低等級公路水毀勘察方法研究

脫兵郎

（蘭州路德勘察設計有限責任公司， 甘肅 蘭州 730070）

自2018年以來，天氣變化多端，降雨量增多，省內各地區各行業均遭受不同程度的毀壞，東鄉7.18暴洪災害造成了巨大的經濟損失和社會影響。東鄉地處甘東黃土山地區（Ⅲ3），總體上屬黃土高原，地貌主要受地質構造與地層巖性的控制，外力有剝蝕和水流侵蝕作用。地形起伏較大，溝壑梁卯相間分布，黃土沖溝發育，下切深度大，山高坡陡。由于其地形地貌特殊性，致使縣境內運行及在建公路多路段大面積發生水毀、滑坡等不良地質災害。

以下結合兩個水毀項目的勘察，對低等級公路水毀勘察方法進行研究。

1 項目概況

項目一：鎖關路（鎖南至關卜公路）K20+000～K20+080段于2019年9月20日在路面左側發現一長約35m，寬度2-3mm的縱向裂縫。

項目二：鎖河路（鎖南至河灘公路）K12+650～K12+745段于2019年9月15日出現一延路線方向呈弧形下錯高度約1.2m的錯臺。

經多次踏勘現場，觀測裂縫和錯臺變化，兩處段落均擬似由于降雨引起的潛在滑坡。

2 勘察方法

根據現場踏勘，裂縫變化程度，確定該兩處災害主要是因為降雨后，由于道路排水不暢和排水涵洞、溝渠設置不合理，將水直接漫灌排至道路側耕地或緩坡地段。由于其以隔水層泥巖為基座，傾向與地形相一致，上部覆填土和透水性較差的粘土，水流下滲至隔水層沿泥巖面潛滲，致使形成滑坡跡象。幸好道路段位于潛在滑坡后緣，未造成其中斷。

兩個項目均通過地質調查為主，輔以地質鉆探、物探等方法進行勘察[1-3]，明確其災害或不良地質性質類型，通過各勘察方法對比，探索各方法的適用性。

2.1 地質調查

各災害段均存在裂縫錯臺，伴隨灌木倒傾，滑坡前緣地形較陡圓凸，伴隨溜塌，并存在滲水現象，表層土體松散松軟，有擠壓涌起現象[4]，如圖一。

圖一 水毀現象

項目一：路面有一長35m，寬3-5mm的縱向裂縫，排水溝水泥漿脫落明顯；路基邊坡下緩坡中部有一與線路平行的縱向貫通裂縫并形成錯臺，縫長約60m，寬10-20cm，下錯高度20-40cm。前緣伴隨滲水，土體松軟，明顯可見土體擠壓涌起。

項目二： 路面裂縫延線路方向呈弧形，長約82.0m，寬10-35cm，下錯高度0.3-1.2m。且有一垂直于路線方向的裂縫，長約20m，寬度1-8cm。由于路基延裂縫下錯，致使路線一側擋墻受力不均，呈現不同程度的裂縫、倒傾。路基下部田地前緣地帶有一與線路大體平行且貫通的不規則裂縫并錯臺，長約123.0m，寬度20-60cm，下錯0.6-1.6m。裂縫周邊有長寬不一的其他受此裂縫影響形成的張拉裂縫。此裂縫前后各有一系列影響裂縫，皆因受水作用已經發生錯動而形成，呈半圓形，就近房屋和道路已出現裂縫且變形。前緣伴隨滲水現象，出水點下部斜坡濕滑，土體松軟，在凹槽段明顯可見滑坡、溜塌痕跡。

2.2 地質鉆探

為查明潛在滑動體地層結構，在滑動段布置鉆孔，根據鉆探資料，其地層結構如下。

項目一：0.0-4.5m雜填土；4.5-7.80m淺磚紅色粘土，遇水軟化，失水干硬。其中6.2-7.1m為灰色淤泥質黏土，手搓可呈條，含腐殖質并有臭味；7.8m以下泥巖。施鉆過程未見地下水明顯出露，12h后測得水位為6.2m。

項目二：0.0-3.4m填土；3.4-9.0m淺磚紅色粘土，黏性大，手搓可呈條，遇水軟化，失水干硬；9.0m以下泥巖，其中9.0-10.2m巖芯破碎，呈碎塊狀，含水量較高。施鉆過程初見水位9.0m，12h后測得穩定水位為8.2m。

2.3 物探方法

工程物探是以巖土體的物性差異來確定其空間分布，測定其物性參數，來解決地質問題的勘探方法，其方法多種多樣，該項目采用地質雷達和電測深法來對其適用性進行驗證。

2.3.1 地質雷達

沿線路走向方向和橫向各布置地質雷達剖面，用于驗證鉆探及地質調查結論。

項目一：由雷達波形圖（如圖二）可看出縱向剖面有兩條明顯的分層特征，層位1埋深4.50-5.00m，層位2埋深8.0-9.0m，其層間5.0-9.0m深度為高含水層或松散層；橫向剖面有一條明顯的分層特征，其埋深3.0-4.0m，其下部為高含水層或松散層。

圖二 地質雷達波形圖（項目一）

項目二：雷達波形圖顯示橫向剖面有兩條明顯的分層特征，層位1埋深4.0-5.0m，層位2埋深10.0m。根據地質調查和鉆探資料，層位1上部屬松散層，為路基填筑土；層位間較密實，為粘土；層位2以下為基巖；與鉆探資料相一致。

2.3.2 電測深

各項目取距鉆孔較近的測點進行電阻率反演，與鉆探資料進行對比分析。

項目一：通過對測點所測電阻率進行反演如圖三。

圖三 電阻率反演圖（項目一）

分層結果：第一層為距地表垂深0-1.05m，厚度1.05m，平均電阻率為31.78Ω.m；第二層為垂深1.05-1.58m，厚度為0.53m，平均電阻率為47.66 Ω.m；第三層為垂深1.58-3.77m,厚度為2.19m，平均電阻率為12.96Ω.m；第四層為垂深3.77m-∞。

項目二：通過對測點所測電阻率進行反演，得到分層結果如下：第一層為距地表垂深0-4.99m，厚度4.99m，平均電阻率61.33Ω.m；第二層為垂深4.99-12.95m，厚度為7.96m，平均電阻率27.06Ω.m；第三層為垂深12.95m-∞。

綜述：根據地質調查、地質鉆探和地質雷達、電測深等資料分析，其兩處均為降雨排水不暢及排水設施不合理，水流下滲沿泥巖面潛滲，致使形成潛在滑坡[5]。

項目一：鉆孔結構顯示，6.2-7.1m為灰色淤泥質黏土軟弱夾層，水位6.2m；地質雷達縱橫向波形圖變化特征與地形起伏基本一致，層位變化與鉆探資料一致；電測深電阻率變化與地層結構及其密實程度相符。

綜合各勘察方法，推斷其潛在滑動面埋深6.2-7.1m左右，推測其滑動斷面如圖四。

圖四 推測滑動斷面圖（項目一）

項目二：鉆孔結構顯示，9.0-10.2m巖芯破碎，含水量較高，初見水位9.0m，穩定水位為8.2m；地質雷達波形圖由于上部存在錯臺及其滑動面影響帶，其剖面波形圖起伏較大，下部基巖界限明顯，整體與鉆探一致；電測深電阻率變化與地層結構及其密實程度相符[5]。

綜合各勘察方法，推斷其潛在滑動面埋深9.0-10.0m左右。

3 結論

根據以上水毀項目的勘察，結合近兩年省內隴南、東鄉和天水等地區水毀項目的勘察，針對低等級尤其是農村公路水毀項目，對勘察工作的范圍和深度提出以下措施和建議。

1)項目一、二是由于水毀引起的潛在的不良地質，采取的勘察方法多樣，成果詳實。簡單的水毀項目僅可通過地質調查，采用擋墻等形式予以修復；對于水毀引起的潛在的不良地質和已經發生的小型地質災害需要根據類型及后果選擇合適的勘察方法并加以處置[2]。而大中型的地質災害需要專門進行研究處置[4]。

2)根據水毀成因，可采取地質調查、地質鉆探、物探等方法，各方法既獨立又能配合驗證，既簡便、且不影響工期而又節省費用，還能為保證設計深度而不返工，既治標又治本。

3)勘察方法多種多樣，如何根據項目特點、工程類型、設計深度和施工要求等采取適合的勘察方法已經不是困擾我們勘察人的問題，尤其針對中小型項目，項目人需要重視勘察工作，尊重勘察成果。