梅龙高速路基边坡塌方分析 (7)---自由表面流和排水设施
摘要
本文讨论了自由表面流对堤坝稳定性的影响，以梅龙高速事件为例，分析了降雨、渗流和暗流三种水流对堤坝破坏的综合作用。文章指出，尽管采取了排水措施，如排水沟和急流槽，但混凝土面板与堤坝边坡的分离和滑落问题仍未得到解决。此外，文中还总结了工程师们关于边坡监测、EPC建设模式、排水设计、路基滑坡失稳原因、监测数据和工程维护等方面的讨论。特别强调了长期监测、维护和加固的重要性，以及建立有效预警系统的必要性，以确保工程在复杂环境下的安全运营。
正文
1. 引言
自由表面流(free surface flow)是指在饱和条件下水通过堤坝多孔材料的运动，它是一种非常复杂的水文和工程现象，了解和分析堤坝的自由表面流对于预测渗流行为、确保堤坝稳定性和防止潜在的溃坝至关重要。
对于梅龙高速这一事件，自由表面流主要体现在水流在坝上、坝中和坝下流动：
2. 排水设施
3. 集思广益的讨论
下面是对【梅龙高速路基边坡塌方分析 (6)---变形监测的有效性】留言的归纳和总结，感谢各位工程师的精彩评论。
(1) 边坡监测应该采用GNSS与其他物理传感器监测手段相结合。对于突发性边坡灾害，GNSS监测手段实时性不理想，其解算过程中可能边坡灾害已发生。
(2) 如今EPC建设模式也是诱发高速公路项目各种质量问题出现的原因，设计施工各种降成本，打擦边球，走钢丝，能省则省，不考虑后期运营安全。各参建单位又都是一个集团公司，没人敢提出不同意见。
(3) 遇到山体可以考虑内侧渗水沟和涵洞直接排水。
(4) 对于一侧山体可以考虑增加涵洞排水，山体内侧边沟下几米建渗沟，这样遇到雨季长可以直接排水。
(5) 从图片看该路基下卧岩层为粗粒花岗岩，风化层破碎不稳定，也是产生滑坡的推手。
(6) 路基滑坡失稳是直观原因。因连续大暴雨是外因，路基排水不畅或地下水位丰富是内因。极端气候条件下，发生这类灾害的概率是客观存在的。换一个角度思考，大陡坡高填方地形，尤其是半填半挖路基施工应考虑路基支撑防护和路面的整体性，应设置连续配筋的基层或下面层。建立健全有效观测报警系统。
(7) 根据2024年1月至2024年4月事故边坡的监测数据显示，4个月的最大沉降量约为15mm，年平均沉降形变速率为>54mm。这个沉降量其实已经很大了。塌方处，对应二个山坳，其中左边的山坳显得更大，汇集的雨水就更多，如无有效的排水通道，就会集中增加水压力，水压力增大就要找排水口。
(8) 中国大规模基建时期已经结束，所建工程要能正常、安全的运营，就要有长期高水平的监测、维护和加固。大基建时期修建的大型工程，比如高速公路、高铁等，它们将面临以下问题：在复杂多变的外部环境下长期工作；工程采用的建筑材料的强度、变形等工程性质可能会发生不利变化；建造时，受当时条件所限，设计、施工可能存在不完美等，因此所建工程可靠度或安全度将随时间下降，那么如何保证工程的破坏概率维持在较低水准，保证工程的正常运营？有效的办法就是长期监测，对工程潜在的隐患，及时维护和加固。这就要求工程界有高水平“医生”，研制出诊断工程疾病的先进仪器，积累治疗工程疾病的有效手段。
(9) 在高速公路边坡上安装关于土体上的位移监测系统，可以判断土体的稳定状态，在存在潜在的失稳时，这是一种预警系统。我们还要关注另一种情况：这次梅大高速公路边坡失稳，路面坍塌，这一事故信息，如能迅速采集，转导到过路车辆，就能挽救多少生命！现代科技水平完全能建立这样一种报警系统。
(10) 看图片那位置就是一条河道，至少是一条季节性河道下边连着一个水池子，这种把河道直接填平做路基行为，即便不是专业人员也认为是有问题的，至少公路下边应该有涵洞，雨季时候山上下来的水能流淌下来，不然雨水吸附在回填土里不会出事真是神仙也难保！
(11) 主要是填切交接处没有做渗沟，还不做骨架护坡，很明显，前面做了骨架的没有垮，垮了的这段就是没做骨架。
