二、崩塌

二、崩塌

崩塌是指在陡峻的斜坡上,巨大岩块在重力作用下突然而猛烈地向下倾倒、翻滚、崩落的现象。崩塌以自由坠落为主要运动形式,岩块在斜坡上翻滚滑动并相互碰撞破碎后堆积于坡脚,形成岩堆或崩积体。规模巨大的山区崩塌称为山崩,小型崩塌则称为落石。崩塌体与坡体的分离界面称为崩塌面,崩塌面往往就是倾角很大的界面,如节理、片理、劈理、层面、破碎带等。

(一)崩塌形成的条件及因素

(1)山坡的坡度及其表面的构造。造成崩塌作用要求斜坡外形高而且陡峻,其坡度往往达55°~75°。山坡的表面构造对发生崩塌也有很大的意义,如果山坡表面凹凸不平,则沿突出部分可能发生崩塌。然而山坡表面的构造并不能作为评价山坡稳定性的唯一依据,还必须结合岩层的裂隙、风化等情况来评价。

(2)岩石性质和节理程度。岩石性质不同其强度、风化程度、抗风化和抗冲刷的能力及其渗水程度都是不同的。如果陡峻山坡是由软硬岩层互层组成,由于软岩层属易于风化,致使硬岩层失去支持而引起崩塌。

一般形成陡峻山坡的岩石,多为坚硬而性脆的岩石,属于这种岩石的有厚层灰岩、砂岩、砾岩及喷出岩。

在大多数情况下,岩石的节理程度是决定山坡稳定性的主要因素之一。虽然岩石本身可能是坚固的,风化轻微的,但其节理发育亦会使山坡不稳定。当节理顺山坡发育时,特别是当发育在山坡表面的突出部分时最有利于发生崩塌。

(3)地质构造。岩层产状对山坡稳定性也有重要的意义。如果岩层倾斜方向和山坡倾向相反,则其稳定程度较岩层顺山坡倾斜的大。岩层顺山坡倾斜其稳定程度的大小还取决于倾角大小和破碎程度。

正断层、逆断层,逆掩断层,特别在地震强烈地带对山坡的稳定程度有着不良影响,而其影响的大小又决定于构造破坏的性质、大小、形状和位置。

(二)崩塌的危害

崩塌会使建筑物,有时甚至使整个居民点遭到毁坏,公路和铁路被掩埋。由崩塌带来的损失,不单是建筑物毁坏的直接损失,常因此致使交通中断,给运输带来重大损失。崩塌有时还会使河流堵塞形成堰塞湖,这样就会将上游建筑物及农田淹没。在宽河谷中,由于崩塌能使河流改道及改变河流性质,而造成急湍地段,对人们的生命财产安全都有危害。

(三)崩塌的防治

1.支撑与坡面防护

对悬于上方、以拉断坠落的悬臂状或拱桥状等危岩采用墩、柱、墙或其组合形式支撑加固。

2.修筑拦挡建筑物

对中小型崩塌,可修筑遮挡建筑物或拦截建筑物。

3.锚固

利用穿过软弱结构面、深入至完整岩体内一定深度的钻孔,插入钢筋、钢棒、钢索、预应力钢筋及回填混凝土,借以提高岩体的摩擦阻力、整体性与抗剪强度,这种措施统称为锚固。

(1)锚杆喷射混凝土联合支护。简称锚喷结构或锚喷支护,即喷射混凝土与锚杆相结合的一种支护结构,也称喷锚支护。

(2)锚杆。是指钻凿岩孔,然后在岩孔中灌入水泥砂浆并插入一根钢筋,当砂浆凝结硬化后钢筋便锚固在围岩中,借助于这种锚固,在围岩中钢筋能有效地控制围岩或浅部岩体变形,防止其滑动和坍塌,这种插入岩孔、锚固在围岩中从而使围岩或上部岩体起到支护作用的钢筋称为“锚杆”。

锚杆类型很多,有楔缝式锚杆、倒楔式锚杆、普通式砂浆锚杆(并称插筋)、钢丝绳砂浆锚杆、树脂锚杆及预应力锚索等,根据锚杆与岩体锚固后的形式,锚杆分别有悬吊作用、组合作用、加固作用、锚杆的自承拱作用这四种作用。

(3)预应力锚索。由钻孔穿过软弱岩层或滑动面,把一端(锚杆)锚固在坚硬的岩层中(称内锚头),然后在另一个自由端(称外锚头)进行张拉,从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固,这种方法称预应力锚索,简称锚索,国内应用较多。

4.灌浆加固

灌浆加固可增强岩石完整性和岩体强度。

5.疏干岸坡与排水防渗

通过修建地表排水系统,将降雨产生的径流拦截汇集,利用排水沟排出坡外。

6.削坡与清除

对危岩体上部削坡,减轻上部荷载,增加危岩体和滑坡体的稳定性。

7.软基加固

对于陡崖、悬崖和危岩下裸露的泥岩基座,在一定范围内喷浆护壁可防止进一步风化,同时增加软基的强度。

8.绕避

对可能发生大规模崩塌的地段,铁路或公路必须设法绕避。

9.加固山坡和路堑边坡

(1)常规方法。在临近道路路基的上方,如有悬空的危岩或体积巨大的危石威胁行车安全,应采用与地形相适应的支护、支顶等支撑建筑,或是采用锚固方法予以加固,对深凹的坡面需进行嵌补,对危险裂缝应进行灌浆处理。

(2)SNS边坡柔性防护网。SNS边坡柔性防护网可分为主动防护系统和被动防护系统两种,以钢丝绳作为主要构成部分,以覆盖(主动防护)和拦截(被动防护)两大基本类型来防治各类斜坡坡面地质灾害、雪崩、岸坡冲刷、爆破飞石、坠物等危害。