都汶公路地質(zhì)災(zāi)害分析與治理

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)過幾次崩塌阻塞道路，給人們生產(chǎn)生活帶來了巨大的困難。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，其中可見近百噸的巨石。崩塌體物質(zhì)來源于原公路內(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)生過地震，使得該坡體歷史上已經(jīng)發(fā)生過崩塌，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)滾落下來阻塞道路，甚至給人們的出行帶來生命危險(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。