復雜水文地質環境條件下等級公路的災害防治研究

■姚軍回

（甘肅煤田地質局一四六隊 甘肅 平涼744000）

復雜水文地質環境條件下等級公路的災害防治研究

■姚軍回

（甘肅煤田地質局一四六隊 甘肅 平涼744000）

目前，甘肅省已基本建成高速公路主骨架，通車里程突破4000公里，建設、改造普通國省干線公路6000公里以上，普通國省干線二級級以上公路比重達到60%以上，預計到2020年，高速公路通車總里程將達到6000公里以上。因此，甘肅公路建設在未來一段時期將面臨著良好的發展形式。但受到復雜水文公路地質環境的影響，等級公路的正常運營存在著巨大的安全隱患。鑒于對地質環境與公路地質病害機理的相關研究目前仍不完善，因此就展開甘肅省復雜水文地質環境等級公路地質病害防治研究工作意義重大，可為今后甘肅省的公路建設事業提供一些新的思路、方法。

水文地質等級公路災害防治

當前，伴隨著相關工程施工技術的不斷發展，也促使著等級公路的建設事業取得了巨大的發展與突破，近些年來，我國的高速公路總里程逐年增長，據國際統計局所發布的最新數據顯示，截止2015年末我國的高速公路總里程已經達到12萬公里，相較于2012年末增長了24.7%。高速公路的快速發展在為人們的日常出行帶來了極大的便利性的同時，相關的公路災害問題已經愈發嚴峻。復雜的水文地質條件使得等級公路產生了大量的災害問題，因而，為了確保人們日常出行的安全性就必須要針對等級公路的災害問題展開針對性的治療與研究工作，采取預防為主，防治結合的策略。

1 甘肅省水文地質條件分析

1.1 地形條件概況

甘肅省處于我國中西部地區，介于北緯32°31′~42°57′、東經92°13′~108°46′之間。毗鄰黃河上游，全省面積廣闊，東接陜西，西臨新疆，南連四川、青海，北靠內蒙。另外，甘肅省地形成長條狀，東西長1655km，處于三大高原交匯地帶，由此也就造成了甘肅省極為復雜的地質條件，其間山川、平原、河谷、高原、沙漠、戈壁灘縱橫交錯。因此在災害防治方面的難度也加大了很多，應該引起相關部門的足夠重視，對其復雜的地形條件進行科學合理的分析，采取相應的解決措施。

1.2 水資源概況

甘肅省內的全年河流徑流量約為600×108m3，大多位于長江、黃河及各內陸河流區域內。全省水資源總量約為294.9×108m3，地表水資源總量共有286.2×108m3，地下水資源總量約8.7×108m3。從整體上來看，甘肅省地表水資源十分匱乏，區域分布呈現出了十分明顯的差異化，除毗鄰長江流域附近地區以外，其他地區水資源均十分匱乏。

2 公路災害的類型及劃分

2.1 依據公路災害影響因素劃分

2.1.1 內部因素

受到路面、路基的沉降影響，路基沿途質固化狀態和液體狀態發生形態改變，路基區域水文地質環境發生變化和溫度變化共同造成路基由于氣溫下降而凍脹，并由此出現公路災害問題。較常見的公路災害有：路基下陷、凍脹土軟化、沙土液化等。

2.1.2 外部因素

受到地震與區域內的地殼運動影響所造成的公路斷裂；公路建設區域處于陡峭邊坡裂隙巖體，土體拉張裂縫明顯，受到強降水徑流沖刷影響，含水層遭受自然原因而發生變化導致公路災害的出現。較常出現的因素有：地震、水蝕、洪澇等，這種現象對公路造成極大的損壞。

2.1.3 內外綜合因素

受到路基巖土體變化及外部水文地質條件、地下水的共同影響，路基巖土體性質與構造產生改變而形成的公路災害問題，較?？梢姷臑暮π问接谢?、泥石路、水毀等，并且綜合因素發生的原因比較復雜，需要進行科學合理的分析。

2.2 依據公路設施與環境因素劃分

2.2.1 水文地質環境

受到地質環境的惡化影響而發生的公路災害問題，主要包括有地震災害、滑坡災害、泥石流災害以及特殊巖土災害等。

2.2.2 氣象水文地質環境

受到自然氣象原因與水文條件的影響，例如大規模的長時間降雨，極端罕見的強風天氣，嚴重的雪災影響等，都會對公路造成一定程度的損壞。

2.2.3 綜合因素

受到自然環境與人為性的因素所共同導致的公路災害問題，其中主要就包括有公路沉降、地陷裂縫、泥石流沖擊、地基塌陷等。

3 公路災害的機理特征

3.1 形成機理

首先，受到巖土體微觀結構的改變影響，路基依據區域環境的差異相應的巖土體也將會存在明顯的差異性，例如凍土、膨脹土等特殊性巖土，采用這些特殊性的巖土結構所建成的路基常常會在極端天氣的影響下導致巖土體的微觀結構發生本質性的改變，通常會表現為內部孔隙增大、內部結冰以及體積膨脹等，最終造成軟土脹裂、城鄉等情況的出現。

其次，是公路的水文地質條件改變影響，受到公路設施建設、氣候影響、地殼運動扥 方面的影響導致公路建設區域的地下水補給與金劉志均會產生較大的水文地質變化們，地表水向地下水補給的途徑出現了異常，地下水排泄路徑阻塞便會導致公路巖土體水位隨之升高，造成孔隙、裂縫大量充水，靜水壓力提高，發生劈裂效應，最終造成嚴重的公路災害。

再次，受到公路外部環境突發性變化影響，其中就包括了地震、極端性強降雨天氣、地殼板塊運動、大規模的地下水開采活動等。使得原本的低下構造發生了突變，極易導致路基巖土體失去穩定性，公路沉陷更加嚴重。

3.2 災害特征

公路災害的呈現出了區域性的分布特點，由于甘肅省全省面積呈帶狀分布，區域狹長，形成了不同的地形地貌單元，在巖土類型與構造帶方面表現出了十分顯著的分區與分帶狀況，毗鄰長江的地區與其他地區的地質條件表現出了十分明顯的差異性，因而，在公路災害的產生原因、機理與行程過程與影響等諸多方面同樣差異明顯。此外公路災害同時還表現出了一定的季節周期性特點，例如滑坡、泥石流等災害就表現出了明顯的季節周期性。

4 公路災害的防治措施

4.1 勘探設計

對于公路的選址應當采用地理信息系統、遙感技術、衛星定位技術等“3S”地理信息技術，針對區域內的地形特征、山川及河流走向等進行重點分析，同時還需要考慮區域內現有公路的實際狀況，盡可能避免將等級公路建設地址選在水文地質條件復雜地區，從源頭上降低公路災害的發生率。

4.2 災害區別

依據公路建設項目的實際設計規劃要求來開展地理信息的搜集，實地勘探、規劃及設計工作，將公路建設區域內的水文地質、地理環境構造及地下水動態成因等特征作為研究背景，采用數學模擬技術以及有限元分區技術針對公路建設區域內的災害情況予以具體區分，依據不同的標準依據實施以下分區，地下水動態變化特性與災害分區，路基巖土體類型與災害分區，底子好構造及密度分區，地質災害隱患與誘發災害分區。

4.3 災害治理

針對公路災害的基本特點采取全面的分析、研究與評估工作，對公路災害的誘發、產生及發展等情況予以深入探究，進而針對公路災害作出更加確切的預測，并提出具有實踐操作性的防治措施，降低公路災害及其所產生的損失。

4.3.1 路基災害治理技術

依據基巖土體類型、性質與巖層所處位置，通常選用換土墊層、深層加密、排水固結等處理方式；針對軟土路基通常選用拋石排除淤積物、碎石打樁、高壓噴漿等方法處理；對膨脹土公路災害問題，應采取設置截水溝或滲水溝，并利用引水管將多余水量引出，采用封面材料針對公路表層基面采取封閉處理，以免水體滲入路基之中，造成路基松動。

4.3.2 公路滑坡災害治理技術

通常所采用的治理方法主要有：針對不同高程的坡巖土體滑坡位置，可將松散淤積巖土挖開，縮減斜坡破率，對公路滑坡災害采取卸載處理方法；針對巖土體高程偏大同時坡度較緩的土體，應布設單排或多排鉆入換冬眠以下水泥樁以及鉆孔樁等抗滑樁體，以降低滑坡公路災害；調整滑坡地表水與地下徑流條件，于滑動面之上布設多條截水溝，促使地表水可被及時引出滑坡體，降低滑坡巖土體的潤滑效果。

4.3.3 公路水毀災害治理技術

在開展公路設計與建設工作之時，針對公路水毀災害通常是在河道流經較緩路基位置，選用鐵絲籠填入石塊，將之放置于路基邊坡及坡腳位置以降低洪水的沖刷效應；位于沿河公路當中，還可應用灌漿，砌片石，建立丁字壩等方式來予以治理；針對公路巖土體路基與底層強度較差，較易發生路基下沉的路段，可布設暗溝及滲渠以促使路基巖土體當中的地下水排出，從而實現對公路水毀災害的治理。

5 結束語

近些年來，隨著我國社會經濟的快速發展，我國的高速公路建設事業也取得了巨大的發展與進步，為人們的交通出行帶來了極大的便利性。然而在復雜水文地質環境條件下公路災害問題頻繁發生，對于人們的生命與財產安全帶來了巨大的挑戰與威脅。為了確保人們日常出行的安全性，就必須要對等級公路實施有效的治理措施來降低災害問題的發生率，對于不同水文條件下的等級公路開展區域性特征分析，制定出相應的措施手段。

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X3[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-405-2