川藏公路所遇病害及防治

川藏公路所遇病害及防治
1. 川藏公路简介
川藏公路是连通四川成都与西藏拉萨之间汽车通行的第一条公路。

在此路修通前，千百年来，中国西南部各民族的经济、文化交往枢纽就是逶迤在横断山区和西藏高原的崇山峻岭之间，一条世界上地势最高、路况最为险峻的交通驿道--茶马古道。

川藏公路路线又有南北之分，分线点位于四川省甘孜州新都桥镇前的东俄洛乡。

南线，成都至雅安段由川西平原向盆地低丘行进，全为高速公路。

雅安至康定段处于川西高原，也即青藏高原东南低缘，特别是在雅安天全县境内曾有“川藏公路第一险”之称的二郎山，地势逐步抬升，山河走势呈南北线纵向分布，公路基本是越山再沿河，再越山再沿河往西挺进。

二郎山高3500米左右，隧道通行以后不再有“天险”之称，但越山后，泸定至康定间的瓦斯河一段，雨季时柏油路面常被漫涨的河水淹没和冲毁，并时有泥石流。

北线，从成都出发北上在映秀镇往西，穿过卧龙自然保护区，翻越终年云雾缭绕的巴郎山（海拔4523米），经小金县，抵丹巴。

进入甘孜后，经道孚、炉霍、甘孜、德格过岗嘎金沙江大桥入藏，再经江达、昌都、类乌齐、巴青、索县、那曲至拉萨。

北线相对南线而言，所过地区多为牧区（如那曲地区），海拔更高，人口更为稀少，景色更为原始壮丽。

川藏公路的自然景观，川藏公路以风景优美路途艰险著称，沿川藏公路进西藏，须翻高山、跨急流，路途艰辛且多危险，但一路景色壮丽，有雪山、原始森林、草原、冰川（来古冰川、米堆冰川等）和若干大江大河（金沙江、澜沧江、怒江等），是旅游探险爱好者和摄影师的极乐所在。

之后，由我的队友从以下五个方面，来说一下川藏公路的病害及防止措施。

2. 天堑二郎山
二郎山位于四川省西部、甘孜州与雅安市交界处。

呈东北—西南走向，北接夹金山，南靠大相岭，长宽各20公里，面积约400平方公里，海拔3437米，属邛崃山系，历为通往康藏的交通要道。

二郎山是千里川藏公路上的第一道咽喉险关。

同时二郎山还是座分水岭，是川内和藏区的分水岭，更是内地与边疆藏区的分水岭。

二郎山常年冰雪、暴雨、浓雾、泥石流、滑坡不断，致使该路段行车事故多发、断道频繁，加之全年3/4为雨雪天气，交通运输极为困难。

即便是在川藏公路通车多年后，面对这道天堑当地仍有：“车过二郎山，像进鬼门关，侥幸不翻车，也要冻三天。

”的说法。

茶马古道是唐代以后，特别是清朝光绪年间至民国时期通往昆明、西藏、澜沧、打洛、洵甸等地的茶马道。

茶马古道的线路主要有两条，而其中一条就是以四川雅安起点的。

在一段路程内，茶马古道是与川藏公路重叠的。

1950年初，恢复和打通（四）川（西）康公路被提上了议事日程。

同年2月，西南军政委员会成立了雅甘工程处，4月正式开工建设，以中国人民解放军18军将士为代表的数万军民投入到了筑路一线，掀起了一场抢时间促通畅的筑路热潮。

1950年8月，川康公路正式修通。

由于公路建设时间短、条件恶劣、物质缺乏，所以该条公路等级较低，为四级公路。

于上世纪50年代抢修的川藏公路二郎山段被称为二郎山翻山老路。

在没有隧道的时候是要走老路翻越二郎山的。

目前老路基本完全废弃，已经无法通行。

二郎山山势险峻雄伟，地质条件复杂，气候环境恶劣,自然灾害频繁,原有公路坡陡弯急，交通事故不断，使其成为千里川藏线上的第一个咽喉险道，严重影响了川藏线的运输能力，制约了川藏少数民族地区的经济发展，因此，二郎山公路隧道的建设也被渐渐提上了日程。

川藏公路二郎山隧道位于四川省雅安天全县与甘孜泸定县交界的二郎山地段,东距成都约260km,西至康定约97km。

工程于1996年7开工,1998年11月28日贯通,月1999年12月7日管制试通车,在2000年12月底竣工。

二郎山隧道的建成将川藏公路二郎山段缩短了25公里。

二郎山隧道是当时我国公路隧道建设方面的四个第一,即:
(1)隧道建设里程最长达4461m(初设长度);
(2)隧道埋深最深,达800 m;
(3)隧道地应力最大,达54MPa;
(4)地质最复杂,二郎山隧道地处三个断裂带形成“Y”字形的交汇点,穿越11个断层,承压水头高达150 m。

岩爆是高地应力条件下隧道等地下工程洞室开挖施工过程中,因开挖卸荷引起周边围岩产生应力分异作用,储存于硬脆性围岩中的弹性应变能突然释放且产生爆裂松脱剥离、弹射甚至抛掷性等破坏现象的一种动力失稳地质灾害。

而在二郎山公路隧道的建设过程中，由高应力引起的岩爆就是主要的工程建设影响因素。

根据洞壁岩石的单轴抗压强度与围岩切向应力的比值可将岩爆烈度划分为轻微、中等、强烈、剧烈4级，详见下表：
二郎山公路隧道岩爆主要特征
(1)连续岩爆活动主要集中发生在距东、西两侧洞口平距900～1500m的洞段。

(2)岩爆与岩性关系较为密切，岩爆发生级别较高洞段的岩性主要是硬脆性的砂岩、石英砂岩,其次为砂质泥岩以及泥岩软质岩层内的泥灰岩、砂岩、粉砂岩硬脆性夹层。

(3)岩爆活动在隧道拱顶和两侧边墙部位较为强烈。

(4)岩爆区掘进过程中,一般距掌子面3倍洞径范围内的岩爆活动最为频繁,随后则逐渐减少,但偶尔也有距掌子面200多米处仍会滞后发生岩爆的情况。

(5)按公路隧道围岩分类规范(JTJ026-090),岩爆段围岩类别均为Ⅳ、Ⅴ类,节理很发育的Ⅱ、Ⅲ类围岩不会发生岩爆活动,即岩爆具有明显的岩体结构效应。

(6)岩爆段岩体表面十分干燥,并具有似烘干样光泽;有地下水的部位则不发生岩爆活动。

(7)岩爆随时间的延续均有向深部发展的趋势。

(8)在隧道二次衬砌作永久支护之前,岩爆可以分为严重期、延续期、基本稳定期3个活动阶段。

(9)当围岩内部发出清脆的爆裂撕裂声响时,岩爆力学机制表现为压致拉裂型破坏类型,多平行洞壁发生且仅涉及表层岩体;当围岩内部发出沉闷爆裂声且声响浑浊时,岩爆力学机制主要表现为压致剪切拉裂型破坏, 它持续时间较长且具有累进性发育特征,破坏性较大
3. 川藏公路部分沥路面损坏的原因分析及处理措施
川藏公路米拉山至达孜段路面工程由于种种原因，导致路面大幅损坏，造成一定的经济损失。

因此，分析损坏原因，探讨解决方法时保证今后公路路面的施工质量是很重要的。

川藏公路米拉山至达孜段公路改建工程的设计采用三级公路标准，设计路拱横坡2 %，路肩横坡3%，路面设计为厚20cm的手摆片石底基层, 4cm厚填隙碎石基层，3cm厚热拌热铺沥青混合料面层。

此段路线的路基工程于1997 年3月份开工，至10月份全部完工。

路面工程施工从1998年6月巧日开始，于10月19日结束，历时四个月。

路面工程在1998年度施工完毕后，于1999年责任期内出现不同程度的损坏，刚开始个别地方路面出现网裂现象, 经过车辆碾压变得松散，逐渐成坑槽。

随着7、8月份雨季的来临，部分路面形成大面积损坏, 这些损坏主要表现为路面出现纵、横向裂缝，路面平整度下降，松散，出现大小不等的坑槽。

通过实地调查分析，找出损坏原因，采取措施。

(1)软弱地基路段预压时间不够,施工后沉降过大，路面产生较大的不平整和横向裂缝;路基压实度不够与地基处理不当,引起路面产生较多纵向裂缝。

(2)雨水进入面层引起面层网裂、变形和局部松散，形成坑洞。

雨水透过面层滞留在基层顶面,基层质量不好引起冲刷、唧浆、网裂和坑洞等现象。

(3)手摆片石结构层厚度不足和工艺水平低,使面层产生结构性破坏,基层工艺水平不高,平整度差,使沥青面层薄厚相差较大,引起路面平整度下降,且较薄地方出现纵.横裂纹及网裂。

(4)面层采用不符合性能要求及工艺水平的掺加剂，以及基层碎石调平层设计过薄及施工工艺不合格的原因，使面层产生的横向裂缝过多。

(5)面层矿料级配不佳与沥青用量的不稳定,开放交通大半年后，路面产生轻重不一.的泛油现象;有些地方由于严重缺油路面呈现花白状,面层松散,经雨水浸湿后形成坑洞,其抗滑性能衰减也较快。

(6)沥青混合料级配不佳,细料和沥青用量偏多,使路面产生严重辙槽(这与川藏公路超负荷的运载车辆也有很大关系),粗骨料集中的地方由于级配不合理,碾压不密实等出现龟裂现象。

针对以上情况,结合川藏公路米拉山至达孜段的特:殊气候条件,在1999年的施工中对以上问题采取了以下处理措施:
(1)严格施工工艺,把好进料关
首先,从原材料抓起,不合格材料不得进场,严把材料质量关,对自采材料先由施工单位自检,进行各项相关指标试验,如符合要求,再由监理实验室抽样及认可;如不符合要求则坚决不予采用。

对成品及半成品的进场必须要有厂家及相关检测部门的出厂合格证和各项试验数据,并由施工单位自检,监理试验室复检或权威部门抽检,合格后方可用于路面工程。

这样一来,从根本上克服了1998年度由于矿料级配不佳,粗集料较多造成的集中路面损坏,也克服了由于沥青性能不稳定,质量差而造成的路面损坏。

其次,从施工工艺各个环节来抓工程质量,4cm厚的碎石调平层所用的碎石级配必须符合施工规范与设计的要求。

在施工中手摆片石间的缝隙必须填满压实,尔后铺撒4cm厚的碎石调平层。

碎石调平层基层的顶面标高应严格掌握, 既要使其厚度达到设计要求,又要使其标高符合设计，同时要对基层顶面的平整度进行检测,对高低不平的地方进行修整、找平、洒水.碾压,这样才能保证沥青面层的厚度与平整度。

解决1998年度施工中由于基层碾压不密实导致路面下沉产生的裂缝、雨水透人,造成路面的损坏及由于基层平整度不佳,部分沥青面层厚度不够而引起的路面松散、网裂现象。

(2)强化质量监控
沥青的各项指标应符合沥青路面施工技术规范的要求,特别是三大指标(针人度、延度、软化点)应符合设计与施工规范,1998年的施工中,由于掺加剂比例掌握不严,加之掺加剂本身的一些质量问题,使改性后的沥青质量指标波动较大,加之试验工作跟不上，造成沥青质量问题;同时也由于对沥青的加热温度控制不正确,沥青加热温度超过规定值的上限，使沥青老化,沥青混合料面层呈现花白状，出现横向裂缝,造成路面损坏。

当沥青加热温度低于下限时，沥青混合料拌和不均匀,出现混合料离析现象，使沥青面层由于混合料的级配不好而难以达到最佳压实效果。

尤其在粗集料集中的地方出现不同程度的麻面,以至在冰雪融化水与雨水浸泡透水，造成基层变形,从而导致面层损坏。

故在1999年度的施工中对改性沥青的质量作了严格的控制,对沥青的加热温度、矿料的加热温度以及沥青混合料的出料温度进行了合理的控制,并根据施工现场的自然气候条件结合去年的施工经验进行了调整。

对油石比在按照设计与施工技术规范的基础上也进行了调整,认为沥青用量宜靠近上限或大于上限0.5为宜,这样才能适应西藏高寒地区温差大、气候干燥且近两年降雨较多的实际情况,克服因沥青路面缺油而造成的损坏情况。

在现场摊铺时按照施工规范的要求,掌握好摊铺、碾压的温度,合理的组织压实机械,选择压实方案。

先进行初压、复压,最后进行终压。

掌握好碾压的顺序,由两侧向中间碾压,在弯道里由内侧向外侧碾压，在纵坡较大的地方由低处向高处碾压,这样在保证路面有充分的压实度后,才能克服由于路面松散而造成雨水渗人
破坏路面的现象发生。

在1998年施工中,压路机碾压过程中使用柴油擦粘在压轮上的混合料,而柴油损坏路面的现象较严重，故应该采用洗衣粉水而绝对不能采用柴油。

同时路面在碾压过后接缝应紧密平整、顺直、无跳车现象;路面应无轮迹、裂缝、推挤、油包等现象。

(3)提高设计质量
川藏公路损坏的另一个原因应为设计上的不科学，尤其是设计中的20cm厚的手摆片石底基层和4cm厚的填隙碎石调平基层。

手摆片石基层在我国已很少应用，公路工程施工技术规范中也无此工艺及标准。

在施工过程中是按照西藏交通厅建设处制定的标准进行控制和检查的。

由于石料强度,规格存在差异,手摆片石之间的空隙很难达到理论上的饱满、密实,这给后期工程路面的损坏埋下了隐患。

4cm厚的填隙碎石调平层既要填满手摆片石表面的孔隙,又要调平基层顶面平整度的话,也很难达到理想的效果，这将造成路面结构层厚薄不一,在较薄的地方很容易产生网裂,如果有雨水渗人,基层还将产生不均匀沉陷,导致路面损坏。

所以,提高公路工程的设计质量,选用合理的路面型式、结构层类型以及各结构层之间的合理搭配是至关重要的,这些因素决定了公路的内在质量及使用寿命。

因此,提高设计质量是保证公路工程质量的首要因素。

4. 102滑坡群
102滑坡群是国道318线
川藏公路上著名的“卡脖子”路
段，号称“世界第三、亚洲第一”
的大型滑坡群，位于川藏公路
西藏林芝地区波密县通麦镇以
东9公里左右，由于它位于川
藏公路第102养护道班处，故
称102滑坡群。

该滑坡群分布
有6处滑坡,影响公路里程近
3km，是国道318线上泥石流最集中的地方，也是发生频率最多的地方。

尽管进行了大量的便道修复和保通工作,但该路段滑坡体上的坡面泥石流、崩塌、滚石频频发生,行车条件极差,中断交通时间较长,车辆坠落事故时有发生,曾多次造成车毁人亡的重大交通事故。

每逢雨季,便道维持通车困难极大,使该路段成为川藏公路最严重的交通瓶颈之一。

102滑坡形成后轮廓大致呈方形,由于滑坡后壁地下水渗流和雨季地表水的冲刷，滑体上形成5条大
的坡面泥石流冲沟，将滑体
切割得支离破碎。

目前，102
滑坡堆积体的体积约220×
104m3。

滑坡发生后，为了尽
快恢复中断的川藏公路交
通，公路部门对滑坡体上的
路基先后采取了临时木支
撑防护，面板锚索防护，以
及路上的削坡减载等措施，
这些方法在一段时间内保
证了公路的运行。

但由于对
102滑坡群的认识不足，使花费亿元巨资(两次投资，共1.134亿元)整治后的公路在不长的时间里，重新又陷入断道、支撑结构被毁的现象。

为从根本上解决滑坡对公路的危害和威胁，以确保西藏这一重要经济命脉的畅通，对该段公路的治理有多种方案。

通过工程地质分析和现场地形地貌、水文等因素的分析研究后认为，上山绕
避方案和跨江江绕避方案实施难度相当大，
基本是不可行的。

原线位治理方案整修后
的公路在雨水等自然营力的作用下，坡面
物质不断流失，泥石流、小型滑坡时常发生，
已采取的“锚拉桩板”所支挡的坡体松散物
质随水沿桩板底流失，造成桩板内被掏空，
锚索外露，桩板悬空，锚索与桩板在逐渐丧失其支护作用，虽然花费巨资，但仍不能保持公路的畅通，是一个效益欠佳的方案，六年的时间里锚索和桩板逐渐失效也证明了这一点。

唯有隧道方案较切合实际，能够从根本上解决102滑坡群对公路的威胁问题，技术上也是可以实施的。

隧道方案虽然一次性投资较大，但由于道路畅通带来的综合效益是巨大的。

因此，
无论是从根治滑坡对道路的影响角度还是从社会经济效益角度，隧道方案都是一个工程价值比较高的方案。

5. 公路路基水毁防治
公路路基水毁防治是全球共存的一个普遍问题，是公路建筑物遭到洪水破坏的一种自然灾害，路基水毁是造成公路雨季“断通”的重要原因之一。

路基水毁防治是公路“保通”或“保畅”的一项重要的不可忽视的工程措施。

1路基水毁的类别
（1）沿河路基因洪水顶冲与淘刷而发生坍塌或遭到破坏。

这类水毁普遍存在，危害严重。

（2）桥涵被毁后，造成两端路基水毁。

；
（3）小桥涵孔径和底坡普遍偏小，雨季不能畅排洪水和输泥砂，多数被泥砂或块石堵塞，洪水漫溢路面，造成路面和路基水毁；
（4）小桥涵数量严重不足，普遍每km不足1道，有不少沟槽明显处未设置小桥涵，暴雨时沟内洪水或水石流直冲路面和路基，造成路面、路基毁坏；
（5）路基边沟堵寨严重，使边沟水漫溢路面，冲毁路面和路基；
（6）因持续高温造成工程河段上游的冰湖溃决，突发特大洪水，淹没或冲毁公路。

2路基水毁的主要原因
（1）工程河段多为深切峡谷型河流，伴有水石流，河道狭窄，急弯多卡，阻塞较为严重；河床纵坡陡，一般为15%，水流湍急，侧淘蚀作用严重，讯期更为强烈，造成河岸坍塌，毁坏临河路基。

（2）沿河路基多为半挖半填型式，填料多为石屑和卵石土、碎石土，在未作冲刷防护的路段，一旦被水侵蚀，易失稳垮塌，造成路基毁坏。

（3）路基防护工程数量太少，且多为临时抢险设置的石笼，少数为浆砌和干砌片块石结构，质量差，沉陷开裂，破坏严重。

（4）防护工程基础埋深不足。

防护工程一般在清除河床表土后就砌筑基础，基础埋置深度小，在多年河床下切过程中，基础外露或悬空，造成防护工程失稳而垮塌。

（5）宽浅河道变迁，水力性质发生变化。

在道路修建初期路基距河床较远，河岸一般未设防护工程，一旦河流改道或河岸被毁就危害路基。

（6）路基排水系统不完善，堵塞严重或设置不当，造成路基毁坏。

3路基水毁防治措施
（1）对于小段落填空补缺、河流冲刷程度轻微的路段，计算冲刷深度在1.5m 以内的，一般直接采用护岸挡墙；有条件设置填方路基边坡的路段也可采用浆砌护坡或抛石防护。

（2）对于河流冲刷程度一般、计算冲刷深度为1.5~2.0m的路段，采用护岸墙结合护坦或抛置大块石护脚、铅丝石笼阻水堤等综合防治措施。

护坦、石笼阻水堤具有消能、改变水流结构的功能，可以减少局部冲刷深度（如下图）。

（3）对于水流冲刷程度严重，计算冲刷深度超过2m的路段，其防治措施应根据河床地质、水力作用条件和河岸地形情况而定。

（4）因河床阻塞导致水毁的路段，根据计算冲刷深度采用相应的河岸防护挡墙之后，在结合疏通河道进行综合治理。

（5）对于河流冲刷严重、河岸有可能继续坍方的隐患，从而威胁临近路基安全，象这样的线外河岸，根据计算深度采用河岸防护挡墙或结合漫水丁坝进行防护，以保临近路基安全。

（6）加强路基排水系统设计，合理布设小桥涵孔径、底坡和边沟、排水沟断面尺寸，增设必要的内挡，防止挖方边坡坍塌、碎落，淹埋排水沟渠，堵塞小桥涵。

6. 溜砂坡
溜砂坡的危害
川藏公路的溜砂坡灾害十分发育，特别是在帕隆藏布上游峡谷段，溜砂坡连续成群分布。

如川藏公路米堆沟口—中坝段，仅20km左右路段内就分布超过30处的溜砂坡（图1）。

溜砂坡的危害主要表现在以下几个方面。

（1）溜砂坡活动时，砂粒、岩屑常常掩埋公路，中断交通，摧毁坡脚处的建筑物。

（2）由于沿河道路多阵性大风、暴风，常常将砂粒扬起，加速了溜砂坡表层沙粒的运动，启动溜砂堆积体中的块石。

高速跳跃、飞行的岩块和岩屑可撞坏挡风玻璃，威胁乘车安全，甚至出现溜砂埋人、滚石伤人事故。

（3）溜砂长期缓慢活动，破坏坡面植被，致使坡体寸草不生。

（4）在雨季，溜砂坡上的基岩凹槽或冲沟可汇集雨水而成坡面径流，与溜砂混合、搅拌成坡面泥石流，加重了对坡脚处道路工程的危害。

（5）源源不断地溜向河流的岩屑、砂粒导致河流泥沙含量增加，抬升河床，影响下游安全。

规模大的溜砂坡还可阻断河流，形成堰塞坝。

溜砂坡灾害主要防治技术
近十余年来，针对溜砂坡灾害的防治，笔者等在川藏公路中坝段进行了大量研究与试验[4-8]。

当地交通部门结合川藏公路的整治改建项目，也进行了一些防治工程实践。

总结起来，针对溜砂坡灾害的防治对策可归纳为固砂技术、拦砂技术与排砂技术三大类
固砂技术
溜砂坡固砂技术可分为表部固砂技术和深部固砂技术2种。

表部固砂技术
（1）植被固砂工程。

植被固砂工程是利用植被稳定溜砂坡表层。

植物深根穿过浅层松散风化带伸人溜砂坡深部，具有锚固效应。

大量浅根存在于砂坡表部，又具有加筋效应。

同时，植物能有效消弱雨滴溅蚀、抑制地表径流、减弱风蚀或抑制风力扬砂所形成的砂尘暴。

植被防护工程对溜砂坡稳定性的影响程度与根的直径、长度和根的沿伸方向密切相关。

利用植被固砂不仅防护时效长，还具有独特的环保意义，可以起到改善环境的作用。

但植物在活动的砂坡上很难存活，措施收效慢，成为实际操作中的一个难题，常常需与其它土木工程措施配合使用。

（2）护面墙工程。

护面墙工程设置于溜砂坡堆积体的表面，防止雨水的冲刷等引起砂坡表层坍滑。

护面墙工程按材料与结构形式的不同包括干砌片石工程、浆砌片石工程、混凝土砌块工程、混凝土工程、格状框条工程、喷射混凝土浆等。

（3）SNS主动防护网。

SNS防护系统起源于欧洲，已有100余年的历史，使用寿命可达50～100a。

防护网以钢丝绳作为主要组成部分，覆盖（主动防护）溜砂坡的表面，对坡面预先施加压力阻止表面砂石溜动，制止溜砂进一步蔓延，达到稳定坡面的目的。

该类方法施工速度快、适应面广，适用于任何复杂的地形，同时又不破坏原始地貌，便于人工绿化，利于环保。

适宜边坡高度不高或面积不大的溜砂坡防治（图版Ⅰ-b）。

（4）框架锚杆植被固砂技术。

溜砂坡的最大特征是散粒体结构，颗粒之间的内聚力很小，可谓“一盘散沙”。

只要开挖砂坡脚，或砂坡表部植被破坏，砂坡就会剧烈溜动。

针对溜砂坡的结构特征，在需防治的砂坡表面设置钢筋混凝土框架（框架部分或全部埋入溜砂坡表面），呈“井”字型排列。

框架交叉处设置自进式锚杆。

初步稳定砂坡坡面后，选择适生树种、草种，作为砂坡治理的先锋植物。

采用一整套移栽、播种、抚育方法和措施提高植被的成活率，达到防治溜砂坡的目的。

深部固砂技术
（1）注浆固砂注浆固砂的基本原理是向呈散体特性的砂坡内注入一定比例的粘粒、粉粒或者细粒浆液，使砂坡的粘聚力增大，提高砂坡的抗剪强度，从而增大其天然休止角，达到稳固砂坡的目的。