滑坡路段地質選線在貴州省高速公路路線方案比選中的應用

李二培

(遼寧省交通規劃設計院有限責任公司 沈陽市 110166)

1 概述

貴州省山區地質環境復雜，地質層理和巖石性質在短距離內變化較大，地下水、地表水充沛，沖刷侵蝕作用強烈，致使相應的各類地質災害頻發。而山區高速公路的建設勢必對原相對穩定的地質環境造成擾動破壞，處理不當會進一步誘發和加劇各種地質災害發生，增加公路建設投資的同時給運營階段帶來嚴重安全隱患。因此，山區高速公路應重視和加強工程地質選線工作，只有對地質現象和其發育規律做到由面到點、由表及里、由區域到局部的充分把握，才能對不良地質環境進行有效改造，從源頭上減少誘發地質災害及工程建設對自然環境造成的破壞。基于貴州省湄潭至石阡高速公路茍家壩至朝陽寺段的路線方案比選，簡要分析滑坡路段地質選線在高速公路路線方案比選中的應用。

2 滑坡路段地質選線

滑坡是不穩定的巖土體在重力作用下，沿一定的軟弱結構面向下整體滑移的物理現象，是山區高速公路建設中最常見、最頻發的地質災害之一。因此，山區高速公路滑坡路段地質選線時應充分注意以下問題：

(1)充分考慮滑坡的規模、穩定性和治理的難易性。對于大型復雜滑坡，宜優先考慮繞避，如繞避有困難或路線增長過長時，應結合滑坡的穩定性、處治的難易性，從經濟、施工難度、后期運營等方面綜合考慮，對繞避方案和整治方案進行對比后加以取舍；對于小型滑坡，一般可不繞避，應根據其滑動原因和穩定性采取排水、支擋、減載等工程處治措施進行處理；對于中型滑坡，一般也可考慮通過，但需慎重考慮其穩定性，并選擇有利部位通過，同時采取必要的工程處治措施。

(2)原則上不惡化原有滑坡的穩定性。路線通過滑坡路段時應重點選擇有利于滑坡穩定和路線安全的位置通過，一般是滑坡的上緣或下緣比中部好。通過滑坡上緣，以挖方路基為宜，減輕滑體重量；通過滑坡下緣，以填方路堤為宜，增加其抗滑力。

3 依托工程概況

湄潭至石阡高速公路是《貴州省交通運輸“十三五發展規劃”》重點實施項目，是完善貴州省高速公路網、發揮國高網輻射帶動作用、推進區域經濟協調發展、構建區域綜合交通運輸體系的需要；是加快武陵山集中連片特困地區脫貧致富、加快貴州省全面建成小康社會目標、推動區域旅游業快速發展的需要。項目位于貴州省遵義市東部和銅仁市西部，起點位于湄潭縣黃家壩鎮巖孔壩村，設樞紐互通接G56杭瑞高速公路，路線向東經興隆、抄樂、松煙、關興、天橋、本莊、翁溪、三道水、龍塘等鄉鎮，在石阡北側龍洞寨設樞紐互通接S25思劍高速公路，上跨思劍高速公路后路線終點順接正在設計的石大高速公路，路線全長93.922km。

4 滑坡路段地質選線在依托工程中的應用

以茍家壩至朝陽寺段為例，簡要分析地質選線在路線方案比選中的應用。

4.1 方案論述

A線起于黃家壩鎮的茍家壩，以填方路基的方式沿狹窄的刺溝及姜家溝一路升坡布線，設置姜家溝隧道(900m)穿越山體，后沿姜家溝右岸布線，設山王殿隧道穿過山王殿，止于朝陽寺，路線長8.377km。

經現場詳細工程地質調查，刺溝及姜家溝段工程地質條件差，不良地質發育，沿刺溝發育9處滑坡，沿姜家溝發育5處滑坡，其中10處小型滑坡，1處中型滑坡，2處大型滑坡，1處巨型滑坡，屬于建設適宜性差的重大不良地質路段。A線經過滑坡路段主要采取填方路基反壓滑坡的方案，直接導致路基完全壓占刺溝，排水困難，若處理不當或施工不到位，容易產生水毀路基。此外，部分滑坡處于路線上方，填方反壓尚不足以完全處治滑坡，在暴雨、連續降雨、地震等極端不利工況下，可能引起滑坡復活，威脅路基安全，需采取抗滑樁強加固處治方案。綜合來看，高速公路施工期及后期運營均存在較大安全隱患。

圖1 HP5滑坡遠景照片

本著工程地質選線的原則，路線布設宜繞避建設適宜性差的重大不良地質路段的理念，為降低工程安全風險及施工安全風險，提高工程耐久性，設計提出繞避滑坡群的K線方案進行比選研究。

K線起于黃家壩鎮的茍家壩，向東經過柏香園并與刺溝溝口進入隧道，然后在賀家溝出隧道，接著以短隧道通過山王殿，止于朝陽寺，路段全長8.268km，見圖2所示。

圖2 茍家壩至朝陽寺段路線方案圖

4.2 技術經濟比較

從幾何指標、工程規模、建設條件、對沿線干擾、環境影響以及經濟性等方面對K線、A線進行一一比對，詳見表1所示。

表1 K線與A線主要技術經濟指標比較表

4.3 方案比較及結論

K線的優點：

(1)符合工程地質選線理念，路線有效繞避2段滑坡群，施工及后期運營安全性好。

(2)平面順直，縱坡平緩，技術指標較高。

(3)占用土地較A線少443.3畝，節約大量土地。

(4)對自然環境擾動小，符合綠色公路建設理念。

K線的缺點：

隧道規模大，造價高，且3.5km的特長隧道，后期運營成本較高。

A線的優點：

隧道規模小，后期運營成本較低。

A線的缺點：

(1)地質條件極差，除填方反壓滑坡外，仍需要治理4處滑坡，處治費用高，且難以確保后期不再產生新滑坡或誘發古滑坡復活，運營期安全風險仍然較大。

(2)存在約2km段落的高填方，最大填方高度35m，大填大挖不符合綠色公路設計理念，而且施工質量及工后沉降較難控制，容易產生較大的路基工后沉降及路面開裂，工程耐久性較差。

(3)需改溝2.93km，改溝與路基段并行，施工期臨時排水困難，施工困難，改造難度大費用高，且運營期路基易受地下水侵蝕。

(4)刺溝段平均縱坡大于3%，且連續長度大于3km，需要設置爬坡車道及避險車道。

經上述綜合對比分析，A線沿狹窄刺溝布線，除填方反壓部分滑坡外，仍需采取滑坡處治工程措施，處治費用高且施工及運營期安全風險仍較大，平縱面指標較差；K線特長隧道雖然后期運營費用較高，但完全避開了建設適宜性差的重大不良地質路段，平縱面技術指標較高，具有較大優勢，因此本項目推薦K線，A線做定量比較。

5 結語

隨著國家高速公路建設不斷地向地質環境復雜多變的山區縱向延伸，為最大限度地減少地質災害對公路工程建設與運營的影響，有效減少人類工程活動對地質環境的破壞，山區高速公路在選線過程中應重視并加強地質選線研究，充分利用工程地質環境，多方案比選，趨利避害，合理選擇路線方案。