面向公路的地质灾害防治措施及建议研究

叶义成 吴昱

摘 要：公路地质灾害的治理是减少公路交通安全事故发生率， 为社会经济的快速发展和人民群众的生命财产安全提供保障的迫切需要， 保持公路的安全畅通是交通管理部门的首要任务。公路地质灾害类型与一般意義上的灾害类型在发生几率、 变形破坏规律上无本质的区别， 但因其规模较小， 涉及的地层深度较浅， 灾害点多， 在其防治方法上却有着较大的区别。本文基于笔者的工作经验，从崩塌灾害、滑坡灾害、泥石流灾害、公路塌陷等4个方向给出了具体的防治措施，并在此基础上，提出了3条技术建议，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词：公路 地质灾害 防治 技术

中图分类号：P694 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（c）-0000-00

1 引言

在公路建设和运营过程中，公路沿线地质灾害经常发生。 根据调查统计显示， 近几年来， 由于地质灾害（泥石流、 崩塌、 滑坡和地面塌陷等）引起的公路损坏路段的长度已经超过400km，造成直接经济损失已达几十亿元。 由此可见， 加强公路地质灾害的防治是公路安全保障工程的主要内容之一， 公路地质灾害的治理是减少公路交通安全事故发生率， 为社会经济的快速发展和人民群众的生命财产安全提供保障的迫切需要， 保持公路的安全畅通是交通管理部门的首要任务。在公路地质灾害防治方面，广大岩土工程技术人员积累了大量经验， 建立了以加固、 护面、拦挡等为主， 以排水、 土石体改良、 植被绿化等为辅的各种工程防治措施， 并尤以浆砌片石和喷射混凝土护坡、 锚固、 浆砌片石、 拦石墙和简易钢结构栅栏等最为常见。

2公路地质灾害防治措施中的缺陷

目前在公路地质灾害防治措施中一般存在以下缺陷：

a） 公路沿线发生崩塌的地段， 路堑边坡均不稳定， 且未设置山坡挡土墙或设置方式不合理；b）处理崩塌灾害主要采用的是以削坡为主的防治方式， 应该结合支顶和锚固等措施共同对崩塌体进行防治， 且要结合具体的工程条件进行施工；c）对汇水面积和降雨强度较大的边坡上方未设置截水沟， 以及未进行植被防护；d） 对可能发生泥石流的地段， 或有过泥石流发生历史的地段， 未采取拦挡、 导流等措施；e）治理公路沿线地质灾害应该遵循“及时、 快速、 准确”的方针， 预防就是在线路必须经过地质不良地段时， 事先修建防治工程， 以提高边坡的稳定性。

3 公路沿线地质灾害防治措施

地质灾害类型很多， 主要包括崩塌灾害、 滑坡灾害、 泥石流、 公路坍陷。 下面就针对这四种病害的治理措施作一探讨。

3.1 崩塌灾害防治措施

3.1.1 削坡

在较稳定的岩体斜坡上， 将危险斜坡岩体按照一定的设计坡度进行爆破开挖， 目的是减小斜坡体的重量， 同时也是为了清除表面较松散的岩体， 露出新鲜岩体表面， 使斜坡坡度达到理想的稳定坡度。 但削坡不宜在岩体破碎强烈、 开挖影响较大的岩体上进行。

3.1.2 锚固

对可确定的危石进行加固是一种较好的选择， 其结构简单，对环境改变不明显。 但是， 要完全查清坡面危石事实上是很难的， 在采用锚固措施来加固危石时， 必须在危石上进行大量的钻孔锚固作业， 其振动作用将可能导致危石滚落， 施工的风险大。

3.1.3 喷射混凝土

该方法技术成熟， 机械化程度高， 施工速度快， 对地形适应能力强， 也比较经济。 同时该方法本身能通过添加纤维来提高强度和韧性， 并常与锚杆、 钢筋网或钢丝格栅结合使用， 从力学性能上人们通常把它当作钢筋混凝土结构， 具有很高的承载能力。此外， 基于水是边坡地质灾害的一个非常重要的诱发因素这一认识， 喷射混凝土对坡面的封闭作用， 非常好地隔绝了地表水下渗， 提高了边坡的稳定性。 但喷射混凝土对环境和自然景观具有破坏性， 由于喷射混凝土的封闭作用， 将毁灭坡面既有植被及其生长发育条件。

3.2滑坡灾害防治措施

根据公路沿线滑坡地质灾害的类型及特点， 防治措施的选用一定要结合滑坡的类型、 规模、地形地貌等具体工程条件， 有针对性地实施。 根据防治目的的不同， 采用的主要方法有直接阻止滑坡的发育和改变滑带土的性质两种。

3.2.1 直接阻止滑坡的发育

设置各种抗滑工程， 如抗滑片石垛、 抗滑挡墙、 抗滑墩、 预应力锚固、 预应力锚固抗滑挡墙、抗滑桩、 预应力锚固抗滑桩、 钢架抗滑桩、 拦砂坝工程等。

近年来抗滑桩在公路滑坡治理中被广泛采用， 多是人工挖孔灌注桩， 一般在滑坡上布设2～3排， 适用于浅层处于蠕动挤压阶段的滑坡。

3.2.2 改变滑带土的性质

可采用灌浆处理（灌注石灰浆、 石灰砂浆、 水泥浆、 粘土浆等）、 焙烧处理（在滑坡前部利用导洞焙烧滑带土）、 电渗排水（ 利用电极作用排除滑带土的水）、 化学处理（利用化学反应增加滑带土的强度）等方法来改变滑带土的性质。

3.3泥石流防治措施

通常对公路泥石流防治的基本思路是： 首先做好公路选择方案， 如在堆积区或谷口流通区通过时， 应采取控制泥石流堆积和流通的措施， 将泥石流按设计意图排出， 不让其堆积、 冲刷、 冲击、 爬高成灾。 当上述措施不能保证公路安全或不经济时， 则应采取控制泥石流形成的措施， 以减少灾害或从根本上消除泥石流危害。在公路遭受泥石流危害时，采取补救措施一般难度都很大，耗资也大。 但公路运营主管部门在治理泥石流方面仍然做了大量工作， 积累了宝贵的经验。

图1 泥石流防治措施

3.3.1 引水措施

当泥石流沟谷上游或支沟汇水区的汇水能通过截流坝和引水渠道引出主沟， 导向其他地方进入主河时， 可将沟谷上游或支沟的水流引走， 从而减少主沟形成泥石流的水动力条件和水体数量， 以削减泥石流的规模， 控制泥石流的危害。 这种方法适用于地形开阔、 地势高差小、 易于向主河疏导的泥石流沟。

3.3.2 排导措施

排导是通过一定的工程让泥石流顺畅通过公路， 进入主河和预定地点， 而又不给公路造成危害的一种措施。 一般采用的排导工程主要有两种类型： 急流槽和明洞渡槽。

3.3.3 林业措施

林业措施是泥石流生物防治措施的主体部分， 也是山区建设立足和发展的基础， 可以说， 林业措施是山区建设的生命线。 一般泥石流沟谷流域的不同地貌单元在泥石流形成中的作用是不同的， 根据生态条件配置不同的林种将有较好的治理效果。 泥石流沟谷流域的集流区（包括分水岭区及沟源区）， 是泥石流动力条件的水源地， 应营造水源涵养林， 适宜种植如油松、 刺槐、 华北落叶松、 刺楸等树种。

3.3.4 管理措施

生物措施不仅是一项技术措施， 而且是一项对社会经济管理依赖性很强的措施。 离开当地政府强有力的组织领导和群众的积极支持， 生物措施要获得成功是不可能的。 这不仅因为生物措施直接涉及千家万户的生产生活问题， 还要切实解决在实际实施过程中遇到的具体困难， 如生活能源、 粮食问题等， 而且这项工程不是一劳永逸的， 需要长期管护， 必须建立长期有效的组织和法规， 使森林和生态环境不受破坏。

3.4公路塌陷防治措施

公路塌陷防治主要是对公路下伏采空区的治理， 因此应首先考虑公路沿线矿区及采空区的特征、 公路不同地段构筑物的特点及其施工条件等， 以便确定合理的治理方法。 目前， 對公路下伏采空区的治理方法具体如下。

3.4.1 开挖回填法

开挖回填法是先将塌陷区全部或部分开挖， 然后进行人工回填的方法。 它主要适用于煤层开采规模较小、 开采深度较浅、 对采空区的影响范围和采空体积均不易探明的采空区。 此法取材方便、 施工简单， 且在回填处理过程中还可采用反复强夯的办法，利用重锤自高处落下产生的冲击能夯实地基土， 提高土体强度，增加抗塌能力， 还可以减少地表水入渗。 同时在塌陷区回填稳定后， 在路基两侧一定范围内要做好防排水处理， 一般可采用修建浆砌片石槽引流地表水， 以防雨水下渗， 引发二次塌陷。

3.4.2 桥跨法

以架桥的型式跨越采空区不稳定的路段， 桥的墩台应设在稳定的岩体中， 以保证路基稳定安全。

3.4.3 注浆法

注浆法实质上是利用液压、气压或电化学原理， 通过注浆管把一些能固化地基土的浆液均匀地注入地基土裂隙或孔隙中， 浆液以充填、 渗透和挤密等方式，将土颗粒或岩石裂隙中的水分和空气排除后占据其位置， 经一定时间后， 浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体， 形成一个结构新、 强度大、 防水性能强和化学稳定性良好的“结石体”，阻止上覆岩土层进一步塌陷冒落， 以保证公路路基的稳定。

4 公路地质灾害防治技术建议

任何一种方法都有其优缺点， 如何充分发挥优点， 克服缺点， 是工程技术人员需要考虑的问题。 特别是在目前国家强调“建设绿色通道”、 “美化环境”、“以人为本”等建设理念的今天，在建设和改造地质环境的过程中要尽量保护环境。 过去一般都是采用大量喷射混凝土、 浆砌片石等施工工艺， 这会对公路两旁坡面植被的生长条件造成永久性的封闭式毁灭， 是与环保和美化极不相称的。 因此， 建议今后对公路地质灾害进行防治时， 应全面考虑以下方面。

4.1可靠性与整体性相统一

所采用的防护材料要具有现时易得性， 在产品结构上， 实现“局部受载， 整体作用” 的目标，收到事半功倍的效果。

4.2追求环保与美观的效果

与传统的防护措施比较而言， 新的防护技术要在“人性化”和“环保性”方面多加考虑， 使得具备植物生长条件的边坡能够实现植被的自然生长发育， 并保持进行后期人工绿化的既有条件，对既有地貌进行良好的保护。

4.3施工速度快且干扰小

地质灾害防护工程多为山区高陡边坡上的野外空中作业， 作业环境一般都非常恶劣。 防护措施要具备良好的地形适应性， 如工程建设中尽量减少大量的开挖和彻底的清坡， 这样可大大地节省施工时间。 同时在进行施工治理过程中， 要确保公路畅通， 以保证车辆和行人的安全。

参考文献

[1] 刘传正； 刘艳辉， 论地质灾害防治与地质环境利用 ，吉林大学学报（地球科学版），2012，9

[2] 菊春燕，青岛崂山风景区地质灾害风险与防控研究，中国海洋大学，2013，6

[3] 张樑，21世纪中国地质灾害防治形势与减灾战略思考，中国地质灾害与防治学报，2004.6