摘要：以復(fù)雜山區(qū)道路防護工程設(shè)計為研究對象，通過對地質(zhì)環(huán)境的深入分析，結(jié)合工程地質(zhì)學和地質(zhì)工程力學理論，對山區(qū)道路在地質(zhì)災(zāi)害作用下的穩(wěn)定性和安全性進行了系統(tǒng)的評估。以地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)和現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果為依據(jù)，提出了地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)、坡面防護結(jié)構(gòu)設(shè)計、路基穩(wěn)定性改善方案等針對性防護措施。通過數(shù)值模擬和實地測試驗證，為復(fù)雜山區(qū)道路安全運行提供了科學和可行的技術(shù)保障，確保了工程設(shè)計的可靠性和實用性。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜山區(qū)道路地質(zhì)環(huán)境分析防護工程設(shè)計地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警穩(wěn)定性改善

DesignofComplexMountainousRoadProtectionEngineeringBasedonGeologicalEnvironmentAnalysis

JINGQilin1WANGYu2LYUYuhai2

1.XinjiangVocationalandTechnicalCollegeofCommunications，UrumqiCity，XinjiangUygurAutonomousRegion，831401China;2.XinjiangZhongzhouTransportationTechnologyCo.，Ltd.，UrumqiCity，XinjiangUygurAutonomousRegion，830006China

Abstract：Taking thedesignofcomplexmountainousroadprotectionengineeringastheresearchobject，throughin-depthanalysisofthegeologicalenvironment，combinedwiththetheoriesofEngineeringGeologyandGeologicalEngineeringMechanicstheory，thestabilityandsafetyofmountainousroadsundergeologicaldisastersaresystematicallyevaluated.Basedongeologicalsurveydataandon-siteinvestigationresults，targetedprotectionmeasuressuchasgeologicalhazardwarningsystem，slopeprotectionstructuredesign，androadbedstabilityimprovementplanhavebeenproposed.Throughnumericalsimulationandfieldtestingverification，ascientificalandfeasibletechnicalguaranteehasbeenprovidedforthesafeoperationofcomplexmountainousroads，ensuringthereliabilityandpracticalityofengineeringdesign.

KeyWords：Complexmountainousroads;Geologicalenvironmentanalysis;Protectionengineeringdesign;Geologicalhazardwarning;Stabilityimprovement

復(fù)雜山區(qū)地區(qū)因其地形陡峭和地質(zhì)條件復(fù)雜而常受到地質(zhì)災(zāi)害的威脅，其中包括山體滑坡、地面塌陷、巖體崩塌等，這些地質(zhì)災(zāi)害不僅對周圍的自然環(huán)境造成破壞，更直接危及山區(qū)道路的安全與暢通。山區(qū)道路作為連接山區(qū)居民生活、財產(chǎn)以及與外界交流的重要通道，其安全性和穩(wěn)定性直接關(guān)系到山區(qū)居民的生活質(zhì)量和經(jīng)濟發(fā)展。由于山區(qū)地質(zhì)條件的多樣性和不確定性，常規(guī)的道路建設(shè)與維護難以滿足復(fù)雜山區(qū)的實際需求，因此，有必要通過深入分析復(fù)雜山區(qū)的地質(zhì)環(huán)境針對性地設(shè)計防護工程，以確保道路的穩(wěn)定性和安全性。

1地質(zhì)環(huán)境分析

1.1復(fù)雜山區(qū)地質(zhì)特征概述

地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖性等因素主要影響復(fù)雜山區(qū)地質(zhì)環(huán)境的特點。復(fù)雜山區(qū)地形多種多樣，包括陡峭的山脊、深切的峽谷、復(fù)雜的溝壑和高低起伏的地形起伏，這些山地地形特點造成了大量天然坡地形成的地表坡度急劇變化，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性增大。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，常見的構(gòu)造形式包括在地質(zhì)歷史演化過程中形成的不同巖性和巖層傾角，以及進一步加劇地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜性的斷裂帶、褶皺帶、巖漿巖侵入體等[1]，因此，制訂合理且有效的道路防護工程設(shè)計方案對全面了解復(fù)雜山區(qū)地質(zhì)特征及深入分析其地質(zhì)構(gòu)造、巖性分布和地形特征具有十分重要的意義。

1.2地質(zhì)災(zāi)害類型及危害分析

復(fù)雜山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害種類繁多，其中包括山體滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷等。山體滑坡是復(fù)雜山區(qū)最常見的地質(zhì)災(zāi)害之一。由于山區(qū)地形陡峭，巖層斷裂帶較多，加之地表水分的作用及人類活動的影響，導致了山體的松動和滑動。當降雨量過大或地下水位急劇上升時，山體滑坡易發(fā)生，給附近的道路和建筑物帶來嚴重威脅[2]。泥石流是復(fù)雜山區(qū)常見的一種災(zāi)害形式。在強降雨或雪融等條件下，沿山坡流下的大量泥土、巖石和水構(gòu)成泥石流，其流速快、含沙量高，對道路和周邊建筑物造成毀壞。

這些地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生給山區(qū)道路及周邊地區(qū)的交通、生產(chǎn)和生活帶來了嚴重的危害。道路被山體滑坡、泥石流等災(zāi)害毀壞，交通中斷，嚴重影響了人們的出行和物資的運輸，甚至造成交通事故和人員傷亡。建筑物被崩塌和地面塌陷影響，不僅造成財產(chǎn)損失，還可能威脅到居民的生命安全。地質(zhì)災(zāi)害還會造成土地資源的喪失和生態(tài)環(huán)境的破壞，加劇了山區(qū)地區(qū)的環(huán)境問題，影響了當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展和社會的穩(wěn)定。

1.3工程地質(zhì)勘察方法

工程地質(zhì)勘察是復(fù)雜山區(qū)道路防護工程設(shè)計中至關(guān)重要的一環(huán)，其目的在于對工程地質(zhì)情況有一個全面的了解，為后續(xù)設(shè)計提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。對于地表和地下的地質(zhì)構(gòu)造、巖性和巖層傾角，以及可能存在的地質(zhì)斷裂、巖溶洞等地質(zhì)隱患，一般應(yīng)采取地質(zhì)調(diào)查與地質(zhì)剖面分析相結(jié)合的方法，通過實地觀察進行詳細了解。還要對地下水位、地下巖層變形等進行監(jiān)測預(yù)測，結(jié)合數(shù)值模擬、地質(zhì)雷達等先進技術(shù)手段，及時且有效地為項目設(shè)計提供數(shù)據(jù)支撐。

2復(fù)雜山區(qū)道路防護工程設(shè)計

2.1預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計

對復(fù)雜山區(qū)道路安全運行的保障，建立有效的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)具有十分關(guān)鍵的作用。該預(yù)警系統(tǒng)將采集信息并進行數(shù)據(jù)傳輸，對地質(zhì)災(zāi)害進行實時監(jiān)測與分析，最終進行預(yù)警的發(fā)布，其為道路交通管理工作提供科學的依據(jù)，能夠有效地防范地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，因此，建立和完善這套預(yù)警系統(tǒng)對于保障道路安全運行具有十分重要的意義。

2.1.1數(shù)據(jù)采集

建立完善的數(shù)據(jù)收集網(wǎng)。在道路附近設(shè)置地質(zhì)監(jiān)控點，以在潛在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)布設(shè)能夠?qū)崟r收集地質(zhì)信息的現(xiàn)代傳感設(shè)備為主，監(jiān)控點包括地下水位監(jiān)控井、地表層位移監(jiān)測器、地震感應(yīng)器等。同時，借助氣象站水文站等設(shè)備收集降雨量、地表徑流等數(shù)據(jù)，對氣象水文條件對地質(zhì)災(zāi)害的形成起到背景作用。通過收集匯總和分析地質(zhì)和環(huán)境數(shù)據(jù)，使預(yù)警系統(tǒng)具備更好的預(yù)防和處置地質(zhì)災(zāi)害的能力。

2.1.2信息傳輸

對采集到的地質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)筋A(yù)警中心進行分析和處理。建立可靠的數(shù)據(jù)傳輸通道，利用無線傳輸技術(shù)，如衛(wèi)星通訊網(wǎng)絡(luò)或無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的及時傳送；同時，利用云計算技術(shù)對大量數(shù)據(jù)進行存儲和處理，以提高數(shù)據(jù)處理的效率和分析的精確度。

2.1.3災(zāi)害監(jiān)測與分析

建立專門的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，對實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理與分析有重要作用的地質(zhì)災(zāi)害形成機理和預(yù)警模型的構(gòu)建等都在預(yù)警中心進行。對潛在的地質(zhì)災(zāi)害風險進行綜合評估與預(yù)測，提高地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警能力，以保障群眾生命財產(chǎn)安全。

2.2坡面護筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

對地質(zhì)災(zāi)害對公路的破壞程度進行合理設(shè)計的防護和施工結(jié)構(gòu)可有效提高公路的穩(wěn)定性和安全性。常見的護砌結(jié)構(gòu)有擋墻、擋石墻、護坡臺地等，其中，一種應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式就是擋土墻[3]。由于地表坡度、土質(zhì)類型、地下水位等因素主要影響擋土墻的穩(wěn)定性，采用天然巖石擋土墻設(shè)計方案，根據(jù)丘陵山區(qū)實際情況設(shè)計（如圖1所示）。該方案確定了擋土墻所在區(qū)域的地質(zhì)參數(shù)，如巖石種類、巖性、巖層傾斜度等，并通過地質(zhì)勘察確定；接著，根據(jù)擋土墻的高度和坡度，計算巖石的承載力和抗滑穩(wěn)定性。

外力穩(wěn)定性主要考慮擋土墻受到的地下水壓力和外部荷載的影響，通過分析墻體的抗滑穩(wěn)定性來確定[4]。最終，根據(jù)擋土墻的穩(wěn)定性和安全性要求，確定擋土墻的設(shè)計參數(shù)，如墻體厚度、坡度、加筋形式等，并進行施工方案的制訂和監(jiān)督。

2.3路基穩(wěn)定性改善方案設(shè)計

設(shè)計合理的路基穩(wěn)定性改善方案對防止路基發(fā)生沉降滑動等地質(zhì)災(zāi)害、保證道路運行穩(wěn)定具有十分重要的意義。根據(jù)山區(qū)道路的地質(zhì)情況和地形特征，選擇適宜的路基改善方式也是十分重要的。在陡峭山坡區(qū)域常見的路基改善方式有加固填方排水排澇、設(shè)置擋墻等。

加固填方是提高路基穩(wěn)定性的一種常用方式，其原理是在路基表層設(shè)置加筋土工格柵，或巖石填充，以增加路基的抗滑性和承載能力，并減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，從而保證填方結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。在路基填方過程中，為了保證填方結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，需要對填方材料的選擇、填方坡度、填方高度等因素進行綜合考量。評估路基填方穩(wěn)定性的一個重要指標是填方的平衡坡度和抗滑安全系數(shù)[5]。

在易發(fā)生山體滑坡的路段，設(shè)計了擋墻及加固邊坡的辦法；在泥石流頻發(fā)的地區(qū)，為減少泥石流對路基的侵蝕和破壞，設(shè)計了擋板及構(gòu)筑排水溝的措施。這些防護措施綜合考慮了地質(zhì)災(zāi)害的類型和規(guī)模及其發(fā)生的可能性，以確定最合適的方案來應(yīng)對各種情況。同時，對防護措施的工程成本和施工難度也做了全面考慮，以確保方案的實施效果和經(jīng)濟性。

3數(shù)值模擬及實地試驗結(jié)果分析

研究為評估復(fù)雜山區(qū)道路防護工程設(shè)計方案的效果，進行了數(shù)值模擬和實地試驗，并對其結(jié)果進行了比較分析。具體實驗設(shè)計和結(jié)果數(shù)據(jù)如表1～3所示。

數(shù)值模擬與實地試驗的對比結(jié)果顯示，雖然數(shù)值模擬和實地試驗在某些參數(shù)上存在一定的偏差，但總體上結(jié)果相符合。路基滑動距離、最大應(yīng)力和平均變形率在兩種方法下的數(shù)值相近，最大降雨量也基本保持一致。因此，可以認為數(shù)值模擬的結(jié)果與實地試驗的觀測結(jié)果相符合，驗證了復(fù)雜山區(qū)道路防護工程設(shè)計方案的有效性。

4結(jié)語

結(jié)合復(fù)雜山區(qū)地質(zhì)環(huán)境的各種特點，研究在道路防護工程設(shè)計中提出包括地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)在內(nèi)等多項技術(shù)措施，包括坡面護筑結(jié)構(gòu)設(shè)計及路基穩(wěn)定性的改善方案，并且進行了數(shù)值模擬和實地試驗，驗證了這些設(shè)計方案的有效性與可行性。方案在模擬和實地試驗中均表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性與可靠性，能夠?qū)?fù)雜山區(qū)道路所受地質(zhì)災(zāi)害的影響起到有效的保護作用。因此，本研究成果為復(fù)雜山區(qū)道路的設(shè)計與運行提供了有力的技術(shù)依據(jù)。

參考文獻

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