我国不良地质与其工程地质问题.docx

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我国不良地质与其工程地质问题

我国不良地质及其工程地质问题

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我国不良地质及其工程地质问题

【摘要】不良地质现象：

对工程建设不利或有不良影响的动力地质现象。

它泛指地球外动力作用为主引发的各类地质现象，如崩塌、滑坡、、岩溶、土洞、河流冲洗和渗透变形等，它们既影响场地稳固性，也对地

基基础、边坡工程、地下洞室等具体工程的安全、经济和正常利用不利。

下面对崩塌、滑坡、、岩溶及其工程地质问题做简要介绍。

【关键字】崩塌、滑坡、、岩溶、工程地质

第一节崩塌

崩塌是指陡峻斜坡的庞大岩块，在重力作用下突但是猛烈地向下倾倒、翻腾、崩落的现象。

崩塌常常发生在山区河流、沟谷的陡峻山坡上，有时也发生在高陡的路堑边坡上。

一、崩塌发生的条件

1．坡面条件——临空面高度大于30m，地面坡度大于45°，尤其是大于60°的陡坡,孤立山嘴或凸形陡坡及阶梯形山坡均为崩塌形成的有利地形；

2．节理发育的块状或层状岩石，如石灰岩、花岗岩、砂岩、页岩等；厚层硬岩覆盖在软弱岩层之上的陡壁都可形成崩塌；

3．各类构造面，软弱夹层偏向临空面且倾角较陡时，便组成崩塌的依附面；

4．在暴雨或久雨以后，水分沿裂隙渗入岩层，降低了岩石裂隙间的粘聚力和摩擦力，增加了岩体的重量，就增进崩塌的产生；

5．水流冲洗坡脚，减弱了坡体支撑能力，使山坡上部失去稳固；

6．地震会使土石松动，引发大规模的崩塌；

7．工程活动造成的崩塌，如在山坡上部增加荷重，大爆破的震动等。

二、崩塌的危害

1．崩塌会使建筑物，有时乃至使整个居民点受到损坏，使公路和铁路被掩埋。

2．崩塌有时还会使河流堵塞形成堰塞湖，如此就会将上游建筑物及农田淹没，

3．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。

三、崩塌的稳固性分析

第一阶段,初勘

第二阶段,对经上阶段分析以为是不稳固的边坡进行详勘,取得包括岩土或软弱结构面强度,地下水流和水压等方面的资料后,经定量分析对边坡稳固性作出判断。

至于新设计的大型边坡,其稳固性分析也分两阶段进行,每阶段需按地质构造分区,按照建筑设计对边坡的要求及边坡的荷载情形,别离预选2一3个坡角并按坡高段（如10一30m为一坡高段）进行稳固性验算,作出包括开挖,支护费用在内的技术比较,然后从当选出最优的坡角,坡形。

四、肯定崩塌体的边界

崩塌体的边界特征决定崩塌体规模的大小。

崩塌体边界的肯定主要依据坡体的地质结构。

第一,应查明坡体中所发育的裂隙面,岩层面,断层等结构面的延伸方向,偏向和倾角大小及规模,发育密度等,即构造面的发育特征.通常,平行斜坡延伸方向的陡倾构造面,易组成崩塌体的后部边界;垂直坡体延伸方向的陡倾构造面或临空面常形成崩塌体的双侧边界;崩塌体的底界常由偏向坡外的构造层或软弱带组成,也叮由岩,土体自身折断形成；第二,调查各类构造面的彼此关系,组合形式,交切特点,贯通情形及它们可否将或已将坡体切割,并与母体（山体）分离；最后,综合分析调查结果,那些彼此交切,组合可能或已经将坡体切割与其母体分离的构造面就是崩塌体的边界面.其中,靠外侧,贯通性（水平及垂直方向上）较好的构造面所围的崩塌体的危险性最大。

五、崩塌的防治

只有小型崩塌，才能避免其不发生，对于大的崩塌只好绕避。

1．爆破或打楔。

将陡崖削缓，并清除易坠的岩石。

2．堵塞裂隙或向裂隙内灌浆，以提高有崩塌危险岩石的稳固性。

3.调整地表水流。

在崩塌地域上方修截水沟，以阻止水流流入裂隙。

4．为了避免风化将山坡和斜坡铺砌覆盖起来。

或在坡面上喷浆。

5．筑明峒或御塌棚。

6．筑护墙及围护棚（木的、石的、铁丝网）以阻挡坠落石块，并及时清除围护建筑物中的堆积物。

7．在软弱岩石出露处修筑挡土墙，以支持上部岩石的质量（这种办法常常利用于修建铁路路基而需要开挖很深的路堑时）。

第二节滑坡

滑坡是指斜坡岩土体在重力作用下，沿必然的软弱面或滑动带整体下滑的现象。

西南地域（云、贵、川、藏）是我国滑坡散布的主腹地域，其他地域的山区、丘陵区，包括黄土高原，亦有不同类型的滑坡散布。

一、滑坡的种类及形成的原因

滑坡的类型

滑坡的成因

堆积层滑坡：

坡积、洪积、重力堆积中或沿基岩顶面滑动的各种滑坡。

是由于地下水的作用引起的。

残积层滑坡：

发生在厚层风化壳中的滑

坡。

是由于强烈的化学风化作用，坚硬基岩也风化成土和碎石，滑坡多沿软弱的风化带滑动。

黄土滑坡：

新、老黄土的滑坡。

滑坡的产生与黄土对水的不稳定性有关。

粘性土滑坡：

均质和非均质粘性土中产

生的滑坡。

因网状裂隙破坏了土的结构，水沿裂隙下渗，使土的强度降低，而产生的滑坡。

堆填土滑坡：

人工填筑的路堤土及弃土。

路堤沿原地面发身发生的滑动，有时也带动其下的坡积层一起下滑。

破碎岩石滑坡：

岩体失去完整性、松散破碎的岩石，可产生层面滑坡和构造面滑坡。

滑体由碎、块石和粘性土混合组成，地下水较多，无明显的含水层。

岩石滑坡：

各种较完整的岩石。

是以泥岩、泥质页岩、片岩等软弱岩石

形成的滑坡。

二、滑坡的形成条件

1．边坡体的岩性条件。

2．边坡体内部的结构构造。

岩层或土层层面、节理、裂隙等常是影响边坡体稳固性；

3．地形地貌条件。

坡角愈平缓、坡高愈低，边坡体的稳固性愈好；

4．水文地质条件。

90％以上的边坡滑动都与水的作用有关；

5．气候和地震作用。

A.气候条件转变会使岩石风化作用加重，B.地震烈度在5度以上时就可能诱发边坡滑动；

6．人为因素影响。

平整场地、修筑道路、开挖渠道、基坑和采矿都将致使

产生滑坡

三、滑坡的形态要素

一个发育完整的滑坡一般都具有滑坡体、滑动面、滑坡床、滑坡壁、滑坡台地、滑坡鼓丘、滑坡舌、滑坡裂隙等滑坡特有的形态持征。

四、滑坡活动的阶段性

滑坡的发生、进展演化进程，是一个累进性变形破坏进程，而且往往具有多次周期性活动的特点。

按照每一期次活动的运动学特征。

可分为四个阶段：

1．蠕动变形阶段：

历时长，是滑坡预测和预防的重要阶段。

2．滑动破坏阶段：

速度不断加大，来势猛，破坏力大。

3．巨滑阶段：

滑坡体一较大速度向前移动，速度可达每秒数十米，滑距较大；

4．渐趋稳固阶段：

滑移速度渐减以至停止滑动。

五、影响滑坡的因素

1．边坡形态：

坡高，坡角；

2．岩土性质：

强度，含水量，完整性等；

3．构造面的产状；

4．水：

静水，动水；

5．振动荷载：

地震。

六、滑坡的危害

滑坡对铁路交通运输的危害主要表此刻以下几方面：

1.破坏线路、中断行车。

缓慢移动的滑坡常常造成路基和线路上拱、下沉、外挤、挡墙变形及侧沟破坏。

滑坡一旦滑下，则掩埋路基、推毁线路设备。

路基部份或整体滑动的路堤滑坡使线路悬中，难易修复。

2.危害站场、砸坏站房。

山区铁路，要在深山峡谷中找一段地势较平坦能设站的地方是很不容易的，而那些峡谷中的宽谷段，又常常是古老滑坡发育的地方。

3.桥梁墩台推移，隧道明洞摧毁。

4.肇成行车事故，人身伤亡严峻。

5.中断交通运输，影响国计民生。

6.增加基建投资、加大维修费用。

七、滑坡的治理

1．治理原则

（1）以防为主、整治为辅；

（2）尽可能避开大型滑坡所影响的位置；

（3）尽可能综合治理；

（4）整治最危险、最先滑的部位；

（5）注意做好排水工程。

2.治理办法

（1）排水。

原则：

区内水尽快聚集、排出，区外水应拦截、旁引。

办法：

A地表排水主如果设置截水沟和排水明沟系统。

截水沟是用来截排来自滑坡体外的坡面径流；排水明沟系统，以聚集坡面径流引导出滑坡体外。

B地下排水为了排除地下水可设置各类形式的渗沟或盲沟系统，以截排来自滑坡体外的地下水流。

（2）支挡（增大抗滑力）。

在滑坡体下部修筑挡土墙、抗滑桩或用锚杆加固等工程以增加滑坡下部的抗滑力。

在利用支挡工程时，应该明确各类工程的作用。

如滑坡前缘有水流冲洗，则应第一在河岸作支挡等防护工程，然后又考虑滑体上部的稳固。

（3）刷方减重（减小下滑力）。

主如果通过削减坡角或降低坡高，以减轻斜坡不稳固部位的重量，从而减少滑坡上部的下滑力。

如拆除坡顶处的衡宇和搬走重物等。

（4）改善滑动面（带）岩土性质（增增强度）。

主如果为了改良岩土性质、结构，以增加坡体强度。

本类办法有：

对岩质滑坡采用固结灌浆；对土质滑坡采用电化学加固、冻结、焙烧等。

第三节泥石流

泥石流是发生在山区的一种含有大量泥沙和石块的暂时性急水流。

由于它具有壮大的破坏力，往往在很短暂的时刻内造成工程设施、农田和生命财产的严峻损失，所以是要挟山区居民生存和工农业建设的一种地质灾害。

它的活动特点是：

在一个地段上往往突然暴发，能量庞大，来势凶猛，立时短暂，复发频繁。

一、泥石流形成条件

泥石流的形成，必需同时具有三个条件。

他们是：

地形条件、地质条件和气象水文条件。

1.地形条件

典型的泥石流发生地由形成区、流通区和堆积区三个区段组成。

（1）泥石流形成区（上游）。

泥石流形成区多为三面环山、另一面仅有一个狭小出口的瓢状或漏斗状，汇水面积大；

（2）泥石流流通区（中游）。

泥石流流通区的纵坡坡度大，沟谷狭小。

岸坡陡峻，使泥石流得以迅猛直泻；

（3泥石流堆积区（下游）。

泥石流堆积区为开阔的山前倾斜平原。

2.地质条件

泥石流散布多为新构造运动活动显著、地质构造复杂，断裂、褶皱发育，裂隙密行，滑坡、崩塌等不良地质作用强烈；山体岩石结构疏松、软弱、易风化，地表岩石风化破碎．有形成泥石流所需的大量颗粒状松散固体物质来源。

3.气象水文条件

地表水的迅速而大量汇流是形成泥石流的根本条件，因此泥石流流域常发生强度较大的暴雨或具有开阔的山坡，堆积有大量的积雪或冰川，气温回升强度大，有产生骤然融雪的可能。

二、泥石流的危害

泥石流常常具有暴发突然、来势凶猛、迅速之特点。

并兼有崩塌、滑坡和洪水破坏的双重作用，其危害程度比单一的崩塌、滑坡和洪水的危害更为普遍和严峻。

它对人类的危害具体表此刻五个方面。

1.对居民点的危害。

泥石流冲进、，摧毁衡宇、工厂、企事业单位及其他场所设施。

淹没人畜、损坏土地，乃至造成村毁人亡的。

2.对公路和铁路的危害。

泥石流可直接埋没车站，铁路、公路，摧毁路基、桥涵等设施，致使交通中断，还可引发正在运行的火车、汽车颠覆，造成重大的人身伤亡事故。

有时泥石流汇入河道，引发河道大幅度变迁，间接损坏公路、铁路及其它构筑物，乃至迫使道路改线，造成庞大的经济损失。

3.对水利水电工程的危害。

主如果冲垮、引沟渠道及过沟建筑物，淤埋水电站尾沟渠，并淤积水库、磨蚀坝面等。

4.对矿山的危害。

主如果摧毁矿山及其设施，淤埋矿山坑道、伤害矿山人员、造成停工停产，乃至使矿山报废。

5.对农田的危害。

直接冲洗、冲垮农田，有的乃至掩埋农田。

三、泥石流的防治办法

泥石流有不同的特点，相应的治理办法也应有所不同。

在以坡面侵蚀及沟谷侵蚀为主的泥石流地域、应以生物办法为主、辅以工程办法；在崩塌、滑坡强烈活动的泥石流发生（形成）区，应以工程办法为主，兼用生物办法，而在坡面侵蚀和重力侵蚀兼有的泥石流地域，则以综合治理效果最佳。

1．生物办法

泥石流防治的生物办法是包括恢复植被和合理耕牧。

一般采用乔、灌、草等植物进行科学地配置营造，充分发挥其滞留降水，维持水土，调节径流等功能，从而达到预防和制止泥石流发生或减小泥石流规模，减轻其危害程度的目的。

生物办法一般需要在泥石流沟的全流域实施，对宜林荒坡更需采取此种办法。

但要正确地解决好农、林、牧、薪之间的矛盾，若是管理不善，很难收到预期的效果。

与泥石流工程防治办法相较较，生物防治办法具有应用范围广，投资省、风险小，能增进生态平稳，改善自然环境条件，具有生产效益，和防治作用持续时刻长的特点。

生物办法包括林业、农业工程通常在同一流域内随地形、坡度、土层厚度及其他条件的转变而因地制宜的进行具体布置。

2．工程办法

泥石流防治的工程办法是在泥石流的形成、流通、堆积区内，相应采取蓄水、引水工程，拦挡、支护工程，排导、引渡工程，停淤工程及改土护坡工程等治理工程，以控制泥石流的发生和危害，泥石流防治的工程办法通常适用于泥石流规模大，暴发不很频繁、松散固体物质补给及水动力条件相对集中，保护对象重要，要求防治标准高、生效快、一次性解决问题等情形。

3.泥石流地段交通线路选择

在泥石流地段选择交通线路时，应尽可能绕避泥石流散布集中、且危害严峻的地段。

当受其他条件限制而必需通过时，则应按照泥石流的特点，从受影响较小的部位，采用最经济、安全的工程形式通过。

第四节岩溶

地下水和地表水对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫岩溶作用，这种作用及其产生的地貌现象和水文地质现象的总称叫做岩溶，国际上统称噶斯特。

岩溶作用与工程建设的关系十分紧密。

在水利水电建设中，因库坝位址选择不妥，岩溶洞窟致使库水渗漏，影响水库的效益和正常利用。

在岩溶区修建隧道、地下洞库和开采矿区，一旦揭穿高压岩溶管道水时，就会造成大量突水，有时夹有泥沙喷射，给施工带来严峻苦难，乃至淹没坑道，造成机毁人亡等事故。

一．岩溶的形成条件

岩溶的形成是由于水对岩石的溶蚀结果。

因此其形成条件是：

1.必需有可溶于水而且是透水的岩石。

岩体第一是可溶解的，按照岩石的溶解度，能造成岩溶的岩石可分三大组：

（1）碳酸盐类岩石，如石灰岩、白云岩和泥灰岩；

（2）硫酸盐类岩石，如石膏和硬石膏；

（3）卤素岩，如岩盐。

岩体必需具有透水性能，这才有进展岩溶的可能。

岩体的透水性要注意两个方面：

一是可溶岩石本身的透水性，另一是在岩体内要有裂隙。

2.水在其中是流动的、有侵蚀力的。

天然水是有溶解能力的，这是由于水中含有必然量的侵蚀性CO2。

当含有游离CO2的水与其围岩的碳酸钙（CaCO3）作历时，碳酸钙被溶解，这时其化学作用如下：

CaCO3十CO2十H2O=Ca+十2HCO3－

这种作用是可逆的，即溶液中所含的部份CO2在反映后处于游离状态。

若是水中的游离CO2含量比平衡所需的数量要多，那么，这种水与CaCO3接触时，就会发生CaCO3的溶解。

水在可溶岩体中活动是造成岩溶的主要原因。

它主要表现为水在岩体中流动，地表水或地下水不断交替。

地下水或地表水主要来源于大气降水的补给。

而大气中是含有大量CO2的，这些CO2就溶解于大气降水中，如此使水具有溶解可溶性岩石的能力。

地表水则在地表的可溶岩石表面的凹槽流动，一方面溶解围岩，另一方面流水有动力的结果，又同时冲洗围岩，于是产生了溶沟溶槽和石芽；

地下水在向地下流动进程中，与岩石彼此作用而不断地花费了其中具有侵蚀性的二氧化碳，如此造成了地下水的溶解能力随深度的加深而减弱。

再加上深部水的循环较慢，溶解能力及冲洗能力大大减少，使深部的岩溶作用减弱。

二、岩溶的工程地质问题

1．溶蚀岩石的强度大为降低。

岩石蒙受溶蚀可使岩石有孔洞、结构松散，从而降低岩石强度和增大透水性能。

2．造成基岩面不均匀起伏。

这就造成了地基的不均匀性。

3．漏斗对地面稳固性的影响。

4．溶洞和土洞对地基稳固性的影响。

溶洞和土洞地基稳固性必需考虑如下三个问题：

（1）溶洞和土洞散布密度和发育情形。

（2）溶洞或土洞的埋深对地基稳固性影响。

如若H≥，同时岩石比较完整、裂隙较少，岩石也较坚硬，则该溶洞顶板作为一般地基是安全的。

如若H＞3b，岩石裂隙较多，岩石较为破碎，则溶洞的埋深是安全的。

（3）抽水对土洞和溶洞顶板稳固的影响。

结语

通过对不良地质现象的研究，掌握其规律，从而为水利水电、工程建设服务。

减少其对人类的灾害。