李二新
摘 要:5.12汶川地震重創(chuàng)甘肅文縣,亦為南北向貫穿縣境的國道212線留下了諸多滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害隱患。歷時兩年的地震災(zāi)后重建,有效地恢復(fù)了公路的通行能力和服務(wù)水平,但對地質(zhì)災(zāi)害的處治尚不完善;在其后降雨、后續(xù)地震等因素的誘發(fā)下,災(zāi)害顯著發(fā)育,嚴(yán)重破壞了各類公路構(gòu)造物。本文以國道212線高樓山路段三處典型的滑坡為例,全面分析了區(qū)域的自然地理、地質(zhì)環(huán)境和災(zāi)害的誘發(fā)因素,并有針對性地提出了治理災(zāi)害的建議措施。
關(guān)鍵詞:滑坡;原因;分析;國道212線
中圖分類號:P642.22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)09-0128-01
并線進(jìn)入文縣境內(nèi)的國道212線(蘭州~重慶)和247線(景泰~昭通),自北向南翻越高樓山后相背而行:247線逆江向西,212線順江而東。作為文縣聯(lián)系外界的僅有的兩大交通主動脈,社會戰(zhàn)略意義十分顯著;加之,據(jù)世界自然遺產(chǎn)九寨溝之要沖,其經(jīng)濟(jì)效益的前景也十分廣闊。兩國道高樓山越嶺段(以下表述為國道212線高樓山路段)最低處北坡腳海拔820m,越嶺埡口海拔1850m?;率怯绊懝钒踩珪惩ǖ某R姷刭|(zhì)災(zāi)害。著名的川藏公路102滑坡在公路建設(shè)之初即現(xiàn)成災(zāi)先兆,在1991年6月16日~18日路基急劇沉降逾3m,堰塞帕隆藏布河成湖,導(dǎo)致該年度交通中斷179天。2004年1月23日,會寧縣境內(nèi)的國道312線發(fā)生滑坡,150m范圍內(nèi)的路基整體下滑近20m,滑動土體達(dá)4.0×105m3,一輛正在通行的汽車被突然下滑的土體掀翻。
1 滑坡特征
1.1 研究區(qū)域自然地理概況
高樓山地處文縣中部,為中高山地貌,主峰金子山海拔3113m。區(qū)域內(nèi)冬季高寒、夏季潮濕;年降雨總量較大,但時空分布不均勻;南北兩坡分別孕育了文縣八河中的馬蓮河與洋湯河。氣候呈顯著的垂直分布特征。高樓山地處南秦嶺地槽褶皺帶(北部)與揚(yáng)子準(zhǔn)臺地(南部)兩大構(gòu)造單元的過渡區(qū)域,地層多由變質(zhì)后的砂礫巖組成,地表覆蓋粘性顆粒比重較大的淡黃色亞砂土,透水性差。
1.2 K522+460~+580滑坡
K522+460~+580段滑坡,基巖風(fēng)化嚴(yán)重,山體覆蓋土沿土石結(jié)合面構(gòu)成的滑面滑移,在歷時近兩年后趨于穩(wěn)定。滑坡平面呈縱長型,坡面起伏小,坡角約為35°,面積2.4×104m2,滑動土層厚2~4m,規(guī)模小。穿越滑坡后壁的公路,被其強(qiáng)大的牽引力所撕裂,半幅成為滑坡后壁,半幅成為滑坡臺,后壁臺坎高1.5m。
1.3 K540+610~+700滑坡
K540+610~+700段滑坡為填方路基邊坡的淺層滑移,平面呈橫長冰斗型,沿公路縱長90m,順坡面斜寬10m,高差7.4m,坡度約為45°,厚度8~9m,體積約8.1×103m3,屬小型滑坡。路基由填筑天然溝谷至設(shè)計(jì)標(biāo)高而成型,滑移區(qū)自然坡度在35°~40°之間,滑舌停滯于坡角平緩處,原為農(nóng)田,退耕還林后植落葉松。5.12地震后,該段路基隨即出現(xiàn)緩慢下沉跡象,在其后的兩年半的時間內(nèi),總沉降量約為30cm;2011年5~9月間,頻發(fā)的暴雨促使滑坡急劇加速,致使其年度沉降值高達(dá)2.2m。
1.4 K541+000~+500滑坡
K541+000~+500段滑坡為東北西南走向,呈縱長型平面,南北斜長230m,東西寬160m,滑動土層平均厚度10.6m,屬中型滑坡;形成年代久遠(yuǎn)。滑坡坡面平順,相對高差達(dá)400m;土體松軟、潮濕,坡面滲水痕跡明顯。土體滑出剪出口后,在前方形成一大型堆積平臺,平臺坡度平緩。坡面植被良好?;抡w滑動速度慢,一般在春融和雨季加速蠕動,引起的路基下沉速度一般在10~20cm/年。國道212線K541+050~+150段路基首次穿越滑坡體后,經(jīng)一半徑為20m的回頭曲線折回, K541+230~+360段再次穿越滑坡體。
公路翻越埡口后,依靠包括K540+610~+700和K541+000~+500兩段路基在內(nèi)的大長坡道快速降低高程,坡陡彎急,滑坡引發(fā)的路基沉降進(jìn)一步降低了道路的安全保障水平。
2 滑坡成因分析
2.1 地震
高樓山地處南北地震帶中段的武都—馬邊地震帶,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,強(qiáng)震頻發(fā);根據(jù)相關(guān)區(qū)劃圖,區(qū)域內(nèi)地震動峰值加速度為0.30g,地震動反應(yīng)譜特征周期為0.4s,構(gòu)造物基本設(shè)防烈度Ⅷ度。
公路管理部門提供的相關(guān)資料顯示,2008年5月之前的數(shù)十年內(nèi),國道212線高樓山路段滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育不顯著,既有古滑坡亦處于“休眠期”。汶川地震(8.0級,2008.5.12)及其后的雅安地震(7.0級,2013.4.20)、岷縣漳縣地震(6.6級,2013.7.22)均波及文縣,遂成為觸發(fā)高樓山區(qū)域滑坡地質(zhì)災(zāi)害的主要因素。
沉寂多年的K541+000~+500古滑坡,在地震力的作用下“復(fù)活”成災(zāi),之后,文縣連續(xù)數(shù)年主汛期的強(qiáng)降雨則進(jìn)一步削弱了滑坡自我穩(wěn)定的能力。
2.2 強(qiáng)降雨
2008年~2013年間,暴洪災(zāi)害伴隨地震交替侵襲文縣。其中,最具破壞性的8.12(2010)、8.17(2012)和7.24(2013)強(qiáng)降雨的12小時降雨量均超過100mm,境內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施損失慘重。降雨有效補(bǔ)充了地表徑流和地下水,地表水利用裂隙、孔洞等通道下滲,快速提高了土體飽和的程度,加之優(yōu)良植被的強(qiáng)大蓄水功能對滲入水量的持續(xù)補(bǔ)充,進(jìn)一步促使土體抗剪強(qiáng)度降低,最終導(dǎo)致震后處于極限平衡狀態(tài)的坡面喪失穩(wěn)定。
數(shù)年內(nèi),作為強(qiáng)推手的暴雨,高效地觸發(fā)高樓山地區(qū)的滑坡陸續(xù)發(fā)育成災(zāi)十余處。
2.3 地層地質(zhì)因素
探坑顯示,K540+610~+700段路基填土為雜填土,自頂面至2.0m范圍內(nèi)為填筑碎石土,透水性好,天然級配,最大粒徑1.5cm,零含泥量;2.0~8.0m范圍內(nèi)為就地采取的強(qiáng)風(fēng)化片巖碎塊和混雜其間的粉質(zhì)粘土,透水性差。人工填土下伏千枚巖,灰黑色,易風(fēng)化,水穩(wěn)定性極差。通過踏勘了解到,在最初的路基填筑時,未依據(jù)規(guī)范對原坡面作開挖臺階處理,為路基填土與原坡面間的相對滑移留下伏筆;進(jìn)而,遇水成泥的風(fēng)化千枚巖滑動帶,為坡面的滑移提供了更充分的條件。
K541+000~+500段滑坡的地質(zhì)勘探結(jié)果同樣指出,下臥的炭質(zhì)千枚巖在飽和狀態(tài)下形成的滑帶,仍然是促使滑坡發(fā)生的重要原因,其作用機(jī)理也基本相同;所不同的是,該處滑坡的滑體主要由第四系全新統(tǒng)堆積層構(gòu)成,路基填土不多。
2.4 公路受K522+460~+580滑坡影響成災(zāi)分析
在公路建成后的歷次改建設(shè)計(jì)中,對K522+460~+580段滑坡,均貫徹了從后壁外側(cè)避繞滑體的選線原則;該原則有效確保了路基在役數(shù)十年內(nèi)的整體穩(wěn)定。但近年的地震和強(qiáng)降雨,在短時間內(nèi)加速滑體下挫,產(chǎn)生的強(qiáng)大牽引力在撕裂公路地基的同時,拖動其下沉,進(jìn)而,在重載交通的助力下,路面位移、沉降。
3 處治建議
基于前述滑坡成因分析,提出以下處治建議。(1)K522+ 460~+580段路基,整體左移不小于6m,以確保路線完全繞開滑坡的不利影響。(2)挖除K540+610~+700段路基填土,清理千枚質(zhì)基巖的軟化層,依據(jù)規(guī)范要求開挖臺階,選擇適宜的填料重新填筑路基。(3)限于地形對K541+000~+500段路基改線的不利約束,對該滑坡宜采用錨、擋結(jié)合的方案:回頭彎道內(nèi)側(cè)、上下路基之間的部分滑體,以錨索框格梁予以錨固;以K541+230~+400段公路地基為主的滑體,設(shè)置數(shù)量和斷面適當(dāng)?shù)目够瑯吨酢?