浅析山区公路路基变形破坏特征及处治措施

梁勇强 覃冷

摘 要：通过对重庆市綦江赶水段的公路地质背景、基本特征的分析，归结出山区公路的变形破坏机制特征。此类公路路基在广大的山区广泛分布，特别是西南地区的公路中具有较强的代表性，对此类路基变形破坏的成因机制和变形破坏特征的研究可以为预防、治理此类路基变形的不良地质现象提供地质依据。

关键词：公路路基；变形破坏；处治措施

1 引言

2010年9月，重庆市綦江县赶水某公路出现变形，公路外侧条石挡墙出现外鼓、开裂等现象。此事严重影响当地的公路交通运营，将造成公路破坏及威胁斜坡下方村民生命财产的安全，同时引起相关部门高度重视。

此类公路路基变形在广大的山区、特别是西南地区的城镇、交通线路广为分布。因此，认识此类路基变形的形成机制和变形破坏特征对该地区交通规划建设具有较大的指导意义。

2 地质背景

2.1 气象水文

綦江县属亚热带湿润季风气候区，降雨量充沛，多年平均气温17.8～18.6°C，多年平均相对湿度79%～81%，绝对湿度17.1～18.2毫巴。多年平均降水量1022mm，多年平均日最大降水量为100mm，一年中降水多集中在夏季的7～9月，约占全年降水总量的70.4%。

2.2 地形地貌

工程区属构造剥蚀丘陵地貌，总体地势北西高南东低，公路高程247.18-248.04m之间，相对高差0.83m。地形坡角一般为1-2°，外側挡墙高5-6m，为条石挡墙，挡墙近直立。

2.3 地质构造

工程区位于明月峡背斜南西翼，岩层产状260°∠5°，岩体中发育有构造裂隙两组：L1组：产状58°∠78°，延伸长度1.5-2.5m，宽度3-5mm，多无充填，少数裂隙充填泥质，该组裂隙发育间距1.50m。L2组：产状158°∠68°，延伸较长，宽度5-10mm，裂隙多张开无充填，裂面平直光滑，该组裂隙连通性较好，该组裂隙发育间距1.5-2.5m。两组构造裂隙裂面未见泥化夹层分布，结构面较平直，无胶结，充填泥质，结合差，属硬性结构面。

2.4 地层岩性

工程区出露地层有有第四系全新统人工堆积层（Q4ml）、残坡积层（Q4el+dl）及侏罗系中统沙溪庙组（J2s）地层。

2.5 水文地质条件

工程区地下水主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。接受大气降雨补给。场地第四系土层主要为素填土，土层透水性、赋水性好，雨季含水一定量地下，但储存时间较短，由于其透水性较好，随着时间推移地下水沿场地南东侧斜坡低处排泄。工程区基岩为泥岩、砂岩，泥岩为相对隔水层，地下水主要存储于其强风化带网状裂隙中，沿斜坡低处排泄，水量小，砂岩属相对透水岩性，场地为斜坡地形，地形坡度较陡，地下水多沿斜坡前缘排泄，地下水储存条件较差。

3 路基变形的基本特征

3.1 变形特征

该段公路目前发现公路路面出现变形迹象，变形路段长度约80m。主要表现在路面开裂，裂缝张开宽度3-10cm，平面上呈弧形；公路路面下沉，约2-3cm；公路外侧即南东侧条石挡墙出现外鼓、开裂等现象（详见图1公路平面示意图）。

图1 公路平面示意图

3.2 形成机制分析

工程区原始地貌为斜坡地形，地形坡度较陡。210国道修建时在该路段进行回填，形成填方边坡，高度约5m左右，边坡采用条石挡墙支挡，该挡墙底宽90cm，顶宽约50cm，挡墙基础埋置于强风化泥岩中。公路后缘为排水沟，为简易排水沟，目前已被后缘坡体堆积物堵塞。近年来每遇暴雨公路均有不同程度的变形。经分析：（1）后缘排水沟排水不通畅，在遇到暴雨时水量增大，形成淤积，水流沿路基中渗透，加重了填土的重量及降低了其物理力学强度，使其产生变形。（2）该路段为主要交通要道，车辆流量较大，在长期车流的动荷载作用下使路面产生变形、开裂，进一步利于地表水下渗到路基填土中。（3）公路外侧挡墙基础浅埋，支挡结构尺寸不足，同时基岩面倾角陡（35-40°），具沿基岩面滑移破坏的可能，在暴雨作用下随着挡墙背后土体容重增大，基底抗滑力降低，其支挡能力不足而导致了土体内部发生变形、滑移破坏。

3.3 变形发展趋势及其危害性

根据地面调查结合勘察结果表明：该路段所处地段下伏基岩面倾角陡（35-40°），具沿基岩面滑移破坏的可能，第四系土层厚度较大（5.1-7.4m），原有挡墙基础埋置于下伏强风化基岩中，支挡能力低。在此情况下，若长期遭受暴雨及车流的作用下，该路段极有可能演化成边坡整体的变形、滑移破坏，将造成公路破坏及威胁斜坡下方村民生命财产的安全，存在较大的安全隐患，危害性大。

3.4 边坡整体稳定性分析评价

根据边坡目前的变形情况及成因分析，边坡变形进一步发展有可能演化成整体的滑移破坏。结合本场地实际情况，采用传递系数法计算边坡在暴雨工况下的稳定系数。天然状态稳定性系数为1.184，饱和状态稳定性系数1.019。说明边坡在天然状态下处于基本稳定，暴雨作用下处于欠稳定状态

4 综合处治措施方案

综上所述，边坡目前处于欠稳定状态。场地所处位置地势狭窄，拆除原有挡墙重新修建重力式挡墙将会影响交通，公路无法正常运营。于原挡墙外侧修建抗滑桩，基础持力层建议采用中风化泥岩和砂岩。该方案具有施工工艺简单、施工工期短等特点。能达到因地制宜的综合治理目的。

5 结束语

5.1 公路路基变形破坏的形成发展有其内在条件和外在条件，主要包括地层岩性、坡体结构特征、降雨和风化、交通荷载、挡墙结构设计等。坡体物质组成及结构特征是路基变形形成的内在条件，交通荷载、挡墙结构设计是路基变形形成的直接外在条件。

5.2 路基的结构特征决定其破坏模式。因此，要加强对路基变形结构特征的现场调查分析工作，认清其发育、发展阶段是工作中的一个重点内容。

5.3 此类路基变形在广大山区、特别是西南地区的城镇、交通线路两侧广为分布，因此，城市规划或交通工程建设前应充分认识所处地段地质环境尤为重要，事先采取防范措施处理，可预防此类不良地质现象的发生，避免造成重大损失。

参考文献

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[2]尚岳全，黄润秋.数值分析方法[M].成都：成都科技大学出版社，1991.

[3]尉希成，周美玲.支挡结构设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.