蒙山至象州高速公路地质灾害分布规律综合分析

韦 浩，吴 涛，简 慧，林芷行

(1.广西交通科学研究院有限公司，广西 南宁 530007；2.广西交通设计集团有限公司，广西 南宁 530029)

0 引言

公路沿山区布设，路基建设需要对原始山体进行开挖，改变地质环境后随之而来的是崩塌、滑坡等边坡地质灾害，不论是工程建设过程中或工程竣工后都会带来一定的安全隐患，威胁着附近居民以及过往行人车辆的安全，对交通影响日益加剧。在进行公路选线、路基边坡支护时，需要摸清沿线边坡崩塌、滑坡的分布规律和形成机制，这样才能进一步提高防治措施的针对性，有效保证公路本身的安全。

本文以蒙山至象州高速公路为依托，通过调查分析蒙山至象州高速公路沿线现状崩塌、滑坡地质灾害，对其类型、岩性、影响因素等进行数理统计，总结其分布与发育规律，提出形成机制，为公路选线、边坡支护提供参考依据。

1 概况

拟建蒙山至象州高速公路途经梧州市蒙山县、桂林市荔浦县、来宾市象州县、金秀瑶族自治县，全部为新建路段。主线全长100.765 km，其中与荔玉路共线12.786 km，建设里程87.979 km。按照高速公路标准修建，其主线特大桥1 090 m 1座，大桥共19 612 m 64座，中桥415 m 6座，隧道8 450.5 m 5条，桥隧比33.61%。

2 地质背景

2.1 地层岩性

根据区域地质资料及野外调查，评估区出露的地层有第四系、泥盆系、寒武系。各地层岩性见表1。

2.2 区域构造背景

研究区位于华南准台地的大瑶山隆起褶皱带。该区域经历了加里东、印支、燕山等时期三次剧烈地壳运动，形成了不同形态、方向、性质、级别和不同序次的褶曲、断裂、隆起等构造形迹，褶皱运动以加里东期最为强烈、印支期次之。其特点是褶皱发育，呈线形紧密褶皱，发育方向以北东为主，南北向次之，构造形迹受大瑶山隆起控制。研究区横穿大瑶山隆起带，附近的构造形迹(按线路经过先后顺序)有黎村至三旺断层①、天井岭断层②、天堂山背斜、范道断层③、同庚断层④、桐木断层⑤、敖村向斜、林村向斜、三里村断层⑥，详见构造纲要图1。研究区内影响公路建设的断裂比较发育，部分路段与断层相交、斜交或在处于断裂带内，局部路段与区域性大断裂相交，对路堑稳定性有一定影响。

图1 研究区地质构造略图

2.3 地形地貌

地形地貌研究区位于广西大瑶山区域，地势高峻崎岖，山岭重迭，以山地为主，平地较少；根据地形的山岳分类、地貌的成因类型及形态组合特征，公路沿线的地貌类型主要有7种类型：中山齿峰峡谷、低中山齿脊峡谷、低山峰脊峡谷、丘陵垄丘谷地、低山丘陵垄脊谷地、丘陵缓丘宽谷、河谷阶地等。

2.4 岩土体工程地质类型及特征

研究区内根据岩土体的岩性、结构、构造及力学性质，将各岩类划分为4个岩组，见表2。

3 地质灾害类型及分布规律分析

3.1 地质灾害类型

地质灾害的发生需要具备内因、外因。一般说来，内因指的是地质灾害发生所处的地形地貌、地层岩性、地质构造等，而外因则多为大气降雨、地震、人类工程活动等，在目前形成的大多数地质灾害中，人类工程活动为最主要的诱发因素。经现场调查，蒙山至象州高速公路现状地质灾害类型有崩塌、滑坡两种，均为小型规模，其中崩塌13处(代号B1～B13)、滑坡3处(代号H1～H3)。以下分崩塌、滑坡来统计分析其分布特征。

3.2 崩塌分布特征

3.2.1 地层岩性

3.2.2 地形地貌

地形地貌对崩塌分布影响也较明显。从地貌类型看，崩塌密集区主要分布于丘陵缓丘宽谷、中山齿峰峡谷，其次为低山峰脊峡谷。从微地貌来看，崩塌多发生在人工开挖的边坡之上，特别是人工开挖高陡边坡。评估区崩塌分布与地形地貌关系见表4。

3.2.3 人类活动

评估区内人类活动强度对崩塌分布作用最为明显。本次调查发现的崩塌，均发生于人工开挖的路堑或者修屋建房整平地形后的遗留边坡，如县道X645至金秀县公路段自公路修建后，沿公路边坡崩塌频发，明显多于周围地区，规模以小型为主。

3.2.4 岩组类型

评估区内崩塌主要形成于中厚层弱岩溶化硬质灰岩、白云岩与中薄层软质泥页岩岩组，其次为厚层状坚硬的砂岩、砾岩岩组和中～薄层状坚硬砂岩与软质页岩互层岩组。崩塌岩组统计情况见表5。

3.2.5 形成机制

(1)岩组：评估区内大面积出露的砂岩、泥页岩体，新鲜岩体一般较稳定，不易发生崩塌，但是岩体上部一般都覆盖有厚薄不一的松散层。各类岩体上部全风化层或坡残积层大多数岩性松散，强度低，透水性好，稳定性差，特别是砂页与泥页岩互层或夹层出露地段，泥页岩易于风化，盖层相对较大，多达1～3 m，残坡积土中含有碎石块，更增加了土体的透水性，土体遇水易软化，在连续降雨饱水情况下易沿基岩接触面产生崩塌。

(2)风化作用：评估区内广泛分布砂泥岩、砂页岩互层地层，其物理力学性质差异大，长期的风化作用使软弱岩凹入形成崖腔，加剧了崩塌的变形破坏；另外，评估区部分岩层外倾区段，上覆全～强风化层在雨水作用下也易发生崩塌。

(3)坡体结构：岩体节理裂隙、风化裂隙最易成为斜坡体的软弱结构面，这些软弱结构面和斜坡临空面对崩塌的形成起着重要的作用。

(4)人类工程活动：人类工程活动对崩塌形成的主要表现为修筑公路和修屋建房的屋后边坡开挖。在修筑山区公路的过程中，普遍高角度切坡，形成较高的陡坎甚至陡崖，由此导致岩土体结构受到破坏，边坡失稳，形成崩塌。人类工程活动是诱发崩塌最重要的外因。

3.3 滑坡分布特征

3.3.1 地形地貌

从地貌因素上看，主要位于低山丘陵垄脊谷地(H1、H3)和丘陵缓丘宽谷，山坡坡度在25°～45°，以土质斜坡分布较多。

3.3.2 地质构造

从构造部位上看，断裂发育附近地带，由于岩石风化破碎强烈，土质覆盖层较厚且松散，较易发生滑坡。

3.3.3 岩组类型

从岩组上看，主要是中厚层弱岩溶化硬质灰岩、白云岩与中薄层软质泥页岩岩组(H2、H3)和厚层状坚硬的砂岩、砾岩岩组(H1)并且与人类工程活动密切相关。由于大部为山区，较少平地，修路建房基本上是向山坡发展，如触发脆弱地质环境带(岩层强风化壳，土质覆盖层较厚且松散，局部汇水带)，极易诱发滑坡。

3.3.4 滑坡形成机制

(1)地形地貌：评估区地貌对滑坡的影响，主要表现在坡形、坡度和临空面状态及斜坡结构类型。据调查，区内滑坡多产生于坡度在25°～45°的斜坡。以发生于顺向坡(H1)和斜向坡(H2、H3)为主，土质斜坡特别是顺向斜坡、斜向坡、坡度在35°～45°的斜坡最利于滑坡形成。

(2)地层岩性：区内的滑坡主要分布于在中厚层弱岩溶化硬质灰岩、白云岩与中薄层软质泥页岩岩组(H2、H3)和厚层状坚硬的砂岩、砾岩岩组(H1)。区内滑坡坡体物质基本上为土质，存在于泥盆系石桥组含砾砂岩、信都组页岩以及应堂阶泥岩等地层表面。在这些地区，坡体表层残坡积粉质黏土、碎石土厚1～3 m(最厚可达5 m)，土体结构松散，孔隙度大，透水性强，该松散覆盖层下的岩石表层风化强烈，极易形成厚度较大的松散堆积体，为滑坡的形成提供了丰富的物质基础。这些地段的风化层厚5～15 m，局部地段风化层厚度达20 m，风化层易于吸水饱水，风化层与下伏基岩的界面成了相对隔水层，由于阻水作用，导致基岩面上的风化层饱水软化，甚至液化，饱水的风化层在自重作用下极易沿液化面滑移，形成滑坡。

(3)降雨：不仅是崩塌，而且是滑坡发生的重要动力破坏因素。雨水入渗使岩土体降低了强度，增加自重，并造成岩土体中地下水位上升，水压增大，降低了岩土体抗剪强度，地下水沿斜坡的流动，对土体有较大的推动力，使滑坡易于发生。连续降雨、特别是大暴雨，常触发滑坡发生。

(4)人类活动：对滑坡的影响同样明显。如前所述，村庄、道路分布地段(特别是山区里)，崩塌、滑坡发生的可能性也相应较大。

4 公路建设地质灾害防治建议

4.1 对现状灾害点的防治措施

公路选线设计，沿途遇上现有灾害点(隐患)，采取的应对方式无非两种——避让或者治理；若遇上大型地质灾害，如采空塌陷、大型泥石流沟等，一般采取避让方式；而对于小型的崩塌、滑坡等，一般采取治理、清除的防治方式。

结合本项目，7处现状灾点(崩塌点B3、B4、B5、B7、B10、H2、H3)距离拟建公路较远，认为工程建设不会加剧其发生的可能性。而对B1、B2、B6、B8、B9、B11、B12、B13等8处崩塌点建议进行清除并加强监测边坡变形情况。另外，滑坡H1距离公路350 m，公路建设建议采取静态爆破减小对滑坡本身的扰动并加强监测。

4.2 对路堑边坡开挖的防治措施

拟建线路大部分地区挖方量大，形成的路堑边坡数量多、高度大，形成的岩质边坡部分为软硬相间的碎屑岩边坡。需要根据边坡地层岩性、产状和开挖坡比、规模进行稳定性分析，以采取针对性措施。对于

坡顶有较厚的坡残积黏土、粉质黏土夹碎石或容易产生碎落的岩质边坡可放缓坡率，无条件的可在坡脚设置挡墙支护；对于危险性大的高陡边坡，建议分级放坡结合锚固、挡墙、截水沟等工程措施。

5 结语

高速公路属于大型的线性工程，穿越的地貌单元多，途经的地层数量大，岩性岩相一般变化较大，由此工程建设引发以及建设工程遭受的地质灾害类型、发生的可能性、危险性等在不同区段内不尽相同。调查分析沿线以及周边地质灾害，探索其分布规律与成灾机制，对于公路边坡支护设计、预防地质灾害的发生、保证公路工程顺利建设与安全运营具有十分重要的意义。