举世瞩目的川藏高速公路穿行于高山峡谷区,线路走廊带狭窄,大江大河发育,滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害高发,多种形式、不同成因的不良地质体广泛分布,给川藏高速公路的正常建设和后期运营带来巨大的挑战。如何正确分析这些不良地质体的工程性质、危害、发展趋势和潜在危害,给我们每一个川藏高速公路亲身建设者所带来的巨大考验。
图1 穿行于高山峡谷区的川藏高速公路
一、典型案例
1、川藏高速公路某段隧道进口段山体,在2017年8月8日九寨沟地震前2小时左右,突然在距隧道洞口标高约700~1000m的崩坡积体和冰水堆积体自然坡面上出现了100万方的大型自然滑坡。滑坡所在自然坡度约28~45°,滑坡前后缘高差为290m。滑坡发生后,以0.5~3.0m/d的速度不断向下滑移,截至2017年12月中旬,滑坡已经向坡下滑移300m左右。
图4滑坡长大侧壁
2、主要争论焦点
滑坡发生后,经过相关科研、设计和国内知名专家的多次踏勘、定性、计算、模拟,以及与之产生的漫长讨论、争论。主要争论焦点有两个,一派以科研和设计为代表的技术人员认为该滑坡将产生高位、高速滑坡,将会对下部高速公路产生直接或毁灭性的影响,需对高速公路改移进行绕避(改移派);另一派以笔者为代表的技术人员认为该滑坡将随着缓慢蠕动最终最终停止,不会对下部高速公路产生直接或毁灭性的影响,不需对高速公路改线,但需进行必要的工程应对(不改移派)。
2.1、改移派
技术人员经过现场调查、数值模拟,认为该滑坡在强降雨或地震等外部因素作用下,极易发生整体快速滑动。并在滑动过程中随着“铲刮”效应,将最终形成体积约240万方的大型滑坡,形成最大速度为45m/s的高速滑坡,将直导致下部河流形成堰塞湖、毁灭高速公路和打击下部乡镇。
图5 数个模拟的滑坡高速滑下后的堆积与危害分布图
2.2、不改移派
经过现场认真、严谨的实地调查,笔者认为该滑坡不会产生高速滑坡,且将随着时间推移而停止。理由如下:
1、滑坡起动阶段:高速滑坡起动必须具有弹性冲动、滑面峰残值的快速转化与滑体势动能的快速转化,方能为高速滑坡起动创造条件。但该滑坡0.5~3.0m/d的向下蠕滑,将严重损耗滑体的能量,造成无法达到高速滑坡起动的条件。
2、滑坡行进阶段:高速滑坡行进时具有气垫效应的特征,方能以大幅减小摩擦造成的能量损耗。但该滑坡下部多为农民开辟的台阶状果园和自然冲沟地貌,将造成滑坡向下移动时发生大量的能量损耗,造成滑坡的不断降速而不会为滑坡形成高速创造条件。
3、滑坡的变形减速阶段:该滑坡在整体向下蠕滑时,形成散体状,滑坡达到了充分解体的状态,造成人在滑体行走时形成“陷落”感。这就说明滑体的能量不断用于滑体的变形,且随着台阶状和树枝状地形的作用,滑体能量将耗散殆尽面停止。
图8 滑体不断解体成散体状
综上,由于对高位滑坡的定性上出现了偏差,造成进行的模拟也出现了较大偏差,也就是说,所谓的高速滑坡是不存在的,坡体最终将停留在自然山坡上,可能后期随暴雨会出现局部的泥石流下移,对下部高速公路的影响是可控的,不宜进行改线。为确保高速公路的“安全”,最终决定改移线路绕避滑坡的潜在威胁。滑坡经过发生至今约2.5年的时间验证,滑坡最终在滑移约350m左右后停止在山坡上,验证了线路“不改移”的正确性。当然,人,不能事后诸葛亮,在当初的条件下,得出正确的结论确实是相当困难的,需要有相当勇气的担当和顶住巨大的学术压力。因此,当初的各种决策可能都是有一定道理的,这也恰恰验证了川藏高速公路地质环境复杂性的一种体现。当然,这也验证了岩土工程定性是基础,定量是手段的理念,只有有了合理的定性分析,后续的定量分析才具有意义,这也是在复杂地质环境中评价坡体稳定性的最基本原则。否则,没有一个合理的定性判断,再怎么定量分析,也只能是“镜中花,水中月”,过于相信“权威”和不符合现场实际地质环境的所谓“计算和模拟”是让决策“误入歧途”的温床。岩土工程只应相信建立在经过科学严谨和细致实地调查分析基础上的合理模拟与计算,不应相信脱离实际“边界、参数”的所谓、华而不实的计算与模拟。