复杂水文地质环境条件下等级公路的灾害防治研究

■姚军回

（甘肃煤田地质局一四六队 甘肃 平凉744000）

复杂水文地质环境条件下等级公路的灾害防治研究

■姚军回

（甘肃煤田地质局一四六队 甘肃 平凉744000）

目前，甘肃省已基本建成高速公路主骨架，通车里程突破4000公里，建设、改造普通国省干线公路6000公里以上，普通国省干线二级级以上公路比重达到60%以上，预计到2020年，高速公路通车总里程将达到6000公里以上。因此，甘肃公路建设在未来一段时期将面临着良好的发展形式。但受到复杂水文公路地质环境的影响，等级公路的正常运营存在着巨大的安全隐患。鉴于对地质环境与公路地质病害机理的相关研究目前仍不完善，因此就展开甘肃省复杂水文地质环境等级公路地质病害防治研究工作意义重大，可为今后甘肃省的公路建设事业提供一些新的思路、方法。

水文地质等级公路灾害防治

当前，伴随着相关工程施工技术的不断发展，也促使着等级公路的建设事业取得了巨大的发展与突破，近些年来，我国的高速公路总里程逐年增长，据国际统计局所发布的最新数据显示，截止2015年末我国的高速公路总里程已经达到12万公里，相较于2012年末增长了24.7%。高速公路的快速发展在为人们的日常出行带来了极大的便利性的同时，相关的公路灾害问题已经愈发严峻。复杂的水文地质条件使得等级公路产生了大量的灾害问题，因而，为了确保人们日常出行的安全性就必须要针对等级公路的灾害问题展开针对性的治疗与研究工作，采取预防为主，防治结合的策略。

1 甘肃省水文地质条件分析

1.1 地形条件概况

甘肃省处于我国中西部地区，介于北纬32°31′~42°57′、东经92°13′~108°46′之间。毗邻黄河上游，全省面积广阔，东接陕西，西临新疆，南连四川、青海，北靠内蒙。另外，甘肃省地形成长条状，东西长1655km，处于三大高原交汇地带，由此也就造成了甘肃省极为复杂的地质条件，其间山川、平原、河谷、高原、沙漠、戈壁滩纵横交错。因此在灾害防治方面的难度也加大了很多，应该引起相关部门的足够重视，对其复杂的地形条件进行科学合理的分析，采取相应的解决措施。

1.2 水资源概况

甘肃省内的全年河流径流量约为600×108m3，大多位于长江、黄河及各内陆河流区域内。全省水资源总量约为294.9×108m3，地表水资源总量共有286.2×108m3，地下水资源总量约8.7×108m3。从整体上来看，甘肃省地表水资源十分匮乏，区域分布呈现出了十分明显的差异化，除毗邻长江流域附近地区以外，其他地区水资源均十分匮乏。

2 公路灾害的类型及划分

2.1 依据公路灾害影响因素划分

2.1.1 内部因素

受到路面、路基的沉降影响，路基沿途质固化状态和液体状态发生形态改变，路基区域水文地质环境发生变化和温度变化共同造成路基由于气温下降而冻胀，并由此出现公路灾害问题。较常见的公路灾害有：路基下陷、冻胀土软化、沙土液化等。

2.1.2 外部因素

受到地震与区域内的地壳运动影响所造成的公路断裂；公路建设区域处于陡峭边坡裂隙岩体，土体拉张裂缝明显，受到强降水径流冲刷影响，含水层遭受自然原因而发生变化导致公路灾害的出现。较常出现的因素有：地震、水蚀、洪涝等，这种现象对公路造成极大的损坏。

2.1.3 内外综合因素

受到路基岩土体变化及外部水文地质条件、地下水的共同影响，路基岩土体性质与构造产生改变而形成的公路灾害问题，较常可见的灾害形式有滑坡、泥石路、水毁等，并且综合因素发生的原因比较复杂，需要进行科学合理的分析。

2.2 依据公路设施与环境因素划分

2.2.1 水文地质环境

受到地质环境的恶化影响而发生的公路灾害问题，主要包括有地震灾害、滑坡灾害、泥石流灾害以及特殊岩土灾害等。

2.2.2 气象水文地质环境

受到自然气象原因与水文条件的影响，例如大规模的长时间降雨，极端罕见的强风天气，严重的雪灾影响等，都会对公路造成一定程度的损坏。

2.2.3 综合因素

受到自然环境与人为性的因素所共同导致的公路灾害问题，其中主要就包括有公路沉降、地陷裂缝、泥石流冲击、地基塌陷等。

3 公路灾害的机理特征

3.1 形成机理

首先，受到岩土体微观结构的改变影响，路基依据区域环境的差异相应的岩土体也将会存在明显的差异性，例如冻土、膨胀土等特殊性岩土，采用这些特殊性的岩土结构所建成的路基常常会在极端天气的影响下导致岩土体的微观结构发生本质性的改变，通常会表现为内部孔隙增大、内部结冰以及体积膨胀等，最终造成软土胀裂、城乡等情况的出现。

其次，是公路的水文地质条件改变影响，受到公路设施建设、气候影响、地壳运动扥 方面的影响导致公路建设区域的地下水补给与金刘志均会产生较大的水文地质变化们，地表水向地下水补给的途径出现了异常，地下水排泄路径阻塞便会导致公路岩土体水位随之升高，造成孔隙、裂缝大量充水，静水压力提高，发生劈裂效应，最终造成严重的公路灾害。

再次，受到公路外部环境突发性变化影响，其中就包括了地震、极端性强降雨天气、地壳板块运动、大规模的地下水开采活动等。使得原本的低下构造发生了突变，极易导致路基岩土体失去稳定性，公路沉陷更加严重。

3.2 灾害特征

公路灾害的呈现出了区域性的分布特点，由于甘肃省全省面积呈带状分布，区域狭长，形成了不同的地形地貌单元，在岩土类型与构造带方面表现出了十分显著的分区与分带状况，毗邻长江的地区与其他地区的地质条件表现出了十分明显的差异性，因而，在公路灾害的产生原因、机理与行程过程与影响等诸多方面同样差异明显。此外公路灾害同时还表现出了一定的季节周期性特点，例如滑坡、泥石流等灾害就表现出了明显的季节周期性。

4 公路灾害的防治措施

4.1 勘探设计

对于公路的选址应当采用地理信息系统、遥感技术、卫星定位技术等“3S”地理信息技术，针对区域内的地形特征、山川及河流走向等进行重点分析，同时还需要考虑区域内现有公路的实际状况，尽可能避免将等级公路建设地址选在水文地质条件复杂地区，从源头上降低公路灾害的发生率。

4.2 灾害区别

依据公路建设项目的实际设计规划要求来开展地理信息的搜集，实地勘探、规划及设计工作，将公路建设区域内的水文地质、地理环境构造及地下水动态成因等特征作为研究背景，采用数学模拟技术以及有限元分区技术针对公路建设区域内的灾害情况予以具体区分，依据不同的标准依据实施以下分区，地下水动态变化特性与灾害分区，路基岩土体类型与灾害分区，底子好构造及密度分区，地质灾害隐患与诱发灾害分区。

4.3 灾害治理

针对公路灾害的基本特点采取全面的分析、研究与评估工作，对公路灾害的诱发、产生及发展等情况予以深入探究，进而针对公路灾害作出更加确切的预测，并提出具有实践操作性的防治措施，降低公路灾害及其所产生的损失。

4.3.1 路基灾害治理技术

依据基岩土体类型、性质与岩层所处位置，通常选用换土垫层、深层加密、排水固结等处理方式；针对软土路基通常选用抛石排除淤积物、碎石打桩、高压喷浆等方法处理；对膨胀土公路灾害问题，应采取设置截水沟或渗水沟，并利用引水管将多余水量引出，采用封面材料针对公路表层基面采取封闭处理，以免水体渗入路基之中，造成路基松动。

4.3.2 公路滑坡灾害治理技术

通常所采用的治理方法主要有：针对不同高程的坡岩土体滑坡位置，可将松散淤积岩土挖开，缩减斜坡破率，对公路滑坡灾害采取卸载处理方法；针对岩土体高程偏大同时坡度较缓的土体，应布设单排或多排钻入换冬眠以下水泥桩以及钻孔桩等抗滑桩体，以降低滑坡公路灾害；调整滑坡地表水与地下径流条件，于滑动面之上布设多条截水沟，促使地表水可被及时引出滑坡体，降低滑坡岩土体的润滑效果。

4.3.3 公路水毁灾害治理技术

在开展公路设计与建设工作之时，针对公路水毁灾害通常是在河道流经较缓路基位置，选用铁丝笼填入石块，将之放置于路基边坡及坡脚位置以降低洪水的冲刷效应；位于沿河公路当中，还可应用灌浆，砌片石，建立丁字坝等方式来予以治理；针对公路岩土体路基与底层强度较差，较易发生路基下沉的路段，可布设暗沟及渗渠以促使路基岩土体当中的地下水排出，从而实现对公路水毁灾害的治理。

5 结束语

近些年来，随着我国社会经济的快速发展，我国的高速公路建设事业也取得了巨大的发展与进步，为人们的交通出行带来了极大的便利性。然而在复杂水文地质环境条件下公路灾害问题频繁发生，对于人们的生命与财产安全带来了巨大的挑战与威胁。为了确保人们日常出行的安全性，就必须要对等级公路实施有效的治理措施来降低灾害问题的发生率，对于不同水文条件下的等级公路开展区域性特征分析，制定出相应的措施手段。

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X3[文献码]B

1000-405X（2016）-12-405-2