四川綿茂公路地質(zhì)災(zāi)害防治措施研究

趙松林

（四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司，四川 成都 610100）

1 工程概況

1.1 地理位置

綿茂公路起于漢旺鎮(zhèn)，順綿遠(yuǎn)河而上，經(jīng)清平篾棚子、小木嶺、滴水巖、長(zhǎng)河壩、牛圈溝，穿過藍(lán)家?guī)r隧道穿越九頂山，經(jīng)過八角包梁子與準(zhǔn)備修建的茂北路相接，路線長(zhǎng)約56km。

1.2 氣象水文

綿竹市屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)候區(qū)，其主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是：四季分明，氣候溫和，降水充沛，大陸性季風(fēng)氣候特點(diǎn)顯著，在2010年8月12日～13日，綿竹市清平鄉(xiāng)和天池鄉(xiāng)等鄉(xiāng)強(qiáng)降雨持續(xù)約10 小時(shí)，22 時(shí)降雨量加氣大并維持約2 小時(shí)，降雨強(qiáng)度大于90mm/h，最大降雨量達(dá)227mm。

綿遠(yuǎn)河為沱江上游主要支流之一，發(fā)源于龍門山脈綿竹市清平鄉(xiāng)，是綿竹市一條主要河流，山區(qū)河谷陡峻，落差較大，自上游至下游，比降隨地勢(shì)逐漸減緩；大河、平水河、黃水河和澗溝河是綿遠(yuǎn)河的主要主流，其支溝呈樹狀發(fā)育。

1.3 地形地貌

四川省綿竹至茂縣公路路線總體近東南～西北走向。研究區(qū)地處四川盆地西北的盆周山區(qū)，其地勢(shì)北西高、南東低，區(qū)域地形地貌基本輪廓明顯受構(gòu)造及巖性所控制。以九頂山中部隆起部位（海拔4969m）為界，其北西側(cè)和南東側(cè)分別為后龍門山與前龍門山，東南部為淺丘平原，山地與平原分界十分明顯，起點(diǎn)海拔約700m，前龍門山地帶為剝蝕構(gòu)造低山和侵蝕溶蝕性中山，后龍門山地帶為侵蝕構(gòu)造高中山，中山區(qū)海拔1000-2500m，相對(duì)高差1000-1500m，高山區(qū)海拔2500-3500m，地形復(fù)雜，地形陡峭，切割劇烈。研究區(qū)內(nèi)山峰林立，山脊呈鋸齒狀，溝谷窄而深，兩側(cè)岸坡陡峭，為典型的“高山峽谷”。

1.4 地層巖性

擬建線路沿線地層巖性變化大，從第四系到震旦系，從沉積巖、變質(zhì)巖及巖漿巖均有見，按其形成的地質(zhì)時(shí)期由新到老分別描述如下表1。

表1 地層巖性統(tǒng)計(jì)表

Zbs 震旦系上統(tǒng)芍藥溝組上部花斑狀藻白云巖；中部假鮞狀、條紋狀硅質(zhì)白云巖；下部黑色炭質(zhì)頁(yè)巖夾黑灰色硅質(zhì)白云巖及泥質(zhì)粉砂巖條帶。 Zbt 震旦系上統(tǒng)天橋組 上部淺灰色薄板狀隱晶-微晶石灰?guī)r夾白云巖條帶；中部為具不同結(jié)構(gòu)特征的厚-塊狀白云巖組成。 Zbw 震旦系上統(tǒng)黃銅子溝組 上部灰色泥質(zhì)粉砂巖夾硅質(zhì)條帶；中部棕紅色粉砂質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖條帶。 γδ2（2） 晉寧期構(gòu)造巖漿巖 為細(xì)粒白或黃底黑斑花崗閃長(zhǎng)巖，白或黃底黑斑中粒二云母二長(zhǎng)花崗巖；產(chǎn)出時(shí)代為震旦系。

1.5 地質(zhì)構(gòu)造與區(qū)域穩(wěn)定性

綿茂路場(chǎng)地位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)四川臺(tái)地向斜西北部；在次級(jí)構(gòu)造單元?jiǎng)澐稚希瑢儆谒拇ㄅ璧匚鞅辈康凝堥T山脈推覆構(gòu)造帶前緣。自南向北，有五個(gè)推覆體組成，有四條邊界斷裂帶。

該帶位于六盤山─祁連山地震帶的南側(cè)，其東為巴顏喀拉山地震帶。主要包括龍門山山脈及秦嶺西段，大地構(gòu)造上為龍門山褶皺帶與秦嶺褶皺系的一部分。本帶是柴達(dá)木─阿爾金地震帶、六盤山─祁連山地震帶所對(duì)應(yīng)的地殼厚度陡變帶、重力梯級(jí)帶和航磁異常帶向南的延續(xù)。本帶屬南北地震帶中的一段，地震活動(dòng)相當(dāng)強(qiáng)烈，是青藏高原北部地震亞區(qū)主要強(qiáng)震活動(dòng)帶之一。區(qū)內(nèi)新構(gòu)造活動(dòng)多沿主干斷裂發(fā)生，1930-1990年有記載的3.1～7.5 級(jí)地震共有9 次，弱震常有發(fā)生，強(qiáng)震對(duì)本區(qū)的影響強(qiáng)度最高為Ⅵ—Ⅶ度，而區(qū)內(nèi)其余斷裂活動(dòng)相對(duì)微弱，地震烈度在Ⅳ度以下。2008年發(fā)生了汶川大地震，在研究區(qū)內(nèi)震感強(qiáng)烈、造成的破壞嚴(yán)重。

1.6 工程區(qū)水文地質(zhì)條件

（1）地表水

沿線地表水系主要為綿遠(yuǎn)河及其支溝，河水沖刷對(duì)橋臺(tái)基礎(chǔ)有一定影響，水流對(duì)河岸、溝岸沖刷淘蝕，可能引發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，若溝內(nèi)有松散物壅塞，還可能暴發(fā)泥石流災(zāi)害。

（2）地下水

按地下水的含水介質(zhì)類型和賦存形式，將區(qū)內(nèi)地下水劃分為松散巖類孔隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水，碳酸鹽巖類巖溶水三大類型。

2 綿茂公路地質(zhì)災(zāi)害及防治措施

2.1 綿茂公路地質(zhì)災(zāi)害類型

綿茂公路地處“高山峽谷”區(qū)，降雨充沛，地層巖性較差，分布極不均勻，為地質(zhì)災(zāi)害的頻發(fā)創(chuàng)造了有利條件，嚴(yán)重影響綿茂公路施工、行人及車輛安全。

根據(jù)綿茂路野外地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查資料顯示，綿茂路地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育有94 處，其中滑坡9 處，崩塌43 處，泥石流32 處，不穩(wěn)定斜坡10 處，綿茂公路地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)計(jì)表見表1。

表1 綿茂路地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)計(jì)表

2.2 綿茂公路地質(zhì)災(zāi)害特征

從綿茂路沿線地質(zhì)災(zāi)害情況可知，從地質(zhì)災(zāi)害不同類型數(shù)量上看，地質(zhì)災(zāi)害的總體數(shù)量較大。其中主要以泥石流、崩塌為主，其占災(zāi)害總數(shù)的79.7%；不穩(wěn)定斜坡發(fā)育10 處，占災(zāi)害總數(shù)的9.4%，而滑坡占災(zāi)害總數(shù)9.6%。

如圖1所示，從地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育規(guī)模上統(tǒng)計(jì)可知，綿茂路各規(guī)模發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害較為均衡，綿茂公路沿線大型地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育，占其地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育總數(shù)的25%，中等規(guī)模發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害，占其地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的總數(shù)24%，小規(guī)模的災(zāi)害點(diǎn)占總數(shù)24%，規(guī)模很小和規(guī)模很大分別占地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育總數(shù)的9%和18%。

圖1 綿茂路沿線地質(zhì)災(zāi)害分布圖

由歷史地質(zhì)災(zāi)害資料可知，綿茂路沿線地質(zhì)災(zāi)害主要誘發(fā)因素為地震、降雨（尤其是暴雨）、河流沖刷等自然因素以及開挖坡腳、采礦、水利發(fā)電站等人類工程活動(dòng)因素。從災(zāi)害體工程地質(zhì)性質(zhì)統(tǒng)計(jì)可知，綿茂路沿線崩塌大多發(fā)育于巖質(zhì)斜坡上，滑坡、泥石流、不穩(wěn)定斜坡主要發(fā)育于以松散土質(zhì)堆積層上。

震后地震斷裂帶區(qū)域內(nèi)山體破碎，大量危巖體留存于峽谷兩岸陡壁之上，受地形所限，施工便道均在陡壁之下通過，在地震、爆破甚至是長(zhǎng)期風(fēng)化等因素影響下極易崩落，安全隱患極大。施工人員進(jìn)出時(shí)，多次遭遇飛石襲擊，致使人員受傷，車輛設(shè)備受損，而在全部開工以后，施工活動(dòng)區(qū)內(nèi)人員、車輛將會(huì)大量增加，活動(dòng)區(qū)域擴(kuò)大，人為活動(dòng)（爆破等）也將大量增加，綿茂公路整個(gè)施工建設(shè)中安全風(fēng)險(xiǎn)更會(huì)大大加劇。

2.3 綿茂公路地質(zhì)災(zāi)害防治措施

（1）崩塌

崩塌是綿茂公路沿線最嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，崩塌（危巖）災(zāi)害點(diǎn)43 處，占災(zāi)害總數(shù)的45.7%，給綿茂公路施工帶來極大的威脅。目前，綿茂公路施工在緊急進(jìn)行中，其防災(zāi)減災(zāi)措施是必不可少的。綿茂公路沿線崩塌災(zāi)害主要防治措施有主動(dòng)防治和被動(dòng)防治。

主動(dòng)防治技術(shù)主要有清除、削坡、主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)[1]等方法。清除（圖2）主要應(yīng)用于崩塌體陡高、穩(wěn)定系數(shù)低、危巖體破碎等情況；削坡主要清理邊坡上崩塌體體積小、分布面積廣等情況；主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)（圖3）主要防止破碎崩塌體不斷從坡體表面脫落。這些防治措施可應(yīng)急治理公路沿線崩塌災(zāi)害，較好地解決崩塌災(zāi)害問題。

圖2 籃家?guī)r段路基邊坡危巖清除

圖3 滴水巖隧道洞口主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)

被動(dòng)防治技術(shù)主要有建設(shè)被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)、施工便道及洞口設(shè)鋼棚洞（圖4），同時(shí)，在沿線地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)及各施工點(diǎn)建立安全哨，建立預(yù)警機(jī)制，制作并下發(fā)所有施工人員安全宣傳手冊(cè)（圖5），沿線按施工手冊(cè)設(shè)置標(biāo)示標(biāo)牌，每年6-9月為主汛期，綿茂公路施工段落停止施工主動(dòng)避讓。

圖4 桂花巖隧道施工便道鋼棚洞

圖5 地質(zhì)災(zāi)害安全手冊(cè)

（2）泥石流

沿線泥石流溝32 條，占災(zāi)害總數(shù)的34%，坡面基巖出露，巖性為厚層狀灰?guī)r；為暴雨沖刷坡面坡積物、破碎巖體、強(qiáng)風(fēng)化巖體形成。坡度50-60°；表部巖體較為破碎，植被較稀疏；物質(zhì)組成：大于20cm 占15%，2cm-20cm 占65%，2mm-2cm占15%，小于2mm 占5%；堆積物規(guī)模：寬10-25m；縱長(zhǎng)40-60m；厚3-5m；物源總儲(chǔ)量約1.5 萬m2，動(dòng)儲(chǔ)量約1000m2。斜坡坡表基巖已具有較好的完整性，該調(diào)查點(diǎn)流通區(qū)較短，因此堆積物主要停留在半坡，部分堆積在坡腳，在暴雨條件下極易再次發(fā)生泥石流災(zāi)害。

泥石流防治主要采用清理坡表崩塌堆積體，每年6-9月份停止施工。清理坡表崩塌堆積體消除泥石流物源，從根本上解決泥石流問題；禁止雨季施工防治一些難以清除或未排查到的泥石流發(fā)生突發(fā)性流動(dòng)，淹沒道路，沖毀施工機(jī)械，加強(qiáng)泥石流溝監(jiān)測(cè)[2]。

（3）滑坡

沿線滑坡9 處，占災(zāi)害總數(shù)的9.6%，滑坡為土質(zhì)滑坡，滑坡體寬約65m，縱長(zhǎng)約40m，主滑方向353°，平面形態(tài)呈“鐘”形，滑坡體面積約為2700 m2，滑體厚度約5-8m；滑坡體體積約2.1 萬m2?；w物質(zhì)組成以塊徑3-25cm 的碎塊石為主，含量約75%，其間夾有直徑0.4-0.8m 的塊石，約占10%，母巖為泥質(zhì)砂巖，其余為角礫及土體；滑床為第四系崩坡積（Q4col+dl）。擬建臨時(shí)施工駐地位于滑坡坡腳。在“7.9”暴雨時(shí)，表層土體在地表水的作用下失穩(wěn)下滑，堆積在坡腳形成新的不穩(wěn)定斜坡，在暴雨等不利條件下可能會(huì)發(fā)生再次失穩(wěn)破壞沖入綿遠(yuǎn)河，為綿遠(yuǎn)河泥石流溝提供物源。

施工場(chǎng)地內(nèi)滑坡難以有效治理，并且成本較高，因此，需要對(duì)滑坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)，觀測(cè)滑坡變形裂縫情況，較小的崩塌體及時(shí)清除，臨時(shí)施工駐地在雨季期間禁止施工人員駐扎。

（4）不穩(wěn)定斜坡

沿線不穩(wěn)定斜坡共計(jì)10 處，占災(zāi)害總數(shù)的9.4%，不穩(wěn)定斜坡為巖質(zhì)邊坡，斜坡縱長(zhǎng)約50m，寬度約70m，斜坡破碎體厚度約8-15m，不穩(wěn)定斜坡總方量約3.5萬m2。斜坡中上部基巖出露，巖性為泥質(zhì)砂巖（Zbw），巖層產(chǎn)狀312°∠62°，呈順向坡。在08年“5·12”地震時(shí)，坡體破碎嚴(yán)重，節(jié)理裂隙發(fā)育。在雨季因雨水在坡面沖刷淘蝕，坡面易發(fā)生掉塊、落石等地質(zhì)災(zāi)害，威脅到位于坡腳的擬建臨時(shí)施工駐地，松散物質(zhì)進(jìn)入綿遠(yuǎn)河，為綿遠(yuǎn)河泥石流提供物源。

針對(duì)不穩(wěn)定斜坡，對(duì)于隧道進(jìn)洞口上方的坡體，采用噴錨防護(hù)錨索框架梁進(jìn)行治理；對(duì)于施工便道的不穩(wěn)定斜坡，采用噴錨防護(hù)及建立人員觀察預(yù)警機(jī)制，及時(shí)監(jiān)測(cè)不穩(wěn)定斜坡情況。

3 綿茂公路預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害施工建議

受全球氣候變暖影響，極端天氣氣候事件尤其是干旱、暴雨出現(xiàn)的頻率與強(qiáng)度大大增加，天氣系統(tǒng)異常的現(xiàn)象越來越凸顯。而位于四川盆地邊緣，如盆地西部龍門山一線，山地地形對(duì)氣流起到抬升作用，促進(jìn)空氣垂直運(yùn)動(dòng)。而高空溫度低，地而溫度高，水氣凝結(jié)在空中極易形成降雨。

在這樣的背景下，50年一遇的暴雨在目前極端多變的氣候條件下可能兩遇、甚至三遇。因此，通常的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)在這樣的情況下勢(shì)必不能保證施工人員的生命安全。比如清平在2010年經(jīng)歷了“8.13 特大泥石流”之后，2013年又經(jīng)歷了“7.09特大暴雨山洪”，根據(jù)綿竹市氣象服務(wù)中心提供的數(shù)據(jù)，2013年7月8日20:00 至7月11日20:00，綿竹市清平鄉(xiāng)的降雨量達(dá)到819.6mm，為1959年有氣象記錄以來降雨量最多、持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的一次特大暴雨，其中7月9日降雨量達(dá)到447.2mm，7月總降雨量更達(dá)到了1178.1mm，己超過綿竹市年均總降水量，是2012年7月總降雨量214mm 的近6 倍。

針對(duì)常極端氣候，每年6-9月綿茂路停止，在汛期來臨前在施工區(qū)域內(nèi)建立四個(gè)臨時(shí)避難場(chǎng)所分別（小木嶺避難場(chǎng)、東河觀景平臺(tái)避難場(chǎng)、夾皮溝避難場(chǎng)、徐家坪避難場(chǎng)），避難場(chǎng)所所建位置均比河床高出50 米左右，避難場(chǎng)所儲(chǔ)備15 天生活用品，編制防洪搶險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案，出現(xiàn)暴雨施工人員撤離至避難場(chǎng)所，同時(shí)啟動(dòng)防洪搶險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案，搶通施工區(qū)域內(nèi)被暴雨沖毀道路，將施工人員撤離至清平。

針對(duì)綿茂路特殊地質(zhì)情況多次組織施工人員進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)演練以及編制各項(xiàng)安全施工方案，經(jīng)過演練當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)以上情況時(shí)為施工人員逃生贏得保貴經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)論

（1）簡(jiǎn)要介紹了四川綿茂公路地理位置、氣象水位、地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)等工程概況，調(diào)查發(fā)現(xiàn)綿茂公路區(qū)域各工程地質(zhì)條件利于崩塌災(zāi)害的形成與發(fā)育。

（2）總結(jié)了四川綿茂公路主要地質(zhì)災(zāi)害類型及發(fā)育特征。提出了崩塌、泥石流、滑坡、不穩(wěn)定斜坡、極端氣候的現(xiàn)場(chǎng)防治措施，為綿茂公路的現(xiàn)場(chǎng)施工及防災(zāi)減災(zāi)提供工程依據(jù)。