地质滑坡的成因及防治措施

浅议地质滑坡的成因及防治措施

一． 地质滑坡
地质滑坡是一定自然条件下的斜坡，由于受河流冲刷、人工切坡、地下水活动或地震等因素的影响，使部分土体或岩体在重力作用下，沿着一定的软弱面或带，整体、间歇地以水平位移为主的变形现象。
滑坡作为一种主要地质灾害，由于其产生的条件、作用因素、运动机理的多样性、多变性和复杂性，预测的困难，治理费用的昂贵，一直是世界各国研究的重要地质和工程问题之一。近20年来，是环境和地质灾害研究较快发展的一个时期，国际上研究和防治滑坡灾害空前活跃，各项研究进一步扩展和深入，防治工程措施在已有措施的基础上进一步完善，监测预报方面也有了巨大发展。随着社会经济的发展，建设规模的扩大，灾害损失也愈来愈大，特别是随着近年来铁路和高速公路以及水利等工程的大规模建设，形成了滑坡的一个高发期。有人估计我国每年因滑坡灾害损失约20-30亿元。
滑坡灾害不仅造成巨大经济损失，而且有很大的社会和政治影响, 因此愈来愈多的人认识到防灾减灾也是促进国民经济的发展，也是解放和发展生产力。从国际范围看，20世纪70年代的地球动力学计划，80年代岩石圈计划，发展到90年代的全球变化的地圈生物圈计划和从90年代开始的“国际减灾10年计划”，表明从全球系统，特别是全球表层圈动态系统来考查与人类发展生活和经济发展问题相关的环境与灾害问题已是总的趋势。
关于滑坡研究，由来已久。国内外学者从不同学科出发作过不少研究，特别是地质学家和土力学家提出过不少假说和见解。一般地说，大都按静力学观点和理论，以滑坡的形成条件、营力因素、滑体结构、滑面尺寸为依据，对滑坡进行勘测和防治，实践证明是成功的，达到了保护和提高地质环境及工程地质环境质量的目的。
二． 地质滑坡的成因
触发滑坡的因素是多种多样的。降雨和地震是最常见的滑坡灾害的诱因，人类的工程活动也是导致滑坡的重要原因，总结起来总共有四大类型：天然边坡、工程边坡、地质环境边坡和水环境边坡。
2.1天然边坡
在天然边坡中发生的山体滑移，通常没有人类活动、降雨、地震等明显的触发因素。此类滑坡多呈现渐进性破坏特征。触发天然边坡滑坡的主要因素为滑带土由峰值强度向残余强度的过渡。1983年3月17日17时45分发生于甘肃洒勒山的滑坡是一个典型的实例。滑坡于1979年9月起动，当时在北坡发现宽约lOcm的东西向的裂隙，自1982年l0月至l2月开始进入挤压滑坡阶段，最终于1983年3月进

入剧变和滑动阶
段。滑坡体积5000m3，摧毁村庄4个。
在高山峻岭中通过的河道通常为滑坡提供了理想的临空面。因此在天然边坡的滑坡中，河道滑坡占了相当大的比例。1943年2月7日在甘肃共和县的查纳滑坡是发生于西北黄土半成岩地区的一次规模巨大的灾害。滑体总量达1.27亿m3，滑速达40m3/s，100余人遇难，黄河曾短期断流。查纳滑坡发生在早、中更新世内陆湖相沉积的半成岩土中。此类超固结土的材料强度试验呈明显的应变软化特征，“似岩非岩，似土非土”，构成了一个典型的渐进型破坏告诉滑动的条件。
2.2工程边坡
滑坡是土木、水利、交通、矿山等基本建设工程中常见的事故和灾害。工程开挖和填筑是导致滑坡的两大主要原因。
2.2.1开挖边坡
这一滑坡的主要原因是坡内存在一层饱和软粘土。铁路、公路边坡由于大部分为明挖，滑坡通常是路堑建设的重要制约因素。1985年12月24日下午3时，天生桥二级水电站首部右侧挡土墙施工时发生滑坡。虽然坡高仅30m，但导致了正在基坑内施工的48人丧生。
2.2.2填筑边坡
在饱和软粘土上修建堤坝，当施工速率较高时，经常会发生滑坡。饱和粘土通常压缩性很大，而渗透系数很小，填土增加的地基应力要完全转化为有效应力，必须将地基中的水充分挤出。如果施工速率过快，则孔隙水压力无法及时消散，导致有效应力可能随荷载的增长而同步增长，因而诱发滑坡。
填筑土本身在施工速率较快时也会发生滑坡 。这是由于填筑土的含水量通常已使粘土的饱和度超过90％。进一步的填筑会使粘性土的孔隙水压力快速增长，导致堤坝施工期的滑坡。
2.3地质环境边坡
将滑坡与工程地质环境直接有关的边坡称为地质环境边坡 。
2.3.1地震诱发的滑坡
地震是诱发滑坡的重要因素。受1976年7月28日唐山地震波及，北京密云水库白河大坝上游坝坡发生滑坡就是由于地震引起砂土液化所造成的。2008年汶川地震引发的次生地质灾害涉及到三省八十四县，面积达四十八万平方公里，总的次生灾害至少上万处，其中仅四川境内就有七千多处，这些次生地质灾害主要包括滑坡。
2.3.2古滑坡体和堆积体边坡
古滑坡体和堆积体的复活是土质边坡中发生的又一种滑坡，它通常和人类活动有关，与我国南方地区普遍发育坡崩堆积体和在漫长的地质历史中发生的山体不稳定活动有关。在堆积体和基岩之间多存在夹泥层，许多卧于基岩面上的第四纪堆积物都可能是古滑坡体，也可能是坡崩堆积体。无论何种类型，这一第四纪物质形成的边坡多处

于临界状态。降雨
和工程活动都可能触发这些山体滑坡，即使没有明显的外界触发因素，也可能发生渐进性破坏。
2.3.3特殊土边坡
由黄土、膨胀土等特殊土构成的边坡可能导致特殊的边坡稳定问题。我国西北地区黄土高原是黄土边坡崩塌和滑坡的多发区。黄土具有颗粒粗、土质结构疏松、孔隙率大、遇水崩解、湿陷等特点。在微结构方面，多呈垂直裂隙形态。黄土边坡经常受到河谷冲沟侵蚀、切割，临空条件远比其他边坡明显。遇降水后，水很容易在垂直方向渗入边坡底部。而我国黄土通常下卧一层不透水的红色粘土，一旦渗流达到此层后即开始滞水，导致湿陷和浸润线大范围抬高，最终导致滑坡。
2.4水环境边坡
水是诱发滑坡的主要因素，大致可以分为以下几种：
（1）暴雨触发的滑坡。暴雨是导致滑坡和泥石流的主要触发因素。
（2）水库水位骤降诱发的滑坡。由于种种原因，水库需要持续放水，水库水位骤降导致的坝坡失稳事例屡见不鲜。
（3）泄洪雨雾。水工建筑物在汛期泄洪，受影响的边坡承受持续的、较常规暴雨强度大十几倍的降水，最终导致滑坡。目前，已发生的规模较大的由泄洪雨雾导致的滑坡均发生于岩质边坡。
（4）江河崩岸。我国的大江、大河如长江、黄河、珠江，普遍存在崩岸问题。崩岸的触发因素是河岸的淘刷，但最终是以滑坡来完成河岸回缩过程的。河流出现弯道的自然现象就是河岸不断崩塌、回缩形成的。
（5）尾矿坝。矿山、火电厂每日每时都在生产、堆放大量废弃物质。这些物质通常以细颗粒形式通过水力输送集中堆放在某一地点。年复一年，形成了高度和库容都具一定规模的尾矿坝。此类建筑物不可能按照很高的标准来修建，因此失事的风险很大。又因为尾矿颗粒极细，失事时多以静力和动力液化状态瞬时向下游泄放洪水和废弃材料，其迁移距离达几百米或几公里，故其破坏力极大。
三． 地质滑坡的防治研究
3.1滑坡预防与治理基本原则
地质滑坡防治包括滑坡的预防与治理两方面：
（1）滑坡预防：指的是滑坡灾害没有产生以前，人们已经了解其存在的危险性和危害性，并采取相应的措施加以防范，使滑坡损失降至最小程度。预防是以勘察分析、预测预报、动态监测为基础。
（2）滑坡治理：指的是对潜在不稳定体采取有针对性的工程措施，确保其稳定，从根本上消除隐患。治理是一项工程，它包括对灾害体的勘察、评价，提出经济合理的工程措施，并付之实施。
滑坡防治的目标是通过避

让、监测预报以及工程治理等手段减
少甚至避免因滑坡复活、新产生滑坡或潜在滑移体而导致的直接或间接经济损失以及对环境的不利影响，并尽可能变害为利，为人类造福。
滑坡防治的基本原则是以防为主，防治结合，以最少的投资，最短的工期，达到设计基准期内安全运行，并满足所有预定功能要求、安全性和耐久性要求及投资和工期的经济性要求。

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地质灾害防治工程设计应遵循目标优先，安全第一，经济合理，美化环境的原则，具体体现在以下几个方面：
（1）工程设计所有方案必须从属于地质灾害防治工程要达到的目的；
（2）防治工程应与主体工程建设相协调，与周边环境相融洽，防治工程的有效性与主体工程使用寿命一致；
（3）工程措施应因地制宜、对症下药、简单易行，力求安全可靠；
（4）充分利用当地劳动力、材料、施工技术方面的资源优势，在做到技术上可行的原则下，尽量节省工程投资；
（5）按先后顺序考虑绕避、排水、减载压脚，支挡防护措施，同时体现综合治理的原则 。
3.2滑坡防治工程措施
滑坡防治工程方面，常常采用的措施主要有：绕避、地下水排水工程、减重和反压工程、支挡工程、滑带土改良工程等。
3.2.1地下水排水
地下水排水主要采用平孔、支撑盲沟、渗水盲洞等工程，这已广泛地应用于滑坡的治理当中。关于虹吸排水，20世纪80年代以来在法国已用虹吸排水方法稳定了约100个滑坡。其最大优点是可以自流排水 ，降低滑坡地下水位。
3.2.2减重和反压工程
减重和反压工程是经济有效的防治滑坡的措施，得到了广泛的应用，特别对厚度大的、主滑段和牵引段滑面较陡的滑坡效果更为明显。但其合理应用则需先行准确判定主滑、牵引和抗滑段落。英国Hutchinson提出的“中性线”方法为减重和反压计算提供了理论论据。该方法是在滑坡断面上用稳定性计算将滑坡上部土体移多少压于滑坡下部即可达到要求的稳定系数。
3.2.3支挡工程
支挡工程的主要发展表现在 “一大、二锚 、三小”，即大直径抗滑桩、锚索和微型桩的研究和应用。在抗滑桩方面，除了广泛应用的单排桩外，成都铁路局还采用过排架桩，铁道部第四设计院设计过刚架式椅式桩墙，但由于施工上的一些困难，后来应用不多。很多单位通过室内和现场试验研究了抗滑桩的受力模式和计算方法。我国在这一方面居于世界前列。在 20世纪80年代研究提出的锚索抗滑桩，使抗滑桩形成上、下两个支点，这样桩

的弯矩大大减少，因而其截面尺寸和埋深也随之减小
。先后在四川省金鸡岩煤矿滑坡、四川省江油松花岭滑坡、成昆线莫洛滑坡、川藏公路二郎山龙胆溪滑坡等40余个滑坡上应用，比单桩节省约30％投资；在锚索方面，近20年来，随着高强度锚索的生产和防腐技术的解决，预应力锚索在边坡加固和滑坡治理中已广泛应用，或与抗滑桩联合使用，或单独使用。在国内李家峡水电站、漫湾水电站滑坡治理，敦煌、榆林窟和山东蓬莱阁丹崖加固等几十处广泛应用；在微型桩群方面，20世纪80年代以来，微型桩群发展迅速，使早期用于房屋地基加固的微型桩也用于斜坡和滑坡加固。其设计方法分两类：一是极限平衡分析，二是位移分析。但目前设计方法和参数还研究不足，是今后的一个课题。
3.2.4滑带土改良
滑带土改良目的在于提高滑带土的强度，增加滑坡自抗滑力。过去曾研究过灌浆、爆破、焙烧等方法，但至今进展甚小，没有广泛应用，主要是处理效果难以检验。此外，在滑坡治理工程竣工后还需要通过监测以检验治理效果。如发现治理效果未达到预期目标就需要修改设计或进行第二期治理工程论证。如治理工程达到预期目的仍需进行定期监测，以便判定是否某些工程失效而需加维护。
四． 滑坡防治安全管理对策
虽然我国在地质灾害防治方面取得了许多成绩，但由于我国地质灾害种类多、影响广、损失严重，人类活动又导致地质灾害持续加剧，使之具有比较严重的潜在危险性。为此，我国应对地质灾害应加强管理，积极采取有效管理措施，避免和减轻地质灾害造成的损失，维护人民生命和财产安全，进经济和社会的可持续发展。
4.1加强法制、制度建设和依法行政
在我国健全社会主义市场经济体制进程中，法律法规起到越来越重要的地位，政府职能也发生了很大变化，由原来以行政命令和审批为主的干预型政府逐步转变为公共服务和市场监督管理为主的服务型政府，而这都需要加强法制与制度的建设，有关地质灾害方面的法律建设近几年刚刚起步，法律体系还远没有健全，地质灾害防治工作的规范、制度和技术标准的制定还显得相对滞后，急需进一步的研究与制定，早日实现地质灾害防治工作的法制化和规范化。
4.2加强地质灾害调查与规划
地质灾害调查是规划的基础工作，只有初步掌握我国地质灾害的分布情况，才能因地制宜作出规划，预测地质灾害发展趋势，划分出地质灾害易发区、重点防治区，按照地质灾害的防治原则安排地质灾害项目，提出实施地质灾害防灾减

灾工程的内容和保障措施，区分轻重缓急，有计划地实现减灾目标。

4.3加大地质灾害监测力度与预报强度
地质灾害具有突发性和严重危害性应该建立地质灾害监测网络和预警信息系统，尤其在地质灾害易发区、重点防治区，要加强监测力度和预报强度,推进群测群防体系建设，最大限度地减少地质灾害对人民群众生命财产安全造成的损失。
4.4加强地质灾害评估，减少认为诱发因素
随着我国社会经济的快速发展，各类资源开发和工程建设等人类工程活动的力度也普遍增大，给本就十分脆弱的地质环境带来了巨大的压力,由于各种不合理的人类工程活动诱发的地质灾害呈现出明显增长的趋势。那么，如何从根源上减少人为诱发因素呢？
首先，要加大宣传教育的力度，普及地质灾害防治基础知识。使人们在从事工程经济活动时主动地遵循自然规律，免遭大自然的报复，这样才能增强全社会预防地质灾害的能力。
其次，还要对地质灾害易发区建设工程的地质灾害危险性进行评估。对建设工程遭受地质灾害危害的可能性和该工程建设中、建成后引发地质灾害的可能性作出评价，提出具体的预防治理措施。对经评估认为可能引发地质灾害或者可能遭受地质灾害危害的建设工程，应当配套建设地质灾害治理工程加以预防，配套的地质灾害治理工程未经验收或者经验收不合格的，主体工程不得投入生产或者使用。只有这样才能从根源上避免人类活动引发的地质灾害。
4.5多渠道筹措地质灾害治理经费
地质灾害在我国频频发生的一个重要原因是防治经费没有保障，即使有时认识到防治地质灾害的必要性，但由于资金得不到落实，防治工程也不能得到及时有效的开展，使地质灾害防治工作出现被动局面。地质灾害的防治工作不仅需要中央和地方政府的支持，而且需要各种社会主体的支持，多渠道地增加投入。
由于工程建设项目(修路、开矿、建房)等人为活动引发的地质灾害的防治经费，按照“谁引发、谁治理”的原则，应该由责任单位自主负担。这样就形成了政府投入占主体，全社会共同参与的多渠道、多元化的投资体系，为地质灾害防治奠定良好的基础。
地质灾害防治工程涉及到人文科学，社会科学，工程科学，地质科学等多个方面，要形成有效的地质灾害防治管理体系，必须集合全社会的力量，共同努力。