◎ 范建波 貴州高速公路集團(tuán)有限公司
淺談貴州高速公路邊坡汛期隱患排查與治理
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“十二五”期間,貴州高速公路通車營運里程達(dá)到5128公里,在西部地區(qū)率先實現(xiàn)縣縣通高速。隨著高速公路向山區(qū)延伸,由于地形地質(zhì)條件復(fù)雜,在建設(shè)期間出現(xiàn)的眾多邊坡滑坡變形問題,已經(jīng)成為工程地質(zhì)的重大問題。受工程進(jìn)度、資金投入、施工條件、自然災(zāi)害等的影響,邊坡在高速公路開通營運后常常出現(xiàn)各種病害,對安全行駛造成一定隱患。
高速公路 邊坡 隱患
貴州素有“八山一水一分田”之說,是全國唯一沒有平原支撐的省份。隨著山區(qū)高速公路建設(shè)的不斷推進(jìn),邊坡隱患對營運安全的影響正越來越突出。特別是每年汛期,需投入大量的人力、物力、財力,開展大規(guī)模的防滑坡、防泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的隱患巡查、排查與治理工作,確保安全度汛。如何做好高速公路邊坡汛期隱患的排查與治理工作,確保道路安全暢通,正成為高速公路養(yǎng)護(hù)與應(yīng)急管理的一項重要內(nèi)容。
1.1巡查、排查工作的基本程序
隱患的巡查、排查是汛期防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急保暢工作的基礎(chǔ)。及時發(fā)現(xiàn)隱患,并采取措施預(yù)防和排除,才能有效規(guī)避事故、災(zāi)害,如圖1。
1.2影響邊坡穩(wěn)定的成因分析
影響邊坡穩(wěn)定的工程地質(zhì)條件有巖性分布、構(gòu)造格局、地下水補給條件和坡體(巖體)結(jié)構(gòu)等。影響高邊坡穩(wěn)定的作用因素有:(1)重力;(2)地應(yīng)力;(3)由于巖體外形改變而造成作用力的改變;(4)地震作用;(5)水文地質(zhì)條件的變化;(6)洪水的沖刷;(7)降雨及氣候條件;(8)人為因素:切坡、堆填,人為爆破;(9)軟弱破碎帶的風(fēng)化。
圖1 汛期巡查排查應(yīng)急搶險工作流程圖
貴州高速公路邊坡汛期隱患的主要誘發(fā)因素有:降雨、風(fēng)化、 地表水的沖刷、浸泡、河流等地表水體對斜坡坡腳的不斷沖刷;不合理的工程活動,如開挖坡腳后支撐不夠、擋土墻泄水孔堵塞、橋梁墩臺防護(hù)偏弱、防護(hù)工程失效、坡體上部堆載、棄土場壓實不夠等。
1.3常見的邊坡淺層破壞形式
貴州高速公路邊坡包括石質(zhì)邊坡、土質(zhì)邊坡(含松散土層、碎石土、風(fēng)化殼和半成巖土層)、土夾石(巖層夾軟弱層)邊坡。在汛期,主要受降雨、 風(fēng)化地表水的沖刷、浸泡的影響,常見的淺層破壞形式有:剝落、落石、崩塌、堆塌、表層溜坍、風(fēng)化剝落、錯落、坡面淺層滑坡。一般下滑的土石方量較小,但分布較廣,發(fā)生的頻率較高,對行車安全有一定隱患。汛期,特別是雨天切忌在邊坡下停車,一般在邊坡路段靠中分帶行駛較安全。
1.4深層滑坡、泥石流及其野外識別
深層滑坡一般是在坡面2m以下深處演化,產(chǎn)生剪切滑移破壞,滑移面為平面、楔型面或曲面,下滑的土石方量大,造成危害極大,因此必須及時發(fā)現(xiàn),采取應(yīng)急措施加以干預(yù),避免造成人員財產(chǎn)重大損失。
古滑坡的識別,特別線路沿河谷、山谷布設(shè)時,須識別并加以預(yù)防。一般地形地貌特征:(1)較平順的山坡出現(xiàn)等高線異常和中斷,斜坡不順直、不圓滑而造成圈椅狀地形和槽谷地形;(2)雙溝同源,坡體兩側(cè)切割較深;(3)坡體中部常有一級或多級異常臺階狀平地;(4)坡體表面植物歪斜呈零散分布;(5)石質(zhì)邊坡巖層整體連續(xù)性被破壞,有層位缺失、升降、散亂現(xiàn)象。
滑坡的先兆識別,不同類型的邊坡在大滑坡前一般會表現(xiàn)出各種異?,F(xiàn)象,常見的有:(1)在滑坡前緣坡腳處,有堵塞多年的泉水復(fù)活現(xiàn)象,或者出現(xiàn)泉水(井水)突然干枯,井(鉆孔)水位突變等類似的異?,F(xiàn)象;(2)滑坡前緣坡腳土體、路面出現(xiàn)上隆(凸起)現(xiàn)象,這是滑坡明顯的向前推擠;(3)邊坡前部出現(xiàn)橫向及縱向放射狀裂縫;(4)有巖石開裂或被剪切擠壓的聲響;(5)防護(hù)工程開裂變形,鋼筋或鋼絞線發(fā)出斷裂聲響;(6)滑坡體四周巖(土)體會出現(xiàn)小型崩塌和松弛現(xiàn)象;(7)邊坡水平及垂直位移量出現(xiàn)加速變化趨勢;(8)裂縫出現(xiàn)錯臺,急劇擴(kuò)展,從裂縫中冒出熱氣或冷風(fēng);(9)坡面上樹木逐漸傾斜,建筑物開始開裂變形,山坡農(nóng)田變形,水田漏水干涸,動物驚恐。
貴州山區(qū)主要有溝谷型和山坡型泥石流兩類。泥石流大多伴隨山區(qū)洪水而發(fā)生,洪流中含有足夠數(shù)量的泥沙石等固體碎屑物,其體積含量最少為15%,最高可達(dá)80%左右,能量巨大,歷時短暫,因此比洪水更具有破壞力。
泥石流具有一定的周期性,其活動周期與暴雨、洪水的活動周期大體相一致,貴州的泥石流多發(fā)生在6-9月,因此在汛期需特別防范。主要特征和影響:(1)山高坡陡谷深,亂石成沙土松散,大量土石易混入山洪之中,就形成粘稠渾濁的泥石流,一般對高速公路主要威脅在跨沖溝的橋墩、填方路基涵洞、便民通道小橋。(2)棄土場堆棄土石方(特別泥巖、土石混合)較高、較陡,地表排水漫流,無綠化無防護(hù)工程,一般主要威脅高速公路坡下橋墩、農(nóng)田、村寨房屋等。
汛期邊坡隱患出現(xiàn)后,不論是邊坡淺層破壞,還是深層滑坡或泥石流,第一時間都應(yīng)采取安全錐隔離、警示牌提示或者借道、臨時交通管制、分流等措施防止事故發(fā)生。若事故已不幸發(fā)生則應(yīng)全力救人并采取上述交通組織措施防止次生事故、災(zāi)害。并根據(jù)總結(jié)的邊坡隱患排除方法,迅速擬定初步治理方案組織搶險保通。
2.1邊坡淺層破壞形式的治理措施
剝落、落石、崩塌、堆塌、表層溜坍、風(fēng)化剝落、錯落、坡面淺層滑坡等淺層破壞出現(xiàn)后,邊坡的主要治理措施有:(1)清除危石懸石;(2)SNS主動防護(hù)網(wǎng)、被動防護(hù)網(wǎng)遮擋;(3)漿砌片石或模筑砼嵌補,保持邊坡整體性;(4)錨桿加掛網(wǎng)噴漿,防風(fēng)化,防地表沖刷;(5)噴播植草、噴射綠色砼;(6)修筑護(hù)面墻、擋土墻支擋;(7)及時封閉裂縫,增設(shè)地表排水系統(tǒng),引流減少沖刷,如:截水溝、排水溝 、急流槽等。
2.2深層滑坡、泥石流的治理措施
深層滑坡的成因和形態(tài)各有不同,一般把握“一排,二擋,三減,四固”的治理原則,基本可以解決絕大部分邊坡滑坡的隱患問題。一排就是重新理順截、排水系統(tǒng),增設(shè)平臺截水溝,封閉裂縫,減少地表水的沖刷和滲透,受地下水影響的邊坡還需采用仰斜孔排水、虹吸排水等措施降低地下水位;二擋就是修筑抗滑擋墻、抗滑樁、鋼管樁等工程增加坡腳的支撐,也可先在坡腳回填反壓,防止病害加劇;三減就是清方減載,使滑體外形改善、重心降低,從而提高滑體穩(wěn)定性。四固就是采用框架錨索、框架錨桿、棱形或拱形護(hù)坡等防護(hù)工程加固各級坡體,起到護(hù)腰的作用。對邊坡隱患的治理一般視滑坡的大小來綜合四種方法的運用。
泥石流的治理措施主要是預(yù)防性的,一般性做法是:在上游匯水區(qū)植樹造林,種植草皮,調(diào)整地表徑流,筑排水溝等;在流通區(qū)設(shè)置一系列攔截構(gòu)筑物,以阻擋泥石流,降低流速;在下游修建排導(dǎo)設(shè)施使泥石流順利排除,以避開建筑物、農(nóng)田等。
貴州高速公路開通營運后對汛期邊坡隱患的排查與治理進(jìn)行了大量的工程實踐,消除了大量事故危險源,取得了顯著的效果。但每年應(yīng)急保暢資金的投入也非常巨大,擠占了有限的養(yǎng)護(hù)資金,勢必造成對道路路面和橋隧結(jié)構(gòu)物養(yǎng)護(hù)維修的投入不足。而且由于有時隱患的征兆不明顯、對隱患的破壞估計不足、排查排除工作無法做到適時監(jiān)控,仍然存在較大的安全風(fēng)險。
建議:一、設(shè)計選線時應(yīng)盡量避免高大邊坡的開挖,減少原地表破壞;二、應(yīng)建立重點邊坡的檔案數(shù)據(jù)庫,采用無人機(jī)圖像比對、衛(wèi)星動態(tài)監(jiān)測報警等新技術(shù)及時更新數(shù)據(jù),及早發(fā)現(xiàn)隱患并加以防控。