让新技术更好地服务滑坡灾害防治|尊彩

发布时间:2021-10-17    来源:尊彩 nbsp;   浏览:63931次
本文摘要:湖北秭归千将大坪滑坡 殷跃平 摄2018年底,由自然资源部中国地质调查局探矿工艺研究所主编、中国地质调查局地质环境监测院等单位参编已完成的《滑坡预防技术指南》图书月出版发行。

湖北秭归千将大坪滑坡 殷跃平 摄2018年底,由自然资源部中国地质调查局探矿工艺研究所主编、中国地质调查局地质环境监测院等单位参编已完成的《滑坡预防技术指南》图书月出版发行。该书对我国20多年来在滑坡灾害预防方面的研究成果和实践经验展开了了解萃取和总结,并吸取糅合了国外近期发展的预防技术方法,注重对滑坡预防各阶段工作的技术指导。该书内容由6篇25章包含,还包括滑坡的辨识与机理分析、勘查技术、稳定性评价、预防技术体系与技术方法、预防工程设计、监测与预警预报、预防工程案例分析等。在核心的滑坡预防技术体系创建方面,确认了由防治技术、诱导技术、改建技术、修整技术等四类技术包含的体系骨架,检验了一批经实践中检验有效地的常用措施方法,讲解了一些有推广应用前景的近期技术,由此包含了合适我国国情的原始的滑坡灾害预防技术体系,沦为国内滑坡灾害预防研究与实践中方面更为系统的一部指导性专著。

1. 什么是滑坡?怎么分类?滑坡是指地质体在重力起到下,沿地质懦弱面向下向外滑动。滑坡一般来说具备双重含义,指重力滑动过程,或重力滑动的地质体和所构成的堆积体。

滑坡是一种自然现象,是地球表层岩土体物质、能量平衡的结果,一旦这种起到结果对人类生命财产造成危害或潜在威胁时,滑坡现象则演进沦为一种灾害。按照国家标准《滑坡预防工程勘查规范》(GB/T 32864-2016)中的滑坡分类方案,可将滑坡按移动型式、物质种类等标准,分成岩质和土质滑坡两大类,每类又有崩塌、灌入、转动型滑动、旋转型滑动、侧向拓展、流动、填充运动等型式。2. 如何辨识滑坡?(1)滑坡的辨识依据①滑坡的发育条件造成滑坡再次发生的因素很多,但可概括为构成条件(缓变因素)和所致因素(急变因素)两类。

构成条件主要还包括岩土类型(牢固或软岩地层一般来说易滑)、结构面(切割成斜坡岩土体、增进雨水入渗)、地形地貌(发育有低陡峭的临空面)、地下水(软化岩土、减少岩土体强度、产生水压力等);所致因素则主要是降雨(特别是在是集中于强降雨)、地震、开凿与炸开等人类工程活动及流水冲刷等其他类似地质环境因素。②滑坡的空间特征滑坡经常具备独有的地貌形态,滑坡形态既是滑坡特征的一部分,又是滑坡力学性质在地表的体现。有所不同的滑坡及滑坡的有所不同发育阶段有有所不同的形态特征,辨识滑坡形态特征是了解滑坡的极其重要的方面。

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(2)滑坡的识别方法 滑坡支护结构常用监测布置示意图(管理工程实行后)滑坡的辨识主要通过遥测除错、地面地质调查和勘探试验三种途径。前两种方法判识的滑坡还有有可能只是变形体,因此,只有通过勘探寻找清楚的滑面,方可最后证实滑坡的不存在。三种方法反映了由宏观到微观、由细到炼的辨识过程,具备相辅相成、优势互补的起到。

①遥测除错方法是一种高效、直观的辨识手段,限于于区域滑坡灾害调查,特别是在是交通不便地区的滑坡灾害调查。其实质是辨识滑坡的形态要素,然后融合收集研究地区的地质资料展开综合分析,从而证实滑坡的不存在。

必须明确提出的是,滑坡是一种简单的工程动力地质现象,通过遥测手段辨识的滑坡,必需通过地面地质测绘及勘探试验等手段加以检验。②实地地质调查主要通过滑坡的构成条件和空间特征去综合辨识滑坡。主要的辨识标志有:地物地貌标志:圈椅状或马蹄状地形、两侧双沟同源、斜坡有出现异常台坎、鼻状鼓丘、多级错落平台、地面裂开、发育有醉林、马刀树根、建筑物弯曲或裂开、管线或道路变形等。

岩土结构标志:岩土体较周围碎裂,结构较牢固,岩层产状与周围岩石不完全一致,特别是在是滑坡剪成出口处的岩层碎裂,在滑体上还可产生小褶皱和脱落。滑坡边界标志:在滑坡后缘,即不动体一侧经常呈圆形陡壁,陡壁下有顺坡向擦痕;滑体两侧多以沟谷或裂缝为界,当沟谷沉痛时,在侧沟壁上经常可看到断裂剪切起到显著的滑面(带上),其物质构成以不透水泥质或碎片体居多;前缘多闻舌状突起、岩土填或小型塌陷。水文地质标志:滑体与不动体之间原先的水力联系毁坏,导致地下水在滑体前缘成片状或股状阻塞,正在滑动的滑坡,其阻塞的地下水多为清澈状;已暂停滑动的滑坡,其阻塞地下水多为清水,但溢流点下游多有泥砂沉积,有时还有湿地或沼泽。③滑面的勘探手段:主要还包括钻井和坑、槽搜。

使用坑、槽搜揭发地层后,对于滑面的辨识主要利用揭发面的地质特征加以综合辨别。使用钻井时,则通过萃取滑带岩心和仔细观察钻入过程情况来定性辨别。典型抗滑桩揭发照片(兰州市徐家湾滑坡)3.滑坡预防技术有哪些?广义的滑坡预防还包括防治与管理两个层面的工作,基本原则是预防为主、防治与管理融合。

滑坡的防治还包括绕避、监测预警、迁往拐弯等,滑坡的管理是使用各种工程手段提升滑坡的稳定性。狭义的滑坡预防,是指滑坡预防工程,是除绕避及迁往拐弯之外的滑坡防治与管理工作,还包括管理工程与监测预警工程。一般来说所说的滑坡预防技术则更进一步局限在滑坡的管理工程技术,滑坡监测预警技术与之三大。

滑坡预防的总体原则是安全可靠,经济合理。为确保安全,首先拒绝预防方案合乎成熟期的工程地质理论,每一个技术环节也都不应经过实践中的检验。经济合理性则要从预防工程的工程量、工艺深浅、设备和材料的价格与消耗量,工期长短等通过成本与效益对比来确认。

对于经济效益,有短期与长年之分,小范围和大范围(如小流域综合效益)之别,因而需从多方面展开权衡。(1)滑坡预防的思路与方法根据滑坡的成因机制与风险特性,滑坡预防工作可从以下几个方面应从:防治滑坡危害。从滑坡灾害风险掌控的角度谈,需要提早防治和回避滑坡风险是最有效地的,经济上往往也是最合理的。

避免或增大外部致灾因素影响,诱导滑坡再次发生发展。滑坡的再次发生发展不受多种外部因素影响,如降雨、水体风化、人类工程活动,以及风化风蚀、地震等。

滑坡预防工程首先要针对外部因素应从,采取措施避免或增大其影响,从而平稳滑坡。改建滑坡,提升自身稳定性。根据滑坡的成因,除了外部致灾因素,内部因素主要是自身抗滑能力严重不足、自稳能力差。

在条件不具备时,可通过转变滑坡自身形态或滑动面(带上)物理力学特性,增大下降力提升外用滑力,从而提升滑坡稳定性。产生外力修整,制止滑坡滑动。在以上措施无法实行或无法有效地解决问题滑坡的平稳问题时,最后就要利用外力均衡下降力,来制止滑坡变形发展,最后确保滑坡的平稳。

获取外力均衡的工程措施总体分成支挡和锚固两种。(2)滑坡预防技术体系包含及主要技术方法根据上述滑坡预防思路与方法,滑坡预防技术可分成防治技术、诱导技术、改建技术、修整技术四大类,这四类技术包含了滑坡灾害预防的技术体系骨架。

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防治技术是防治滑坡危害,主要预防方法还包括绕避、监测预警、迁往拐弯;诱导技术是避免或增大外部致灾因素影响,诱导滑坡再次发生发展,主要方法还包括地表拦灌溉、地下排水、坡面防水、过河滑坡坡脚防冲;改建技术是转变滑坡形态或物理力学特性,提升自身稳定性,主要方法还包括滑体改建、滑带改建;修整技术是产生外力修整,制止滑坡滑动,主要方法还包括支挡、锚固。(3)锚固技术滑坡灾害预防工程中的锚固技术,是通过造孔将钢绞线或钢筋(束)等不受纳杆件穿越不平稳地层放置到平稳地层中,利用注浆等方式相同杆体,并将孔口段杆体与格构梁等工程结构物互为连结,采行主动读取均衡地层压力的方法,或被动忍受地层压力的方法来保持岩土体的平稳。当滑坡表面岩土体易风化、破损且有浅层崩滑、蠕滑等现象,以及必须对坡面展开绿化美化时,宜使用格构锚固展开综合治理。

当滑体坚硬时,不应使用钢筋混凝土格构+预应力锚索展开滑坡管理。当滑体厚度并不大时,可使用钢筋混凝土格构+锚杆展开滑坡管理。(4)抗滑桩技术抗滑桩是在滑坡体及滑床中开凿岩土吊装钢筋混凝土构成的构件,具备抵抗滑坡变形的功能。抗滑桩是被动支撑的支挡构件,在滑体变形断裂桩身时被动忍受滑坡发动机。

抗滑桩一般花坛布置,除单桩自身支撑外,在完整性较低、较懦弱的岩土体中,通过合理的桩间距在桩间所产生的土拱顶效应,构建桩与桩间岩土体联合起到,从而利用疏桩超过分担桩分列方向倒数滑坡发动机的起到。花坛布置的抗滑桩桩间可根据必须设置挡墙或推开土板展开临空面支挡。桩覆以可通过钢筋混凝土联系梁(冠梁)连结,提升各桩协同承载能力。

自然资源部中国地质调查局探矿工艺研究所还研发出有了小口径人组抗滑桩技术,亦称微型人组抗滑桩、小口径桩群、微型桩群,是利用小口径桩、桩覆以联系梁及桩间岩土体包含联合梁载体,以充分调动和利用岩土体自身承载能力,通过桩土填充结构支撑而展开滑坡预防的一种人组抗滑结构。其主要特点是桩位布置灵活性,可使用轻型施工机具,施工简单,可以较慢施工较慢支撑,常用于中、浅层滑坡的应急处治。

(5)抗滑挡墙技术抗滑挡墙是设置在滑坡或变形体前缘的条放射状支挡构筑物,利用自身重力结构或锚固构件、嵌固构件支撑,以挡住滑坡滑动。其与一般挡土墙的显然区别在于忍受的荷载中包括了滑坡发动机。抗滑挡墙一般是被动支撑结构,在滑体变形断裂墙腹时被动忍受滑坡发动机或主动土压力,常用于浅层中、小型滑坡的预防。

按结构型式,挡墙可分成单一结构与人组结构。其中单一结构是指挡墙各断面形态及物质构成完全一致,依赖墙体自身来支撑,受力状态与毁坏形式非常简单,可简化为平面突发事件状态展开计算出来分析,如重力式挡墙、悬臂式挡墙、扶壁式挡墙等。

同时,还可使用由两种或以上的构件构成人组结构,如桩板式挡墙、锚杆式挡墙、锚定板式挡墙、加筋土挡墙等。(a)重力式抗滑挡墙 (b)石笼式抗滑挡墙 (c)桩板式抗滑挡墙 (d)扶壁式抗滑挡墙 滑坡预防常用抗滑挡墙结构示意图(6)坡面防水技术坡面防水还包括坡面工程防水和坡面植物防水,前者有喷出混凝土防水、挂网防水、圬工防水等,后者有植草防水、植灌木防水等。坡面防水需要避免或增大降雨等外部致灾因素的影响,诱导滑坡再次发生发展,是滑坡主体管理工程有效地的辅助手段,有时也是不可缺少的手段。4.滑坡可以监测与预警预报吗?滑坡监测技术是为研究滑动岩土体及预防工程结构的稳定性与安全性,使用一定的技术手段加装或布设仪器设备,对岩土体或工程结构物的稳定性状态及变化规律展开动态化测试和评估的应用于技术。

其目的和任务为监测滑坡时空域演进信息、所致因素等,仅次于程度提供倒数的空间变形数据。应用于地质灾害的稳定性评价、预测预报和预防工程效果评估。目前主要的滑坡监测方法按照监测的内容大体可以分成:地表变形监测、环境因素监测、内部变形监测、支护结构监测、视察监测。

由自然资源部中国地质调查局探矿工艺研究所设计生产的GS型光纤光栅地质灾害监测系统,是一款高精度、高分辨率、多功能、多通道的监测设备系统,主要用作滑坡地质灾害及其他岩土工程的多参数(发动机、偏移、温度、形变、突发事件等)的监测,为地质灾害监测预警获取可信依据。该监测系统利用光纤光栅的光线中心波长随光纤光栅蒙受的突发事件或温度的转变产生移动,其波长移动量的多少必要体现突发事件或温度大小的工作原理。

利用光纤光栅PCB结构的变化,构建突发事件、形变、发动机、温度、偏移等多种参量的测试;对多个光纤光栅的中心波长展开化学键上的设计,则构建多点的定分布式测量。滑坡的预警预报是根据滑坡发展的四个阶段,即直线运动变形阶段、初加快阶段、中加快阶段、临滑阶段分别设置有所不同的阈值来展开的。从滑坡预报发展阶段来讲,已经历了从现象预报、经验预报到统计资料预报、灰色预报再行到非线性预报的历程,目前已转入了根据检测对系统信息展开动态追踪动态预报,以及将定性预报、定量预报以及现代数值预报技术有机融合的综合预报阶段。

从技术方法角度,已从手工、经验预报,到研发基于理论预报模型的滑坡预报系统,发展到基于GIS平台,借助专家系统的思路和方法,研发滑坡综合预测预报系统的阶段。


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