解析山區(qū)公路工程地質(zhì)災(zāi)害與防治措施

劉佩

摘 要：近年來，我國各類地質(zhì)自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，其中最嚴(yán)重的災(zāi)害是山體滑坡和泥石流。我國西部地處東亞東北季風(fēng)區(qū)，暴雨頻繁，地質(zhì)氣候條件復(fù)雜，加之長期人類自然活動的環(huán)境影響導(dǎo)致山區(qū)降水頻繁，導(dǎo)致了許多地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。而這些災(zāi)害對山區(qū)公路及交通產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。筆者介紹了山洪、滑坡、崩塌、泥石流災(zāi)害的發(fā)生因素及防護措施。

關(guān)鍵詞：山區(qū)公路;工程地質(zhì);災(zāi)害;防治措施

中圖分類號：U418.5 文獻標(biāo)識碼：A

0 引言

大量的土石開挖或回填，山區(qū)道路工程改變了自然生態(tài)環(huán)境，引發(fā)了地質(zhì)災(zāi)害。例如，坍塌，山體滑坡，泥石流等往往造成嚴(yán)重的生態(tài)破壞和巨大的生命財產(chǎn)損失。這些地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生不僅與自然條件有關(guān)，而且與人為因素有關(guān)。

1 山洪災(zāi)害特征及成因

1.1 山洪災(zāi)害具有以下幾大特性

（1）突然性。突如其來的災(zāi)難往往讓人措手不及，無法及時得到保護和救援。

（2）毀滅性。山區(qū)主要泥沙孔隙來源為淤積水和砂質(zhì)泥沙，含沙物質(zhì)量高，流速快，影響大。主要雨水破壞處理形式為雨水沖刷、崩塌、中風(fēng)、窒息、下沉。它們的自然過境往往對我國住房、節(jié)水、交通、電力、通信和其他一些基礎(chǔ)配套設(shè)施系統(tǒng)造成一種毀滅性的破壞。

（3）群發(fā)性。在暴雨過程中，易形成洪水、泥石流、滑坡等自然災(zāi)害鏈。

（4）易發(fā)性。由于缺乏對洪澇災(zāi)害規(guī)律的研究，以往的防洪預(yù)案可操作性較差，而洪澇災(zāi)害預(yù)測不可預(yù)測，防御難度較大。

導(dǎo)致自然災(zāi)害的因素與災(zāi)害發(fā)生的環(huán)境相互作用、相互影響，洪水災(zāi)害的規(guī)模和行為特征是在特定條件下，在風(fēng)險因素的影響下形成和發(fā)展起來的，與該地區(qū)的孕期有關(guān)，但也由于接受國之間的差異。許多研究表明，洪澇災(zāi)害與水文氣象現(xiàn)象、地形地貌、土壤植被、破壞自然植被等非理性行為密切相關(guān)，也為洪澇災(zāi)害的發(fā)生創(chuàng)造了重要條件，主要從降雨特征、坡體承載力和固體狀態(tài)等方面對該地區(qū)的洪水災(zāi)害進行了研究。

1.2 山洪災(zāi)害防治工程措施

（1）河道整治。河床整治主要是對河床進行開挖和清理，疏浚河道可以增加河流在山澗中的空間，降低因洪水引起的水位，從而提高大壩防洪防災(zāi)水平;疏浚河道有利于保證河道暢通，提高疏浚速度，增強航道通過能力，提供可靠的防洪和防洪保障。

（2）水土保持工程建設(shè)。洪澇災(zāi)害風(fēng)險區(qū)水土保持工程對改善山區(qū)供水、減少降雨、防止河流沖淤，起到了有效的防洪作用。上游河流中有大量的泥沙，特別是漂石形式的泥沙，為防止泥沙流入下游，對下游河床造成洪水壓力，擬在河流上游修建格柵壩和攔河壩;為了保護不穩(wěn)定邊坡和塌陷區(qū)，正在進行吊裝工程。

（3）建造格柵壩。在上游河流的主要支流設(shè)置格柵，造成河流中漂石的重疊和用石塊擋水，格構(gòu)壩是一種新型的泥炭壩結(jié)構(gòu)，壩體分為格構(gòu)、橫構(gòu)、縱構(gòu)、格構(gòu)和空間，其主要特點如下：石障結(jié)合可以疏通小石頭，堵塞石塊，保護下游建筑物不受劇烈沖擊，疏通量小，對下游無害，可降低下游沖刷強度，保證下游安全;改變壩前厚度，改變壩上游路基成分，減少細(xì)顆粒成分，使壩間不形成致密結(jié)構(gòu)，改善大壩運行條件;從砂、礫石和流體中去除自由水，實現(xiàn)水與土壤的分離，降低壩基滲透壓力，提高壩體穩(wěn)定性;對于實體格柵攔水壩的頭部滲透實體結(jié)構(gòu)，當(dāng)實體格構(gòu)壩能夠承受發(fā)生泥石流時的頭部重力沖擊時，其頭部沖擊力不應(yīng)小于上層實體格構(gòu)壩。

（4）邊坡防護。對于具有不穩(wěn)定性的造型邊坡和已經(jīng)不斷連續(xù)出現(xiàn)造型巖石護坡崩塌的特殊邊坡沖刷區(qū)域，則我們應(yīng)當(dāng)及時采取特殊造型護坡和水沖刷等等工程防護措施，并進行特殊護坡沖刷防護，以有效程度防止邊坡巖石遭受徑流進一步破壞進入護坡沖刷。

（5）生物工程治理。生物工程管理是建立森林、草地、灌溉等環(huán)境友好型生物技術(shù)設(shè)施的科學(xué)有效措施，山區(qū)生物工程管理措施主要包括：在山坡以及退化山坡上，堅持因地制宜的原則，在山坡上種植針葉林、沼澤、油菜等，建設(shè)松柏混交林帶。實施治理伐木、植樹造林等管理措施，恢復(fù)天然林，增加區(qū)內(nèi)植被面積，有天然林、牧場和人為破壞影響區(qū)。在超過25°的山區(qū)進行造林，根據(jù)實際情況和土壤條件，考慮在肥沃、裝備精良的土地上種植高速種植園或人工林，減少森林砍伐和繁殖;對于肥沃、貧瘠、營養(yǎng)不良的土地，可種植抗旱木本林和灌木，起到水土保持作用;適用于土壤質(zhì)量差、缺水地區(qū)或山區(qū)造林、種植。

2 滑坡概述

在自然或人為因素的影響下，一些邊坡的巖土向下移動時容易發(fā)生斷裂，滑動面易受破壞，大型滑坡通常發(fā)生緩慢、穩(wěn)定，有的很快消失，其過程分解為蠕變變形破壞階段，但有些滑坡的特點是滑坡，滑坡主要發(fā)生在山坡、山坡、岸坡上，路堤或基坑中的滑坡對工程建設(shè)造成重大破壞，施工效果輕微，對建筑物造成嚴(yán)重破壞;經(jīng)常導(dǎo)致交通中斷的滑坡對正常道路交通的影響;大的山體滑坡會堵塞河床，毀壞道路，毀壞廠礦，掩埋村莊，對礦山建設(shè)和交通設(shè)施造成了極大的破壞。

2.1 滑坡的成因

（1）地質(zhì)地貌條件。滑坡主要是松散巖體對各種邊坡巖體的破壞形式，特別是在以下情況下：當(dāng)上層為松散沉積物，下層為硬巖時，滑坡滑動面主要為軟弱結(jié)構(gòu)層，相對軟弱。

（2）降水和地下水條件。降雨、冰雪融化等自然現(xiàn)象的存在使地下水非常飽和，導(dǎo)致巖體上部結(jié)構(gòu)飽和液化，這也是滑坡發(fā)生的基本條件。降水過多，巖體含水飽和，易風(fēng)化。

（3）人為因素。滑坡災(zāi)害中人為因素的影響也比較嚴(yán)重，導(dǎo)致了整個山體的失穩(wěn)，主要是坡腳開挖引起的;在排土場的運輸和建筑物的建設(shè)中沒有充分考慮到山體的穩(wěn)定性，爆破施工已經(jīng)開始，這些問題最終導(dǎo)致山體穩(wěn)定性下降，再加上供水不足，導(dǎo)致山體滑坡。

2.2 滑坡的防治

排水增加了山體的抗滑能力，修建排水溝加強對地表水的保護和隔離，為及時排水，可通過安裝排水管控制本區(qū)地下水含量。根據(jù)滑坡地區(qū)上部山體結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)姆謱尤⊥粒杂行Ы档突孪禄淖枇Γ瑢τ诨驴够€(wěn)定地區(qū)中我們應(yīng)該考慮采用分層推土滑坡加固的這種方式使用來有效提升其滑坡抗滑穩(wěn)定性能，如果經(jīng)過實地檢測后如果發(fā)現(xiàn)該抗滑地區(qū)上部可能會同時存在一些山體活動滑坡，需積極的考慮采取其他支擋滑坡措施，以有效提升其滑坡穩(wěn)定性。

3 崩塌及其防治

3.1 崩塌的成因

（1）地質(zhì)因素。地形地貌是山體崩塌的直接原因，如果坡度超過50°或高度超過50 m，地表有大量松散巖石，松散物質(zhì)形成坡體結(jié)構(gòu)，如果不及時處理，可能造成嚴(yán)重破壞。干旱與半干旱地區(qū)溫差較大，在高溫地區(qū)，大量巖石結(jié)冰，自然條件為連續(xù)降雨或冰雪融化。導(dǎo)致巖體荷載逐漸增大，巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到影響，產(chǎn)生嚴(yán)重的坍塌問題。

（2）人為因素。邊坡上的巖土超挖或抽水會降低腳下的生產(chǎn)力，從而會受到登山的持續(xù)沖擊，發(fā)生塌方。

3.2 崩塌的防治

在山區(qū)公路施工過程以及后期的運營管理中，都需要加強崩塌地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測和管理，對于可能出現(xiàn)的崩塌災(zāi)害及時的采取措施進行防治處理。崩塌地區(qū)中最易發(fā)生的是巖石的墜落與松散堆積物的滾落，此時應(yīng)該將這些雜物及時的清理干凈，并且還要設(shè)置明顯的警示標(biāo)志。對于容易發(fā)生破碎的巖石山體，需要將危石清理，還要搭設(shè)支撐物;邊坡避免容易出現(xiàn)剝落或者是整體性較強且高度不足 30 m 的陡坡，通常都需要設(shè)置防護墻結(jié)構(gòu)。

4 泥石流及其防治

4.1 泥石流危害

泥石流流域含有大量的變質(zhì)泥沙、巖石等非礦物質(zhì)，其主要地質(zhì)特點之一是地質(zhì)破壞力強，影響范圍廣。泥石流洪水可以直接徹底淹沒整個村莊，嚴(yán)重破壞農(nóng)村道路等公共基礎(chǔ)配套設(shè)施。

4.2 泥石流的成因

根據(jù)黃河泥石流的主要形成活動區(qū)域，可以劃分為上游區(qū)的形成流域區(qū)、中游區(qū)、下游區(qū)和上游區(qū)、上游區(qū)，形成流域區(qū)主要由黃河環(huán)流形成區(qū)和巖石堆積侵蝕區(qū)部分組成，形成三排三排地形。河谷很深，風(fēng)化巖石多，巖屑和水源集中的溫床;中心環(huán)流區(qū)是泥石流的主要滲漏部位;下部堆積帶為泥炭帶，地形構(gòu)造復(fù)雜，巖層軟弱，泥石流稀少，暴雨過后大量水流沖刷迅速，造成滑坡是滑坡的主要原因。

4.3 泥石流的防治

（1）排導(dǎo)工程。排水工程包括渠道、堤防和大壩。泥石流形成區(qū)通常采用V型溝，能較好地固定溝床，避免崩塌的發(fā)生。可以避免滑坡和河床沉積。通過設(shè)置泄洪導(dǎo)流堤，實現(xiàn)排水，避免泥石流的過度沖擊。

（2）攔擋工程。攔擋工程的主要作用是降低泥石流的流速，避免過大的切割力造成的破壞。多級透水渣壩能有效地攔擋石塊，防止對公路、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施的侵蝕。

（3）生物工程。生物工程主要綜合應(yīng)用生物指的也就是通過生物綜合使用設(shè)置大型生物植被的各種技術(shù)方式綜合使用生物來有效率地實現(xiàn)大型植物植被阻擋當(dāng)?shù)厣絽^(qū)泥石流的自然保護效果，根據(jù)生物植被綜合使用的具體技術(shù)要求及其應(yīng)用需要等還可以綜合設(shè)置不同生物群體中的結(jié)構(gòu)、種類的大型生物植被或者生物群組。

5 結(jié)語

山區(qū)地形地理條件極其復(fù)雜，各種類型地形地理條件縱橫交錯。在一定的自然災(zāi)害因素和其他人為因素的相互影響下，會容易導(dǎo)致山體滑坡、崩塌、泥石流等嚴(yán)重的自然災(zāi)害。公路工程師在建設(shè)時還需要盡量選擇避開這些大型地質(zhì)自然災(zāi)害嚴(yán)重的偏遠(yuǎn)地區(qū)。施工前，要充分利用先進的工程科技監(jiān)測手段對庫區(qū)地質(zhì)自然災(zāi)害情況進行定期監(jiān)測，同時它還要根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況盡量減輕地質(zhì)災(zāi)害性的影響。

參考文獻：

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