谈谈山区崩积洞对公路工程建设的危害和处治

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1、谈谈山区崩积洞对公路工程建设的危害和处治向乾俊1倪毛德2（1、江西省交通设计院江西南昌330002）（2、江西省上饶市交通投资集团有限公司江西上饶334000）摘要：针对山区坡（崩）积层中的架空构造现象应用崩积洞新概念加以概括和描述。着重分析了山区崩积洞的成因、形成条件、工程特性和对公路工程建设的危害，提出了崩积洞为类似于岩溶洞穴的不良地质的理念，遇其必须处治以保建筑物安全，并用事例说明了处治措施的探讨性和有效性。关键词：岩土工程；山区；崩积洞；公路工程；危害；处治0前言1997年南昌昌北机场高速公路地质勘察时，在起点

2、福银高速公路互通的山前岗地，10m余厚的红色粘土层（Ｑ３）以下发现花岗片麻岩块石、粘土相间，块石大小不一，粘土稀软，钻进漏水，厚度10m-15m，构成互通立交基础不良地层[1]；2004年12月下旬，为了查清正在施工的三清山环山旅游公路数个地段不良地质，发现位于深切沟谷内的箱涵在基础超挖后仍见块石土，块石杂乱彼此间距很大，可以明显判出块石土内存在空隙[2]；2006年11月济南至广州高速公路鹰潭至瑞金段地质初勘时，在南丰境内的白舍比较段小石分离立交发现强风化花岗岩（γ3）之上有二层由花岗岩孤石搭建的空洞，高度分别为1.

3、7m和2.9m[3]，成为该方案舍弃的因素之一；陕西翠华山崩塌石海景观由巨石相互堆砌、叠置、欹嵌形成上百个一定规模的洞穴[4]……。这些现象出现的共同特点一是都分布于山区坡麓地貌，二是地层均为山前坡积物，三是块石搭迭形成架空构造。公路建设进入山区，为节约土地资源或受地形限制，微地貌坡积裙成为路线布设的重要场所，坡（崩）积物相应成为路基、桥涵的基础持力层。坡积物内形态复杂的架空构造，是一种类似于岩溶洞穴的不良地质，危害公路工程等建筑物的安全与稳定，必须予以重视。为了更好地说明这种架空构造，本文引入一个新的概念――崩积洞来

4、分析和阐述，以加深对这种不良地质的理解。1崩积洞的概念、成因及形成条件崩积洞目前工程地质教科书上没有明确的提法和相应的概念，笔者仅在福建武夷山景区见到世界自然遗产组织的命名。依据分布和构成特征，笔者将其定义为：指在高山陡坡低洼地段由于山体崩塌、坠落作用而形成的坡（崩）积物呈无序、杂乱而且高度大于0.1m的架空构造。这种架空构造大小悬殊、充填不一，具有结构上的相对稳定性，与可溶岩中的洞穴极为相似。崩塌是突然发生的，其产物是由巨大的岩块、碎石和岩粉混合而组成的崩积物。崩积物往往巨大的岩块多于碎石、岩粉。高陡坡地段较大岩块滚

5、落的距离近，相互堆迭架嵌形成空隙、洞穴（见图1）。持久的崩塌使崩积物不断堆高形成倒石锥，一个个独立的倒石锥(内有空洞，图1)在不断扩大后相互连接形成坡积裙（堆石裙），此过程中形状复杂多变的架空构造不断形成并被覆盖而成为相对固定的崩积洞穴。图1江西武夷山现代崩积洞雏形崩积洞的形成必须具有一系列的条件。根据工程地质和系统工程理论，其形成条件可表示为：Xt=f[D,Y,G,S,Xh,Dz]式中：Xt-系统条件D-倾角＞７０°的地形Y-各类硬质岩体（饱和单轴极限抗压强度＞60MPa）G-高倾角（＞70°）裂隙发育程度S-水文地

6、质条件Xh-气候Dz-强烈的新构造运动或地震f[]-条件组合结构。括弧内前4项为基础条件，后2项为环境条件。当相关条件处于极端状态时为组合最佳，易形成崩积洞。特别如D、Y和Dz组合时最易形成。四川５.１２汶川大地震就是D、Y和Dz条件的组合，所以形成了许多新的崩积洞。由系统条件不难判断，崩积洞的形成和分布主要在重丘和山岭的坡麓、沟谷底部，具有分布和规模上的间断性、非均性、隐蔽性的特点。现代崩积洞最著名的为陕西翠华山崩塌石海景区，面积约５Km2，洞穴最长100m多（蝙蝠洞），高者近20m（风洞），已作为旅游资源开发利用。

7、崩积洞形成过程长短不等，以地震成因的为最短。形成后一般不会自行塌陷，但在建筑物附加荷载作用下则类似于可溶岩中的洞穴，构成山区公路工程等建筑物的不良地基，使工程特性不佳的坡（崩）积层更趋恶化。2崩积洞的工程特性及危害2.1崩积洞的工程特性崩积洞的工程特性是指在工程建筑物的附加荷载作用下所表现出来的稳定程度或变化状态。表现形式与建筑物附加荷载的型式、大小、速率不同有关，对建筑物产生一定的影响和危害。笔者认为崩积洞工程特性主要有蠕变性，滑移性和突塌性等方面。(1)蠕变性：在建筑物附加荷载的作用下，坡积物由松散堆积逐渐过渡紧密

8、相嵌，随意接触的崩积洞四周块石调整为密切迭加，洞的大小形状发生一定变化，洞体结构出现不稳定，朝着塌落堵塞方向发展，此过程一般较缓慢，是外部荷载作用力较小和速率较慢的一种表现。(2)滑移性：由于陡坡效应建筑物施加的附加荷载产生水平分力，位于陡坡的崩积洞在水平分力作用下会随着坡积物一起向山坡底部滑动，不但洞的位置会发生变化，而且其大小