面向公路的地質災害防治措施及建議研究

葉義成 吳昱

摘 要：公路地質災害的治理是減少公路交通安全事故發生率， 為社會經濟的快速發展和人民群眾的生命財產安全提供保障的迫切需要， 保持公路的安全暢通是交通管理部門的首要任務。公路地質災害類型與一般意義上的災害類型在發生幾率、 變形破壞規律上無本質的區別， 但因其規模較小， 涉及的地層深度較淺， 災害點多， 在其防治方法上卻有著較大的區別。本文基于筆者的工作經驗，從崩塌災害、滑坡災害、泥石流災害、公路塌陷等4個方向給出了具體的防治措施，并在此基礎上，提出了3條技術建議，相信對從事相關工作的同行能有所裨益。

關鍵詞：公路 地質災害 防治 技術

中圖分類號：P694 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）01（c）-0000-00

1 引言

在公路建設和運營過程中，公路沿線地質災害經常發生。 根據調查統計顯示， 近幾年來， 由于地質災害（泥石流、 崩塌、 滑坡和地面塌陷等）引起的公路損壞路段的長度已經超過400km，造成直接經濟損失已達幾十億元。 由此可見， 加強公路地質災害的防治是公路安全保障工程的主要內容之一， 公路地質災害的治理是減少公路交通安全事故發生率， 為社會經濟的快速發展和人民群眾的生命財產安全提供保障的迫切需要， 保持公路的安全暢通是交通管理部門的首要任務。在公路地質災害防治方面，廣大巖土工程技術人員積累了大量經驗， 建立了以加固、 護面、攔擋等為主， 以排水、 土石體改良、 植被綠化等為輔的各種工程防治措施， 并尤以漿砌片石和噴射混凝土護坡、 錨固、 漿砌片石、 攔石墻和簡易鋼結構柵欄等最為常見。

2公路地質災害防治措施中的缺陷

目前在公路地質災害防治措施中一般存在以下缺陷：

a） 公路沿線發生崩塌的地段， 路塹邊坡均不穩定， 且未設置山坡擋土墻或設置方式不合理；b）處理崩塌災害主要采用的是以削坡為主的防治方式， 應該結合支頂和錨固等措施共同對崩塌體進行防治， 且要結合具體的工程條件進行施工；c）對匯水面積和降雨強度較大的邊坡上方未設置截水溝， 以及未進行植被防護；d） 對可能發生泥石流的地段， 或有過泥石流發生歷史的地段， 未采取攔擋、 導流等措施；e）治理公路沿線地質災害應該遵循“及時、 快速、 準確”的方針， 預防就是在線路必須經過地質不良地段時， 事先修建防治工程， 以提高邊坡的穩定性。

3 公路沿線地質災害防治措施

地質災害類型很多， 主要包括崩塌災害、 滑坡災害、 泥石流、 公路坍陷。 下面就針對這四種病害的治理措施作一探討。

3.1 崩塌災害防治措施

3.1.1 削坡

在較穩定的巖體斜坡上， 將危險斜坡巖體按照一定的設計坡度進行爆破開挖， 目的是減小斜坡體的重量， 同時也是為了清除表面較松散的巖體， 露出新鮮巖體表面， 使斜坡坡度達到理想的穩定坡度。 但削坡不宜在巖體破碎強烈、 開挖影響較大的巖體上進行。

3.1.2 錨固

對可確定的危石進行加固是一種較好的選擇， 其結構簡單，對環境改變不明顯。 但是， 要完全查清坡面危石事實上是很難的， 在采用錨固措施來加固危石時， 必須在危石上進行大量的鉆孔錨固作業， 其振動作用將可能導致危石滾落， 施工的風險大。

3.1.3 噴射混凝土

該方法技術成熟， 機械化程度高， 施工速度快， 對地形適應能力強， 也比較經濟。 同時該方法本身能通過添加纖維來提高強度和韌性， 并常與錨桿、 鋼筋網或鋼絲格柵結合使用， 從力學性能上人們通常把它當作鋼筋混凝土結構， 具有很高的承載能力。此外， 基于水是邊坡地質災害的一個非常重要的誘發因素這一認識， 噴射混凝土對坡面的封閉作用， 非常好地隔絕了地表水下滲， 提高了邊坡的穩定性。 但噴射混凝土對環境和自然景觀具有破壞性， 由于噴射混凝土的封閉作用， 將毀滅坡面既有植被及其生長發育條件。

3.2滑坡災害防治措施

根據公路沿線滑坡地質災害的類型及特點， 防治措施的選用一定要結合滑坡的類型、 規模、地形地貌等具體工程條件， 有針對性地實施。 根據防治目的的不同， 采用的主要方法有直接阻止滑坡的發育和改變滑帶土的性質兩種。

3.2.1 直接阻止滑坡的發育

設置各種抗滑工程， 如抗滑片石垛、 抗滑擋墻、 抗滑墩、 預應力錨固、 預應力錨固抗滑擋墻、抗滑樁、 預應力錨固抗滑樁、 鋼架抗滑樁、 攔砂壩工程等。

近年來抗滑樁在公路滑坡治理中被廣泛采用， 多是人工挖孔灌注樁， 一般在滑坡上布設2～3排， 適用于淺層處于蠕動擠壓階段的滑坡。

3.2.2 改變滑帶土的性質

可采用灌漿處理（灌注石灰漿、 石灰砂漿、 水泥漿、 粘土漿等）、 焙燒處理（在滑坡前部利用導洞焙燒滑帶土）、 電滲排水（ 利用電極作用排除滑帶土的水）、 化學處理（利用化學反應增加滑帶土的強度）等方法來改變滑帶土的性質。

3.3泥石流防治措施

通常對公路泥石流防治的基本思路是： 首先做好公路選擇方案， 如在堆積區或谷口流通區通過時， 應采取控制泥石流堆積和流通的措施， 將泥石流按設計意圖排出， 不讓其堆積、 沖刷、 沖擊、 爬高成災。 當上述措施不能保證公路安全或不經濟時， 則應采取控制泥石流形成的措施， 以減少災害或從根本上消除泥石流危害。在公路遭受泥石流危害時，采取補救措施一般難度都很大，耗資也大。 但公路運營主管部門在治理泥石流方面仍然做了大量工作， 積累了寶貴的經驗。

圖1 泥石流防治措施

3.3.1 引水措施

當泥石流溝谷上游或支溝匯水區的匯水能通過截流壩和引水渠道引出主溝， 導向其他地方進入主河時， 可將溝谷上游或支溝的水流引走， 從而減少主溝形成泥石流的水動力條件和水體數量， 以削減泥石流的規模， 控制泥石流的危害。 這種方法適用于地形開闊、 地勢高差小、 易于向主河疏導的泥石流溝。

3.3.2 排導措施

排導是通過一定的工程讓泥石流順暢通過公路， 進入主河和預定地點， 而又不給公路造成危害的一種措施。 一般采用的排導工程主要有兩種類型： 急流槽和明洞渡槽。

3.3.3 林業措施

林業措施是泥石流生物防治措施的主體部分， 也是山區建設立足和發展的基礎， 可以說， 林業措施是山區建設的生命線。 一般泥石流溝谷流域的不同地貌單元在泥石流形成中的作用是不同的， 根據生態條件配置不同的林種將有較好的治理效果。 泥石流溝谷流域的集流區（包括分水嶺區及溝源區）， 是泥石流動力條件的水源地， 應營造水源涵養林， 適宜種植如油松、 刺槐、 華北落葉松、 刺楸等樹種。

3.3.4 管理措施

生物措施不僅是一項技術措施， 而且是一項對社會經濟管理依賴性很強的措施。 離開當地政府強有力的組織領導和群眾的積極支持， 生物措施要獲得成功是不可能的。 這不僅因為生物措施直接涉及千家萬戶的生產生活問題， 還要切實解決在實際實施過程中遇到的具體困難， 如生活能源、 糧食問題等， 而且這項工程不是一勞永逸的， 需要長期管護， 必須建立長期有效的組織和法規， 使森林和生態環境不受破壞。

3.4公路塌陷防治措施

公路塌陷防治主要是對公路下伏采空區的治理， 因此應首先考慮公路沿線礦區及采空區的特征、 公路不同地段構筑物的特點及其施工條件等， 以便確定合理的治理方法。 目前， 對公路下伏采空區的治理方法具體如下。

3.4.1 開挖回填法

開挖回填法是先將塌陷區全部或部分開挖， 然后進行人工回填的方法。 它主要適用于煤層開采規模較小、 開采深度較淺、 對采空區的影響范圍和采空體積均不易探明的采空區。 此法取材方便、 施工簡單， 且在回填處理過程中還可采用反復強夯的辦法，利用重錘自高處落下產生的沖擊能夯實地基土， 提高土體強度，增加抗塌能力， 還可以減少地表水入滲。 同時在塌陷區回填穩定后， 在路基兩側一定范圍內要做好防排水處理， 一般可采用修建漿砌片石槽引流地表水， 以防雨水下滲， 引發二次塌陷。

3.4.2 橋跨法

以架橋的型式跨越采空區不穩定的路段， 橋的墩臺應設在穩定的巖體中， 以保證路基穩定安全。

3.4.3 注漿法

注漿法實質上是利用液壓、氣壓或電化學原理， 通過注漿管把一些能固化地基土的漿液均勻地注入地基土裂隙或孔隙中， 漿液以充填、 滲透和擠密等方式，將土顆粒或巖石裂隙中的水分和空氣排除后占據其位置， 經一定時間后， 漿液將原來松散的土粒或裂隙膠結成一個整體， 形成一個結構新、 強度大、 防水性能強和化學穩定性良好的“結石體”，阻止上覆巖土層進一步塌陷冒落， 以保證公路路基的穩定。

4 公路地質災害防治技術建議

任何一種方法都有其優缺點， 如何充分發揮優點， 克服缺點， 是工程技術人員需要考慮的問題。 特別是在目前國家強調“建設綠色通道”、 “美化環境”、“以人為本”等建設理念的今天，在建設和改造地質環境的過程中要盡量保護環境。 過去一般都是采用大量噴射混凝土、 漿砌片石等施工工藝， 這會對公路兩旁坡面植被的生長條件造成永久性的封閉式毀滅， 是與環保和美化極不相稱的。 因此， 建議今后對公路地質災害進行防治時， 應全面考慮以下方面。

4.1可靠性與整體性相統一

所采用的防護材料要具有現時易得性， 在產品結構上， 實現“局部受載， 整體作用” 的目標，收到事半功倍的效果。

4.2追求環保與美觀的效果

與傳統的防護措施比較而言， 新的防護技術要在“人性化”和“環保性”方面多加考慮， 使得具備植物生長條件的邊坡能夠實現植被的自然生長發育， 并保持進行后期人工綠化的既有條件，對既有地貌進行良好的保護。

4.3施工速度快且干擾小

地質災害防護工程多為山區高陡邊坡上的野外空中作業， 作業環境一般都非常惡劣。 防護措施要具備良好的地形適應性， 如工程建設中盡量減少大量的開挖和徹底的清坡， 這樣可大大地節省施工時間。 同時在進行施工治理過程中， 要確保公路暢通， 以保證車輛和行人的安全。

參考文獻

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[3] 張樑，21世紀中國地質災害防治形勢與減災戰略思考，中國地質災害與防治學報，2004.6