公路崩塌落石灾害机理及防治

公路崩塌落石灾害机理及防治

张志鹏

榆林四通工程监理咨询有限公司陕西省榆林市719000

摘要：随着我国经济的快速发展及西部开发战略的推进，穿越西南、西北山区复杂地形地貌区域的高等级公路越来越多，随之带来的各种工程问题也日益增多。崩塌作为山区常见的一种不良物理地质现象，对山区公路的修建及后期运营造成了严重的影响，目前崩塌落石的破坏机理及防治技术逐渐得到的工程技术人员的关注。

关键词：公路；崩塌落石；灾害机理；防治措施；分析

引言：近年来随着我国公路里程的增加，公路灾害也在与日俱增，所造成的损失也越来越大。主要是因为我国山区公路较多，地质条件复杂，再加上气候多变、人为开挖的影响，比较容易造成灾害的发生，像泥石流、滑坡、崩塌等，都会对公路造成灾难性破坏。面对频发的公路灾害，如何进行应急处置和灾后防治是当前迫切需要解决的问题。本文就公路崩塌灾害的应急处置及灾后防治研究提出简要综述和若干建议。

1.崩塌落石的破坏模式

1.1倾倒式崩塌

在岩溶区、黄土冲沟地段、峡谷等陡坡上的直立岩体由于节理、裂缝的发育，在失稳时以坡脚某点为中心，发生整体性倾倒。

1.2滑移式崩塌

不稳定岩体有向下倾斜的光滑结构面或软弱面，在重力、岩体裂缝中水压力等诱因的影响下，一旦岩体重心滑出陡坡，即会发生突然崩塌。

1.3拉裂式崩塌

软硬相间的岩层在风化作用、河流冲蚀作用下，岩体上部的断面常以悬臂梁的形式突出来，突出岩体上的构造节理和风化节理在长期重力的作用下不断发育，产生裂缝，一旦岩体抗拉强度不能满足时即会产生崩塌落石。

1.4鼓胀式崩塌

当较厚的软过岩层存在于陡坡上不稳定岩体下方时，一旦有大量的水分进入，软弱岩体会被软化，具有垂直节理的岩体下部的软弱岩体被挤出后，不稳定岩体会不断下沉外移直至出现崩塌落石。

1.5错断式崩塌

对于陡坡上的板状和长柱状的不稳定岩层，其垂直裂隙发育，一般不会发生鼓胀崩塌或者滑移崩塌，但在一些因素的影响下，岩土体自重不断增加，岩体的下部会由于重力作用而被剪断，发生崩塌落石。

2.崩塌落石的影响因素

公路崩塌落石灾害的产生是内部因素和外部因素共同作用的结果，内部因素包括陡坡的地形地貌、地层岩性、地质构造等，外部因素包括雨水及地下水侵入、地震、人为震动等。研究分析崩塌落石的影响因素是开展防治工作的重要任务。

2.1地形地貌

陡峭的斜坡地形是形成崩塌落石的必要条件。对于海、湖、河谷和冲沟的陡峻斜坡，更易发生崩塌落石灾害，且随斜坡的坡度、坡高的增大，崩塌落石灾害的规模和强度变大。一般来讲，对于坡度大于45°、坡高大于20m以上的陡峻边坡，发生灾害的可能性较大。

2.2地层岩性

于块状的或厚层状的、坚硬的或较坚硬的脆性岩石，如花岗岩、砂岩、砾岩等可以构成较为陡峻的边坡，且构造节理较为发育，适于崩塌落石灾害的发生。

2.3地质构造

由于各种不同地质构造作用，山体的岩层会遭到不同程度的破坏，原来完整的岩体也会被切割成大小不同的碎裂体，如褶皱背斜核部常常发生折断现象、两翼的岩层呈现出单斜状，为岩质边坡的崩塌碎石产生提供了条件。

2.4水分的影响

崩塌落石和降雨量有着密切关系，据统计崩塌落石有80%以上都发生在雨季，特别是雨中和或者雨后不久，很少发生旱季，且崩塌落石次数和降雨强度成正比关系。

2.5地震的影响

地震时地面会产生强烈震动，对于山区陡坡地段的崩塌落石现象主要集中在Ⅷ-Ⅸ度烈度区，其次是Ⅶ度烈度区。

3.公路崩塌灾害的防治措施

3.1主动防护措施

其原理是从崩塌产生的条件和影响因素方面考虑的，崩塌的产生要满足一定的条件和受一些外界因素的影响，主动防护是采取措施使边坡不满足崩塌发生的条件或者使它不受外界因素的影响。归纳起来就是四个字：“清、排、护、固”。“清”是指清理坡面，把坡面上可能发生崩塌的不稳定岩体全部清除，包括已经崩塌的落石和有可能发生崩塌的危岩体，这也是最彻底的防治办法。这种防治措施适用于规模不是很大的崩塌灾害，优点是可以避免进一步的破坏坡体原本结构。清除方法一般多采用机械或人工方法。清除坡面后最好结合其他防护措施，如SNS防护网。“排”是指排水设计，考虑到水是影响崩塌发生的重要因素，在边坡上缘设置截水沟，把地表水阻止在危险岩体之外，以减少或避免水对岩体的侵蚀作用，防止岩体向不稳定进一步发展。适用于存在裂缝或裂隙水压力的坡面。“护”是指采取护坡措施把坡面与外界隔离开，防止风化作用的影响。如：一是护面墙，为了避免坡面免受大气因素影响，防止进一步风化而修建的墙。适用于具有一定稳定性的软质岩层和破碎岩石边坡。护面墙除了自重，不承受荷载的作用，仅起防止风化、保护岩石与外界隔离的作用。护面墙结合边坡绿化，效果较好。二是抹面与锤面，与护面墙相同，都能够保护坡面免受外界因素的影响。适用于易风化、本身是稳定的、没有地下水的软岩。优点是它的使用不受坡面形状、坡度的限制，而护面墙一般要求坡面平整且坡度较缓。抹面与锤面的使用期限比较短，不适用于高等级公路。“固”是指把有可能发生崩塌的危岩体固定在坡面上，以阻止崩塌发生。如：首先勾缝与灌浆，用砂浆或水泥浆把边坡岩石裂隙或节理缝隙填充起来，以增强岩石的完整性和岩体强度，防止裂缝的进一步扩大，起到稳固边坡的作用。适用于岩石较坚硬且抗风化能力较强的岩石边坡，节理裂缝多而细者用勾缝，大而深者用灌浆。其次干砌片石防护，属于挡土墙的一种，可以承受一定荷载作用，适用于坡度较缓的土质边坡、严重剥落的软质岩石边坡。如果外部作用使边坡有灾害变动的趋势，它可以对坡体起到一定支挡作用，相当于也是把坡体固定住，它同时也能避免水流对坡脚的作用。最后浆砌片石防护，对于比较潮湿的坡度较缓土质边坡和严重剥落的软质岩石边坡，采用干砌片石防护效果不好时，一般采用浆砌片石防护，其作用是相同的。

3.2被动防护措施

其防治原理是采取措施对崩塌发生后的落石进行拦挡，减少其对公路的危害。归纳起来就一个字：“拦”。常见的被动防护措施主要有SNS被动防护网、落石槽、拦石墙等。SNS被动防护网，把钢绳网立设在边坡的适当位置，以拦挡崩塌落石危害公路，适用于边坡不是太破碎，坡度不太陡的情况，比较常用。拦石墙和落石槽，这两种工程措施往往配合使用，对于岩崩和落石起到拦挡、缓冲作用。适用于有一定宽度地表平台的较缓坡体。

结语：综上所述，我国崩塌灾害频发，对公路的危害也越来越严重。一旦公路崩塌灾害发生，首先要对公路崩塌灾害进行应急处置，建议通过查找原因、应急避险、打通道路三个步骤进行。然后再对其实施灾后防治措施。公路崩塌灾害的防治措施有很多种，归纳起来五个字：“清排防固拦”。

参考文献：

[1]沈党云，泮俊，李兆鹏.杨家岩公路边坡崩塌落石危害及防护定量评价研究[J].公路交通科技（应用技术版），2013，9（06）：43-45.

[2]王犇乾，穆剑雄.国外某公路崩塌灾害防治措施研究[J].山西建筑，2013，39（10）：130-132.

[3]苏天明，王根龙，叶剑渊，代婧瑜，张艳鸽.山区公路崩塌地质灾害危险性分级系统（RFRS）[J].公路交通科技，2012，29（03）：51-57.