2008年5月12日，四川省汶川縣發(fā)生了里氏8.0級大地震，震中為汶川縣映秀鎮(zhèn)，沿映秀-北川斷裂帶向北偏東30度方向展布，主震范圍長約330公里、寬約30公里-40公里，并引發(fā)中央斷裂和前山斷裂出現(xiàn)地表破裂。此次地震發(fā)震斷層的運動方式為右旋-逆斷層作用，斷層北西盤相對上升，地震涉及四川、陜西、甘肅和重慶等10個省區(qū)市417個縣(市、區(qū))。

“5.12”汶川特大地震造成的損失慘重，同時地震誘發(fā)的山體滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害導致災(zāi)情加重。這些地質(zhì)災(zāi)害主要沿發(fā)震斷裂帶、河流和溝谷呈帶狀分布，其發(fā)生的規(guī)模大、數(shù)量多、密度高、類型復雜，形成了改變山河的局面。

震后需重建的公路大多處于地質(zhì)構(gòu)造復雜、岸坡陡峻、峽谷眾多地帶，短期內(nèi)重力地質(zhì)及水文地質(zhì)作用仍然活躍，許多山體及大量松散堆積體處于不穩(wěn)定或臨界穩(wěn)定狀態(tài)，隨時都有變形、失穩(wěn)破壞的危險。

四川省綿竹至茂縣公路是震后香港援建的二級公路項目，項目起于漢旺“T”字路口，終點與茂北公路相接，全長約56公里，其中，德陽境內(nèi)48.06公里、阿壩境內(nèi)7.97公里，全線橋隧比為75.4%。該項目是連接德陽市和阿壩州兩地的紐帶，同時也是阿壩州出行川北、川中的重要通道。

該項目穿越4條斷裂帶，是四川省災(zāi)后恢復重建困難最大、影響最廣的項目。具有“三多兩高一復雜”的特點，即堰塞湖多、斷裂帶多、地質(zhì)災(zāi)害多、生態(tài)環(huán)境保護要求高、抗震設(shè)防要求高和水文條件復雜。（圖1）

綿茂路沿線對公路有重大影響，需要處治的滑坡有23處，泥石流16處，崩塌體、落石83處，不穩(wěn)定斜坡19處，堰塞湖21處。

震后地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

汶川特大地震誘發(fā)了大量地質(zhì)災(zāi)害，這些災(zāi)害有如下特征:

（1）隨著自然環(huán)境和地應(yīng)力的不斷調(diào)整，在降雨和其它條件影響下，近3年-5年內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)是一個高發(fā)期，10年后才能進入低發(fā)期。這些災(zāi)害大多沿地震斷裂帶、河谷、交通干線分布。經(jīng)歷10年的沉積，目前綿茂路沿線大的地質(zhì)災(zāi)害已趨于減少，但山體崩塌落石隨著風化的日趨嚴重，出現(xiàn)的較頻繁，對線路影響較大。

（2）斷裂帶兩側(cè)的山體地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育情況有顯著的差異，其原因是斷層兩側(cè)山體基本地質(zhì)條件導致的地貌放大效應(yīng)以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)的差異。

（3）地震作用使邊坡臨空面方向產(chǎn)生拉應(yīng)力，導致巖體沿節(jié)理、裂隙、層理處進一步破壞；巖體還出現(xiàn)向邊坡臨空方向的瞬間運動，從而產(chǎn)生大量的山體崩塌。崩塌多發(fā)生在地形陡峻的斜坡，產(chǎn)生崩塌的地段地形坡度多在40°以上，失穩(wěn)部位主要分布在斜坡中上部以及地貌突出部位，主要失穩(wěn)部位在0.4倍坡高以上。崩塌體的巖性一般都比較破碎和疏松，在降水充沛的季節(jié)將是崩塌的高發(fā)期。每年雨季過后，綿茂路沿線都出現(xiàn)很多崩塌點。（圖2-圖3）

圖2

圖3

圖4

圖5

（4）震后泥石流活動的主要特點為泥石流溝谷數(shù)量增加，在大暴雨的作用下，新的泥石流大量爆發(fā)；而且激發(fā)泥石流的臨界雨量明顯降低。泥石流暴發(fā)表現(xiàn)出明顯的高發(fā)性與群發(fā)性。泥石流的容重約提高20%左右，流量一般可增加約50%-100%。原來定性為稀性或過渡性的泥石流溝轉(zhuǎn)化為過渡性或粘性泥石流溝；泥石由降雨控制型逐步轉(zhuǎn)為松散土體控制型；震后泥石流演變趨勢的活動強度逐步減弱，活躍期與平靜期交替出現(xiàn)；在一些松散土體豐富但尚未發(fā)生泥石流的面積大于5km2的流域，存在暴發(fā)大規(guī)模泥石流的風險源。（圖4-圖5）

震后公路重建選線

震后公路選線是公路重建過程中預(yù)防大、中型滑坡、崩滑、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的第一關(guān)，也是預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的主要環(huán)節(jié)。選線時應(yīng)對工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件進行詳細勘察，評估它們對公路的工程影響和環(huán)境影響。對于崩塌、滑坡、泥石流等嚴重地質(zhì)災(zāi)害路段，一般情況下路線應(yīng)設(shè)法繞避，若路線必須穿越，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況選擇合適的位置與穿越方式，縮小穿越（跨越）范圍，并采取必要的工程措施，確保公路安全通過。地震區(qū)的公路設(shè)計應(yīng)從路網(wǎng)規(guī)劃、路線走廊選擇、工程措施等多方面、多層次進行考慮，以最小的代價保證交通網(wǎng)絡(luò)的安全與通暢。在公路選線時，針對不同的地質(zhì)災(zāi)害類型，應(yīng)注意遵循以下選線基本方法:

（1）滑坡地段線路選擇應(yīng)盡可能避開潛在滑坡或易產(chǎn)生滑坡的不良地質(zhì)路段，如坡面高陡、松散堆積層發(fā)育、地下水豐富、上方匯水區(qū)較大、軟硬巖層相間傾向與坡向相同，易受河水沖刷的河岸等，以避免開挖坡體誘發(fā)滑坡。當滑坡規(guī)模小、邊界條件清楚、技術(shù)條件可能、經(jīng)濟上合理時，可選擇在有利于滑坡穩(wěn)定和線路安全的部位，采取有效的工程措施通過。（圖6）

圖6

（2）崩塌地段對可能發(fā)生大型崩塌的地段，必須設(shè)法繞避。對可能發(fā)生中型崩塌的地段，有條件繞避時，宜優(yōu)先采用繞避方案；繞避有困難時，可調(diào)整路線位置，離開崩塌巖體一定距離，以減少防治工程，確保行車安全；還可采用明洞、棚洞或懸臂式棚洞等遮擋建筑物通過。對可能發(fā)生小型崩塌或落石的地段，宜選擇在崩塌落石停積區(qū)以外通過；有困難時，也應(yīng)使路線與陡坡之間留有適當余地，以便設(shè)置防護措施。

（3）泥石流路段通過泥石流區(qū)時，首先應(yīng)考慮從流通區(qū)或河床比較穩(wěn)定、沖淤變化不大的洪積扇頂部架橋跨越。（圖7）

震后地質(zhì)災(zāi)害治理

在公路設(shè)計階段，應(yīng)把通過區(qū)域的滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的防治設(shè)計作為公路工程設(shè)計的主要內(nèi)容之一，做到公路工程和災(zāi)害防治工程的有機結(jié)合，避免在公路施工過程中引發(fā)大量地質(zhì)災(zāi)害而造成施工的中斷和工程財產(chǎn)的巨大損失。

圖7

滑坡處治

根據(jù)滑坡發(fā)育的特點和穩(wěn)定情況，在滑坡體挖方地段采用削坡減載和擋土墻支擋；對強-微風化巖質(zhì)挖方邊坡，采用錨桿框架、錨桿錨墩或系統(tǒng)錨桿加固措施；如存在深層失穩(wěn)邊坡，則采用坡腳擋墻、錨索框架、錨索錨墩，甚至錨索抗滑樁進行坡體加固；順層巖質(zhì)滑坡，采用錨桿框架植草（或厚層基材植草）、錨桿錨墩、錨索框架加固。

（1）在滑坡地段，應(yīng)根據(jù)路基類型、滑坡規(guī)模、物質(zhì)組成、巖土性質(zhì)、地下水以及地表水發(fā)育情況，對滑坡的穩(wěn)定性進行分析。

（2）滑坡防治應(yīng)根據(jù)滑坡類型、規(guī)模、穩(wěn)定性，并結(jié)合滑坡區(qū)工程地質(zhì)條件、公路的重要程度以及現(xiàn)場的施工條件，采取減載、反壓、支擋、排水等綜合措施進行治理。

（3）對于中、小型滑坡、挖方后滑坡無向后、兩側(cè)及向下發(fā)展可能者，以清除滑體及周邊受影響的巖土為佳。清除后的坡體進行地面排水、整平、綠化等工作。

（4）水是促使滑坡發(fā)生和發(fā)展的主要因素，應(yīng)盡早消除或減輕地表水對滑坡的危害，根據(jù)場地環(huán)境設(shè)置各種截水溝和排水溝。

（5）改善滑坡土體的力學條件，增大抗滑力。

①減與壓：對于滑床上陡下緩、滑體頭重腳輕或推移式滑坡，可在滑坡上部主滑地段減載，在前部抗滑地段加填壓腳，以增加滑坡抗滑能力，提高其穩(wěn)定性能。

②支擋：設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)，如抗滑片石垛、抗滑擋墻、樁板墻、抗滑樁等。以支擋滑體或把滑體錨固，如錨定梁、錨定板、錨定框架肋、梁錨釘墻等。在穩(wěn)定地層上采用擋錨綜合結(jié)構(gòu)，如抗滑樁加預(yù)應(yīng)力錨索、樁板墻加預(yù)應(yīng)力錨索等。

圖8

（6）改善滑帶土體的性質(zhì)，如采用孔底爆破灌注混凝土、灌漿法、砂樁、系統(tǒng)錨植桿、鋼筋混凝土錨樁加固等措施，改變滑帶土的性質(zhì)，提高其強度指標，以增強滑坡的穩(wěn)定性。（圖8）

崩塌、落石處治

崩塌、落石處理可采用刷坡、支擋或設(shè)置攔截建筑物等措施。支擋或攔截建筑物的位置、類型以及結(jié)構(gòu)尺寸等可根據(jù)崩塌的具體條件確定。從經(jīng)濟合理和技術(shù)可行的角度出發(fā)，進行綜合治理。通常崩塌、落石采取削方為主，局部加固，并輔以排水和支擋等工程措施。

（1）削方：崩塌體削方不應(yīng)用于構(gòu)造破碎帶和裂隙發(fā)育地段。在崩塌地段施工時，只宜采用小爆破由上而下進行開挖作業(yè)，不得采用大爆破方法進行施工。

（2）錨索加固：經(jīng)計算在崩塌危巖體削方以后，崩塌體的安全儲備系數(shù)仍較低時，為根治崩塌，防止崩塌體繼續(xù)發(fā)展，仍需對崩塌體采取錨固措施。

（3）噴錨掛網(wǎng)：對于局部巖體較為破碎且較集中的部位，采用噴錨掛網(wǎng)防護；對崩塌體不穩(wěn)定巖體臨空面出露的區(qū)域也應(yīng)采用噴錨掛網(wǎng)防護。

（4）充填裂縫：為了防止地表水下滲對崩塌體中弱軟夾層產(chǎn)生浸泡和軟化作用，還應(yīng)對崩塌體上的裂縫進行充填，通常裂縫充填可采用粘土并進行夯實，在裂縫頂部鋪設(shè)現(xiàn)澆混凝土蓋板，或者采用厚層基材植草。（圖9-圖10）

危巖處治

危巖多發(fā)生于靠近斷層的硬巖類高陡斜坡部位，由于受地質(zhì)構(gòu)造的作用，巖體比較破碎，再加上地震加速度的高程放大效應(yīng)，使這些部位的巖體十分容易沿結(jié)構(gòu)面被震裂，極易發(fā)生崩塌破壞。震后危巖防治措施主要包括：

（1）清除：在小型崩塌或落石地段，如崩塌的數(shù)量不大，或落石的數(shù)量不多，且基巖破壞程度不嚴重時，可采取全部清除的辦法，采用自上而下方式進行。

圖9

圖10

（2）遮擋建筑物：在中、小型崩塌地段或崩塌發(fā)生頻繁、基巖破壞嚴重、崩塌、落石的物質(zhì)來源豐富地段則宜采用落石平臺、主/被動防護網(wǎng)、落石槽、攔石堤、攔石壩等。SNS鋼繩網(wǎng)柔性防護系統(tǒng)包括被動攔擋防護系統(tǒng)及主動被覆防護系統(tǒng)，可用于防止落石/飛石的發(fā)生。

（3）當采用一般攔截建筑物有困難時，可采用框架棚洞；若因地形或地質(zhì)條件限制，外側(cè)設(shè)置基礎(chǔ)有困難時，亦可采用鋼筋混凝土懸臂式棚洞；有條件的地方，經(jīng)過比較和研究也可采用明洞處理。

泥石流處治

泥石流處治首先應(yīng)選擇有利的時機，在極重災(zāi)區(qū)不宜在震后3年~5年內(nèi)實施大量的泥石流防治工程，而應(yīng)在震后3年~5年實施工程防治；在重災(zāi)區(qū)和一般災(zāi)區(qū)，可以在震后立即實施泥石流工程防治。在泥石流流域內(nèi)，從形成區(qū)、流通區(qū)到堆積區(qū)宜分別采用恢復植被、截水、護坡、攔擋、排導和防護等工程為主的治理措施。加強上游沙源、水源治理，中游攔擋、停淤、減沙、減勢和下游的排導停淤、護岸工程。泥石流治理應(yīng)根據(jù)全面規(guī)劃、綜合治理的原則進行。治理規(guī)劃主要根據(jù)泥石流活動的特點制定，結(jié)合水土保持等生物防護措施，以減小和控制泥石流活動。此外，還必須建立泥石流立體監(jiān)測網(wǎng)。（圖11-圖12）

（1）對規(guī)模巨大、勢能大的泥石流，宜采取避讓或防沖措施。如平面繞避改道、立面繞避(渡槽、明洞渡槽、高橋跨越和溝底隧道等)。

（2）在泥石流形成區(qū)以抑制泥砂產(chǎn)生為主，以阻滯泥砂輸移，常用的措施有恢復植被、建造多樹種多層次的立體防護林、坡面截水溝、溝谷區(qū)的攔沙壩等。

（3）在泥石流流通區(qū)以疏導為主，保證流路通暢。主要措施有導流和護岸、護底以及清障等。在地形較好的地區(qū)，則可采用可靠的攔擋措施，以達到減勢、減砂、和控制水砂下泄量的效果。攔擋工程有實體重力壩和格柵壩、停淤場、導流堤、壩下的護岸、護底等。

結(jié)語

汶川大地震引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害主要有滑坡、崩塌、落石、危巖以及在后續(xù)的降雨作用下，由大量松散的滑坡、崩塌體提供物源形成的大規(guī)模泥石流。目前，滑坡、崩塌、危巖這些地質(zhì)災(zāi)害有的處于穩(wěn)定狀態(tài)，有的處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，還有的處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在近3年~5年內(nèi)，各種地質(zhì)災(zāi)害仍是一個高發(fā)區(qū)。震后公路重建應(yīng)進行科學規(guī)劃、合理選線，有效地避讓地質(zhì)災(zāi)害高風險地段，對重點地質(zhì)災(zāi)害須進行必要的巖土工程治理，盡量減少對地質(zhì)環(huán)境的擾動，預(yù)防工程施工時誘發(fā)新的地質(zhì)災(zāi)害。