蒙山至金田公路地质灾害危险性评估及防治措施

罗建干，李红明，罗维当

(广西交通科学研究院有限公司，广西 南宁 530007)

0 引言

拟建蒙山至金田公路是《广西普通公路省道网规划》中纵4龙胜至北流(清湾)和纵5荔浦(蒲芦)至陆川(盘龙)的组成部分，是广西重要的路网公路和县际公路，是桂东红色旅游公路。拟建公路线路较长，跨越三个市县，穿越多个地貌单元，沿线地质环境条件复杂。线路主要位于碎屑岩地区，部分位于碳酸盐岩地区。经现场调查，沿线发生多处崩塌、滑坡地质灾害。地质灾害点在不良地质环境条件与降水和人为工程活动因素等影响下发生，尤其与降水(连绵阴雨、暴雨)关系密切。本文根据工可资料和野外调查，统计公路建设后形成的挖填方边坡高度、坡度等现状，再结合沿线地形地貌、地层岩性及地质构造等情况，由此预测工程建设中和运营期间可能发生崩塌、滑坡、路基不均匀沉降、岩溶地面塌陷和膨胀土路基胀缩等地质灾害，并对这些地质灾害提出相应的防治措施建议。

1 工程概况

蒙山至金田公路位于梧州市蒙山县、贵港市平南县及桂平市境内。公路由K线和L线组成，其中K线桩号为K0+000～K112+043，走向为自北向南，长度112.043 km(含33.194 km的完全利用路段，其中K49+977～K53+745段利用平南至金秀二级公路3.768 km；K72+224～K101+650段利用梧州至柳州高速公路田贵至垌心支线29.426 km)；L线桩号LK0+000～LK1+292，长度1.29 km，线路总里程113.335 km，完全利用33.194 km，实际改建及新建设里程为80.141 km。路基设计等级标准为二级，设计时速为：40 km/h和60 km/h。由于蒙山至夏宜段(K0+000～K19+900)和垌心至金田段(K101+650～K112+043)地势较缓，工程量不大，设计速度为60 km/h，路基宽度为10 m；其它路段地形复杂、工程量大、造价高，设计速度为40 km/h，路基宽度为8.5 m。

2 地质环境条件

评估区属亚热带季风湿润气候区，受海洋性气候影响显著，气候湿润多雨，地形起伏较大，自然坡度多为10°～30°，局部路段30°～50°。评估区穿越低山、低山-丘陵、溶丘平原、丘陵缓丘谷地4种地貌。评估区出露地层主要有第四系(Q)、泥盆系郁江组(D2y)、泥盆系那高岭组(D1n)、泥盆系莲花山组(D1l)、寒武系水口群(∈sh)。评估区断层、褶皱较发育，褶皱有蒙山向斜、夏宜向斜和长洞至马练乡复式背斜，断裂有和安-木圭区域断裂、夏宜-壬山逆断裂、罗香至马皮正断层、三江至大黎复活断层。根据区域水文地质资料，评估区地下水类型为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩夹碎屑岩溶洞裂隙水和基岩裂隙水。

3 地质灾害危险性现状评估

经现场调查及访问，评估区内发现崩塌15处，滑坡2处，均为小型规模，目前处于基本稳定～不稳定状态。其中有9处崩塌、2处滑坡附近有褶皱或断裂发育。现状灾害均发生于碎屑岩地区，岩性以砂岩、页岩为主。据现场走访调查，这些灾害点基本发生在降雨期间，雨水渗入边坡，改变岩土体的内部构造，同时增加岩土体的容重，从而使边坡失稳。由此可见，现状灾害与地质环境、降雨情况等因素息息相关。评估区现状地质灾害评定为弱发育。

4 地质灾害危险性预测评估

本公路为旧路提级改扩建项目，基本沿旧路路基进行加宽修建，局部为满足公路等级技术要求为截弯取直。工程建设过程中人工边坡可能引发崩塌、滑坡地质灾害；工程建成后运营期间，公路本身还可能遭受永久性挖填方边坡崩塌、滑坡和路基不均匀沉降等地质灾害；评估区部分路段为碳酸盐岩，这些路段在修路后填方堆载、过往车辆自重荷载及动载等因素的综合影响下，在运营期间可能遭受岩溶地面塌陷和膨胀土路基胀缩地质灾害。因此，预测公路建设过程中和运营期间可能发生崩塌、滑坡、路基不均匀沉降、岩溶地面塌陷和膨胀土路基胀缩等地质灾害。

4.1 崩塌、滑坡

边坡在不同地形、不同岩性路段发生崩塌、滑坡的可能性不同，主要按地形、地层岩性、岩石(节理)产状、覆盖层和强风化层厚度、坡高等影响因素预测发生崩塌、滑坡的可能性。本次评估以坡高为主要因素，挖方边坡同时参照岩体结构面与坡向的组合关系以及岩体结构类型等(见表1)。

表1 边坡发生崩塌、滑坡可能性分级表

按上述原则对全线挖填方边坡发生崩塌、滑坡可能性进行预测，对于挖方边坡发生崩塌、滑坡地质灾害可能性大的有76段，可能性中等的有72段，可能性小的有14段；对于填方边坡发生崩塌、滑坡地质灾害可能性大的有15段，可能性中等的有53段，可能性小的有49段。经统计，发生崩塌、滑坡可能性大的路段位于碎屑岩地区约81段；发生崩塌、滑坡可能性中等的路段位于碎屑岩地区约124段。由此可见，碎屑岩地区为崩塌、滑坡地质灾害易发区。

4.2 路基不均匀沉降

评估区发生路基不均匀沉降地质灾害的可能性主要依据填土厚度(见表2)，填方路段多位于洼地、沟谷及冲沟等位置。发生路基不均匀沉降地质灾害可能性大的有11段，可能性中等的有25段，可能性小的有81段。发生可能性大和中等路段集中在低山丘陵地貌区，这些路段地形起伏较大，冲沟较发育，路线经过需填方较大，易发路基不均匀沉降地质灾害。

4.3 岩溶地面塌陷

K0+000～K1+390、K3+240～K5+220、K7+680～K9+420、K101+030～K112+043路段地处覆盖型岩溶区，覆盖第四系粉质黏土，黏土约0.5～29 m，厚下伏为泥盆系灰岩、白云岩。上覆为松散岩类孔隙水，水量贫乏，下伏溶洞裂隙水，水量丰富，岩溶水多在基岩中活动，水位埋深一般10～30 m，路线岩溶率3.78%，岩溶弱发育。根据该地区覆盖层厚度、地下水埋深及岩溶发育程度等因素，预测公路建设中和运营期间遭受岩溶地面塌陷地质灾害的可能性为中等。

4.4 膨胀土路基胀缩

评估区部分路段位于岩溶区，覆盖第四系溶余堆积层粉质黏土、黏土，其土层中含有亲水性黏土矿物，具弱胀缩性膨胀土在其湿度发生变化时体积相应地发生变化，表现为吸水膨胀、失水收缩开裂现象。膨胀土路基胀缩发生的主要影响因素是大气急剧影响深度，据收集当地相关资料，拟建公路穿越的岩溶区大气急剧影响深度为2～3 m，而本项目填方厚度一般为5～15 m居多。因此预测公路运营期间遭受岩溶地面塌陷地质灾害的可能性小。

5 防治措施

为确保工程建成后顺利投入使用，且不受地质灾害的威胁，应对建设用地涉及和可能涉及的地质灾害进行有效防治，以达到保护地质环境，避免和减少灾害损失的目的。遵循“预防为主、治理与避让相结合”方针和安全、经济、适用、与项目使用功能和环境协调性好的原则，针对不同的地质灾害类型，采取有效的防治措施(如工程、生物、监测等)。根据灾害类型、规模和危险性大小提出相应的防治措施建议。

5.1 崩塌、滑坡防治措施

(1)对沿线填方路堤地基进行勘察，如存在水田、池塘等软土地基，应查明其分布范围、厚度、性质等，进行路基稳定性和沉降验算，从而制定出有效的防治方案。地基处理，可选择清除、复合地基及排水固结、抛石挤淤等。

(2)做好路堤边坡排水和护坡，减少雨水对岩土体的渗透，保持岩土体强度，避免出现不均匀沉降。

(3)加强重点分项工程桥涵的施工勘察工作，采取必要的工程措施，若桥基以土层为持力层，应采取工程措施处理溶沟、溶槽和浅层溶洞；若桥基以岩层为持力层时，应对浅层溶洞进行处理。

5.2 路基不均匀沉降防治措施

(1)路基施工时，应对松散软弱的表土层或淤泥进行清除，选用工程地质性质良好的黏性土或砂砾质土，进行土质级配回填，并做好分层碾压或采用分层强夯方法进行处理。

(2)填土层未经处理和检测不能做构筑物基础持力层。

(3)做好填土路段的排水措施(如水沟、涵洞等)，防止积水对路基的浸泡；做好路肩坡面和地面的护理工作，如地面硬化、种树植草等，以防治水土流失。

5.3 岩溶地面塌陷防治措施

(1)勘察设计阶段，做好路线岩溶专项工程勘察(钻探、物探为主)，查明覆盖层厚度、地质构造、地层岩性特征、岩溶分布范围、规模、工程特性、水文地质条件及发育现状、历史过程。

(2)公路沿线两侧300 m范围内禁止随意开采地下水，基坑开挖宜堵水为主，尽量避免影响区内深降抽排地下水，禁止人类活动改变地下水运动状况而加速岩溶发育；对地下水加强动态监测。

(3)在线路周边应控制强烈的爆破工程，增强防灾意识，在岩溶地区施工，应加强巡视，发现塌陷及时预警和治理，防止地质灾害扩大。

5.4 膨胀岩土地基胀缩防治措施

(1)调查工程场地的地形地貌特征，划分粉质黏土、黏土的成因类型，注意不同地貌单元和地形部位粉质黏土、黏土厚度分布的差异性；调查基岩分布、埋藏深度和起伏情况，岩溶发育情况，以及它们与粉质黏土、黏土状态变化的关系；调查地表水体渗漏情况和地下水位变化对粉质黏土、黏土软化的影响；查明粉质黏土、黏土在垂直方向的状态变化及其分布特征。

(2)干湿频繁交替变化是引起胀缩土变形的主要原因之一，因此对地基土层的保湿是重要的防治措施和手段。对于土层较厚不能做到完全清除的路段，可对受大气急剧影响区域内膨胀土进行换填或改良处理。

(3)若发现地裂、崩塌、滑坡等现象即有胀缩性迹象，则应予以重视；做胀缩性土工试验，并加以分析和评价。

6 结语

蒙山至金田公路途经蒙山、平南和桂平三个市县，跨度较长，跨越多个地貌单元，地层岩性变化较大，地质构造复杂，这是沿线地质灾害发生的天然条件。通过对蒙山至金田公路现状发育的地质灾害进行分析以及公路建设中和运营期间可能发生的地质灾害类型进行预测，得出以下结论：

(1)区域内地质灾害发生的数量较多，分布较广，主要地质灾害类型为崩塌、滑坡，均为小型规模，基本发生在降雨期间，且均分布于碎屑岩地区。公路工程地质灾害受地质环境、降雨等主导因素影响，且崩塌、滑坡为公路工程最易发的地质灾害类型。

(2)结合沿线地质环境、坡高等因素，通过对拟建公路地质灾害预测评估得出：对于碎屑岩地区，主要的地质灾害类型为崩塌、滑坡和地基不均匀沉降，且发生崩塌、滑坡地质灾害的可能性偏大；对于碳酸盐岩地区，除发生崩塌、滑坡和地基不均匀沉降外，还有可能发生岩溶地貌塌陷和膨胀岩土地基胀缩。

(3)总体上，公路工程地质灾害受地形地貌的限制、地质构造制约及地层岩性的影响，表现出区域分异的特征。