史立群,王 浩,李東波
(青海省環(huán)境地質勘查局,青海 西寧 810007)
由于受到巖塊分離與巖塊滑動引發(fā)的影響,某些山體會呈現危巖崩塌的狀態(tài)。在危巖崩塌的趨勢下,山體會迅速表現為滑移狀態(tài),造成巖塊較多堆積于坡腳。近些年以來,有關部門已經能夠憑借信息化手段來全面防控危巖崩塌災害,在健全防治機制以及調查評價機制的前提下,增強防控災害的實效性。
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4 900 km2左右。早在20世紀末,海晏縣就開始發(fā)掘境內礦藏,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,當地較多企業(yè)都傾向于取土取石等操作,對原有的當地景觀與地貌造成了毀損破壞。有關部門針對該縣區(qū)亟待予以綜合性的地質災害防控,尤其需要關注危石崩塌的災害。
崩塌形成機理可分為傾倒式、滑移式、鼓脹式、拉裂式和錯斷式5種類型[1-2]。區(qū)內崩塌主要為傾倒式崩塌,其次為滑移式崩塌。調查區(qū)內傾倒式崩塌16處,占崩塌總數的94.1%;滑移式崩塌1處,占崩塌總數的5.9%。
山體巖石具備較大的巖石慣性,一旦遭受巖層破壞,將會呈現突出的破壞性。此外,危巖崩塌還可能呈現多變性的運動軌跡,在崩塌過程中將會滾落更多的碎石。從運動形式來看,危巖運動具有彈跳、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為臨空面的斜坡前端特征,從而構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,因此滑移現象頻繁出現;②巖石傾倒。巖石傾倒的現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巖的下部。斜坡軟巖包含了較厚的下方結構面并且表現為復雜性較強的巖層傾角。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。調查區(qū)崩塌形式見圖1。
從現狀來看,有關部門針對多種多樣的地質災害要進行全方位的調研。地質災害調研也能夠為后續(xù)的災害處理提供參照。通過運用地質調研的途徑與方式,因地制宜給出科學性較強的災害評價以及災害防控措施[6-7]。具體在實踐中,關于調查評價危巖崩塌災害應當關注如下的要點。
圖1 調查區(qū)崩塌形式
危巖崩塌應當能夠靈活選擇與之有關的災害評價手段,其中包含定量分析以及定性評價。這兩類評價方式共同構成了評價危巖災害的關鍵措施。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,因此僅限于運用定性方式來開展評價。
定量分析的側重點在于全面測評當地現有的真實地質狀態(tài),然后據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,那么必須關注其中的塑性變形與巖層擠壓。關于巖層驗算的要點還應當包含抗壓強度的精確計算。
在調查各類地質災害時,關鍵是獲取相應的參數,需開展全方位的力學分析以及物理受力分析。明晰當地現有的地質背景,還需關注最基本的危巖特征,來判定巖層失穩(wěn)的屬性與類型,并且據此選擇相應的防治措施。具體在實踐中,調查對象主要應當包含相應的地質背景,其中涉及到地勢地形、當地水文氣象、巖層特征與裸露地層。通過運用上述的地質調研與災害分析,針對當地巖層現有的裂隙與節(jié)理特征就能夠予以全面明確。
某些地區(qū)在古代時期就已經出現了危巖崩塌的狀態(tài),因而在調查中應當了解曾經出現過的崩塌物主要構成、巖層物質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上,通過運用類比方式來明確當地危巖與現存巖層之間的關聯(lián)性,以便于輔助開展后續(xù)的探究。
目前,各地區(qū)都已意識到防控危巖災害的重要價值,因此也在結合當前的各地地質狀況來展開綜合性的預防與監(jiān)測。但是,危巖崩塌現象本身很難被精確預測,此種現狀在客觀上增大了防控危巖崩塌的難度[8-9]。因此在現階段的實踐中,關于綜合防治危巖崩塌現象應當關注如下舉措。
1)全面加固危巖
從加固危巖的角度講,有關部門針對危巖加固已經能夠靈活選擇抗滑樁、錨固、鋼繩柔性防護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。地質災害信息系統(tǒng)包括地質災害調查數據庫和圖形庫兩部分,地質災害調查數據庫由崩塌、滑坡泥石流、地面塌陷、地裂縫、潛在不穩(wěn)定斜坡等地質災害調查數據構成;圖形庫由基本地理、基礎地質、水文地質、工程地質、地質災害、專題圖層組成。例如抗滑樁的危巖加固,其中關鍵措施在于運用混凝土樁或者鋼樁來完成相應的加固處理,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,從而實現最基本的抗滑移目標。
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,應當借助錨栓來確?;鶐r本身能夠達到穩(wěn)定。整個巖層由于受到錨索或者錨桿給其帶來的影響,與之有關的巖層壓力就會呈現顯著增大的趨勢,其中主要為摩擦阻力。近些年以來,技術人員已經能夠靈活運用主動支護或者無預應力的方式來進行錨固處理。相比來講,灌漿錨應歸入主動支護范圍,這是由于此類支護措施體現為較強的加固作用力。
2)引導當地居民有序進行避讓
在目前的現狀下,山體崩塌很難精確預測。由于受到不可預知性的影響,上述災害一旦出現將會傷害到周邊住戶。地質災害信息系統(tǒng)建設首先是在收集縣域內基本地理、基礎地質、項目成果等資料的基礎上,進行圖件的掃描、矢量化、圖形編輯、圖形輸出等,錄入地質災害調查數據、勘查數據、測繪數據、遙感解譯數據等基礎調查信息,并從成果圖件中提取相關專業(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,以便于妥善避讓災害。因此可見,避免崩塌災害的關鍵舉措在于指引附近居民進行有效的躲避與疏散。
然而實質上,災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害風險。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,可以選擇機械方式或者手動方式來進行清除。此外,某些山體殘存較多的巖石碎屑,需要妥善進行削坡處理,以防后續(xù)碎屑掉落。
3)運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。在進行全方位的災害查詢統(tǒng)計時,對地質災害類型、穩(wěn)定性、規(guī)模等級、災情、險情等條件組合進行查詢,并可對災害類型、規(guī)模等級、穩(wěn)定性、災情、險情、經濟損失、死亡人口、威脅財產、威脅人口等進行統(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部的巖體碎屑。主要涉及到巖石爆破運用的膨脹劑。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。有關部門需依照現階段的調查結論來設置爆破方案,從而保證巖層爆破效果。
經過上述分析,可以得知危巖崩塌屬于威脅性較強的典型地質災害。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,導致原有生態(tài)遭受了不同程度的毀損。因此,在防治地質災害的有關實踐中,關鍵舉措就要落實于綜合性的防災措施,通過施行前期調查評價的手段來保證災害防治的實效性與精確性。