清华大学-第五章地质灾害

第五章地质灾害地球、地质体、地质环境在开展演化过程中，由于各种自然作用和人类活动发生变化，其产生的后果给人类和社会造成的灾害称为地质灾害。地质灾害

-广义地质灾害：任何成灾的地质活动都可以称为地质灾害:火山喷发、地震、崩塌、滑坡、泥石流、水土流失、沙漠化、荒漠化、地面沉陷、地裂缝等。-狭义地质灾害：崩塌、滑坡、泥石流、地面沉陷。地质灾害成因-地壳活动；-火山、地震；-自然环境变化；-暴雨；-人为活动；-不适当的岩土工程。5.1滑坡灾害及其防治5.1.1滑坡的危害滑坡是山体斜坡上不稳定的大量松散土体和岩体，沿着一定的滑动面整体下滑的一种地质现象，当滑坡造成了公路、铁路、航道的堵塞，或者引起各类工程工程、建筑物的损坏和人员伤亡时，就形成了灾害。一个发育完全的滑坡：①滑坡体；②滑坡周界；③滑坡后壁；④滑坡台阶；⑤滑动面；⑥滑坡床；⑦滑坡舌；⑧后缘拉张裂缝；⑨主裂隙；⑩羽毛状裂隙；⑾鼓胀裂隙；⑿扇形裂隙。

1959年法国马尔帕塞薄拱坝溃决(坝的左翼片麻岩体沿倾斜的软弱结构面滑动所致)。1963年10月9日意大利瓦依昂水库左岸大滑坡(水库蓄水至225.4m时，左岸山体突然下滑，水库中5*107m3的水体被挤出，激起250m高巨浪，约3000人丧生。滑坡的形成条件：-地层岩性(岩性弱那么滑坡较发育)；-地形地貌条件(临空面和滑动面)；-地质构造条件(断裂构造，破碎岩层)；-水文地质条件(地下水，地表水)；-人为因素和其他作用(边坡开挖等)。1961年3月湖南资水拓溪水电站近坝库岸滑坡，滑坡体倾入水库中产生涌浪溢过坝顶门冲向下游，造成了生命财产的严重损失。1980年6月湖北远安盐池河磷矿的岩崩，约100万m3岩体崩落，摧毁了矿务局和坑口全部建筑物，死亡281人。1985年6月10日凌晨3时51分，新滩镇北发生了总体积为3000万m3堆积层大型滑坡，毁坏房屋569间，造成长江航道堵塞半个多月。5.1.2我国的滑坡灾害我国西南和西北地区是滑坡灾害的多发区。灾害最严重的是川、滇、黔、陕、甘、青、鄂诸省及西藏自治区，其次为东南沿海和燕山山脉，这些地区共同的特点是山坡陡峻，河流深切、岩石破碎，降雨强度大。铁路沿线由于人工开挖破坏了岩土体的平衡状态，是崩、滑、流最发育的地带之一。大约有1000多处大中型滑坡，平均年中断交通运输44次，经济损失7千多万元，年整修费6千多万元.有近千座水电站、数百座水库受到崩、滑、流的严重威胁.由于人类的工程活动，崩、滑、流灾害有从高山区向丘陵区；从少人区向多人区迁移的趋势。5.1.3滑坡的防治防治原那么以防为主:在勘察研究的根底上，对一些不稳定的斜坡，提前采取措施，消除或改变不利于斜坡稳定的因素，以防止发生变形。及时治理:针对已经发生滑坡稳定性的斜坡，及时采取必要的措施进行整治，以提高斜坡的稳定性，使之不再继续向恶化方向开展。防治措施提高抗滑力和减小下滑力。〔1〕抗滑工程-挡土墙，借助自身重量支挡滑体的下滑力。-抗滑桩：用以支挡滑体下滑力的桩柱，集中设置在滑坡的前线附近。-锚杆〔索〕：用预应力锚索加固岩质斜坡。-支撑：将支撑的根底埋置于新鲜基岩中，且在危岩体中打入杆，将危岩与支撑连接起来。〔2〕表里排水排除地表水和地下水，拦截流入斜坡变形破坏区的地表水流，在变形破坏区外设置环形截水沟和排水渠，将水流引走。在变形破坏区内充分利用地形和自然沟谷，布置成树枝状排水系统，排水沟渠用片石或混凝土砌填。〔3〕削坡减荷降低坡体的下滑力，将较陡的边坡减缓。〔4〕防冲护坡修筑导流堤、水下防波堤、丁坝以及砌石、抛石、草皮护坡等。〔5〕土质改进焙烧法等。通过焙烧的方法将滑坡体特别是滑带上变得像砖一样坚硬。〔6〕防御绕避当线路工程〔如铁路、公路〕遇到严重不稳定斜坡地段，处理又很困难时，那么可采用防御绕避措施。边坡治理5.2泥石流灾害及其防治

泥石流为山区特有的突发性地质灾害，是地质、地貌、水文、气象、植被等自然因素和人为因素综合作用的结果。泥石流是危害山区居民生活、工农业生产和交通设备的工程动力地质现象，往往招致严重灾难。泥石流的形成条件：-地质条件〔岩性弱，结构松散，易风化〕；-地形条件〔使水和岩土混合的条件〕；-水文条件〔暴雨，冰川消融，高山湖和水库的溃决〕。泥石流的危害2001年7月4日，云南省红河州金平苗族、瑶族、傣族自治县连降大暴雨(降雨量101mm)，导致山体近千处滑坡，同时并发特大泥石流灾害，造成交通、通讯、电力中断，民房、农田。水利设施大量损毁，死亡28人，农作物严重受害。金平县通往红河州州府个旧,省城昆明的主要公路中断达半个月之久，县境北部地区根本处于瘫痪状态。1963年10月9日，意大利滑坡引起水库溃坝型泥石流，死亡2125人。1970年5月31日，秘鲁瓦斯卡兰雪崩堵河溃决型泥石流，造成荣盖城死亡18000人，毁埋该城。1985年11月14日，哥伦比亚火山喷发引起冰山融化，导致巨大泥石流，死亡人数达20000人，另有10000人受伤，2000人失踪，总损失4亿美元。1999年底，委内瑞拉连续两个星期的大雨使得土壤的水分过于饱和，巴尔加斯州阿维拉山成千上万吨的泥石倾泻而下，冲毁城镇，造成大约1万5千人死亡，直接经济损失将近20亿美元。(1)对居民点的危害淹没人畜，毁坏土地，甚至造成村毁人亡的灾难。(2)对铁路、公路和航道的危害-全国铁路运营历程共5万余公里，其中3万余公里位于山区。-铁路沿线有泥石流1386条，威胁着3000多公里铁路线的平安。-成昆、宝成、陇海、兰青、大秦等线都是泥石流灾害较集中的地区。-川藏、滇藏、川滇、甘川、川陕公路以及中尼公路，中巴公路均穿越泥石流发生的山区。-川藏公路沿线有泥石流近千条，几乎1/3以上路段以泥石流灾害为主。-直接影响：流入河道，阻塞航道或者形成险滩；间接影响：增加河流含沙量，加速航道淤积。(3)对农田、矿山危害-泥石流对农田的危害主要有冲刷危害和淤埋危害；-扩大沟壕、掩埋耕地、水土流失；-摧毁矿山，淤埋坑道。我国的泥石流-我国泥石流沟分布达1万多条，受泥石流威胁的城市有70多个。全国铁路沿线有泥石流沟1386条。-建国后累积发生泥石流灾难1200多起，造成铁路被毁，中断行车的达300起，出轨和颠覆事故10起，100人伤亡的特大事故2起，车站被埋41次〔33个〕。-每年修复改造费用高达7000万元。

人类活动对泥石流产生的影响-毁林；-开荒和陡坡耕作；-过渡放牧；-水库溃决；-不合理的铁路、公路、水渠工程；-不合理的弃土、弃渣、采石。泥石流的防治措施(1)生物措施恢复或培育植被，合理耕牧，维持较优化的生态平衡。植被包括草被和森林:-调节径流，延滞洪水，削弱山洪的动力；-保护山坡，抑制剥蚀、侵蚀和风蚀，减缓岩石的风化速度。(2)工程措施-蓄水、引水工程：拦截局部或大局部洪水，削减洪峰，以控制爆发泥石流的水动力条件。-支挡工程：挡土墙、护坡等,以稳定斜坡。-拦挡工程：在流通区内修建拦挡泥石流的坝体和护床固坡。-排导工程：导沟、渡槽、急流槽、导流堤等，调整流向，防止漫流，以保护附近的居民点、工矿点和交通线路。-储淤工程：拦淤库和储淤场，修筑拦挡坝，形成泥石流库。在一定期限内，一定程度上将泥石流固体物质在指定地段停淤，从而削减下泄的固体物质总量及洪峰流量。泥石流录像5.3地面沉降及其防治-地面沉降常引起建筑物的损坏。-地面沉降使建筑物下沉或倾斜。-由于地面不均匀沉降使城市局部地区排水不畅，污水外溢。-地裂缝两侧的不均匀沉降加剧了地裂缝的垂直活动，使地裂缝活动的致灾作用明显加剧，沿地裂缝带附近房屋开裂损坏，供水、供气管道错断，道路破坏变形，给城市规划、建设带来较大影响。国内外地面沉降的主要情况地面沉降的原因：(1)自然因素：-欠固结土在自重作用下的固结作用；-新构造运动引起地面沉降；-地震砂土液化作用；-海平面上升。(2)人为因素：过度开采石油、天然气、矿藏、地下水。我国的地面沉降和塌陷：因长期干旱，过量开采地下水，全国已有20多个城市包括天津、上海、宁波、常州、嘉兴、西安、太原、北京等发生了不同程度的地面沉降，沉降速率最大的塘沽、汉沽曾达180mm/年，天津、上海一些地方累计沉降量已达2m多。因不均匀沉降和构造作用，地裂缝灾害日趋严重，全国有200多个县市发现地裂缝近800处，使许多建筑物开裂甚至倒损。上海市从1921年开始发现地面下沉，到1965年累积最大沉降到达2.63m，影响范围400km2；1966年到1987年，累积沉降36.7mm；90年代开始，每年1cm速度下沉。天津市从1959年到1982年累计最大沉降量到达2.15m；沉降100mm以上地区达900km2。北京市；地下水位每年下降1~2m；北京东北部地区沉降量到达590mm；总沉降面积超过600km2。西安市地面沉降发现于1959年，1971年后随过量开采地下水而加剧，1972年到1983年，累积最大沉降量777mm，年平均沉降量30~70mm的沉降中心有5处；到1988年最大累积沉降量到达1.34m；沉降100mm的范围到达200km2。地面沉降的控制和治理(1)外表治理措施对已产生地面沉降的地区，根据灾害规模和严重程度采取地面整治及改善环境：-在沿海低平原地带修筑或加高挡潮堤、防洪堤，防止海水倒灌、淹没低洼地区。-对低洼地形，人工填土加高地面。-改建城市给、排水系统和输油、气管线，整修因沉降而被破坏的交通路线等线性工程，使之适应地面沉降后的情况