省道304 線蓮葉公路典型地質災害分析及防治措施研究

胡海棠

蘭州乾元交通規劃設計咨詢有限公司 甘肅省蘭州市 730030

1 引言

甘肅省經濟的平穩快速發展對省內交通基礎設施提出了越來越高的要求，目前迫切需要改變交通基礎設施對經濟發展的束縛，提高公路的服務水平，通過干線公路的主樞紐作用，發揮城市經濟輻射帶動效應，拉動周邊中小城市的經濟發展。省道304 線蓮葉公路是甘肅省內重要交通公路，是連接天水市與平涼市的主要交通通道，也是區域內果業及農業發展的重要干線公路，蓮葉公路對區域內經濟發展發揮著越來越重要的作用。

2 工程概況

省道304 線蓮葉公路為二級公路，設計速度40Km/h，路基寬8.5m，路面寬8.0m，路面采用瀝青混凝土路面，2006 年建成通車。其K130+245～590 段位于葫蘆河西岸，公路右側山體高大陡峭且為一處大型滑坡體，滑坡體下緣寬度約450m，已發生滑塌的山體高230m，滑塌體上部山體高約50m，滑坡體的厚度不一，后期極有可能發生不同規模的滑塌，存在嚴重的行車安全隱患。另省道304沿線K134+150～300、K141+800 等段，山體崩塌后，部分危巖仍然懸于公路頂部，存在嚴重的行車安全隱患。因此從行車安全性、舒適性等綜合因素考慮，急需對該段災毀路段進行綜合處治，提高過往車輛行車安全。

3 蓮葉公路地質災害調查

3.1 自然條件

3.1.1 地層巖性

本實例區在我省地層分區中屬華北地層大區、祁連山分區、中祁連小區。沿線地貌形態以構造剝蝕石質中低山地貌及河流侵蝕堆積河谷地貌為主，地形起伏較大，地質構造復雜，沿線大部分路段被第四系黃土層所覆蓋，局部出露第三系、白堊系地層。

圖1 區域主要地層簡圖

3.1.2 氣象水文條件

實例區屬黃河最大的支流渭河流域，沿線主要河流為葫蘆河。2019年8月～9月期間，天水市秦安縣及平涼市靜寧縣境內天氣多為陰雨天氣，雨天多晴天少，根據《天水氣象信息專報》天水市氣象局2019 年（第103 期）資料所示，9 月9 日～19 日天水市出現長達11 天的連陰雨天氣，為2014 年以來持續時間最長、累計降水量最大的一次。其中秦安縣城區降雨量達106.2mm，項目所在區域附近的蓮花鎮降雨量達133mm。受連續降雨及山體底部公路實施等不利因素影響，導致省道304 沿線巖石出現多處崩塌以及山體滑塌現象，部分崩塌后的巖體懸于公路上方，嚴重威脅過往車輛安全，急需對省道304 沿線的地質災害進行防治，提高過往車輛的安全通行。

3.1.3 地震

實例區地處我國南北地震帶的寧夏—龍門山地震帶亞區，西海固地震帶、天水地震帶、西吉—海原—固原地震帶、松蟠地震帶共同影響區。天水—武山斷層帶受隴西旋卷構造控制，目前正處在相對活躍的后期，有發生中、強地震的可能。

區域內新構造運動較活躍，主要受六盤山東麓活動斷裂的影響，該斷層北自海子峽與海原活斷層相連，南至涇河源、馬家新莊與隴縣—寶雞斷層斜接。該斷層走向由N20°W 轉近南波狀延伸長70km。全新世以來，除局部地段外，未見明顯活動。西海固地震帶在1500 年以前，地震活動的頻度和強度均較低，有記錄的僅5 次，1500 年至1900 年間共發生4 級以上地震12 次，其中7 級以上地震3 次，1900 年以后70 余年內地震已發生18 次，其中8 級地震1 次，7級地震1 次，可見此時期內地震活動甚為劇烈。6 級以上地震主要發生在北西向深大斷裂帶上。

根據《中國地震動參數區劃圖》（GB18306—2015），本文背景案例沿線地震動峰值加速度值為0.20g（相當于原地震基本烈度Ⅷ度），地震動加速度反應譜特征周期為0.45s。

圖2 區域地震動參數區劃圖

3.2 沿線滑坡現狀

受制于項目區內上述地形地貌、地質構造、巖土體性質、植被、河流水系、地下水等因素的影響，項目區內滑坡不良地質較為發育，經現場調查，本項目沿線及前后路段范圍內共分布1 處規模較大的滑坡（圖3、圖4）。

圖3 滑坡體范圍

圖4 滑坡體前沿

該滑坡體位于省道304 線K130+245～590 段右側，該滑坡于2019 年9 月底發生大規模滑動，滑塌體下滑至省道304 線路基范圍內，造成交通阻斷達10 余天，沿線村民出行嚴重受阻，經秦安公路養護部門及時組織人力物力清理后恢復通車，滑動體大規模堆積于道路兩側及山體坡腳處，路基右側形成長約200m、寬約25m、高約4.5m 的長條狀堆積體。該滑坡體滑動年代超過50 年，每年雨季都會發生規模不等的滑塌，滑坡體頂部部分農田隨滑坡體下滑消失，省道304 線在該段曾因該滑坡體發生滑塌而被迫改線。據調查，該滑坡體曾因大規模滑動導致滑塌體侵入葫蘆河河床，堵塞河道，形成堰塞湖。2008年汶川地震期間曾發生較大規模的滑塌。

3.3 沿線崩塌現狀

本項目K128+000～K128+100、K128+500～K128+550、K133+000～K133+030、K133+130～K133+165、K134+150～300 段、K141+800 等路段路基為巖質邊坡，邊坡高度較高，坡度較陡，大多呈陡立狀。邊坡出露巖體為第三系砂礫巖，強風化，巖體破碎，節理裂隙較發育，在暴雨、地震等作用下邊坡已發生塌方、落石。自道路運營以來多次發生邊坡崩塌、落石等地質災害，對沿線交通造成一定的影響，為防止邊坡崩塌、落石威脅過往車輛及人員的生命安全，目前2 處工點處均在路基右側砌筑有擋渣墻，對防止落石、危巖侵入路基范圍起到一定的防護作用。

K134+150～300 段崩塌體（圖5）規模較大，初步估計崩塌體體積約1700m3，為中型崩塌，按崩塌產生的機理分類，屬上部巖體在風化等外動力地質作用下崩解、拉裂而成的拉裂式崩塌；K141+800處崩塌規模較小，僅臨空危巖受風化作用形成危巖、落石，體積約300m3，在自然擾動下易發生崩塌。

圖5 K134+150～300段右側崩塌

4 典型地質災害分析及防治措施

4.1 滑坡分析及防治措施

經現場勘察，省道304 線K130+245～590 段右側滑坡體現滑動面前緣長約300m，最大高約230m，滑塌體大面積堆積于坡面及坡腳，堆積體成分以第四系黃土、上第三系粘土巖、碎屑巖為主，形成坡率約1：0.8～1：1 的不穩定堆積斜坡，坡面局部位置基巖出露，風化嚴重，巖層傾向山體內部，與滑動面呈相切狀，因此推斷該滑坡體為淺層～中層黃土逆層滑坡。通過對潛在滑動面的調查，初步判定該滑坡體潛在滑動面前緣長約420m，最大高度即現狀滑動面后緣高約230m，滑坡體平均高度約200m。滑坡體后緣未見張拉裂縫，坡面植被較好，后緣樹木生長較好，未出現“馬刀樹”“醉漢林”等現象，地下水不發育，由此可推斷滑坡體滑動方式為牽引式滑坡，即滑坡體前緣發生滑動后牽引后部巖土體從而形成滑坡。從滑坡體起點處側溝內的崩塌面可清晰看出，該滑坡體上部巖層為第四系上更新統風積黃土層，以下為微紅—淡紅色黃土夾古土壤層、含鈣質結核，層厚約5m；下部巖層為上第三系桔紅色—磚紅色粘土巖、中粗粒砂巖夾泥巖、碎屑巖，層厚約10m～20m，與上覆第四系黃土層不整合接觸，與下伏白堊系砂礫巖也不整合接觸；底部基巖屬白堊系砂礫巖。從滑坡體巖土層組成可知該滑坡體產生滑動的主要原因，即上覆黃土層疏松多孔，透水性強，垂直節理發育，不整合于上第三系紅色粘土巖之上，由于基底是一個具隔水性的傾斜面，所有雨水經過黃土的強滲透性，都集聚于不整合面上，浸泡、軟化表部巖層，形成強度較低的軟弱面。每逢雨季，雨量集中，使黃土含水性達到過飽和狀態，在流水和重力的雙重作用下，上覆土層隨傾斜潛水面發生滑坡。

終上所述，該滑坡體為淺層～中層黃土滑坡，滑動方式為牽引式滑坡，除已滑動坡面易發生二次滑塌外，滑塌體現狀基本穩定，但在暴雨季節或遇地震作用時，極易發生大規模滑塌。

滑坡體前緣長約300m，最大高度約230m，厚度約10m～12m，初步估算滑坡體體積約為65～85 萬m3，屬大型滑坡，若發生整體下滑，對坡底省道304 線的安全運營具有極大的威脅。由于該滑坡體規模較大，滑坡治理施工難度大、所需工程費用較高，建議對該段路線進行改移繞避（圖6），盡量遠離滑坡體前緣，并在滑坡體一側砌筑擋渣墻，防止滑坡體進一步滑塌，侵入路基范圍，影響行車安全。

圖6 路線繞避滑坡體

本案例為了盡量的遠離滑坡體，將原來的單曲線改為卵形曲線，本次改移后路基右側邊緣距離現有坡腳距約為13m，改移后路基右側設置了擋渣墻，改移后的路線對現有滑坡已有局部空間進行緩沖。

3.2 崩塌分析及防治措施

根據現場調查，K134+150～300、K135+050-100、K133+000-060、K133+130-210 段崩塌體規模較大，對路線影響較大，建議對坡面松散巖體進行清理，在坡面懸掛主動防護網的處治措施，并對局部破損段擋渣墻進行拆除重建，防止巖體進一步崩解侵入路基范圍，影響行車安全。

K141+800 處崩塌規模較小，建議對懸空段巖體采用錨噴處治措施，防止巖體進一步崩解，同時，為防止坡面碎散體侵入路基，建議對該段也采用懸掛主動防護網的處治措施。K128+000～K128+100、K128+500～K128+550 段建議對崩塌損毀的路面進行恢復，對現有邊坡再進行觀察，后期根據崩塌發展情況再進行處治。

5 結語

甘肅天水地區降雨量豐富，不良地質發育，地質環境脆弱，滑坡及巖體崩塌是該地區較為典型的地質災害類型。本文以蓮葉公路為實例，分析研究了沿線典型地質災害并針對具體條件提出相應的防治措施，為該地區同類型的既有公路提升改造及地質災害治理提供參考。