大广高速泰赣段31处灾毁点塌方约2万方:三维激光扫描在运营高速隧道洞口滑塌抢通与边坡卸载复核中的应用
受持续强降雨影响,江西吉安大广高速泰赣段多处边坡、隧道洞口发生滑塌和坍塌。9月5日16时起,遂川互通至汤村互通段实施主线双向封闭,养护和抢险队伍进场昼夜作业。
大广高速吉安往赣州方向下湾隧道出口是塌方面积最大的点,泥土覆盖了整个路面。现场调度挖机、装载机、运输车十多台设备,经过一天一夜抢险,车道泥土基本清理完毕,随后转入边坡土方卸载,防止再次坍塌。
截至9月7日11时,该路段共出现31处灾毁点,总塌方量约2万立方米,调集抢险人员540余人、应急设备240余台,预计当天恢复通行。
31个点,2万方,平均下来每个点六百多方。量级不算大,难的是点多面散、类型不一,全压在一条要抢通的主线上。
31个点是31份独立档案
群发性灾毁最容易出的问题是记混。抢险时现场忙,口头报的方量和位置经常对不上,等要结算或者要做治理设计时,发现数据对不起来。
我们的做法是按点建档,每个灾毁点一个编号、一份档案。档案里至少包含:位置桩号、滑塌类型(边坡滑塌、洞口滑塌、路基沉陷、挡墙损坏)、影响车道范围、塌方量、现场照片、点云数据、处置建议。
采集顺序按抢通优先级排。先扫已经清理完成的点,再扫正在作业的点,最后扫尚未进场的高位隐患点。正在清运的点可以扫外围,作业面等当天收工再补。
隧道洞口滑塌,先看仰坡
下湾隧道出口这类洞口滑塌,处置思路和一般路堑边坡不太一样。
洞口段的结构是边仰坡加洞门加明洞,滑塌体压在洞门和洞口段衬砌上。清运之前要先判断仰坡上方还有没有松动的土体,清运过程中坡脚被挖开,上方土体失去支撑,很可能二次下滑。
能做的是先测仰坡。用无人机激光雷达把洞口上方整片坡面扫下来,看后缘有没有裂缝、裂缝的走向和长度、坡面有没有鼓胀。地面扫描补洞门和衬砌的细部,看结构有没有被挤压变形、有没有裂缝。
这份数据决定清运方案:是从上往下削坡卸载,还是从下往上先做挡护再清运。方向选错,机械和人员都有风险。
| 排查项 | 采集方式 | 关注指标 | 处置方向 |
|---|---|---|---|
| 洞口上方仰坡 | 无人机激光雷达 | 后缘裂缝、坡度、汇水 | 先截排水,再自上而下削坡 |
| 洞门与明洞结构 | 地面站 | 变形量、裂缝宽度 | 变形超限先加固后清运 |
| 滑塌体范围 | 无人机 + 地面站 | 方量与堆积形态 | 确定清运量与机械配置 |
| 坡脚与排水沟 | 地面站 | 淤塞长度、断面损失 | 清淤并恢复排水路径 |
| 相邻未滑段落 | 地面站两期对比 | 位移速率 | 纳入监测,必要时预加固 |
削坡卸载不能凭手感
现场正在做的边坡土方卸载,是洞口滑塌处置里最需要数据支撑的一步。
削多少、削到什么坡率、削完之后坡面形态如何,这些直接决定坡体能不能稳住。凭经验削容易出现两个极端:削少了没解决问题,削多了反而把上部土体的支撑削掉。
我们的做法是先在点云上做方案。把现状坡面切几个横断面,按设计坡率画出目标坡面线,算出每个断面的卸载面积,逐段累加得到卸载方量。这个数字给现场调度用,配几台挖机、几台车、干几天,都从这来。
施工过程中每天收工扫一次,看实际削到哪儿了,跟方案线差多少。差得多的断面当天就要调整,不然等削完了发现坡率不对,返工代价很大。
抢通之后还要复核坡面
预计7日恢复通行的说法,指的是主线恢复。这不代表边坡问题解决了。
削坡形成的裸露坡面,遇上下一场雨就是新的隐患。抢通之后应该尽快把新坡面完整测一遍,留下基线数据。之后每次强降雨过后复测一次,看有没有局部溜坍、坡面冲沟、截排水沟失效。
这次31个灾毁点里,被清理干净的点会成为长期观测点。第一次复测最好在抢通后一周内做,这时候坡面刚开始暴露,变形速率最快,能拿到有效数据。
这次的数据是下次的底图
大广高速泰赣段这次的灾毁分布,本身就是一份有价值的资料。31个点集中在哪几公里、哪几段坡向、哪几种坡体结构,统计分析之后能划出该路段的重点防御区段。
我们做公路项目一向建议甲方保留历次抢险的完整数据。单次看是一次应急处置,积累起来就是这条路的风险底图。下一次台风来的时候,哪几个点要先封、哪几段要预置设备,直接查图就行。
同期贵州也出现了类似情况。9月7日7时30分,S203塘岑线K236+260思南县鹦鹉溪镇石阶水村突发路基沉陷,已实施交通管制。同一轮降雨影响的不止一个省。
云绘科技在深圳做激光三维扫描服务,精度做到2毫米以内,累计完成500多平方公里采集,服务过80多家机构。公路边坡应急测绘、隧道洞口变形检测、抢险方量复核这些项目我们做得比较多。技术流程见技术方案,历史项目见案例页。