S216線和田至布雅煤礦山區公路工程崩塌病害特征及防護措施

摘要：本文簡要介紹了“和田至布雅煤礦”山區改擴建公路的自然地理、區域地質特征，總結了該段公路的工程崩塌病害的類型，并對不同崩塌病害提出了初步的防護措施。

關鍵詞：工程崩塌病害；崩塌病害類型；防護措施

中圖分類號：P642文獻標識碼： A

1 前言

山區公路，尤其是高寒、高海拔山區的公路，由于受特殊的地質構造和氣象條件的影響，工程地質病害普遍較發育。本文以“和田至布雅煤礦”山區改擴建公路工程中所涉及到的工程地質病害問題進行闡述，對各種病害的類型、分布特征危害程度進行了總結分析，并提出了相應的處治方案。

2 項目工程概況

S216線起于新疆維吾爾自治區和田市，終點和田縣喀什塔什鄉吐孜魯克村布雅煤礦，全長115.650km，老路于2006年建成通車，道路等級為山嶺重丘區三級公路，是和田地區一條非常重要的能源運輸道路，線路基本由北向南展布。

S216線和田-布雅經過多次改造，現為三級公路。由于路線位于玉龍喀什河河谷地帶，傍山臨河，河谷狹窄，山體陡峭，時常發生因崩塌、滑坡和山洪而中斷交通?，F有公路服務水平較低，極大的制約了運輸行業積極性，造成煤炭運費上漲，煤價上揚。當地百姓因煤價較貴而亂砍亂挖森林植被，嚴重破壞和田地區生態環境。

3 項目沿線地貌特征

項目區位于塔里木地臺之鐵克里克斷隆及其南緣，南依西昆侖山脈，北臨塔克拉瑪干沙漠，地勢北低南高，并由西向東緩傾。起點處緊鄰塔克拉瑪干沙漠邊緣，線路有北向南，依次通過山前傾斜平原、低山帶、中山帶、亞高山帶，終于布雅盆地，地勢逐漸升高，路線海拔在1375～2570米，兩側山峰海拔一般在2500～3900米，地形起伏很大，地貌界限分明，人類活動區域大部分在海拔1500米以下。本項目地處公路自然區劃的Ⅵ2及Ⅶ1區。

4 區域地質構造

塔里木地臺位于天山、準噶爾-北天山和昆侖褶皺系之間，包括塔里木盆地及周邊山區，由一系列斷隆和坳陷組成，具有多旋回的發展歷史，其隆、坳的排列和延伸均受北西、北東向兩組斷裂控制。塔里木臺坳位于塔里木地臺的坳陷區，以中新生界地層為主，古生界次之，構造內部的表層構造，受基底褶皺和斷裂影響明顯，表層褶皺構造成排成束，以東西向和北東向構造最為醒目。

工程區所涉及的大型斷裂自北向南依次為:

和田隱伏斷層（F1）：在K3附近通過，多呈隱伏狀態，西從普沙附近開始向東延伸，到洛浦縣城以東，總體走向NWW，長度大于200km，為斷面S傾的逆斷層。鐵克里克斷裂（F2）：在K13附近通過，該斷裂是西昆侖山前推覆構造的根部斷裂，大致沿鐵克里克山北麓展布，長約240km?？聧彅嗔眩‵3）：距終點布雅煤礦以南約3km，該斷裂是鐵克里克斷隆與西昆侖褶皺系之間的分界斷裂?？滴魍邤嗔眩‵4）：距終點布雅煤礦以南約63km，該斷裂是位于塔里木板塊和喀喇昆侖板塊的板塊分界斷層。

5 崩塌

本項目經過山區山體巖性以中低山為主，巖體以云母石英片巖、片麻巖及條帶狀混合巖為主，中－強風化層片理化嚴重，加之較為發育的構造斷裂影響工程沿線巖體破碎裂隙發育，巖體總體穩定性較差，尤其是路基邊坡開挖后，崩塌碎落極其發育，對項目危害較大。

6崩塌破壞類型

根據現場調查、崩塌成因類型及結構面的組合關系，可以將崩塌大致分為以下幾種模式：滑移--拉裂、楔形體滑塌、彎曲折斷及掉塊。

⑴ 滑移-拉裂

當層面或主要節理面傾向坡外時，坡腳由于公路的開挖形成臨空面，后緣又有裂隙切斷巖體，上部的巖塊會沿傾坡外的層面或主要節理面滑塌，形成崩塌，這種破壞主要發生在巖體較破碎的云母石英片巖邊坡中。如圖1-1所示。

圖1-1滑移-拉裂破壞模式示意圖

⑵ 楔形體破壞

邊坡巖體受兩組或兩組以上的傾坡外結構面切割后，與臨空面構成不穩定的楔形體，并沿兩組結構面交線或某一組結構面下滑，形成崩塌，如圖1-2所示。

圖1-2 楔形體破壞模式示意圖

⑶彎曲-折斷

陡傾巖體，在自重彎矩作用下，于前緣開始向邊坡臨空方向做懸臂梁彎曲，并逐漸向坡內發展，由于這些巖體受變質作用巖性變脆，彎曲變形達到一定程度后，往往被折斷，形成彎曲-折斷變形。巖體各層理間互相錯動并伴有拉裂，彎曲體后緣出現拉裂縫，如圖1-3所示。此種破壞沿線多出產出陡傾薄層的片巖中。

圖1-3 楔形體破壞模式示意圖

⑷ 掉塊

巖體受近水平或反傾裂隙、與坡面近平行的裂隙切割，有時還會受到與臨空面近垂直的陡傾裂隙切割側緣，巖塊就會發生掉塊，同時，掉塊后形成的凹腔，又為上部巖體進一步破壞創造了條件，如圖1-4所示。這種破壞主要發生在巖體較完整的混合巖邊坡中。

圖1-4掉塊破壞模式示意圖

6.1崩塌分布特征

崩塌分布特征和地形地貌、地質構造、地層巖性及公路開挖位置有關?，F場調查發現，崩塌主要集中在K91+760~ K93+990段，該段山體陡峻，且受公路開挖的影響，崩塌較為發育。

6.2崩塌的巖土工程評價

（1）概述

崩塌的巖土工程評價根據《巖土工程勘察規范（2009年版）》（GB50021-2001）規定分為三類：

① I類： 規模大，破壞后果很嚴重，難于治理的，不宜作為工程場地，線路應繞避；

② II類： 規模較大，破壞后果嚴重的，應對可能崩塌產生崩塌的危巖進行加固處理，線路應采取防護措施；

③ III類：規模小，破壞后果不嚴重的，可作為工程場地，但應對不穩定危巖采取治理措施。

對上述三類定性的描述，《公路工程地質勘察規范》（2011版）給出了量化值，即可能崩塌的落石方量大于5000m3的為大型崩塌，500~5000 m3的為中型崩塌，小于500 m3的為小型崩塌。

（2）沿線崩塌工程地質評價

本次詳勘共統計崩塌段落64處，分別對其進行了詳細的工程地質評價。

6.2.1崩塌防治建議

崩塌防治應根據崩塌邊坡坡度、高度、巖性條件及巖體結構條件等因素綜合考慮，本次調查中提出的崩塌防治建議主要是參考《公路路基設計規范》（JTG D30-2004），對各段崩塌有針對性的提出了具體防治建議。

（1）滑移-拉裂型破壞防護

滑移-拉裂型破壞主要受控與三組結構面，三組結構面大致相互垂直，把巖體切割成塊體-塊裂結構，如果三組結構面結合較好，則巖體穩定，反之，巖體就會在重力作用下，沿著緩傾結構面下滑失穩。此種破壞的治理應根據現場情況靈活制定，如果危巖體產生于緩坡體，或者危巖體對后緣

坡體影響不大，則建議直接清除危巖；如果危巖體產生于高邊坡前緣，對后緣巖體有支撐作用，則建議對其進行治理?；?拉裂破壞的防治一般采用錨固、支擋或清方。

（2）楔形體破壞防護

楔形體破壞是巖體受兩組或兩組以上的傾坡外結構面切割后，與臨空面構成不穩定的楔形體，并沿兩組結構面交線或某一組結構面下滑，形成崩塌。楔形體破壞一般是采用錨桿（索）防治，部分段也可以利用擋墻進行防治，有的地段可以直接清除危巖體。

（3）彎曲-折斷破壞防護

彎曲-折斷破壞多發生在薄層軟巖之中，此種破壞如果產生大型破壞，則容易形成大型的滑坡，但大型破壞不多，中小型破壞最常見于軟巖坡體表層的強風化層中。

對小型破壞的防治辦法包括削坡、掛網、擋墻及綜合防護。不同坡段有不同的地形、地貌條件，所以防治也應該因地制宜。

（4）掉塊破壞防護

掉塊在工作區的堅硬巖體內比較常見，對掉塊的防治措施比較多，比較常見的是錨桿（索），還可根據具體情況采用鋼筋混凝土立柱、漿砌石立柱及柔性網防護。

6.2.2結論

通過本次崩塌調查，得到如下結論：

⑴ 崩塌產生與地形地貌有關，崩塌多產生于陡峭的峽谷地段、河流沖蝕形成陡峭斜坡段；崩塌產生與巖性有關，較大規模的崩塌多產生于硬巖體中但不頻繁，小規模多產生于軟巖中，但比較頻繁；崩塌產生與構造運動關系較大，構造帶區是崩塌、泥石流及滑坡等災害頻繁發生。同時，崩塌產生與公路邊坡開挖關系最大。

⑵ 崩塌破壞類型通過現場調查主要有以下類型：滑移-拉裂、楔形體滑塌、彎曲折斷、掉塊。

7 結語

本文通過對S216線和田至布雅煤礦山區公路改建工程的崩塌病害分布特征及破壞類型進行了分析，在此基礎之上提出了防護建議措施,可以看出，在此類公路邊坡坡體崩塌調查時,應該結合現場的具體情況，做到有步驟、有方法、有重點，同時考慮措施的可行性、工程造價的最優化，然后針對不同崩塌類別給出適合的防護建議，只有這樣才能確保以最小的代價獲得最優的勘察收獲，更好地為設計部門提供科學的勘察依據。

作者簡介： 穆秀劍（1969－），男，新疆烏魯木齊人，工程師，主要從事公路工程地質勘察工作。