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本文来源于公众号：悠游2019
作者：成永刚，博士，教高，注册岩土工程师，中国岩石力学与工程学会滑坡与工程边坡分会理事，中国土木工程学会非饱和土与特殊土专业委员会常务委员和交通岩土工程专业委员会委员，国际工程地质协会会员，中国国家公路建设项目评标专家，四川省交通运输专业人才教育专家。
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经过建设、设计、咨询、施工、监理等单位和各族人民的共同艰苦卓绝的努力下，川藏高速公路（雅康、汶马）逐渐地建成通车。笔者作为地质灾害的设计、建设的全过程咨询人员，感慨万千，回首往事，觉得有必要对其中的重大地质灾害处治的经验与教训进行一个简要的回忆，以期供即将开建的川藏铁路提供必要的参考。
5.12汶川地震后，笔者当年离开祖国的改革前沿广东省，来到地质灾害严重的四川省投身灾后重建开始，作为地质灾害的主要参与者和负责人之一，在完成川藏公路（国道）的建设后，又快速的投入到了川藏高速公路的建设，我能为自己自始自终参与如此复杂的建设工程感到自豪。
一、基本地质环境
川藏高速公路（雅安~康定、汶川~马尔康）位于我国地势由第一阶梯青藏高原向第二阶梯四川盆地过渡段，由东向西海拔迅速抬升，线路标高从约580m抬升至3000m左右，先后跨越构造剥蚀低山丘陵及河流侵蚀堆积地貌、构造剥蚀中高山地貌及河流侵蚀堆积及构造剥蚀高中山峡谷地貌。
线路经过地区岩层褶曲强烈，岩体破碎，构造期次多，构造活动复杂。工作区大地构造上处于扬子地台西缘次一级构造单元龙门山、大巴山台缘断褶带之西南端，西邻康滇地轴，东接四川台坳，西北侧相邻松潘—甘孜地槽褶皱系。构造部位处于NE向龙门山断裂带和NW向鲜水河断裂带及SN向安宁河断裂带构成的“Y”字形构造带，这三个断裂具备全新世活动性，为我国著名的强烈地震带。根据统计，高速公路多位于基本地震烈度为Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ度的地区，其中Ⅶ度区占线路总长的57%，Ⅷ区占线路总长的37%，Ⅸ度区占线路总长的6%。
山体陡峻高差大，峰峦叠嶂，沟壑纵横，地形坡度一般都在25～45°。大江大河发育，岷江、大渡河汇来苏河、杂谷脑河、青衣江、荥经河、天全河、梭磨河、抚边河，折多河等百川至东南奔腾出山。河道狭窄，多呈“V”字型，水流湍急，河道蜿蜒曲折、落差大，雨季流量为旱季的10倍以上，洪水过程呈陡涨陡落的尖峰型，水力资源十分丰富，区内电站分布密度大，对路线制约大。
断裂活动频繁，气象环境变化快速，具有极其复杂的地质条件，极其脆弱的生态条件，极其困难的工程建设条件，桥隧比高达86%左右，是目前我国双向四车道建设标准中工程造价最高的高速公路。泥石流、崩塌、滑坡等山地灾害频繁，有着与内地高速公路建设不同的技术特点，如何做到安全、抗灾、经济、环保，并具有较好的工程建设可操作性，是川藏高速公路建设的难点和重点。
图1 川藏高速公路典型的地形地貌
二、部分重大地质灾害处治的经验教训
1、关于边坡设计地震安全系数的取值问题
最新版的《公路路基设计规范》JTG D30-2015版本取消了《公路路基设计规范》JTG D30-2004版地震工况的安全系数条例，而与《公路工程抗震设计规范》JTG B02-2013保持一致。
表1 JTG B02-2013版地震工况安全系数
从《公路工程抗震设计规范》中看，该规范没有明确滑坡对应的地震工况安全系数，而对边坡的地震工况安全系数定义偏高，也造成滑坡参照执行时安全系数偏高，这对川藏高速公路这样一个高烈度地震区来说，造成相当不利的影响，甚至直接导致了有些地质灾害处治工程失控。
依据地震抗震设防理念，坡体治理应贯彻“大震不倒，中震可修，小震不坏”的原则。即在设防烈度下坡体的稳定性可达到基本稳定，使坡体在震后可以修复，也就是说坡体在地震工况下的设防烈度安全系数取1.1为佳。这样既能保证工程在相应烈度地震后的安全，也能有效提高工程的经济性指标。毕竟，地震设防烈度是一个综合指标，而不一定是越高越好，工程越铜墙铁壁越好，应适当为宜。
2、高位堆积体的设防问题
川藏高速公路各种成因的堆积体在陡峭的山坡上多有分布，加大了线状工程的调查难度，甚至大大超出了调查的承受范围。这就造成了有些高位堆积体在施工扰动或后期运营时出现地质灾害，而这些地质灾害甚至可能是灾难性的。
如某大桥布设于天全河左岸斜坡坡脚，桥梁高26～62m。工程建设期间由于施工弱化了花岗岩楔形结构面端部的“闸门”锁口作用，造成上部堆积体发生了体积约12万方“溃决”，瞬间推倒下部在建大桥的23#和24#柱式桥墩。滑坡后壁和侧壁形成了高约70.0～130.0m的堆积体高边坡。
图2 滑坡后的地质灾害全貌
该高位堆积体高边坡治理时，虽采用了中部设置宽大平台，加固“闸门”的抗滑桩“固脚”和锚索锚杆的“分级加固、强腰、锁头”加固得以有效治理，但高位堆积体的潜在滑面参数取值偏小导致工程规模偏大，且挂网喷砼的坡面防护环保性和耐久性较差，这是今后类似工点需要注意的地方。
图3 工后高边坡加固图
3、坡体结构面的性质判别和配套问题
川藏高速公路地质运动强烈，地质灾害高发，这就要求在坡体病害治理时应准确判断结构面的成因、性质和相互之间的配套，防止误判造成工程安全或工程经济性指标失控。
如某玄武岩隧道进洞120m时发现结构面擦痕，技术人员认为是滑坡的滑面而拟设置长约60m长的抗滑桩工程处治。但在咨询时笔者认为该结构面擦痕系玄武岩构造擦痕，而非滑坡滑面。从而最终调整了处治思路，大幅降低了工程造价和施工难度。
再如某玄武岩边坡由于结构配套失误（坡向321°），技术人员拟定长130m以上的潜在滑面，直接导致边坡加固规模太大而最终采用改线以桥梁和隧道的形式，并设置多排抗滑桩和锚固工程后通过该区，并形成了较大的工程报废。
表2 某玄武岩边坡结构面
图4 某玄武岩边坡前期开挖过程照片
其实，从结构面来看，由于结构长度相差是数量级的，故配套后的不稳定体应是小型滑塌或崩塌体，而非长大的潜在滑面。这是我们在今后地质工作中需要引起注意的。
图5 改线的玄武岩坡体区
4、高位滑坡的致灾判别问题
川藏高速公路山大沟深，往往在高山的某部位存在滑坡、崩塌等地质灾害体，而其的危害判别考验着科研和技术人员的认知与担当。判别失误就可能造成重大地质隐患，也可能造成规模浩大的工程造价攀升。
如某高位自然滑坡在距高速公路约900m的地方在施工期间突然滑动，滑坡体积约100万方。滑坡发生后相关科研单位和技术人员经过模拟分析，认为滑坡将最终通过刮擦形成约240万方，以35~45m/S形成高速滑坡。故最后不得不采用长大隧道改线进行处治，直接造成工程造价和工期的重大调整。
图6 模拟分析的高位滑坡直接打击区
但在咨询过程中，笔者认为滑坡缺乏高速滑坡发生后，以每天几米的位移进行蠕滑，缺乏高速滑坡起动阶段的弹性冲动、峰残转化、势动能转化等因素，缺乏行进阶段的气垫效应，且滑坡滑移时完全呈“散体状”，能量得以充分耗散，不应该出现所谓高速滑坡，而可能最终在暴雨作用下出现断续状的泥石流。多年以后的事实也证明了当初笔者对该滑坡致灾分析的正确性，滑坡在运动约300m后停止，也两年多来没有发生整体滑动。
图7 滑体蠕滑过程中完全解体
图8 滑坡发生两年多后的照片
5、泥石流、崩塌、滑坡、弃渣、高填方综合地质灾害体治理问题
川藏高速公路地质灾害频繁，往往会出现综合多种致灾的地质灾害体直接影响高速公路安全。加之川藏高速公路的弃渣一直是建设工程中最为头疼的问题之一，如何利用消化一直伴随着整体川藏高速公路的建设。因此，合理分析多种地质灾害体之间的关系，综合进行治理才能有效取得安全、经济、环保的多赢局面。否则，将可能留下重大后患。
如某段线路通过为0.3g地震烈度区的泥石流沟时采用“两隧夹一桥”的形式，但在施工过程中大量的隧道弃渣无法转运而直接倾倒于沟谷中，且该沟谷为大型冰川融化的泥石流沟，隧道两端滑坡和崩塌发育。基于此，经与科研、设计单位多次沟通后，提出泥石流多级治理+桥改路（反压滑坡、消化利用弃渣）+路堤高填方采用抗滑桩和曲形坝处治+设置明洞（防崩塌）为主的形式进行了综合处治。
图9 两端隧道的滑坡、崩塌体
图10 沟内的常流水和隧道弃渣
图11 泥石流沟内堆积物
图12 处治后的综合地质灾害体全景图
但需要说明的是，由于沟中沟内常年的稳定水流约为0.5m3/s，但由于工程失误，造成水流从花岗岩弃渣下部长期渗流，这是非常不安全的，需要及时进行处治。
图13 绝大多数沟没有进入排导槽留下很大安全隐患
6、大型崩塌体和全线广泛的落石处治问题
川藏高速公路的地形地貌、岩土类型、地质构造等内在因素和地震、气象、人类活动等外在因素造成沿线崩塌落石极为发育。滑移式、坠落式、倾倒式和滚落式崩塌大面积发育，严重影响高速公路的安全。
对于大型崩塌体多采用锚索锚杆进行锚固，被动网、导石网、主动网、钢格栅、拦截桩、拦石墙、刚性明洞棚洞、柔性明洞棚洞、桥改路等十八般兵器针对性的上阵进行处治。
图14 某崩塌治理前的全景
图15 某崩塌治理后的全景（桥改路+延长明洞）
但需要说明的是，由于被动网、主动网的耐久性较差，这可能是今后高速公路养护期间的一个重大难点。此外，要严格分析卸荷体形成的病害体性质，切忌将小型危岩体当作深大卸荷体形成的大型、甚至是巨型危岩体进行处治。
如某陡崖顶与坡脚高差约190m，线路以大桥的形式从坡脚通过，陡崖顶距后约15~45m的位置发育由于千枚岩倾倒形成的两条平行于坡体走向、宽约4～15.1m、长约89.7m和52.7m长的锯齿状卸荷张拉裂缝。初拟方案认为该陡崖为深大卸荷体，拟定采用全坡面锚索工程进行加固。但经现场调查和地质分析，笔者认为其为浅层倾倒拉裂所致，整个坡体稳定的，但上部倾倒体需要加固。后经对坡顶局部倾倒体采用锚固+坡面设置导石网+坡脚落石槽+防撞墩为主的工程进行处治，工程效果良好。
图16 崖顶倾倒卸体体及其裂缝
图17 某崩塌治理后的全景（倾倒体锚固+导石网+防撞墩、落石槽 ）
图18 危岩落石被被动防护之柔性明洞、棚洞
需要说明的是对于明洞或棚洞的设置，应综合考虑刚性明洞、棚洞，柔性明洞、棚洞，轻型刚架棚洞的特点进行针对性设置，切忌一味教条、套图等死板的处治。
7、大型倾倒体处治问题
对于大型倾倒体，尤其是下部为桥梁、隧道等重要结构物的地段，工程施作积极贯彻减少隧道开挖扰动、桥改路提高抗灾能力、坡体锚固+刚性明洞或棚洞积极的综合处治措施。这就需要技术人员力求辨别地质体性质，切忌误判造成线路通过的形式、处治措施发生重在偏离。管理人员应广集意见后应及时做判断，切忌犹豫不决造成后续工程方案和工期被动。
如某大型倾倒体厚约20～30m，体积约40万方，主要由千枚岩构成，坡体节理裂隙发育，由于隧道开挖扰动，大型倾倒体稳定性大幅降低，对下部隧道洞口及桥梁构成巨大的威胁。咨询时多次提出加强隧道围岩加固+桥改路和延长明洞以提高抗灾能力+倾倒加固的建议。但由于多种原因迟迟没有实施，造成工期拖延和多次发生浅层崩塌。最终不得不提高了加固工程规模而进行处治。
图19 前期倾倒体处治现场
图20 后期+桥改路和延长明洞为主的倾倒体处治现场
8、断层与不良地质体的辨识问题
川藏高速公路断裂发育，造成区内高烈度地震区不良地质体的定性和工程防护方面认识上的往往存在差异或误判，不仅延误建设工期，甚至造成工程的报废，形成了负面社会影响。这就要求技术人员认真探索，不唯书、不唯上，不唯所谓的权威，认真工作，才能防止此类事故的发生。
如区域性大断裂泸定-炉霍大断裂经过时造成某段花岗岩坡体呈现典型的“圈椅状”地貌，其形态比滑坡更像“滑坡”。但由于断裂的识别误差，造成在某权威科研机构定性后，设计单位和很多专家都认为是大型滑坡而要求改线绕避。笔者的推定的断裂通过影响所致的“假滑坡”遭到否定，改线工程导致高昂了的工程造价攀升。
图21 外貌上像极了滑坡的断层破碎带
在改线一年左右后，从铁二院的川藏铁路地质解译资料续结论看，此处“滑坡”地貌确为区域性断裂经过区所致，而根本不是滑坡，但为时已晚，实令人惋惜。因此，在川藏高速公路的建设过程中，由于地质条件的复杂性，应以更为严谨的科学认知分析地质现象是永恒不变的主题。
9、地理、人文环境的问题
川藏高速公路所经地段自然条件恶劣、施工难度大，环境优美、生态脆弱，多民族居住。因此积极探索使用新型的支挡结构是川藏公路的一大特点。如柔性明洞、棚洞，轻型刚架棚洞的大范围应用、圆形抗滑桩、泡沫轻质土等的应用，极大改改善了建设条件，与当地的自然人文环境也比较和谐。
图22 刚性明洞+泥石流渡槽
图23 圆形抗滑桩的大量应用减小了高海拔的劳动强度
图24 转经筒式的圆形抗滑桩应用
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川藏高速公路（雅康、汶马）虽已建成逐渐通车，但由于区内地质环境的极其复杂性，后期高速公路的养护将是一个漫长而严肃的课题。因此，虽然设置大量的工程监测，但由于监测范围的有限性、监测时间的局限性和监测数据的及时有效处理性......都说明川藏高速公路的长期安全运营将是我辈永远探究和不断革新的新课题。
从川藏公路和川藏高速公路建设的经验来看，相比于复杂的地质环境，领导的决策、设计和勘察人员的担当、施工单位的职业素养、监理人员的责任心才是工程建设的核心，尤其是技术人员的严谨态度和能听进去不同建议的胸襟才是工程建设安全、经济的关键。
作为国内建设环境最复杂的高速公路或国道之一，我为能为自己参与5.12汶川地震、川藏公路等大型复杂工程而感到荣幸。虽几经鬼门关，但积累的工程经验、教训，是自己一生的用之不尽的财富。也希望川藏公路、川藏高速公路的建设，能为即将展开的川藏铁路提供一个可供借鉴的工程类比对象，希望我国的川藏铁路更上一层楼，希望我们技术人员为祖国的大动脉畅通提供更雄壮的华章。
