國道318線飛仙關至二郎山段隱患調查及處治

陳　昕

(四川興蜀公路建設發展有限責任公司， 四川成都 610041)

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國道318線飛仙關至二郎山段隱患調查及處治

陳昕

(四川興蜀公路建設發展有限責任公司， 四川成都 610041)

【摘要】國道318線雅安境內飛仙關至二郎山段受地形、地質、地貌以及氣候的影響，公路抗災能力較差。通過現場調查，公路沿線病患類型主要為邊坡穩定、危巖飛石；路基外擋損壞；路面損壞；泥石流及路基滑坡。文中結合不同病害特點，分別提出了針對性的治理方案，為沿線公路安全運營提供保障。

【關鍵詞】318國道；調查；病患類型；處治方案

1項目概況及調查內容

1.1項目概況

國道318線是由川入藏的重要通道，也是玉樹災后重建的重要通道。全線彎多路窄、臨崖鄰水，且受“5·12”余震影響及雨水侵蝕，沿線多處發生泥石流、滑坡、山體崩塌、路基垮塌等損毀情況，常有危巖飛石對車輛的安全通行造成影響[1]。

本文在對沿線邊坡穩定、危巖飛石，路基外擋損壞，路面損壞，泥石流災害及路基滑坡等5種病害類型進行分類統計的基礎上，針對不同的病害類型，采取合適的治理方案進行處治，并輔以安全保障措施，提高公路對災害的綜合防治能力以及公路通行的安全性。

1.2災害隱患調查內容

邊坡災害調查的內容包括：(1)災害類型、位置、規模和數量；(2)邊坡巖土結構；(3)災害形成的原因和危害程度；(4)災害的現狀和發展趨勢。

路基失穩變形調查的內容包括：產生的位置、規模、形狀和變形痕跡以及發生時的氣候和水文地質條件。

泥石流災害調查的內容包括：泥石流形成背景、活動規律和沖淤特點。

2沿線隱患類型

2.1邊坡失穩、危巖飛石

由于公路沿線地質條件復雜，雨水多，高邊坡路段易出現危巖飛石和邊坡不穩坍塌，危害過往車輛和行人安全[2]、[3]。全線邊坡上方僅在少數路段設置了截水溝，邊坡水基本呈漫流狀態，直接影響了邊坡的穩定性。土質邊坡在雨季受雨水沖刷后，容易出現松散垮塌，堵塞水溝或阻斷交通；石質邊坡在長期日曬、雨淋、風吹作用下，風化嚴重，出現危巖飛石，給過往的車輛和行人的安全造成威脅(圖1)。

圖1　水洞溪處路基右側危巖飛石

2.2路基缺口及外側擋墻損毀

雅安地處川西盆地邊緣山區，區域內山高谷深，地勢險峻，尤其天全縣境內山嶺谷底高差達200～600 m，沿線河谷狹窄，屬“V”形河谷，河床比降大(天全河平均比降12.3‰，其中前碉至龍膽溪段高達46‰)，兩岸為陡峭山坡，支溝、支流發育，地形破碎。屬于亞熱帶濕潤季風氣候，雨量充沛。多年年均雨日218 d，多年平均降雨量1 732 mm。受自然條件、歷年建設規模及投資、沿線水電開發的影響，目前災害防治能力較差，路基缺口嚴重，部分路段受邊坡垮塌影響外側擋墻局部或全部垮塌，隨時有中斷國道交通的可能(圖2)。

圖2　路基右側擋墻損毀

2.3路面損壞

國道318線雅安境內公路路面狀況總體一般，部分路段病害相對較多，主要表現為裂縫、沉陷、嚴重破碎板、板角斷裂、唧泥、錯臺、接縫材料破損等。歷年改建時，受改建規模及投資限制，僅對路面、邊溝等進行重點改建，對軟弱路基處理不足，基本未設置地下排水設施。目前部分路段路面破損較為嚴重。舊路縱橫縫填縫料已剝落，地表水通過裂縫接縫滲入路基，造成路基軟化。加之近年來超載超限車輛行車碾壓破壞突出，在車輛荷載的重復作用下，產生混凝土板脫空、松動、錯臺、冒漿等情況。尤其在路基填挖交界段，高填方路段及路面與橋涵等構造物交接路段，由于路基不均勻沉降引起路面破損較多(圖3)。

圖3　典型路面破損

2.4冒水孔泥石流

國道318線雅安境內飛仙關至二郎山段冒水孔處泥石流位于天全縣境內K2724+080～K2724+200處，該處于1975年、1998年、2009年暴發過泥石流災害。

2.4.1泥石流形成地形地貌條件

流域地形地貌條件是影響泥石流形成和運動的重要因素，主要為溝床比降和山坡坡度。一般來說，泥石流源區的溝床坡度在15°～40°范圍內，在這一范圍內，溝床坡度越大越有利于泥石流的形成，反之則越不利。

冒水孔為天全河左岸的一級支溝，流域面積0.8 km2，溝口海拔1 430 m，流域最高點海拔1 771.9 m，相對高差達341.9 m。冒水孔主溝長1.1 km，主溝溝床平均縱比降310.8‰(圖4)。

圖4　冒水孔主溝比降示意

2.4.2泥石流主溝分段

冒水孔泥石流從溝口海拔1 430～1 455 m的溝道為泥石流堆積溝段；海拔1 455～1 555 m的溝道為泥石流流通溝段，流通區溝床坡度20°～40°，溝床相對較為狹窄，呈典型“V”字形，兩側巖壁陡峭，大部分山坡坡度45°以上；海拔1 555 m以上的溝道為泥石流形成溝段，溝道坡度相對較大，大多數在45°以上，是本溝主要的水源匯集區域，為泥石流提供啟動的水源條件。

2.4.3泥石流形成物源條件

冒水孔殘坡積物在流域中下游地區廣泛分布，由于該區域降雨量較大，大量的土體隨地表徑流進入主溝，坡面侵蝕嚴重。由于該區降雨豐富，巖層風化嚴重，相對陡的區域基巖出露，由于風化等因素，形成較多的孤立大石塊，在降雨等外力作用下堆積于溝道，成為泥石流粗大石塊的主要物質來源。據統計流域內固體物質總量約為11.7萬m3，成為泥石流固體物質的主要來源。

2.4.4泥石流形成水源條件

四川地區泥石流暴發臨界雨強的統計結果表明，泥石流暴發的10 min臨界雨強為4 mm，1 h臨界雨強為10 mm，24 h的臨界雨強為25 mm。根據四川省水文手冊，冒水孔流域24 h最大雨強可達100 mm，遠遠的超過該臨界值，故冒水孔泥石流暴發的降雨條件充分。

2.4.5泥石流發展趨勢

(1)從泥石流的活動歷史分析。據調查，冒水孔于1975年、1998年、2009年暴發過泥石流災害，并且在天全河河道內殘留一定的痕跡。當地居民記憶，該溝近百年來暴發過數次泥石流災害。所有調查資料顯示冒水孔是一條老泥石流溝，從這條溝發育的歷史來看，冒水孔在一定的極端條件下，今后仍然可能暴發泥石流。

(2)從地形地貌分析。泥石流的發生和發展需要一定的能量。能量的供給需要泥石流源區有一定的坡降。冒水孔的溝床坡降較大，主溝平均比降310.8 ‰，兩側山坡坡度大多在40°以上；流域的最大嶺谷高差300 m以上。這表明冒水孔流域的產流、匯流條件較好，溝床縱坡和兩側山坡坡度因素滿足發生泥石流的條件。

(3)從土源條件分析。經調查冒水孔流域內目前還有一定的松散物質，這些物質較不穩定，有可能會大量補給主溝道。從物源條件的限制性分析，該溝今后還可能暴發大規模泥石流。坡面松散堆積物將是泥石流形成的重要物質來源。做好流域的生態保護工作能夠有效地限制泥石流的固體物質來源，從而達到減小泥石流規模和降低泥石流暴發頻率的目的。

(4)從水源條件分析。冒水孔四季均有常流水，基礎徑流深入坡面及沖溝的堆積層使得部分土體飽和，為泥石流產生奠定基礎。依據四川省水文手冊和有關的區域降雨特征，該區域24 h降雨量可達100 mm。本區的降雨量能滿足泥石流的發生發展的要求。

2.5烈羊背滑坡

烈羊背滑坡位于國道318線雅安境內飛仙關至二郎山段K2650+440～K2650+560處。

2.5.1地形地貌

滑坡區區域地貌整體為川西南典型深切割山區，河流縱橫交錯發育。滑坡區主要的地貌類型為二級河流階地，堆積物以砂卵石為主，其二元結構特征明顯，地表分布粉土夾角礫耕作土層，下伏卵石堆積，工程地質條件良好。

滑坡區位于白巖河左岸緩傾斜坡地下段，傾向白巖河上游，為單斜坡地，總體地勢西北高東南低，坡向228°，地形坡度一般為20°～30°，局部地區40°～45°，山體植被不發育，農田耕地呈坎狀沿山坡分布。滑坡區鉆孔高程最大值957.175 m，最小值946.056 m，地表相對高差11.119 m(圖5)。

圖5　烈羊背滑坡

2.5.2滑坡特征

(1)平面特征。經現場踏勘，該滑坡順坡長度約120 m。后緣始于雅安境內國道318線，順公路線延伸約100 m，路基受其影響，外側坍塌，產生的裂隙寬10～30 cm，整個滑坡體最寬處在公路邊大約55 m，平面投影面積1 000 m2。前緣止于國道318線左側鄉村道路，陡坎形態分布，清晰可見崩坡積層覆蓋于堆積體上。

(2)規模與類型。根據勘察成果，該滑坡為第四系崩坡積層夾雜軟弱層，厚度一般為5.0～6.0 m，平均厚度約5.5 m，已產生滑動變形的體積45 m×50 m×5.5 m約12 000 m3。因此，根據DZ/T 0218-2006《滑坡防治工程勘察規范》第6.1條的規定，該滑坡按深度(厚度)劃分為淺層滑坡；按物質組成和結構因素分類為堆積層(土質)滑坡；按運動形式分類為牽引式滑坡；按體積大小劃分為小型滑坡。

(3)滑坡的組成物質特征。組成滑坡的物質為第四系粉土夾礫卵石和亞粘土夾角礫碎石，松散，潮濕，一般厚度5～6.0 m，平均厚度約5.5 m，堆積(覆蓋于)早震旦系弱風化千枚巖之上。

(4)滑面、滑床的確定及特征。滑移面一般可沿以下幾種界面形成：一是沿軟弱結構面進行滑移；二是沿巖性差別較大的巖性界面滑動；三是沿節理、裂隙的連續帶或地下水的滲透徑流帶滑移。

根據調查結果，該滑坡上覆第四系崩坡積層，下伏弱風化基巖層，中間夾雜軟弱層，巖性界面清楚，軟弱層滲水活躍，附近黏土、碎石均不可見。由于滲水，軟弱層迅速淤泥化，力學強度降低，導致土體滑移坍塌，因此，判定軟弱夾層為該滑坡的滑移面。

2.5.3滑坡成因分析

(1)地形地貌條件。該滑坡處于上部較陡、下部較緩、前緣臨空的河溝地帶，是有利于形成滑坡的地形條件；地形坡度跨度為18°～45°，且呈起伏式出現，中緩地形和前緣臨空是形成滑坡的有利條件。

(2)地層巖性。上覆第四系崩坡積層，下伏弱風化基巖層，本應呈現穩定狀態，但其中夾雜的黑泥層成為形成滑移面的有利軟弱面；根據鉆探及探槽的施工，判定黑泥層在滲水的作用下軟化，降低自身力學強度，造成該滑面沿走向280°滑移。

(3)降水匯水滲水條件。滑動體上部存在基巖斜坡，有利于匯水，斜坡上覆蓋的崩坡積物為滲透性較好的松散層，有利于水的入滲，地表降水與上部的地下徑流水入滲后，使土體的重度增大，黑泥夾層淤泥化，抗剪強度降低，穩定性變差，從而引起滑動變形。

2.6安全保障設施

公路沿線安全保障設施是公路的組成部分。它對提高公路服務性能、保障行車安全和交通暢通具有重要意義[4]、[5]。安全保障設施是為了保障過往的車輛和行人在特殊路段能夠安全通行的設施，一般設在急彎陡坡、懸崖峭壁、沿河路堤等地，起到提醒司機和行人注意安全的目的。

經過近年來不斷完善，國道318線大多數危險路段已安設了波型護欄等安全保障設施，公路行駛的安全性有了明顯改善，交通事故率總體在逐年下降。但仍有部分危險路段未安設安全保障設施，部分路段安全設施損毀嚴重，少數路段交通事故相對集中。

3隱患分類處治方案

(1)邊坡失穩、危巖飛石路段：主要采用局部清方加坡面設置主動防護網的方案進行處治，老滑坡失穩處拆除重建原破損護面墻后增加預應力錨索。

(2)路基缺口及外側擋墻損毀路段：主要對路基缺口及外擋損毀路段沿河擋墻進行重建的方案進行處治。由于所調查擋墻均處于沿河段，本次設計采用C20混凝土仰斜式擋墻，墻身分臺處采用4φ22鋼筋連結，擋墻采用擴大基礎。

(3)路面整治：國道318線雅安境內公路歷年改建時，受改建規模及投資限制，僅對路面、邊溝等進行重點改建，對軟弱路基處理不足，基本未設置地下排水設施。目前部分路段路面破損較為嚴重。舊路縱橫縫填縫料已剝落，地表水通過裂縫接縫滲入路基，造成路基軟化。加之近年來超載超限車輛行車碾壓破壞突出，在車輛荷載的重復作用下，產生混凝土板脫空、松動、錯臺、冒漿等情況。尤其在路基填挖交界段，高填方路段及路面與橋涵等構造物交接路段，由于路基不均勻沉降引起路面破損較多。本次路面整治綜合考慮與下一步對318國道改造的方案相結合，對劃定路段整體進行修補。

(4)冒水孔泥石流：對冒水孔泥石流主要采取上邊坡掛網噴錨、棚洞跨越國道318線及外側新建沿河擋墻的處治方案。

(5)烈羊背滑坡：對烈羊背滑坡處公路左側及滑坡下緣帶設置一排20根抗滑樁，其樁的截面尺寸為2.0 m×1.2 m，樁長為13.2 m和16.2 m，抗滑樁中心間距為6.0 m。抗滑樁開挖后采用C30混凝土一次性澆筑。井口上部2.18 m范圍為鎖口，樁井開挖2.18 m后立即施工鎖口，護壁每節長度按照開挖后巖性決定，每節開挖后及時施工護壁，以確保施工安全。

(6)公路安全保障工程。對于交通事故易發段，設置加強型波形護欄及強制減速帶，并在前后一定距離內設置醒目的警示標志。對其他危險路段，一般設置普通型波形護欄，對損壞的橋梁欄桿拆除后新設混凝土防撞護欄。

4結論及建議

(1)國道318飛仙關至二郎山段沿線病害共分為邊坡穩定、危巖飛石路段、路基外擋損壞、路面損壞、泥石流災害及路基滑坡段等5種類型，對公路的安全運營造成了嚴重影響。

(2)處治方案根據各病患特征采取了不同的處置方案，具有較強的針對性，同時輔以安全保障措施，為公路安全運營提供了保障。

(3)建議對局部危巖飛石路段進行集中整治，并同時實施安全保障工程和路面病害的整治，保障國道318線的交通暢通。

參考文獻

[1]雅安公路設計院. 國道318線飛仙關至二郎山段隱患治理工程初步設計報告[R].2010.

[2]JTG B01-2003 公路工程技術標準[S].

[3]黃永生. 山區高速公路高邊坡病害處治工程施工技術[J].科技傳播，2010(3).

[4]解晉濤. 淺談高速公路路面病害的處治[J]. 科技情報開發與經濟, 2004(4).

[5]蔣立政. 水泥混凝土路面的病害原因分析及預防養護和病害處治[J]. 工程與建設, 2006(4).

【文獻標志碼】A

【中圖分類號】U418.8

[作者簡介]陳昕(1981～),男,本科，工程師，主要從事公路建設管理工作。

[定稿日期]2015-10-12