龙泉市第一次自然灾害综合风险公路承灾体普查与分析＊

2023-05-16郑龙庆何云峰

科技与创新 2023年9期

郑龙庆，何云峰，谢津

（龙泉市交通运输发展中心，浙江丽水 323700）

1 研究背景

龙泉市地处浙南山区，特殊的自然地理环境决定了其较易发生台风、洪涝、干旱、低温冰冻等自然灾害，反映到公路灾害上，体现为滑坡、崩塌、泥石流、水毁与沉陷和塌陷等多种形式，对公路设施及行车安全造成极大的威胁。因此，摸清公路承灾体自然灾害风险隐患底数，对有效开展自然灾害防治工作具有重要意义。通过对龙泉市国道、省道、县道及乡村道开展自然灾害公路承灾体综合风险普查与评估，全面了解公路沿线自然灾害情况，为公路养护科学精准提供基础信息，保障人民群众生命财产安全和国家安全[1-2]。

2 普查区域

龙泉市地处浙江西南部浙闽赣边境交界处山区，东西宽70.25 km，位于东经118°42′—119°25′之间，南北长70.80 km，位于北纬27°42′—28°20′之间，面积总共3 059 km2。

龙泉市位于浙江省海拔最高的山地地貌区域中，以龙泉溪为分界，西北部和东南部山脉对称分布，西北部为仙霞岭山脉，东南部为洞宫山脉，地形地貌条件具有典型山区属性。

龙泉市属中亚热带季风气候区，温暖湿润，雨量充沛，春末夏初多表现为梅雨和暴雨，气候环境条件不是特别好，对公路沿线开挖边坡稳定性影响较大。公路沿线开挖边坡在雨水冲蚀下，容易引起坡体土壤饱和，进而导致土体抗剪强度和边坡稳定性降低，主要表现为坡面冲刷明显、坡体坍塌和滑坡、岩体崩塌以及支护结构开裂倾倒等现象，开展自然灾害普查对于公路养护具有实际意义。

3 普查内容

3.1 公路设施属性信息采集

公路设施属性信息采集包括国道、省道、县道、乡道、村道等公路路基路面、边坡桥梁以及隧道等结构物的分布、数量、空间位置数据以及服务水平等基础信息。普查工作结合公路养护年报等已有数据，补充完善设防等级、高边坡、深路堑等其他信息。

3.2 风险点信息采集

自然灾害风险点信息采集对象为历史发生灾害的公路点现状和虽未发生灾害但存在明显灾害风险点的基本情况，重点调查地质和洪水灾害风险影响点，主要涵盖崩塌、滑坡、泥石流、沉陷与塌陷和水毁5 种自然灾害[3]，具体调查内容如表1 所示。

表1 风险点信息主要采集内容

表1 （续）

4 普查成果分析及防护措施建设

4.1 普查结果统计分析

4.1.1 公路设施属性结果分析

本次公路设施属性信息主要包括龙泉市国道、省道、县道、乡村道及专用公路，不同等级公路里程的占比如图1 所示。从图中可以看出，村道占比最大，达到了58.54%，这也给养护工作人员提出了极大的挑战；国省道的比例相对较小，总共只占全部公路里程的7.84%。

图1 龙泉市各等级公路里程分布图

4.1.2 灾害类型分布

本次公路承灾体自然灾害综合风险普查重点为地质和洪水灾害风险影响点，风险点普查汇总情况如图2所示。从图中可以看出龙泉市公路承灾体自然灾害主要存在崩塌、滑坡、泥石流、沉陷与塌陷和水毁5 种形式。其中主要为崩塌，占比达到68.35%，这与龙泉市山区的地质特征有很大联系，其境内公路沿线广泛分布着大量的岩质边坡，在雨雪天气下很容易发生崩塌灾害；其次为滑坡，占比为23.50%；泥石流、沉陷与塌陷以及水毁占比很小。因此，龙泉市的养护工作应着眼于崩塌与滑坡灾害的防治。

图2 龙泉市公路承灾体自然灾害类型分布图

4.1.3 不同等级公路灾害点分布

了解不同等级公路灾害点的分布情况，可以有针对性地对灾害分布多的线路进行边坡养护工作。龙泉市不同等级公路灾害点分布如图3 所示。从图中可以看出，县道的边坡灾害占比最大，接近全部灾害点的70%，说明下一步养护工作的重点应集中在县道边坡上；而乡道占比0.24%，专用公路无灾害点，这与其公路里程短有很大关系；值得注意的是，尽管村道拥有最长的公路里程，但总体灾害点只占全部总数的10.24%，接下来通过统计各等级公路每千米分布的灾害点来分析这一情况。

图3 龙泉市不同等级公路灾害点分布图

4.1.4 各等级公路每千米灾害点分布

龙泉市各等级公路灾害点分布频率如图4 所示，从图中可以看出，省道每千米分布的灾害点最多，是国道及县道的2 倍以上，尽管省道里程占比只有国道的1/3，但其灾害总数已经接近国道的灾害总数；乡道、村道以及专用公路的频率相对来说较低，村道每千米的灾害点只有0.2 个，而乡道和专用公路的频率接近于0，这与不同等级公路的养护要求和资金水平有直接联系。农村公路由于等级与财政限制，灾害点的统计与治理难以得到正确反馈；同时，地方养护人员的水平与数量也会影响农村公路边坡养护工作的开展。

图4 龙泉市各等级公路灾害点分布频率

4.2 灾害防护措施建议

由前文可知，龙泉市灾害风险点的灾害类型包括崩塌、滑坡、泥石流、沉陷与塌陷及水毁，通过分析这5 类灾害的发生机理，提出相应的防护措施建议，供养护单位和相关人员作参考与借鉴。

4.2.1 崩塌

崩塌病害的产生有2 个原因：①由于边坡开挖形成的坡率较陡，一些边坡未采取适当的加固防护措施，而另外一些虽采取一定防护措施，但防护能力较弱；②由于边坡岩体普遍节理裂隙较为发育，且部分岩体结构面及结构面的组合对边坡稳定不利，岩体经风化剥蚀作用后，在强降雨等诱发因素作用下，裂隙中产生水压力作用或产生强度降低，最终导致崩塌。主要防护措施建议包括：①清除坡面浮石及危岩体、崩塌堆积体；②若边坡坡面较陡且岩土体较松散破碎，可进行削坡减载；③对坡面采取必要防护措施，可采用锚杆挂网喷砼、SNS 主动网防护或植被绿化等[4]。

4.2.2 滑坡

滑坡成因主要包括2 个方面因素，分别为内部因素和外部因素。内部因素包括地形地貌、地质构造、岩土体结构与性质以及地应力等，内部因素对于滑坡具有主要决定作用；外部因素包括对边坡具有扰动作用的地表水和地下水、人工开挖、爆破、工程荷载以及地震和风化作用等，地表水和地下水是外部因素中影响边坡稳定最大的因素。

滑坡灾害具有频发性，主要建议防护措施包括：①对于不可能向上或两侧延伸的小型滑坡，适当考虑挖除整个滑坡体，增强边坡稳定性；②加强控制地下水或地表水，以“截、排和引导”为原则采取有效排水措施；③对坡面和坡体采取必要防护措施，可采用锚杆+挂网喷砼、护面墙、挡土墙或植被绿化等[5]。

4.2.3 泥石流

泥石流的形成需要同时满足以下3 个基本条件：①具有利于贮集、运动和停淤的地形地貌条件；②具有丰富的松散土石碎屑固体物质；③短时间内具有充足的水源和适当的激发因素。

泥石流灾害具有较强突发性，主要防护措施建议包括：①对于小型泥石流路段可设置合理的排水设施（排水沟、截水沟等）；②对于大型泥石流路段采用“固-排-通”的模式，修筑封沟坪、消力池、护坡拦挡坝等能够有效阻止泥石流冲刷的构筑物[6]。

4.2.4 沉陷与塌陷

对于土层比较软弱尤其是泥沼、流沙和垃圾以及其他劣质土等不良地质地段填筑路堤，如果没有对原地基进行换填或者压实不足，则原地面容易在填筑完成后产生压缩下沉抑或是挤压位移引起路基沉陷。在地下水的交替作用下，路基土体内含水率、土体重度在一定范围内变化，再加上水的软化作用，可以使土体产生沉降变形，发生路基沉陷。此外，雨水入渗、人工开挖都可能造成沉陷塌陷。

沉陷塌陷灾害引起的公路损坏修复难度较大，主要防护措施建议包括：①查明沉陷区域，采用注浆加固方法抑制灾害进一步发展；②采用换填方法，挖去沉陷部位的填料，采用质量较好的新材料进行填筑[7]。

4.2.5 水毁

水毁是由多种因素综合作用引起的，主要影响因素包括区域地形地貌、地质条件、水文气象条件以及公路等级等方面。公路历史水毁资料表明，水毁多由短时强降雨和长时间持续性降雨造成，水毁时空分布与区域气候类型、降水量以及暴雨特征等相关性显著。水毁灾害主要需对路基采取防护措施，主要防护措施建议包括：①加固路堤坡面、坡脚或基础，可以考虑设置植物防护、砌石防护；②对于较大流速和浸水部分，可采用抛石、石笼、柔性板、挡土墙等防护结构；③修筑丁坝、顺坝等结构，对河道水流进行导流或阻流[8]。