淺談地震次生地質(zhì)災(zāi)害及預(yù)防措施

1、武漢大學(xué)通識課地震減災(zāi)漫談結(jié)課論文淺談地震次生地質(zhì)災(zāi)害及預(yù)防措施摘 要：汶川發(fā)生的8.0級地震給當(dāng)?shù)厝嗣駧砹司薮蟮膿p失和慘痛的教訓(xùn)，在地震預(yù)報不準(zhǔn)確的情況下，震災(zāi)預(yù)防是減輕災(zāi)難發(fā)生的重要途徑。本文淺談了次生地質(zhì)災(zāi)害的主要類型、特征及預(yù)防措施。 關(guān)鍵詞：汶川地震；次生地質(zhì)災(zāi)害；類型；特征；預(yù)防措施0 引言汶川80級大地震不僅在四川省造成災(zāi)難性的破壞，在鄰省市也造成大范圍破壞，其影響還波及到全國絕大部分地區(qū)乃至境外，是新中國建立以來我國大陸發(fā)生的破壞性最為嚴(yán)重的地震之一。據(jù)統(tǒng)計近7萬人在這次地震中喪生，36萬人受傷，1500萬人被緊急轉(zhuǎn)移安置，累計受災(zāi)人數(shù)達(dá)到4550萬人，重災(zāi)區(qū)面積達(dá)10萬平方

2、公里。次生地質(zhì)災(zāi)害的危害比地震災(zāi)害本身還要嚴(yán)重，對人民生命財產(chǎn)安全和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的威脅更甚于地震；因此，對其有效預(yù)防是災(zāi)后重建過程中首先需要考慮的問題。本文僅從災(zāi)區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和次生地質(zhì)災(zāi)害的基本特點出發(fā)，淺談如何進(jìn)行震災(zāi)預(yù)防。1汶川地質(zhì)條件的分析汶川大地震發(fā)生于龍門山地震帶。對龍門山的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地震活動起到控制作用的，是與龍門山脈走向平行的3條大斷裂。這3條大斷裂把龍門山分成兩個條帶，自川西平原向西依次是：江油一都江堰大斷裂，前龍門山，北川一映秀大斷裂，后龍門山，茂縣一汶川大斷裂。江油都江堰大斷裂是四川I 盆地與龍門山區(qū)的天然分界線，又稱龍門山的主邊界斷裂或主前緣斷裂，其東側(cè)由一系列的沖積扇發(fā)

3、育成廣闊的山前扇形平原；前龍門山山勢較和緩，山體主要由上古生界(泥盆系、石炭系、二疊系 至中生界(三疊系、侏羅系、自堊系 的地層構(gòu)成；北川一映秀大斷裂是前龍門山與后龍門山的天然分界，為龍門山的主中央斷裂；后龍門山主要是中山和高山，山勢高峻陡峭，海拔多在3500m 以上，山體主要由前武系的花崗巖類巖石以及下古生界(寒武系、奧陶系、志留系 的地層及巖石構(gòu)成；茂縣一汶川大斷裂是龍門山的西部邊界或后緣邊界，又稱龍門山主后緣斷裂，是龍門山與邛崍山、岷山的分界。汶川大地震的震中落在龍門山主中央斷裂即北川一映秀大斷裂的斷層上。這個斷層的運(yùn)動特征，是上盤巖體向上運(yùn)動，下盤巖體向下運(yùn)動，即逆沖運(yùn)動，同時還伴有水

4、平方向上的順時針滑動。地震由震中的斷層發(fā)生突然破裂開始，并使破裂沿著龍門山主中央斷裂的界面迅速擴(kuò)展，同時也使兩側(cè)的龍門山主邊界斷裂和主后緣斷裂加速運(yùn)動和變形，斷層破裂的長度達(dá)到300k m 左右，破裂延伸擴(kuò)展的平均速度高達(dá)每秒31k m ，從而造成極大的破壞程度和破壞范圍。 2地震次生地質(zhì)災(zāi)害的主要類型地震可引發(fā)多種地質(zhì)災(zāi)害，這些災(zāi)害類型主要有：崩塌、滑坡、地裂縫、地面塌陷、沙土液化等。這些災(zāi)害又可能衍生成其它災(zāi)害，如崩塌滑坡產(chǎn)生的巨量松散巖土可能導(dǎo)致泥石流；地裂縫可發(fā)展衍生成崩塌滑坡；崩滑體堵塞江河形成的堰塞湖，有可能對上下游造成災(zāi)害；失穩(wěn)的破碎山體和崩滑堆積體存在再次崩滑的危險等等。由于它

5、們不是由地震波直接產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害，因此被稱為次生地質(zhì)災(zāi)害。2.1崩塌崩塌發(fā)生于整個災(zāi)區(qū)，不僅在3條斷裂帶上 隨處可見，而且在前后龍門山亦比比皆是，是最常見的次生地質(zhì)災(zāi)害，多集中發(fā)生在風(fēng)化強(qiáng)烈、節(jié)理發(fā)育的灰?guī)r、砂巖中。根據(jù)崩塌體的運(yùn)動特征，崩塌可分為崩落和剝落兩種類型。發(fā)生崩落的地層主要是輕變質(zhì)砂板巖和砂礫生物碎屑巖，受地質(zhì)構(gòu)造的影響，崩落一般發(fā)生在靠近背斜軸部張性裂隙和斷層破碎帶發(fā)育的陡崖地區(qū)，發(fā)生崩落時，巖塊在墜落過程中解體成巨大滾石，最后停積于溝谷，崩落區(qū)往往形成懸崖峭壁和倒石堆。崩落對地表的破壞相當(dāng)嚴(yán)重。由于巨大巖塊從很高的山崖往下墜落而具有強(qiáng)大的動能，崩落體滾動常常直達(dá)溝床底部才停息。

6、一旦發(fā)生崩落，從崩落發(fā)源地到河谷底部整個斜坡的森林植被、建筑、基礎(chǔ)設(shè)施、工程設(shè)施等都會被摧毀。由崩落形成的倒石堆的地表成土過程緩慢，地形一般崎嶇不平，巖塊架空，地表水滲透速度快，地下水潛水面較深，極不利于植被的生長發(fā)育。 發(fā)生剝落的地層巖性主要是石炭系和二疊系 的碳酸鹽巖和斷層角礫巖。這些巖石巖性硬脆，在強(qiáng)烈的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造力作用下形成密集的網(wǎng)狀構(gòu)造微裂隙。巖體一旦暴露在陡坡上，受風(fēng)化作用和巖體重力引張作用，網(wǎng)狀構(gòu)造裂隙便迅速擴(kuò)張，最后導(dǎo)致陡坡巖體呈碎塊狀剝落。剝落的規(guī)模一般較小，然而卻連綿不斷，同一地區(qū)剝落的間歇期較短。剝落使山體基巖大片裸露，土壤盡失，摧毀森林植被和農(nóng)田，極大地加劇了水土流失

7、程度。 2.2滑坡山體滑坡多發(fā)生在構(gòu)造破碎帶或嚴(yán)重風(fēng)化帶形成的凸形山坡上，這類破碎巖體滑坡規(guī)模一般較大，其滑動蘧多沿巖層、裂隙面以及坡積體與基巖交界面分布，在地震的侔愚下，當(dāng)上部巖層滑動并擠聯(lián)下部時沿滑動面產(chǎn)生滑動變形，啟動后滑動速度較快，呈楔形環(huán)谷外貌，對坡面和坡腳處的村鎮(zhèn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅，形成巨大災(zāi)難。如北崗老縣城大部分區(qū)域頃刻閥被麓滑下來的基大出體所掩埋，數(shù)千入死亡和失蹤，80以上的建筑 全部垮塌，縣城周邊發(fā)生大面積山體滑坡，形成 多個堰塞湖，對下游地區(qū)形成嚴(yán)重威脅。 2.3泥石流泥石流主要在震后災(zāi)區(qū)持續(xù)降雨，短時間內(nèi) 在三面環(huán)山陡峭地形區(qū)內(nèi)積聚了大量雨水、崩塌、破碎巖土體在突發(fā)而急驟的水流

8、作用下，夾帶大量泥砂與石塊突然迅猛直瀉，并最終在開闊、平坦的山前平原或河谷階地大量堆積。泥石流暴發(fā)在深風(fēng)化和易風(fēng)化的巖體之上，風(fēng)化厚度越大，剝落越多，為泥石流提供的松散固體物質(zhì)越多。地震后，災(zāi)區(qū)泥石流將十分活躍，歷史上出現(xiàn)過的泥石流可能大面積復(fù)活，由于剝落堆積體、崩塌和滑坡體的形成，很容易出現(xiàn)新的坡面型泥石流或者小型河谷型泥石流，一旦條件成熟，可能造成危害。這類泥石流的規(guī)模雖然不大，但由于數(shù)量多，在林區(qū)和農(nóng)區(qū)都可出現(xiàn)。目前，泥石流災(zāi)害點由于數(shù)量太多，尚難以統(tǒng)計。由于地形地勢的決定作用，泥石流多發(fā)生于后龍門山中。3地震次生地質(zhì)災(zāi)害的主要特征3.1地震次生地質(zhì)災(zāi)害延續(xù)時間長，反復(fù)性大 強(qiáng)震之后發(fā)生

9、大量的滑坡和崩塌，為形成大型的泥石流提供了物質(zhì)來源。泥石流在流動過程中對河床進(jìn)行下切，兩岸進(jìn)行沖刷和刮挖，這樣使邊坡又失去平衡，產(chǎn)生新的滑坡，這樣循環(huán)反復(fù)互為因果，因而地震滑坡和泥石流災(zāi)害延續(xù)時間長，從地震開始將一直延續(xù)數(shù)年以至于數(shù)十年。3.2次生地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模大，形成時間短滑坡因地震的突發(fā)作用，使處于極限平衡或接近極限平衡的山坡在剎那間就完成裂縫、下滑的全過程，泥石流也是在震時或震后降雨時迅速暴發(fā)。地震后次生地質(zhì)災(zāi)害比普通地質(zhì)災(zāi)害形成時間短，規(guī)模大。4地震次生地質(zhì)災(zāi)害的主要預(yù)防措施在災(zāi)后重建中，預(yù)防次生地質(zhì)災(zāi)害將是各項工作的首要步驟。預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)貫徹躲避和綜合治理相結(jié)合、長遠(yuǎn)的措施和短期的

10、工程措施相結(jié)合的原則，合理制定。4.1進(jìn)行滑坡、泥石流的調(diào)查監(jiān)測，圈定危險區(qū)，制定防治規(guī)劃對災(zāi)區(qū)進(jìn)行一次普遍的次生地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，圈定次生地質(zhì)災(zāi)害可能發(fā)生的危險區(qū)段，并對災(zāi) 害的類型和規(guī)模進(jìn)行預(yù)測，對重點的滑坡、泥石流進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，制定防治和應(yīng)急救災(zāi)規(guī)劃。 4.2工程建設(shè)和居民點避讓劇烈的次生地質(zhì)災(zāi) 害源合理進(jìn)行震區(qū)工程規(guī)劃和建設(shè)，修建鐵路、路、橋梁、工廠、城鎮(zhèn)等，盡可能選在開闊的盆地和平原上，不能造在滑坡體上；鐵路、公路、橋梁、車站盡量避開滑坡、崩塌和泥石流的活動范圍，盡可能少對邊坡進(jìn)行開挖或不開挖；礦山必須進(jìn)行科學(xué)地開采，在開采中要有排水措施；礦渣、廢土堆放在少水、低洼的開闊地區(qū)，不盲目亂開

11、、亂采和亂堆廢礦渣，以防止破壞山體的穩(wěn)定性。4.3植樹種草，保護(hù)和恢復(fù)植被貫徹喬木、灌木、草本植物結(jié)合的原則，因地制宜，進(jìn)行植被恢復(fù)，同時保護(hù)幸存植被，搞好退耕還林、封山育林、森林防火工作。植被保護(hù)和恢復(fù)的重點是各類崩塌體、滑坡體和泥石流源頭。4.4工程治理重要建筑物如水庫堤壩、村鎮(zhèn)、交通干線及樞紐等附近有危險的滑坡、泥石流，進(jìn)行工程治理?；轮卫砉こ谭譃闇p滑工程和抗滑工程兩 類。減滑工程在于改變滑坡的地形、土質(zhì)、地下水等狀態(tài)，而使滑坡運(yùn)動停止或緩和；抗滑工程則在于利用抗滑的工程建筑來支擋運(yùn)動的全部或部分滑坡，減輕或免于滑坡災(zāi)害。其主要措施為：（1）排除滑坡體上的地表水并防滲處理。建設(shè)水溝排水

12、工程，把滑坡區(qū)內(nèi)的雨水迅速匯集，排除。到滑坡區(qū)外。水溝分集水溝和排水溝。集水溝是以溝渠為主，橫貫斜坡，匯集雨水和地表水；排水溝為將匯集的水排出滑坡區(qū)。同時進(jìn)行防滲處理，即對邊坡的坡項及坡面進(jìn)行被覆處理，在透水性強(qiáng)的地段，對已發(fā)生的裂縫用粘土或水泥漿填充，并用薄膜覆蓋；在透水性弱的地段，對重要部位也應(yīng)采取防滲處理。(2排除地下水。對于地表以下3m 的淺層地下水，可采用暗溝和明溝結(jié)合排水。暗溝分集水暗溝和排水暗溝，一般每20-30m 建一個集水池或檢查井。對于超過3m 深度的地下水采用鉆孔排 水。其中深度35m 的地下水采用水平鉆孔排水，5m 以下的地下水采用斜孔排水，孔徑60ram 左右，可同時

13、布設(shè)2-3層鉆孔，不僅排除深層水，也可以排除淺層水。地下水從其它區(qū)域沿著含水層或其它通道大量流人滑坡區(qū)時，應(yīng)在滑坡區(qū)外設(shè)置地下水截水墻，將流人滑坡區(qū)的地下水予以截斷，并用鉆孔誘導(dǎo)排出地表。(3削方減重。主要用于小型滑坡。在掌握滑坡的規(guī)模、滑坡面的分布及可能滑動的情況后，削去滑坡后部的土體，前沿填土鎮(zhèn)壓，加強(qiáng)滑坡的穩(wěn)定性。(4建抗滑樁。在滑坡前沿用孔徑3540cm 的鉆頭垂直地穿過滑動面，再插入鋼管或工字鋼，樁基應(yīng)打人滑面以下三分之一。也可用直徑152Om 的豎井來代替鉆孔，井中全部要用鋼筋混凝土充填?？够瑯都扔锌够钃踝饔茫钟秀T固 增加預(yù)應(yīng)力的作用。(5修檔墻?；虑把赝陂_后，以網(wǎng)架方式建筑

14、鋼筋混凝土墻，作為滑坡前沿反壓填土的支擋工程，以穩(wěn)定單個滑坡體，同時對上部斜坡的滑動 塊體也起到穩(wěn)定作用。(6修建河流建筑保護(hù)物。由于河流的侵蝕，河床下切，河岸遭受沖刷，損害坡體的穩(wěn)定，往往在地震時發(fā)生滑坡?？蓱?yīng)用防護(hù)堤護(hù)岸、加固河床或用導(dǎo)流工程防止河流對河岸的沖刷，以保護(hù)岸坡的穩(wěn)定。對泥石流影響范圍，首先宜避免修建工程設(shè) 施和居民建筑。在無法躲避時要加強(qiáng)對泥石流的 監(jiān)測與治理，結(jié)合具體環(huán)境，諸項措施配套進(jìn)行，綜合治理。(1修建蓄水、引水工程。在水體補(bǔ)給區(qū)修建 調(diào)洪水庫、引水渠和截流水溝等，集中截留、切斷泥石流上游的水源。(2修建攔擋工程。包括攔沙壩、谷坊、擋土墻 和護(hù)坡，層層攔截泥石流可能經(jīng)

15、過的流通區(qū)。 (3修建排導(dǎo)工程。在流通區(qū)和堆積區(qū)修建排 導(dǎo)溝、渡槽、急流槽、導(dǎo)流堤、順?biāo)畨蔚?，盡量把地表水和地下水排出泥石流形成區(qū)。(4修建停淤工程。一般在下游開闊平坦的河 床段或平坦低洼的堆積扇上修建停淤場和攔淤 庫。(5固結(jié)泥石流物源。用水泥漿，通過淺鉆和 淺井進(jìn)行加壓灌注、電滲等方法固結(jié)松散物質(zhì)，用化學(xué)凝固劑膠結(jié)礦渣，以防止松散堆積體液化形成泥石流。5結(jié)語汶川地震給我們的國家?guī)砹司薮鬄?zāi)難，但 多難興邦，我們必須從這場災(zāi)難中總結(jié)出更多的 經(jīng)驗和教訓(xùn)，獲得更多的相關(guān)知識和發(fā)現(xiàn)。對于 工程地質(zhì)工作者來說，汶川地震是一本血與淚的生動教科書，它引人深思，去思考，去發(fā)現(xiàn)，可 以驗證已有上程地質(zhì)的研究成果，進(jìn)一步了解和 掌握各種工程地質(zhì)現(xiàn)象和規(guī)