巖溶地區(qū)公路工程地質(zhì)災(zāi)害及其防災(zāi)策略

歐志筆

（廣東省工程勘察院，廣東 廣州 510510）

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對公路建設(shè)發(fā)展提出了新的要求。但是由于我國山區(qū)地質(zhì)地貌有著復(fù)雜多樣的特點，在自然災(zāi)害方面發(fā)生比較頻繁，使得公路建設(shè)難度增加。尤其是對于巖溶地區(qū)公路工程建設(shè)來講，地質(zhì)災(zāi)害問題屬于工程中的重點，只有制定出高效的防災(zāi)策略，才能保障公路工程的質(zhì)量安全。

1 巖溶地區(qū)地質(zhì)特點

在地球上巖溶屬于分布比較廣泛的地理現(xiàn)象，也被稱之為喀斯特，主要是針對巖石裸露、草木不生等地區(qū)為主，屬于地下對可溶性塊狀石灰?guī)r溶蝕后所產(chǎn)生的，因形成機理存在著一定的復(fù)雜性，因碳酸鹽巖所形成的巖石圈表層在長期的地質(zhì)歷史發(fā)展中不斷與大氣圈、生物圈發(fā)生耦合作用，最終也就形成了巖溶。從地質(zhì)特點層面來講巖溶地貌有著洞穴系統(tǒng)發(fā)達，存在地下河道、巖溝、天生橋等比較獨特的地形。從巖溶地貌的發(fā)育層面來講，不論是哪一種地質(zhì)現(xiàn)象，都是在漫長的歷史發(fā)展中逐漸演變出來的，所以巖溶地貌的發(fā)育條件為：附近具有節(jié)理發(fā)育的致密石灰?guī)r、降雨量較大、地下水暢通等。由于石灰?guī)r處于酸性水中以后很容易出現(xiàn)溶解等，所以水會進入到裂縫中，在不斷滲透后使得石灰?guī)r最終被溶解，以溶液方式流走。當長時間出這一狀態(tài)后勢必會出現(xiàn)裂縫加寬、加深等問題，最終形成比較特殊的地形[1]。

2 巖溶地區(qū)公路工程地質(zhì)災(zāi)害

2.1 水毀災(zāi)害

在整個巖溶地區(qū)公路工程中水毀災(zāi)害是產(chǎn)生影響最大的災(zāi)害之一，如在我國部分地區(qū)中由于地表與地下巖溶發(fā)育程度良好，而在地下水網(wǎng)方面也是比較豐富的，而對于封閉性的巖溶洼地、盆地等來講，由于地表水網(wǎng)并不完善，所以當?shù)乇硭c地下水能夠借助地下水網(wǎng)不斷排泄。而這也就造成巖溶地區(qū)中所發(fā)生的洪澇災(zāi)害程度與非巖溶地區(qū)中存在較大的差別。在許多非巖溶地區(qū)中主要是在下雨后由于地形比較低洼所以逐漸積聚形成，但是對于巖溶地區(qū)來講，由于其屬于封閉性的洼地與盆地等，在地表水與地下水方面存在排水不暢等問題，當長期處于滯水狀態(tài)以后，很容易出現(xiàn)洪澇災(zāi)害問題?；蚴鞘艿降叵滤徊粩嗌叩挠绊?，造成地下水不斷涌出，最終逐漸形成洪澇災(zāi)害。為避免公路工程質(zhì)量受到影響，就需要采取有效的防水措施，避免對路基等產(chǎn)生不利影響[2]。

2.2 滑坡災(zāi)害

在巖體自重應(yīng)力、構(gòu)造力、滲透力等的綜合作用下，很容易產(chǎn)生滑坡災(zāi)害。在我國一些巖溶地區(qū)中，由于地質(zhì)環(huán)境比較脆弱，所以一旦出現(xiàn)災(zāi)害性降水時很容易產(chǎn)生滑坡事故。而對于巖溶地區(qū)公路工程來講，滑坡災(zāi)害的出現(xiàn)很容易對公路安全產(chǎn)生直接影響，如滑坡災(zāi)害會造成公路出現(xiàn)開裂、變形等問題，尤其是對于橋梁基礎(chǔ)、隧道等來講所產(chǎn)生的危害也是相對較大的，如造成結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移現(xiàn)象，當危害程度較大時勢必會引發(fā)倒塌等事故。

2.3 地震災(zāi)害

地震災(zāi)害屬于巖溶地區(qū)公路工程中比較常見的地質(zhì)災(zāi)害之一，由于地震災(zāi)害、巖溶地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害、人類活動之間有著密切的聯(lián)系，所以地震災(zāi)害所產(chǎn)生的影響也是相對較大的。而對于地震災(zāi)害的誘因來講主要涉及到塌陷、水庫工程建設(shè)等方面。對于塌陷性地震來講，主要是因為地面出現(xiàn)塌陷災(zāi)害，加之地下中存在巖溶洞穴等，當頂部、側(cè)壁受到重力因素、外來力等因素的影響后很容易產(chǎn)生塌陷事故，最終引發(fā)地震。由于地震對公路工程所產(chǎn)生的影響是較大的，所以也就成為了巖溶地區(qū)公路工程中的重點防災(zāi)之一。在出現(xiàn)地震后很容易造成地形出現(xiàn)錯動問題，使得公路逐漸被撕裂，且在發(fā)生地震以后還會誘發(fā)山體滑坡、落石、倒塌等事故，會進一步對公路產(chǎn)生比較嚴重的影響[3]。

2.4 崩塌塌陷災(zāi)害

對于巖溶地區(qū)中所出現(xiàn)的崩塌塌陷來講，其實就是巖溶孔洞、孔隙上方的土體受到自然因素、人為因素等的影響向下所產(chǎn)生的塌陷，同時也會在地面上形成塌陷坑（見圖1），崩塌塌陷屬于比較常見的巖溶動力地質(zhì)作用與現(xiàn)象，同時也存在著一定的特殊性，所產(chǎn)生的危害性也是相對較大的，很容易產(chǎn)生比較嚴重的經(jīng)濟損失，一旦巖溶地區(qū)公路工程中出現(xiàn)地面崩塌塌陷危害，不僅會對土地資源產(chǎn)生一定的影響，同時也會對地面建筑物、工程設(shè)施等產(chǎn)生嚴重的影響，且在后續(xù)中還需要做好工程處理工作，勢必會出現(xiàn)資金投入增加等問題。尤其是對于巖溶地區(qū)公路工程來講，一旦出現(xiàn)損壞問題，很容易造成公路一分為二，進而影響到行車安全。

圖1 某工程路面崩塌塌陷圖

2.5 泥石流災(zāi)害

一般來說泥石流主要是針對山區(qū)、溝谷深壑或地形地勢相對比較險峻的地區(qū)來說的，在出現(xiàn)暴雨、暴雪等天氣以后，或是受到其他自然災(zāi)害等因素的影響，使得山體滑坡產(chǎn)生，同時在發(fā)生泥石流災(zāi)害時還會攜帶大量泥砂、石塊等比較特殊的洪流等（見圖2），所以所產(chǎn)生的影響也是相對較大的。由于泥石流發(fā)生有著突發(fā)性、流動快、流量大等特點，所產(chǎn)生的破壞力也是相對較大的。在巖溶地區(qū)公路工程中一旦出現(xiàn)泥石流勢必會對工程產(chǎn)生比較嚴重的影響，甚至還會造成發(fā)生區(qū)域中的公路被損壞等現(xiàn)象，造成交通被中斷，而對于公路中的運行車輛來講，還會產(chǎn)生比較嚴重顛覆等問題，甚至還會出現(xiàn)人員傷亡等。如果泥石流進入到河道中，還會造成河道出現(xiàn)變遷等，進而對公路、相關(guān)建筑物等產(chǎn)生影響，如道路改線等，最終會出現(xiàn)經(jīng)濟損失嚴重等問題。如在1978年7月某地發(fā)生泥石流，使得當?shù)睾恿鳛澈颖欢氯?，一段公里?shù)的公路被淹沒，灣河改造影響下使得路基成為主河道，公路、護岸等被毀壞。

圖2 泥石流示意圖

2.6 突水突泥涌砂災(zāi)害

在巖溶地區(qū)公路工程隧道工程中突水突泥涌砂屬于比較嚴重的地質(zhì)災(zāi)害，在開展施工工序時，由于揭穿充滿飽和水、過飽和水粘土巖溶等，使得流塑狀飽水與粘土等逐漸向著隧道內(nèi)流瀉，而這一災(zāi)害被稱之為突水突泥涌砂。從表現(xiàn)上來講為淤塞或是淹沒隧道等，同時也會對施工中所使用的機械設(shè)備、人員等產(chǎn)生一定的威脅，甚至還會間接影響到隧道上方地面，出現(xiàn)塌陷等事故。

3 巖溶地區(qū)公路工程防災(zāi)策略

3.1 巖溶塌陷防災(zāi)策略

第一，在正式開展巖溶地區(qū)公路工程施工以前，要求相關(guān)人員需要深入到施工現(xiàn)場中，做好全面細致的勘察工作，掌握當?shù)赝炼次恢梅植记闆r、具體規(guī)模等。在面對下伏土洞時可以在上部設(shè)計跨越、避讓等，在必要情況下還需要先對土洞、溶洞等進行灌漿處理，在充分填充以后隨即進行上部基礎(chǔ)施工，及時消除土洞、溶洞等安全隱患，避免在施工、使用中出現(xiàn)塌陷地質(zhì)災(zāi)害。第二，加大對地下水開采量的控制力度，及時在周邊一定范圍內(nèi)抽取相應(yīng)的地下水，以此來避免地下水位因為波動過于頻繁而對工程產(chǎn)生不利影響。第三，做好巖溶地區(qū)公路工程兩側(cè)控制工作，實現(xiàn)對強烈爆破活動的有效控制。第四，在開展巖溶地區(qū)公路工程施工中，應(yīng)當結(jié)合具體情況，確保施工工藝的合理性，如在開展橋梁施工時應(yīng)當避免采取沖擊成孔等，減少對地下水的影響。第五，在開展填方路段施工時，應(yīng)當避免對落水洞、地下河天窗等進行填埋[4]。

3.2 崩塌防災(zāi)策略

第一，在開展臨近山體路段施工時，應(yīng)當及時組織專業(yè)人員針對臨近的巖溶山體情況進行分析，及時找出是否存在危險等。如果發(fā)現(xiàn)存在危險巖溶，應(yīng)當及時制定有效措施做好清除處理，同時還要引入先進技術(shù)進行加固施工，進一步提升施工的安全性，在全面監(jiān)測的基礎(chǔ)上制定出預(yù)警措施。第二，對于山腳緩坡等地帶，應(yīng)當做好落石溝等設(shè)置工作，或是可以增加被動防護網(wǎng)等，以此來達到攔擋效果。在山腳還可以種植一定數(shù)量的竹樹林等，做好植被保護工作，最大限度遠離山腳，減少崩塌等災(zāi)害所產(chǎn)生的不利影響。第三，在巖溶地區(qū)公路工程中還需要組織專業(yè)人員針對臨近山道路的山體等進行巡視與監(jiān)測，進一步掌握巖溶具體情況，如針對危巖穩(wěn)定情況等進行分析，做好預(yù)測工作，明確發(fā)展趨勢等，進而為巖溶地區(qū)公路工程防災(zāi)工作開展提供支持，制定出有效的治理措施。

3.3 滑坡防災(zāi)策略

第一，在開展滑坡防災(zāi)施工時，應(yīng)當提升對斜坡地帶挖填的重視度，結(jié)合勘察所獲取的數(shù)據(jù)與資料，掌握具體排水條件、當?shù)氐叵滤畻l件等，在合理范圍內(nèi)增設(shè)截水、排水工程。第二，針對滑坡情況進行分析，如果屬于中大型滑坡則需要掌握工程特點，在合理范圍內(nèi)做好避讓工作。如果屬于小型滑坡，則需要針對滑坡體進行挖除處理，同時還要針對這一區(qū)域的地表水、地下水等做好治理工作。第三，在開展滑坡抗滑段填土施工時應(yīng)當及時做好填土加重工作，或是建設(shè)擋土墻、抗滑樁等，以此來避免滑坡災(zāi)害所產(chǎn)生的影響[5]。

3.4 泥石流防災(zāi)策略

第一，在開展泥石流防災(zāi)治理工作時應(yīng)當及時針對坡面、沖溝情況進行分析，選擇當?shù)剡m合的植被，做好恢復(fù)處理工作。借助植樹造林、種草等方式，能夠?qū)⑦@一流域轉(zhuǎn)變成為不同結(jié)構(gòu)的地面保護層，同時也可以發(fā)揮出攔截降水等效果，進一步提升滲入效果，提高匯入阻力，實現(xiàn)對地表的有效保護，減少侵蝕問題的出現(xiàn)。第二，在開展路塹開挖施工時應(yīng)當及時針對已經(jīng)開挖出的棄石、棄土等進行處理，嚴禁采取隨意丟棄、堆放等問題，避免因雨水沖刷等因素的影響將其沖入到溝谷中，在一定程度上消除泥石流的成因。第三，及時針對沖溝做好截排水處理，避免水流直接沖刷已經(jīng)裸露在外的巖石區(qū)，同時還要適當提升對沖溝水量等的控制力度，加大對物源等的監(jiān)測力度，尤其是對于存在涵洞跨越的路段，應(yīng)當從設(shè)計層面入手，進一步提升泄洪能力。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人類活動范圍有了明顯的增加，而對于巖溶地區(qū)公路工程來講，就需要及時做好地質(zhì)災(zāi)害研究與分析工作，在掌握地質(zhì)災(zāi)害與地貌具體情況的基礎(chǔ)上做好調(diào)查與分析工作，針對具體類型情況進行劃分，采取綜合有效的治理措施。