淺析山區(qū)公路路基變形破壞特征及處治措施

梁勇強(qiáng) 覃冷

摘 要：通過(guò)對(duì)重慶市綦江趕水段的公路地質(zhì)背景、基本特征的分析，歸結(jié)出山區(qū)公路的變形破壞機(jī)制特征。此類公路路基在廣大的山區(qū)廣泛分布，特別是西南地區(qū)的公路中具有較強(qiáng)的代表性，對(duì)此類路基變形破壞的成因機(jī)制和變形破壞特征的研究可以為預(yù)防、治理此類路基變形的不良地質(zhì)現(xiàn)象提供地質(zhì)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：公路路基；變形破壞；處治措施

1 引言

2010年9月，重慶市綦江縣趕水某公路出現(xiàn)變形，公路外側(cè)條石擋墻出現(xiàn)外鼓、開(kāi)裂等現(xiàn)象。此事嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)氐墓方煌ㄟ\(yùn)營(yíng)，將造成公路破壞及威脅斜坡下方村民生命財(cái)產(chǎn)的安全，同時(shí)引起相關(guān)部門高度重視。

此類公路路基變形在廣大的山區(qū)、特別是西南地區(qū)的城鎮(zhèn)、交通線路廣為分布。因此，認(rèn)識(shí)此類路基變形的形成機(jī)制和變形破壞特征對(duì)該地區(qū)交通規(guī)劃建設(shè)具有較大的指導(dǎo)意義。

2 地質(zhì)背景

2.1 氣象水文

綦江縣屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，降雨量充沛，多年平均氣溫17.8～18.6°C，多年平均相對(duì)濕度79%～81%，絕對(duì)濕度17.1～18.2毫巴。多年平均降水量1022mm，多年平均日最大降水量為100mm，一年中降水多集中在夏季的7～9月，約占全年降水總量的70.4%。

2.2 地形地貌

工程區(qū)屬構(gòu)造剝蝕丘陵地貌，總體地勢(shì)北西高南東低，公路高程247.18-248.04m之間，相對(duì)高差0.83m。地形坡角一般為1-2°，外側(cè)擋墻高5-6m，為條石擋墻，擋墻近直立。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

工程區(qū)位于明月峽背斜南西翼，巖層產(chǎn)狀260°∠5°，巖體中發(fā)育有構(gòu)造裂隙兩組：L1組：產(chǎn)狀58°∠78°，延伸長(zhǎng)度1.5-2.5m，寬度3-5mm，多無(wú)充填，少數(shù)裂隙充填泥質(zhì)，該組裂隙發(fā)育間距1.50m。L2組：產(chǎn)狀158°∠68°，延伸較長(zhǎng)，寬度5-10mm，裂隙多張開(kāi)無(wú)充填，裂面平直光滑，該組裂隙連通性較好，該組裂隙發(fā)育間距1.5-2.5m。兩組構(gòu)造裂隙裂面未見(jiàn)泥化夾層分布，結(jié)構(gòu)面較平直，無(wú)膠結(jié)，充填泥質(zhì)，結(jié)合差，屬硬性結(jié)構(gòu)面。

2.4 地層巖性

工程區(qū)出露地層有有第四系全新統(tǒng)人工堆積層（Q4ml）、殘坡積層（Q4el+dl）及侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2s）地層。

2.5 水文地質(zhì)條件

工程區(qū)地下水主要為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。接受大氣降雨補(bǔ)給。場(chǎng)地第四系土層主要為素填土，土層透水性、賦水性好，雨季含水一定量地下，但儲(chǔ)存時(shí)間較短，由于其透水性較好，隨著時(shí)間推移地下水沿場(chǎng)地南東側(cè)斜坡低處排泄。工程區(qū)基巖為泥巖、砂巖，泥巖為相對(duì)隔水層，地下水主要存儲(chǔ)于其強(qiáng)風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙中，沿斜坡低處排泄，水量小，砂巖屬相對(duì)透水巖性，場(chǎng)地為斜坡地形，地形坡度較陡，地下水多沿斜坡前緣排泄，地下水儲(chǔ)存條件較差。

3 路基變形的基本特征

3.1 變形特征

該段公路目前發(fā)現(xiàn)公路路面出現(xiàn)變形跡象，變形路段長(zhǎng)度約80m。主要表現(xiàn)在路面開(kāi)裂，裂縫張開(kāi)寬度3-10cm，平面上呈弧形；公路路面下沉，約2-3cm；公路外側(cè)即南東側(cè)條石擋墻出現(xiàn)外鼓、開(kāi)裂等現(xiàn)象（詳見(jiàn)圖1公路平面示意圖）。

圖1 公路平面示意圖

3.2 形成機(jī)制分析

工程區(qū)原始地貌為斜坡地形，地形坡度較陡。210國(guó)道修建時(shí)在該路段進(jìn)行回填，形成填方邊坡，高度約5m左右，邊坡采用條石擋墻支擋，該擋墻底寬90cm，頂寬約50cm，擋墻基礎(chǔ)埋置于強(qiáng)風(fēng)化泥巖中。公路后緣為排水溝，為簡(jiǎn)易排水溝，目前已被后緣坡體堆積物堵塞。近年來(lái)每遇暴雨公路均有不同程度的變形。經(jīng)分析：（1）后緣排水溝排水不通暢，在遇到暴雨時(shí)水量增大，形成淤積，水流沿路基中滲透，加重了填土的重量及降低了其物理力學(xué)強(qiáng)度，使其產(chǎn)生變形。（2）該路段為主要交通要道，車輛流量較大，在長(zhǎng)期車流的動(dòng)荷載作用下使路面產(chǎn)生變形、開(kāi)裂，進(jìn)一步利于地表水下滲到路基填土中。（3）公路外側(cè)擋墻基礎(chǔ)淺埋，支擋結(jié)構(gòu)尺寸不足，同時(shí)基巖面傾角陡（35-40°），具沿基巖面滑移破壞的可能，在暴雨作用下隨著擋墻背后土體容重增大，基底抗滑力降低，其支擋能力不足而導(dǎo)致了土體內(nèi)部發(fā)生變形、滑移破壞。

3.3 變形發(fā)展趨勢(shì)及其危害性

根據(jù)地面調(diào)查結(jié)合勘察結(jié)果表明：該路段所處地段下伏基巖面傾角陡（35-40°），具沿基巖面滑移破壞的可能，第四系土層厚度較大（5.1-7.4m），原有擋墻基礎(chǔ)埋置于下伏強(qiáng)風(fēng)化基巖中，支擋能力低。在此情況下，若長(zhǎng)期遭受暴雨及車流的作用下，該路段極有可能演化成邊坡整體的變形、滑移破壞，將造成公路破壞及威脅斜坡下方村民生命財(cái)產(chǎn)的安全，存在較大的安全隱患，危害性大。

3.4 邊坡整體穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)

根據(jù)邊坡目前的變形情況及成因分析，邊坡變形進(jìn)一步發(fā)展有可能演化成整體的滑移破壞。結(jié)合本場(chǎng)地實(shí)際情況，采用傳遞系數(shù)法計(jì)算邊坡在暴雨工況下的穩(wěn)定系數(shù)。天然狀態(tài)穩(wěn)定性系數(shù)為1.184，飽和狀態(tài)穩(wěn)定性系數(shù)1.019。說(shuō)明邊坡在天然狀態(tài)下處于基本穩(wěn)定，暴雨作用下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)

4 綜合處治措施方案

綜上所述，邊坡目前處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。場(chǎng)地所處位置地勢(shì)狹窄，拆除原有擋墻重新修建重力式擋墻將會(huì)影響交通，公路無(wú)法正常運(yùn)營(yíng)。于原擋墻外側(cè)修建抗滑樁，基礎(chǔ)持力層建議采用中風(fēng)化泥巖和砂巖。該方案具有施工工藝簡(jiǎn)單、施工工期短等特點(diǎn)。能達(dá)到因地制宜的綜合治理目的。

5 結(jié)束語(yǔ)

5.1 公路路基變形破壞的形成發(fā)展有其內(nèi)在條件和外在條件，主要包括地層巖性、坡體結(jié)構(gòu)特征、降雨和風(fēng)化、交通荷載、擋墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。坡體物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征是路基變形形成的內(nèi)在條件，交通荷載、擋墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是路基變形形成的直接外在條件。

5.2 路基的結(jié)構(gòu)特征決定其破壞模式。因此，要加強(qiáng)對(duì)路基變形結(jié)構(gòu)特征的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析工作，認(rèn)清其發(fā)育、發(fā)展階段是工作中的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。

5.3 此類路基變形在廣大山區(qū)、特別是西南地區(qū)的城鎮(zhèn)、交通線路兩側(cè)廣為分布，因此，城市規(guī)劃或交通工程建設(shè)前應(yīng)充分認(rèn)識(shí)所處地段地質(zhì)環(huán)境尤為重要，事先采取防范措施處理，可預(yù)防此類不良地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)生，避免造成重大損失。

參考文獻(xiàn)

[1]張倬元，王士天，王蘭生.工程地質(zhì)分析原理[M].北京：地質(zhì)出版社，1994.

[2]尚岳全，黃潤(rùn)秋.數(shù)值分析方法[M].成都：成都科技大學(xué)出版社，1991.

[3]尉希成，周美玲.支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.