某高山峡谷区泥石流工后安全隐患分析

川藏公路作为世界上最危险的公路之一,以地质灾害多样化、高频化而闻名于世。而与某公路基本并行的某高速公路也继承了这一传统。虽然某高速公路桥隧比达到了86~89%,但桥梁岸坡、隧道进出口和路基段的地质灾害仍然防不胜防,滑坡、崩塌、泥石流为主的地质灾害是高速公路修建过程中最大的难题。有些灾害点由于其复杂性,事物的动态发展变化性,尤其是经过无人区复杂地质灾害点的高速公路,应坚持贯彻定期巡查,及时养护的理念,确保高速公路不被较大的地质灾害损坏是重中之重。
川藏高速公路无论是北线还是南线,泥石流病害高发,尤其是映秀~汶川段,自5.12地震以来,多年泥石流高发,常造成公路断道,形成很大的社会影响。此外,川藏高速公路在有些无人区段,几乎每个深切冲沟都是泥石流沟,地震烈度达Ⅷ~Ⅸ度,且多为高山区融雪、冻融、滑坡、崩塌等供给形成的泥石流,不排除极端气候条件下处治工程措施失效或弱化的可能性。这在作为世界上最困难的公路工程建设项目之一,由于地质灾害受控因素众多,不可预测的因素可能随着时间推移和空间的转换而随时出现,这尤其需要我们注意。
1、营运阶段的泥石流沟断流问题
某无人区所在地泥石流沟常年水流在2方/秒左右,泥石流最大流量66方/秒,高速公路下部弃置了约20万方花岗岩弃渣。经设置桩林、梳齿坝和拦挡坝和排导槽进行泥石流处治,以及弃渣采用拱坝和抗滑桩对弃渣进行处治。但工程处治后沟内汇水从弃渣下部渗流而没有流经排导槽,这形成了很大的潜在隐患。可在长期的潜蚀、冲蚀等作用下会引发泥石流拦挡坝基、弃渣拱坝的失稳、排导槽开裂、弃渣沉降与失稳。一旦泥石流袭来,将可能造成弃渣成为泥石流物源,并和原生泥石流一起下泻而威胁高速公路与下游国道的安全。
图1  常年水流较大的自然沟工后断流

2、排导槽出口冲刷严重问题

某无人区泥石流采用排导槽疏导,由于冲沟汇水量大而湍急,排导槽纵坡较大,造成排导槽出口端有些工程措施在巨大的水能长期作用下而损坏。若不及时进行恢复,将可能导致排导槽逐渐损坏和下部填方的失稳,甚至可能诱发次生泥石流的发生。

图2  排导槽前部冲刷严重

3、拦挡工程偏弱,桥孔堵塞,排导槽断流问题

某无人区泥石流沟在线路内侧呈高陡跌坎状,沟内常年流水丰沛,在工程施工期间由于泥石流爆发而导致前部桥孔堵塞。后经工程开挖等措施处治,并对后部跌坎开挖修正,在跌坎上部设置钢格栅等工程措施进行处治。但由于多种因素限制,不排除随着推移,钢格栅高度、刚度、拦截能力逐渐弱化的可能,一旦爆发泥石流,将可能导致拦挡工程失效,继而可能影响桥梁下部的行洪能力而危及高速公路安全。

图3-1 线路上部的泥石流拦挡工程偏弱
图3-2 施工期间曾经泥石流爆发造成桥孔堵塞
4、排导槽进口段的冲刷、淘蚀问题

区内自然冲沟纵坡大,水流湍急而丰沛。因此,应在后期养护中定时加强排导槽进口端的引流堤等的维修与保养,防止随着时间推移,急流造成急流槽进口段破损而导致整个排导槽安全受到威胁。尤其是雨季洪水暴发后,更宜进行及时巡查和维修。

图4 排导槽进口段的汇流与冲刷淘蚀

5、弃渣部位的长大、曲线型排导槽稳定性问题

部分泥石流排导槽由于工程需要,其长度、纵坡较大,且有时呈曲线形。这会加强后期养护阶段的排导槽难度和要求,及时对排导槽开裂、冲刷和撞击开场的破损进行维修。

图5、弃渣上布设的陡坡、长大、曲线型排导槽

此外,川藏高速公路的最大难题之一就是弃渣的消化问题。尤其是在“两隧夹一桥”的高山峡谷段,冲沟内设置了大量隧道弃渣。这需要在采取了合理设计和施工后,加强养护期间定时巡查和及时养护,确保“天路”的长久安全。

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