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1.概述
西藏地处我国的青藏高原,由于独特的地理位置及气候条件,形成众多滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、冻土、雪害、涎流冰等地质病害,对公路路线设计有着特殊的要求。
2.地质病害对公路的危害及路线设计采用的防治措施
⑴滑坡
滑坡主要是毁坏路基、构(建)筑物;造成车辆损失及人身伤亡事故;中断交通等。路线经过滑坡地段时应查明滑坡段的地形地质条件、性质、成因、规模等。
路线设计时,对于规模大、性质复杂、处理困难的滑坡体,路线应采用绕避方案;对于变形缓慢的滑坡,当路线无法绕避时,应选择合适的穿过位置,以使滑坡体对公路的影响最小;对于已处于稳定的古滑坡体,路线设计时应尽量减少对滑坡体的扰动,如平面采用最短距离布线,纵断面采用较少填挖的方式,以免诱发古滑坡体复活。严禁为了克服高差在滑坡体上来回展线。
⑵崩塌
崩塌主要是损毁路基、构(建)筑物;造成车辆损失及人身伤亡事故;阻碍交通等。路线经过崩塌地段时应调查崩塌段地形地质情况,查明危岩、崩塌类型、成因、危害程度等。
路线设计时,对于大规模崩塌或大范围危岩、落石地段,路线应采用绕避方案;对于中小型崩塌危岩,路线应远离崩塌物堆积区,纵断面设计应避免深挖路基;对于崩塌体较大、发生频繁,离路线较近而拦截有困难时,路线设计时应考虑设置明洞、棚洞等遮挡构造物。
⑶岩堆
岩堆空隙较大,结构松散,岩堆上填筑的路基在外界荷载作用下易发生较大沉降,引起路面结构破坏;岩堆下伏岩土界面或软弱结构面受外力影响发生滑动,破坏公路。路线经过岩堆地段时应调查地形地质情况,查明岩堆的类型、分布范围、成因、厚度、下伏基床情况等。
路线设计时,对于面积大、堆积床坡度陡、补给来源丰富、稳定性差的大型岩堆,路线应采用绕避方案;对中小型岩堆,当路线绕避困难时,纵断面设计采用低路堤或浅路堑。对于稳定的岩堆应尽量减少扰动,宜采用台口式路基从岩堆上部通过或采用填方路提从岩堆下部通过。
⑷泥石流
泥石流主要是冲毁路基、构(建)筑物;造成车辆损失及人身伤亡事故;阻碍交通。路线经过泥石流地段时应查明泥石流的分布范围、成因、规模、冲淤情况、流量等。
对于大型泥石流、泥石流群及淤积严重的泥石流沟,路线设计时应采用绕避方案,无法绕避时可考虑采用隧道方案;对于无法绕避的中小型泥石流,路线设计时应选择在流通区或沟床稳定段等合适的位置跨越,并应采用合理的跨径和净空高度,避免在由陡变缓的变坡处和急弯部位跨越。为防止冬季结冰影响通行,路线穿过长流水的泥石流冲沟不宜采用过水路面设计。
⑸冻土
冻土的危害主要是冻胀和融沉。季节性冻土在春融期由于含水率增大,路基强度下降,路面出现裂缝、翻浆、沉陷、车辙、拥包等危害;多年冻土融化后由于不均匀沉降造成路基开裂、翻浆、融冻泥流、边坡滑塌等。路线经过冻土地段时应查明冻土段类型、范围、年平均地温、多年冻土区与季节性冻土区的分界线、冻土上下限、成因、冻结水上升高度等。
路线经过多年冻土区时,纵断设计一般采用路堤填筑,路堤高度应大于路基临界高度,同时根据冻土层厚度和含冰量不同采用换填、隔热、保温、调温等措施以达到保护冻土、控制融化速率和允许融化的目的。不稳定多年冻土高含冰区采用处理措施仍不能保证路基稳定时,可采用桥梁方案。路线经过季节性冻土区时,宜布设于山坡阳面,并采用合理的路堤高度填筑。
⑹雪害
雪害主要是积雪阻车;风雪流遮挡视线;雪崩埋压公路;阻断通行;造成人员和财产损失等。路线经过雪害地段时,应调查地形、气象、雪害类型、成因、危害程度、雪崩分布范围、发生频率等。
路线设计时,宜绕避雪害地段,无法绕避时,路线应从雪害较轻处以最短距离通过,并尽量利用开阔地、山梁等地形布线,优先选择阳坡、迎风山坡。路线走向与风向宜平行,路线设计避免急弯、陡坡。雪害地段宜填不宜挖,雪害严重地段,路线设计时应采用防雪走廊、明洞、隧道等遮挡构造物。
⑺涎流冰
涎流冰主要是阻碍交通;影响行车安全;冰体融化后造成路基软化、翻浆;引起边坡滑塌、山体滑坡;冻胀破坏构造物等。路线经过涎流冰地段时,应调查地形、气象、涎流冰的水源、类型和规模。
路线设计时,对于规模较大的涎流冰,路线采用绕避方案,无法绕避时,路线宜布设在干燥的阳坡,抬高路基填筑高度拦挡、设置较大跨径的桥涵跨越。
3.典型案例处理
⑴川藏公路102滑坡群治理
102滑坡群位于通麦镇以东10km原102道班附近,是国道318线川藏公路西藏境内规模最大、危害最为严重的大型滑坡群,长期以来一直采用保通治理,其中2号滑坡体坡面泥石流、崩塌、滚石频频发生,维持通车困难极大。2015年为彻底解决102滑坡群对川藏公路的影响,提出了5种路线方案进行比选。
①上山绕避方案:从原有滑坡群上方开辟新线17km,由于挖填高度大,极易诱发新的地质灾害。跨越加玛琪美泥石流冲沟建大桥1座。②跨江绕避方案:在帕隆藏布江对岸开辟新线,长度3.4km,路线跨越1条冰川泥石流冲沟建大桥1座,路线经过两处滑坡体需治理。③原位治理方案:沿用原有路基,对路基外侧采用锚索抗滑桩加固,对滑坡体边坡采用锚索框架加固。④明洞方案:在2号滑坡体原路基位置修建470m长的明洞,明洞下设置抗滑桩,明洞采用简支结构置于抗滑桩上。⑤隧道绕避方案:采用1725m长的隧道,绕避滑坡体。
经过综合比较,前4种路线方案均需采用治理,都不能绕避地质灾害,后期施工、运营存在潜在风险。路线方案5能彻底绕避地质灾害,规避了后期风险。故选择隧道绕避方案。
⑵川藏公路然乌沟段保通治理
318线川藏公路然乌桥至然乌镇段,当年受技术限制,采用明挖方式沿然乌沟南侧布线,然乌沟沿线沟深壑险,特殊的地形造成了此段公路日照时间短,常年背阴。雨季经常发生崩塌、泥石流,冬季经常发生小型雪崩、山坡涎流冰。导致交通中断、群众的生命财产受到极大的威胁。二〇〇〇年以来采用防雪走廊、明洞保通治理,但由于原有路线所处的不利位置,仍不能彻底治理地质灾害。养护、保通压力很大。现规划的川藏高速在路线设计时将通过隧道绕避此段。
⑶硼砂场(国道317线)至双湖县城公路改建
此段公路位于青藏高原可可西里自然保护区,海拔在4800m以上,气候寒冷,雪害频繁,冻土分布广泛,原有老路常年不能保通。2015年对此段公路进行改建,此段地形平缓,雪害主要为风吹雪,设计时考虑了路线尽量顺风向,并采用了大半径曲线,纵坡平缓,以填方路堤通过雪害地段,并放缓边坡坡率,修建储雪场,设置积雪标杆。涎流冰主要为山坡涎流冰,设计时抬高路基填筑高度同时对坡面涎流冰采用截水土沟和挡冰墙进行双重拦挡,并修建聚冰坑。多年冻土全线均有分布,路线设计时采取保护冻土方式,以填筑路堤为主,尽量减少扰动,保温、隔热层采用片石材料,以防止冻土融化。路线经过季节性冻土地段时,尽量采用阳面布线,对翻浆和软基换填后采用合理的路堤高度通过。通车3年以来,此段道路通行正常,未发生地质灾害。
4.结束语
地质灾害在西藏分布较广,对公路运营和安全危害巨大,在公路路线设计时应做好工程地质选线工作,以主动绕避为主,被动治理为辅,尽量把风险规避在路线设计阶段。