一、川藏高速公路所在的地質(zhì)環(huán)境和高速公路特征建設于我國第一階梯段由第二階梯、青藏高原與四川盆地過(guò)渡區域的川藏高速公路雅安~康定段(南線(xiàn))和汶川~馬爾康(北線(xiàn)),經(jīng)過(guò)管理、設計、咨詢(xún)、施工和監理等單位和技術(shù)人員五年多的艱苦建設,終于已與今年基本建成通車(chē)。1)地形變化顯著(zhù)、山體陡峻高差大,相對高差往往達幾百米~上千米;2)地層巖性幾乎匯集了寒武~第四系的時(shí)代、以花崗巖、千枚巖、砂泥巖為主的巖體,和以崩坡積、沖洪積、冰水堆積、泥石流、殘坡積、滑坡等多種因素形成的堆積體;3)大江大河發(fā)育,岷江、大渡河匯百川而騰出山,成為長(cháng)江流域水量最大的流域,大、中、小型水電站開(kāi)發(fā)密度相當大;4)新構造運動(dòng)強烈、斷裂活動(dòng)頻繁,是我國地震活動(dòng)最為頻繁區域之一,高速公路全部布設于Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ度地震區;5)氣象環(huán)境變化快速,溫度變化的大,季節性?xún)鋈诂F象明顯,坡體風(fēng)化強烈。基于以上地質(zhì)環(huán)境的川藏高速公路,具有極其復雜的地質(zhì)條件,極其脆弱的生態(tài)條件,極其困難的工程建設條件,滑坡、崩塌、泥石流相當發(fā)育,橋隧比高達86%左右,每公里工程投資達約2.1億元,是目前我國雙向四車(chē)道建設標準中工程造價(jià)最高的高速公路,面臨巨大的地質(zhì)風(fēng)險、安全風(fēng)險、工期風(fēng)險、造價(jià)風(fēng)險和管理風(fēng)險。基于以上地質(zhì)環(huán)境建設的川藏高速公路,雖然布置了監測,但仍不可能達到全方位監控和預防,不可避免的存在可能影響公路安全的地質(zhì)災害。因此在如此復雜地質(zhì)環(huán)境下如何管控潛在地質(zhì)災害、如何有效提高高速公路的安全性和有效確保全天侯通暢的交通要道,是后期養護單位的重中之重。1、作為線(xiàn)形工程的高速公路,區內陸形高陡,山大溝深,必然造成相對高差幾百米,乃至上千米的山體,必然存在多種類(lèi)型、處于不同穩定階段的滑坡、崩塌、泥石流。沿線(xiàn)而這些地質(zhì)病害體有的已經(jīng)被工程治理,有的由于處于無(wú)人區、人跡無(wú)法抵達的高海拔山體而不可能、甚至無(wú)法逐一被發(fā)現或主動(dòng)進(jìn)行治理。一旦隨時(shí)間推移,并隨著(zhù)降雨、地震、雪山融化等因素影響而可能發(fā)生自然病害,并繼而可能危及高速公路。如工程建設期間發(fā)生的高懸于線(xiàn)路以上約900m、體積100萬(wàn)方的高位滑坡,就是"沒(méi)有任何征兆"的大型自然滑坡,其導致的工程改線(xiàn)直接增加工程造價(jià)達4億無(wú)左右。而這類(lèi)潛在地質(zhì)災害,可以肯定的是在將來(lái)的高速公路營(yíng)運期間仍會(huì )時(shí)有發(fā)生。圖1 高懸于原高速公路頭頂的某大型高位滑坡2、區內陸質(zhì)環(huán)境多屬于地質(zhì)構造活躍帶,地質(zhì)歷史上發(fā)生的多次地震,形成了廣泛發(fā)育的泥石流、滑坡、崩塌、高山融雪等地質(zhì)災害體,坡體卸荷發(fā)育、傾倒體密布、多種成因的堆積體廣泛,這些穩定性欠佳的地質(zhì)體,隨著(zhù)時(shí)空的轉換和推移,其穩定性必然存在不斷降低的可能。由于任何工程不可能做到絕對的潛在病害治理,尤其是區內這種復雜的地質(zhì)環(huán)境,更不可能做到對所有潛在病害體的完全處治。因此,雖然有些地段設置了預防性的被動(dòng)防護工程,但也不可能對全部高速公路進(jìn)行銅墻鐵壁式的被動(dòng)防護,其對高速公路的潛在威脅是不可避免的。高速公路布設于高山峽谷區如工程建設期間發(fā)生的橋隧相接部位、體積約30萬(wàn)方的大型千枚巖傾倒體就造成了約0.45億元的工程變更。而這個(gè)傾倒體只是區內潛在地質(zhì)病害的“滄海一粟”。(寫(xiě)作期間,該處發(fā)生了大規模崩滑,充分驗證了川藏高速公路的地質(zhì)的復雜性)圖2 位于隧道口的大型傾倒體
圖2-1 隧道右側大型傾倒體發(fā)生局部崩滑(4萬(wàn)方)
圖3 區內廣泛分布的泥石流溝
圖4 岷江河谷密集分布的巨型滑坡
3、由于走廊限制,川藏高速公路主要沿大渡河、岷江及其支流布設。作為長(cháng)江水量最大的支流區域,典型的上游特征造成溝谷洪水特征相當明顯,形成的強大淘蝕、撞擊等沖刷作用,甚至由于河流沖刷能量過(guò)大,而不得不采用防沖樁這類(lèi)工程規模較大的措施進(jìn)行處治。因此,以擋墻為主的沿河防護工程,在線(xiàn)路運營(yíng)期間,由于河道的強烈下切和攜帶巨石的撞擊作用,將可能是威脅線(xiàn)路安全的主要病害源之一。圖5 采用防沖樁防護的沿河工程
4、川藏高速公路的一個(gè)重要問(wèn)題就是棄渣規模而消化處治相當困難。由于區內陸質(zhì)環(huán)境惡劣,很難尋找到理想的棄置場(chǎng)所。造成棄渣場(chǎng)除應用“橋改路”進(jìn)行消化外,大量棄置于溝谷和沿河區段。但由于特殊的地質(zhì)環(huán)境,這些棄渣場(chǎng)區多具有泥石流、洪水強沖刷特征,雖然設置了強大的工程防護措施,但考慮到大自然的復雜性,不排除時(shí)間推移工程防護弱化而造成棄渣場(chǎng)出現隱患的可能,這需要后期養護中時(shí)時(shí)進(jìn)行巡查和及時(shí)維修,并對泥石流溝谷特征進(jìn)行時(shí)時(shí)監控。六、區內橋梁占比高,但布置于高陡自然山體、河岸的橋梁,仍可能受到躲在暗處而沒(méi)有被人們發(fā)現的潛在病害體的威脅。此外,受到工程措施防護等級和耐久型的影響,諸如主動(dòng)網(wǎng)、被動(dòng)網(wǎng)、導石網(wǎng)等工程措施的養護將是一個(gè)重大的挑戰。尤其這些措施多布置于高陡山體,甚至是高大陡崖,將來(lái)的養護維修是一個(gè)非常大的挑戰。圖7 工程建設期間突發(fā)的自然堆積體造成在建大橋損壞
圖8 保護大橋而在高大崖體上布置的導石網(wǎng)
七、高速公路所經(jīng)過(guò)的地帶地震烈度高,屬于典型的高烈度地震活躍區。雖然線(xiàn)路設置相應抗震設防烈度的工程措施。但是區內發(fā)生的地震所產(chǎn)生的能量可能多大于人類(lèi)按規范所規定的地震防護等級。尤其是區內山大溝深,即使一次較小的地震,也可能造成坡體病害的發(fā)生,而這不是高速公路一個(gè)部門(mén),也不是人類(lèi)工程所能完全杜絕的。因此,如何快速實(shí)施可能的震后搶險救災可能是一種最好的“被動(dòng)工程措施”。
圖9 區內5.12地震形成的大面積巖崩
圖10 野生動(dòng)物活動(dòng)形成的落石威脅下部高速公路
高速公路作為人類(lèi)工程,它是一種滿(mǎn)足相關(guān)規范、符合國力的構造物。作為與世界上最危險的公路—川藏公路(北線(xiàn)國道G317與南線(xiàn)國道G318)伴行的川藏高速公路,由于位于地質(zhì)環(huán)境異常復雜的青藏高原邊緣區,復雜的地質(zhì)病害體隨時(shí)時(shí)空轉換和自身穩定性的不斷降低,以及降雨、地震等不利外界因素的影響下,可能會(huì )在川藏高速公路運營(yíng)期間轉換為地質(zhì)災害體的可能。基于此,針對性的建立熟悉區內相關(guān)潛在病害體特征的應急、養護、咨詢(xún)隊伍是提高川藏高速公路有效提高保通能力必不可少的有效措施。并在結合長(cháng)期地質(zhì)病害體監控、定期評估,以及與當地居民的及時(shí)溝通的基礎上,進(jìn)行群策群力式的進(jìn)行地質(zhì)病害體的預防和定時(shí)應急、養護演練,借鑒與之類(lèi)似的成昆鐵路、寶天鐵路等地質(zhì)災害高發(fā)養護經(jīng)驗教訓,將是川藏高速公路營(yíng)運期間的主要課題和研究對象。
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