山區路基災害防治工程技術的論文

　　一、山區路基工程災害與道路工程的關系

　　路基工程災害與道路工程的選線設計、施工方法、施工質量、治理措施等有密切關系。

　　（一）地質條件不良地段的路基選線

　　某些山區道路路基工程的設計坡度能達到70°以上，設計高度多在15-40m以上，最高可達60m，而且個別地段還有順層高陡路基工程，所以，不穩定的崩塌落石點特別多。山區道路周圍的傾倒崩塌，位于構造破碎的巖層地帶，設計路基工程高度較高，坡度較陡。在構造破碎基巖地段不適宜地設計高陡路基工程是崩塌落石嚴重的原因。所以在山區道路路基工程的設計選線中，這是必須注意的一點。

　　（二）切坡過多破壞了原有平衡使路基工程災害形成和發展

　　我國很多山區公路和鐵路沿線的巖石殘積物是以松散堆積物為主體，它們的水穩性差，遇水易崩解。公路切坡過多，破壞了原有的植被及其力學平衡，又設計成高陡路基工程，坡高多在15-30m以上，坡度多在40°以上，使水動力強度增大，是造成坡面沖刷侵蝕、水土流失、坍塌、滑坡的重要原因。

　　（三）施工方法不當、質量不高、留下后患

　　山區道路施工中深挖土石方往往很大，施工方法多采用大爆破，使原本存在裂隙發育的巖體發生松動、裂隙張開、寬度擴大。加上施工質量不高，巖質路基工程施工不規范，坡面不平，巖體參差不齊；施工后期對危巖、浮石未進行清理，使大多數高陡路基工程上都殘留大量危巖，給長期行車安全帶來后患。

　　二、山區道路路基的工程特點

　　山區由于山區地形、地質等特點和公路路基設計要求特別是高速公路路基設計的更高要求，山區公路路基具有以下幾個方面特點：變異性和不確定性大，道路沿線的地形、地質和水文等自然條件往往變化很大，即便在較短的路段內，路基的填挖情況、巖質和土質以及水文條件都可能有較大差別，從而使路基的物理和力學性能有很大的差異；由于自然地面的起伏不平，路基形式有填方路堤、挖方路塹、半填半挖路基等三種類型，在縱、橫向均存在填挖交界過渡區，容易造成路基不均勻沉降，山區公路路基的不均勻沉降造成路面局部裂紋、沉陷的現象,不但會導致路基本身損壞,還將導致路面結構損壞；由于地形變化復雜，路基邊坡高度和填挖高度相差較大，在路線跨越深溝時常常出現高路堤，且不可避免地存在陡坡、斜坡路基、路塹高邊坡；由于地形限制，山區路基工程往往需要通過設置支擋防護工程以確保路基穩定，同的由于路基寬度大、土石方數量相對較大，有時也需要采用支擋工程以減少土石方數量；路基工程由于填挖造成地表植被損害等，破壞了自然景觀，且容易造成大面積的水土流失，故山區高速公路路基工程設計應重視環境保護和水土保持。從地質構造上講，巖層的結構與構造，對山坡的穩定性、滑動面的形成以及滑坡的發展都有很大的影響，如堆積與巖層的接觸面愈陡，則堆積層土地體的重力作用就愈大，極易發生滑坡的危險。

　　三、山區道路路基災害防治措施

　　（一）山區道路路基常見災害

　　1、崩塌現象

　　崩塌是巨大的巖體與基層失去聯系后，在重力的作用下，瞬時突然從邊坡陡崖上倒塌下來，巖塊被撞碎的破壞形式。崩塌屬于坡體的破壞，其危害程度比較嚴重。對于山區的道路，由于山區地質環境的特殊性，路基橫斷面容易形成路堤路塹形式，加陡了開挖路塹邊坡的坡度，加之雨水天大量涌入路塹的雨水沖刷，使得土質較差、巖性松軟、風化嚴重的的路基段產生破壞，經常斷絕交通，給行人帶來不便。

　　2、翻漿的發生

　　潮濕地段的路基在冰凍過程中,土中的水分不斷地向上移動,使路基上部的含水量增大；再加上行車的作用,路面便會發生鼓包、冒泥等現象,人們稱之為翻漿。山區道路翻漿主要暴露在路基潮濕、冰凍作用嚴重、筑路材料缺乏等路段。山區道路翻漿也是山區路基破壞的主要形式之一。

　　3、水毀的出現

　　山區公路地形復雜,坡陡彎急,路面較窄,防護工程設置較少。而山溪河流變化幅度較大,洪水來勢兇猛,經常造成水淹路面，導致排水不暢,山洪直沖路面,形成路基缺口,加之雨水滲入,使覆蓋層與山體巖層的粘結面摩擦力減小,而部分覆蓋層失穩，致使深挖路段邊坡滑塌。水毀也是山區道路路基破壞的主要形式之一。

　　4、泥石流

　　地山嶺地區，由于瀑雨或大量的融雪水在溝浴中造成突然的短暫的間歇性水流，它挾帶著大量的固體物質（如風化后產物和山坡上的土體上的土粒、碎石、塊等，流動過程中還挾帶砂礫石）而形成泥石流。泥石流的造成，主要是在瀑雨地區很短的時間的大量降水產生集中水流而形成山洪，而當集水落石出區內巖層風化具有大量的松散堆積物，當山坡坡面受到集中水落石出流及溝谷下切產生坍塌、崩塌、滑坡現象以后，成為泥石流固體的來源。泥石流是山區公路常見的一種病害，泥石流發生時，常沖毀路基，破壞橋涵等建筑物，斷絕交通。

　　（二）高路堤災害防治設計

　　高路堤土石方工程量大、施工周期長、占地多、技術要求高、工后出現災害的風險較大。因此，山區高速公路高路堤應與高架橋在工期、水土保持、造價等方面綜合比較，在挖余土石方較少或較為合理（符合環保、水保要求）時，一般不要采用高填土方案。為減少工后剩余沉降和破壞，應適當提高路堤填土的壓實度。對于一般細粒土（含黃土）和粗粒土，當填土高度大于10m時，其下路堤（路床頂面以下150cm以下）的壓實度應控制在93％以上；當填土高度為20-30m時，其上路堤（路床頂面以下—150cm）的壓實度應控制在95％以上，下路堤的壓實度應控制在93％以上3而對于填土高度大于30m的超高路堤，其上、下路堤的壓實度均應控制在95％以上。高路堤土石方數量大，填筑用土料一般來源于多個取土場或多個路塹段的挖余土方、石渣，土性成分比一般路段復雜，最大干密度和最佳含水量變化較大，壓實指標不易控制，常導致路基壓實施工不勻，造成路基不均勻沉降及浸水附加沉陷。因此，路堤填筑必須嚴格按重型標準擊實試驗所得的最佳含水量來進行填筑，并改進檢測方法，加大檢測頻率，嚴格控制填土干密度。對有可能發生公路路基病害的地段，經常進行檢查和觀察，以便根據病害現象和原因，擬定防治措施，根據判斷可能發生的公路路基病害：新開挖的`邊坡坡腳有水沖刷；有平行于斜坡的裂縫，斜坡上有不規則的鼓起；坡腳周圍有破裂和損壞現象，并有傾倒的樹木；在地面上有地下水流的地方，構成山坡巖石的層時甚薄并有裂縫或滑動或滑層的走向與路線垂直等；由于設計或施工不良，造成開劈石不徹底或坡度過陡，又受開山炸藥震動，石坡裂縫，故經過風化或雨水沖刷而出現大小不等的塌方。

　　在工后剩余沉降的處理上，建議在采取分層強夯、沖擊碾壓等各種技術措施盡可能減小工后剩余沉降量的前提下，根據工后沉降主要集中在路堤竣工后較短時間內的特點，利用預壓沉降期再使路堤完成絕大部分剩余沉降；通過沉降觀測，待路堤沉降接近穩定沉降量時再實施路面防護、排水及其它附屬工程。防止坍塌和崩塌的辦法，要根據坍塌的形成的原因，結合具體條件，因地制宜地進行，常用的辦法有：引起表面水流：該法主要有修建起圍護作用的截水溝，把塌方以上斜坡處流下的水落石出截斷，引導到別處去，在塌方體表面上修建排水系統，把水匯集到塌方體以外；調整或改變塌方地區以內人工灌溉設施。截斷地下水流：為了降低地下水位，減少塌方體的重量滲透壓力，采取設置支撐盲溝的辦法把水截斷，使塌方體干燥、聚集和排出斜縫中的地下水。用種植物和鋪砌塊石護坡等方法，增加邊坡防止上沖刷的能力進行加固。設置支撐構造物：設置擋土墻建筑物可增加邊坡的支撐力量，以維持土體的平衡，防止土體塌落下來，同時使路基內側（挖方）坡腳變陡，減少邊坡挖方數量，加強坡腳土體的穩定性。擋土墻結構的選擇，斷面設計按有關的規范進行驗算設計。刷方減載：刷方減載通常在防止塌方中采用，其數量需根據土石的物理力學性質進行驗算，并考慮邊坡的地質條件。改道繞線：當塌方規模較大時，難以根治而路線不可能繞避時，可考慮改線，但應作經濟技術方案的比較后才能確定。高路堤邊坡必須進行穩定性驗算。當穩定系數達不到要求時，需要進行加固處理。為提高高路堤的穩定性，應設置完善的防護和排水系統。地基和路堤可采用土工格柵、土工格室等土工合成材料加固處理；邊坡宜設置骨架（方格、拱形、菱形等）加生物防護；路肩應設攔水帶集中排水。對于壩式路基（高路堤跨越沖溝且溝底無涵），上游有積水可能時，洪水位以下尚應設防滲及護坡工程。

　　四、應用研究實例

　　G316線K1718-K1885段位于漢江階地，該段道路沿線地質條件差，道路技術等級低，經過多次改造、改善，目前基本達到三級標準，但沿線坡面巖石風化嚴重，地質災害時常發生，塌方、滑坡、泥石流遇雨經常發生，為提高道路通行能力，確保道路安全暢通，近年來對路實施了災害治理工程，在實際防治中，根據地質災害成災過程、災情構成及風險分析的基本理論體系，結合當地實際，建立了岸坡穩定性風險評價內容及其體系結構，確定了不同類型岸坡穩定性在不同精度條件下的危險性評價指標，如表1所示。對于各種不同類型岸坡的破壞方式，提出了危險性評價指標體系及其量化方法，并選用影響因素綜合評判法、模糊綜合評判法和拓撲學方法進行風險穩定性分析。并將該方法應用于示范路段，主要是對上坡面實施卸載、刷坡，坡面防護、坡腳支擋，土質坡面進行生物防護，風化破碎石質坡面采取掛網等措施，對滑坡根據不同情況分別采取抗滑樁加擋墻和坡腳抗滑擋墻加護坡加生物防護等措施，均取得了一定效果，對提高國道的抗災害能力和保暢通能力具有重要作用和意義。

　　五、總結

　　隨著我國經濟的飛速發展和道路網絡建設的不斷改善，道路建設甚至高速公路建設越來越多的進入山區。山區道路建設線性指標要求較高，工程難度較大，工程環境較為艱巨，在地質條件復雜的路段，地質環境相對脆弱，在深度挖掘、高度填坑和隧道挖掘等工程活動下，地質災害的發生頻率也隨之增加。因此，在山區道路的路基工程中，引入災害防治技術，并研究出具有針對性的可行的措施是路基工作中的研究重點。

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