滑坡災(zāi)害形成機(jī)理與防治方法研究

張永波，張哲驁

（西藏大學(xué)，西藏自治區(qū) 拉薩 850000）

正常來(lái)說(shuō)，滑坡災(zāi)害一般都發(fā)生在山區(qū)有斜坡的地方，因?yàn)樾逼陆Y(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，或者是受到了外力的影響，就會(huì)導(dǎo)致其中的石土凸顯滑落的情況。通常滑坡災(zāi)害初期的滑動(dòng)速度很慢，但是在受到自然天氣催動(dòng)的情況下就會(huì)導(dǎo)致滑動(dòng)速度大大增加。由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)異常不易被人們發(fā)覺(jué)，因此會(huì)造成十分嚴(yán)重的危害。

1 滑坡災(zāi)害的形成機(jī)理

滑坡災(zāi)害造成危險(xiǎn)的原因分為內(nèi)外兩種。一般在山體發(fā)生滑坡災(zāi)害之前，其就具備了內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，導(dǎo)致其中的某一面或者是某一部分有了足夠的滑動(dòng)條件，讓其能夠在外部因素的刺激下而產(chǎn)生滑坡。外部因素是自然天氣中出現(xiàn)狂風(fēng)暴雨等惡劣天氣催動(dòng)本不穩(wěn)定的山體移動(dòng)，或者是出現(xiàn)地震之類(lèi)的自然災(zāi)害，促使山體發(fā)生震動(dòng)而產(chǎn)生了滑坡。大多數(shù)產(chǎn)生滑坡災(zāi)害的地方都具有巖層軟弱或者是部分巖層軟弱的地質(zhì)情況，在重力、風(fēng)力或者是其他外力的推動(dòng)下產(chǎn)生了極為不穩(wěn)定土狀軟層，進(jìn)而在外力刺激下產(chǎn)生滑坡災(zāi)害。

當(dāng)斜坡中的巖石與斜坡的傾斜方向一致，或者是沒(méi)斜坡中的軟弱部分的傾斜角度與斜坡相同并且比坡腳還低的時(shí)候，就會(huì)在風(fēng)雨侵蝕或者是人工挖掘的情況下暴露軟弱面，給滑坡災(zāi)害奠定了發(fā)生的基礎(chǔ)。軟弱面相當(dāng)于山體巖石產(chǎn)生滑動(dòng)的“潤(rùn)滑劑”，而且還會(huì)在雨水或者地下水滲入的時(shí)候使周?chē)馏w軟化。因此一旦軟弱面受到一些其他因素的影響，就會(huì)在重力的帶動(dòng)下產(chǎn)生滑坡災(zāi)害。

滑坡災(zāi)害的形成一般都包含三個(gè)階段：第一個(gè)階段，是蠕動(dòng)變形。在這個(gè)階段，山體會(huì)因?yàn)檐浫趺鎺?lái)的滑動(dòng)空間，而在重力的引導(dǎo)下產(chǎn)生緩慢的位移。其速度極慢，在不經(jīng)過(guò)詳細(xì)的測(cè)量的情況下，很難發(fā)現(xiàn)其變化。第二個(gè)階段就是劇烈滑動(dòng)。在此階段已經(jīng)積攢出了足夠的滑動(dòng)空間，而且其滑動(dòng)面已經(jīng)連接在一起，在滑動(dòng)面順滑的前提下，山體會(huì)超快速位移，甚至能夠達(dá)到每小時(shí)數(shù)百米的速度，會(huì)給人們帶來(lái)嚴(yán)重的危害。第三個(gè)階段就是滑動(dòng)穩(wěn)定。滑梯受到阻力或者其他因素的影響，最終其滑動(dòng)速度會(huì)慢慢地降下來(lái)，直到達(dá)到最后的穩(wěn)定狀態(tài)。但是在這個(gè)階段也不能夠輕易地進(jìn)行救援工作，因?yàn)樯襟w還可能會(huì)因?yàn)槠渌蛩氐挠绊懚^續(xù)滑動(dòng)。

2 造成滑坡災(zāi)害的原因

2.1 自然環(huán)境

滑坡災(zāi)害發(fā)生主要有兩種原因，其中一種就是自然環(huán)境因素。自然環(huán)境因素包括兩種。其一就是地質(zhì)條件。產(chǎn)生滑坡災(zāi)害的地質(zhì)大多是巖土體，巖土體存在孔隙，會(huì)給水營(yíng)造運(yùn)動(dòng)的壓力，讓水將巖石侵蝕和軟化，也能夠降低土體的強(qiáng)度，從而導(dǎo)致巖土體的容重強(qiáng)度增大。與此同時(shí)還會(huì)在巖土層之中產(chǎn)生一種浮托力，具有很強(qiáng)的軟化滑面，降低滑面強(qiáng)度的能力。長(zhǎng)此以往，巖土體的結(jié)構(gòu)就會(huì)越來(lái)越松散，其抗拒狂風(fēng)和剪強(qiáng)度的能力就會(huì)越來(lái)越小，進(jìn)而在其軟弱面產(chǎn)生嚴(yán)重的滑坡，進(jìn)而形成滑坡災(zāi)害。另一種元素就是降水條件，一旦一個(gè)地區(qū)經(jīng)常降雨，或者是突降大暴雨，就會(huì)導(dǎo)致雨水流入軟弱層，促使斜坡發(fā)生滑落的問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和人身安全造成影響。

2.2 人為因素

滑坡災(zāi)害發(fā)生的另一種主要原因就是人為因素。這是因?yàn)槿藗冊(cè)谶M(jìn)行經(jīng)濟(jì)建設(shè)的時(shí)候，一味地追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展忽略的盲目發(fā)展對(duì)大自然造成的傷害，在建設(shè)的時(shí)候違背了生態(tài)環(huán)境的發(fā)展規(guī)律。在平坡的地方建設(shè)建筑，大肆砍伐樹(shù)木，不計(jì)后果地挖山取礦，導(dǎo)致巖土體沒(méi)有樹(shù)木根系的保護(hù)，也出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性被破壞的情況，原來(lái)的底層架構(gòu)越發(fā)不穩(wěn)定，給滑坡災(zāi)害創(chuàng)造了條件。一方面人們大力建設(shè)將一些山體下部或者中部的支撐給挖掘了，讓山體在沒(méi)有支撐的情況下產(chǎn)生了下滑的問(wèn)題。另一方面，人們大肆地挖掘和建設(shè)產(chǎn)生的振動(dòng)讓身體受到影響，營(yíng)造了更多滑動(dòng)的空間。還有一方面就是人們肆意砍伐樹(shù)木，土壤表面吸水量少，大量水滲透到巖土層，致使山體出現(xiàn)滑坡的情況。

3 滑坡災(zāi)害防治方法

3.1 滑坡監(jiān)測(cè)

3.1.1 GPS法

GPS主要是用來(lái)對(duì)固定隊(duì)形進(jìn)行定位的空間定位技術(shù)，使用此種技術(shù)進(jìn)行滑坡檢測(cè)可以形成巖土層的位置影響，通過(guò)對(duì)其定期監(jiān)測(cè)位置數(shù)據(jù)的方式，構(gòu)建一個(gè)更加精準(zhǔn)的控制網(wǎng)，從而能夠精確地分析巖土層位置變化或者形狀變化的情況，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控并預(yù)警滑坡災(zāi)害的目標(biāo)。當(dāng)前這種方法已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到了各個(gè)國(guó)家，并且通過(guò)不斷的優(yōu)化和升級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的監(jiān)控山體情況的目的。GPS檢測(cè)滑坡的方法最早使用在20世紀(jì)90年代，但是當(dāng)時(shí)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人值守的目標(biāo)，但是其精準(zhǔn)度無(wú)法得到保證，進(jìn)而沒(méi)有辦法真正地實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)分析的作用。在經(jīng)歷多次優(yōu)化之后，當(dāng)前GPS技術(shù)已經(jīng)可以精準(zhǔn)到毫米，將其使用到測(cè)繪領(lǐng)域就創(chuàng)建了超高精準(zhǔn)度的空間定位網(wǎng)絡(luò)。

3.1.2 自動(dòng)遙感技術(shù)

這種技術(shù)是在自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，逐漸研發(fā)出來(lái)的遠(yuǎn)程遙感監(jiān)控技術(shù)，其主要是使用空間衛(wèi)星進(jìn)行遙測(cè)，或者是利用遠(yuǎn)距離遙控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行監(jiān)視，從而采集滑坡的實(shí)時(shí)情況，對(duì)于其變形的信息進(jìn)行高效的采集和處理，并且將分類(lèi)儲(chǔ)存、精準(zhǔn)分析，形成更為直觀的曲線圖表，由此來(lái)達(dá)到高效檢測(cè)的目的。與此同時(shí)，自動(dòng)遙感技術(shù)的使用不光能夠更為精準(zhǔn)地做到數(shù)據(jù)分析的作用，還能夠?qū)崿F(xiàn)每時(shí)每刻監(jiān)測(cè)的目的，將監(jiān)測(cè)信息遠(yuǎn)距離傳輸?shù)綌?shù)據(jù)接受的系統(tǒng)，從而更加安全地完成檢測(cè)工作。但是自動(dòng)遙測(cè)技術(shù)也有一定的缺點(diǎn)，那就是其會(huì)受到外部不確定因素的影響，導(dǎo)致傳感器受到損傷，進(jìn)而無(wú)法保證長(zhǎng)期穩(wěn)定的檢測(cè)狀態(tài)，沒(méi)有辦法將其利用在長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)工作中。

3.1.3 宏觀監(jiān)測(cè)法

此種方法主要是針對(duì)宏觀角度滑坡產(chǎn)生的異常進(jìn)行的檢測(cè)，其中包括地面的鼓脹或者凹陷、地面的上升或者沉降、地下水的流通情況以及滑坡地區(qū)動(dòng)物的異常舉動(dòng)等等。通過(guò)對(duì)這些明顯的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，就能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)滑坡是否出現(xiàn)異常變動(dòng)，以及滑坡變形的趨勢(shì)。比如在監(jiān)測(cè)到地表出現(xiàn)裂縫的時(shí)候，就可以及時(shí)到相應(yīng)位置來(lái)對(duì)裂縫的情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其中包括裂縫的長(zhǎng)寬變化和深度變化等等。并且將檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的分析，從而及時(shí)地發(fā)出警報(bào)或者是采取一些措施進(jìn)行管理。這種方法主要是針對(duì)地表宏觀角度發(fā)生的變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其準(zhǔn)確性較高，是比較可靠的檢測(cè)手段。而且這種方法需要的成本較低，能夠廣泛地使用在各種環(huán)境，適合各種滑坡類(lèi)型監(jiān)測(cè)。

3.2 滑坡勘察

3.2.1 勘察內(nèi)容

要想預(yù)防滑坡災(zāi)害就需要提前對(duì)各個(gè)滑坡進(jìn)行勘察，找出存在滑坡災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的滑坡，之后再采取相應(yīng)的手段進(jìn)行防護(hù)。在進(jìn)行滑坡勘察的時(shí)候，其主要是需要采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來(lái)對(duì)滑坡的地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查，并且通過(guò)測(cè)繪、鉆探、水文觀測(cè)等等勘探的方法來(lái)獲得滑坡情況的全部數(shù)據(jù)。比如通過(guò)測(cè)繪調(diào)查滑坡的實(shí)際規(guī)模、通過(guò)地質(zhì)鉆探調(diào)查滑坡的空間分布情況、通過(guò)水觀察了解滑坡的水文地質(zhì)情況等等。再通過(guò)先進(jìn)設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理來(lái)將滑坡進(jìn)行分類(lèi)。確定滑坡類(lèi)型之后，還需要對(duì)滑坡產(chǎn)生的原因進(jìn)行研究。再通過(guò)其他數(shù)據(jù)綜合分析，推測(cè)出滑坡一旦發(fā)生災(zāi)害會(huì)造成的危害程度。通?？辈旃ぷ鞫夹枰啻畏治龊万?yàn)證，確?？辈鞌?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

3.2.2 鉆探法和物探法

鉆探法是勘察滑坡時(shí)經(jīng)常采用的一種方法，其主要被使用在中型滑坡。通過(guò)鉆探技術(shù)，能夠更加準(zhǔn)確地了解滑坡的具體規(guī)模以及其實(shí)際的范圍，還能夠通過(guò)鉆探得知滑坡中巖土體的構(gòu)成情況。此外還可以通過(guò)采樣的方式進(jìn)行巖土體的研究。利用物理實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)巖土體中的水層分布情況進(jìn)行探究，并且了解水自控的來(lái)歷和分布情況。進(jìn)而研究出其對(duì)巖土層的影響，確定巖土體是否有滑坡災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)。而物探法主要是使用雷達(dá)、聲波、地質(zhì)勘探等方法來(lái)進(jìn)行地質(zhì)情況。通過(guò)這種方法能夠更加準(zhǔn)確地了解到巖土層的各個(gè)層次分布的情況，以及各個(gè)層之間物理性質(zhì)的差異，進(jìn)而分析出滑坡的地質(zhì)特點(diǎn)以及各各地層的分布情況，以此來(lái)為后續(xù)的防范工作奠定良好的基礎(chǔ)。

3.3 滑坡防治

3.3.1 錨索穩(wěn)定

首先可以采用將預(yù)應(yīng)力錨索與能夠抵抗山體滑動(dòng)的抗滑樁融合使用的方式來(lái)防范滑坡災(zāi)害。這主要是通過(guò)這兩種方式的結(jié)合來(lái)讓其能夠同時(shí)承受滑坡的變形力度，提高其抗滑的能力，進(jìn)而保障滑坡的推力區(qū)域的穩(wěn)定性。首先是利用錨索減少滑坡推理區(qū)域的滑動(dòng)以及其對(duì)其他地區(qū)的推動(dòng)。其次再利用抗滑樁來(lái)進(jìn)行承受力的加強(qiáng)。在這兩種方法的結(jié)合之下，一方面減少了懸臂拼裝的承受力度，徹底改變了受力機(jī)制，在降低樁的彎矩方面達(dá)到了最大的效果。而且這種方法還能夠在樁預(yù)埋深度降低的情況下就能夠讓整個(gè)結(jié)構(gòu)達(dá)到受力平衡的目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)更加低成本的工程建設(shè)目標(biāo)，而且還不會(huì)影響到整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗力能力。由此實(shí)現(xiàn)低成本、高效益的工程建設(shè)目的。

3.3.2 灌漿技術(shù)

這種技術(shù)主要是往滑坡的內(nèi)部灌入能夠加固的物質(zhì)，以此來(lái)加固原來(lái)的巖土層，讓其能夠利用自身的力量減少產(chǎn)生滑坡災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)。比如采用過(guò)旋噴注漿的方式將固定物質(zhì)灌入到滑動(dòng)帶土層，讓其在固定物質(zhì)的作用下能夠更加牢固，讓容易產(chǎn)生滑動(dòng)的滑面與滑體更加穩(wěn)固地連接在一起，減少滑坡能夠滑動(dòng)的空間，從而提升滑坡整體的抗剪強(qiáng)度，讓整個(gè)滑坡都能夠更加穩(wěn)定。這種技術(shù)主要是使用了先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備，其操作起來(lái)相對(duì)來(lái)說(shuō)較為方便，能夠使用更少的勞動(dòng)力來(lái)完成加固的工作，是一種讓巖土體能夠自身變得堅(jiān)固的方式。但是這種方法會(huì)受到施工環(huán)境的影響，個(gè)別較為崎嶇地區(qū)機(jī)械無(wú)法進(jìn)入，因此需要施工人員酌情選擇，否則會(huì)導(dǎo)致防范成本增加。

3.3.3 格構(gòu)錨固工法

這種方法是當(dāng)前新研究的一種方法，主要通過(guò)坡面支擋的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)滑坡災(zāi)害防護(hù)的目標(biāo)。這種技術(shù)是和預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)在滑坡地區(qū)澆筑混凝土格子的方式來(lái)讓滑坡具有足夠的阻力，讓其能夠在混凝土結(jié)構(gòu)的阻攔之下，減少坡體滑動(dòng)的情況。由此就算山巖體中存在軟弱面和讓山巖體滑動(dòng)的空間，也會(huì)在水凝土結(jié)構(gòu)的阻攔下無(wú)法繼續(xù)滑動(dòng)，從而減少滑坡災(zāi)害的產(chǎn)生。這種方式主要是通過(guò)給滑坡滑動(dòng)帶來(lái)阻力的方式來(lái)減少其滑動(dòng)的可能性，讓其不具備足夠的滑動(dòng)動(dòng)力，從而減少了高速滑動(dòng)帶來(lái)的危害。這種方法被廣泛使用在滑坡治理工作之中，主要應(yīng)用在公路的邊坡或者是滑坡，從而讓被挖開(kāi)支撐體的滑坡能夠有足夠的支撐力，進(jìn)而保證其穩(wěn)固性。

3.3.4 地下排水技術(shù)

滑坡災(zāi)害的形成少不了水的催動(dòng)。一方面人們砍伐樹(shù)木減少了吸收雨水的植株，讓滑坡中吸收了大量的水分從而增加了巖土體被腐蝕的速度，增加了其產(chǎn)生軟弱面的可能性。另一方面大量的雨水灌入會(huì)像潤(rùn)滑劑一般讓滑面連接在一起，給滑坡快速滑動(dòng)創(chuàng)造了條件。因此可以采取地下排水技術(shù)來(lái)減少水的影響，從而讓滑坡更加的穩(wěn)定。首先可以在滑坡中垂直鉆孔，將水分引入到地下河流之中，從而減少水對(duì)巖土體結(jié)構(gòu)的侵蝕。其次還可以通過(guò)深度水平排水廊洞建設(shè)的方式，來(lái)增加地下水排除的速度，從而減小孔隙水的壓力。由此來(lái)讓巖土體的正應(yīng)力更強(qiáng)，而且沒(méi)有水的催動(dòng)，其抗滑力也能夠得到提升，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定滑坡的目標(biāo)，減少滑坡災(zāi)害帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。

3.3.5 預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)

此種技術(shù)是經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)時(shí)間的研究分析才得出來(lái)的一種比較成熟的技術(shù)。其主要是通過(guò)在滑坡中較為容易滑動(dòng)的區(qū)域進(jìn)行打孔，再將其用鋼索固定在孔底更為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)中，并且通過(guò)鋼索的拉力來(lái)減少其產(chǎn)生滑動(dòng)的可能。這種方法能夠讓滑坡的穩(wěn)定性更強(qiáng)，通過(guò)最少的挖掘量來(lái)減少對(duì)滑坡的傷害。與此同時(shí)，還可以在不影響其他工作的情況下來(lái)對(duì)其進(jìn)行加固，將其中一部分的壓力進(jìn)行分散，從而讓其能夠更加穩(wěn)固。當(dāng)前隨著技術(shù)的提高，其承載力上限也在不斷提升，而且還研究出了能夠具有更強(qiáng)的防腐能力的可再拉張性錨索，讓滑坡的穩(wěn)固性更強(qiáng)。由于這種方法強(qiáng)大的承載能力，企業(yè)被廣泛地使用在山洞挖掘的工程之中，用來(lái)提高身體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

4 結(jié)論

綜上所述，滑坡災(zāi)害通常具有極強(qiáng)的隱秘性，輕易不會(huì)被發(fā)現(xiàn)，當(dāng)其發(fā)生的時(shí)候就會(huì)帶來(lái)極大的災(zāi)難。其主要是受到自然和人為兩種因素的影響，在其受到刺激的時(shí)候軟弱面就會(huì)出現(xiàn)崩塌或者移動(dòng)的情況。因此就需要人們采取錨固鎖定、地下排水、灌漿技術(shù)等多種方式進(jìn)行防范，減少滑坡災(zāi)害帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)危害。