山区公路地质灾害风险评估与岩土工程防控技术分析
焉若愚 宋绍溥
湖北省交通规划设计院股份有限公司 武汉市汉阳区 430050
引言:随着我国山区交通的快速发展,公路网络正不断向地质条件复杂的山区内部延伸。但是山区的地形地貌独特,气候条件多变,公路沿线容易发生滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害,对行车安全及道路畅通构成威胁。当前山区公路地质灾害防治面临诸多挑战,传统防控手段已经难以满足日益增长的交通需求。为此,需要深入分析山区公路地质灾害的类型成因,科学评估灾害风险,找到高效的岩土工程防控技术,保障山区公路安全运营,促进区域经济发展。
1 山区公路地质灾害的类型与成因
山区公路地质灾害类型较多,包括滑坡、泥石流、崩塌等。其中,滑坡是土体或岩体在重力作用下沿滑动面下滑,破坏公路路基、挡墙等结构。泥石流是暴雨、冰雪融水等携带大量泥沙石块,冲毁公路设施和掩盖路面。崩塌表现为岩体或土体突然脱离母体,垂直或抛射坠落,严重威胁公路行车安全。灾害的诱发因素也比较复杂,例如断层、褶皱等构造活动使岩体破碎,稳定性降低。陡坡、沟谷等地形利于水体汇集冲刷,容易引发灾害。暴雨、长时间降雨等增加岩土体含水量,降低抗剪强度[1]。此外还有人类工程活动的影响,比如公路开挖边坡、爆破施工等破坏原有地质平衡,为灾害发生埋下隐患。
2 山区公路地质灾害的风险评估
2.1 评估原则与方法
在山区公路地质灾害风险评估中,应遵循分级管控的原则,依据灾害危害程度、影响范围、发生概率划分不同等级。针对各等级的风险制定差异化防控策略及管理措施,确保资源合理分配,提高防控效率。评估过程中采取定量与定性结合的策略,采用数学模型、统计数据等精确计算灾害发生概率和损失程度,再依靠专家经验和现场勘查等对灾害的成因及发展趋势做出综合判断。考虑到山区地质环境复杂多变,还应建立动态评估机制,定期对公路沿线地质灾害风险重新评估,结合实时监测数据、气候变化、工程活动等因素调整风险等级与防控措施,适应不断变化的地质条件,保障公路安全运营。
2.2 评估流程与指标体系
通过地质调查了解公路沿线地层岩性和地质构造信息,运用地形测量技术获取高精度地形数据。同时收集气象资料,掌握降雨量和降雨强度等气候特征。借助遥感影像和现场勘查识别已有的地质灾害隐患点,记录规模形态特征。调查公路周边人类工程活动情况,评估其对地质环境的影响。依据采集的数据构建地质灾害风险评估模型,采用层次分析法确定各影响因素的权重,结合模糊综合评价法或神经网络模型,将各因素量化输入,模拟灾害发生 [2]。将风险建模结果直观呈现,绘制风险等级分布图,明确不同区域风险等级。生成评估报告,详细阐述灾害类型、发生概率、影响范围,为后续防控提供依据。
2.3 评估技术与工具
RS 和 GIS 技术在山区公路地质灾害风险评估中发挥了较大作用,其中 RS 技术利用卫星或无人机获取高分辨率影响,能快速识别滑坡、泥石流等灾害体的空间分布及形态特征。GIS 技术可用于构建地质灾害数据库,整合地形、地质、气象等数据,通过空间分析生成易发性、危险性评价图,为风险区划提供量化依据。运用InSAR 技术可大范围、高精度捕捉地表形变,采用多起雷达影像干涉处理,识别边坡沉降、路面裂缝等早期微变形信号,用于成片路段隐患排查。数值模拟软件能构建灾害体力学模型,模拟灾害下的变形破坏过程,结合现场监测数据验证模型可靠性,为风险评估提供动态演化分析支持。
3 山区公路地质灾害岩土工程防控技术
3.1 工程防治措施
针对不稳定边坡采取锚杆框架梁加固技术,将锚杆深入稳定岩土体,由框架梁将锚固力分散到坡面,增强整体稳定性。锚杆长度 8-15 米,间距 2-3 米,可提高边坡抗滑力 30%-50% 。也可使用抗滑桩,桩径 1.5-3 米,埋深 10-20 米,能阻挡滑体下滑,适用于大型滑坡治理。完善排水系统,在坡顶 5 米外设置截水沟拦截地表水。断面尺寸宽 0.5-1 米、深 0.4-0.8 米,排水孔直径 100-150 毫米、间距 2-3 米,深度 5-10 米。配合植草护坡、三维植被网等生态防护技术,选取根系发达的草种,成坪后可增强土体抗剪强度 10%- 20% 。三维植被网孔径5-10厘米、网厚1-2厘米,可增强坡面稳定性。
3.2 监测预警技术
在地质灾害防控中采用自动化监测设备,利用 GNSS 位移监测仪实时获取边坡位移数据,精准捕捉微小变形,为灾害预警提供早期信号。在滑移面或已有裂缝处安装裂缝计,监测裂缝张开、闭合、错动,量程为 0-200 毫米,精度 ±0.1 毫米。鉴于降雨是诱发地质灾害的重要因素之一,可使用雨量计监测降雨量,分辨率在0.1毫米,能及时掌握降雨情况。以监测数据为基础构建预警系统,设定不同灾害等级的阈值。当位移速率连续 3 天超过 5 毫米 / 天,或裂缝扩展速率超过 2 毫米 / 天,或 24 小时降雨量达到 100 毫米时,系统都会自动触发预警,利用短信和声光报警及时通知管理人员,迅速采取相应的防范措施,降低灾害损失。
3.3 应急处置技术
灾害发生时首要任务是保障人员安全和疏散交通,设置警示标志引导车辆和行人远离危险区域,在灾害点上下游 500-1000 米设置临时交通管制点。针对小型滑坡和落石,快速组织人员使用机械清理 [3]。如果遇到泥石流,可在沟谷下游合适位置构筑临时拦挡坝,高 2-3 米,延缓泥石流前进速度,为人员撤离争取时间。灾后要详细勘察评估受损公路,对于路基塌陷问题采用注浆加固,注浆压力0.5-1.5 兆帕,提高路基承载力。边坡修复时,依据破坏程度,采用锚杆框架梁或抗滑桩加固处理,锚杆间距 1.5-2 米,抗滑桩直径 1-1.5 米,恢复边坡稳定。路面修复根据损坏情况,采取局部换填或整体翻修,使公路恢复正常通行。
4 结论
山区公路地质灾害类型多样、成因复杂,对公路安全运营有着很大的威胁。为此,在山区公路地质灾害风险评估中,要遵循分级管控原则,运用科学评估流程和指标体系,借助遥感、数值模拟等技术工具,实现灾害风险的精准评估。在此基础上,采用边坡加固、排水优化等工程防治措施提高公路稳定性,利用自动化检测和预警系统及时察觉灾害征兆。在灾害发生时及灾后及时开展应急处置与修复,降低损失并尽快恢复通行。
参考文献:
[1] 张平平 , 何书 , 李滨 . 江西丘陵山区公路地质灾害危险性评价多耦合模型对比研究 [J]. 中国地质灾害与防治学报 ,2024,15(4):135-145.
[2] 向波 , 张利民 , 何思明 , 等 . 西部山区公路强震后链生地质灾害防控关键技术及应用 [J]. 中国科技成果 ,2023,24(8):19-20.
[3] 蒋瑜阳 , 向波 , 王东 , 等 . 震后山区公路地质灾害风险评估体系研究——以川九公路震后恢复重建为例 [J]. 地震工程学报 ,2023,45(5):1026-1034.
作者简介:焉若愚(1999 年5 月),性别:男,民族:汉族,籍贯:河南省信阳市,职务 / 职称:助理工程师,学历:硕士研究生,单位:,研究方向:工程地质、地灾防治、边坡工程。