公路路基地质灾害的识别方法研究与分析

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  摘 要:公路交通是我国主要交通方式之一,目前,我国公路网建设基本已成体系,但在公路开通运营后,常常会面临多种地质灾害,尤其是山区公路,因此,做好公路养护工作尤为重要,在公路养护工作中,首先要做的就是对公路路基地质灾害进行有效识别。
  关键词:公路路基;地质灾害;识别指标;识别方法
  公路作为带状生命线工程,展布于复杂的地质环境当中,特别是山区公路,会不可避免地受到各类地质灾害的威胁,对公路路基地质灾害进行有效识别,可以大幅度降低地质灾害对公路运输及人们生命财产带来的损失,因此,本文从公路路基地质灾害的识别原则和识别指标入手,分析了公路路基在崩塌、滑坡类地质灾害方面的识别方法,希望对提高公路路基抗灾能力、保障公路畅通、减小公路路基灾害对社会经济发展的影响有所帮助。
  一、公路路基地质灾害识别原则
  公路路基地质灾害识别是一项系统的、持续的工作,需要明确的识别原则作为指导思想,而且,识别原则要与目的保持一致,即要尊重客观规律,又要满足实际工作的需要,概括来说,常用的主要有以下7个基本原则:
  (一)科学性与实用性原则
  科学性是所有原则的基础,在公路路基地质灾害识别中,科学性作为理论依据,主要体现在识别方法、识别过程、结果评价等方面,保证公路路基地质灾害识别数据的准确性、合理性,增强灾害识别的可操作性;实用性作为基本目标,主要体现在识别方法上,实用性强的识别方法具有良好的可移植性,而且极易掌握和操作,通过简单步骤的改变,就可以应用到大多数的公路路基地质灾害识别中。
  (二)由宏观到微观、由细到粗的原则
  公路路基地质灾害的识别过程既要符合人们对地质灾害规律的认识,又要满足灾害管理的实际需求。对单个灾害点、单一地质灾害种类的识别,要完成从宏观变形到微观勘测的过程,即从对破坏迹象的预判到具体指标计算的过程,对灾害的管理决策要实现从细到粗的过程,即从点到线再到面的识别过程。
  (三)综合判别的原则
  公路路基地质灾害识别是一项持续的、系统的、复杂的工作,因为不同种类、不同性质的地质灾害造成的影响效果均不同,所以识别地质灾害时,不能对所有类型的地质灾害使用同一种分析方法,要针对不同类型的地质灾害进行综合分析,尤其是对地质灾害产生原因、主要影响因素的分析,明确主次关系,对灾害进行识别。
  (四)分阶段识别的原则
  任何公路路基地质灾害或者灾害链的产生都要经过四个过程:孕灾、发展、破坏、消亡,对地质灾害的识别不能只局限于某个部位的某个阶段,要对灾害各个阶段的特征、性质进行动态的分析、归纳、总结,从而有效识别地质灾害。
  (五)排除与确认并重的原则
  识别地质灾害时,一般都是先对其产生怀疑,经过分析、研究之后再排除,最后才能确认;需要注意的是,在识别过程中,当某些主要的敏感因素组合达到危险条件时,无论其他危险因素状态如何,都更倾向于认定此处存在危险,可能发生地质灾害;对于不能完全排除,又不能完全肯定的,一般按照会发生地质灾害处理。
  (六)定性和定量分析相结合的原则
  由于地质灾害之间特征差异具有模糊性,影响地质灾害的自然环境因素又具有复杂性,所以目前还没有合适的方法对地质灾害进行完全的定量分析,只能以定性分析为主,通过总结以往地质灾害发生的规律性以及其不同类型之间的相似性、差异性,综合分析地质灾害及其影响因素之間的关联,然后采用定性与定量相结合的方法,对地质灾害进行识别。
  (七)系统化、制度化、经常化的原则
  路基地质灾害识别是公路风险管理的前提和基础,识别的准确度直接影响着风险管理的效果。由于灾害的识别都发生在公路部门日常的养护、维修活动之中,所以,灾害识别和衡量也必须是一个连续不断的、制度化的过程。
  二、识别指标
  影响路基地质灾害的因素很多,因此,在对其进行识别时,要根据以下四点选择识别灾害的指标:一是路段处的地形地貌、水文条件、地质条件等;二是公路路基地质灾害自身的缓变形、突发性等特点;三是路基灾害的发生规律;四是地质灾害形成过程中各阶段的主要标志。需要注意的是,在选择识别指标时,要尽可能的选择有代表性、关键性的因素。确定灾害识别指标后,要根据识别指标衡量地质灾害的危险程度,从而为公路路基地质灾害的防治和治理提供支撑条件。
  三、公路路基地质灾害的识别方法
  公路路基地质灾害种类较多,在此,本文主要对危险性大、较常见的崩塌灾害和滑坡灾害的识别方法进行论述。
  (一)崩塌类灾害的识别方法
  崩塌是岩土体受到较大外力后,在重力作用下,沿较陡的边坡以垂直或翻滚的形式向下运动,对周围环境造成破坏的一种地质灾害。崩塌是山区公路路基地质灾害中常见的灾害现象,具有突发性。根据下落岩土体成分,可以将崩塌分为土质崩塌、石质崩塌两种,根据下落岩土体的大小、规模,可以将崩塌分为崩塌、落石、碎落三种,其中,崩塌会破坏公路、桥梁,甚至造成车毁人亡,落石、碎落对行车安全及养护工作影响较大。
  崩塌的影响因素主要有地形地貌、地质构造、水文条件、岩石性质及外界作用(风化、地震、人为破坏等)等,这些因素导致崩塌的形成、发展过程及破坏形式具有复杂性,通过对以往崩塌灾害的综合分析、研究,结合灾害识别原则和工程经验,可以采用以下八种方法对公路路基崩塌灾害进行识别:第一,边坡较高,坡型为凸形、阶梯形或凹形陡坡,坡度较大,其中,土质边坡的坡度大于45°,巖质边坡的坡度大于60~70°;第二,两个或两个以上断层的相交位置以及断层破碎带位置,容易出现崩塌灾害;第三,边坡岩土体内部存在顺坡裂隙和软弱面,或者岩土体内部裂隙发育,尤其是斜交和平行边坡走向的陡倾裂隙发育;第四,边坡上部已有明显拉张裂隙,并且切割边坡的裂隙、软弱面,甚至即将贯通,使岩体与母体呈现出分离之势;第五,坡面有相对新鲜的岩石出露面,或着坡脚有崩塌物堆积,说明这里以前发生过崩塌,今后有可能再次发生;第六,边坡前缘不断出现掉块、坠落现象,这是崩塌的前兆;第七,边坡上不同岩体之间的差异风化,易造成边坡凹凸不平,悬空而突出的岩体可能发生崩塌;第八,树木根系的不断生长及雨水、地下水的渗透、侵蚀都可能引发崩塌灾害。   (二)滑坡类灾害的识别方法
  公路路基地质灾害中的滑坡类灾害是指剪切路基造成破坏的一种灾害类型,主要包括滑坡、滑塌、坍塌、路基滑移等,其中,滑坡是指斜坡在河流冲刷、地下水侵蚀、构造运动、人为破坏等因素的影响下,岩土体在重力作用下,产生的以整体或分散的形式,缓慢的、间歇性的沿一定的软弱面或软弱带向下滑动的地质现象;滑塌是指边坡上的土体被水浸润后,强度会明显减小,从而在重力作用下沿边坡向下滑动的地質现象;坍塌集滑坡和崩塌两者特性于一体,具有两种特性,其破坏过程也可能是“先滑后塌”,在土质边坡中发生较多;路基滑移的力学原理与滑坡相同。
  滑坡类灾害的影响因素十分复杂,其破坏规模和形式多种多样,可以从以下九个方面对公路路基地质灾害中的滑坡类灾害进行识别:第一,边坡角度在20--45°之间,河流凸岸上缓下陡,还有就是人工开挖的路堑边坡上;第二,公路所在位置的山坡及其附近存在不均匀沉陷现象,边坡前部出现鼓胀、翘起现象,边坡后部出现贯通性的弧形裂缝,房屋、道路、水渠出现拉裂现象或建筑物地基出现错裂现象;第三,在大断层通过的河谷地带,受地质构造影响,岩体中具有较发育的节理裂隙或小型断层,极易发生滑坡现象;第四,在地下水丰富且疏排水能力较差的边坡位置,极易因坡体变形而发生滑坡;第五,上部较两侧山体凹陷而下部较两侧山坡突出的古滑坡,或者具有明显的变形形迹和要素的新滑坡;第六,膨胀土、厚层黏性土、黄土、煤系地层等易滑岩土分布地段,特别是土层的下伏地层为泥质岩层时,极易发生滑坡;第七,公路路基施工中,施工技术、施工工艺不够科学,工期不合理,或者防护工作不到位等,都容易出现滑坡现象;第八,半填半挖路段,特别是陡坡路段,填方部分易沿着原地面发生侧向滑移;第九,路基路面及防护、排水工程出现裂缝等迹象,表明滑坡正处于变形阶段。
  四、结语
  随着我国公路路网的不断完善,公路运输在人们的日常生活中的作用越来越突出,但公路在建设过程中,尤其是山区公路,不可避免的会遇到地质灾害影响,因此,对以往公路路基地质灾害的影响因素及发生规律进行分析、研究,总结出灾害识别原则、识别指标及识别方法,进而对公路路基地质灾害进行识别,以便及时采取預防和治理措施,减少地质灾害造成的损失。
  参考文献:
  [1]李志强.公路路基地质灾害识别方法研究[D].长安大学,2009.
  [2]牟顺.公路路基地质灾害识别系统研究[D].长安大学,2010.
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