陈登春 李升甫 何云勇
(四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院,四川 成都 610041)
G317线俄岗段改建公路涎流冰成因分析与防治
陈登春 李升甫 何云勇
(四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院,四川 成都 610041)
以高原山区公路G317线俄尔雅塘至岗托段改建公路工程为例,结合沿线区域地质条件,分析涎流冰形成原因,针对具体涎流冰工点,采取了排、挡、积、截等措施进行综合处治,获得了良好效果,可供后续类似地区公路建设参考。
高原山区公路,G317,涎流冰,成因,防治措施
俄尔雅塘至岗托段公路是四川进入藏区的北线公路,是一条兼备政治、军事、旅游功能的重要公路。由于该段公路位于西部高原山区,地形狭窄、地质条件极其复杂,加之原路技术标准差,平面线形差,路基、桥梁、涵洞或宽度不足或受损严重,导致交通堵塞,冬季时常出现断道情况,已不能满足道路正常通行,故对其进行改建。而对于高寒地区公路改建,冬季涎流冰灾害不可避免,若处理不当,则会阻塞桥涵,造成路基与桥涵的水毁;或导致行车道光滑、不平或形成冰坎、冰槽等,严重影响公路安全运营。因此,本文对延流冰的成因进行分析,掌握其规律,并分析了涎流冰工点实例综合防治措施,对类似地区公路建设中涎流冰的防治具有一定的借鉴意义。
1.1 地形、地貌
项目位于四川西部甘孜州,介于北纬27°58′~34°20′,东经97°22′~102°29′之间,属横断山系北段川西高原区。境内高原辽阔、山脉绵延,峡谷深邃,总趋势为北高南低,西高东低,从西北向东南倾斜,地形相对起伏很大。地表平均海拔在3 500 m以上,地形切割剧烈,谷深坡陡,相对高差一般在3 000 m以上,路线涉及以河流沿溪线为主,路线涉及微地貌多为Ⅰ,Ⅱ级阶地平台、缓坡及斜坡,局部为陡崖。
1.2 气象
项目区属四川西部高原季风气候,温度随海拔高度升高而降低,每百米海拔温差为0.6 ℃。公路沿线气候的主要特点是全年气温相对较低;夏短冬长;降雨量小,多在500 mm~800 mm之间,由东南向西北逐渐减少,主要集中在7月~9月;全年日照丰富。
1.3 构造与岩性
沿线出露的地层主要有第四系冲洪积层、残坡积层和三叠系拉纳山组、图姆沟组、曲嘎寺组、杂谷脑组。除第四系地层外,其他地层均因受区域变质作用(断裂和多期岩浆侵入)的强烈影响,大多已不同程度变质,特别是受燕山运动和喜马拉雅山运动影响最大,致使区内沿线各时代地层岩性复杂多变。
1.4 新构造运动及地震
工作区新构造运动多在前期构造基础上继承和发展,表现在高原表面的隆升,多级夷平面和河流阶地的形成,热矿泉的分布和断层复活、地震频繁活动等。
由于本区地质构造的形成与发展受控于印度板块与欧亚板块的碰撞作用,使本区板块之间作用强烈,形成许多活动断裂带。规模较大的活动断裂有北西向鲜水河断裂带、甘孜~理塘断裂带;近东西向班公错~丁青断陷盆地构造带;北东向羊八井~当雄构造带等。在活动断裂带及其附近的地震具有震级高、破坏程度大。
根据G317线俄岗段现场调查结果显示,项目区内涎流冰的形成主要受水、地质构造、地形地貌、气候条件等因素控制和影响,沿线主要分布的涎流冰类型是山坡涎流冰和河谷涎流冰。
1)水。水是形成涎流冰最基本的条件,本项目沿线山体和边坡渗水严重、地下水密集、泉水出露处较多;另一方面,具有汇水面积的冲沟广泛分布,路线临河路段约占20%~30%。这些地下水或渗水出露后均会形成漫流,或河谷水处于漫流状态,冬季时会形成涎流冰。
2)地形、地貌。地形、地貌主要影响地面水、地下水的汇集,从而影响涎流冰的分布和发展。本项目属高原山区,大多数路段公路一侧临高大的自然边坡,其汇水面积较大,有利于汇集雨水和渗入,而又于坡脚流出或渗出。这样,有了充足的水源,就更可能出现涎流冰病害。
3)气候条件。气温在0 ℃以下,若持续时间长,则公路沿线汇集的水就会结成冰,形成冬季涎流冰。该段公路属高寒山区,夏短冬长,气候变化急剧,且雨季又集中在秋末,补给涎流冰丰富的水源,极易形成涎流冰。
4)构造。项目区存在规模较大的活动断裂有北西向鲜水河断裂带、甘孜~理塘断裂带等,活跃的地质构造会导致公路沿线的岩质边坡节理发育,打通地下水移动的通道,为涎流冰的形成提供了条件。
涎流冰路段路基必须贯彻以防为主,防治结合的设计原则,采取排、挡、积、截等措施进行治理,如修建桥涵跨越河水流量较大的涎流冰河沟;对地面排水系统进行保温;设置渗井、盲沟等地下排水措施;设置路堑墙等结构物;对通过大段河谷或地势低洼的涎流冰路段时,可采取提高路基的办法。
3.1 山坡涎流冰
本项目K79+180~K79+230段坡面渗水严重,冬形成山坡涎流冰,设置了高2 m~3 m的路堑墙,顶宽0.6 m,基础埋深1.2 m,采用浆砌片石砌筑,与山坡间形成自然聚冰坑,有效地防止了涎流冰上路。
沿线类似的边坡广泛分布,多为第四系残坡积层,以小块石土为主,其共同特点是横坡较陡易浅层滑塌、坡体渗水严重等,导致冬季形成涎流冰。由于铅丝石笼或挡冰墙设置的高度一般小于2 m,可能会导致涎流冰冒顶。因此,本项目类似工点基本采用路堑墙处治,墙背回填砂(碎)砾石,基础换填片碎石,并设置波纹管,形成边坡渗水的排泄通道,将其引至相邻涵洞排出,从而阻断了涎流冰形成的水源条件,有效的防止涎流冰上路,亦提高了边坡的稳定性。路堑墙处治山坡涎流冰见图1。
3.2 沟谷涎流冰
该项目外业勘测时,详细收集了沿线冲沟、泉水、溪水、地面水及融雪水的具体位置、流量等基础资料。对于这些冬季会形成涎流冰病害工点(见图2~图4),贯彻以防为主、防治结合的设计原则,主要采取的措施是:于冲沟沟口、泉水出露汇集处设置大纵坡涵洞,迅速排出地表水;加大涎流冰路段边沟、超挖边坡形成聚冰坑,导至涵洞排出。由图2~图4可见,实践检验了处治措施的合理性,类似工点均有效的避免了涎流冰上路。
3.3 河流涎流冰
该项目K79+180~K79+230段路基填筑于鲜水河浅滩,路基受承压的或无压的河水形成的涎流冰威胁。为了防止涎流冰上路,路线调整纵坡,抬高了路基至调查最高涎流冰冰面以上1.0 m,并与临河侧设置了实体护坡,加固路基边坡。
随着高速公路、国省干道升级改造逐渐往西部高寒山区推进,路线走廊愈发狭窄,地形、地质条件越来越复杂,涎流冰这一路基病害将不可避免。本文分析了G317线俄岗段改建公路涎流冰的成因,掌握其规律,并举例说明了涎流冰工点的综合防治措施,对类似地区公路建设中涎流冰的防治具有一定的借鉴意义。
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On analysis of reasons for delay ice on reconstructed EEryatang-Gangtuo Road of G317 Line and prevention
Chen Dengchun Li Shengfu He Yunyong
(RoadPlanning,SurveyandDesignInsitutute,SichuanDepartmentofTransportation,Chengdu610041,China)
Taking reconstructed EEryatang-Gangtuo Road of G317 Line in plateau and mountainous areas as the example, the paper analyzes the reasons for the delay ice, and adopts the comprehensive treatment with better effect, so as to provide some reference for the road construction in similar areas.
plateau and mountainous road, G317, delay ice, reason, prevention measures
2015-04-05
陈登春(1976- ),男,工程师; 李升甫(1980- ),男,硕士,高级工程师,注册咨询工程师,注册测绘师; 何云勇(1986- ),男,硕士,工程师
1009-6825(2015)17-0117-02
U418.8
A