都汶公路地质灾害分析与治理

2015-03-31王建庆姜孟

地球 2015年10期

关键词：坡体汶川泥石流

■王建庆姜孟

（1四川省冶金地质勘查局水文工程大队四川成都 611730；2中国有色金属工业西安勘察设计研究院陕西西安 710054）

都汶公路地质灾害分析与治理

■王建庆1姜孟2

（1四川省冶金地质勘查局水文工程大队四川成都 611730；2中国有色金属工业西安勘察设计研究院陕西西安 710054）

都汶公路作为生命线在5.12大地震中曾一度被阻断，其后也出现过几次崩塌阻塞道路，给人们生产生活带来了巨大的困难。结合都汶公路崩塌体的地质构造、节理裂隙等对它的形成机理以及发生过程进行分析，重点探讨了崩塌体的治理措施和治理方案。

都汶公路稳定崩塌治理

1 都汶公路概况

都江堰至汶川公路系国道213线与国道317线公用段，是西部交通干线和重要的国防通道，也是四川省大九寨旅游环线的重要一段。其在四川省和阿坝州公路网中占有极其重要的地位[1]。都汶公路全长81.8km，分2段进行设计施工。其中都江堰至映秀段为一级高速公路，起点为成灌高速公路相连的石马巷，经玉堂、龙池至映秀，路线全长25.8km。映秀至汶川县城段由一条二级公路和一条三级公路贯通连接而成的二级公路，全长56km。都汶公路与龙门山断裂带呈北东—南西方向斜交，沿断裂带影响宽度达30～50km。河谷地带属于暖温带大陆性半干旱季风气候区，降水量少，主要集中在雨季且多暴雨，气候垂直分布明显，海拔1600m以下是岷江干旱河谷气候，1600m以上属于季风气候区。地质、岩性、地形、气候等自然环境条件使得该地区在地震以前就是崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的多发地区。

2 都汶公路地质灾害

汶川大地震以前该地区地质灾害频发，多以滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害形式出现。地震之后由于山体破碎、岩土体松动，暴雨季节多出现以崩塌为主的地震次生灾害，泥石流、滑坡次之[2]。2009年7月25日凌晨4时50分左右，连日大雨致彻底关大桥岷江右岸山体垮塌，重量超过100t的巨石滚落，撞击、折断了大桥8#桥墩，导致第8、第9跨梁体落梁，阿坝州的恢复重建“生命线”中断。2010年6月7日晚19时至6月8日凌晨5时，川西北高原普降暴雨，致使国道213线映汶二级公路磨子沟至老虎嘴路段约100m路基发生坍塌，洪水已对路基安全构成重大威胁。映汶二级路灾后恢复重建工程直接损失达3.2亿元。由于受区域性强降雨影响，2011年8月21日8时左右，国道213线汶川县境内K904+000（磨子沟）发生泥石流约2000m3、K904+400（杨家沟）发生泥石流约1300 m3、K905+ 300（烧房沟隧道）发生泥石流约2700m3，国道317线K79+000（映秀加油站）发生泥石流约1500m3，造成公路交通中断。数起崩塌、泥石流致使这条“生命线”受到严重影响。尽管地震后采取了很多治理措施地质灾害仍然频繁发生。

3 边坡工程震害分析

边坡稳定性的定性分析[3]能综合考虑影响边坡稳定性的各种因素，并可快速地对边坡的稳定状况及其发展趋势作出评价。工程中主要采用的方法是工程地质分析法。它是边坡稳定性分析评价的基础，主要从自然条件、作用因素等对比分析滑动与稳定之间的关系，判断边坡的稳定性。边坡失稳[4]是在一定地质条件下产生的，它的形成具备一定的不良地质基础，有其发育阶段的微地貌特征和地表迹象。因此，可以将需要判断边坡稳定性斜坡的地层、岩性、地质构造、水文地质条件、软弱夹层和滑动带性质等与周围的稳定斜坡、类似地质条件下的稳定斜坡和不稳定斜坡及不同滑动阶段的边坡进行对比分析，结合地质条件的可能变化，分析判断边坡的稳定性。都汶路段多以崩塌地质灾害发生，特别是老虎嘴崩塌最为严重。以老虎嘴崩塌[5]作为个例分析崩塌发生的成因、过程及原理。老虎嘴崩塌体呈半锥体形状，公路里程范围约450m，宽约260m，仅堆积与河底内的物质约达200万m3，属于典型的大型崩塌体。堆积体主要由大小不一的块石组成，含少量碎石土。堆积体表面坡体物质粒径20~ 200cm居多，其中可见近百吨的巨石。崩塌体物质来源于原公路内侧相对高约20~300m的山体。崩塌体规模巨大，它一度堵塞岷江，是都汶路整个区段内规模最大的堰塞体。正是该堰塞体导致都汶路映秀—汶川段迟迟不能打通。

通过实际勘察，老虎嘴崩塌体具有下述特点：坡体物质颗粒较小，含水量较高；公路内侧坡体位于软硬岩交界处；公路内侧坡体倾角较高，且坡体上的植被较少，多为灌木；地貌上有局部滑移的现象；公路外侧正处于岷江江水旋回地带，对公路外侧坡体冲刷严重，当坡体含水量较大时，有局部滑移的可能，同时因坡面平顺，坡体直接通向顶部崩塌源，是崩塌体的良好通道，具有滑移和崩塌双重特征。

由于陡峻岩石山坡上的岩石风化裂隙，单个或群体岩块在重力或其他外力作用下向下崩落，顺边坡猛烈翻滚、跳跃并相互撞击和滑动，最后散集于坡脚。崩塌、落石的形成和发展，有一个从量变到质变的逐渐积累过程，而它的发生确实突然的、快速的，尤其是在瞬间强烈的外力激发下迅速形成崩塌体。

崩塌落石病害经常发生在岩体裸露、褶曲断裂和风化都较严重的陡坡。老虎嘴崩塌体的成因非常明显，主要分为内因和外因。

（1）不利地形、地质构造、节理等构成了都汶路崩塌地质灾害的内在因素。由于所在地区历史上已经发生过地震，使得该坡体历史上已经发生过崩塌，坡体上的岩石比较破碎，节理比较发育，而且该处坡脚很陡，山上植被稀少，这样也促使了崩塌的发生。

（2）外因主要是突发的地震触发作用，该地段位于震中地带。其次是降雨的触发作用，汶川地处高原山地，气候多雨潮湿，地震造成植被毁坏，地层疏松，雨水的入侵降低了岩土体的抗剪强度，增大了发生崩塌的可能性。

4 预防与治理

影响岩质边坡稳定性的因素复杂[6]，边坡治理对边坡地质体的认识不够或者忽视岩体结构的决定性作用，将会导致治理工程的失败。根据区内地震地质灾害形成的地质环境条件、发育特征及分布特点，分类采用工程治理、避让搬迁、监测预警等措施加强防治。由于区内公路线路选择的余地不大，全线地质灾害治理应以治理为主，避让次生灾害。崩塌灾害的防治措施主要有清除坡体危岩体、锚杆挂网喷浆，坡面主动柔性网或格构护坡，坡脚挡墙、被动柔性网，坡顶后缘截、排水沟等；滑坡灾害的防治措施主要有坡体前缘抗滑桩或抗滑挡墙，坡面格构或喷锚护坡等；泥石流灾害的防治措施主要有沟口地带排导槽，沟内拦挡坝等。

及时清理道路旁松弛危岩，防止在降雨或者余震发生时滚落下来阻塞道路，甚至给人们的出行带来生命危险。

在道路左右的坡面上设置绿化带，绿化带一方面可以阻挡坡体上游滚落的碎石，其次还可以起到水土保持的作用，除此之外还可以将裸露的岩石遮蔽，以增加驾乘人员的安全感。

设立道路滑坡预警系统以及对驾乘人员进行心理辅导。为了及时掌握坍塌体的动态，了解道路的状况，有必要设置道路预警系统。在经历汶川大地震之后，人们的心理受到不同程度的伤害，都汶公路两侧山体破碎，加剧了司机的恐惧心理。为了人们的出行安全，需要对驾乘人员进行必要的心理辅导。