淺析山區(qū)公路地質(zhì)災(zāi)害的形成條件及防治措施

尹淏

（云南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，云南 昆明 650000）

0 引言

近些年來，區(qū)域經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，交通的作用逐漸顯示出來。本文通過對(duì)云南省當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)災(zāi)害形成的條件進(jìn)行分析，制定了相對(duì)應(yīng)的防治措施。在發(fā)展的過程中，立足于區(qū)域的實(shí)際情況，采用科學(xué)合理的手段，提升山區(qū)的整體形象，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

1 山區(qū)公路地質(zhì)災(zāi)害的形成條件

云南省大部分地區(qū)都是山區(qū)，因此在公路路線布設(shè)的過程中，會(huì)根據(jù)山脈的走向和下側(cè)進(jìn)行布設(shè)。雖然這樣做能夠達(dá)到通信的效果，但也讓公路整體暴露出來，極易受到地質(zhì)災(zāi)害的影響。對(duì)于山區(qū)公路造成影響的常見的地質(zhì)災(zāi)害有以下4 種。

1.1 崩塌

針對(duì)山區(qū)公路地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的頻率可知，當(dāng)前山體災(zāi)害中發(fā)生次數(shù)最多的便是崩塌。出現(xiàn)崩塌的主要原因還是受到風(fēng)化作用和自重的影響，從而導(dǎo)致巖石從母巖上脫離，造成崩塌[1]。在這個(gè)過程中，巖石會(huì)沿著陡峭的山坡直接往下滾落，從而導(dǎo)致公路上的行車安全。根據(jù)相關(guān)的研究表示，當(dāng)山體的坡度超過45°的時(shí)候，將容易出現(xiàn)崩塌的可能。隨著坡度越來越大，崩塌造成的危害也就越大。同時(shí)，如果山體存在節(jié)理發(fā)育的巖石，這類巖石在發(fā)育的工程中，存在著很多的不確定性，尤其是上面還有硬質(zhì)巖石的時(shí)候，很容易發(fā)生崩塌的可能。云南省屬于亞熱帶高原季風(fēng)氣候，日溫度相差比較大，降水比較密集，在多種因素的影響，巖石的風(fēng)化速度加快，巖體很難保持穩(wěn)定，大大增加了崩塌的概率[2]。

1.2 滑坡

滑坡的出現(xiàn)原因和崩塌相似，山體滑坡的出現(xiàn)也和風(fēng)化作用、自重有著直接關(guān)系。由于巖體和土體是沿著山坡的弱結(jié)構(gòu)面進(jìn)行分布的，這也就導(dǎo)致發(fā)生地質(zhì)傷害時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)整體下滑的情況。從破壞程度可知，滑坡比崩塌危害更大。一般情況下，一旦山區(qū)發(fā)生滑坡，緊鄰的山區(qū)公路、村莊，將會(huì)被掩埋，不僅影響交通，還對(duì)居民的生命財(cái)產(chǎn)造成威脅。而滑坡的出現(xiàn)的原因有很多，首先就是山體下方地下水資源比較豐富，當(dāng)巖層的裂縫比較多的時(shí)候，地下水就會(huì)填充到裂縫中，導(dǎo)致巖石之間的摩擦力下降，結(jié)構(gòu)面自重增加，遇到外力的時(shí)候，發(fā)生滑坡可能性就大了不少。其次就是地區(qū)降水量，云南省降水在季節(jié)上和地域上的分布非常不均勻，雨季集中在5—10 月，大部分地區(qū)的降水量能達(dá)到1000mm 以上，最多的時(shí)候降水量甚至已經(jīng)達(dá)到2200～2700mm。降水量集中導(dǎo)致在雨季時(shí)，水體體增加，結(jié)構(gòu)面之間的摩擦力降低，從而導(dǎo)致滑坡災(zāi)害問題的出現(xiàn)。最后就是區(qū)域板塊的活動(dòng)，當(dāng)發(fā)生劇烈運(yùn)動(dòng)，區(qū)域內(nèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)面受到擠壓，從而導(dǎo)致滑坡災(zāi)害的出現(xiàn)。

1.3 泥石流

在自然災(zāi)害中，泥石流主要是以山洪災(zāi)害顯示，不過由于泥石流的產(chǎn)生中還包含著大量的石頭、淤泥還有一些雜物的物流，因此相對(duì)于山洪，泥石流的污染物含量也更加豐富，危害也更加大。所以通常泥石流都是在一定的自然條件中發(fā)生，并且出現(xiàn)的地方多在山勢(shì)險(xiǎn)峻、溝谷或縱坡比較高的區(qū)域。由于泥石流自身結(jié)構(gòu)面積非常大，對(duì)周圍造成的破壞很大，很容易導(dǎo)致塌方情況的出現(xiàn)。泥石流的形成主要還是因?yàn)榻涤炅吭龃螅罅坑晁疂B入巖石內(nèi)，進(jìn)一步加大了結(jié)構(gòu)的重力，從而造成泥石流災(zāi)難的出現(xiàn)。在災(zāi)害出現(xiàn)的地方，周圍散落了很多固體物，和結(jié)構(gòu)面間的關(guān)聯(lián)系也相當(dāng)?shù)停虼水?dāng)受到外來物質(zhì)的影響時(shí)，很容易被攜帶到其他地域。大部分公路所在的區(qū)域都處于下游，當(dāng)上游出現(xiàn)持續(xù)性降水天氣時(shí)，水體的補(bǔ)充對(duì)河流的沖擊力增強(qiáng)，當(dāng)達(dá)到一定限度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致泥石流災(zāi)害的出現(xiàn)。

1.4 塌陷

塌陷就是巖層結(jié)構(gòu)發(fā)生了向下塌陷的情形，在山地路面上，地面結(jié)構(gòu)塌陷的情形較為直觀。從目前塌陷的情形中可發(fā)現(xiàn)，塌陷的種類大致有巖溶類型塌陷和采空型塌陷。巖溶類型的塌陷大多由于區(qū)域地下存在著溶洞，在前期建設(shè)的時(shí)候，未能進(jìn)行地面補(bǔ)強(qiáng)和溶洞回填工作。這也就造成了在后期使用過程中，部分頂板的承壓能力低于實(shí)際負(fù)荷。當(dāng)頂板所受到的水壓超過規(guī)定限值時(shí)，就會(huì)發(fā)生塌陷現(xiàn)象。在這個(gè)過程中，如果部分區(qū)域地下溶洞空間比較大，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在前期處理的過程中，未能取得期望中的效果，就會(huì)存在塌陷的可能性。至于采空區(qū)坍塌出現(xiàn)的原因更多的是人為因素，在資源開采過程中，由于不能對(duì)開采做出科學(xué)合理的計(jì)劃，使得巖土頂層結(jié)構(gòu)的承受能力下降，在地下水的影響下，結(jié)構(gòu)程度降低，極易出現(xiàn)坍塌的情況。

2 山區(qū)公路地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防措施

2.1 建立災(zāi)害預(yù)警體系

對(duì)于山區(qū)公路地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防，可以通過災(zāi)害預(yù)警體系對(duì)于可能會(huì)出現(xiàn)的災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警。同時(shí)在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生之后，相關(guān)的組織人員也能及時(shí)做好準(zhǔn)備，進(jìn)行救援，以降低災(zāi)害對(duì)當(dāng)?shù)貐^(qū)域的影響。在具體操作的過程中，可以借助互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)以及遙感技術(shù)等對(duì)當(dāng)?shù)貐^(qū)域地質(zhì)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，并將收集的數(shù)據(jù)通過BIM 技術(shù)進(jìn)行三維模型的建圖，對(duì)當(dāng)前區(qū)域未來可能會(huì)發(fā)生的情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而降低自然災(zāi)害造成的影響。除此之外，在構(gòu)建災(zāi)害預(yù)警體系的同時(shí)，也可以搭配一些模型，對(duì)一些自然災(zāi)害的發(fā)生趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，提前做好預(yù)防措施。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到區(qū)域?qū)?huì)有崩塌、滑坡等自然災(zāi)害發(fā)生的可能性時(shí)，提前對(duì)附近的村民進(jìn)行疏散工作，并暫停山區(qū)道路的通行，以此來降低自然災(zāi)害的負(fù)面影響。

2.2 加強(qiáng)邊坡防護(hù)工作

應(yīng)對(duì)山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的過程中，可以通過加強(qiáng)邊坡來達(dá)到防護(hù)的目的。在這個(gè)過程中，加強(qiáng)對(duì)邊坡的防護(hù)，可以有效地穩(wěn)固邊坡結(jié)構(gòu)的綜合屬性，減低山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率，減輕因?yàn)?zāi)害而對(duì)區(qū)域發(fā)展造成的經(jīng)濟(jì)損失，從而達(dá)到預(yù)防和治理的目的。對(duì)邊坡防護(hù)加強(qiáng)的過程中，主要措施有支檔工程、加固工程以及坡面防護(hù)工程等[3]。由于工程龐大，因此在具體施工的過程中，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行施工，選用和地質(zhì)災(zāi)害相適應(yīng)的防護(hù)工具。在山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防的過程中，工程措施雖然能起到很好的防護(hù)效果，但同時(shí)也對(duì)周圍的環(huán)境造成一定的破壞，影響當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡。因此在進(jìn)行邊坡防護(hù)的過程中，一定要將經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益進(jìn)行結(jié)合，使其既能達(dá)到治理山區(qū)災(zāi)害目的，又能達(dá)到環(huán)境治理的效果。

2.3 綠化工程的應(yīng)用

對(duì)于山區(qū)來說，開展綠化工程能夠起到很好的固土能力，以此來達(dá)到降低自然災(zāi)害問題發(fā)生的可能性。當(dāng)出現(xiàn)強(qiáng)降雨天氣或者板塊劇烈活動(dòng)時(shí)，一些坡度比較大的山坡就很容易出現(xiàn)山體滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。不僅會(huì)對(duì)公路的正常運(yùn)行造成影響，還會(huì)對(duì)周圍居民的生命健康產(chǎn)生威脅。因此，加強(qiáng)對(duì)綠化工程的建設(shè)，能夠起到很好的預(yù)防效果。在這個(gè)過程中，通過植物根部的固土能力，提高周圍土壤的穩(wěn)定性，在一定程度上緩解地質(zhì)災(zāi)害帶來的影響。在對(duì)植被進(jìn)行選擇的過程中，可以優(yōu)先選擇一些扎根能力強(qiáng)、更細(xì)、更發(fā)達(dá)的植物品種，以此來提高邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。除此之外，實(shí)行綠化工程還能促進(jìn)區(qū)域生態(tài)平衡，對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境起到良好的促進(jìn)效果。但在實(shí)施的過程中，植被生長需要的周期較長，很難在短期內(nèi)看到成效。因此在前期綠色工程預(yù)防的過程中，還是需要搭配一些防護(hù)措施，以此來提高綠化工程的整體效果。

2.4 制定避讓措施

針對(duì)山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防的過程中，可以制定相應(yīng)的避讓措施來降低可能會(huì)出現(xiàn)的損害。在這個(gè)過程中，可以繞過一些危險(xiǎn)的地區(qū)來減低其負(fù)面影響，從而提高公路建設(shè)整個(gè)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果。在山區(qū)區(qū)域建設(shè)中，由于公路是沿著高山峽谷進(jìn)行延伸，長期下去，勢(shì)必會(huì)遭受滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的影響。再加上，山區(qū)地區(qū)公路建設(shè)造價(jià)比較高，很難獲得經(jīng)濟(jì)收益。一旦受到地質(zhì)災(zāi)害，造成的損失是無法估量的。因此在山區(qū)進(jìn)行公路建設(shè)時(shí)，要制定相應(yīng)的避讓措施，選擇地質(zhì)較穩(wěn)定的區(qū)域進(jìn)行公路布局路線的施工，避免因?yàn)楣こ探ㄔO(shè)破壞區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的平衡，最終出現(xiàn)重大地質(zhì)災(zāi)害，而造成人員傷亡。在這個(gè)過程中，針對(duì)重大地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生區(qū)，可以根據(jù)區(qū)域的實(shí)際情況選用隧道穿越地質(zhì)災(zāi)害體或者建造大型橋梁的方式，盡可能地減少工程造價(jià)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害體的影響。以云南省為例，該地區(qū)幾乎所有的區(qū)域都是山區(qū)，在公路建設(shè)的過程中，受地形條件的限制最大，因此在進(jìn)行公路設(shè)計(jì)的過程中，可以采用一些避讓的措施，降低地質(zhì)災(zāi)害的損失。選用隧道穿越的方式能夠避讓一些地質(zhì)災(zāi)害，減少損失。利用大跨徑橋梁跨越大型泥石流溝，不僅能節(jié)約工程造價(jià)成本，也能保障施工過程中工程建設(shè)和公路隧道的安全運(yùn)營。與此同時(shí)也要對(duì)區(qū)域內(nèi)水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件以及氣候條件等情況進(jìn)行全方位的調(diào)查和分析，并通過現(xiàn)代技術(shù)對(duì)地質(zhì)勘探的成果以及現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行模擬，對(duì)可能發(fā)生重大地質(zhì)災(zāi)害的地域采取改線避讓的措施，從根源上規(guī)避地質(zhì)災(zāi)害帶來的威脅。在運(yùn)營階段，已有公路區(qū)域如果發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害或者存在地質(zhì)災(zāi)害的隱患時(shí)，需要采取封閉措施，疏散人群以及車輛，盡量減少地質(zhì)災(zāi)害帶來的損失和傷亡。在公路工程期間，制定避讓措施，使其發(fā)揮作用，能夠從根本上解決地質(zhì)災(zāi)害對(duì)公路工程造成的影響。

3 山區(qū)公路地質(zhì)災(zāi)害的治理措施

3.1 優(yōu)化排水系統(tǒng)布局

針對(duì)已經(jīng)建設(shè)好的山區(qū)，可以通過優(yōu)化排水系統(tǒng)布局，達(dá)到治理地質(zhì)災(zāi)害的目的。在這個(gè)過程中，通過優(yōu)化排水布局，對(duì)降水量進(jìn)行合理的控制，減少降水對(duì)地質(zhì)的侵害，以此來避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生的概率。在山區(qū)公路地質(zhì)災(zāi)害中，滑坡的出現(xiàn)和降水量以及地下水的活躍程度有著密切的聯(lián)系，因此在進(jìn)行治理的過程中，需要做好區(qū)域的排水工作，減少水體對(duì)于山體的影響。在對(duì)山區(qū)公路地質(zhì)災(zāi)害處理的過程中，要結(jié)合當(dāng)?shù)貐^(qū)域的實(shí)際情況對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化處理，結(jié)合山體特征，加快地表水與地下水的排出速度，減少積水的出現(xiàn)。例如，對(duì)于排水溝進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，其水流方向需要和滑坡的方向保持一致，借助地形的優(yōu)勢(shì)，將水排放到排水溝中，以此來減輕水體對(duì)地質(zhì)的侵害，達(dá)到迅速排水的目的[4]。

3.2 做好攔截和排導(dǎo)工作

完善攔截和排導(dǎo)工作，使其能夠在最大程度上提高公路的穩(wěn)定性，達(dá)到山區(qū)公路地質(zhì)災(zāi)害治理的目的。針對(duì)山區(qū)公路地質(zhì)災(zāi)害的具體治理過程中，需注意以下兩點(diǎn)，①需要在邊坡尋找一個(gè)合適的位置，對(duì)山體進(jìn)行排導(dǎo)槽和渡槽的施工。在這個(gè)過程中，排導(dǎo)槽的作用就是在面對(duì)泥石流的時(shí)候，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行疏導(dǎo)，而渡槽能夠幫助泥石流排出。這種措施在面對(duì)中小型泥石流時(shí)，可以起到很好的促進(jìn)作用。②做好攔砂壩的施工，在面對(duì)山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的過程中，最主要的作用便是對(duì)泥石流進(jìn)行阻攔，以此來降低泥石流對(duì)公路工程和附近居民的傷害。在實(shí)施的過程中，需要根據(jù)山體的特征來確定攔砂壩的高度，再結(jié)合綠化工程，從而起到緩解泥石流沖擊的作用。

3.3 加固公路山體結(jié)構(gòu)

通過加固公路山體結(jié)構(gòu)，能夠減少崩塌對(duì)公路工程和附近居民的危害，同時(shí)還能起到穩(wěn)定山體結(jié)構(gòu)的作用。在進(jìn)行山體結(jié)構(gòu)加固的過程中，可以采用錨固施工、固網(wǎng)噴護(hù)施工等方法。在具體施工的過程中，采用錨固施工的方式需要搭配鋼筋工程、錨桿以及錨索等工程。雖然能達(dá)到理想中的鞏固效果，但這種方式會(huì)對(duì)周圍植被造成影響，嚴(yán)重限制區(qū)域植被生長，從而對(duì)當(dāng)?shù)貐^(qū)域生態(tài)環(huán)境造成影響[5]。因此，這種加固方式并不是最佳的方法。雖然還有地區(qū)會(huì)使用，但更多的是采用固網(wǎng)噴壺施工技術(shù)進(jìn)行加工。在日常施工中，采用固網(wǎng)噴護(hù)施工不僅能夠加固公路山體結(jié)構(gòu)，減少自然災(zāi)害發(fā)生的概率。同時(shí)，在山體表面覆蓋掛網(wǎng)，還能夠改變巖體的下落方向以及下落的趨勢(shì)，減少山區(qū)災(zāi)害對(duì)公路工程造成的傷害，降低其危害性。

3.4 潛在故障的提前處理

對(duì)于山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害，其發(fā)展的基本就是巖石和巖土等，完善相關(guān)的治理措施，最主要的一點(diǎn)就是將工程中潛在的危機(jī)進(jìn)行處理。進(jìn)行公路施工的過程中，可以提前將一些危石給處理掉，并對(duì)過厚的巖土層進(jìn)行一定的調(diào)整，從而從根源上解決問題，將故障控制在合理的范圍之內(nèi)，提高山區(qū)公路在運(yùn)行過程中的安全性。

4 結(jié)語

綜上所述，公路工程地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生情況的原因很多，因此要加強(qiáng)對(duì)山區(qū)實(shí)際情況進(jìn)行深入分析，不斷尋找解決的方式。通過不斷的優(yōu)化、預(yù)防和治理，能夠有效地降低地質(zhì)災(zāi)害帶來的破壞性，推動(dòng)我國山區(qū)公路事業(yè)朝更好方向發(fā)展。