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摘要：如今，我国的道路经济社会得到了快速的健康较快发展，而高速公路则被认为是整个交通系统建设过程中的重要一个组成部分，其建设与发展的历史与实况已经受到了社会的广泛重视与关注。如今，高速公路建设中炭质泥岩病害及治理对于整体工程有着重要的作用，基于此，本文针对公路工程中炭质泥岩路段出现的病害，如边坡塌方、路堤滑移、沥青路面纵向开裂、结构物偏位等，文章从地形条件、水患、炭质泥岩的特性以及造成病害的机理进行分析，探讨病害的成因，并提出具体的处治方案，为类似工程施工提供技术和经验参考。
关键词：炭质泥岩；病害；源头治理；方案
引言
我国幅员辽阔，基础设施建设过程中难免会遇到复杂的地质情况，炭质泥岩便是其中之一。公路工程在施工阶段甚至通车以后，发生上边坡滑塌、路面纵向开裂、涵洞墙身错台渗水等病害屡见不鲜，更有甚者，还会出现路堤滑移、桥墩偏位等工程事故。出现此类病害的原因并非仅仅是施工不规范那么简单，实有鲜为人知的复杂地质条件所致，这就是人们常说的地质灾害。其中炭质泥岩也是重要的影响因素，不了解它的特性及引起病害的机理，对施工后的工程质量很可能会造成不可估量的严重影响。为了从根源上解决炭质泥岩所带来的问题，经过深入分析，结合多年的施工经验，本文提出了彻底挖除覆层形成大台阶、设计群桩、增加抗滑桩等可行的处治方案，以达到治理的目的。
1 炭质泥岩的特性
炭质泥岩分布广泛，给高速公路建设带来很多不利因素。在建设过程中有些涉及炭质泥岩的问题由于案例太少甚至无经验可循，以致炭质泥岩路段出现了一些病害但未做防范，如边坡塌方、路堤滑移、结构物侧倾等，事后建设者对这些导致病害产生的炭质泥岩及其所在路段作了科学分析。经研究发现，炭质泥岩一般有地表土的覆盖，覆盖层有厚有薄且与炭质泥岩分界明显，挖到界面后即发现呈黑灰色的炭质泥岩，常以层状的形态出现，一般抗压强度为20MPa左右，岩性随开挖深度的增加会由弱变强，越往下挖越硬。炭质泥岩因含有风化基质所以易风化，同时含有碳质成分，本路段有一个隧道挖出的炭质泥岩洞渣在弃土场就多次发生过自燃现象。炭质泥岩岩体结构性差，遇水易湿化崩解，暴露后易开裂风化呈泥炭土，说明炭质泥岩的公路工程性很差。
2 炭质泥岩路段存在的病害及原因分析
2.1路堑上边坡塌方、滑坡
公路路堑按设计开挖后，如果顺着坡面的较厚覆盖表土层与炭质泥岩顶部形成一个倾斜的界面，边坡下方挖除后，界面上方荷载增大，抗滑力小于往下的重力分力，炭质泥岩暴露后风化或遇水崩解，都极易导致边坡塌方或滑坡，即使进行了常规的骨架植草防护、坡面浆砌片石防护也不牢固，所做的防护也将损毁。第二次浆砌片石仍有大部分损毁，由于只有6m高的边坡，最后将边坡挖成1:1.5坡率后再做防护。
2.2路堤下边坡挡土墙、排水沟损毁
在斜山坡上开挖纵向台阶全断面填筑或半挖半填的路堤，在其下边坡坡脚修筑挡土墙或排水沟，由于开挖基坑后破坏了原状土稳定，加上填筑路堤、墙背回填增加了荷载，使炭质泥岩界面从坡顶往坡脚倾斜形成滑移面，新的排水沟、挡土墙承受不住土体的侧压力，从而导致滑移、倾覆损毁。此外，卸载重新挖至炭质泥岩坚硬面，修整成大面台阶，再重新填筑，至今通车多年没有出现问题。
2.3半山腰上的路堤滑移、通道变形破坏
因排水和通行的需要设计有通道，路线纵向依山而建，地表覆盖层与炭质泥岩界面从坡顶往坡脚倾斜形成滑移面，在路堤填筑时仅仅按设计及施工规范清表、挖台阶、填前压实，然后填筑，其后果是填土越高越容易产生滑移，结果出现下边坡受力拱起的情况。通道施工过程中基坑设计入岩深度不足，另外也有可能挖至设计标高后基底承载力不足，需换填碎石或浆砌片石处理。
可是经过路堤填筑加载后，由于其基底施工时藏水或地表水渗入，基底的炭质泥岩遇水软化，加之增加荷载后整段路基不稳定，也牵引通道产生位移、变形破坏。
2.4路堤边坡下沉牵引路面纵向开裂
一些地形复杂路段利用经试验合格的炭质泥岩填筑高路堤，虽采用黏土包边处理工艺，但涵洞或排水沟常有排水不通畅、不及时的情况或因其他原因使水渗入路堤，不用多久即导致路堤渗水段轻度下沉，从而牵引路面纵向开裂。如原计划回填上游的低洼地，以抬高水位由已建成的涵洞排水，后因群众不同意回填低洼地导致路基被积水浸泡。当水浸入炭质泥(灰)岩路基后，炭质泥(灰)岩软化下沉，反射至路面出现拉裂现象。
2.5桥梁墩柱偏移
高速公路两山谷或河流间设计大桥跨越，在炭质泥岩区域两桥台的选址非常重要。如果位于半山腰且桥头有填方的，填筑基底是在炭质泥岩之上的，桥头填筑施工尤其是轻型桥台稍有不慎，容易受侧压出现倾斜偏位。高速公路白岩脚大桥0#桥台正是这个原因偏位后重新改成双排桩基加承台。重力式桥台台背回填时基底不平、在地下有渗水的情况下处理不彻底，填筑后也会影响桥台的稳定性。高速公路白岩脚大桥24#桥台背回填时就是全部整平底部并浇筑一层20cm厚的混凝土，同时做好盲沟排水，效果很好。
2.6隧道洞口上方滑塌、掘进时拱顶涌水掉块、初支拱架变形
炭质泥岩隧道洞口开挖前常有一层覆盖层，开挖边、仰坡时，覆盖层极易坍塌，为洞门、管棚施工埋下安全隐患。进洞后围岩多为Ⅴ级、Ⅳ级，炭质泥岩量值大、变形快、持续时间长、强度低，围岩受开挖扰动，容易掉块，有涌水时更甚。格栅钢架或钢拱架安装及初喷后，围岩压力易使初喷胀裂、钢架变形。
3 炭质泥岩路段病害源头治理措施
3.1预防路堑上边坡塌方
避免在雨季施工，做好排水设施。对于高度为一级以内(10m)的上边坡可采用放缓边坡卸载、增设坡脚挡土墙、坡面及时喷播厚层混凝土基材植被的组合防护模式；对于较高的二级以上的上边坡视边坡的大小采用放缓边坡、增设坡脚抗滑桩和坡面格梁锚杆(锚索)、及时挂网喷播厚层混凝土基材植被等多种组合防护模式。
3.2预防半山腰上路堤滑移
根据挡土墙损毁的措施综合来看，造成这些问题的根本原因在于地面覆盖层和炭质泥岩的界面倾斜，经过路堑开挖、路堤填筑、行车加载后界面上的重力分力大于摩擦力致使路堤失稳。此时界面形成滑移面，路堤失稳的下滑推力相当大，几十米外的下边坡会出现多处拱起的现象。
4 结论
综上所述，我国的道路经济社会得到了快速的健康较快发展，而高速公路则被认为是整个交通系统建设过程中的重要一个组成部分，其建设与发展的历史与实况已经受到了社会的广泛重视与关注。如今，高速公路建设中炭质泥岩病害及治理对于整体工程有着重要的作用，要避免这些情况的发生，首先避免在雨季施工，做好助自身诸多优势迅速获得众多车主的青睐和喜爱，不仅可以促进高速公路行业的发展，对我国绿色可持续发展目标的达成也有积极意义。
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