山西省部分运营高速公路地质病害调查

隋来才，付国茂

（山西省交通科学研究院，山西 太原 030006）

0 引言

地质病害是由于工程体所处的工程地质条件较差，遇到地下水或下渗地表水，工程体的工程地质条件恶化，继而产生地质灾害[1]。地质病害在高速公路工程中极为常见，主要表现为路基沉陷、边坡失稳、隧道渗水等。2006年3月28日太旧高速K460+500处石太方向路面发生沉陷、开裂（见图1）就是典型的地质病害，塌陷时路面突然整体塌陷，路基向外滑移，路面沉陷最大深度达到3.5 m，塌陷范围发展为石太方向整幅116 m及太石方向超车道64 m。塌陷段原是旧河槽，底层土壤长期渗水，冬冰春融使土层强度降低路基产生沉陷。

山西省高速公路通车里程长，沿线地质条件复杂，山岭、丘陵、平原各类地形齐备，受自然应力作用及人类活动的影响，常发生崩塌、滑坡、隧道渗水等地质灾害，制约着高速公路运营安全和使用寿命。为了确保运营公路畅通，保护人民生命、财产安全，地质灾害防治工作已刻不容缓，有效地控制和减轻地质灾害对高速公路造成的破坏已是山西省高速公路管理部门亟需解决的一个重要问题。

开展高速公路地质病害调查工作有助于摸清高速公路地质病害的分布、特点等，进而为做好高速公路的防灾减灾工作起到积极作用。

山西省交通科学研究院作为牵头单位会同河南省水利科学研究院于2010年1月—2011年10月对太祁高速罗夏祁段、太原东环、太原西北环、得大、大新、离军、汾离、运城绕城、运三、运风、祁临、临侯、晋济、晋焦、晋阳、长晋、太长、长邯高速等全省部分运营高速公路开展了地质病害调查工作，通过该次调查基本摸清了全省的高速公路地质病害状况，并对今后高速公路建设提出了一些有益的建议。

图1 太旧高速K460+500处石太方向路面发现沉陷、开裂远景照

1 病害情况[2]

1.1 总体情况

该次调查过程中，按照病害突发的可能性、危害程度等因素分亟需处理的病害、需进一步观测的病害、需简单处理的病害等3类，查出的数量分别为13、44、56处。按病害发生的部位又分为路基类、边坡类、桥台(墩)类、隧道类等4类，数量分别为12、74、6、21 处。

1.2 路基类病害

路基路面类水文地质病害大都是因为地基土自身属特殊岩土（湿陷性黄土、软土等），加之设计施工过程中没有引起足够的重视而产生路基的不均匀沉降，最终导致路面局部沉陷。

典型案例：太原东环K10+950处路基外侧积水引起路基沉陷(见图2)，该处路基黄土属自重湿陷性黄土。由于路基一侧排水不畅(见图3)，致使路堑路基下沉，最大下沉达10 cm。

图2 太原东环K10+950处路基沉陷

图3 太原东环K10+950处路基外侧排水不畅

1.3 边坡类病害

该次调查过程中发现的边坡病害最多，总体分为3类。

第1类，边坡采取了支护措施，但是由于泄水孔被堵塞等原因，边坡排水不畅，引起滑坡。

典型案例：太旧高速石太方向K420+880—K420+930右侧滑坡(见图4、图5)，此处为挖方路段，路基右侧坡体为黏土、砂、岩石混合体，在1996年8月发生过滑坡。本次调查过程中发现：山体顶部有一条长约40多米、宽约25 cm的裂缝，该坡体为排水不畅引起的滑坡。

图4 太旧高速石太方向K420+880—K420+930右侧护坡

图5 太旧高速石太方向K420+880—K420+930右侧坡体顶部有裂缝

第2类，对于部分岩质边坡，设计施工过程中是稳定的，但高速路经过多年运营，岩石风化，边坡发生崩塌等地质灾害。

典型案例：长晋高速K21+100处边坡(见图6、图7)，该处裸露的岩质边坡易发生崩塌等地质灾害。

图6 长晋高速K21+100处岩质边坡

图7 长晋高速K21+100处边坡发生崩塌

第3类，由于黄土具有较好的直立性，在设计施工过程中为节省投资对该类边坡没有采取支护措施，在投入运营后，该类边坡发生垮塌、土滑、土溜等。

典型案例：长邯高速K913+300—K913+900处边坡(见图8、图9)，该处边坡发生了垮塌。

图8 长邯高速K913+300—K913+900处边坡垮塌

图9 长邯高速K913+300—K913+900处边坡垮塌

1.4 桥台(墩)类病害

桥台（墩）类水文地质病害在该次调查过程中也屡有出现，其中一类是由于浸水桥台桥基或挡墙被掏蚀而出现自身强度降低，同样危及桥的稳定性。

典型案例：长邯高速阳光大桥（邯郸一侧）桥台基部冲蚀严重(图10)。

图10 长邯高速阳光大桥桥台基部冲蚀严重

另一类是由于受到水的冲刷剥蚀，桥台（墩）受到破坏，危及桥的整体稳定性。

典型案例：大新高速下米庄水库大桥桥墩被剥蚀严重(图 11)。

图11 大新高速下米庄水库大桥桥墩被剥蚀严重

1.5 隧道类病害

隧道类地质病害在调查过的隧道中多表现为裂缝较多、渗漏水。

典型案例：太旧高速北茹隧道渗漏水(见图12)。

图12 北茹隧道内渗漏水

2 建议

a)对于特殊岩土、不良地质路段路基，除进行地基处理外，还应排除诱发特殊岩土性质改变、不良地质现象再次出现的因素。

b)边坡设计中排水措施一定要有效、得当，以保证坡体中的水能及时排除，以免发生滑坡。

c)从长远来看，应在高速公路修建时对直立性较好的黄土边坡进行处理，以免运营后出现垮塌、土滑、土溜等。

d)在高速公路修建过程中，应对裸露的岩质边坡进行处理，特别是易风化的岩质边坡。

e)隧道渗漏水现象在运营隧道中较为普遍，应及时处置。

f)为了有效防治高速公路病害，主管部门应开展灾害预警及地质灾害应急预案的编制工作。