清華大學(xué)-第五章地質(zhì)災(zāi)害

第五章地質(zhì)災(zāi)害地球、地質(zhì)體、地質(zhì)環(huán)境在開展演化過程中，由于各種自然作用和人類活動發(fā)生變化，其產(chǎn)生的后果給人類和社會造成的災(zāi)害稱為地質(zhì)災(zāi)害。地質(zhì)災(zāi)害

-廣義地質(zhì)災(zāi)害：任何成災(zāi)的地質(zhì)活動都可以稱為地質(zhì)災(zāi)害:火山噴發(fā)、地震、崩塌、滑坡、泥石流、水土流失、沙漠化、荒漠化、地面沉陷、地裂縫等。-狹義地質(zhì)災(zāi)害：崩塌、滑坡、泥石流、地面沉陷。地質(zhì)災(zāi)害成因-地殼活動；-火山、地震；-自然環(huán)境變化；-暴雨；-人為活動；-不適當(dāng)?shù)膸r土工程。5.1滑坡災(zāi)害及其防治5.1.1滑坡的危害滑坡是山體斜坡上不穩(wěn)定的大量松散土體和巖體，沿著一定的滑動面整體下滑的一種地質(zhì)現(xiàn)象，當(dāng)滑坡造成了公路、鐵路、航道的堵塞，或者引起各類工程工程、建筑物的損壞和人員傷亡時，就形成了災(zāi)害。一個發(fā)育完全的滑坡：①滑坡體；②滑坡周界；③滑坡后壁；④滑坡臺階；⑤滑動面；⑥滑坡床；⑦滑坡舌；⑧后緣拉張裂縫；⑨主裂隙；⑩羽毛狀裂隙；⑾鼓脹裂隙；⑿扇形裂隙。

1959年法國馬爾帕塞薄拱壩潰決(壩的左翼片麻巖體沿傾斜的軟弱結(jié)構(gòu)面滑動所致)。1963年10月9日意大利瓦依昂水庫左岸大滑坡(水庫蓄水至225.4m時，左岸山體突然下滑，水庫中5*107m3的水體被擠出，激起250m高巨浪，約3000人喪生?；碌男纬蓷l件：-地層巖性(巖性弱那么滑坡較發(fā)育)；-地形地貌條件(臨空面和滑動面)；-地質(zhì)構(gòu)造條件(斷裂構(gòu)造，破碎巖層)；-水文地質(zhì)條件(地下水，地表水)；-人為因素和其他作用(邊坡開挖等)。1961年3月湖南資水拓溪水電站近壩庫岸滑坡，滑坡體傾入水庫中產(chǎn)生涌浪溢過壩頂門沖向下游，造成了生命財產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失。1980年6月湖北遠(yuǎn)安鹽池河磷礦的巖崩，約100萬m3巖體崩落，摧毀了礦務(wù)局和坑口全部建筑物，死亡281人。1985年6月10日凌晨3時51分，新灘鎮(zhèn)北發(fā)生了總體積為3000萬m3堆積層大型滑坡，毀壞房屋569間，造成長江航道堵塞半個多月。5.1.2我國的滑坡災(zāi)害我國西南和西北地區(qū)是滑坡災(zāi)害的多發(fā)區(qū)。災(zāi)害最嚴(yán)重的是川、滇、黔、陜、甘、青、鄂諸省及西藏自治區(qū)，其次為東南沿海和燕山山脈，這些地區(qū)共同的特點是山坡陡峻，河流深切、巖石破碎，降雨強度大。鐵路沿線由于人工開挖破壞了巖土體的平衡狀態(tài)，是崩、滑、流最發(fā)育的地帶之一。大約有1000多處大中型滑坡，平均年中斷交通運輸44次，經(jīng)濟損失7千多萬元，年整修費6千多萬元.有近千座水電站、數(shù)百座水庫受到崩、滑、流的嚴(yán)重威脅.由于人類的工程活動，崩、滑、流災(zāi)害有從高山區(qū)向丘陵區(qū)；從少人區(qū)向多人區(qū)遷移的趨勢。5.1.3滑坡的防治防治原那么以防為主:在勘察研究的根底上，對一些不穩(wěn)定的斜坡，提前采取措施，消除或改變不利于斜坡穩(wěn)定的因素，以防止發(fā)生變形。及時治理:針對已經(jīng)發(fā)生滑坡穩(wěn)定性的斜坡，及時采取必要的措施進行整治，以提高斜坡的穩(wěn)定性，使之不再繼續(xù)向惡化方向開展。防治措施提高抗滑力和減小下滑力。〔1〕抗滑工程-擋土墻，借助自身重量支擋滑體的下滑力。-抗滑樁：用以支擋滑體下滑力的樁柱，集中設(shè)置在滑坡的前線附近。-錨桿〔索〕：用預(yù)應(yīng)力錨索加固巖質(zhì)斜坡。-支撐：將支撐的根底埋置于新鮮基巖中，且在危巖體中打入桿，將危巖與支撐連接起來?！?〕表里排水排除地表水和地下水，攔截流入斜坡變形破壞區(qū)的地表水流，在變形破壞區(qū)外設(shè)置環(huán)形截水溝和排水渠，將水流引走。在變形破壞區(qū)內(nèi)充分利用地形和自然溝谷，布置成樹枝狀排水系統(tǒng)，排水溝渠用片石或混凝土砌填?！?〕削坡減荷降低坡體的下滑力，將較陡的邊坡減緩。〔4〕防沖護坡修筑導(dǎo)流堤、水下防波堤、丁壩以及砌石、拋石、草皮護坡等。〔5〕土質(zhì)改進焙燒法等。通過焙燒的方法將滑坡體特別是滑帶上變得像磚一樣堅硬?！?〕防御繞避當(dāng)線路工程〔如鐵路、公路〕遇到嚴(yán)重不穩(wěn)定斜坡地段，處理又很困難時，那么可采用防御繞避措施。邊坡治理5.2泥石流災(zāi)害及其防治

泥石流為山區(qū)特有的突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害，是地質(zhì)、地貌、水文、氣象、植被等自然因素和人為因素綜合作用的結(jié)果。泥石流是危害山區(qū)居民生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和交通設(shè)備的工程動力地質(zhì)現(xiàn)象，往往招致嚴(yán)重災(zāi)難。泥石流的形成條件：-地質(zhì)條件〔巖性弱，結(jié)構(gòu)松散，易風(fēng)化〕；-地形條件〔使水和巖土混合的條件〕；-水文條件〔暴雨，冰川消融，高山湖和水庫的潰決〕。泥石流的危害2001年7月4日，云南省紅河州金平苗族、瑤族、傣族自治縣連降大暴雨(降雨量101mm)，導(dǎo)致山體近千處滑坡，同時并發(fā)特大泥石流災(zāi)害，造成交通、通訊、電力中斷，民房、農(nóng)田。水利設(shè)施大量損毀，死亡28人，農(nóng)作物嚴(yán)重受害。金平縣通往紅河州州府個舊,省城昆明的主要公路中斷達(dá)半個月之久，縣境北部地區(qū)根本處于癱瘓狀態(tài)。1963年10月9日，意大利滑坡引起水庫潰壩型泥石流，死亡2125人。1970年5月31日，秘魯瓦斯卡蘭雪崩堵河潰決型泥石流，造成榮蓋城死亡18000人，毀埋該城。1985年11月14日，哥倫比亞火山噴發(fā)引起冰山融化，導(dǎo)致巨大泥石流，死亡人數(shù)達(dá)20000人，另有10000人受傷，2000人失蹤，總損失4億美元。1999年底，委內(nèi)瑞拉連續(xù)兩個星期的大雨使得土壤的水分過于飽和，巴爾加斯州阿維拉山成千上萬噸的泥石傾瀉而下，沖毀城鎮(zhèn)，造成大約1萬5千人死亡，直接經(jīng)濟損失將近20億美元。(1)對居民點的危害淹沒人畜，毀壞土地，甚至造成村毀人亡的災(zāi)難。(2)對鐵路、公路和航道的危害-全國鐵路運營歷程共5萬余公里，其中3萬余公里位于山區(qū)。-鐵路沿線有泥石流1386條，威脅著3000多公里鐵路線的平安。-成昆、寶成、隴海、蘭青、大秦等線都是泥石流災(zāi)害較集中的地區(qū)。-川藏、滇藏、川滇、甘川、川陜公路以及中尼公路，中巴公路均穿越泥石流發(fā)生的山區(qū)。-川藏公路沿線有泥石流近千條，幾乎1/3以上路段以泥石流災(zāi)害為主。-直接影響：流入河道，阻塞航道或者形成險灘；間接影響：增加河流含沙量，加速航道淤積。(3)對農(nóng)田、礦山危害-泥石流對農(nóng)田的危害主要有沖刷危害和淤埋危害；-擴大溝壕、掩埋耕地、水土流失；-摧毀礦山，淤埋坑道。我國的泥石流-我國泥石流溝分布達(dá)1萬多條，受泥石流威脅的城市有70多個。全國鐵路沿線有泥石流溝1386條。-建國后累積發(fā)生泥石流災(zāi)難1200多起，造成鐵路被毀，中斷行車的達(dá)300起，出軌和顛覆事故10起，100人傷亡的特大事故2起，車站被埋41次〔33個〕。-每年修復(fù)改造費用高達(dá)7000萬元。

人類活動對泥石流產(chǎn)生的影響-毀林；-開荒和陡坡耕作；-過渡放牧；-水庫潰決；-不合理的鐵路、公路、水渠工程；-不合理的棄土、棄渣、采石。泥石流的防治措施(1)生物措施恢復(fù)或培育植被，合理耕牧，維持較優(yōu)化的生態(tài)平衡。植被包括草被和森林:-調(diào)節(jié)徑流，延滯洪水，削弱山洪的動力；-保護山坡，抑制剝蝕、侵蝕和風(fēng)蝕，減緩巖石的風(fēng)化速度。(2)工程措施-蓄水、引水工程：攔截局部或大局部洪水，削減洪峰，以控制爆發(fā)泥石流的水動力條件。-支擋工程：擋土墻、護坡等,以穩(wěn)定斜坡。-攔擋工程：在流通區(qū)內(nèi)修建攔擋泥石流的壩體和護床固坡。-排導(dǎo)工程：導(dǎo)溝、渡槽、急流槽、導(dǎo)流堤等，調(diào)整流向，防止漫流，以保護附近的居民點、工礦點和交通線路。-儲淤工程：攔淤庫和儲淤場，修筑攔擋壩，形成泥石流庫。在一定期限內(nèi)，一定程度上將泥石流固體物質(zhì)在指定地段停淤，從而削減下泄的固體物質(zhì)總量及洪峰流量。泥石流錄像5.3地面沉降及其防治-地面沉降常引起建筑物的損壞。-地面沉降使建筑物下沉或傾斜。-由于地面不均勻沉降使城市局部地區(qū)排水不暢，污水外溢。-地裂縫兩側(cè)的不均勻沉降加劇了地裂縫的垂直活動，使地裂縫活動的致災(zāi)作用明顯加劇，沿地裂縫帶附近房屋開裂損壞，供水、供氣管道錯斷，道路破壞變形，給城市規(guī)劃、建設(shè)帶來較大影響。國內(nèi)外地面沉降的主要情況地面沉降的原因：(1)自然因素：-欠固結(jié)土在自重作用下的固結(jié)作用；-新構(gòu)造運動引起地面沉降；-地震砂土液化作用；-海平面上升。(2)人為因素：過度開采石油、天然氣、礦藏、地下水。我國的地面沉降和塌陷：因長期干旱，過量開采地下水，全國已有20多個城市包括天津、上海、寧波、常州、嘉興、西安、太原、北京等發(fā)生了不同程度的地面沉降，沉降速率最大的塘沽、漢沽曾達(dá)180mm/年，天津、上海一些地方累計沉降量已達(dá)2m多。因不均勻沉降和構(gòu)造作用，地裂縫災(zāi)害日趨嚴(yán)重，全國有200多個縣市發(fā)現(xiàn)地裂縫近800處，使許多建筑物開裂甚至倒損。上海市從1921年開始發(fā)現(xiàn)地面下沉，到1965年累積最大沉降到達(dá)2.63m，影響范圍400km2；1966年到1987年，累積沉降36.7mm；90年代開始，每年1cm速度下沉。天津市從1959年到1982年累計最大沉降量到達(dá)2.15m；沉降100mm以上地區(qū)達(dá)900km2。北京市；地下水位每年下降1~2m；北京東北部地區(qū)沉降量到達(dá)590mm；總沉降面積超過600km2。西安市地面沉降發(fā)現(xiàn)于1959年，1971年后隨過量開采地下水而加劇，1972年到1983年，累積最大沉降量777mm，年平均沉降量30~70mm的沉降中心有5處；到1988年最大累積沉降量到達(dá)1.34m；沉降100mm的范圍到達(dá)200km2。地面沉降的控制和治理(1)外表治理措施對已產(chǎn)生地面沉降的地區(qū)，根據(jù)災(zāi)害規(guī)模和嚴(yán)重程度采取地面整治及改善環(huán)境：-在沿海低平原地帶修筑或加高擋潮堤、防洪堤，防止海水倒灌、淹沒低洼地區(qū)。-對低洼地形，人工填土加高地面。-改建城市給、排水系統(tǒng)和輸油、氣管線，整修因沉降而被破壞的交通路線等線性工程，使之適應(yīng)地面沉降后的情況