王術桁 藺力 林超



收稿日期:2024-01-22
作者簡介:王術桁(1992—),男,研究生,工程師,研究方向:公路設計。
通信作者:林超(1992—),男,碩士研究生,工程師,研究方向:公路工程不良地質識別與防治。
摘要 文章對川西地區常見的地質災害類型進行了敘述,探討了在該地區公路工程建設如何開展地質災害評價工作,從技術流程、評估范圍、評估級別、調查重點進行了論述,對于無法繞避的地質災害分不同的地質災害類型提出針對性的防治措施,為今后在該地區開展公路工程建設提供了較好的思路和參考。
關鍵詞 川西地區;公路工程;地質災害
中圖分類號 P694文獻標識碼 A文章編號 2096-8949(2024)11-0189-03
0 引言
隨著四川省邁入社會主義現代化建設新征程、加快建設交通強省,四川省在《國家綜合立體交通網規劃綱要》的指導下,不斷優化完善公路網的布局,以達到全覆蓋鄉鎮的目標。特別是在四川西部地區,由于地形起伏較大、地質災害問題突出,以至于一直以來地質災害是公路建設的重點攻克對象。因此,在公路建設前,關鍵是要綜合評估有可能會出現的地質災害狀況。在此前提下,需要運用可行性較強的整改應對方案,切實維護公路基礎設施的平穩運營[1]。
1 地質災害類型
川西地區地處青藏高原東南邊緣、橫斷山脈北段,是青藏高原向四川盆地的過渡地帶。這一地區地勢高聳,具有較為復雜的總體地質狀況。且位于四川地質構造鮮水河斷裂帶、龍門山斷裂帶和安寧河斷裂帶組成的“Y”字形構造格局之中,是四川最活躍、最強烈,也是最危險的斷裂帶。這樣的區域位置和地質特點,導致川西地區新構造活動強烈、區域巖體破碎,極易發生地災或孕育潛在的地質災害。經過多年的地質災害普查和工程建設經驗,該地區主要存在的地質災害類型包括滑坡、崩塌、泥石流、采空塌陷、不穩定斜坡等[2]。
2 公路地質災害的危害
由于公路建設為線性工程,通常穿越在山嶺地區,難以避免要進行開挖和填筑,因此造成原地形的改變,破壞了本身的應力平衡,加之地震、暴雨等外力作用,由此會引發地質災害,危害道路和人的生命財產安全。例如:①高山峽谷地區,山體高陡,公路傍山修建,開挖內側邊坡,導致斜坡在公路內側形成臨空面,坡腳應力集中,在不利工況下極易發生滑塌。②在溝谷區域,公路橫跨溝口,如果不采取有效的排導措施,一旦強降雨后該溝暴發泥石流,溝口處極易發生泥石的堆積,甚至造成道路的沖毀。③川西地區新構造活動強烈,常會形成陡峭的巖壁,且巖體破碎,不利結構面極為發育,位于巖壁之下的公路,如果不采取合理的防護措施,極易遭受崩塌墜落的影響,造成道路的損壞或人員的傷亡。以上均是川西地區公路建設或運營過程中存在的地質災害隱患,地質災害類型多樣,發生后危害極其嚴重,因此公路建設必須進行系統且全面的地質災害評估。
3 地質災害評價方法
3.1 工作方法及技術流程
地質災害評估工作通常采用野外實地調查和室內分析相結合的工作方法。在收到地災評價任務后,全面著眼于地質環境的總體狀況測評工作。經初步分析,確定評估范圍及工作重點,緊接著開展野外地質災害調查。采用調查與訪問相結合的方法,重點對評估區及周邊地質環境進行地質災害調查。在綜合分析和系統整理區域地質資料和現場調查成果基礎上,擬定適宜性較強的綜合整治預防實踐方案。通過進行全方位的圖件繪制、整理資料與編排相關資料,嚴格保證了獲得精準程度更為良好的評估測試結論。
3.2 評估范圍及級別的確定
3.2.1 評估范圍的確定
按照現行的技術規范要求,擬定評估的公路區域范圍應當包含線路中線向兩側宜大于500 m[3]。具體而言,應根據地質災害類型和工程特點擴展到地質災害體的影響范圍,例如,滑坡、崩塌、不穩定斜坡評估區應包括地質災害體的影響范圍,泥石流評估區應包括所在的河、溝以上至地表分水嶺及泥石流的影響范圍,采空塌陷評估區應通過收集礦山開采歷史、規劃和設計等資料,通過地面調查分析確定。有時久遠采空不易查明時,宜通過物探、鉆探等手段確定。
3.2.2 評估級別的確定
通過全面考慮各類常見地質災害有可能會引發的安全風險因素,合理確定了多個層面的具體評估判斷等級。在劃分上述的評估災害等級過程中,重點按照現行的通用技術評估規范加以判定,其中涉及如下的判斷評估組成部分。
(1)總體地質狀況的復雜性。對于公路建設區域的總體地質狀況展開綜合性的客觀評定,確保將其分成區域水文構造、區域地質構造、巖性特征要素、區域地貌與地形、人為活動引發的災害影響程度。分別采取復雜性較強、復雜程度中等、地質狀況較為簡單的不同評估等級,具體詳見表1。
(2)項目的重要性。對于公路工程,根據工程類別劃分為重要、較重要和一般三類,見表2。
(3)評估分級。劃分公路基礎設施的工程災害風險評估等級,總體上需要依據造成地質災害的潛在影響要素、誘發災害的深層根源因素、公路建設區域的現有地質構造的多個層面要素,展開綜合性以及客觀性的判斷,詳見表3。
表3 地質災害危險性評估分級表
工程重要等級 區域地質復雜狀況
屬于復雜情況 屬于中等情況 屬于簡單地質
構造情況
非常重要等級 1級 1級 1級
比較重要等級 2級 2級 2級
一般重要等級 3級 3級 3級
3.3 各類地質災害調查重點
3.3.1 滑坡
對于滑坡災害在全面展開地質調查的實踐工作中,關鍵就是要準確判定滑坡發生的范圍、滑坡區域邊界、裂縫與規模等因素。通過勘察手段得到地層滑動的具體深度、層數、地層結構等,據此合理推斷來確定滑坡有可能出現衍生或者發展的風險程度[4]。例如,川西地區公路建設頻繁發生的地質災害種類包含山體崩塌、地表的沉降裂縫、滑坡等。上述各種形式的地質災害都會顯著影響公路建設的安全穩定開展,同時,威脅到山區自然生態體系的良好平衡。經過科學的分析統計可見,巖體的崩塌事故以及山體滑坡事故占據相對較高的地質災害比例。巖體如果出現了大規模的滑塌,或者由于邊坡開挖導致的植被破壞以及土體裸露而導致形成的滑坡,則會對于公路建設的全面實施過程增加非常顯著的安全威脅。
3.3.2 崩塌
公路所在區域的地層如果表現為崩塌的狀況,那么最為關鍵的誘發形成根源就是區域巖體的風化、區域地下水的頻繁活動等。人為實施的頻繁開挖作業將會增加擾動巖體的概率,缺少補強與支護措施的巖土層將會表現為失穩的安全風險。山體地表的覆蓋植被如果未能獲得妥善的保護,那么存在地表裸露狀態的擾動區域將會容易造成突發性的巖體崩塌,甚至形成滑坡。通過進行全面的地質條件狀況判斷,應當能夠視情況來綜合確定巖體的力學特性因素、巖體的閉合程度因素、巖體崩塌的貫穿與延展狀況等因素。
3.3.3 不穩定斜坡
不穩定的斜坡地質構造普遍存在于公路建設區域,因此針對穩定程度較差的斜坡巖體結構而言,應當側重于判定斜坡結構的產狀、巖層構造特性、裂隙與巖石節理的發育特性、巖層斷裂的具體產生部位等。在此基礎上,應當重點采用組合判斷的專業技術手段,以此來客觀確定斜坡的地質因素。
3.3.4 泥石流
調查泥石流地質災害的外業實施范圍,應當集中在泥石流所在區域的溝谷發育狀態、泥石流導致形成的匯水范圍、巖層構造的整體風化特性、溝谷構造的彎曲狀況等。在必要的時候,外業調查的工作負責人員還需側重調研存在急轉彎、跌水與較大溝床坡度的特殊結構地帶。通過分析沖刷堆積物的基本特征、砂石的粒徑體積、堆積層次的分布厚度與屬性因素,應當能夠準確界定泥石流沖刷導致的泥沙堆積程度。
3.3.5 采空塌陷
調查采空區的塌陷狀況,采取外業調查的著眼點應當落實于采空區地質結構的礦產埋藏特性、地質層次厚度、總層數、礦產資源的整體分布規律。通過準確判定開采礦產資源所在地質區域的開采方法、開采時間長度、開采深度、巖層內部的積水程度、巖層密實度、采空區的陷落狀況,據此能夠準確推斷出裂隙與錯臺的目前所在位置。同時,通過詳細調研與判斷采空區的整體塌陷幅度,那么應當能夠據此界定得到開采工作面、公路區域的地質構造的內在聯系。
4 地質災害防治措施
完成外業地質災害調查后,按《地質災害危險性評估規范》開展地質災害危險性評估分析,以定性為主、定量為輔的原則,針對每處地質災害點評價其危險性大小。并按其危險性大小提出相應的防治措施,見表4。
5 結論
川西地區地形復雜、新構造活動強烈,極易發生地災或孕育潛在的地質災害,該地區主要存在的地質災害類型包括滑坡、崩塌、泥石流、采空塌陷、不穩定斜坡等。在川西地區開展公路工程建設,必須前置開展地質災害評估工作,針對重大地質災害盡量繞避,對于無法繞避的地災點,需要對每處地災點進行危險性評價。通過對公路地質災害評價方法與防治措施的探討,為今后在該地區開展公路工程建設提供了較好的思路和參考。
參考文獻
[1]郭睿. 淺析公路選線中的地質災害以及選線措施[J]. 交通建設與管理, 2020(3): 150-151.
[2]王玉剛, 王振華, 陳鴿. 安平高速公路工程地質災害危險性評估及防治措施[J]. 路基工程, 2017(3): 235-239.
[3]地質災害危險性評估規范: GB/T 40112—2021[S]. 北京:人民交通出版股份有限公司, 2021.
[4]吳亞子. 山區公路地質災害危險性評估方法研究[D]. 成都:成都理工大學, 2005.