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文章来源于公众号:悠游2019,作者:成永刚,原文练级:从滑坡危害论地质选线的重要性(假日专题)
地质是岩土工程的基础,地质也同样是交通选线工程的基础,合理的地质选线可以在线路走向上有效避开滑坡群或大型或巨型滑坡的线路的影响,避免了同滑坡发生大规模的战役,而只需对个别或小规模滑坡进行战斗即可获得全胜。因此,一旦地质选线认识不到位或对地质选线不重视,则可能造成后期工程建设和运营阶段处于相当被动的地位,浪费大量的人力、物力、财力,实属惨胜,应尽量避免之。
在新中国成立不久,我国掀起了第一次大规模的基础工程建设,但由于当初我国地质基础薄弱,因此,不可避免的出现滑坡误判,造成工程建设与营运期间由于滑坡灾害而延误工期或花费巨资进行治理。如:
1950s修建”蜀道难难于上青天”的宝鸡至成都铁路时,由于当时对滑坡缺少认识,许多车站设在了古老滑坡上造成施工开挖后滑坡复活,处治这些滑坡导致宝成铁路延迟一年通车;
1960s修建地质条件更为复杂的成都至昆明铁路时,人们对滑坡有了初步的认识和对地质选线的初步概念,选线时避开了100多处大型滑坡,但仍在工程建设期间发生了多处车站由于开挖规模较大而导致的大型滑坡。且在1970年通车后的几十年里,多次发生掩埋车站、中断交通和被迫改线的大型滑坡灾害,教训十分深刻。
1990s修建的南宁至昆明铁路,随着人们对滑坡的认识深入,进一步深化了地质选线的理念,有效的绕避了大量滑坡,但仍发生了由于地质失误造成大型滑坡对工程形成了严重的不利影响。如由于误判而将八渡车站设在500万方大型滑坡上,造成1997年7月南盘江洪水时老滑坡大规模复活,最终花费9000余万元才保证了按时通车。
改革开放以来,随着我国经济发展,高速公路建设迅猛发展,但公路系统因多种原因也发生了铁路部门的多次滑坡灾害教训。但通过公路部门与的自身认识加深和对铁路部门的学习,这些滑坡造成的教训大为减小、减轻,但教训仍然是深刻的,惨痛的。如:
1900s修建的京珠高速公路粵北段长300km,由于对地质认识上存在一定偏差,造成工程建设期间滑坡和高边坡病害发生频率高、治理难度大,直接导致工程治理费用达8亿多元;
2000s云南省元磨高速公路长147km,由于地质选线的认识深度不足,全线形成了330多处高边坡,其中工程建设期间有130余处发生病害,治理滑坡和高边坡变形增加投资6亿多元;
同期修建的重庆市万梁高速公路由于忽视了地质构造对线路的影响,选线时将20km的路段设置于大型背斜一翼的砂泥岩顺层地段,形成的30处顺层滑坡治理费用达2.5亿元。
2010s某高速公路由于忽视了对线路安全具有控制性的区域性断裂,线路通过地形选线而布设于区域性大断裂带,造成工程施工时发生了大量工程滑坡和老滑坡复活,滑坡密度达到了2.5处/km,造成了工程建设处于相当被动的地位。
2007年福建省某高速公路箭丰尾滑坡由于判断失误,造成工程施工期间诱发了体积达1000万方的老滑坡复活,其工程治理费用达1.6亿元,创下了公路交通建设上单个体积滑坡一次治理费用之最。
这些由于地质选线认识深度不足造成的大规模滑坡等地质灾害,既有人类逐渐认识历史过程的客观原因,也有人类忽视地质基础的主观原因。
认识历史过程的客观原因,随着科学的发展、地质工程的不断完善成熟,在我国的工程建设中已经基本具有充分的理论知识与实践经验。因此,只要有严谨的地质调查、分析,并将其应用于线路选线是能够有效避免滑坡等大型地质灾害的。
在工程建设中,由于主观上忽视地质的基础性而导致选线出现战略性误判是目前的主要因素。这其中的因素有管理方面需要进一步完善的原因,也与地质技术人员在工程建设中所处的尴尬地位有关。
客观原因:工程建设工期偏紧、工程勘察费用高而投入偏少、管理人员轻视前期勘察工作而要求完全“动态设计”、市场竞争不完善使有些技术单位在“旱涝保收”的情况下工作深度不足......
主观原因:在交通工程建设中,很多技术单位重桥隧、轻路基,重地形、轻地质。加之岩土工程是一个应用性学科,很多非专业相关人员也都可以“说上一两句”,因此,地质人员有时地位比较尴尬,在工程实践中就往往存在“屁股决定脑袋”的事发生。这也说明了科学发展观并不是随着科学的发展就能实现的,而是需要人的认知与科学同步发展,方能实现科学从事工作的科学发展观理念。
可喜的是,近年来我国很多省份在高速公路建设中,重视地质工作,采用高边坡和滑坡等地质灾害的第三方评估的全过程咨询方法,从前期工程可行性研究阶段、中期的设计阶段和后期的施工阶段,开展专家全过程咨询,大幅减少了影响线路走向的大型地质灾害发生,效果显著。如
2005~2008年,地质条件十分复杂的云南省保山至龙陵高速公路进行了全过程的地质灾害跟踪评估,不但发现了设计阶段的多处大型滑坡的漏判,且对全线48处滑坡,100多个高边坡根据现场实际地质情况进行了针对性的分析,继而提出合理的工程处治措施,得到建设指挥部和设计院的认同和支持,贯彻了“动态设计,信息化施工”的原则。不但节省了大量的工程建设资金,按期完成了工程建设,且在高速公路通车10余年来没有一处滑坡和高边坡发生变形,保证了公路运营畅通。
自2010年5.12地震以来,四川率先开展公路工程建设的全过程咨询,不但有力地支持了灾后重建,也与业主、设计、施工单位一起紧密配合,大幅减小了施工难度、节省了大量的工程投资,获得了领导放心、业主满意、同行认可、造价节约和施工便捷的良好效果。
这表明只要能有效贯彻地质选线的理念,在良好的管理模式、认真严谨的地质调查分析、针对性的高品质设计和高质量的工程施作的基础上,是可以提前预判、绕避大规模地质灾害对线路的影响的。
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。