高速公路邊坡地質病害排查與風險評估

龍 維 劉 品 秦 龍

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司 貴陽 550081)

某在建高速公路項目位于貴州省西南地區，全長19 km，是貴州與廣西陸路交通重要通道。

公路沿線溝谷縱橫交錯，切割強烈，地質條件復雜，經常發生崩塌、滑坡等地質災害。根據相關地質資料及實地調查，公路沿線上覆第四系(Q)殘坡積、沖洪積粉質黏土、碎石土，下伏基巖為中三迭統許滿組(T2xm)泥質粉砂巖夾泥巖、粉砂質泥巖、鈣質粉砂巖等。受區域地質構造及氣候條件的影響，公路沿線巖體節理裂隙發育，巖體較破碎。巖層產狀變化較大，傾角20°～75°。在地形地質條件如此復雜地區，公路建設過程中邊坡的開挖會破壞其自然狀態的平衡，邊坡極易產生地質病害。

鑒于本高速公路項目沿線地形地質條件復雜，為確保高速公路順利建設及安全運營，需開展公路地質病害排查與風險評估，提出相應的安全防控措施與治理對策建議，必要時開展安全監測預警工作或實施補救加固工程措施[1]，達到及時發現、及時處治，防范于未然，提高風險管控水平的目的。本文以該在建高速公路為例進行全線邊坡地質病害排查，提出災害風險類型及處治對策，為同類高速公路的順利建設及安全運營提供技術參考。

1 排查要點和評估技術指標

1.1 排查工作要點

依據在建高速公路地形地質環境條件，結合該高速公路工程特點與交通安全運營要求，制定如下排查工作重點。

1) 結合現場開挖情況，調查邊坡開挖后地質情況與地勘資料符合性，主要指標包括地層巖性、巖層產狀、節理裂隙發育情況、覆蓋層厚度等。

2) 調查邊坡高度、坡口線位置等與設計符合性。

3) 邊坡截排水溝實施情況，截排水效果。

4) 邊坡是否存在垮塌、滑坍、開裂等變形破壞情況。

5) 邊坡開挖后防護工序及防護實施情況。

6) 邊坡周邊建構筑物分布及重要性情況。

1.2 評估技術指標

在公路沿線詳細調查基礎上，對收集資料進行分析整理，結合地勘資料定量計算，依據邊坡整體及局部穩定性情況，提出如下指標評估致災可能性。

1) 對公路施工人員安全危害性。

2) 對公路附近建構筑物安全危害性。

3) 公路建成后運營風險性。

4) 施工工期影響情況。

5) 高速公路附近地方道路安全通行情況。

2 地質病害類型

本次共計排查邊坡15段，其中挖方邊坡14段，填方邊坡1段。通過排查，得出本高速公路邊坡地質病害類型主要有淺表層滑坡、溜塌、路基下邊坡開裂等，同時，還存在邊坡大面積開挖而未及時防護、截排水溝修筑滯后等問題。

2.1 淺表層滑坡

病害特點。路基邊坡開挖臨空，原自然邊坡被切腳，巖土體失去支撐，在重力作用下巖土體發生滑移，受雨水下滲作用影響，巖土體抗剪強度降低，發生滑坡，現場情況見圖1。

原因分析。邊坡覆蓋層較厚，巖體強風化層較厚且較破碎，邊坡全斷面開挖且防護不及時，坡面截排水措施實施不及時，邊坡開挖后局部應力集中，雨水下滲等均是產生淺表層滑坡的關鍵因素。

影響程度。淺表層滑坡影響工期，砸壞或掩埋施工車輛，危害施工人員安全，可能會發展成大型滑坡，引起更大的災害，破壞滑坡區域附近水源，影響滑坡點附近道路正常通行。

圖1 K15+700-K15+750右側淺表層滑坡

2.2 溜塌

病害特點。大量雨水滲入、浸潤作用下，淺表層土體達到飽和狀態，土體抗剪強度顯著降低，產生順坡向滑動，堆積于坡面或坡腳，現場情況見圖2。

原因分析。溜塌多發生在土質邊坡或覆蓋層范圍，坡率較陡，土質較松散。邊坡開挖后若未及時防護，或截排水溝實施滯后，當受雨水浸潤或外力擾動則發生該病害。

影響程度。溜塌一般規模較小，會堵塞施工便道，損壞施工車輛及機械，有可能造成人員傷亡，如果不及時處治任其發展，會引發邊坡局部垮塌甚至引起更大規模滑坡。

圖2 K19+310-K19+480左側溜塌

2.3 路基下邊坡開裂

病害特點。開裂變形初期不易發現，且發展緩慢，易造成路基塌方、錯臺、路基不均勻沉降，現場情況見圖3。

原因分析。該病害多發生在堆積體或厚覆蓋層斜坡挖方路段，當截排水溝修筑不及時或路基開挖排水不暢，路基開挖后局部洼地積水，或路基開挖工序混亂、棄方堆載、施工擾動、降雨作用等均會造成該病害產生。

影響程度。雨季降雨作用下，雨水沿裂縫下滲，巖土體參數快速降低，形成雨水下滲通道，開裂變形迅速發展，導致路基失穩，影響車輛及行人安全。

圖3 K0+400-K0+500右側路基下邊坡開裂

3 安全級別評估及處治建議

公路邊坡工程是與自然環境和人類活動密切相關的一個系統工程[2]，在對其進行地質病害評估時，現階段邊坡排查大多針對邊坡穩定性及易損性，評價指標也不盡相同[3]，難以滿足在建高速公路排查需求。

高速公路邊坡地質病害評估不僅要評估其穩定性，還要評估致災可能性及危害性。根據本高速公路工程實際情況，結合評估技術方法及評價指標，建立對應的邊坡病害類型。基于邊坡開挖防護情況、地質揭示情況、現場病害情況、邊坡高度等現狀特征，分為4個安全級別，即為：I類(紅)、II類(橙)、III類(黃)、IV類(藍)，根據邊坡不同的安全級別，提出處治建議，見表1。

表1 邊坡安全級別評估表

根據邊坡安全級別評估標準，所排查的15段邊坡中有6段存在不同程度的地質病害情況，占所排查邊坡總數的40%。15處邊坡地質病害類型及數量為：I類1處，占比6.7%，II類3處，占比20%，III類2處，占比13.3%，IV類9處，占比60%，邊坡安全等級餅狀圖見圖4。施工中應根據不同的邊坡安全等級提出相應的治理對策,做到早發現、早處治，防患于未然。

圖4 邊坡安全級別分布餅狀圖

4 結語

高速公路建設過程中，應加強地質病害排查工作，尤其是地形地質條件復雜地區。設計人員應定期回訪，做到及時發現、及時處治、防范于未然，從多方面提高風險管控水平，貫徹“動態觀察、動態設計”原則，這對于高速公路高效順利建設及安全運營意義重大。