探析危岩崩塌地质灾害调查评价与防治要点

2020-05-29 02:36:24史立群李东波
中国锰业 2020年2期
关键词:危岩岩层岩石

史立群,王 浩,李东波

(青海省环境地质勘查局,青海 西宁 810007)

由于受到岩块分离与岩块滑动引发的影响,某些山体会呈现危岩崩塌的状态。在危岩崩塌的趋势下,山体会迅速表现为滑移状态,造成岩块较多堆积于坡脚。近些年以来,有关部门已经能够凭借信息化手段来全面防控危岩崩塌灾害,在健全防治机制以及调查评价机制的前提下,增强防控灾害的实效性。

海晏县处于青海东北部,同时连接了青海湖与哈尔盖河,面积可达4 900 km2左右。早在20世纪末,海晏县就开始发掘境内矿藏,同时也修建了规模较大的砂石料厂与砖瓦厂。近些年以来,当地较多企业都倾向于取土取石等操作,对原有的当地景观与地貌造成了毁损破坏。有关部门针对该县区亟待予以综合性的地质灾害防控,尤其需要关注危石崩塌的灾害。

崩塌形成机理可分为倾倒式、滑移式、鼓胀式、拉裂式和错断式5种类型[1-2]。区内崩塌主要为倾倒式崩塌,其次为滑移式崩塌。调查区内倾倒式崩塌16处,占崩塌总数的94.1%;滑移式崩塌1处,占崩塌总数的5.9%。

1 危岩崩塌的基本原理

山体岩石具备较大的岩石惯性,一旦遭受岩层破坏,将会呈现突出的破坏性。此外,危岩崩塌还可能呈现多变性的运动轨迹,在崩塌过程中将会滚落更多的碎石。从运动形式来看,危岩运动具有弹跳、滑动与滚落的多种方式[3-5]。岩层失稳的主要类型有以下3种:①岩石滑移。通常来讲,存在崩塌可能性的岩石都带有较强的脆性特征,典型岩石有石英岩与石灰岩。某些滑移状的岩石还会表现为临空面的斜坡前端特征,从而构成了多样化的岩石滑移形态。在某些情形下,由于受到较多作用力给岩层失稳带来的影响,因此滑移现象频繁出现;②岩石倾倒。岩石倾倒的现象根源于斜坡的柱形岩层节理或者垂直节理,上述节理现象可能造成岩层倾倒。在某些情形下,岩层由于受到自重影响,存在较大可能表现为岩层倾倒,以至于伤害到周边居民的切身安全;③岩石鼓胀。很多情况下,某些硬度较小并且厚度较大的斜坡软岩都会隐藏在硬质岩的下部。斜坡软岩包含了较厚的下方结构面并且表现为复杂性较强的岩层倾角。随着时间推移,由于受到挤压的垂直作用力,以至于某些隐藏的软弱岩层就会呈现沉降与鼓胀的趋势,以至于引发规模较大的岩层滑移或者岩层倾斜。调查区崩塌形式见图1。

2 地质灾害全面调查评价

从现状来看,有关部门针对多种多样的地质灾害要进行全方位的调研。地质灾害调研也能够为后续的灾害处理提供参照。通过运用地质调研的途径与方式,因地制宜给出科学性较强的灾害评价以及灾害防控措施[6-7]。具体在实践中,关于调查评价危岩崩塌灾害应当关注如下的要点。

图1 调查区崩塌形式

2.1 地质灾害评价

危岩崩塌应当能够灵活选择与之有关的灾害评价手段,其中包含定量分析以及定性评价。这两类评价方式共同构成了评价危岩灾害的关键措施。然而如果遇到危岩崩塌的特殊状况,则不能够借助定量分析对其予以全面衡量,因此仅限于运用定性方式来开展评价。

定量分析的侧重点在于全面测评当地现有的真实地质状态,然后据此给出可行的危岩分析方法。危岩崩塌会涉及到岩层倾倒,其中根源在于破坏原有的岩层形态并且引发了岩层倾覆。从定量计算的角度讲,技术人员通常都会选择定量验算的方式来计算岩层本身具备的抗滑稳定性,上述计算方式主要适用于滑移式的岩层崩塌。如果涉及到岩层的鼓胀崩塌,那么必须关注其中的塑性变形与岩层挤压。关于岩层验算的要点还应当包含抗压强度的精确计算。

2.2 地质灾害调查

在调查各类地质灾害时,关键是获取相应的参数,需开展全方位的力学分析以及物理受力分析。明晰当地现有的地质背景,还需关注最基本的危岩特征,来判定岩层失稳的属性与类型,并且据此选择相应的防治措施。具体在实践中,调查对象主要应当包含相应的地质背景,其中涉及到地势地形、当地水文气象、岩层特征与裸露地层。通过运用上述的地质调研与灾害分析,针对当地岩层现有的裂隙与节理特征就能够予以全面明确。

某些地区在古代时期就已经出现了危岩崩塌的状态,因而在调查中应当了解曾经出现过的崩塌物主要构成、岩层物质特征以及岩层的真实位置。在全面探明古代岩层崩塌的基础上,通过运用类比方式来明确当地危岩与现存岩层之间的关联性,以便于辅助开展后续的探究。

3 防治要点

目前,各地区都已意识到防控危岩灾害的重要价值,因此也在结合当前的各地地质状况来展开综合性的预防与监测。但是,危岩崩塌现象本身很难被精确预测,此种现状在客观上增大了防控危岩崩塌的难度[8-9]。因此在现阶段的实践中,关于综合防治危岩崩塌现象应当关注如下举措。

1)全面加固危岩

从加固危岩的角度讲,有关部门针对危岩加固已经能够灵活选择抗滑桩、锚固、钢绳柔性防护与喷射混凝土等措施。加固危岩可以选择多种多样的方式,需按各地实际情况灵活选择。地质灾害信息系统包括地质灾害调查数据库和图形库两部分,地质灾害调查数据库由崩塌、滑坡泥石流、地面塌陷、地裂缝、潜在不稳定斜坡等地质灾害调查数据构成;图形库由基本地理、基础地质、水文地质、工程地质、地质灾害、专题图层组成。例如抗滑桩的危岩加固,其中关键措施在于运用混凝土桩或者钢桩来完成相应的加固处理,尤其是处理潜在的滑移面。整个岩层具备的表面阻力就能予以显著增强,从而实现最基本的抗滑移目标。

岩层加固还可以选用喷射混凝土或者锚固加固的手段。在锚固加固时,应当借助锚栓来确保基岩本身能够达到稳定。整个岩层由于受到锚索或者锚杆给其带来的影响,与之有关的岩层压力就会呈现显著增大的趋势,其中主要为摩擦阻力。近些年以来,技术人员已经能够灵活运用主动支护或者无预应力的方式来进行锚固处理。相比来讲,灌浆锚应归入主动支护范围,这是由于此类支护措施体现为较强的加固作用力。

2)引导当地居民有序进行避让

在目前的现状下,山体崩塌很难精确预测。由于受到不可预知性的影响,上述灾害一旦出现将会伤害到周边住户。地质灾害信息系统建设首先是在收集县域内基本地理、基础地质、项目成果等资料的基础上,进行图件的扫描、矢量化、图形编辑、图形输出等,录入地质灾害调查数据、勘查数据、测绘数据、遥感解译数据等基础调查信息,并从成果图件中提取相关专业图层。由于考虑到资金与其他因素,一般会选择首先疏散附近居民,以便于妥善避让灾害。因此可见,避免崩塌灾害的关键举措在于指引附近居民进行有效的躲避与疏散。

然而实质上,灾害治理如果仅限于疏散或者避让的方式,仍然无法在根源上消除灾害风险。因此,如果涉及到体积较小的危岩,则需对其立即予以清除处理,可以选择机械方式或者手动方式来进行清除。此外,某些山体残存较多的岩石碎屑,需要妥善进行削坡处理,以防后续碎屑掉落。

3)运用爆破方式来清除危岩

爆破清除的方式适用于大规模危岩,这是由于此类危岩无法被妥善移走,只能选择爆破的清除措施。在开展工程爆破时,爆破区域最好选择在居民集中度较低并且建筑较少的特殊区段。在进行全方位的灾害查询统计时,对地质灾害类型、稳定性、规模等级、灾情、险情等条件组合进行查询,并可对灾害类型、规模等级、稳定性、灾情、险情、经济损失、死亡人口、威胁财产、威胁人口等进行统计,生成统计表,以线形图、饼图、直方图表示。岩层爆破还可能会受到碎屑散落、岩石滚落、冲击波或者地震引发的干扰。在完成全过程的爆破操作时,关键在于消除周边环境所受到的爆破影响。

近些年以来,危岩处理还可以借助静态爆破,确保能够彻底清除岩层内部的岩体碎屑。主要涉及到岩石爆破运用的膨胀剂。相比于传统的岩层爆破手段,静态爆破方式具备更优的爆破安全性。因此在某些爆破操作中,如果周围居民相对较为密集,可使用静态爆体加以处理。有关部门需依照现阶段的调查结论来设置爆破方案,从而保证岩层爆破效果。

4 结 语

经过上述分析,可以得知危岩崩塌属于威胁性较强的典型地质灾害。如果没能及时防控,那么将会威胁到附近居民。在目前看来,由于受到人为挖掘矿山以及开采矿坑等行为影响,导致原有生态遭受了不同程度的毁损。因此,在防治地质灾害的有关实践中,关键举措就要落实于综合性的防灾措施,通过施行前期调查评价的手段来保证灾害防治的实效性与精确性。

猜你喜欢
危岩岩层岩石
Spain
无人机摄影测量技术在危岩勘查中的应用
高应力岩层巷道钻孔爆破卸压技术
西北某水电站高边坡危岩稳定性分析及防治措施研究
地下水(2021年4期)2021-08-27 02:19:58
第五章 岩石小专家
3深源岩石
一种叫做煤炭的岩石
地球故事之复理石岩层
海藻与岩石之间
激振作用下坠落式危岩振动特性试验研究