G544線川九路縣城-溝口段震后路基病害特征及防治對(duì)策

臧立超 厲成武 曾慶波

[摘? 要]：受“8·8”九寨溝地震影響，G544線川九路縣城至溝口段受損嚴(yán)重，公路路基病害突出，主要表現(xiàn)為路基邊坡巖土體松動(dòng)引發(fā)危巖崩落、邊坡垮塌及淺表溜滑，既有滑坡及不穩(wěn)定斜坡發(fā)生不同程度變形，嚴(yán)重危害人員、交通及沿線設(shè)施安全。文中在分析該路段不同類型路基病害基本特征基礎(chǔ)上，總結(jié)出針對(duì)性的防治對(duì)策。

[關(guān)鍵詞]：地震; 路基病害; 基本特征; 防治對(duì)策

U419.2A

G544線川九路縣城至溝口段起于九寨溝縣城嶺崗巖隧道西北側(cè)的中田山村附近，順接擬建國道544線九寨溝雙河至縣城段終點(diǎn)，路線向西，沿白水江、白河而上，經(jīng)中田山村、太平村、新華村、白河鄉(xiāng)、黑河大橋、芝麻家村、二道橋村、牙扎村、止于隆康橋與溝口至川主寺段相接，全長32.926 km。2017年8月8日21：19：46，四川阿壩州九寨溝縣發(fā)生7級(jí)地震，震中位于北緯33.20°，東經(jīng)103.82°，九寨溝核心景區(qū)西部5 km處比芒村，東距研究區(qū)內(nèi)白河鄉(xiāng)32 km。研究區(qū)受該次地震強(qiáng)烈的波及和影響，震后公路路基病害典型、突出，故本文以該路段不同類型路基病害為研究對(duì)象，分析各病害基本特征，并以典型工點(diǎn)為例提出針對(duì)性防治措施。

1 地質(zhì)背景

九寨溝縣主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)：冬季長夏季短，晝暖夜涼，晝夜溫差大;夏無酷暑，冬無嚴(yán)寒，春秋溫涼。氣候垂直差異明顯，干、雨季分明。干季（10月至次年4月）降水稀少，空氣干燥，占年總降水量的20.2%（113.2 mm）。雨季降水集中在5—10月，占年總降水量的79.8%（445.8 mm）。

地貌類型主要為中高山峽谷地貌和河流侵蝕堆積地貌，九寨溝縣城海拔1 405 m，平均海拔在3 000～4 000 m之間，溝谷發(fā)育，地形切割強(qiáng)烈，多呈峽谷地形，切割深度一般1 000～2 000 m，溝谷橫斷面呈“V”字型，縱斷面呈階梯狀，山坡陡峻，平均坡度40～45°。

區(qū)內(nèi)主要出露第四系、中生界三疊系、古生界二疊系地層。其中中生界三疊系地層巖性為灰色、深灰色、灰綠色，中厚-厚層狀凝灰質(zhì)砂巖、層凝灰?guī)r、石英巖屑砂巖、長石石英砂巖等粗碎屑巖組成，局部為砂巖、灰?guī)r、板巖的間互出露。古生界二疊系地層巖性主要為灰-淺灰綠色中厚層-薄層砂巖、千枚巖、板巖，夾薄層條紋狀灰?guī)r片。

構(gòu)造上屬于巴彥喀拉地塊東部之川西北斷塊，處于著名的“南北向地震構(gòu)造帶”的中段。斷塊及附近區(qū)域包括西秦嶺地槽褶皺帶、龍門山推覆斷褶帶、川西北斷塊等構(gòu)造單元。九寨溝地區(qū)位于岷山隆起帶北端與西秦嶺地槽褶皺帶之南緣文縣—瑪沁斷裂相交匯部位。

根據(jù)歷史資料記載，本區(qū)地震自638年有地震記載至今共記載Ms≥4.7級(jí)地震超過200次，其中8.0級(jí)地震2次，7.0～7.9級(jí) 17次以上，6.0～6.9級(jí) 41次以上，5.0～5.9級(jí) 94次以上，4.7～4.9級(jí)地震 46次以上。其中據(jù)記載，1985年以前共發(fā)生地震136次，其中Ms≥2.56級(jí)地震123次，Ms≥4.0級(jí)地震13次。1976年8月16日松潘發(fā)生7.2級(jí)強(qiáng)烈地震，并分別于8月22日、23日再次發(fā)生6.7級(jí)、7.2級(jí)強(qiáng)烈地震，震中位于路線起點(diǎn)東南方向約60 km處。2017年8月8日21：19：46，四川阿壩州九寨溝縣（北緯33.2°，東經(jīng)103.82°）發(fā)生7級(jí)地震，震源深度20 km，共造成四川省、甘肅省8個(gè)縣受災(zāi)。

2 路基病害基本特征

經(jīng)調(diào)查G544線川九路縣城至溝口段路基病害類型主要包括邊坡垮塌、淺表溜滑、路基水毀、危巖、滑坡、不穩(wěn)定斜坡。其中邊坡垮塌7處、淺表溜滑5處、路基水毀6處、危巖32段、滑坡10處、不穩(wěn)定斜坡2處。

2.1 邊坡垮塌、淺表溜滑

受地震影響，邊坡巖土體多易出現(xiàn)松動(dòng)、開裂等，進(jìn)而促使邊坡發(fā)生不同程度的垮塌及表層溜滑。

2.1.1 邊坡垮塌

根據(jù)調(diào)查研究，發(fā)生邊坡垮塌處主要為線路兩側(cè)零星分布的崩坡堆積體，自然邊坡坡度一般25°～35°，人工開挖后前緣坡度30°～45°，物質(zhì)成分以碎塊石為主，堆積松散-稍密，地震作用下發(fā)生局部垮塌，規(guī)模一般較小。例如K30+580～K30+650段邊坡垮塌（圖1）。

2.1.2 淺表層溜滑

淺表層溜滑多發(fā)生于坡度40～60°邊坡，坡體中山部表層以殘坡積土層為主，厚度1～3m為主，局部段稍厚，地震作用下，上部巖土體易沿基覆界面或強(qiáng)風(fēng)化軟弱層發(fā)生淺表層溜滑，其規(guī)模受失穩(wěn)范圍限制。例如K9+268～K9+338段邊坡淺表層溜滑（圖2）。

2.2 路基水毀

該類型病害主要發(fā)生于臨河路堤邊坡，主要段落包括K5+314～K5+894、K10+723～K10+803、K12+192～K12+224、K13+105～K13+140、K19+649～K19+729。受震動(dòng)影響，坡體內(nèi)部巖土體損傷，強(qiáng)度下降、穩(wěn)定性降低，加之在河水沖刷、掏蝕作用下，邊坡變形加劇，致使路基底部臨空形成欠穩(wěn)定路堤邊坡（圖3），甚至發(fā)生垮塌（圖4）。

2.3 危巖

研究區(qū)褶皺及斷裂較為發(fā)育，巖體以中生界三疊系、古生界二疊系砂巖、板巖、灰?guī)r等為主，受區(qū)內(nèi)褶皺斷層的構(gòu)造影響，軟質(zhì)巖路段邊坡巖體大多破碎，完整性較差，坡表危石群廣布（圖5）;軟硬巖相間的巖體組合，邊坡巖體差異風(fēng)化形成凹腔，或因結(jié)構(gòu)面切割下部巖體失穩(wěn)后在巖體底部形成凹腔的墜落式危巖（圖6）;區(qū)內(nèi)晝夜溫差大，物理風(fēng)化作用強(qiáng)烈，工程邊坡開挖導(dǎo)致巖體卸荷作用明顯，已有道路內(nèi)側(cè)邊坡傾倒式危巖較為發(fā)育（圖7）。

線路兩側(cè)既有邊坡危巖發(fā)育，且路段范圍內(nèi)多分布有高陡巖質(zhì)邊坡，高位危巖尤為突出（圖8），具有高度大、沖擊力大、危害大、治理難度大等特點(diǎn)?！?·8”地震影響下，邊坡巖體松動(dòng)、卸荷裂隙進(jìn)一步張開，發(fā)展形成新的不穩(wěn)定危巖塊體;既有危巖穩(wěn)定性進(jìn)一步變差，甚至失穩(wěn)崩落，對(duì)公路安全運(yùn)營造成重大安全隱患。

根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，研究區(qū)內(nèi)發(fā)育的危巖多以高位危巖為主，其中中田山段（K1+543～K2+015）、太平村段危巖所處邊坡高度大于150 m，最高處約300 m，南岸家段（K17+040～K17+480）危巖所處邊坡高度80～200 m，以上擬采用新建隧道或繞行方案。燕子埡段（K9+200～K9+370）危巖所處邊坡高度40～50 m，新華村段（K8+580～K8+770）危巖所處邊坡高度80～100 m，二道橋段（K19+440～K19+630）危巖所處邊坡高度60～80 m，沙壩村段（K26+120～K26+380）危巖所處邊坡高度100～150 m，以上擬采用明洞方案通過。

2.4 滑坡及不穩(wěn)定斜坡

該路段既有滑坡10處，不穩(wěn)定斜坡2處，震前多以采用擋墻、抗滑樁等措施進(jìn)行治理，處于穩(wěn)定狀態(tài)。在地震影響下，大多運(yùn)營良好，處于整體穩(wěn)定狀態(tài)，但個(gè)別滑坡及不穩(wěn)定斜坡發(fā)生變形。如K18+320～K18+840滑坡（圖9），該滑坡位于芝麻家村附近、白河左岸，擬建公路內(nèi)側(cè)，為一大型古滑坡，滑坡體整體穩(wěn)定，但前緣K18+450～K18+510及K18+545～K18+610段兩處發(fā)生溜滑，距離線路較遠(yuǎn)，影響較小;K18+660～K18+710段前緣發(fā)生垮塌，垮塌后緣高度10 m左右，繼續(xù)發(fā)展有侵占道路的可能。

另外，K32+224～K32+415段不穩(wěn)定斜坡，地震影響下，坡體發(fā)生滑移變形，致使K32+229～K32+280及K32+370～K32+415段路面隆起、起伏，已建擋墻拉裂、外凸，部分破損，擋墻上部土體局部垮塌（圖10、圖11）。

3 防治對(duì)策

3.1 邊坡垮塌、淺表溜滑

其規(guī)模一般較小，易于處置，但失穩(wěn)至公路路面后，影響交通安全，嚴(yán)重者可致使交通中斷，可采取錨桿框架梁等坡面防護(hù)進(jìn)行處治，或在在坡腳處設(shè)置攔擋墻，防止邊坡變形失穩(wěn)。

3.2 路基水毀

路堤水毀多表現(xiàn)為局部塌陷、位移損毀，可采用干砌（或漿砌）片石進(jìn)行填補(bǔ)，加強(qiáng)塌陷處及周邊土密實(shí)度后，再采用擋墻等措施進(jìn)行防護(hù);支擋工程應(yīng)修筑在穩(wěn)定壓實(shí)的地層上，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)坡體內(nèi)部排水，可在擋墻等支擋結(jié)構(gòu)上設(shè)置排水孔。

3.3 危巖

危巖失穩(wěn)后多以跳躍、滾動(dòng)、滑動(dòng)等方式向坡體下部運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)至公路路面處產(chǎn)生的沖擊力大小，決定損壞路面設(shè)施及危害過往車輛、行人的程度大小。相同塊徑危巖在同一運(yùn)動(dòng)方式及路徑下，危巖產(chǎn)生沖力大小主要取決于危巖崩落高差，且危巖分布位置越高施工治理難度越大，因此危巖防治應(yīng)著重考慮危巖分布位置，即距路面高差。

分布于邊坡高度較小的危巖，一般高差小于50 m，可采取清危、主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)、錨桿加固等進(jìn)行防治;危巖分布距路面高差較大，處于 50～150 m之間，其沖擊力較大，且治理難度大，宜采用明洞等方式通過;危巖分布距路面高差大于150 m，對(duì)其進(jìn)行治理不可行，且產(chǎn)生沖擊力巨大，明洞等不能承受其沖擊力，宜對(duì)其進(jìn)行繞避或采取隧道方式從坡體內(nèi)部通過。

3.4 滑坡及不穩(wěn)定斜坡

地震影響下，既有滑坡及不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定性較低，宜采用擋墻、抗滑樁等措施提高其抗滑力、減小下滑力;同時(shí)可在坡表設(shè)置截、排水溝，坡內(nèi)設(shè)支撐盲溝，墻身設(shè)置泄水孔等，以消除和減輕地表水和地下水的影響。

3.5 加強(qiáng)維護(hù)管理

公路路基病害的發(fā)生往往影響交通通行甚至致使交通斷道，在對(duì)不同類型路基病害進(jìn)行處治基礎(chǔ)上，仍需制定完善

的搶險(xiǎn)保通應(yīng)急預(yù)案，定期巡查、雨季加強(qiáng)檢查，發(fā)生險(xiǎn)情及時(shí)響應(yīng)，按照已制定程序組織實(shí)施搶修工作，確保道路盡快暢通。

4 結(jié)束語

地震對(duì)路基邊坡影響甚大，往往致使邊坡巖土體松動(dòng)從而引發(fā)危巖崩落、邊坡垮塌及淺表溜滑，對(duì)既有滑坡及不穩(wěn)定斜坡產(chǎn)生不同程度變形或引發(fā)新的滑坡，臨河路堤邊坡發(fā)生水毀程度增加，嚴(yán)重危害人員、交通及沿線設(shè)施安全，應(yīng)根據(jù)不同類型路基病害采取針對(duì)性防護(hù)方案進(jìn)行處治，并制定完善的公路搶險(xiǎn)保通應(yīng)急預(yù)案。

參考文獻(xiàn)

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[2] 公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范： JTG D30-2015[S].