四川绵茂公路地质灾害防治措施研究

赵松林

（四川公路桥梁建设集团有限公司，四川 成都 610100）

1 工程概况

1.1 地理位置

绵茂公路起于汉旺镇，顺绵远河而上，经清平篾棚子、小木岭、滴水岩、长河坝、牛圈沟，穿过蓝家岩隧道穿越九顶山，经过八角包梁子与准备修建的茂北路相接，路线长约56km。

1.2 气象水文

绵竹市属亚热带季风性湿润候区，其主要气候特点是：四季分明，气候温和，降水充沛，大陆性季风气候特点显著，在2010年8月12日～13日，绵竹市清平乡和天池乡等乡强降雨持续约10 小时，22 时降雨量加气大并维持约2 小时，降雨强度大于90mm/h，最大降雨量达227mm。

绵远河为沱江上游主要支流之一，发源于龙门山脉绵竹市清平乡，是绵竹市一条主要河流，山区河谷陡峻，落差较大，自上游至下游，比降随地势逐渐减缓；大河、平水河、黄水河和涧沟河是绵远河的主要主流，其支沟呈树状发育。

1.3 地形地貌

四川省绵竹至茂县公路路线总体近东南～西北走向。研究区地处四川盆地西北的盆周山区，其地势北西高、南东低，区域地形地貌基本轮廓明显受构造及岩性所控制。以九顶山中部隆起部位（海拔4969m）为界，其北西侧和南东侧分别为后龙门山与前龙门山，东南部为浅丘平原，山地与平原分界十分明显，起点海拔约700m，前龙门山地带为剥蚀构造低山和侵蚀溶蚀性中山，后龙门山地带为侵蚀构造高中山，中山区海拔1000-2500m，相对高差1000-1500m，高山区海拔2500-3500m，地形复杂，地形陡峭，切割剧烈。研究区内山峰林立，山脊呈锯齿状，沟谷窄而深，两侧岸坡陡峭，为典型的“高山峡谷”。

1.4 地层岩性

拟建线路沿线地层岩性变化大，从第四系到震旦系，从沉积岩、变质岩及岩浆岩均有见，按其形成的地质时期由新到老分别描述如下表1。

表1 地层岩性统计表

Zbs 震旦系上统芍药沟组上部花斑状藻白云岩；中部假鲕状、条纹状硅质白云岩；下部黑色炭质页岩夹黑灰色硅质白云岩及泥质粉砂岩条带。 Zbt 震旦系上统天桥组 上部浅灰色薄板状隐晶-微晶石灰岩夹白云岩条带；中部为具不同结构特征的厚-块状白云岩组成。 Zbw 震旦系上统黄铜子沟组 上部灰色泥质粉砂岩夹硅质条带；中部棕红色粉砂质泥岩夹泥质粉砂岩条带。 γδ2（2） 晋宁期构造岩浆岩 为细粒白或黄底黑斑花岗闪长岩，白或黄底黑斑中粒二云母二长花岗岩；产出时代为震旦系。

1.5 地质构造与区域稳定性

绵茂路场地位于扬子准地台四川台地向斜西北部；在次级构造单元划分上，属于四川盆地西北部的龙门山脉推覆构造带前缘。自南向北，有五个推覆体组成，有四条边界断裂带。

该带位于六盘山─祁连山地震带的南侧，其东为巴颜喀拉山地震带。主要包括龙门山山脉及秦岭西段，大地构造上为龙门山褶皱带与秦岭褶皱系的一部分。本带是柴达木─阿尔金地震带、六盘山─祁连山地震带所对应的地壳厚度陡变带、重力梯级带和航磁异常带向南的延续。本带属南北地震带中的一段，地震活动相当强烈，是青藏高原北部地震亚区主要强震活动带之一。区内新构造活动多沿主干断裂发生，1930-1990年有记载的3.1～7.5 级地震共有9 次，弱震常有发生，强震对本区的影响强度最高为Ⅵ—Ⅶ度，而区内其余断裂活动相对微弱，地震烈度在Ⅳ度以下。2008年发生了汶川大地震，在研究区内震感强烈、造成的破坏严重。

1.6 工程区水文地质条件

（1）地表水

沿线地表水系主要为绵远河及其支沟，河水冲刷对桥台基础有一定影响，水流对河岸、沟岸冲刷淘蚀，可能引发滑坡等地质灾害，若沟内有松散物壅塞，还可能暴发泥石流灾害。

（2）地下水

按地下水的含水介质类型和赋存形式，将区内地下水划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水，碳酸盐岩类岩溶水三大类型。

2 绵茂公路地质灾害及防治措施

2.1 绵茂公路地质灾害类型

绵茂公路地处“高山峡谷”区，降雨充沛，地层岩性较差，分布极不均匀，为地质灾害的频发创造了有利条件，严重影响绵茂公路施工、行人及车辆安全。

根据绵茂路野外地质灾害调查资料显示，绵茂路地质灾害发育有94 处，其中滑坡9 处，崩塌43 处，泥石流32 处，不稳定斜坡10 处，绵茂公路地质灾害统计表见表1。

表1 绵茂路地质灾害统计表

2.2 绵茂公路地质灾害特征

从绵茂路沿线地质灾害情况可知，从地质灾害不同类型数量上看，地质灾害的总体数量较大。其中主要以泥石流、崩塌为主，其占灾害总数的79.7%；不稳定斜坡发育10 处，占灾害总数的9.4%，而滑坡占灾害总数9.6%。

如图1所示，从地质灾害发育规模上统计可知，绵茂路各规模发育的地质灾害较为均衡，绵茂公路沿线大型地质灾害的发育，占其地质灾害发育总数的25%，中等规模发育的地质灾害，占其地质灾害发育的总数24%，小规模的灾害点占总数24%，规模很小和规模很大分别占地质灾害发育总数的9%和18%。

图1 绵茂路沿线地质灾害分布图

由历史地质灾害资料可知，绵茂路沿线地质灾害主要诱发因素为地震、降雨（尤其是暴雨）、河流冲刷等自然因素以及开挖坡脚、采矿、水利发电站等人类工程活动因素。从灾害体工程地质性质统计可知，绵茂路沿线崩塌大多发育于岩质斜坡上，滑坡、泥石流、不稳定斜坡主要发育于以松散土质堆积层上。

震后地震断裂带区域内山体破碎，大量危岩体留存于峡谷两岸陡壁之上，受地形所限，施工便道均在陡壁之下通过，在地震、爆破甚至是长期风化等因素影响下极易崩落，安全隐患极大。施工人员进出时，多次遭遇飞石袭击，致使人员受伤，车辆设备受损，而在全部开工以后，施工活动区内人员、车辆将会大量增加，活动区域扩大，人为活动（爆破等）也将大量增加，绵茂公路整个施工建设中安全风险更会大大加剧。

2.3 绵茂公路地质灾害防治措施

（1）崩塌

崩塌是绵茂公路沿线最严重的地质灾害，崩塌（危岩）灾害点43 处，占灾害总数的45.7%，给绵茂公路施工带来极大的威胁。目前，绵茂公路施工在紧急进行中，其防灾减灾措施是必不可少的。绵茂公路沿线崩塌灾害主要防治措施有主动防治和被动防治。

主动防治技术主要有清除、削坡、主动防护网[1]等方法。清除（图2）主要应用于崩塌体陡高、稳定系数低、危岩体破碎等情况；削坡主要清理边坡上崩塌体体积小、分布面积广等情况；主动防护网（图3）主要防止破碎崩塌体不断从坡体表面脱落。这些防治措施可应急治理公路沿线崩塌灾害，较好地解决崩塌灾害问题。

图2 篮家岩段路基边坡危岩清除

图3 滴水岩隧道洞口主动防护网

被动防治技术主要有建设被动防护网、施工便道及洞口设钢棚洞（图4），同时，在沿线地质灾害点及各施工点建立安全哨，建立预警机制，制作并下发所有施工人员安全宣传手册（图5），沿线按施工手册设置标示标牌，每年6-9月为主汛期，绵茂公路施工段落停止施工主动避让。

图4 桂花岩隧道施工便道钢棚洞

图5 地质灾害安全手册

（2）泥石流

沿线泥石流沟32 条，占灾害总数的34%，坡面基岩出露，岩性为厚层状灰岩；为暴雨冲刷坡面坡积物、破碎岩体、强风化岩体形成。坡度50-60°；表部岩体较为破碎，植被较稀疏；物质组成：大于20cm 占15%，2cm-20cm 占65%，2mm-2cm占15%，小于2mm 占5%；堆积物规模：宽10-25m；纵长40-60m；厚3-5m；物源总储量约1.5 万m2，动储量约1000m2。斜坡坡表基岩已具有较好的完整性，该调查点流通区较短，因此堆积物主要停留在半坡，部分堆积在坡脚，在暴雨条件下极易再次发生泥石流灾害。

泥石流防治主要采用清理坡表崩塌堆积体，每年6-9月份停止施工。清理坡表崩塌堆积体消除泥石流物源，从根本上解决泥石流问题；禁止雨季施工防治一些难以清除或未排查到的泥石流发生突发性流动，淹没道路，冲毁施工机械，加强泥石流沟监测[2]。

（3）滑坡

沿线滑坡9 处，占灾害总数的9.6%，滑坡为土质滑坡，滑坡体宽约65m，纵长约40m，主滑方向353°，平面形态呈“钟”形，滑坡体面积约为2700 m2，滑体厚度约5-8m；滑坡体体积约2.1 万m2。滑体物质组成以块径3-25cm 的碎块石为主，含量约75%，其间夹有直径0.4-0.8m 的块石，约占10%，母岩为泥质砂岩，其余为角砾及土体；滑床为第四系崩坡积（Q4col+dl）。拟建临时施工驻地位于滑坡坡脚。在“7.9”暴雨时，表层土体在地表水的作用下失稳下滑，堆积在坡脚形成新的不稳定斜坡，在暴雨等不利条件下可能会发生再次失稳破坏冲入绵远河，为绵远河泥石流沟提供物源。

施工场地内滑坡难以有效治理，并且成本较高，因此，需要对滑坡进行监测，观测滑坡变形裂缝情况，较小的崩塌体及时清除，临时施工驻地在雨季期间禁止施工人员驻扎。

（4）不稳定斜坡

沿线不稳定斜坡共计10 处，占灾害总数的9.4%，不稳定斜坡为岩质边坡，斜坡纵长约50m，宽度约70m，斜坡破碎体厚度约8-15m，不稳定斜坡总方量约3.5万m2。斜坡中上部基岩出露，岩性为泥质砂岩（Zbw），岩层产状312°∠62°，呈顺向坡。在08年“5·12”地震时，坡体破碎严重，节理裂隙发育。在雨季因雨水在坡面冲刷淘蚀，坡面易发生掉块、落石等地质灾害，威胁到位于坡脚的拟建临时施工驻地，松散物质进入绵远河，为绵远河泥石流提供物源。

针对不稳定斜坡，对于隧道进洞口上方的坡体，采用喷锚防护锚索框架梁进行治理；对于施工便道的不稳定斜坡，采用喷锚防护及建立人员观察预警机制，及时监测不稳定斜坡情况。

3 绵茂公路预防地质灾害施工建议

受全球气候变暖影响，极端天气气候事件尤其是干旱、暴雨出现的频率与强度大大增加，天气系统异常的现象越来越凸显。而位于四川盆地边缘，如盆地西部龙门山一线，山地地形对气流起到抬升作用，促进空气垂直运动。而高空温度低，地而温度高，水气凝结在空中极易形成降雨。

在这样的背景下，50年一遇的暴雨在目前极端多变的气候条件下可能两遇、甚至三遇。因此，通常的设防标准在这样的情况下势必不能保证施工人员的生命安全。比如清平在2010年经历了“8.13 特大泥石流”之后，2013年又经历了“7.09特大暴雨山洪”，根据绵竹市气象服务中心提供的数据，2013年7月8日20:00 至7月11日20:00，绵竹市清平乡的降雨量达到819.6mm，为1959年有气象记录以来降雨量最多、持续时间最长的一次特大暴雨，其中7月9日降雨量达到447.2mm，7月总降雨量更达到了1178.1mm，己超过绵竹市年均总降水量，是2012年7月总降雨量214mm 的近6 倍。

针对常极端气候，每年6-9月绵茂路停止，在汛期来临前在施工区域内建立四个临时避难场所分别（小木岭避难场、东河观景平台避难场、夹皮沟避难场、徐家坪避难场），避难场所所建位置均比河床高出50 米左右，避难场所储备15 天生活用品，编制防洪抢险应急预案，出现暴雨施工人员撤离至避难场所，同时启动防洪抢险应急预案，抢通施工区域内被暴雨冲毁道路，将施工人员撤离至清平。

针对绵茂路特殊地质情况多次组织施工人员进行地质灾害现场演练以及编制各项安全施工方案，经过演练当施工现场出现以上情况时为施工人员逃生赢得保贵经验。

4 结论

（1）简要介绍了四川绵茂公路地理位置、气象水位、地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质等工程概况，调查发现绵茂公路区域各工程地质条件利于崩塌灾害的形成与发育。

（2）总结了四川绵茂公路主要地质灾害类型及发育特征。提出了崩塌、泥石流、滑坡、不稳定斜坡、极端气候的现场防治措施，为绵茂公路的现场施工及防灾减灾提供工程依据。