淺談山區高速便道穿越地質災害地帶防護措施的應用

李鑫 潘峰 牟俊峰 王永強 王竺

摘 要：本文針對山區高速便道穿越地質災害地帶防護措施的應用，結合工程實例，先分析了工程所在地的地質特征，接著論述了工程措施引發的地質災害，并提出防護地質災害的措施。分析結果表明，在山區高速施工中，地質條件復雜，受到施工條件的限制，便道難免需要穿越地質災害帶，增加了施工風險，采取有效的防護措施，有助于保證施工的安全性，保證各道工序能夠安全、高效、有序的開展，值得施工單位高度重視。

關鍵詞：山區高速;便道;地質災害;防護措施

中圖分類號：P694 文獻標識碼：A

1 工程概述

本項目位于寧南縣竹壽鎮陽甸村和花山村境內，起于新家灣黑水河隧道出口（ZK268+005、K268+020），途經長五間、花山村、止于上花山花山2號隧道出口（ZK274+731、K274+755），全線長6.75 km。主要工程數量：路基挖方1.4萬 m3，填方7.7萬 m3，防排水工程1.32萬 m3;蓋板涵1道，共計涵洞1道;主線大橋1座，新家灣大橋全長206.8 m;隧道2座，全長6 487 m，其中花山1號隧道2 456 m，花山2號隧道4 031 m;全線鋼材約2.82萬噸，混凝土約45.95萬 m3。便道穿越地質災害帶示意圖如圖1所示：

2 地質特征分析

案例工程位于四川省西南部，屬于典型的橫斷山區，山脈走向總體呈現近南北向，從總體走勢的角度來看，和當地金沙江支流幾乎平行。便道布置為適應地形條件的要求，崎嶇蜿蜒，山區高速便道測區海拔高程在600 m～1 200 m之間，且絕大部分為便道布置在陡崖附近，交通不便，穿越的地質災害帶主要包括：斷層、坍塌、滑坡、錯落、危巖落石、泥石流等。

3 工程措施引起發的地質災害分析

在山區高速公路施工中，便道布置是核心工序，如果便道線路布置不合理、技術方案選擇不合理等都會導致或者誘發地質災害的發生。就案例工程而言，便道施工措施引發的地質災害主要包括以下內容：

第一，在便道施工邊坡開挖時，尤其是在高邊坡開挖中，經常會改變山體原有的形狀，破壞山體自然平衡，而沒有及時采取有效的防護措施。在雨水沖刷的作用下，會對便道周圍邊坡造成不同程度的疲勞破壞，容易誘發崩塌、滑坡等地質災害。第二，在一些特殊地段進行便道施工中，會引發以邊坡塌滑為主的山體變形破壞，如果情況嚴重甚至會牽動山體，引發大規?；片F象[1]。第三，在便道開挖施工中，如果設計不合理，施工技術選擇不合理，便道穿越危險地質層，容易引發冒頂塌方、涌水、巖爆、地面塌陷等地質災害問題。如果開挖處置不合理，胡亂堆放開挖土，也會引起滑坡、崩塌、泥石流等地質災害。

4 山區高速便道穿越地質災害地帶防護措施

本工程里程比較長，為保證施工效率，設置較長的便道，需要穿越不同地質地貌單元，經常會遇到各種各樣復雜的地質災害帶，容易發生滑坡、崩塌、泥石流等地質災害，為保證施工的安全性，需要結合這些地質災害的特征和誘因，選擇合理的防護措施。

4.1 滑坡地質災害防護措施

滑坡地質災害的特征和誘因是：在大量土體和巖體的共同作用下，沿著一定的滑動面發生的下滑現象，是坡體上的巖土在不平衡條件下，引起的破壞結果。發生滑坡需要同時滿足兩個條件，其一是滑動面基本貫通前緣出現了剪出口;其二是下滑力大于抗滑力。在滑坡防治中只要控制好其中一個條件，就能防止滑坡地質災害的發生。

在山區高速便道穿越平面滑動面的情形下，坡體的穩定系數為K，總抗滑力F和巖土重力Q形成的總下滑力T之比，可用同構K=F/T形式，從中可以看出，當K小于1時，滑體就會發生滑動。當K大于后者等于1時，滑體就處于穩定狀態或者是平衡極限狀態。常見的滑坡如圖2所示：

在滑坡地質災害防護中其核心思想是采用合適的減重荷載，來提升滑坡體的穩定性，可以在滑坡中通過錨索肋板墻、樁板墻等措施來填筑沖溝保通路基。同時還可以在路基兩側設置排水措施，將地表水及時排出，減少對路基造成的沖刷，從而提升滑體的穩定性，再通過科學合理養護，就能達到保通目的?？赏ㄟ^以下三種方法進行處理：

第一，排水措施。排水包括地表排水和地下排水。其中地表排水措施是同時整平夯實、填縫、灌漿勾縫等方法，將地表水及時排出。從而防止地表水沖刷坡體，引發滑坡地質災害。此外，還可以通過設置護坡、護堤、截水溝等方法保證地表水能夠及時排出。地下水通過設置滲溝、盲溝、排水平孔等方法及時排出[2]。第二，提升坡體的力學平衡。在滑坡體上方通過刷方減重或者填土反壓的方法，提升坡體平衡性。在坡體下方可通過設置抗滑樁、擋土墻等方法提升坡體的穩定性，保證便道的安全性。第三，合理概述滑動面的土石性質，比如：可通過焙燒、電滲排水、壓漿、化學加固等方法來改善滑動面的土石性質，提升坡體的安全性。

4.2 崩塌地質災害防護措施

崩塌也是常見的地質災害，其破壞方式如果不依附某一面崩塌時，存在總是下墜問題，如果依附某一面崩塌時，則崩塌就具有滑坡的特征。比如：巖體位于斜坡之上，其高度和底邊長分別是h1和h2，如果只受到巖體的摩擦才能形成阻止巖體下滑的力C。巖土的重力定位W，則巖土重力矢量就位于底邊h2之內[3]。如果摩擦角小于斜面的摩擦角，促使巖塊會發生相互滑動。但在自然環境中，很少存在理想的狀態。如果巖塊比較高，又細長，則重力矢量W甚至會落在底邊h2的外側，促使就會發生傾倒現象。

崩塌地質災害防護措施為：在進行山區高速便道穿越地質災害地帶選線時，如果存在發生重大或者中型崩塌的可能，需要進行繞行。如果繞行難度大，成本高，則要盡量離開崩塌段一定的距離，以減少防護工程量。在山區高速便道施工中，要進來避免大切大挖，盡量不在高邊坡、陡邊坡上穿越便道，以保證山體平衡[4]。防護崩塌地質災害的防護措施有：1）全面清除坡面上存在危石;2）對坡面進行適當的加固處理，可采用坡面噴漿、抹面、砌石鋪蓋、灌漿等方法進行加固處理;3）對危巖進行支預處理，可選擇的方法有：混凝土作支垛、護壁、支柱等。

4.3 泥石流地質災害防護措施

泥石流是一種非常常見的地質災害，尤其是在山區最為常見，具有不可預測、突發爆發、歷時短、破壞性強等特點。為降低泥石流對山區高速便道造成的影響，可采取以下幾種工程防護措施：第一種，攔擋工程。如支檔、截留、儲淤場等，這些工程措施，都能很好的控制泥石流災害的下泄能量，從而削弱泥石流對便道造成的沖擊危害，保證便道的安全性。第二種，跨越工程。在容易發生泥石流的便道上設置泥石流排泄通道，包括修建橋梁、涵洞等，此種方法是防治泥石流最直接有效的方法[5]。也是目前很多地區防治保障公路交通免受泥石流侵害的主要防護措施。第三種，防護工程。在泥石流地質災害區域可設置一些防護建筑物如護坡、擋墻、順壩等，通過這些防護措施能夠很好的抵御和消除泥石流對山區高速便道構成的威脅。

5 結束語

綜上所述，本文結合工程實例，分析了山區高速便道穿越地質災害地帶防護措施的應用，分析結果表明，山區地質條件復雜，存在很多地質災害。尤其是在山區高速便道施工，路線比較長，需要穿越不同的地貌單元，受到地質災害的威脅比較大。需要結合地質災害的特征和誘因，選擇科學合理的防護措施，才能降低地質災害對高速便道構成的威脅，實現穩定運行。

參考文獻：

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[3]聞人霞，李欣，董理金.某高速公路高邊坡變形分析及應急措施建議[J].中國地質災害與防治學報，2018，29（06）：

53-57.

[4]邵艷，余紹淮，徐喬.基于機載激光掃描的山區高速公路環保選線研究[J].中外公路，2019，39（03）：312-314.

[5]楊錦鳳.廣西山區高速公路隧道交通安全設施設置應用研究[J].西部交通科技，2020，15（02）：166-168.