滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查及防治治理措施探討

文／陳業(yè)楠 河北省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊（河北省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局航空測量應(yīng)用中心） 河北石家莊 050000

引言：

城市化發(fā)展快速雖然提高了居住生活水平，但是隨著城市規(guī)模的增加，城市在擴張過程中必然存在土地資源不足的情況。此時為了滿足城市發(fā)展需要，通常會開發(fā)利用山區(qū)等一些地質(zhì)環(huán)境較差的土地資源。隨著人類活動的頻繁，薄弱的地質(zhì)環(huán)境達(dá)到負(fù)荷上限后，就會出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害。其中，滑坡地質(zhì)災(zāi)害是最為典型的代表，一旦發(fā)生就會造成巨大的損失。隨著科技的進(jìn)步，對于滑坡地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測能力也得到了大幅度的提升，通過勘查方法可以提前發(fā)現(xiàn)滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的隱患，從而做好預(yù)防和控制，實現(xiàn)對滑坡災(zāi)害的治理。為了進(jìn)一步提高滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理水平，就需要從其特點和成因入手，從根本上進(jìn)行預(yù)防和治理，避免其發(fā)生發(fā)展，造成危害。

1.滑坡地質(zhì)災(zāi)害概述

基于滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生造成的嚴(yán)重后果，需要進(jìn)一步深入認(rèn)識其危害性，同時就其產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，了解滑坡地質(zhì)災(zāi)害的特征，從而更好的進(jìn)行滑坡地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防和治理，提高地質(zhì)環(huán)境的穩(wěn)定性。

1.1 滑坡地質(zhì)災(zāi)害的危害性

滑坡導(dǎo)致災(zāi)害多發(fā)生于丘陵、山地，其發(fā)生主要表現(xiàn)為一大塊或者幾塊巖體沿著某個方向進(jìn)行滑動，這種滑動可能是緩慢的、長期的，也可能是劇烈的、快速的。不論何種滑坡災(zāi)害，都會給人類活動造成影響。緩慢長期的滑坡災(zāi)害會導(dǎo)致其地表附著的建筑物受到擾動，從而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞等風(fēng)險，嚴(yán)重時可能出現(xiàn)建筑裂縫，坍塌等問題。快速劇烈的滑坡災(zāi)害則會釋放大量的能量，破壞周圍村鎮(zhèn)、交通、農(nóng)田、河道等，嚴(yán)重改變周圍地形。給人們的生命財產(chǎn)造成危害。目前，我國滑坡災(zāi)害主要發(fā)生在華北、華東、中南和西北等地區(qū)，給當(dāng)?shù)氐纳钌a(chǎn)造成了嚴(yán)重的影響。

1.2 滑坡地質(zhì)災(zāi)害形成機制與影響因素

在分析滑坡地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防與控制時，需要對滑坡地質(zhì)災(zāi)害形成的機制和影響因素進(jìn)行充分了解。

1.2.1 滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的機制

劇烈滑坡災(zāi)害發(fā)生的區(qū)域，其地貌條件通常為下緩上陡，發(fā)生滑移的巖體斜面坡度在17-67°左右，后緣存在約2-4m 的陡坎，斜坡中上部物質(zhì)主要以含碎石粉質(zhì)粘土為主。在這樣的地形環(huán)境下，一旦遭遇暴雨，雨水大量匯入巖土的裂縫內(nèi)，隨著雨水的滲入會導(dǎo)致滑體抗剪強度降低。降雨形成地表徑流，沖刷坡體的同時還會增加斜坡的自重，最終導(dǎo)致了劇烈的滑坡災(zāi)害發(fā)生。在巖土劇烈滑動的區(qū)域，被稱為強變形區(qū)，該區(qū)域存在大量的能量釋放，是滑坡災(zāi)害造成危害的主要區(qū)域。在變形的影響下，受到土層的推擠會導(dǎo)致強變形區(qū)周邊的區(qū)域發(fā)生滑移變形，該部分的滑移距離較小，面積也不大，主要位于斜坡上部和中下部，由于其變形小，能量釋放較低，所以造成的危害較小。

1.2.2 滑坡地質(zhì)災(zāi)害的影響因素

影響滑坡地質(zhì)災(zāi)害的因素眾多，主要可以包括四個方面，分別為：地形地貌、地層巖性、人類活動與天氣狀態(tài)。地形地貌主要表現(xiàn)為滑坡災(zāi)害發(fā)生的地區(qū)在地形上呈現(xiàn)下緩上陡的特征，在為其發(fā)生變形、破壞和滑移提供了有利的地形條件，一旦受到外力擾動或者其他因素干擾，就會發(fā)生滑坡災(zāi)害[1]。地層巖性主要指的是滑體中多含有碎石粉質(zhì)粘土，其中的碎石和粉質(zhì)粘土具有較強的透水性，地表水已通過其滲透到滑體的內(nèi)部，降低了滑體的穩(wěn)定性，使滑坡災(zāi)害發(fā)發(fā)生的風(fēng)險成倍提高。人類活動對滑坡災(zāi)害發(fā)生的影響主要表現(xiàn)為人類活動對地質(zhì)環(huán)境造成擾動，從而加速了滑坡災(zāi)害發(fā)生。例如，滑坡發(fā)生高風(fēng)險地區(qū)建筑房屋，增加了土層的荷載，使其在重力作用下發(fā)生滑移。或者在滑坡已發(fā)生區(qū)域，沒有科學(xué)的排水系統(tǒng)，導(dǎo)致出現(xiàn)積水和內(nèi)澇，從而引發(fā)滑坡災(zāi)害。天氣狀態(tài)主要指的是降雨天氣，在暴雨的作用下，水流進(jìn)入到巖體的內(nèi)部，從而造成滑坡災(zāi)害。

1.3 滑坡地質(zhì)災(zāi)害特征

在滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后，其在強變形區(qū)和弱變形區(qū)表現(xiàn)的特征存在一定的差異性。在強變形區(qū)，隨著滑坡災(zāi)害的發(fā)生，巖體中產(chǎn)生的裂縫會逐漸擴大，滑體上松散的碎石會出現(xiàn)崩落現(xiàn)象，沿著斜坡的方向進(jìn)行滾落。強變形區(qū)前緣出現(xiàn)剪出口和剪裂縫，呈張開狀，有明顯錯動跡象。并且這一狀態(tài)會快速的發(fā)展擴大，最終出現(xiàn)滑坡災(zāi)害。在弱變形區(qū)，若變形區(qū)在滑坡災(zāi)害發(fā)生中，主要表現(xiàn)的特征為局部區(qū)域出現(xiàn)鼓脹，在強變形區(qū)的作用下，產(chǎn)生裂縫，相對而言具有一定的穩(wěn)定性[2]。但是其巖體本身較為脆弱，如果不能及時進(jìn)行處理，繼續(xù)發(fā)展可能會造成二次滑坡災(zāi)害。

2.滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查方法

隨著地質(zhì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)階段滑坡災(zāi)害的勘查方法和技術(shù)已經(jīng)發(fā)展非常成熟，可以精準(zhǔn)的對地質(zhì)狀態(tài)進(jìn)行勘測，了解其結(jié)構(gòu)特點和地層性能，從而發(fā)現(xiàn)滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的征兆，為其防控和治理提供支持。

2.1 高密度電阻率法

高密度電阻率法是指利用巖層具有導(dǎo)電性的特征，從而對地質(zhì)狀態(tài)進(jìn)行勘測的技術(shù)。在進(jìn)行電阻率測量時，穩(wěn)定電流條件下通過巖層的電流會出現(xiàn)規(guī)律性的變化，匯總這種變化能夠一定程度上反應(yīng)出巖層的狀態(tài)。此時技術(shù)人員即可利用該規(guī)律對巖層內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷，從而結(jié)合其他相關(guān)數(shù)據(jù)信息對是否可能發(fā)生滑坡進(jìn)行判斷。從其原理上來看，高密度電阻率法與普通電阻率法基本相同，其差異主要體現(xiàn)在二者使用過程中觀測密度不同。高密度電阻率法可以看成是點剖面法、電測探法二者的結(jié)合，從而能夠在勘測中發(fā)揮出更大的優(yōu)勢。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)為這幾方面：第一，方便且高效，該方法可以一次性完成對地質(zhì)狀態(tài)的勘查，提高作業(yè)效率，而且兩種方法的結(jié)合操作更為簡便。第二，可以多極掃描，該方法能夠全面對地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描，從而收集勘查數(shù)據(jù)更加全面，為后續(xù)的分析工作開展提供幫助。第三，該方法可以實施自動化操作。自動化的勘查作業(yè)可以有效避免人為操作造成的勘測誤差問題[3]。

2.2 GPS 勘查法

在滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生之前，通常都會表現(xiàn)出一定的異常狀態(tài)，這種特殊的征兆能夠為滑坡災(zāi)害的勘測提供參考。由于滑坡災(zāi)害發(fā)生與地質(zhì)狀態(tài)存在直接的關(guān)系，所以其發(fā)生的預(yù)警征兆多表現(xiàn)為坡面層、土層可能會有一些位移變化發(fā)生。因此，在進(jìn)行滑坡地質(zhì)災(zāi)害的勘查是，可以采用GPS 勘查法進(jìn)行勘測。在操作過程中，技術(shù)人員可以利用GPS 物探技術(shù)可有效監(jiān)測巖層的位移情況。一旦被監(jiān)測的巖層出現(xiàn)變化和位移，就說明出現(xiàn)了巖層的滑動，可能發(fā)生發(fā)型的滑坡災(zāi)害。為了能夠更為精準(zhǔn)的勘查滑坡災(zāi)害，需要在坡面上設(shè)置不同監(jiān)測點，然后借助于GPS 設(shè)備對設(shè)置的監(jiān)測點坐標(biāo)實施連續(xù)監(jiān)測，然后將監(jiān)測的數(shù)據(jù)繪制坐標(biāo)滑移趨勢圖，這更為清晰的體現(xiàn)出滑坡災(zāi)害發(fā)生的征兆，以便于提前進(jìn)行預(yù)防和控制，避免其造成嚴(yán)重的危害。

2.3 淺層地震影像法

在淺層地震影響法應(yīng)用于地質(zhì)勘查時，反射波最佳偏位移技術(shù)為其核心技術(shù)。該勘查技術(shù)應(yīng)用需要使用折射波、反射波、有規(guī)律的面波等，根據(jù)波在巖層中的變化表現(xiàn)來進(jìn)行地質(zhì)數(shù)據(jù)的采集[4]。例如，折射波比較適臺在波組抗差異比較大的條件下應(yīng)用，通過設(shè)備發(fā)生折射波后，工作人員可以按照反射波回傳時間上的不同，針對反射界面實施深度分析，并且在其基礎(chǔ)上判定出反射界面的實際情況，最后得到滑坡發(fā)生的概率大小。反射波則在淺層基巖層快速探測、覆蓋層速度比較穩(wěn)定的區(qū)域中應(yīng)用，工作人員按照同軸數(shù)量特征來分析界面傾角、上覆介質(zhì)速度等內(nèi)容。

2.4 鉆探法

在中大型的滑坡勘查工作中，鉆探是應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，該技術(shù)具有很高的可靠性，可以直觀的了解地質(zhì)狀態(tài)，從而對滑坡進(jìn)行預(yù)防和治理。鉆探技術(shù)的應(yīng)用可以精準(zhǔn)的勘測出滑坡的范圍、厚度和體組成，通過對鉆探采取的巖土樣進(jìn)行物理力學(xué)試驗，可以查明與滑坡有關(guān)地下含水的層數(shù)分布來源、動態(tài)及各含層的水力聯(lián)系等。在實際操作中，主軸剖面是滑坡運動速度和推力最大的斷面，一般是自滑坡后緣最高點沿位移量大主方，通過滑體最厚的部位下延伸，可以隨滑動方向彎曲呈折線。該剖面反映了滑坡的性質(zhì)和產(chǎn)生條件，是進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性分析計算和防治工程設(shè)計主要依據(jù)，應(yīng)在該剖面的前、中部及后緣布置勘探孔。當(dāng)通過地表調(diào)查與測繪難以準(zhǔn)確定兩側(cè)時，應(yīng)在預(yù)計的滑坡邊界之外布置適當(dāng)數(shù)量的勘探孔，予以確定[5]。為查明地下水的補給源，必要時也應(yīng)在滑坡體外布置一定數(shù)量的勘探。主軸剖面鉆孔應(yīng)深入到穩(wěn)定地層以下，著重查明滑坡底部邊界滑坡帶特征、厚度，并采取巖土試樣。

2.5 挖探技術(shù)

挖探技術(shù)包括井探、硐探、坑探、槽探四種方式。通過挖探，可以直接觀察地質(zhì)情況詳細(xì)描述巖性進(jìn)行地層劃分了解滑帶寬度和延伸方向，確定滑坡邊界。挖探過程中揭露的滑帶應(yīng)取樣測試，同時可以作為鉆孔鑒定滑動面的依據(jù)。對于性質(zhì)復(fù)雜大型滑坡應(yīng)布置適量的井和探硐，以便于更直地觀察坡內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化，鑒定滑帶的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特征、測定其產(chǎn)狀要素，采取滑帶原狀土樣進(jìn)行物理力學(xué)，或提供現(xiàn)原位剪切試驗場地等。豎井一般應(yīng)布置在滑坡體中前部的主軸附近，平確洞口多選在兩側(cè)溝壁或滑坡前緣[6]。坑和探槽多用來揭露坡周界位置、體組成物質(zhì)和滑坡剪出口的位置和產(chǎn)等，也可用來采取原狀巖土樣或為現(xiàn)大剪提供試驗場地。由于坑和探槽揭露面大易于區(qū)分滑動體和基座，可以直接觀察滑動面的位置、產(chǎn)狀、性質(zhì)。

3.滑坡地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防措施

3.1 定期進(jìn)行地質(zhì)勘查

在進(jìn)行滑坡地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防中，關(guān)鍵需要做好地質(zhì)勘查工作，通過定期的地質(zhì)勘查工作，可以有效的了解地質(zhì)狀態(tài)，從而分析滑坡災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險。定期的勘查可以采集連續(xù)的地質(zhì)狀態(tài)信息，從而形成滑坡地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫。通過對這些數(shù)據(jù)的分析，不僅可以發(fā)現(xiàn)滑坡災(zāi)害發(fā)生前的異常，同時還能夠?qū)掳l(fā)生進(jìn)行預(yù)測，從而更好的進(jìn)行預(yù)防和控制，避免其造成嚴(yán)重的危害。

3.2 撤離滑坡高風(fēng)險區(qū)域

在滑坡地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防中，最為穩(wěn)妥的方法是撤離滑坡在發(fā)生的高風(fēng)險區(qū)域。通常情況下，滑坡災(zāi)害的發(fā)生具有定的區(qū)域性，如果在勘查過程中發(fā)現(xiàn)該區(qū)域滑坡風(fēng)險較高，而且控制難度較大。此時采取撤離的方法進(jìn)行滑坡在的規(guī)避具有更高的安全性和經(jīng)濟性[7]。尤其是在城市化發(fā)展過程中，往往需要根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃對地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行提前的勘查，如果在勘查過程中發(fā)現(xiàn)了滑坡隱患，且采取處理措施需要投入更多的資源，就可以采取撤離的方法進(jìn)行規(guī)避，達(dá)到最佳的滑坡風(fēng)險預(yù)防控制效果。

3.3 重視滑坡災(zāi)害宣傳

在滑坡地質(zhì)災(zāi)害高風(fēng)險地區(qū)，為了更好的對其進(jìn)行與昂和控制，需要加強滑坡災(zāi)害的宣傳，提高對滑坡災(zāi)害預(yù)防的重視程度。由于滑坡災(zāi)害發(fā)生往往具有一定的突發(fā)性，通過宣傳可以幫助普通居民掌握滑坡災(zāi)害發(fā)生征兆和自救方法，為滑坡災(zāi)害的止損和營救爭取更多的機會。在宣傳工作開展中，需要集中這對滑坡問題發(fā)生的重災(zāi)區(qū)，形成集體參與的滑坡災(zāi)害監(jiān)測機制，提高預(yù)防控制能力。

3.4 建立滑坡災(zāi)害預(yù)警機制

在滑坡災(zāi)害的預(yù)防上，地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測部門需要建立相應(yīng)的預(yù)警機制。隨著地質(zhì)勘查技術(shù)的進(jìn)步，對于滑坡地質(zhì)災(zāi)害等具有明顯特點的地質(zhì)問題已經(jīng)能夠進(jìn)行預(yù)測。所以，通過建立災(zāi)害預(yù)警機制，能夠?qū)?zāi)害發(fā)生做出及時的預(yù)警，使其提前做好滑坡災(zāi)害的控制和撤離，避免造成更大的損失[8]。預(yù)警機制需要具有傳遞高效、精準(zhǔn)的特點。可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立線上預(yù)警平臺，及時推送滑坡災(zāi)害預(yù)警信息，為災(zāi)害的預(yù)防控制提供幫助。

4.滑坡地質(zhì)災(zāi)害的治理策略

4.1 開挖清除

針對滑坡地質(zhì)災(zāi)害，為了能夠避免其發(fā)生，可以采用開挖清除的處理策略。由于滑坡災(zāi)害通常發(fā)生在坡度較大，穩(wěn)定性較差的坡面。所以在治理時，可以采用人工開挖的方式將可能出現(xiàn)滑移的巖體進(jìn)行清除，并且將陡坡修整為緩坡，通過消滅滑體來徹底解決滑坡問題，達(dá)到治理效果。該治理策略主要用于小型滑坡災(zāi)害，如果滑坡面較大，由于開挖清除作業(yè)量巨大，投入成本較高，所以應(yīng)用效果相對較差。

4.2 修建排水系統(tǒng)

由于滑坡災(zāi)害發(fā)生與降水存在一定的關(guān)系，巖體和地層水飽和會進(jìn)一步加劇滑坡災(zāi)害發(fā)生的進(jìn)程。所以，在進(jìn)行滑坡災(zāi)害的治理時，可以通過修建排水系統(tǒng)的方式降低水流進(jìn)入到不穩(wěn)定巖體和地層[9]。在排水系統(tǒng)修建過程中，需要根據(jù)坡面的走勢和水流匯集的方向科學(xué)規(guī)劃排水溝和截水溝，使其能夠有效對地表徑流進(jìn)行攔截和收集，按照設(shè)計的路線排出，降低其對不穩(wěn)定坡體的影響。在方法適用于不同規(guī)模和類型的滑坡災(zāi)害，具有操作簡單、可行性高等優(yōu)點。

4.3 移除荷載

移除荷載法進(jìn)行滑坡災(zāi)害的治理與開挖清除基本原理相同。開挖清除主要是很對自身穩(wěn)定性較差的坡面，通過對其處理來解決滑坡問題。移除荷載則是對于自身具有定的穩(wěn)定性坡面，其受到外部荷載的作用下會產(chǎn)生滑坡災(zāi)害，此時可以采用移除荷載的方式避免滑坡的發(fā)生。例如，在滑坡可能發(fā)生的區(qū)域，地面存在的建筑物導(dǎo)致地層穩(wěn)定性大幅度降低，通過拆除建筑物可以解決滑坡風(fēng)險，避免其造成更大的危害。

4.4 修建擋墻

在滑坡災(zāi)害的治理中，修建擋墻屬于被動式治理方案。該方法適用于滑坡規(guī)模較小的坡面，由于不能對其發(fā)生的時間進(jìn)行預(yù)測，所以在其可能發(fā)生滑坡的方向或者需要保護(hù)的區(qū)域修建擋墻，對發(fā)生滑動的土體進(jìn)行阻攔。由于擋墻能夠阻攔的土體有限，所以通常被應(yīng)用在小型的滑坡隱患治理中，具有較高的經(jīng)濟性。需要注意的是，擋墻的修建必須精準(zhǔn)對滑坡發(fā)生方向進(jìn)行預(yù)測，避免防護(hù)不到位或者滑動沖擊方向錯誤導(dǎo)致的擋墻損毀問題[10]。

4.5 修建抗滑樁

抗滑樁在滑坡災(zāi)害治理中，通常被應(yīng)用在滑面明顯并且滑床基巖比較完整的滑坡。通過在坡面前端或者一滑體比較薄的地方設(shè)置抗滑樁，可以有效提高土體的整體性，使滑體能夠與穩(wěn)定土層進(jìn)行結(jié)合，防止產(chǎn)生滑移。不僅如此，在抗滑樁應(yīng)用中，按照垂直于滑坡的主滑方向?qū)够瑯哆M(jìn)行成排的設(shè)置，可以借助于材料強度，體現(xiàn)出較大的抗滑能力，抗滑效果非常明顯，并且布置起來也比較方便，造成的施工擾動比較小，是一種簡單快捷的施工方式[11]。

4.6 錨固支護(hù)

在滑坡治理工作中錯固支護(hù)的使用非常普遍，依據(jù)錨桿的材料、所用的施工工藝、是否存在預(yù)應(yīng)力等，可分成不同的類型，常見的類型有預(yù)應(yīng)力錨桿、普通砂漿錨桿、預(yù)應(yīng)力錨索等。上述錨桿、錨索通常與坡面鋼筋混凝土格構(gòu)、抗滑樁、柱板式或樁板式擋土結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)配合起來應(yīng)用。

結(jié)語：

綜上所述，滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查工作的開展，能夠動態(tài)掌握存在滑坡風(fēng)險坡面的狀態(tài)，從而為其預(yù)防和治理提供幫助。因此，在滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查中，需要科學(xué)應(yīng)用勘查技術(shù)，精準(zhǔn)的采集數(shù)據(jù)信息，提高滑坡災(zāi)害預(yù)警的準(zhǔn)確性。對于滑坡災(zāi)害發(fā)生風(fēng)險較高的坡體，可以采取相應(yīng)的治理策略的進(jìn)行處理，避免其進(jìn)一步發(fā)生發(fā)展，最終引發(fā)嚴(yán)重的滑坡災(zāi)害。