不良水文地质对山区公路的危害与防治方法

2016-04-14李帆

地球 2016年5期

关键词：水文地质岩溶山区

■李帆

（广东省有色金属地质局九三三队广东肇庆526060）

不良水文地质对山区公路的危害与防治方法

■李帆

（广东省有色金属地质局九三三队广东肇庆526060）

山区公路建设过程中，受不良水文地质影响比较大，为了保证公路的稳定性，需要根据不良水文地质的实际情况，合理的选择防治措施，提高公路运输效率，降低损失。基于此，本文对不良水文地质对山区公路的危害与防治措施进行探讨。

不良水文地质山区公路危害防治

在山区公路施工过程中，为了保证公路正常通行，避免不必要的经济损失，需要做好不良水文地质的防治工作。将预防和治理有机的结合起来，根据地形的实际情况采取相应的处理措施，降低或消除不良水文地质对公路的危害。

1 山区公路常见的不良水文地质类型

1.1 膨胀性土

膨胀性土主要是由风化岩和泥岩形成，土中含有较多的粘粒及其亲水性较强的蒙脱石或伊利石等粘土矿物成分，具有遇水膨胀、失水收缩的一种特殊膨胀结构的粘质土[1]。膨胀性土地区，山区公路易产生路堑顶部坍塌、路堑滑坡、坡脚位置溜坍等病害，严重影响公路的正常使用及安全[2]。

1.2 软土地基

软土地基主要由湖河冲积物不断沉积后形成的，主要为泥质土或淤泥质土，并且土中含有腐殖碎屑和动植物，天然密度比较小，含水量比较大，天然空隙比比较大，土体稳定性差。软土层主要包括砂质粘土、强风化岩土、淤泥、淤泥质粘土、中粗砂、淤泥质砂、粉细砂等。因为沿线物质的组成成分、软土层的深度、颗粒级配存在一定的差异性，所以不同地区的稳定性和强度也有所不同，导致路基出现不均匀沉降。如果在软土地基上建设公路，采取的措施不合理，会导致路基和地基出现下陷、下沉、路基失稳等情况，当车辆严重超载或者交通量比较大时，会直接对路面的平整度造成影响，导致路面出现坑槽、网裂、龟裂、裂缝等病害，对车辆的行驶安全造成影响。

1.3 水毁病害

水毁主要是因为暴雨等因素导致山洪爆发引发的病害，当出现水毁病害时，常常会导致防护建筑物和公路路基出现坍塌。对支挡建筑物或排水设施造成比较大的破坏，影响公路工程的质量。

1.4 滑坡病害

通常情况下，滑坡主要出现在地质构造运动比较激烈的地区，一般地层表面多裂隙、多破碎，风化严重，在人为因素或暴雨侵袭因素的影响下，会导致原来稳定的山体出现滑坡。在易滑坡地段建设公路，如果采用的设计不合理，均会因山体滑坡中断公路的正常通行。

1.5 岩溶

岩溶区一般具有侵蚀性的流水和可溶性岩石两个基本条件，此外，岩溶发育受气候因素、地貌因素、地质构造因素的影响也比较大，通过情况下，岩石破碎越严重、地质构造越复杂，岩溶也就越发育。公路工程施工过程中，如果遇到岩溶比较发育的地区会出现土体塌陷等问题，严重影响了路基的稳定性，在地表上也会出现石林、石芽、溶槽、溶沟、暗河、落水洞、蜂林、钟乳石、石柱等地形，严重影响了公路工程的质量。

2 山区公路不良水文地质危害的防治原则

不良水文地质对山区公路造成的危害是非常严重的，为了保证山区公路的正常通行，需要采用合理的防治措施，最大限度降低灾害的影响。根据以往的经验，要按照避开、预防和治理的基本原则来对不良水文地质进行处理。

（1）避开。在选择公路施工线路时，要以各个等级公路的建设标准为基本依据，对施工方案进行比较，将公路工程穿越不良水文地质段的避线方案确定出来，降低出现灾害的概率。

（2）防治。在工程施工前期，认真研究和了解的不良水文地质隐患的具体情况，并针对性的设计预防方案，彻底消除不良水文地质隐患。

（3）治理。公路投入运行后，受人为因素或自然灾害的影响也会出现地质灾害，为了保证公路的正常通行，要先调查灾害出现的原因，然后结合实际情况采取相应的处理措施。

总而言之，不良地质出现危害主要是因为水造成的，所以，在对不良地质病害进行治理时，要将治水作为治理工作的重点。

3 不良水文地质的防治措施

3.1 软土路基的处理措施

按照处理效果的不同，可以将软土地基的处理方法分为永久性处理和临时处理两种，根据处理对象可以分为饱和土处理、粘性土处理、砂性土处理、非饱和土处理；按照处理深度可以分为深层处理和浅层处理两种；按照处理方式可以分为物理处理和化学处理两种

[3]。为了确保路基的稳定性、降低路基沉降；在进行处理时，宜选择两种以上的处理措施。常用的组合方法主要有以下几种：

（1）使用竖向排水井布置在填土中央，并使用砂子加实桩处理坡脚处，达到促进沉降，提升软土地基牢固性的目的。

（2）固结排水法和砂垫层共用。采用这种施工方法有利于机械施工，并且也有利于排水层的施工。

（3）砂子加实桩和填土预压法共用。在施工时，先利用填土预压法促进路基沉降，然后使用砂子加实桩提高软土路基的稳定性。

（4）竖向排水井法和填土预压法共用。使用这两种处理措施可以加快固结沉降速度。

（5）缓坡路堤和反压护道联合加固。采用这种种方法可以显著提升路堤的稳定性，利用反压护道会抵消可能出现的横向位移趋势以及圆弧滑动破坏。不过由于这种处理措施需要进行征地，增加了施工成本，因此反压护道的应用比较少。

（6）竖向排水法和缓速填土加载法共用。利用竖向排水井可以加快软土地基的沉降，然后再使用缓速填土加载的方式来保证路基的稳定性。

3.2 膨胀土的防治措施

一般可以使用湿度控制技术、换土技术和改性处理的方式对膨胀土路基进行处理。其中换土是最为简单有效的处理措施，通过将膨胀土挖除掉，然后使用砂砾土或非膨胀土进行换填。湿度控制法主要为了防止膨胀土中含水量出现变化后产生膨胀变形。在施工时，可以使用粘土、土工布等包裹住膨胀土，防止大气和膨胀土直接产生接触，降低膨胀土内部的湿度迁移。

通常情况下，可以将截水沟、石天沟布置在路堑坡顶，及时将水从沟中排出，避免出现渗透的情况，当有地下水或地下泉眼有水渗出时，要利用蜂管和渗沟将水排出，然后利用封面材料封闭坡面。当坡度较小、膨胀土比较软弱时，可以使用卸载法将膨胀土清除干净，然后将坡比调整为1:1.75,利用树木和草皮种植在坡面上。对于较强的膨胀土，为了避免出现崩塌，在路堑坡脚位置设置倾斜挡土墙，挡土墙要和排水沟连成整体。

3.3 水毁防治措施

在山区公路施工中，经常会遇到水毁的情况，造成了大量的财力、物力、人力的浪费，经济损失严重。在进行水毁防治工作时，主要采用以下几种措施：

（1）对于水流比较急、河槽比较窄、有大漂石的河流护岸，可以采用浆砌片石驳岸进行防护。施工时，可以将其做成台阶型的混凝土结构，提高路基的稳定性。

（2）在对滩直河道缓流处坡脚和路基边坡进行防护时，可以采用干砌片石和铁丝石笼进行防护。可以适应冲刷和支撑面下沉产生的少量变形，建筑物不会受到严重的影响。

（3）使用丁坝可以加固滩护，并发挥一定的阻挡作用。

3.4 滑坡的防治措施

在对滑坡进行治理时，要先调查地质情况，分析滑坡形成的原因以及滑坡的类型、性质和危害程度。在进行治理时，主要采用以下几种治理措施：

（1）使用抗滑桩进行加固。在治理坡度比较缓、山比较高的滑坡时，可以按照滑动面的深浅度布置抗滑桩，要求抗滑桩要进入到滑动面以下的范围中，并利用植物和支挡结构进行治理，条件允许的情况下可以使用钻孔灌注桩施工。

（2）排水法预防措施。可以将数排截水沟布置在滑坡体及其周围，从而将滑坡体上汇集的降水引流排泄出来，防止雨水下渗破坏山体稳定性，导致山体出现滑坡或坍塌。

（3）卸载法。对于山体高度不是很高，但是坡度比较陡的区域，可以将松散的土石开挖掉，降低坡率，使其达到稳定要求。

（4）利用植物稳定坡体。选择根系比较发达及适合当地生长的树木种植在滑坡体上，可以起到良好的加固作用，并且可以改善公路的绿化环境。

3.5 岩溶处理措施

在对岩溶段进行处理时，首先要进行勘察，了解岩溶的发育程度、地质特点、规模大小，将预防作为重点，注意防治结合。由于岩溶路基的病害比较多，想要准确预估病害是很困难的，所以要根据病害的出现的原因，采取相应的应对措施。尽可能选择施工效果好、施工便利的处理措施[4]。在对岩溶区进行处理时，由于岩溶水流动时无法准确的掌握变化规律和水量，所以处理岩溶水时要了解岩溶水的运动规律，因地制宜，以疏导为主，采用堵塞、围堰、疏导、填石路堤等措施处理岩溶水。对于溶洞要根据其在路基上的位置、洞穴的大小采用加固、堵塞、跨越、避绕等措施进行处理。