地质灾害防治讲义

地质灾害防治讲义地质灾害防治讲义 第一部分第一部分 地质灾害基本知识地质灾害基本知识 一、地质灾害概述 （一）地质灾害的定义 1定义 本条例所称地质灾害，包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体 崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。 地 质灾害防治条例第二条 地质灾害：自然因素或者人为活动引发的、危害人民生命和财产安全的、与地质作用有关 的灾害。 2理解 对地质灾害的认识，应该明确两点： （1）和其它自然灾害一样，地质灾害也是以人为中心而论的，离开对人类的生存和生活的 危害、威胁，灾害便无从谈起。 （2）地质灾害的动力来源是内外动力地质作用（含人类活动的营力作用） 。 （二）地质灾害的类型 崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降，地质灾害防治条例第二条中明确提 及的 6 种类型为最常见、最重要的地质灾害。 我国疆域辽阔，影响地质灾害发育的自然地质条件复杂多样，人为工程活动的性质及强度 差异大。 广义上的地质灾害有数十种，常见的地质灾害可以罗列如下：地震、火山喷发、 滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降、沙漠化、水土流失、水土污染、土 地盐渍化、沼泽化、煤与瓦斯突出、矿坑突水、岩（煤）爆、顶板冒落、地下热害、煤层 燃烧、边岸再造、泥沙淤积、库区侵没、洪涝、海岸侵蚀、黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土 冻融等等。 地质灾害的分类，有不同的角度与标准，十分复杂。 就其成因而论，主要由自然变异导致的地质灾害称自然地质灾害；主要由人为作用诱发的 地质灾害则称人为地质灾害。 按地质作用，分为内生地质灾害、外生地质灾害和人类活动诱发的地质灾害。 根据灾害发生区的地理或地貌特征，可分山地地质灾害，如崩塌、滑坡、泥石流等；平原 地质灾害，如地面沉降。 按灾害发生及持续时间，分为突发性地质灾害和缓变性地质灾害。前者如地震、火山喷发、 滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等，即习惯上的狭义地质灾害；后者如地面沉降、水土污 染、水土流失、土地沙漠化等，又称环境地质灾害。 （三）地质灾害分级 1灾情分级 地质灾害按照人员伤亡、经济损失的大小，分为四个等级： （1）特大型：因灾死亡 30 人以上或者直接经济损失 1000 万元以上的； （2）大型：因灾死亡 10 人以上 30 人以下或者直接经济损失 500 万元以上 1000 万元以下 的； （3）中型：因灾死亡 3 人以上 10 人以下或者直接经济损失 100 万元以上 500 万元以下的； （4）小型：因灾死亡 3 人以下或者直接经济损失 100 万元以下的。 地质灾害防治条例第四条 2险情分级 地质灾害按危害程度，既受威胁人数或受威胁财产的大小，分为四个等级： （1）特大级（特重）：受威胁人数 1000 人以上或者受威胁财产 1000 万元以上的； （2）重大级（重）：受威胁人数 100 人以上、1000 人以下或者受威胁财产 500 万元以上、 1000 万元以下的； （3）较大级（中）：受威胁人数 10 人以上、100 人以下或者受威胁财产 100 万元以上、 500 万元以下的； （4）一般级（轻）：受威胁人数 10 人以下或者受威胁财产 100 万元以下的。 3规模分级 地质灾害按其规模分为巨（特大）型、大型、中型和小型四个等级。 地质灾害规模级别划分标准 灾 害 规 模灾 害 类 型 巨 型（特大） 大 型 中 型 小 型 小一型 小二型 滑 坡（104m3） 1000 1001000 10100 1.010 1km，地面影响宽度 m：） 20 1020 310，或长30m） 、中层滑坡（1030m）和薄（浅）层滑 坡（200m/d 或50mm/h；沟内 地下水丰富，有大量泉水出露，沟底水位埋藏浅；沟谷上游存在不稳定或有病害现象的坝 体、水库、湖塘等。 五、地面塌陷 （一）地面塌陷的定义及类型 1地面塌陷定义 地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下，向下陷落，并在地面形成塌陷坑 （洞）的一种地质现象。当这种现象发生在有人类活动的地区时，便可能成为一种地质灾 害。 2地面塌陷类型 地面塌陷的形成原因复杂，种类很多。根据不同的分类依据，可分为不同的类型。下面介 绍常见的两种分类。 （1）按形成塌陷的主要原因分类 自然塌陷：由于自然因素如地震、降雨、自重作用等导致者； 人为塌陷：由于人为作用导致者。 在这两大类中，又可根据具体因素分为许多类型，如地震塌陷、矿山采空塌陷等。 （2）按塌陷区是否有岩溶发育分类 岩溶地面塌陷：是由于隐伏岩溶洞隙上方岩、土体在自然或人为因素作用下，产生陷落 而形成者； 在可溶岩上有松散土层覆盖的覆盖岩溶地区，塌陷主要产生在土层中，称为“土层塌陷”； 目前已知的岩溶塌陷中，土层塌陷约占 97%。 非岩溶地面塌陷：又可根据成因及塌陷区岩、土体的性质进一步分为采空塌陷、黄土塌 陷、火山熔岩塌陷和冻土塌陷等许多类型。 在我国发育的各类地面塌陷中，以岩溶塌陷的分布最广、危害最重，每年造成的经济损失 达数至 10 余亿元。采空塌陷许多矿区均有发育，尤以北方煤田区最为严重。 （二）地面塌陷的形成条件和诱发因素 1岩溶塌陷的形成条件和诱发因素 （1）岩溶地面塌陷的形成条件 岩溶洞隙是岩溶塌陷产生的基础：岩溶发育愈强烈、岩溶洞隙数量愈多，愈有利于岩溶 塌陷的形成，其规模也愈大； 一定厚度的松散覆盖层：岩性和结构及其厚度对塌陷的形成有明显影响，颗粒越粗、粘 性越差，越易于产生塌陷，厚度20m 的土层占塌陷的绝大多数； 易于改变的岩溶地下水动力条件：岩溶地下水位埋藏较浅、循环交替强烈的地段，岩溶 地下水动力条件易于改变，地下水活动强烈，有利于塌陷的形成。 （2）岩溶地面塌陷的诱发因素 人为因素：主要有急剧抽汲岩溶水（不合理开采、成井抽水试验时水位降深过大） 、采矿 排水或突水、水库蓄引水、灌溉、给排水工程渗漏、堆载及振动等，约占 60%。 自然因素：主要是气候的季节变化以及地震，特别在枯水或暴雨期。 2采空塌陷的形成条件和诱发因素 矿山采空塌陷的产生机理与岩溶塌陷相类似，其形成条件和诱发因素的理解可参照岩溶塌 陷。 （1）采空塌陷的形成条件 存在一定规模的地下采空区； 覆盖一定厚度的松散或不紧固岩土层。 （2）采空塌陷的诱发因素 也可以分为人为和自然因素，主要有采矿排水或突水、水库蓄引水、堆载及振动等，降水 的季节变化，以及地震等。 （三）岩溶塌陷发生的前兆特征 1井、泉的异常变化：如井、泉水位骤然升、降，水色突然浑浊或翻砂、冒气慨； 2地面变形：地面出现环状裂缝并不断扩展，产生局部地鼓或下沉等异常现象。 六、地面沉降 （一）地面沉降的定义及类型 1地面沉降的定义 地面沉降又称为地面下沉或地陷。它是在人类工程经济活动影响下，由于地下松散地层固 结压缩，导致地壳表面标高降低的一种局部的下降运动（或工程地质现象） 。 2地面沉降的类型 （1）按地质环境分类 现代冲积平原模式，如我国的几大平原； 三角洲平原模式，我省的嘉兴就发生在这种地质环境中； Page 断陷盆地模式，如宁波。 （2）按发生的原因分类 抽汲地下水引起的地面沉降； 采掘固体矿产引起的地面沉降； 开采石油、天然气引起的地面沉降； 抽汲卤水引起的地面沉降。 （二）地面沉降的主要危害 地面沉降使区域性地面标高降低，因而会导致一些次生灾害发生。主要表现在下列几个方 面： 1降低防洪排涝工程效能，加剧洪涝灾害； 2严重影响城市规划、市政建设，破坏市政工程及建筑物； 3使桥梁净空减少，降低内河通航能力。 4导致海水上岸，防潮堤必须相应加高； 5滨海平原潜水位抬高，加重土壤的次生盐渍化、沼泽化； 七、杭州市地质灾害现状 （一）杭州市地质灾害现状 杭州市已全部完成县（市）地质灾害调查区划，据其成果统计，全市共有地质灾害及隐患 点 1209 处，灾害类型及比例：滑坡 855 处（占 70.7%） 、崩塌 285 处（占 23.6%） 、泥石流 41 处（占 3.4%） 、地面塌陷 28 处（占 2.3%） ；按灾害规模分：大型 3 处（占 0.25%） 、中型 49 处（占 4.05%） 、小型 1157 处（占 95.70%） ；共威胁人口 14474 人，威胁财产 24990.3 万元。 第二部分 地质灾害防治基本方法 一、地质灾害防治行政管理工作 （一）地质灾害防治主要工作 1地灾防治有关法律法规、知识的宣传教育，当务之急是做好地质灾害防治条例的宣 传培训工作。 2编制并组织实施地质灾害防治规划、计划（包括 1：1 万乡镇地灾易发区图） 。 3拟订年度地质灾害防治方案和突发性地质灾害应急预案。 4汛期地灾巡查、调查。 5汛期地灾气象预警预报。 6组织开展地质灾害监测、预报工作。 7划定地质灾害危险区、易发区并对其监督管理。 8地质灾害防治项目及承担单位资质等的管理。 9制定有关标准、规范。 10地质灾害责任鉴定和纠纷调处。 （二）地质灾害防治主要工作制度 1区域地质灾害调查制度。 2年度地质灾害防治方案编报制度。 3地质灾害预报制度。 4汛期值班制度。 5险情巡视（查）制度。 6灾情速报制度。 7工程建设地质灾害危险性评估制度。 8地质灾害危险性评估和地质灾害防治工程资质管理制度。 9与建设工程配套实施的地质灾害治理工程的“三同时”制度。 二、地质灾害防治技术方法 （一）地质灾害调查 1区域调查 如县（市）地质灾害调查与区划 ，是编制各级地质灾害防治规划的基础。委托专业地勘 队伍进行，技术要求按县（市）地质灾害调查与区划基本要求实施细则 。工作程序分 4 个阶段：资料搜集、设计编写与审查、野外调查及检查验收、成果编制与评审；县（市） 国土资源部门要对此有所了解，以便于组织管理及配合。 2灾害（隐患）点调查 是勘察、治理及应急的基础。灾情严重的应当由专业人员、最好有专家参加。 对基层国土资源管理人员来说，有两点特别值得关注：一是灾害的规模的确定，二是威胁 范围和程度的确定。 （二）地质灾害监测 针对我省灾害的特征（灾点多、规模小）以及目前和今后几年以群测群防为主的现状，重 点介绍适宜群测群防的简易监测方法。 1滑坡、崩塌监测方法 包括位移动态观测和水动态观测两个方面。 （1）位移监测 地表位移监测：掌握滑坡表面各部分的动态变化；既观测平面位移量，又观测垂直方向 （即高程）的位移量。方法很多，可根据具体情况，因地制宜地使用简易的观测方法和精 密观测方法。后者即借用观测网（方格网）用经纬仪测量各观测桩的平面位移和用水平仪 测量其高程变化。 适用于群测群防监测的简易观测方法主要为机械测缝法，即在裂缝两侧或滑带两侧插筋、 埋桩或作标记（粘贴水泥砂浆片、纸张或玻璃片）等，用钢尺直接测量位移数值。该方法 优点是简便、直观、可靠、投入快、成本低，便于普及不受环境影响；缺点是精度稍差、 信息量少。 机械测缝法的几种情况 深部位移监测：为全面掌握滑坡体各个部位的位移动态情况而进行，方法主要有：测斜 仪法、放射性同位素法、电阻丝片法、金属球法。 （2）水动态监测 水文地质监测：即每隔一定时间测钻孔或井中的水位、水温，并取水样进行化验，查看 异常变化。 地表水文监测：对于处在河流、湖泊（水库）附近的斜坡，需要进行水位、波浪、冲刷 作用等观测。 2泥石流监测方法 （1）物源监测 形成区松散堆积物的面积、体积的变化； 形成区和流通区内滑坡、崩塌的体积和变形情况，是否有裂缝产生、裂缝的变化； 形成区内森林和耕地面积的变化，水土保持的状况。 （2）水源监测 降雨量及其变化； 水库、堰塘等地表水体流量、水位及堤坝渗漏水量； 坝体稳定性和病害情况。 3地面塌陷监测方法 （1）地表监测 地面、建筑物的变形：通常设置一定的点位，用水准仪、百分表及地震仪等进行测量。 水点变化：井孔、泉点、矿井突水点、水库渗漏点等水量、水位及水质的变化。 （2）地下监测 地下洞穴分布及其发展状况：借助物探或钻探方法查明。 地下岩、土体特征的变化：可采用伸缩性钻孔桩（分层桩） 、钻孔深部应变仪等进行监测。 （3）塌陷前兆现象监测 抽、排地下水引起泉水的干枯，地面积水，人工蓄水（渗漏）引起的地面冒气泡或水泡， 植物变态，建筑物作响或倾斜，地面环形开裂，地下土层垮落声，水点的水量、水位和含 沙量的突变以及动物的惊恐异常现象等。 4地面沉降监测方法 （1）研究区的水准测量点定期测量； （2）含水层地下水开采量（含回灌量）及地下水位长期观测； （3）室内试验和野外试验； （4）沉降标、孔隙水压力标和基岩标监测，用以深入了解各土层和含水层的变形规律及地 下水位动态变化规律。 （三）地质灾害应急 1临灾应急 （1）报告和通知 立即报告或通知当地政府、有关部门、单位。 （2）撤离 属于已知灾害隐患点的，按防灾预案或避灾明白卡的规定，发出地质灾害预警信号，受灾 害威胁的居民以及其他人员按预定的撤离路线迅速转移到安全地带。 属于新发现的灾害点，当地人民政府、基层群众自治组织及时动员受到地质灾害威胁的居 民以及其他人员转移到安全地带。 （3）调查监测 组织应急调查监测组，调查、核实险情；险情监测和巡视，预测灾害发展趋势和潜在威胁； 编制或完善防灾预案及避灾明白卡，并及时发放到灾民及相关人员手中；采取有效应急防 范措施，防止险情加剧；提出是否启动应急预案的建议。 Page （4）启动预案 经调查确定险情紧急，当地人民政府、基层群众自治组织的临灾应急有困难时，应启动突 发性地质灾害应急预案，迅速开展抢险避灾行动。 （5）划定地质灾害危险区 危险区的边界应设置明显警示标志，安排巡逻值勤人员，严防危险区内进行爆破、削坡、 工程建设以及其他可能加剧险情或引发地质灾害的活动，禁止与抢救避灾行动无关人员进 入危险区。 （6）工程治理或者搬迁避让 2灾害应急 （1）撤离 当处在滑坡体上时，首先应保持冷静，向较为安全的地段（两侧方向）撤离；当遇无法跑 离的高速滑坡时，更不能慌乱，如滑坡呈整体滑动时，原地不动，或抱住大树等物。当泥 石流发生时，应迅速向泥石流沟两侧跑离，绝对不能顺沟向上或向下跑动。 （2）自救互救 （3）报告 （4）启动相应级别的应急预案 紧急抢险 调查监测 医疗救护和卫生防疫 治安、交通管制 基本生活保障 设施修复和生产自救 应急资金保障 （5）划定地质灾害危险区和抢险救灾特别管制区 （6）灾后重建。 （四）地质灾害治理 1滑坡 我国防治滑坡的工程措施很多，归纳起来分为三类： （1）消除或减轻水的危害 排除地表水 是整治滑坡不可缺少的辅助措施，而且应是首先采取并长期运用的措施。其目的在于拦截、 旁引滑坡外的地表水，避免地表水流入滑坡区；或将滑坡范围内的雨水及泉水尽快排除， 阻止雨水、泉水进入滑坡体内。 主要工程措施有：滑坡体外截水沟；滑坡体上地表水排水沟；引泉工程；做好滑坡区的绿 化工作等。 排除地下水 对于地下水，可疏而不可堵。主要工程措施有：截水盲沟用于拦截和旁引滑坡外围的地 下水；支撑盲沟兼具排水和支撑作用；仰斜孔群用近于水平的钻孔把地下水引出；此 外还有盲洞、渗管、渗井、垂直钻孔等排除滑体内地下水的工程措施。 防止河水、库水对滑坡体坡脚的冲刷 主要工程措施有：在滑坡上游严重冲刷地段修筑促使主流偏向对岸的“J”坝；在滑坡前缘抛 石、铺设石笼、修筑钢筋混凝土块排管，以使坡脚的土体免受河水冲刷。 （2）改变滑坡体外形、设置抗滑建筑物 削坡减重 常用于治理处于“头重脚轻”状态而在前方又没有可靠抗滑地段的滑体，使滑体外形改善、 重心降低，从而提高滑体稳定性。 修筑支挡工程 因失去支撑而引起的滑坡，或滑坡床陡、滑动可能较快的滑坡，采用修筑支挡工程的办法， 可增加滑坡的重力平衡条件，使滑体迅速恢复稳定。 支挡建筑物种类有：抗滑片石垛、抗滑桩、抗滑挡墙等。 改善滑动带土石性质 一般采用焙烧法、爆破灌浆法等物理化学方法对滑坡进行整治。 由于滑坡成因复杂、影响因素多，因此常常需要上述几种方法同时使用、综合治理，方能 达到目的。 2崩塌 （1）遮挡 即遮挡斜坡上部的崩塌落石。这种措施常用于中、小型崩塌或人工边坡崩塌的防治中，通 常采用修建明硐、棚硐等工程进行，在铁路工程中较为常用。 （2）拦截 对于仅在雨季才有坠石、剥落和小型崩塌的地段，可在坡脚或半坡上设置拦截构筑物，如 设置落石平台和落石槽以停积崩塌物质；修建挡石墙以拦坠石；利用废钢轨、钢钎及钢丝 等编制纲轨或钢钎栅栏来挡截落石。这些措施也常用于铁路工程中。 （3）支挡 在岩石突出或不稳定的大孤石下面，修建支柱，支档墙或用废钢轨支撑。 （4）护墙（坡） 在易风化剥落的边坡地段，修建护墙，对缓坡进行水泥护坡等。一般边坡均可采用。 （5）镶补沟缝 对坡体中的裂隙、缝、空洞，可用片石填补空洞，水泥砂浆沟缝等以防止裂隙、缝、洞的 进一步发展。 （6）刷坡（削坡） 在危石、孤石突出的山嘴以及坡体风化破碎的地段，采用刷坡来放缓边坡。