米的堤堤壩。。構(gòu)成成一座座天然然湖泊泊。亂亂石塊塊把磷磷礦區(qū)區(qū)的五五層大大樓掀掀倒、、掩埋埋，死死亡284人，還還毀壞壞了該該礦的的設備備和財財產(chǎn)，，損失失十分分慘重重。宜萬鐵鐵路隧隧道口口崩塌塌2007年11月20日8時40分，宜宜萬鐵鐵路湖湖北省省恩施施州巴巴東縣縣，木木龍河河段高高陽寨寨隧道道進口口處，，發(fā)生生巖崩崩，崩崩塌體體堆積積物方方量約約3000立方米米，巨巨石將將318國道掩掩埋約約50米長的的路段段，造造成隧隧道進進口處處鐵架架上施施工的的4名民工工死亡亡，更更為嚴嚴重的的是一一輛從從上海海返回回利川川途經(jīng)經(jīng)此處處滿載載乘客客的客客車也也被崩崩塌體體砸毀毀并掩掩埋。。此次次災害害共造造成31人死亡，1人失蹤，1人受傷。（1）根據(jù)坡地物質(zhì)組組成劃分①崩積物崩塌：山山坡上已有的崩塌塌巖屑和沙土等物物質(zhì)，由于它們的的質(zhì)地很松散，當當有雨水浸濕或受受地震震動時，可可再一次形成崩塌塌。二、崩塌的類型②表層風化物崩塌：：在地下水沿風化化層下部的基巖面面流動時，引起風風化層沿基巖面崩崩塌。③沉積物崩塌：有些些由厚層的冰積物物、沖擊物或火山山碎屑物組成的陡陡坡，由于結(jié)構(gòu)舒舒散，形成崩塌。。④基巖崩塌：在基巖巖山坡面上，常沿沿節(jié)理面、地層面面或斷層面等發(fā)生生崩塌。（2）根據(jù)崩塌體的移移動形式和速度劃劃分①散落型崩塌：在在節(jié)理或斷層發(fā)育育的陡坡，或是軟軟硬巖層相間的陡陡坡，或是由松散散沉積物組成的陡陡坡，常形成散落落型崩塌。②滑動型崩塌：沿沿某一滑動面發(fā)生生崩塌，有時崩塌塌體保持了整體形形態(tài)，和滑坡很相相似，但垂直移動動距離往往大于水水平移動距離。③流動型崩塌：松松散巖屑、砂、粘粘土，受水浸濕后后產(chǎn)生流動崩塌。。這種類型的崩塌塌和泥石流很相似似。稱為崩塌型泥泥石流。（3）按分離面的特性、、形狀及其崩塌發(fā)發(fā)生的原因分類①順斷層或風化化層的崩塌②沿裂隙面的崩塌③探頭崩塌（4）按崩塌的破壞模模式①傾倒式崩塌在河流峽谷區(qū)、黃黃土沖溝地段或巖巖溶區(qū)等陡坡上，，巖體以垂直節(jié)理理或裂隙與穩(wěn)定的的母巖分開。通常常坡腳遭受掏蝕，，在重力作用下或或有較大水平力作作用時，巖體因重重心外移傾倒產(chǎn)生生突然崩塌。②滑移式崩塌臨近斜坡的巖體內(nèi)內(nèi)存在軟弱面傾向向與坡向相同，則則軟弱面上覆的不不穩(wěn)定巖體在重力力作用下具有向臨臨空面滑移的趨勢勢，當巖體的重心心滑出陡坡，產(chǎn)生生突然的崩塌。降降水滲入巖體裂縫縫中產(chǎn)生的靜、動動水壓力以及地下下水對軟弱面的潤潤濕作用都是巖體體發(fā)生滑移崩塌的的主要誘因。③鼓脹式崩塌陡坡上不穩(wěn)定巖體體之下存在較厚的的軟弱巖層，上部部巖體重力產(chǎn)生的的壓應力超過軟巖巖天然狀態(tài)的抗壓壓強度后軟巖即被被擠出，發(fā)生向外外鼓脹。隨著鼓脹脹的不斷發(fā)展，不不穩(wěn)定巖體不斷下下沉和外移，同時時發(fā)生傾斜，一旦旦重心移出坡外即即產(chǎn)生崩塌。④拉裂式崩塌陡坡由軟硬相間的的巖層組成時，由由于風化作用或河河流的沖刷掏蝕作作用，上部堅硬巖巖層在坡面上常常常突懸出來。突出出的巖體通常發(fā)育育有構(gòu)造節(jié)理或風風化節(jié)理，在長期期重力作用下，分分離面逐漸擴展。。一旦拉應力超過過連接處巖石的抗抗拉強度，拉張裂裂縫就會迅速向下下發(fā)展，最終導致致突出的巖體突然然崩落。⑤錯斷式崩塌長柱或板狀不穩(wěn)定定巖體的下部被剪剪斷，從而發(fā)生錯錯斷崩塌。懸于坡緣的帽沿狀狀危巖，后緣剪切切面的擴展，剪切切應力大于危巖與與母巖連接處的抗抗剪強度時，則發(fā)發(fā)生錯斷崩塌。錐狀或柱狀巖體多多面臨空，下伏軟軟基抗剪強度小于于危巖體自重產(chǎn)生生的剪應力或軟基基中存在的順坡外外傾裂隙與坡面貫貫通時，發(fā)生錯斷斷-滑移-崩塌。（1）形成崩塌的內(nèi)在在條件有：①巖土類型：巖土土是產(chǎn)生崩塌的物物質(zhì)條件，一般而言，各類巖巖、土都可以形成成崩塌，但不同類類型，所形成崩塌塌的規(guī)模大小不同同。通常堅硬的巖石和和結(jié)構(gòu)密實的黃土土容易形成規(guī)模較較大的崩塌，軟弱弱的巖石及松散土土層，往往以墜落落和剝落為主。三、崩塌的成因②地質(zhì)構(gòu)造：各種構(gòu)造面，如節(jié)節(jié)理、裂隙面、巖巖層界面、斷層等等，對坡體的切割割、分離，為崩塌塌的形成提供脫離離母體（山體）的的邊界條件。坡體中的裂隙越發(fā)發(fā)育、越易產(chǎn)生崩崩塌，與坡體延伸伸方向近乎平行的的陡傾角構(gòu)造面，，最有利于崩塌的的形成。地貌是引起崩塌的的基本因素。一定定的坡度和高差是是崩塌發(fā)生的基本本條件。據(jù)調(diào)查由由堅硬巖石組成的的斜坡，當坡度大大于50°或60°，高差大于50m時，才可能發(fā)生崩崩塌。由松散物質(zhì)質(zhì)組成的坡地，當當坡度超過它的休休止角時可能出現(xiàn)現(xiàn)崩塌，一般坡度度大于45°，高差大于25m可能出現(xiàn)小型崩塌塌，高差大于45m可能出現(xiàn)大型崩塌塌。黃土地區(qū)，坡坡度在50°以上才可能發(fā)生崩崩塌。高山峽谷、、懸崖陡岸多數(shù)是是崩塌易發(fā)地段。。③地形地貌常發(fā)生崩塌落石地地段：1）峽谷陡坡2）河流凹岸部位3）山區(qū)沖溝岸坡、、山坡陡崖地段4）鐵路、公路等路路塹高邊坡地段5）山區(qū)城鎮(zhèn)建設高高削方邊坡6）丘陵或分水嶺地地區(qū)巖土類型、地質(zhì)構(gòu)構(gòu)造、地形地貌，，這三個內(nèi)在條件件，又通稱為地質(zhì)質(zhì)條件，它是形成成崩塌的基本條件件。（2）誘發(fā)崩塌的外界界因素很多，主要要有：①地震。地震引起起坡體晃動，破壞壞坡體平衡，從而而誘發(fā)坡體崩塌。。②融雪、降雨。大大雨、暴雨和長時時間的連續(xù)降雨，，使地表水滲入坡坡體，軟化巖土及及其中軟弱面，從從而誘發(fā)崩塌。③地表沖刷、浸泡泡。河流等地表水水體不斷地沖刷坡坡腳，削弱坡體支支撐或軟化巖、土土，降低坡體強度度，從而誘發(fā)崩塌塌。④不合理的人類活活動。如開挖坡腳腳，地下采空、水水庫蓄水、泄水、、堆（棄）渣填土土等改變坡體原始始平衡狀態(tài)的人類類活動，都會誘發(fā)發(fā)崩塌活動。⑤還有一些其他因因素，如凍脹、晝晝夜溫度變化等也也會誘發(fā)崩塌。地震引起崩塌汶川地震大山崩塌塌形成危險的堰塞塞湖暴雨引起崩塌地表沖刷2010年冬天三峽蓄水近近175米，巫山望峽危巖巖(高程1200米，總體積112萬方，危巖30萬方)出現(xiàn)20萬立方米崩塌。距距航道1800米，高差1000米。航道斷航1天，估計損失上億億，社會影響不可可估量。（3）崩塌與危巖成因?qū)嵗址治鑫咨酵麔{危巖三峽巫山望峽危巖巖三峽巫山望峽危巖巖巫山望峽危巖發(fā)生生崩塌崩塌發(fā)生后崩落巖塊運動崩塌發(fā)生的原理和和危害四、崩塌災害實例例分析雞尾山崩塌重慶市武隆縣鐵礦礦鄉(xiāng)雞尾山崩塌2009年6月5日15時許，重慶武隆縣縣鐵礦鄉(xiāng)雞尾山突突發(fā)山體崩塌，總總量超過三百多萬萬的崩滑體涌進山山谷，填滿了兩山山之間數(shù)十米深、、200余米寬的深溝，崩崩塌的山體將山對對面的三聯(lián)采礦場場和6戶居民家淹沒。事事故造成74人死亡。包括在垮塌體沖擊擊帶居住的村民12戶21人、移動公司基站站架線工人2人、采礦工人46人（其中井下作業(yè)業(yè)27人、地面作業(yè)19人）、過路農(nóng)民3人、過路教師2人。雞尾山崩塌武隆雞尾山崩塌詳詳細分析（據(jù)殷躍躍平）工程地質(zhì)條件失穩(wěn)模式雞尾山崩塌五、崩塌與危巖防防治措施1、防治基本原則2、工程措施設計思思路3、防治工程實例1、防治基本原則治理工程設計應綜綜合考慮災害類型型、形成機制、穩(wěn)穩(wěn)定性、動力因素素及變形破壞力學學機制、水文地質(zhì)質(zhì)及工程地質(zhì)條件件、場地建筑物及及施工影響等，分分析其有利和不利利因素、發(fā)展趨勢勢及危害性。崩塌塌治理工程措施較較多，組合可變性性大，各種措施均均有其相應的應用用前提不宜性、適適宜性及最佳配置置組合。要求在選選擇工程措施及配配置組合時因地制制宜，突出針對性性、適宜性，經(jīng)過過充分比選后，進進行合理選擇確定定合理的治理措施施，以最少的投資資取得最佳的工程程效果。崩塌與危巖防治總總的原則可以概括括為16字方針：“因地制宜、技術(shù)先先進、經(jīng)濟合理、、保護環(huán)境?！?．工程措施設計思思路防治的目的并不是是一定要阻止崩塌塌落石的發(fā)生，而而是要防止其帶來來的危害。崩塌防治措施可分分為防止崩塌發(fā)生生的主動防護和避避免造成危害的被被動防護兩種類型型。具體方法的選擇取取決于崩塌歷史、、潛在崩塌特征及及其風險水平、地地形地貌及場地條條件、防治工程投投資和維護費用等等。（1）主動防治基本方方法支撐、遮擋、攔截、圍護護、嵌補、錨固及及注漿、掛網(wǎng)噴射射混凝土、清除和和排水等。嵌補支撐錨固①支撐技術(shù)支撐是指對懸于上上方、以拉斷墜落的懸臂臂狀或拱橋狀等危巖采用用墩、柱、墻或其其組合形式支撐加固，以達到到治理危巖的目的的。支撐技術(shù)主要適用用于：墜落式危巖傾倒式危巖具有巖腔的滑塌式式危巖傾倒式危巖墜落式危巖滑塌式危巖墜落式危巖支撐當危巖下部具有一一定范圍向內(nèi)凹的巖腔、巖巖墻底部為承載力較高且穩(wěn)定定性好的中風化基巖、危巖巖體重心位于巖腔中心線內(nèi)內(nèi)側(cè)時，宜采用支撐技術(shù)進進行危巖治理。墜落式危巖支撐滑塌式危巖需要使使用支撐技術(shù)是應應將支撐體底部削削成內(nèi)側(cè)傾斜坡或或臺階。支護墻危巖支撐支撐底部應分臺階階清除至中風化巖巖層，確保支撐體的自身身穩(wěn)定性。支撐體與危巖底部部接觸區(qū)域的一大大厚度應采用膨脹脹混凝土。一般情況下，具有有支撐條件時優(yōu)先先使用支撐技術(shù)。。承載性墻撐防護性墻撐墻撐柱撐預應力格柵支撐墻柱支撐防護性墻撐②錨固技術(shù)板狀、柱狀和倒錐錐狀危巖體極易發(fā)生崩塌錯落落，利用預應力錨桿或錨索索可對其進行加固處處理，防止崩塌的發(fā)生。。錨固工程錨固樁錨固技術(shù)錨桿技術(shù)是指采用用普通（預應力））錨桿、錨索、錨錨釘進行危巖治理理的技術(shù)類型。包括預應力錨桿、、非預應力錨桿、、自鉆式預應力錨錨桿及預應力錨索索。③灌漿技術(shù)危巖體中破裂面較較多、巖體比較破破碎時，為了增強強危巖體的整體性性，宜進行有壓灌灌漿處理。灌漿孔孔宜陡傾，傾角中中不大于45°并在裂縫前后一定定寬度（一般3.0~5.0）內(nèi)按照梅花樁型型布設.灌漿孔應盡可能穿穿越較多的掩體裂裂隙面尤其是主控控結(jié)構(gòu)面；灌漿材材料應該具有一定定的流動性，錨固固力要大。灌漿加固固結(jié)灌漿可增強巖巖石完整性和巖體體強度。經(jīng)驗表明明水泥灌漿加固可可使巖體抗拉強度度提高，相當于安安全系數(shù)提高50%以上。當危巖體頂部存在在大量較顯著的裂裂縫或危巖體底部部出現(xiàn)比較明顯的的凹腔等缺陷時，，宜采用封填技術(shù)術(shù)進行防治。頂部部裂縫的封填的目目的在于減少地表表水下滲進入危巖巖體的速度及數(shù)量量。④排水技術(shù)排水技術(shù)包括危巖巖體周圍的地表截截水、排水和危巖巖體內(nèi)部排水、地地表截水、排水溝溝應根據(jù)危巖體周周圍的地表匯流面面積確定，通常采采用地表明溝，其其斷面尺寸由地表表匯流面積計算確確定，由漿砌塊石石漿砌條石構(gòu)成，，底部地基填土時時壓實度不小于85%，也可在危巖體側(cè)側(cè)部穩(wěn)定巖體內(nèi)鑿鑿槽作排水溝。通過修建地表排水水系統(tǒng)，將降雨產(chǎn)產(chǎn)生的徑流攔截匯匯集，利用排水溝溝排出坡外。對于于滑坡體中的地下下水，可利用排水水孔將地下水排出出，從而減小孔隙隙水壓力、減低地地下水對坡體巖土土體的軟化作用。。疏干岸坡與排水防防滲一般為5m排水工程縱坡不小于5%⑤清除技術(shù)在危巖體下方地表表坡度比較平緩、、具有0.5~1.0倍陡崖高度的地形形平臺上無重要建建構(gòu)筑物及居民居居住或危巖下方具具有有效防御措施施條件下，可采用用清除處理?！悖?）被動防護護技術(shù)被動防護技術(shù)包括括攔石墻、攔石柵欄及森林防防護等技術(shù)。①攔石墻陡崖或山坡上危巖巖數(shù)量多、存在勘勘察遺漏或治理難難度較大時，以及及對危害對象存在在威脅的地段，當當自然坡度角小于于35°并存在一定寬度的的地表平臺時，宜宜設置攔石墻。攔石網(wǎng)及攔石柵欄欄當陡崖或山坡下部部坡度大于35°且缺乏一定寬度的的平臺而不具備建建造攔石墻的條件件時，可采用攔石石網(wǎng)及攔石柵欄。。攔石網(wǎng)包括半剛剛性和柔性兩大類類，前者一般稱為為攔石柵欄，后者者一般為狹義的攔攔石網(wǎng)。②修筑攔擋建筑物對中、小型崩塌可可修筑遮擋建筑物物或攔截建筑筑物。攔截建筑物物有落石平臺、落落石槽、攔石堤或或攔石墻等，遮擋擋建筑物形式有明明洞、棚洞等等。明洞棚洞③森林防護當陡崖或山坡坡腳腳不存在平臺或危危巖威脅不太嚴重重時，可以通過植植樹造林防治危巖巖崩塌。森林類型型應為喬木，盡可可能構(gòu)建喬灌草相相結(jié)合的生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)。④軟基加固保護和加固軟基是是崩塌防治工作中中十分重要的一環(huán)環(huán)。對于陡崖、懸懸崖和危巖下裸露露的泥巖基座，在在一定范圍內(nèi)噴漿漿護壁可防止進一一步風化，同時增增加軟基的強度。。若軟基已形成風風化槽，應根據(jù)其其深淺采用嵌補或或支撐方式進行加加固。⑤線路繞避對可能發(fā)生大規(guī)模模崩塌的地段，即即使是采用堅固的的建筑物，也經(jīng)受受不了大型崩塌的的破壞