高速公路边坡地质病害排查与风险评估

龙 维 刘 品 秦 龙

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司 贵阳 550081)

某在建高速公路项目位于贵州省西南地区，全长19 km，是贵州与广西陆路交通重要通道。

公路沿线沟谷纵横交错，切割强烈，地质条件复杂，经常发生崩塌、滑坡等地质灾害。根据相关地质资料及实地调查，公路沿线上覆第四系(Q)残坡积、冲洪积粉质黏土、碎石土，下伏基岩为中三迭统许满组(T2xm)泥质粉砂岩夹泥岩、粉砂质泥岩、钙质粉砂岩等。受区域地质构造及气候条件的影响，公路沿线岩体节理裂隙发育，岩体较破碎。岩层产状变化较大，倾角20°～75°。在地形地质条件如此复杂地区，公路建设过程中边坡的开挖会破坏其自然状态的平衡，边坡极易产生地质病害。

鉴于本高速公路项目沿线地形地质条件复杂，为确保高速公路顺利建设及安全运营，需开展公路地质病害排查与风险评估，提出相应的安全防控措施与治理对策建议，必要时开展安全监测预警工作或实施补救加固工程措施[1]，达到及时发现、及时处治，防范于未然，提高风险管控水平的目的。本文以该在建高速公路为例进行全线边坡地质病害排查，提出灾害风险类型及处治对策，为同类高速公路的顺利建设及安全运营提供技术参考。

1 排查要点和评估技术指标

1.1 排查工作要点

依据在建高速公路地形地质环境条件，结合该高速公路工程特点与交通安全运营要求，制定如下排查工作重点。

1) 结合现场开挖情况，调查边坡开挖后地质情况与地勘资料符合性，主要指标包括地层岩性、岩层产状、节理裂隙发育情况、覆盖层厚度等。

2) 调查边坡高度、坡口线位置等与设计符合性。

3) 边坡截排水沟实施情况，截排水效果。

4) 边坡是否存在垮塌、滑坍、开裂等变形破坏情况。

5) 边坡开挖后防护工序及防护实施情况。

6) 边坡周边建构筑物分布及重要性情况。

1.2 评估技术指标

在公路沿线详细调查基础上，对收集资料进行分析整理，结合地勘资料定量计算，依据边坡整体及局部稳定性情况，提出如下指标评估致灾可能性。

1) 对公路施工人员安全危害性。

2) 对公路附近建构筑物安全危害性。

3) 公路建成后运营风险性。

4) 施工工期影响情况。

5) 高速公路附近地方道路安全通行情况。

2 地质病害类型

本次共计排查边坡15段，其中挖方边坡14段，填方边坡1段。通过排查，得出本高速公路边坡地质病害类型主要有浅表层滑坡、溜塌、路基下边坡开裂等，同时，还存在边坡大面积开挖而未及时防护、截排水沟修筑滞后等问题。

2.1 浅表层滑坡

病害特点。路基边坡开挖临空，原自然边坡被切脚，岩土体失去支撑，在重力作用下岩土体发生滑移，受雨水下渗作用影响，岩土体抗剪强度降低，发生滑坡，现场情况见图1。

原因分析。边坡覆盖层较厚，岩体强风化层较厚且较破碎，边坡全断面开挖且防护不及时，坡面截排水措施实施不及时，边坡开挖后局部应力集中，雨水下渗等均是产生浅表层滑坡的关键因素。

影响程度。浅表层滑坡影响工期，砸坏或掩埋施工车辆，危害施工人员安全，可能会发展成大型滑坡，引起更大的灾害，破坏滑坡区域附近水源，影响滑坡点附近道路正常通行。

图1 K15+700-K15+750右侧浅表层滑坡

2.2 溜塌

病害特点。大量雨水渗入、浸润作用下，浅表层土体达到饱和状态，土体抗剪强度显著降低，产生顺坡向滑动，堆积于坡面或坡脚，现场情况见图2。

原因分析。溜塌多发生在土质边坡或覆盖层范围，坡率较陡，土质较松散。边坡开挖后若未及时防护，或截排水沟实施滞后，当受雨水浸润或外力扰动则发生该病害。

影响程度。溜塌一般规模较小，会堵塞施工便道，损坏施工车辆及机械，有可能造成人员伤亡，如果不及时处治任其发展，会引发边坡局部垮塌甚至引起更大规模滑坡。

图2 K19+310-K19+480左侧溜塌

2.3 路基下边坡开裂

病害特点。开裂变形初期不易发现，且发展缓慢，易造成路基塌方、错台、路基不均匀沉降，现场情况见图3。

原因分析。该病害多发生在堆积体或厚覆盖层斜坡挖方路段，当截排水沟修筑不及时或路基开挖排水不畅，路基开挖后局部洼地积水，或路基开挖工序混乱、弃方堆载、施工扰动、降雨作用等均会造成该病害产生。

影响程度。雨季降雨作用下，雨水沿裂缝下渗，岩土体参数快速降低，形成雨水下渗通道，开裂变形迅速发展，导致路基失稳，影响车辆及行人安全。

图3 K0+400-K0+500右侧路基下边坡开裂

3 安全级别评估及处治建议

公路边坡工程是与自然环境和人类活动密切相关的一个系统工程[2]，在对其进行地质病害评估时，现阶段边坡排查大多针对边坡稳定性及易损性，评价指标也不尽相同[3]，难以满足在建高速公路排查需求。

高速公路边坡地质病害评估不仅要评估其稳定性，还要评估致灾可能性及危害性。根据本高速公路工程实际情况，结合评估技术方法及评价指标，建立对应的边坡病害类型。基于边坡开挖防护情况、地质揭示情况、现场病害情况、边坡高度等现状特征，分为4个安全级别，即为：I类(红)、II类(橙)、III类(黄)、IV类(蓝)，根据边坡不同的安全级别，提出处治建议，见表1。

表1 边坡安全级别评估表

根据边坡安全级别评估标准，所排查的15段边坡中有6段存在不同程度的地质病害情况，占所排查边坡总数的40%。15处边坡地质病害类型及数量为：I类1处，占比6.7%，II类3处，占比20%，III类2处，占比13.3%，IV类9处，占比60%，边坡安全等级饼状图见图4。施工中应根据不同的边坡安全等级提出相应的治理对策,做到早发现、早处治，防患于未然。

图4 边坡安全级别分布饼状图

4 结语

高速公路建设过程中，应加强地质病害排查工作，尤其是地形地质条件复杂地区。设计人员应定期回访，做到及时发现、及时处治、防范于未然，从多方面提高风险管控水平，贯彻“动态观察、动态设计”原则，这对于高速公路高效顺利建设及安全运营意义重大。