西藏樟木鎮至友誼橋段公路災后恢復對策研究*

趙 冬 朱冬春 車 晶 夏旺民

(中交第一公路勘察設計研究院有限公司， 西安 710075， 中國)

0 引 言

樟木口岸位于西藏自治區西南部，岡底斯-念青唐古拉山以南，行政上隸屬日喀則地區聶拉木縣管轄。青藏高原是全世界大陸地震最活躍的地區之一，據史料統計，里氏震級MS≥7的地震占歐亞大陸的43%，占中國內地的60%以上，喜馬拉雅山為最主要的地震帶。樟木地區位于喜馬拉雅-地中海地震帶南緣，是新構造運動最為強烈的地區，橫貫尼泊爾主邊界深大斷裂在其附近通過，地震頻繁。據不完全統計，自1833年以來，在樟木鎮周圍100～200km2范圍內，曾發生8級或8級以上強震3次， 5級或5級以上地震(含強震)28次(胡桂勝等， 2016； 文安邦等， 2017)。地震活動尤其是破壞性地震(MS≥5)頻發，可直接造成崩塌、滑坡等地質災害。

同時樟木地區河谷深切，岸坡高陡，特殊的地質、地貌條件致使巨型滑坡災害集中發育。僅樟木口岸就發育有福利院古滑坡、幫村東古滑坡、友誼橋古滑坡三大滑坡群(胡瑞林等， 2014)，以及扎美拉山崩塌、迪斯崗崩塌兩大崩塌區，地質災害成為制約樟木口岸發展的重要因素。

2015年“4·25”地震后，在豐沛的降水影響下地質災害集中暴發。2016年7月5日，樟木鎮上游的樟藏布流域發生山洪泥石流，波曲水位暴漲8～10m，泥石流的強烈沖刷，加劇了沿線地質災害的發展。泥石流暴發當日，樟木鎮至友誼橋段3#滑坡發生滑動， 1.3km國道完全損毀； 2017年8月中旬，體積約1000×104m3的友誼橋1#滑坡發生滑動，滑體上的三盤國道共1.7km嚴重損毀，震后恢復重建工作也被迫暫停。

“7·5”山洪泥石流發生后，樟木鎮至友誼橋段公路中斷，中尼邊境地區正常貿易和人員往來受到嚴重影響。公路交通是災區主要的運輸方式，更是帶動地區經濟建設的火車頭，為實現樟木口岸早日恢復通關，對友誼橋滑坡群以及樟木鎮至友誼橋段公路災后恢復對策進行研究十分必要。

自20世紀90年代起，針對樟木鎮福利院古滑坡、幫村東古滑坡，進行了較多的勘察、監測及研究工作(易順民等， 1996； 祝建等， 2008； 胡瑞林等， 2014)，取得了豐富的研究成果。但對于樟木鎮通往友誼橋這8km交通要道上的友誼橋滑坡群開展的研究工作極為有限。“4·25”地震及“7·5”山洪泥石流發生后交通部門對位于樟木鎮通往友誼橋段的友誼橋滑坡群實施了大量的勘察及監測預警工作，積累了豐富的基礎資料。本文通過對這些資料進行多角度、深層次的系統分析，研究友誼橋滑坡群的特征和未來發展趨勢，對樟木鎮至友誼橋段恢復重建對策進行科學探討。

1 研究區基本概況

樟木鎮至友誼橋段公路位于喜馬拉雅山脈南坡，波曲下游峽谷區左岸斜坡上，公路全長約8km。起點為樟木鎮老海關，海拔2200m； 終點為友誼橋，海拔1732m，道路起點終點高差468m。為克服高差，在波曲左岸的友誼橋滑坡群上布設了6盤道路盤旋而下。

波曲是區內唯一河流，呈近南北向發育，在友誼橋以上河段長約72km，平均縱坡降81‰，年均流量31.7m3·s-1， 6～9月為汛期，其中8月份水位最高。波曲在樟木至友誼橋滑坡群段河流寬度急劇變窄，平均寬度約10m，最窄處寬度僅為5m，河流縱坡達到116‰，河流在該段具有流速快，沖刷能力強的特點。

研究區內最大的張性斷裂為波曲斷裂，走向為北北東—南南西方向，向南東東方向陡傾，傾角約65°。受波曲斷層影響，河流兩岸山體地形差異較大，波曲河谷沿斷層深切呈典型“V”形谷，海拔高程1670～3600m，垂直高差達1930m。波曲斷層下盤尼泊爾側，山體陡峻挺拔，坡度達65°～90°，基巖大面積出露，植被稀疏； 斷層上盤中國側，山體長期沿節理和斷層發生的崩塌為樟木鎮及友誼橋段巨厚松散層的形成提供了碎屑物來源，在降雨及波曲的沖刷作用下，滑坡災害密集頻發。研究區地層較為單一，基巖以震旦系達瑪橋組(AnZd)黑云母片巖為主，節理裂隙較為發育，表部為第四系崩、滑堆積物，結構松散。

2 研究區滑坡分布特征

研究區內以樟木鎮電廠溝為界，可將樟木口岸地質災害劃分為樟木鎮滑坡群和友誼橋滑坡群。友誼橋滑坡群屬于巨型古滑坡群，滑坡的形成受到早期波曲張性斷裂影響，后期在波曲不斷下切作用下分解形成了多期、多層、多條、多塊、多級的特點(張小剛等， 2003)。

查閱資料發現，友誼橋滑坡群曾在1981年、1983年兩次暴發山洪泥石流后發生較大規模變形，并形成了4處滑坡分布的格局(程尊蘭等， 2003； 張小剛等， 2003； 文安邦等， 2017)。2016年“7·5”山洪泥石流暴發后，這4處滑坡再次復活。依據滑坡群的變形特征，沿波曲流向將其劃分為1#滑坡、2#滑坡、3#滑坡和道班溝滑坡(圖1)?；氯阂幠?、特征、造成的破壞程度見統計表1。

圖1 友誼橋段滑坡群分布圖

表1 友誼橋滑坡群統計要素表

2.1 1#滑坡

1#滑坡是友誼橋滑坡群中規模最大的滑坡體，縱長470m，均寬475m，滑體厚度40～75m，體積約1000×104m3，屬超深層、特大型滑坡體。滑坡前緣剪出口位于波曲河床附近，高程1830～1890m，后緣位于山體陡緩交界處，高程2180～2192m，滑坡前后緣最大高差約360m?；w由塊、碎石堆積體組成，滑床為前震旦系達萊瑪橋組黑云母片巖。

1#滑坡典型剖面圖如圖2所示，滑動面分為淺、中、深3層，淺層滑面深度15～25m，中層滑面深度40～45m，深層滑面中前部基本沿古滑動面發育，深度介于65～75m之間，為堆積層與下伏基巖的接觸界面。淺層及中層滑動面物質主要由砂礫組成，透水性較好； 深層滑動面由厚度1～3m的全風化黑云母片巖組成，受滑坡滑動擠壓作用影響，呈泥狀，干強度較高，遇水迅速軟化。

圖2 1#滑坡典型剖面圖

1#滑坡于2015年“4·25”地震后淺層滑體出現蠕動變形， 2016年“7·5”山洪泥石流暴發后，滑坡體前緣寬約400m，縱長約120m，厚度10～20m，體積約100×104m3的山體沖入波曲，被泥石流帶入下游。受失穩坡體牽引，變形不斷漸進后退式擴展， 2017年8月中旬，縱長發展至470m的1#滑坡劇烈滑動，滑體向前滑移8～10m，在其后部形成了高10～20m的高陡滑壁，位于滑坡體上的三盤道路被錯斷，滑體兩側邊界處形成高10～17m的錯坎。

2.2 2#、3#及道班溝滑坡

2#滑坡縱向長約500m，橫向寬約200m，厚度35～50m，體積約400×104m3。波曲在2#滑坡段劇烈下切，在滑坡前緣切割形成高約30m的陡立基巖巖壁，滑坡剪出口位于巖壁上方，因此該滑坡未受到“7·5”山洪泥石流沖刷影響，僅在“4·25”地震后沿淺層滑面發生變形，震后經兩排抗滑樁治理后，滑坡穩定。

3#滑坡縱長約550m，均寬約360m，厚度17～32m，體積520×104m3，為深層、大型牽引式堆積層滑坡，滑坡前緣剪出口位于波曲河床。3#滑坡的活動性記錄可追溯到1981年樟藏布流域山洪泥石流發生后，至1988年， 3#滑坡發展成為長400m，均寬280m的滑坡體(張小剛等， 2003)。2008年，滑坡體活動范圍逐漸縮減為縱長270m，均寬260m。2009年，交通部門在滑坡體上第四、五盤道路外側設置了兩排抗滑樁進行支擋，并在滑體前緣設置護岸墻防護。2016年“7·5”山洪泥石流暴發后， 3#滑坡對岸尼泊爾側堆積物滑動擠壓河道，泥石流對3#滑坡前緣頂沖、掏蝕，致使3#滑坡樁前滑體產生滑動。受前緣滑動牽引，變形不斷向后擴展，已實施的兩排抗滑樁也因懸臂過高而造成傾倒、折斷(圖3)， 1.3km道路完全損毀。

圖3 受山洪泥石流影響抗滑樁傾倒、折斷

道班溝滑坡緊鄰3#滑坡，滑坡均寬140m，縱長260m，滑體厚度10～17m，體積約55×104m3。道班溝滑坡滑動主要受前緣沖刷以及3#滑坡滑動拖曳作用影響，位于滑體上的第6盤道路出現路基滑移現象。

3 災害影響因素分析

3.1 地震動力作用影響

2015年“4·25”地震后，僅國道318線聶拉木亞來鄉至樟木口岸段道路共新增地質災害104處，震后統計表明，誘發的新生災害中崩塌災害最為發育(羅永紅等， 2017； 武寧新等， 2017)，受其影響樟木鎮一度成為“孤島”。友誼橋滑坡群主要由崩、滑堆積物組成，滑體淺部架空現象較為明顯，中深部較為密實，物探揭示滑體物質剪切波速Vs=240～730m·s-1，場地卓越頻率介于0.9～2.8Hz之間，在強震作用下極易形成共振效應，并誘發滑坡產生動力失穩。

通過震后調查，友誼橋滑坡群雖未與地震波耦合產生強動效應誘發滑坡破壞，但是研究區附近強震頻發造成了滑坡體大范圍松動變形及震裂，降低了滑坡體穩定性。

3.2 山洪泥石流的影響

樟木口岸地處陸陸碰撞邊緣區內外動力耦合作用災害效應影響區，同時也是海洋性冰川覆蓋密集區，區內冰川泥石流以及冰湖潰決泥石流頻發，對沿線公路威脅危害巨大。強烈的地震災害效應為冰湖潰決泥石流創造了有利條件：一方面，地震活動為泥石流提供了豐富的水源，在樟藏布流域，地震引發了大量的雪崩、冰崩，堆積于溝道甚至冰湖內，隨著天氣轉暖，積雪融化，為冰湖潰決提供了充足的水源條件； 另一方面地震引發大量的崩塌、滑坡災害，使大量的松散堆積物匯入河道內聚集，成為泥石流的重要物質來源。當貢巴通沙措冰湖潰決后，洪水裹挾著溝道兩側大量的堆積物迅速匯入波曲，導致波曲洪水混雜泥石流流量增加且流速加大，對狹窄的河谷及岸坡的沖刷及側蝕作用加強，在友誼橋滑坡群一帶山洪泥石流對滑坡前緣的抗滑段破壞嚴重，直接造成1#滑坡及3#滑坡前緣產生滑動，并逐漸牽引老滑坡進一步復活。

3.3 降雨作用的影響

樟木地處喜馬拉雅山南坡，印度洋暖濕氣流北進受喜馬拉雅山阻隔，形成氣旋雨、地形雨、山地雨等，致使樟木口岸降雨集中且雨強極大，成為西藏少有的暴雨中心之一。近年來受極端天氣的影響，降雨不確定因素加劇，高強度持續降雨對研究區滑坡體穩定性影響極大。

樟木口岸降雨觀測資料有限，據已有資料統計，年降水量2400～3100mm，年平均降水量為2820mm， 6～9月4個月的降水量占全年80%以上。2009～2012年期間，樟木鎮1h降雨強度≥10mm的平均每年23次， 6h降雨強度≥20mm的降雨次數平均每年達20次。最大1h降雨強度發生于2012年的8月25日，降雨量達41mm，最大6h降雨量發生在2010年的9月15日為92.5mm，筆者統計2018年8月降雨量達705.2mm。

對于遭受地震以及泥石流沖刷雙重作用的友誼橋滑坡群，山體已出現大范圍的松動變形，滑體內更是巨石遍布，架空嚴重，極松散的物質結構組成為大量降雨入滲提供了良好的入滲通道，巖土體尤其是滑動帶在地下水作用下一方面發生軟化、泥化，強度逐漸衰減，致使滑坡的穩定性不斷降低； 另一方面高強度降雨作用導致匯聚在滑坡體內的地下水在內部形成“承壓水盆”，加速了滑坡的變形(黃潤秋等， 2005； 趙冬等，2014)。

對研究區內的1#滑坡體2018～2019年監測數據分析表明，滑坡在旱季處于基本穩定狀態， 6～7月份進入雨季后隨著降雨增多滑坡開始出現緩慢變形， 8月份隨著降雨量加大，滑坡體變形加劇，監測揭示， 2018年8月1#滑坡沿70m深度的深層滑動面變形近40cm，地表累積變形量超過100cm，最大變形速率發生在8月30日～8月31日，超過4cm·d-1(圖4)。進入9月后，隨著降雨量減少，滑坡變形迅速收斂，旱季滑坡未再次出現明顯變形跡象。滑坡變形速率與研究區降雨量相對應(圖5)。

圖4 1#滑坡深部自動位移監測曲線圖

圖5 1#滑坡滑面累積位移-降雨量-時間關系曲線

4 公路保通恢復方案

樟木至友誼橋段公路是國道318線的終點，是連接中國拉薩至尼泊爾首都加德滿都的國際道路，也是西藏最為重要的商貿通道。自1965年建成通車至今，受各種條件制約，道路平、縱面指標尚未達到等級公路技術標準，全線8.078km道路平均縱坡5.8%，原道路最大縱坡15%，全線5處回頭彎半徑小于10m，最小半徑僅為7.9m。公路建成后歷次整治改建，均以地質災害治理為主，局部地形、地質條件具備地段拓寬道路寬度，但對線路平、縱指標基本未做調整，公路處于維持通行水平。

災后為快速打通道路，恢復重建過程中采用了“先搶通后加固”的理念，利用旱季滑坡相對穩定，通過路基挖填、設置柔性格賓石籠等措施克服滑坡形成的高陡錯坎，打通公路斷點； 恢復通行后，在雨季來臨前實施錨索抗滑樁、預應力錨索肋板墻等措施加固格賓石籠，防止雨季高填路基產生滑動。公路保通恢復中地質災害防治是關鍵，對于沿線地質災害處治，中、小型滑坡危害相對較小，可知、可治性強，采取措施積極根治； 大型地質災害，適當降低設防標準進行處治； 對于1#滑坡，屬于特大型地質災害，滑面深、規模大，針對災害成因，河岸設置防沖刷工程切斷致災源，防止致災條件進一步惡化，重建排水系統，減輕降雨對滑坡穩定性的影響，對損毀路基進行支擋，打通道路，加強管養與監測等工作，實現近期保通。

以上措施實施后，經過2019年、2020年兩個雨季的考驗，取得一定的效果， 1#滑坡在雨季未出現較大的整體變形，僅在滑坡周界處道路出現約10～20cm的變形開裂，在未對滑坡深層進行處治的情況下，通過實施路基防護、排水和河岸防護等工程基本達到了近期保通的目的。

5 災后公路恢復面臨的問題及對策

5.1 公路恢復面臨的問題

21世紀以來，隨著全球氣候變化異常和人類社會經濟活動的不斷增強，極端天氣和地質事件增多，類似“4·25”地震和“7·5”山洪泥石流等“低頻大災”事件為樟木至友誼橋段公路恢復重建敲響了警鐘。樟友公路建設之初，受地形、地質條件限制，為節省投資，道路在密集分布的滑坡群上多次展線，抗災能力極弱，運營維護費用極高。隨著“4·25”地震、“7·5”山洪泥石流的暴發，原有低線位方案所隱藏的巨大隱患逐漸顯露，如繼續維持原有的低線位道路方案將面臨巨大的資金投入和諸多不確定因素。

5.1.1 “低頻大災”威脅持續存在

波曲支流冰川發育，僅樟藏布流域遙感影像揭示共分布有8個冰湖，其中次仁瑪錯和貢巴通沙錯極易發生潰決(圖6)(文安邦等， 2017)。受近年來全球升溫影響，冰雪消融加快，而強震作用的影響更加劇了冰湖上方冰川的活動性，致使冰湖潰決概率增加。2016年“7·5”山洪泥石流是由貢巴通沙錯冰湖潰決引發，泥石流運動至友誼橋處的流量為1956.44m3·s-1，在友誼橋處形成泥痕高度達15m，貢巴通沙錯潰決后冰湖體積急劇縮小，短期內對下游無威脅(文安邦等， 2017)。

圖6 樟藏布流域的次仁瑪錯和貢巴通沙錯冰湖

資料表明，次仁瑪錯先后在1964年、1981年和1983年3次暴發大規模山洪泥石流災害， 1981年次仁瑪錯山洪泥石流在友誼橋處流量達2575m3·s-1，受阻雍高度達25m。泥石流過后，波曲友誼橋及附近建筑全部被毀，約有6km道路被沖失，誘發了友誼橋滑坡群多處局部復活(程尊蘭等， 2003)。目前次仁瑪錯冰湖上方的阿瑪次仁冰川極其不穩定，在氣溫升高的背景下極易發生再次崩塌，從而誘發次仁瑪錯冰湖再次發生潰決，進而引發山洪泥石流災害(文安邦等， 2017)。

樟木鎮所在的古崩塌堆積體整體位置較高，波曲、電廠溝等區內河流切割深度180～200m，溝道已切穿崩滑堆積層到達基巖，即使上游流域再次發生大規模山洪泥石流，對樟木鎮滑坡群的穩定影響極為有限。

友誼橋滑坡群剪出口多位于波曲河岸附近，若無較大規模泥石流沖刷誘發，滑坡體一般可處于基本穩定狀態。當遭遇山洪泥石流，隨著坡腳沖刷加劇，友誼橋滑坡群中1#、3#、道班溝滑坡前緣將出現滑動變形，并逐步牽引誘發老滑坡產生復活。由此可見樟木鎮至友誼橋段公路恢復重建所面臨最大的威脅為波曲上游流域的山洪泥石流及其所誘發的友誼橋滑坡群復活。

5.1.2 特大型、超深層滑坡短期難以根治

1#滑坡體積超過1000×104m3，監測深層滑動面深度達70m。對于巨型滑坡新建道路一般采取繞避處理， 1#滑坡地處樟木鎮通往友誼橋的必經之路，受界河限制多種治理手段難以開展，僅能在滑坡體上實施排水及抗滑支擋工程。雖然國土、交通等部門針對1#滑坡投入了大量的經費進行處治、對道路進行恢復，但受限于滑坡規模、深度、施工條件、技術工藝等方面的因素，工程多以保通工程為主，短期內根治難度較大，滑坡將在較長的時間段內處于蠕動變形狀態。

5.2 遠期公路恢復對策

“4·25”地震、“7·5”山洪泥石流的暴發使樟友公路低線位方案所面臨的巨大隱患充分暴露。根據丁一匯(2002)的相關研究，推斷藏東南的冰湖潰決泥石流從現在到2050年，將處于活躍期，其形成和暴發的頻率可能會增加。溝谷災害鏈的發生頻率可能以10年尺度為重現期，遠遠高于大地震發生的頻率(程尊蘭等， 2003； 姚令侃等， 2012)。程尊蘭等(2003)對樟藏布溝泥石流研究推測冰湖潰決洪水頻率約為10～20年/次。以上研究均表明，樟友公路維持現有線位，將長期面臨周期性山洪泥石流的威脅。

樟友段公路恢復重建地質災害防治是關鍵，山洪泥石流等特大型災害的周期性及破壞性，決定了現有減災工程難以從工程層面滿足特大災害的減災、防災需求。特大災害風險控制，可從線路河谷岸側選擇的宏觀決策層面進行研究，尋求可行的解決思路。

波曲左岸中國側斜坡，滑坡群密集發育，山體穩定性差，地質環境脆弱，對人類活動敏感，而友誼橋的位置和高程決定了道路須在滑坡群上密集展線降坡，不具備在波曲左岸改線繞避滑坡群的條件； 波曲右岸尼泊爾側位于波曲斷層下盤，地層為前震旦系達萊瑪橋組黑云母片巖，巖質堅硬、地層穩定，工程地質條件良好，技術上具備改移線位的條件?？煽紤]在樟木鎮溝谷較窄基巖山體出露位置架設特大橋至波曲對岸，在尼泊爾境內采取隧道方案穿越陡立山體，繞避友誼橋滑坡群后在地形條件具備地段展線接中尼公路，初步估算改移線路全長約15km，地形、地質條件均遠較波曲左岸中國側好，具備以二級公路技術標準建設的條件。

繞避線位采用高橋、長隧方案，可從源頭上解決友誼橋滑坡群、山洪泥石流等災害對道路的影響，相對利用舊路進行地質災害治理方案，既解決了道路無法升級改造的問題，又解決了管養投入大、“低頻大災”影響風險高的問題。

6 結 論

本文通過對友誼橋滑坡群進行分析與研究，對滑坡群的基本特征、影響因素及變形歷史有了充分的認識，通過本文研究，得到以下主要結論：

(1)西藏樟木口岸友誼橋滑坡群主要由4個滑坡體組成，其中1#滑坡、3#滑坡、道班溝滑坡對樟木至友誼橋段公路恢復重建影響最為嚴重。

(2)友誼橋段滑坡群具有旱季基本穩定， 6～7月隨降雨增多開始蠕動變形， 8月份變形加劇，進入9月后，隨降雨量減少，變形迅速收斂的特點，滑坡變形速率與降雨量密切相關。

(3)地震、山洪泥石流是造成滑坡群復活的主要誘發因素，持續降雨加劇了滑坡災害的發展。

(4)樟木至友誼橋段公路恢復將面臨“低頻大災”威脅持續存在、特大型滑坡災害短期根治困難等諸多問題。

(5)樟木至友誼橋段公路受地質災害影響，不具備原位升級改造的條件，對樟友段公路實行近期保通，遠期規劃繞避是較為可行的解決思路； 繞避方案可考慮在樟木鎮適當位置架設特大橋至波曲對岸，采取隧道方案穿越陡立山體以繞避友誼橋滑坡群，在地形條件具備地段展線接中尼公路。