崩塌岩堆地段山区公路施工技术研究

崩塌岩堆地段山区公路施工技术研究

刘磊,周向涛

中建五局第四建设有限公司 河南省 洛阳市 471000

摘要：辉县市Y021上关线位于辉县市西部山区，属于南太行山余脉，是荣称国家地质公园“关山景区”的重要游览通道。道路蜿蜒曲折傍山临崖，周围山高林密，分布有大量的较大体积坚硬岩石，是典型的山区公路。路线经过崩塌岩堆地质地段，在此特殊地质路段采取了一系列施工措施，保证了施工安全和施工进度，取得了良好效果。其施工技术成果可为类似工程崩塌岩堆隐患治理提供参考。

关键词：崩塌；岩堆；山区公路；综合防治；施工安全；施工效益

1 引言

随着我国基础设施的大力发展和国家建设“四好农村路”助力乡村振兴政策的推出，山区公路工程的建设日益普遍。加之河南地区去年受720郑州特大暴雨的影响，山区道路桥梁冲刷水毁严重。国家为了支援灾后建设工作，在河南地区开展了众多的山区灾后农村公路恢复重建项目。但是在山区建设公路不可避免会遇到一些复杂的山区环境，特别是崩塌岩堆等不良地质会对公路建设和运营过程中的安全性产生较大影响。

2 崩塌岩堆现象介绍

2.1 崩塌现象

崩塌是岩体长期蠕变和不稳定因素不断积累的结果。根据崩塌体的起始运动形式,主要分为倾倒式崩塌、滑移式崩塌、错断式崩塌、拉裂式崩塌、鼓胀式崩塌。崩塌现象发生后通常会直接淹埋道路、车辆等，对山区道路造成巨大的破坏，也严重威胁着过往行人的生命财产安全。

图1  崩塌现象实景图

形成崩塌现象既与山体斜坡的陡峻程度有关，当斜坡坡度在55°～75°范围时最容易导致崩塌，还与山体是否存在凹坎和悬石有关。当斜坡坡度小于45°时基本不会形成崩塌。

形成崩塌现象同时还与岩性条件、山体构造条件、降雨量、温度变化和人为因素有很大关联，以上这些因素共同作用容易形成崩塌，但以地质、地形为主要因素，人为因素中的边坡开挖也是一种主要的诱发因素。

2.2 岩堆现象

岩堆常伴发在高陡崩塌斜坡的坡脚处，是指在陡峻山坡上，岩体崩塌物质经重力或雨水搬运，在山坡坡脚或平缓山坡上堆积的松散堆积岩石体。岩堆不仅对公路建设、运营安全和道路养护影响较大，而且会损坏路面、路基、桥梁、隧道，中断交通，甚至会迫使放弃现有道路的使用。

岩堆从平面上看，上窄、下宽，如三角形或梯形；表面坡度与组成岩堆物质的天然休止角接近。岩堆内部结构疏松，多为大小块石、碎石天然杂乱叠置而成，细粒泥砂较少，一般没有胶结或稍有胶结。岩堆内部稍具层理，层理面与表面坡度大致平行。岩堆底部为原坡脚地面，上陡下缓。由于岩堆与下伏原地面间连接薄弱，在外力及水的作用下，岩堆易沿底面滑动。

图2  岩堆滑动示意图

岩堆按稳定程度分类，分为正在发展的岩堆、趋于稳定的岩堆、稳定的岩堆三种类型。本项目岩堆的类型为趋于稳定的岩堆。

3 崩塌地段防治处理方式

一般崩塌地段坡度较陡，原自然坡面岩石裂缝较多。在进行施工时，首先要检查原始地貌，如果要施工的坡面上有很多岩石裂缝，或者坡面的岩石已经破碎不堪，或因长期受到雨水的侵蚀以及恶劣气候的冰冻导致了岩石剥落的地段，在施工时必须要采取措施来防止岩石继续风化。

防治处理方式主要有以下三种：

（1）直接破除潜在崩塌体

主要形式有爆破和机械破除两种，崩塌体岩质较好时，石头能给予利用。破除完成后要露出“新鲜”的岩体表面，最终确定的边坡的坡度须经过验算且满足稳定性要求。

（2）锚喷防护封闭崩塌体

锚喷防护封闭法适合应用在风化层厚度和防护面积都比较大的坡面上，其中需要特别注意的是锚固应设置在强度足够大的岩石层里以确保其可靠性和安全性，外侧嵌补铁丝网并喷射水泥砂浆进行封闭，形成稳定的整体。通过锚喷防护对路基边坡崩塌进行治理与预防，不但能有效保障公路行车的安全，还能减少后期维护的开支。

（3）浆砌片石护面墙

适用于结构面比较薄弱的高边坡，其原理是用支挡墙或支护前支撑边坡，防止软结构面不断扩大和断裂。

根据本项目潜在崩塌体集中在低处且岩质较好的实际特点，选用了直接机械破除的方式，破除下来的块石和片石经过加工后用于护面墙和挡土墙的施工，变废为宝降低了工程成本。

4 岩堆地段防治处理方式

在岩堆体的上面填筑路堤路基是不稳定的，路堤修筑在岩体下部或坡脚处比较安全稳定。在填筑路堤的过程中，应当对其基地进行清理，清除其表层的松散堆积物，并且挖好台阶。挡土墙嵌入基岩是解决岩堆较薄时路堤容易错位的较好方法。当岩堆厚度和面积都比较小时，需要将岩堆全部清除，在基岩面挖筑台阶和填筑路堤。

本项目路线经过岩堆地段的坡脚和坡顶，为彻底消除岩堆地段的隐患，对此地段岩堆全部清除，在道路临崖侧设置浆砌片石挡土墙稳定边坡。

图3  岩堆体现场清除

5 岩堆地段石料的综合利用

按照常规操作，岩堆地段危石清除运输需要耗费较长时间和成本，考虑到本项目大部分为水泥混凝土路面和岩堆地段的石质较好，经检测后岩堆地段危石适合用作水泥混凝土碎石原材，报建设单位同意后，决定将岩堆地段石料就地破碎给予利用。

在岩堆体西侧地质稳定位置修筑平台，设置高性能反击式移动碎石机及其配套设备。将清除的大块石用炮锤初步破碎成合适块体，挑选合格块体投入碎石机，设置相应参数过筛后得到相应粒径的碎石，集中堆放，经检验合格后运至混凝土拌和站投入使用。通过该项举措既解决了道路周边岩堆存在的潜在风险，又直接节约了数十万的原材采购费，实现了绿水青山就是金山银山的实践探索。

图4  岩堆体石料破碎综合利用

6 结语

崩塌岩堆地段的公路，如果前期治理不到位，后期通车运营会有重大的安全隐患和成本，甚至造成不可挽回的影响，因此要充分重视。本项目结合当地的特点，在对崩塌岩堆地段进行治理的同时又创新思路进行了综合利用，在保证施工安全和工期的同时取得了良好效果，得到了建设单位和当地政府的一致认可，其研究成果对山区公路的正常建设和长期运营安全具有重要的指导意义。

参考文献

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