高寒山区不良地质路段公路路基设计

高 永 民

(西安公路研究院，陕西 西安 710065)

高寒山区不良地质路段公路路基设计

高 永 民

(西安公路研究院，陕西 西安 710065)

依托国道317线甘孜段改扩建项目，重点调研了高寒山区不良地段路基变形、破坏类型，并结合工程实践经验，提出该类路基病害防治措施以及设计要点，以确保路基的稳定及安全。

高寒山区，路基设计，泥石流，涎流冰，滑坡，崩塌

1 概述

公路路基是路面的基础，它承载着路面结构的重力与路面上的车辆荷载，同时还承受着自身的重力，因此路基是公路的承重主体[1]。在高寒地区路基的作用更加不容小觑，国道317线甘孜段，位于青藏高原到四川盆地的过渡地带，沟深坡陡，河谷密布，地面起伏较大，相对高差高达3 000 m；路线穿越垭口位置，冻土与季节性冻土分布广泛，春融季节，路基冻胀翻浆，高山融雪冲刷路基；高原地区雨季崩塌、泥石流、断裂带密布，无时无刻不在威胁着该区域的公路工程。因此，路基的设计面临实际工况的多样性导致该区域路基设计困难重重。

2 高寒地区不良地质路段情况

根据前期的调研及统计，工作区发育的不良地质现象主要有：滑坡、崩塌、泥石流、涎流冰等，公路特殊地质主要表现为冰雪害、水毁、冻土翻浆等。

2.1 滑坡

位于高原严寒地区的滑坡，印度季风影响较大，全年分为雨季和旱季，旱季集中在10月份～次年的5月份，6月份～9月份为雨季。滑坡多发生在雨季，而此时也正是川藏北线交通繁忙的时期。该地区海拔较高，多在3 500 m以上，坡面植被稀少，多以高原草甸为主。滑坡高发区坡度多大于65°，坡面多为松散风化岩石，碎石粒径一般在25 cm～50 cm。雨季山高坡陡，集水面积较大，山体蓄水量有限，高山流水瞬时水量剧增，是威胁路基滑坡的主要因素。

该地区滑坡与行车荷载、边坡结构、降雨等因素息息相关。滑坡发育一般位于碎散块石厚度约25 m的填方路基地段。斜坡坡度较大，内部结构松散，压实度差。在雨季时，雨水下渗，坡体自身重力增加，再加上车辆荷载，很容易引起路基开裂，进而引起边坡滑塌[2]。通过对国道317线俄尔雅塘至岗托段调查，总共79个滑坡、滑塌。

2.2 碎落、崩塌

本段改建公路沿线公路内侧多为基岩边坡，陡峭，岩性为板岩、变质砂岩，坡面危岩，植被较少；局部路段内侧为土质边坡，坡体堆积碎砾石土，结构松散，坡面大多无植被。因此崩塌、落石现象难以避免。由于路线走廊带地形大多处在“V”形狭窄山谷地带，在坡体裂隙水作用下，进而使内部裂缝密集发育，加剧了松动岩体的下落。与上述成因一致，但是小块岩石脱离坡体而滚落的称为碎落(见图1)。

2.3 泥石流

该地区地形陡峻，河床纵坡大、沟谷三面环山呈漏斗状，并且岩性软弱，风化严重，地震频繁，断裂带集中，从而导致山体岩层破碎，雨季山洪频发，加上山体碎落崩塌、滑坡等不良地质灾害，为泥石流的发育提供了丰富的物质条件。沟谷狭窄，堆积物深厚，为泥石流提供了地形条件，雨水的润滑作用，加剧了泥石流的发育。

2.4 涎流冰

涎流冰是高寒地区独特的公路工程地质现象，俗称“冰包”。线路经过山麓坡脚，沟口或路堑地段，破坏了天然水源原来的平衡状态，以泉水形式溢出地表，流向公路，在路面上形成几十米以致数百米的冰面，机动车通过时非常危险，经常发生车毁人亡的恶性事件，当冰雪消融以后，又给路基带来冻胀翻浆，路基滑塌、水毁等病害，本项目共有17处涎流冰多发地段(见图2)。

3 不良地质路段路基处治

3.1 滑坡的处治

在该区修建公路，工程量大，条件艰苦，从经济方面考虑，多采用挡土墙加钢管桩支护，并且在挡土墙外侧利用锚索横梁加固。在对滑坡形成机理分析明确的前提下，综合考虑工程实际工况，施工技术，经济等方面的适宜性。在实际操作上尽可能的使挡土墙和钢管桩位于滑动面下部。滑坡地表多为松散型坡面残积土，在工程防护的基础上可以适当根据当地植被的适应性，采用坡面植草(灌木)的方式，二者相结合，前期工程防护阻止滑坡的发育，待到植被根系密布后，通过植物的根系稳固滑动面残积土，会有意想不到的防护效果。

3.2 泥石流的防治

泥石流的防治是高山峡谷地段路基防护的一项艰巨的任务。根据多年道路工作者治理泥石流的经验，泥石流的治理工作中应坚持综合治理的原则，既要工程治理也需要生物防护相结合，由于条件的复杂性也需要养护相结合：

根据治理泥石流的原则和结合当地多年来治理泥石流的丰富经验，沿线泥石流治理的工程措施主要有以下几类[3]：

1)跨越工程：沿线中型泥石流和部分小型泥石流，由于受地形地貌及地质条件的限制，平面上无绕避余地，因此采用桥梁、涵洞跨越泥石流沟谷。

2)过水路面：沿线局部路段地势平缓的泥石流沟，对路线危害程度轻微，可设置一定长度的水泥混凝土过水路面进行治理。

3)排导工程：增设导流堤和截水沟等排导工程，因势利导，改善泥石流的流势，有效地改善泥石流对路基的破坏。

4)管理和养护：当地养护部门大力协作，提高山坡的植被覆盖率，并加强水土保持，杜绝破坏原有脆弱的生态环境。泥石流暴发后，加强河道的清理，防止堵塞河道和淤埋、毁坏路基，造成断道阻车。加强对桥基锥坡等检查和维修，以免后患发生，加强对路况、水文等资料的收集、整理和档案完善管理工作，使各项预防工作落实到实处。

采用护碴墙，导流堤，提高路线纵坡、增大涵洞跨径或采用桥梁跨越等方式综合治理。

3.3 碎落、崩塌的防治

由于高原地区路线绕避条件有限，故基本采取挂铁丝网、挂主动网防护措施进行治理，基岩视具体情况采用框架锚杆。根据具体病害程度及地质地形情况，工程治理措施如下：清除危岩体，挂主动网；清除坡体松散体，放大坡比，坡面植草，修建内挡墙。由于317线基本在狭窄的沟谷中沿河展线，两岸坡陡，人为破坏植被、坡体崩塌、落石具有一定的不确定性，后续需要养护相结合。

3.4 水毁的防治

水毁系指江河、溪沟洪水对公路路基及桥涵等建筑物的冲刷、侵蚀及淹没毁坏。应采取以下措施避免或处置水毁对公路路基的危害：

第一，对沿河河堤高度较小者，现状河堤边坡或挡墙因水毁坍塌者，结合该河道段设计设置实体护坡或设置临河浸水挡墙或铅丝石笼。

第二，对临河路堤较矮的路段，提高路基标高1 m～2 m，同时疏通河道，辅以挡土墙防护，避免路基受河水浸淹现象的发生。

4 结语

结合国道317线甘孜段工程实践，不良地质路段路基设计需遵循以下原则：

1)加强不良地质或特殊路基路段的地质、水文勘察工作，做好路基病害调查和气象资料收集工作。

设计时应进行相应的分析、计算，并充分结合地形、地质、生态环境及施工、运营、养护等因素，以综合的经济效益、环境效益及社会效益进行比选论证，提出技术可行性，经济合理的路基防护方案。

2)路基防护以生态植物防护为主，防护工程注重与周边自然环境协调过渡，强调其可持续发展性，在结合地层岩性、满足安全稳定的前提下，边坡坡率应灵活自然、因地制宜、顺势而为，不宜采用单一坡度，以减少人工痕迹，力争经过几年光、热作用，边坡外形与周围环境融为一体。

3)在满足排水要求，利于养护的情况下，路基排水工程应尽量做到“宽、浅、隐、绿”，外观线形美观流畅。路基排水应系统完整，敏感路段如沿河线等应自成体系。

4)取、弃土场位置应尽量选择在行车视线范围外的荒地或小山包，并采取必要的防护、排水措施，对其表面进行绿化美化处理。大型弃土场实测典型地质剖面或进行必要的地质勘探，计算分析堆置弃土后的稳定性以及对周围环境的影响，并采取相应的措施。

[1] 邓学钧.路基路面工程[M].第3版.北京：人民交通出版社,2009：59.

[2] 邴国林，沈军辉，刘 毅.317国道某填方路基滑坡成因与稳定性分析[J].地质灾害与环境保护，2011(9)：27.

[3] JTG D30—2004，公路路基设计规范[S].

Highway subgrade design of unfavorable geology section in high-cold mountainous region

Gao Yongmin

(Xi’anAcademyofHighway，Xi’an710065,China)

According to Ganzi section expansion project of national highway No.317, the paper mainly investigates unfavorable section subgrade deformation and damage types in high-cold mountainous region. Combining with engineering practice, it puts forward subgrade diseases preventing measures and design points, with a view to guarantee sugbrade stability and safety.

high-cold mountainous region, subgrade design, mud-rock flow, salivary flow, landslide, collapse

1009-6825(2015)07-0144-03

2014-12-24

高永民(1964- )，男，工程师

U416.1

A