岩溶塌陷对公路的危害及其防治

发表时间:2021/3/11   来源:《城镇建设》2020年11月33期   作者:胡婷
[导读] 近年来,岩溶塌陷事故频繁发生,对各领域产生深远影响,其中就包括公路领域。
        胡婷
        重庆建筑科技职业学院     重庆     401331
        摘要:近年来,岩溶塌陷事故频繁发生,对各领域产生深远影响,其中就包括公路领域。岩溶塌陷会导致路面损坏,倘若治理不及时,轻则阻碍行车,重则危及生命。无论是哪种后果,都不是国家希望看到的。为避免岩溶塌陷事故的发生,需要了解岩溶塌陷成因,做好防治工作。
        关键词:岩溶塌陷;危害;影响;防治措施
前言
        我国拥有广阔的土地,地质状况比较复杂。在某些区域存在岩溶,受自然因素或人为因素的影响下,会发生坍塌现象[1]。地基下沉,会对地上物造成影响。当前,不少公路段都位于岩溶区域,倘若不加以重视,很容易酿成惨剧。基于此,本文从岩溶塌陷危害入手,先分析岩溶塌陷的形成原因,再归纳岩溶塌陷的防治措施,仅供参考与借鉴。
一、岩溶塌陷的危害
        岩溶塌陷隶属缓变型地质灾害的一种,其拥有累进性特征。岩溶塌陷一旦出现,就会产生巨大的危害。危害主要体现在这几方面:其一,导致道路大面积损毁,从而造成国家直接经济损失。其二,导致交通运输不畅,于国于民不利。具体来说,在岩溶塌陷发生后,人民群众要想达到目的地,只能选择绕路。在岩溶塌陷发生中,轻则人员受伤,重则出现伤亡。当塌陷出现后,地方政府要隔一段时间才能知晓。制定解决方案需要时间,组织处理工作也需要时间。这期间,车辆还会源源不断地驶来。如果司机不能及时发现,还会让损失进一步扩大。其三,增加施工难度。岩溶塌陷发生后,会对地质结构造成破坏,需要专人来处理。倘若施工单位技术不过关,很容易埋下隐患。其四,影响政府形象。倘若无伤亡情况出现,人民群众也就给公路项目贴上豆腐渣工程。倘若出现伤亡,会使很多家庭支离破碎。这时就需要政府出面进行安抚,如果采取错误方法,不仅无法抚平创伤,还会引发冲突。冲突一旦升级,就会导致社会不稳定。
二、岩溶塌陷的成因
(一)岩溶发育
        岩溶发育程度高低直接关系到岩溶塌陷是否发生,而岩溶发育又受多种因素支配,诸如溶洞、溶槽、溶沟等。岩溶发育程度不同,塌陷分布特征也会不同,比较常见的有三种,一是串珠状分布,二是星点状分布,三是面状分布[2]。不同分布形状之间存在共通点,即均会沿着溶强烈发育的地段向外延伸。当岩溶发育时,洞隙也会随之扩大。当洞隙超过一定界限后,就会引发塌陷。
(二)地质构造
        岩溶塌陷拥有成群性和成带性的特点,说明其与地质构造之间有着紧密联系。例如,粘土直接接触可溶岩,会引发岩溶塌陷。砂土与可溶岩之间存在超过一米的红层,当红层遭到破坏后,就会出现塌陷事故。软弱土与可溶岩之间存在加层,填充物如果是粘土,厚度超过一米,就极易引发塌陷。
(三)岩土结构
        据有关部门调查,结果表明岩溶塌陷大多发生在不足二十米厚的覆盖层地带。以岩性特征视角来讲,在砂砾石层的发生几率比较小,在沉积粘土、细砂层的发生几率偏大。以结构特征视角来讲,单双层结构塌陷数量较多,混杂堆积结构的分布数量也不少。
(四)地下水活动
        地下水始终处于活动状态,会对岩溶造成很大影响,主要表现在三个方面。其一,地下水位下降,会产生向下的渗透潜蚀力,使得土壤颗粒剥落,并被地下水带走,从而形成溶洞。其二,地下水位急剧下降,会增加洞隙负压,从而使土体崩散解体。其三,地下水位上升,会使土体膨胀,进而产生裂缝。裂缝会对岩溶结构造成影响,当超过承受范围后,就会引发塌陷。
(五)人为因素
        自始至终,人类活动都没有停止过,并呈越演越烈之势。为达到建设要求,需要对地质条件进行改造。常用手段有排水、抽水、振动、堆载等,这些操作会对岩溶造成不同程度的影响,其中影响最大的当属排水突水和抽水。
三、岩溶塌陷的防治措施
(一)预防措施
        公路建设要坚持八字方针,即“安全第一,预防为主。”要想完成这个目标,需要做好以下几方面工作。


        第一,科学安排抽水作业。在岩溶地区抽水要格外注意,不能长时间作业,同时控制好水位降深值。一般来说,抽水是一个渐进的过程,让水位缓慢下降。据资料记载,开采浅层地下水,极易引发塌陷。当遇到这类情况时,要将抽水点挪至较深部位。
        第二,评估地质灾害危险等级。依托国家规定开展评估工作,以此确定危险等级。尽可能避开易塌陷区,倘若避不开,则需进行加固、填充、灌注。公路选址尽量位于高处,这样最大限度降低影响。
        第三,切实做好防渗工作。在公路两侧设置排水沟渠,并对沟渠进行加固处理,这样做能够有效阻止地表水渗入路基,从而对土层造成破坏。
        第四,妥善处理废污水。工业废水与生活污水都会对岩溶结构造成影响,因此需要对公路沿线的村庄及工厂进行严格管控。为避免影响生活生产,需要构建合理的废污水处理系统。
        第五,积极搭建信息系统。近年来我国一直致力于推动信息化建设,但与岩溶塌陷相关的信息系统迟迟没有建好。因此,公路部门要从理论知识中汲取思路,从成功案例中积累经验,尽快将信息系统搭建好。
        第六,建立健全监测体系。首先,挑选精兵强将,成立监测队伍。其次,依托实际情况,设计监测流程。再次,坚持问责原则,推动工作开展。最后,重视技术更新,提升监测实效。
(二)治理措施
        为防止岩溶塌陷影响进一步扩大,需要立即推进治理工作。治理方案主要包括三个部分,具体内容如下。
        第一,注浆设计。(1)配方设计。依托实际状况,确定水泥型号。一般来说,42.5水泥就能满足要求。结合实验数据,确定水与水泥的比例为1:1。(2)参数设计。扩散半径的数值控制在0.5米至1米区间较为适宜,孔距要不低于半径的1.5倍,故可将孔距1.5米。注浆孔按照等边三角形来布置,这种布局拥有很高的稳定性。关于注浆压力,大多采取两次注浆,因此需要找到两个压力值。一次注浆的压力值要控制0.3兆帕,二次注浆压力不能低于0.8兆帕。需注意的是,两次注浆之间要间隔10个小时以上。注浆量与多个因素有关,因此需要综合考虑,准确计算。(3)质量检验。按照各项参数开展实验,将结果与设计进行对比,只有满足一应要求,方能投入使用。
        第二,改渠工程。为最大限度降低雨水对治理工作造成的影响,需要做好改渠工程。比如在某案例中,就采取三步走策略。一是恢复长明渠,将村道等处雨水引入河道。为确保引入效果,对长明渠的恢复参数作出明确规定,如尺寸为六十乘六十厘米,壁厚三十厘米,征地宽度为0.5米。二是建设一条长一百三十八米,宽三十米,高四十米的排水沟,将汇水引入长明渠。三是堵塞塌陷区域内的涵洞。
        第三,注浆工程。首先,清理塌陷处。其次,按照参数设计及规定顺序开展作业[3]。在塌陷区域打上注浆孔,孔径不得少于50毫米,孔深不得低于20米。在施工过程中,要按照自内至外的顺序进行施工。施工工具为无缝钢花管,以及水泥砂浆。将浆体注入岩溶塌陷。待施工完毕后,勘验施工效果。如果满足设计要求,则恢复标线与护栏。如果不满足设计要求,要立即开启修补工作,直至将问题解决。
四、总结
        随着新时期的到来,新问题随之产生,其中表现较为突出的当属岩溶塌陷问题。塌陷事故一旦发生,不仅会造成经济损失,还会危及生命安全。为避免此类事件发生,需要明晰岩溶塌陷危害,采取必要的防护措施。
        
参考文献
        [1]郑晓明,金小刚,陈标典,等.湖北武汉岩溶塌陷成因机理与致塌模式[J].中国地质灾害与防治学报,2019(05):79-86.
        [2]蒙彦,雷明堂.岩溶塌陷研究现状及趋势分析[J].中国岩溶,2019(03):411-417.
        [3]熊勃.注浆技术在某岩溶塌陷处理工程中的应用研究[J].土工基础,2019(01):27-30.
       
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