云南省山区高速公路弃土场选址及施工过程存在的潜在失稳因素浅谈

资新 刘敏

摘 要：在国家“十二五”及“十三五”期间，云南省高速公路建设处于高峰时期。但我省属高原山区省份，各类地貌之间条件差异很大，类型多样复杂，造成高速公路建设中土石方调配困难，且隧道长度占线路长度的比例大，产生大量的弃土（石），从而出现了大量的弃土场。结合云南待功高速公路、沾会高速公路、昭会高速公路沿线弃土场的现场调研及弃土场工程安全性评估工作，對我省山区高速公路弃土场选址及施工中存在影响弃土场稳定性的因素进行分析，为今后类似工程提供参考。

关键词：弃土场；选址；施工；因素

中图分类号：S157 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）15-0098-03

1 弃土场选址

目前公路行业内，除了在公路路基设计、施工相关的规范里面零星地有对弃土场选址有原则性的要求外，尚未对弃土场选址有明确、详细的指导，因此，弃土场类型呈现多样化。

合理的选址对弃土场的安全性起着举足轻重的作用。得当的选址不仅直接提高了弃土场自身的安全性，还可以减少支挡及加固工程数量而达到减少工程经济投入。

通过对云南省内山区高速公路建设中弃土场的现场调研，根据弃土场处的地形情况，大致可以将弃土场分为5种类型：洼地型、锁口型、沟谷型、坡面型、山堆型。

1.1 洼地型弃土场

洼地型弃土场是在选择自然凹坑、谷地底部进行弃土。该种类型的弃土场弃土本身不具有临空面，利用四周优势地形将弃土紧紧包围起来，可以不用或少用加固防护措施，但需做好防排水及绿化防护措施。从弃土场稳定性角度考虑，洼地型弃土场是比较理想的，但受地形地貌影响，该类型的弃土场非常少。如图1所示。

1.2 锁口弃土场

锁口型弃土场主要是在山间沟道内，周围分水岭明显，肚大口小的的地形处进行弃土。该种类型弃土场与洼地型弃土场类似，最主要的特点是比洼地型弃土场多了一个临空面，但可充分利用用周边地形作为防护结构，并能在锁口处设置弧形防护支挡结构，具有拱桥拱圏受力的特点，稳定性好。如图2所示。

1.3 沟谷型弃土场

沟谷型弃土场主要是干沟、溪沟内进行弃土。该种类型弃土场与锁口型弃土场相比，不具有锁口型弃土场“口小”的特点，而且上游存在一定的汇水，下游需修建支挡结构，并设置必要排水措施。沟谷型弃土场在云南省高速公路建设中是一种数量比较多的弃土场类型。在云南省山区高速公路建设中形成很多数量的沟谷型弃土场，主要是受地形、施工运输难度、运距等条件限制，导致施工单位直接将弃土直接堆放在沟道内。如图3所示。

1.4 坡面型弃土场

山区高速公路修建过程中，特别是隧道出入口两端周围短距离内很难找到好的场地堆放施工产生的弃土，于是施工单位将弃土直接倾倒于陡坡（或缓坡）坡体上形成坡面型弃土场。该种类型的弃土场与坡面接触的基底往往是软弱结构形成滑动带，整个弃土场会有向下滑动的趋势，在地表水、地下水或雨水作用下很容易形成滑坡、泥石流。坡面型弃土场存在巨大安全隐患，整个弃土场稳定性差。如图4所示。

1.5 山堆型弃土场

山堆型弃土场主要是在地势较平整的地方进行弃土，弃土后弃土顶部高于周围地势。该种类型弃土场周围表面均为临空面，弃土堆上的防排水工程非常重要，若雨水、冰雪下渗到弃土内部，极易发生滑坡、泥石流等灾害。如图5所示。

2 弃土场施工潜在失稳因素

除了弃土场选址因素影响自身稳定性外，弃土场施工的合理性是影响其稳定性的一个非常重要因素。弃土场施工中经常出现以下几种潜在失稳因素：地质勘察缺失、基底处理不合理、超方量弃土、堆土施工顺序错乱、弃土堆砌方案不合理、堆土过程随意性、防排水措施不到位、绿化防护措施不及时等等。

2.1 地质勘查缺失

目前，公路行业尚未有对弃土场进行地质勘查的标准规范，因此，弃土场在选址前后均为进行地质勘察。未进行地质勘察可能会造成选址位于褶皱、错动、断裂等岩层破碎带、地下水水位高的地方。

在原地表进行弃土后，弃土场下方及周围一定范围内的地应力将受弃土重力的影响而发生应力重分布，极易造成破碎带发生破坏引发弃土场失稳。当弃土场基岩中夹有软弱岩层、岩层风化严重、岩层软弱等因素容易造成弃土场失稳。当岩层倾向与弃土倾向一致形成顺层时，容易发生顺层滑坡。

地下水是造成岩层丧失稳定性的重要原因之一。地下水使岩质软化，强度降低，形成坡体软弱层面，而软弱层面是导致坡体失稳的因素之一。

2.2 基底处理不合理

基底处理是清理、清除残渣、去除表土、去除和处理规定范围内的所有草木和石砾，使弃土与原地表土紧密结合，不致产生沿基底的滑动和过大变形。若原地面坡面较陡时，需将原地面挖成台阶状，台阶向内设置一定坡度的倒坡。山区高速公路建设中，弃土前几乎没有进行基底处理工作，容易造成弃土场失稳。

2.3 超方量弃土

山区高速公路建设中，由于设计的弃土方量与实际弃方量存在偏差，土石未按设计时的方案进行调配等因素造成一些弃土场弃方量超大。

弃方量的增加造成弃土场超过原弃土场设计方量弃土，改变了弃土形状、弃土高度等，导致弃土场实际弃方情况与原设计不符。

2.4 施工顺序错乱

合理的弃土场施工顺序：基底处理→地下水疏导、周边截水工程→支挡工程→弃土→地表水排水工程→表层绿化。

弃土场周边截水设施能有效地拦截弃土场上方的流向弃土场的地表径流，弃土场弃土前应先设置截水设施。但在实际工程中，截水设施往往在弃土场完成后才进行设置。水流入弃土场不仅增大了土体重度，还还降低基岩强度，增大了弃土场失稳的可能性。

先支挡后弃土，不仅能使支挡结构在弃土场弃土过程中就发挥支挡防护作用，还能提高支挡结构后方土体密实度，从而提高支挡结构的防护效果。在实际工程中，存在先弃土后支挡的现象，导致支挡结构防护作用降低甚至丧失。

2.5 弃土堆砌方案不合理

科学合理的弃土应将土体进行分类、分层碾压，将大粒径、透水性好的弃土（石）填筑在底部。土体分类、分层碾压能提高土体密实度，提高弃土场稳定性。

弃土场施工工程中由于弃土调运顺序不合理、土石级配不良、场地限制、弃土土质多样性等原因造成弃土分类分层困难。

弃土场堆砌方法主要有水平分层弃土、竖向弃土、混合弃土。如图6所示。

水平弃土方法易于达到规定的压实度，易于保证弃土稳定性，但由于施工便道修筑困难，施工成本等因素造成弃土施工中很少采用该种方法。

竖向填筑法是弃土场弃土中采用最多的一种方法。很多弃土场位于沟谷、陡坡地形处，地面高差大，作业面狭窄，机械无法进场，无法采用自下而上地进行弃土，因此，竖向填筑法成为为首选方法。该种方法中由于未进行严格的压实，土体未分类分层，造成弃土具有多空隙的特点，严重影响弃土场的稳定性。

混合弃土法具有水平弃土法和竖向弃土法的特点，实际弃土场工程中采用的不多。

2.6 堆土过程随意性

弃土场弃土施工过程中，未制定具体的弃土实施方案，土体倾倒随意性较大，且未及时进行坡体修整，坡面不规则，雨水冲刷形成沟壑，造成坡高、坡率、坡间平台甚至弃土场形状与原设计不符。弃土场形状、坡高及坡率等条件的变化，可能造成已经设置的支挡防护工程不能有效的发挥支挡功能，甚至完全失去支挡作用。

弃土场坡面上每隔一定高度设置1～2m宽的平台，减小坡体重量，一定程度上能提高弃土场稳定性。弃土场实际过程中，部分坡面较高的弃土场未设置坡面平台，对弃土场稳定不利。

2.7 防排水措施不到位

弃土场失稳的因素多种多样，其内因（弃渣的物理力学特性、堆砌方式、防护措施形式等）一般起着控制性作用，但外因（降雨、融雪等气象因素和人工造成的应力变化等因素）往往加剧弃土体的运动，有时甚至成为弃土场失稳的主要直接原因。

地表水下渗到土体空隙和岩石裂隙后，一方面加大弃土场滑坡体的重量，使其下滑，另一方面导致土石抗剪强度降低。地下水不及时排出会使滑动层的土体颗粒发生塑性破坏。因此，水是加剧弃土场失稳的一个非常重要因素。

弃土场设计中设置了排出或降低地下水水位的盲沟，但施工时未严格按照设计尺寸、材料要求进行，导致盲沟不能有效的发挥降排水作用。

弃土场属于人工填筑的土体，土体下沉将导致排水沟开裂，发生渗水现象。实际工程中，弃土场弃土完成后，部分弃土场设置了排除地表水的排水沟，但未对排水沟进行检查，导致雨水下渗到弃土场土体中。部分弃土场弃土完成后甚至没有及时设置排水设置，增大了弃土场失稳的可能性。弃土场工程中还存在一个常见问题，弃土场顶部平台未设置具有一定坡度的排水平台。雨水、冰雪融水从弃土场顶部平台下渗至土体中，极易造成弃土场失稳。

2.8 绿化防护措施不及时

弃土场施工会形成裸露的坡面，这种人工形成的裸露坡面上在各种自然因素作用下發生水土流失、泥石流、滑坡等环境问题。

植物根系能够固土保水，防止坡面风化，改变土壤的物理结构、化学成分等，增强弃土场自身稳定性。但在实际弃土场工程中，未采取绿化防护措施的弃土场占了非常大的比例，知道公路建设项目竣工环保验收时才得到重视。

3 结语

（1）云南省高速公路建设中弃土场选址多种多样，主要有洼地型、锁口型、沟谷型、坡面型、山堆型五种类型，不同类型的弃土场对其稳定性有着不同的影响。弃土场施工过程中地质勘察缺失、基底处理不合理、超方量弃土、堆土施工顺序错乱、弃土堆砌方案不合理、堆土过程随意性、防排水措施不到位、绿化防护措施不及时等因素同时影响弃土场的稳定性。

（2）云南省山区高速公路弃土场出现选址多样性、施工过程不规范，出现“乱堆乱弃，弃而不管”现象的原因受自然条件、成本影响外，还有行业内没有统一的选址、施工、质量检验等标准、规范指导。

参考文献

[1]JTG D30-2015，公路路基设计规范[S].

[2]JTGF10-2006，公路路基施工技术规范[S].

[3]凌天清.道路工程[M].北京：人民交通出版社，2010.