簡(jiǎn)述公路邊坡工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)及控制

劉顯威

摘 要 隨著我國(guó)公路建設(shè)技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越高的建設(shè)技術(shù)要求以及公路邊坡工程由于地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)問(wèn)題的次數(shù)越來(lái)越頻繁，公路邊坡的安全問(wèn)題日益引起公路建設(shè)者的關(guān)注。在我國(guó)高速公路的建造過(guò)程中，邊坡工程對(duì)其來(lái)說(shuō)非常重要，所以邊坡工程被大眾視為重要防護(hù)工程，邊坡工程的建設(shè)質(zhì)量直接影響公路的建設(shè)與使用質(zhì)量，在生活中時(shí)常出現(xiàn)一些由于邊坡地質(zhì)災(zāi)害的問(wèn)題，導(dǎo)致公路出現(xiàn)一些對(duì)交通事故以及公共資源的損害，為此從重要的意義上來(lái)看增強(qiáng)邊坡工程建設(shè)十分重要。本文便從理論及實(shí)例中對(duì)公路邊坡工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性方面做出評(píng)價(jià)及控制，為其指出不同地質(zhì)的特征，為以后公路邊坡工程的建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞 邊坡工程;地質(zhì)災(zāi)害;建設(shè);風(fēng)險(xiǎn)

緒論

（1）研究或設(shè)計(jì)的背景和意義。當(dāng)前，西部大開(kāi)發(fā)在我國(guó)的不斷化，不斷增多的公路和部分高等級(jí)公路建設(shè)項(xiàng)目，數(shù)量在不斷增加的高陡邊坡，這些斜坡中的許多對(duì)道路的暢通起著決定性的作用。高陡邊坡一旦失去穩(wěn)定受到破壞，必然會(huì)造成相關(guān)道路的堵塞，甚至出現(xiàn)人員傷亡，形成當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。積極的影響。因此，控制高陡邊坡的失穩(wěn)是一項(xiàng)非常現(xiàn)實(shí)的任務(wù)。因此，高土邊坡監(jiān)測(cè)是防止邊坡失穩(wěn)的有效手段。

在邊坡災(zāi)害發(fā)生后，能迅速實(shí)現(xiàn)應(yīng)急響應(yīng)工作，在短時(shí)間內(nèi)解決好事故并且疏導(dǎo)阻礙，也是一項(xiàng)重要的工作。隨著山區(qū)公路建立項(xiàng)目的不停增加，項(xiàng)目周圍生態(tài)環(huán)境以及地質(zhì)環(huán)境發(fā)生的負(fù)面影響所引起的關(guān)注也隨著上升，最主要的就是公路邊坡問(wèn)題，限制了我國(guó)山區(qū)高等公路建設(shè)深入發(fā)展，開(kāi)展公路邊坡工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)有重要意義。

（2）國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀。與國(guó)外的研究學(xué)者相比較來(lái)看，國(guó)內(nèi)研究學(xué)者的起始研究相對(duì)比較落后。國(guó)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害研究始于二十世紀(jì)三十年代，從剛剛開(kāi)始研究到七十年代時(shí)，我國(guó)研究學(xué)者的研究方向主要是建立在地震災(zāi)害的基礎(chǔ)上。我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作的全面展開(kāi)是在“八五”期間，主要調(diào)查工作方向是在山體滑坡、泥石流、崩塌、地面沉降、巖溶塌陷、水土流失、土地荒漠化、礦業(yè)災(zāi)害等上面開(kāi)展。直到二十世紀(jì)九十年代之后，科學(xué)家們對(duì)中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害包含有哪些類型、特征、影響因素、分布及區(qū)域發(fā)展規(guī)律進(jìn)行了比較深的探討，得出了很多新的理論以及新的思路。隨著學(xué)者們探討的深入，人們將混沌（分形理論、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同理論、突變理論等）引入地質(zhì)災(zāi)害研究中，并將答案在系統(tǒng)的組織、演化進(jìn)程中去尋找。

綜上所述，公路邊坡工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析方法可分為以下幾種方法：定性評(píng)估法，定量評(píng)估法和非確定性評(píng)估分析法。不論是在理論還是實(shí)踐上都非常成熟得三種方法。對(duì)公路邊坡地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)于局限是因?yàn)槠湓u(píng)價(jià)方法過(guò)于單一，并對(duì)綜合考慮以及綜合辦法的應(yīng)用階段進(jìn)行了探究。為了使公路邊坡工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)比較準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)，迫切需要從防治地質(zhì)災(zāi)害的角度對(duì)公路建設(shè)用地的安全性和適用性做出更可靠、科學(xué)的結(jié)果，進(jìn)而得到量化的方法以及公路建設(shè)用地邊坡工程地質(zhì)災(zāi)害得評(píng)估方法。

（3）國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

（4）國(guó)外研究現(xiàn)狀。20世紀(jì)60年代國(guó)外研究學(xué)者便開(kāi)始對(duì)地質(zhì)災(zāi)害方面的問(wèn)題進(jìn)行研究，不過(guò)當(dāng)時(shí)只是對(duì)于預(yù)測(cè)方面進(jìn)行研究，重點(diǎn)是分析其過(guò)程與構(gòu)成的緣由。到了七十年代，因?yàn)榈刭|(zhì)災(zāi)害的增加以及損失的劇增，便對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的研討深化到災(zāi)害評(píng)價(jià)以及類型層面，比如地震、泥石流等。WI.Garrison學(xué)者于1965年提出了GIS理論。地理學(xué)家芬尼邁克爾使用地理信息系統(tǒng)來(lái)分析美國(guó)的滑坡災(zāi)害。馬里奧等一些學(xué)者使用地理信息技術(shù)來(lái)評(píng)估該縣的地質(zhì)災(zāi)害，并劃分地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域。目前，國(guó)外對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的研究主要集中在模型和計(jì)算機(jī)的構(gòu)建上，如地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)和可視化中的“3s”。DDRS（數(shù)字減災(zāi)系統(tǒng)等）。是利用遙感技術(shù)（遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，利用數(shù)學(xué)和物理模型來(lái)模擬整個(gè)災(zāi)害過(guò)程。

1公路邊坡災(zāi)害類型與識(shí)別難度

1.1 公路邊坡災(zāi)害類型

（1）崩塌類。崩塌型是受重力與其他天然外力（如地震、水、風(fēng)、冰凍、植物等）的互相作用的地質(zhì)災(zāi)害，陡峭斜坡上的巖石和土壤被破壞直至垂直或滾動(dòng)。根據(jù)坍塌的物質(zhì)成分，塌陷災(zāi)害可分為坍塌、巖石塌陷和碎片，根據(jù)塊體的大小，以及土地塌陷和巖石滾落。在山區(qū)公路最常見(jiàn)的突發(fā)災(zāi)害是數(shù)坍塌災(zāi)害。落石和碎片對(duì)駕駛安全與維護(hù)有著重大影響的就是落石和碎片了。發(fā)生倒塌事件不僅會(huì)將道路和橋梁損壞，還有可能造成行駛的車輛毀壞和人員死傷亡。有時(shí)河水被碎片堵塞，導(dǎo)致水位上升，導(dǎo)致沿河路基和橋梁泛濫，嚴(yán)重影響交通運(yùn)輸?shù)陌踩?。崩塌是巖土長(zhǎng)期變動(dòng)和不穩(wěn)定要素結(jié)果所累積表現(xiàn)出來(lái)的。雖然坍塌體的尺寸，材料成分，運(yùn)動(dòng)路徑和破壞能力都不盡相同，但是根據(jù)一定的機(jī)械機(jī)制發(fā)展坍塌。為了有效地防治和控制坍塌災(zāi)害，根據(jù)坍塌形成的機(jī)理，坍塌可分為傾倒，滑動(dòng)，膨脹，拉伸和錯(cuò)位五種類型。

（2）泥石流。泥石流是山區(qū)獨(dú)特的不利地質(zhì)現(xiàn)象。它指的是一場(chǎng)特殊的洪水，其中含有大量的沉積物，巖石和其他固體物質(zhì)，這些物質(zhì)受到暴雨，冰雪融化水或山谷水庫(kù)爆發(fā)的刺激。泥石流經(jīng)常突然爆發(fā)，以巨大的速度從山谷的上游沖下來(lái)。在很短的時(shí)間內(nèi)，大量的沉積物和石塊被沖刷出山谷，在山谷中相互碰撞并積聚在溢流中。一般來(lái)說(shuō)，它可以分為三個(gè)動(dòng)態(tài)區(qū)域：形成，循環(huán)和積累。泥石流經(jīng)常對(duì)高速公路，橋梁和涵洞甚至人類生命和財(cái)產(chǎn)造成巨大傷害。應(yīng)采取有效措施預(yù)防和控制它。根據(jù)固體物質(zhì)的成分，泥石流可分為泥石流和水巖流，根據(jù)盆地的形狀，學(xué)者們把泥石流劃分為斜坡泥石流和普通泥石流。河谷泥石流會(huì)把橋梁、涵洞阻塞還會(huì)形成淤泥路面。坡面泥石流雖然分布比較廣泛，但是其體積小，經(jīng)常引發(fā)坡面溝槽和路面淤積。長(zhǎng)期以來(lái)，路基沉降和塌陷的地質(zhì)災(zāi)害一直困擾著公路建設(shè)和維護(hù)管理部門，嚴(yán)重影響了公路的正常運(yùn)行和交通安全。

1.2 邊坡災(zāi)害識(shí)別難度

由于公路的物理性質(zhì)，其建設(shè)的路線長(zhǎng)便意味著其工點(diǎn)多，在現(xiàn)實(shí)工程中，一般都將公路項(xiàng)目分為幾個(gè)標(biāo)段，不同的標(biāo)段獲得者所施工進(jìn)度也不相同，由于公路的不同建設(shè)點(diǎn)的地理位置以及地質(zhì)條件的不同，其邊坡工程所需要的施工技術(shù)與其所遇到的問(wèn)題也將不同。由于其工點(diǎn)長(zhǎng)所以邊坡工程進(jìn)行之前對(duì)其進(jìn)行實(shí)地勘察和各個(gè)邊坡工程段的地質(zhì)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的工作量是相當(dāng)大的，所以能夠制作出一套高效、便捷的邊坡工程勘察方法或者技術(shù)，可以為今后的建造者們解決一個(gè)很大的難題，可以使得未來(lái)的邊坡工程在建造速度的方法上提供有效的甚至是寶貴的意見(jiàn)與建議。

2公路邊坡影響因素及其地質(zhì)災(zāi)害特征

2.1 山區(qū)公路邊坡特征及其地質(zhì)災(zāi)害特征

邊坡特征：公路邊坡工程不同于其他工程邊坡，公路邊坡有著不同于其他工程的自身特點(diǎn)。例如：在水利工程施工過(guò)程的中邊坡工程會(huì)涉及一個(gè)水位的問(wèn)題，但公路工程的邊坡工程就不需要特別的去關(guān)注這方面的問(wèn)題。再者在進(jìn)行公路邊坡工程的時(shí)候基本上是只從邊坡坡腳或部分開(kāi)挖，而水電或其他工程的邊坡基本都是大規(guī)模的開(kāi)挖。

地質(zhì)災(zāi)害特征：通常說(shuō)的地質(zhì)災(zāi)害特征包含的有為存在復(fù)雜性和演化復(fù)雜性。公路邊坡災(zāi)害指的是自然環(huán)境在地質(zhì)力量和其他自然力的作用下產(chǎn)生惡化，造成人生財(cái)產(chǎn)的破壞、公路交通中斷或環(huán)境受到嚴(yán)重破壞的現(xiàn)象或過(guò)程。人類的生存和發(fā)展是不可能離得開(kāi)人類自己的。從專業(yè)的角度來(lái)看，公路邊坡災(zāi)害是由地質(zhì)體及其周圍環(huán)境構(gòu)成的。它的不確定性存在于時(shí)間和空間尺度上可能是復(fù)合災(zāi)難機(jī)構(gòu)或整個(gè)災(zāi)難系統(tǒng)。我們從生存意義的方向上來(lái)看，公路邊坡災(zāi)害的復(fù)雜性是指具有層次結(jié)構(gòu)豐富、時(shí)間尺度多、控制參數(shù)多、功能多的邊坡災(zāi)害發(fā)生的過(guò)程。它不僅為動(dòng)態(tài)的、非線性的、開(kāi)放的災(zāi)害系統(tǒng)，并且這個(gè)系統(tǒng)具有雙重特征的復(fù)雜性。

2.2 影響邊坡穩(wěn)點(diǎn)的因素

（1）巖體結(jié)構(gòu)。巖體構(gòu)造包括構(gòu)造面和構(gòu)造體（構(gòu)造面是指在一定區(qū)域內(nèi)連續(xù)延伸的地質(zhì)界面;構(gòu)造體是指由不同構(gòu)造面組合成的單元巖體。第一個(gè)巖體構(gòu)造面的存在是決定邊坡穩(wěn)定性的重要因素之一。巖體中存在的結(jié)構(gòu)面降低了巖體的整體強(qiáng)度，提升了巖體的變形性能，增強(qiáng)了巖體的流變力學(xué)性能等時(shí)間效應(yīng)，增加了巖石體的非均質(zhì)性。不同的性質(zhì)與不連續(xù)相對(duì)應(yīng)。大量巖石邊坡工程事故實(shí)例可證明，不穩(wěn)定巖體往往沿結(jié)構(gòu)面或多個(gè)結(jié)構(gòu)面的組合面產(chǎn)生剪切滑移、開(kāi)裂和位錯(cuò)變形，從而導(dǎo)致邊坡巖體失穩(wěn)。

（2）巖體結(jié)構(gòu)面賦存物和地下水化學(xué)成分的因素的影響。巖體構(gòu)造面上儲(chǔ)存物質(zhì)的礦物組成，化學(xué)成分，粒度組成和微觀結(jié)構(gòu)，地下水的化學(xué)成分以及巖體結(jié)構(gòu)面上發(fā)生的物質(zhì)與地下水之間的相互作用是其中之一。影響重要因素分別為結(jié)構(gòu)面力學(xué)性能和巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性。

3公路邊坡工程地質(zhì)災(zāi)害防治措施

（1）施工前的準(zhǔn)備工作很重要，對(duì)于不同地段的地質(zhì)條件要做好相應(yīng)的處理，避免施工期間造成地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，注意要對(duì)地表土的壓實(shí)。因?yàn)樵谑┕み^(guò)程中，某些地表土長(zhǎng)事件暴露在自然環(huán)境下，各種影響使得土質(zhì)受到改變，變得松軟，土壤中可能包含有生活垃圾，在施工時(shí)應(yīng)將其清理干凈，并做好地表土的壓實(shí)工作。

（2）關(guān)于治理邊坡滑坡的問(wèn)題，在施工時(shí)要增強(qiáng)其邊坡強(qiáng)度，一般用種植植物與工程支護(hù)這兩種方法來(lái)增強(qiáng)邊坡強(qiáng)度，相對(duì)于工程支護(hù)來(lái)說(shuō)，種植植物是使用的最多的方法，應(yīng)為其有很多效果，它不僅可以將土質(zhì)進(jìn)行牢固，還可以美化環(huán)境更可以減緩大雨時(shí)坡面的流水速度。

（3）對(duì)于不同的邊坡問(wèn)題有著不同的處理方法，例如塌方與滑坡，這兩種災(zāi)害是目前生活在最高出現(xiàn)率的地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)于塌方來(lái)說(shuō)，最有效的處理措施就是運(yùn)用灌漿技術(shù)，使其內(nèi)部牢固加強(qiáng)，而對(duì)于滑坡來(lái)說(shuō)，最能減輕其對(duì)道路路基損害的是運(yùn)用擋土墻技術(shù)，對(duì)于那些土質(zhì)不好的滑坡情況來(lái)說(shuō)，要使用一些適應(yīng)性強(qiáng)并且相對(duì)比較容易操作的技術(shù)和方法來(lái)保證邊坡的穩(wěn)固性。

4地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)類型及破壞性評(píng)估

4.1 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)類型

面評(píng)估的目標(biāo)是討論有限區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害造成的損害程度或風(fēng)險(xiǎn)。除了指導(dǎo)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防工作外，這次審查的重要性還將為區(qū)域規(guī)劃和管理提供資源。相關(guān)而準(zhǔn)確的依據(jù)。面部評(píng)估的具體內(nèi)容與評(píng)估價(jià)格之間沒(méi)有實(shí)質(zhì)性差異。它仍然是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，脆弱性評(píng)估和預(yù)期損失評(píng)估。但是，本次審查采用的調(diào)查方法僅限于綜合調(diào)查和統(tǒng)計(jì)。特別調(diào)查將以必要的重點(diǎn)進(jìn)行。雖然從實(shí)驗(yàn)指標(biāo)得到的結(jié)果可以達(dá)到相對(duì)絕對(duì)量化程度，但它們相對(duì)于點(diǎn)評(píng)價(jià)來(lái)看精準(zhǔn)度相對(duì)很低。

區(qū)域評(píng)價(jià)的目標(biāo)是對(duì)大面積地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)程度和破壞程度進(jìn)行評(píng)估。區(qū)域評(píng)價(jià)的作用在于為減少災(zāi)害宏觀決策和區(qū)域經(jīng)濟(jì)規(guī)劃提供依據(jù)。區(qū)域評(píng)估還側(cè)重于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、脆弱性評(píng)估和預(yù)期損失評(píng)估。采用的基本方法是區(qū)域調(diào)查和相關(guān)分析。指標(biāo)加上全部類型的評(píng)估結(jié)果基本可以得到一個(gè)相對(duì)定量的水平。研究結(jié)果主要體現(xiàn)在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的規(guī)劃上。

4.2 地質(zhì)災(zāi)害破壞性評(píng)估

關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害的破壞性評(píng)價(jià)，是根據(jù)地質(zhì)被改變所受到地質(zhì)災(zāi)害破壞的地區(qū)，該區(qū)域受到破壞的規(guī)模來(lái)確定的，其是在知道某區(qū)域會(huì)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害后，對(duì)該地區(qū)可能會(huì)受到的經(jīng)濟(jì)及其他公共設(shè)施破壞的大小進(jìn)行提前評(píng)估，進(jìn)行評(píng)估后得到相應(yīng)方案后，使得將災(zāi)害發(fā)生時(shí)的損失降到最低。一般的評(píng)估方法為：直接經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估方法和間接經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估方法。

5總結(jié)和展望

5.1 總結(jié)

通過(guò)上述的內(nèi)容得知了關(guān)于邊坡工程相關(guān)的內(nèi)容，知道了相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害對(duì)公路邊坡的危害，分別討論了各種對(duì)邊坡會(huì)形成災(zāi)害的原因，將其危險(xiǎn)性的各個(gè)程度進(jìn)行了量化分析，分析了不同公路的不同地質(zhì)特征，對(duì)其復(fù)雜性也進(jìn)行了分析對(duì)比，也了解到了不同自然條件下對(duì)地質(zhì)的影響和破壞程度，也知道了大自然對(duì)地質(zhì)的作用可以分為物理作用與化學(xué)作用，也對(duì)公路邊坡工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性做出了介紹和評(píng)價(jià)以及對(duì)其如何控制也提出了一些方法，分析了不同的地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)方法，介紹了不同類型的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生原因以及不同的邊坡特征，不同的特征有著不同的方法以及不同的防治與應(yīng)對(duì)。

5.2 展望

本文主要是從邊坡工程中，地質(zhì)災(zāi)害對(duì)邊坡工程所造成的影響方面來(lái)研究，從地質(zhì)的各個(gè)方面來(lái)了解到了地質(zhì)災(zāi)害所發(fā)生的原因，不同條件所引發(fā)的災(zāi)害不同，雖然本文中對(duì)一個(gè)事例進(jìn)行了分析，但是過(guò)于簡(jiǎn)單，在時(shí)間和實(shí)例以及自身能力有限的情況下，未能在此篇文章完成前對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)和更加深入的探究，在某些方面可以對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的研究。