滑坡地质灾害应急处置技术研究进展
汤维
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汤维,. 滑坡地质灾害应急处置技术研究进展[J]. 中国电气工程,2022.3. DOI:10.12721/ccn.2022.157020.
摘要:
近几年,我国滑坡灾害占比达半数以上,严重威胁基础设施的建设和长期安全运营,如西南山区地震、降雨或冰碛土滑坡-堰塞湖-溃坝洪水灾害链问题,川藏铁路/公路沿线的滑坡地质灾害问题,三峡库区滑坡-涌浪及其与船舶、码头相互作用问题等。因此,针对滑坡地质灾害的应急处置技术研究,已成为土木、水利和交通等基础设施建设中的重大关切,也是当前岩土工程与地质工程专业领域的研究热点。
关键词: 滑坡地质灾害;应急处置;技术
DOI:10.12721/ccn.2022.157020
基金资助:

一、滑坡地质灾害勘查

(一)勘查目的与任务

(1)主要目的

通过科学合理、行之有效的勘查技术手段,查明滑坡灾害在勘测区域内的分布范围和规模,明确诱发滑坡的关键因素,了解滑坡当前的稳定状况及发展变化趋势,分析其可能产生的危害及危害程度,提出滑坡滑动带、滑体和滑床的物理力学参数,对滑坡体的稳定性进行计算,针对滑坡体的特征,提出综合治理工程比选方案,从中选取最佳方案,为治理工程施工图设计提供可靠依据。

(2)勘查任务

(1)查明滑坡区域内的地质环境条件,包括:地形地貌、地层岩性、地质构造等,并查明滑坡的形成、发育特征、物质组成、岩土结构、空间分布等,取得岩土层的物理力学指标。

(2)查明滑坡区的水文地质条件,评价滑坡地下水的水动力特征及其对滑坡稳定性的影响,分析滑坡的整体稳定性、变形破坏模式以及危害程度。

(3)查明治理工程滑坡部位的地质条件,对已有滑坡治理工程的效果进行调查,勘查拟进行工程治理的地段和部位,为治理工程设计提供平剖面图及工程地质参数;调查工程治理区的施工条件,包括水电、原材料、施工道路以及作业场地等,提出合理的滑坡防治工程方案建议。

二、滑坡地质灾害应急抢险技术

(一)险情应急抢险技术

对于潜在的滑坡和蠕动滑坡,有必要进行防滑应急救援处理。常用措施包括止水保护和边坡防护。例如,南方富水地区雨季和汛期的边坡防护,通常在边坡上铺设塑料薄膜以减少雨水渗透,结合(截)排水沟或充气截排法疏通和排放地表径流或雨水,填补边坡后缘裂缝,防止雨水渗入;采用削坡方式,减轻坡体荷载,减小滑力,减缓变形趋势。此外,还应使用钢筋笼保护坡面不坠落,并使用石笼修复坡面,以进一步确保受坠落边坡影响的人员的安全。

(二)灾害应急救援技术

对于灾害性滑坡或突发性滑坡,首先要对坍塌部位进行快速清淤处理。同时,建议采用爆破等技术,清除滑坡后留下的倒悬、散落、孤立的危岩,或对滑坡后的松散地表边坡进行临时加固,采用素喷混凝土和聚合物灌浆,结合防护网,以快速恢复交通,减少灾害损失。

目前,滑坡应急救援技术相对单一,主要采用物理方法快速处理,需要人工配合。即时行动的处置技术相对较少。因此,开发液氮冻结加固或探地弹性锚杆(索)发射技术等快速、无扰动、轻便的救援方法,将是下一阶段滑坡地质灾害应急救援工作的重要内容。

三、滑坡地质灾害应急处置

(一)无人机空中航拍调查

通过无人机配备的高清镜头空中捕捉滑坡点画面,录制视频编码标准的专业级4K视频,为滑坡地质灾害点的调查提供宏观上的航拍照片。室内通过ContextCaptureCenterMaster建模软件将所拍摄图片拼接成一张三维图,可获取地质灾害体的三维参数,实时准确地了解地质灾害体的规模。

(二)快速锚固与注浆锚固技术

快速锚固技术又称自适应深层锚固技术,是利用新型潜孔锤跟管钻具进行快速钻探成孔,同时搭配锚索安装系统的孔内、外装置实现快速下锚,并通过改善注浆外加剂实现快速注浆的改进锚固结构。注浆锚固技术是通过深层注浆形成劈裂,增强锚固结构的抗滑力,形成空间型加固结构,适用于高陡边坡应急处置,目前有效应用于软弱或松散围岩边坡中。随着干式螺旋钻机、风动型自进式缝管安装机等多用途钻孔及便捷型的安装机械的研制,锚固工程正朝着快速化、轻型化、便捷化的方向迅捷发展。

(三)综合滑坡地质灾害应急处置建议

针对技术人员获取的空中调查和地面调查结果,经过专家们现场分析汇总,迅速上报至指挥部为政府领导层提供科学的救援方案。避免灾情和损失的扩大,对出现地质灾害前兆、可能造成人员伤亡或重大财产损失的区域,划出滑坡地质灾害危险区、警戒区和安全区。明确避灾的目的地和人员撤离、转移路线。建议地方政府相关部门,要结合当地气象预报进行跟踪管理,遇紧急情况时,要以最快速度通知当地乡、村主管干部、监测员和受威胁群众,使受威胁群众临灾前撤离危险区。在灾害隐患体未治理或危险性未消除之前,要加强监测工作,落实防灾责任人、监测员等。

(四)桩键改良结构

桩键结构是采用抗滑桩与阻滑键组合形成的抗滑结构,通过多级开挖平洞与竖井穿过滑带至稳定地层,形成由多级平肢和竖肢交叉相连的“台阶”状阻滑结构,将坡体下滑力转化为竖肢抗弯能力与平肢拉力,平肢端部扩大或设置横向锁固键加强“销榫”作用,且对桩顶或桩身存在一定约束作用,显著提高结构的抗滑能力。复合式梯键结构与连续型桩键结构,抗滑能力出众,适用于有明显滑带、下滑力巨大、坡体深厚的边坡,但由于平洞开挖,需避免坡体坍塌,因此不适用于松散和软弱坡体,目前桩键结构已成功应用于三峡库区猴子石滑坡等工程的治理。

桩键结构横梁与竖桩截面尺寸较大,工序复杂,成本高,对地层扰动大,因此可对设计进行一定的改良,采用微桩-锚索组合结构,形成空间型“树根桩”,具备快速施工、扰动小、经济安全等特点,尤其适用于松散、软弱坡体,且适用于较大下滑力的滑坡治理,目前已被广泛应用于中小型滑坡快速治理与应急处置工程。

(五)技术人员地面调查

地理位置。技术人员实地查明地质灾害点所在的行政区域、地理坐标、所在1:5万图幅名称、调查次数及时间,灾害点野外编号和统一编号等。

了解灾情。技术人员调查地质灾害点始发时间,其中包括发生几次较大灾害的时间、最近一次发生的时间。评价地质灾害体危害程度及威胁对象,包括直接和潜在经济损失。

地质灾害基本特征。技术人员现场调查时以拍摄的航拍图为手图。调查形成因素,如地貌、地层、岩性、构造、水文工程等地质环境条件;调查地质灾害体的形态特征,造成的破坏程度,划定地质灾害危害级别;准确判断诱发因素,如降雨量、降雨强度及人类活动等,分析滑坡地质灾害点发展趋势。

四、结论

坡地质灾害应急处置包括险情灾情的应急抢险处置和后期快速治理两方面,其关键之处在于根据滑坡特征,针对性地选择常规治理技术与轻型支挡结构组合形式。我国滑坡地质灾害应急处置体系建设已初见成效,但仍需精进不休,从加强防灾减灾意识、提高基层人员素质,到技术-理论-应用层面的创新与互馈,仍是当前亟需开展的重点工作。

参考文献:

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