王建慶 姜孟
[摘要]都汶公路作為生命線在5.12大地震中曾一度被阻斷,其后也出現(xiàn)過(guò)幾次崩塌阻塞道路,給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了巨大的困難。結(jié)合都汶公路崩塌體的地質(zhì)構(gòu)造、節(jié)理裂隙等對(duì)它的形成機(jī)理以及發(fā)生過(guò)程進(jìn)行分析,重點(diǎn)探討了崩塌體的治理措施和治理方案。
[關(guān)鍵詞]都汶公路 穩(wěn)定 崩塌 治理
[中圖分類號(hào)] P694 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2015)-9-333-1
1都汶公路概況
都江堰至汶川公路系國(guó)道213線與國(guó)道317線公用段,是西部交通干線和重要的國(guó)防通道,也是四川省大九寨旅游環(huán)線的重要一段。其在四川省和阿壩州公路網(wǎng)中占有極其重要的地位[1]。都汶公路全長(zhǎng)81.8km,分2段進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。其中都江堰至映秀段為一級(jí)高速公路,起點(diǎn)為成灌高速公路相連的石馬巷,經(jīng)玉堂、龍池至映秀,路線全長(zhǎng)25.8km。映秀至汶川縣城段由一條二級(jí)公路和一條三級(jí)公路貫通連接而成的二級(jí)公路,全長(zhǎng)56km。都汶公路與龍門山斷裂帶呈北東—南西方向斜交,沿?cái)嗔褞в绊憣挾冗_(dá)30~50km。河谷地帶屬于暖溫帶大陸性半干旱季風(fēng)氣候區(qū),降水量少,主要集中在雨季且多暴雨,氣候垂直分布明顯,海拔1600m以下是岷江干旱河谷氣候,1600m以上屬于季風(fēng)氣候區(qū)。地質(zhì)、巖性、地形、氣候等自然環(huán)境條件使得該地區(qū)在地震以前就是崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的多發(fā)地區(qū)。
2都汶公路地質(zhì)災(zāi)害
汶川大地震以前該地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),多以滑坡、泥石流、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害形式出現(xiàn)。地震之后由于山體破碎、巖土體松動(dòng),暴雨季節(jié)多出現(xiàn)以崩塌為主的地震次生災(zāi)害,泥石流、滑坡次之[2]。2009年7月25日凌晨4時(shí)50分左右,連日大雨致徹底關(guān)大橋岷江右岸山體垮塌,重量超過(guò)100t的巨石滾落,撞擊、折斷了大橋8#橋墩,導(dǎo)致第8、第9跨梁體落梁,阿壩州的恢復(fù)重建“生命線”中斷。2010年6月7日晚19時(shí)至6月8日凌晨5時(shí),川西北高原普降暴雨,致使國(guó)道213線映汶二級(jí)公路磨子溝至老虎嘴路段約100m路基發(fā)生坍塌,洪水已對(duì)路基安全構(gòu)成重大威脅。映汶二級(jí)路災(zāi)后恢復(fù)重建工程直接損失達(dá)3.2億元。由于受區(qū)域性強(qiáng)降雨影響,2011年8月21日8時(shí)左右,國(guó)道213線汶川縣境內(nèi)K904+000(磨子溝)發(fā)生泥石流約2000m3、K904+400(楊家溝)發(fā)生泥石流約1300 m3、K905+300(燒房溝隧道)發(fā)生泥石流約2700m3,國(guó)道317線K79+000(映秀加油站)發(fā)生泥石流約1500m3,造成公路交通中斷。數(shù)起崩塌、泥石流致使這條“生命線”受到嚴(yán)重影響。盡管地震后采取了很多治理措施地質(zhì)災(zāi)害仍然頻繁發(fā)生。
3邊坡工程震害分析
邊坡穩(wěn)定性的定性分析[3]能綜合考慮影響邊坡穩(wěn)定性的各種因素,并可快速地對(duì)邊坡的穩(wěn)定狀況及其發(fā)展趨勢(shì)作出評(píng)價(jià)。工程中主要采用的方法是工程地質(zhì)分析法。它是邊坡穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)的基礎(chǔ),主要從自然條件、作用因素等對(duì)比分析滑動(dòng)與穩(wěn)定之間的關(guān)系,判斷邊坡的穩(wěn)定性。邊坡失穩(wěn)[4]是在一定地質(zhì)條件下產(chǎn)生的,它的形成具備一定的不良地質(zhì)基礎(chǔ),有其發(fā)育階段的微地貌特征和地表跡象。因此,可以將需要判斷邊坡穩(wěn)定性斜坡的地層、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、軟弱夾層和滑動(dòng)帶性質(zhì)等與周圍的穩(wěn)定斜坡、類似地質(zhì)條件下的穩(wěn)定斜坡和不穩(wěn)定斜坡及不同滑動(dòng)階段的邊坡進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)合地質(zhì)條件的可能變化,分析判斷邊坡的穩(wěn)定性。都汶路段多以崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生,特別是老虎嘴崩塌最為嚴(yán)重。以老虎嘴崩塌[5]作為個(gè)例分析崩塌發(fā)生的成因、過(guò)程及原理。老虎嘴崩塌體呈半錐體形狀,公路里程范圍約450m,寬約260m,僅堆積與河底內(nèi)的物質(zhì)約達(dá)200萬(wàn)m3,屬于典型的大型崩塌體。堆積體主要由大小不一的塊石組成,含少量碎石土。堆積體表面坡體物質(zhì)粒徑20~200cm居多,其中可見(jiàn)近百噸的巨石。崩塌體物質(zhì)來(lái)源于原公路內(nèi)側(cè)相對(duì)高約20~300m的山體。崩塌體規(guī)模巨大,它一度堵塞岷江,是都汶路整個(gè)區(qū)段內(nèi)規(guī)模最大的堰塞體。正是該堰塞體導(dǎo)致都汶路映秀—汶川段遲遲不能打通。
通過(guò)實(shí)際勘察,老虎嘴崩塌體具有下述特點(diǎn):坡體物質(zhì)顆粒較小,含水量較高;公路內(nèi)側(cè)坡體位于軟硬巖交界處;公路內(nèi)側(cè)坡體傾角較高,且坡體上的植被較少,多為灌木;地貌上有局部滑移的現(xiàn)象;公路外側(cè)正處于岷江江水旋回地帶,對(duì)公路外側(cè)坡體沖刷嚴(yán)重,當(dāng)坡體含水量較大時(shí),有局部滑移的可能,同時(shí)因坡面平順,坡體直接通向頂部崩塌源,是崩塌體的良好通道,具有滑移和崩塌雙重特征。
由于陡峻巖石山坡上的巖石風(fēng)化裂隙,單個(gè)或群體巖塊在重力或其他外力作用下向下崩落,順邊坡猛烈翻滾、跳躍并相互撞擊和滑動(dòng),最后散集于坡腳。崩塌、落石的形成和發(fā)展,有一個(gè)從量變到質(zhì)變的逐漸積累過(guò)程,而它的發(fā)生確實(shí)突然的、快速的,尤其是在瞬間強(qiáng)烈的外力激發(fā)下迅速形成崩塌體。
崩塌落石病害經(jīng)常發(fā)生在巖體裸露、褶曲斷裂和風(fēng)化都較嚴(yán)重的陡坡。老虎嘴崩塌體的成因非常明顯,主要分為內(nèi)因和外因。
(1)不利地形、地質(zhì)構(gòu)造、節(jié)理等構(gòu)成了都汶路崩塌地質(zhì)災(zāi)害的內(nèi)在因素。由于所在地區(qū)歷史上已經(jīng)發(fā)生過(guò)地震,使得該坡體歷史上已經(jīng)發(fā)生過(guò)崩塌,坡體上的巖石比較破碎,節(jié)理比較發(fā)育,而且該處坡腳很陡,山上植被稀少,這樣也促使了崩塌的發(fā)生。
(2)外因主要是突發(fā)的地震觸發(fā)作用,該地段位于震中地帶。其次是降雨的觸發(fā)作用,汶川地處高原山地,氣候多雨潮濕,地震造成植被毀壞,地層疏松,雨水的入侵降低了巖土體的抗剪強(qiáng)度,增大了發(fā)生崩塌的可能性。
4預(yù)防與治理
影響巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的因素復(fù)雜[6],邊坡治理對(duì)邊坡地質(zhì)體的認(rèn)識(shí)不夠或者忽視巖體結(jié)構(gòu)的決定性作用,將會(huì)導(dǎo)致治理工程的失敗。根據(jù)區(qū)內(nèi)地震地質(zhì)災(zāi)害形成的地質(zhì)環(huán)境條件、發(fā)育特征及分布特點(diǎn),分類采用工程治理、避讓搬遷、監(jiān)測(cè)預(yù)警等措施加強(qiáng)防治。由于區(qū)內(nèi)公路線路選擇的余地不大,全線地質(zhì)災(zāi)害治理應(yīng)以治理為主,避讓次生災(zāi)害。崩塌災(zāi)害的防治措施主要有清除坡體危巖體、錨桿掛網(wǎng)噴漿,坡面主動(dòng)柔性網(wǎng)或格構(gòu)護(hù)坡,坡腳擋墻、被動(dòng)柔性網(wǎng),坡頂后緣截、排水溝等;滑坡災(zāi)害的防治措施主要有坡體前緣抗滑樁或抗滑擋墻,坡面格構(gòu)或噴錨護(hù)坡等;泥石流災(zāi)害的防治措施主要有溝口地帶排導(dǎo)槽,溝內(nèi)攔擋壩等。
及時(shí)清理道路旁松弛危巖,防止在降雨或者余震發(fā)生時(shí)滾落下來(lái)阻塞道路,甚至給人們的出行帶來(lái)生命危險(xiǎn)。
在道路左右的坡面上設(shè)置綠化帶,綠化帶一方面可以阻擋坡體上游滾落的碎石,其次還可以起到水土保持的作用,除此之外還可以將裸露的巖石遮蔽,以增加駕乘人員的安全感。
設(shè)立道路滑坡預(yù)警系統(tǒng)以及對(duì)駕乘人員進(jìn)行心理輔導(dǎo)。為了及時(shí)掌握坍塌體的動(dòng)態(tài),了解道路的狀況,有必要設(shè)置道路預(yù)警系統(tǒng)。在經(jīng)歷汶川大地震之后,人們的心理受到不同程度的傷害,都汶公路兩側(cè)山體破碎,加劇了司機(jī)的恐懼心理。為了人們的出行安全,需要對(duì)駕乘人員進(jìn)行必要的心理輔導(dǎo)。
5結(jié)論與建議
(1)都汶公路沿線的邊坡災(zāi)害點(diǎn)多達(dá)百余處,破壞類型以崩塌為主,滑坡、泥石流次之。這些地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)嚴(yán)重影響了都汶公路的正常運(yùn)行。
(2)降雨是造成崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的一個(gè)重要因素,對(duì)于邊坡滑坡的治理,僅僅依靠樁、噴錨、錨索等純力學(xué)的方法阻止其變形運(yùn)動(dòng)和破壞效果不太理想時(shí),可以通過(guò)治水的方法改變地質(zhì)體的物理力學(xué)性質(zhì),往往可以收到事半功倍的效果。
(3)對(duì)于都汶公路沿線地震地質(zhì)災(zāi)害防治,應(yīng)結(jié)合邊坡破壞模式和險(xiǎn)情大小,以工程治理為主,分類治理。
(4)汶川地處我國(guó)大西南,氣候多變,而且該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),這也增加了對(duì)地震次生災(zāi)害治理的難度,很有必要對(duì)所采取的治理措施進(jìn)行跟蹤觀察,以便及時(shí)掌握情況,采取進(jìn)一步的治理措施。