新疆克州公路水毀成因及其防治措施

艾力阿不來提

新疆克州公路水毀成因及其防治措施

艾力阿不來提

結(jié)合多年的公路養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn),介紹了新疆克州公路沿河路基沖毀、路基滑坡、山體塌方、泥石流掩埋、路基防護(hù)與加固工程沖毀、橋涵構(gòu)造物沖毀 6種水毀病害的成因,并提出了相應(yīng)的防治措施,以期為其他公路水毀治理提供指導(dǎo)。

公路水毀,成因,防治

新疆克州降雨強(qiáng)度大,歷時(shí)短,匯流快,植被少,破壞力強(qiáng),特別是 2010年克州地區(qū)遭受了百年不遇的特大洪水災(zāi)害,造成各條線路水毀災(zāi)害頻繁發(fā)生。例如 9月 17日 ～24日連續(xù)強(qiáng)降雨,導(dǎo)致了 S306線 K 430～K436沖毀涵洞 1道,沖毀路基土方 2萬 m3,沖毀瀝青路面 1萬 m2,漿砌防護(hù) 5 094m3;K 196～K197發(fā)生嚴(yán)重石塌方,阻塞交通,塌方為 10萬m3。本文結(jié)合作者多年的公路養(yǎng)護(hù)工作經(jīng)驗(yàn),介紹了新疆克州公路各類水毀病害發(fā)生的原因,并提出了相應(yīng)的防治措施。

1 克州公路水毀的類型與成因

縱觀近幾年克州公路水毀病害,歸納起來主要表現(xiàn)為沿河路基沖毀、路基滑坡、山體塌方、泥石流掩埋、路基防護(hù)與加固工程沖毀、橋涵構(gòu)造物沖毀 6種類型。

1.1 沿河路基沖毀

沿河路基沖毀是指路基經(jīng)過河流沖刷而發(fā)生的整體或局部沖毀。路基沖毀病害損害了路面的通車功能,易造成交通中斷,是比較嚴(yán)重的水毀病害。形成路基沖毀病害的主要原因有：1)沿河路基排水設(shè)施不完善,河流變遷不規(guī)律,預(yù)防難度大,路基極易受到?jīng)_刷;2)半填半挖路基因地質(zhì)條件差,遇水軟化,路基邊坡土質(zhì)松軟、坡度過陡,縱向排水設(shè)施與路基護(hù)坡防護(hù)工程不完善。

1.2 路基滑坡

路基滑坡是指路基邊坡在自重和荷載作用下發(fā)生滑移,從而致使路基發(fā)生整體或局部滑移破壞。路基滑坡?lián)p害了路面的通車功能,易造成交通中斷,是比較嚴(yán)重的水毀病害。形成路基滑坡的主要原因是由于路基邊坡土質(zhì)松軟、坡度過陡,所以當(dāng)雨水滲入后在自重和荷載作用下發(fā)生滑移病害。

1.3 山體塌方

山體塌方是指較陡斜坡上的巖石或土體在重力作用下突然脫離山體發(fā)生崩落或滾動,并堆積在坡腳或溝谷的現(xiàn)象。大小不等,零亂無序的巖塊或土塊呈錐狀堆積在坡腳的堆積物稱崩積物,也可稱為巖堆或倒石堆。形成山體坍塌的主要原因是：1)由于雨水的滲入,使山體覆蓋層與山體巖層的粘結(jié)面摩擦力減小,部分覆蓋層失去了平衡,從而致使深挖路段邊坡滑塌;2)在路基改造過程中,由于爆破時(shí)的震動,致使巖石的巖層發(fā)生裂縫,但又未采取任何防護(hù)措施。當(dāng)雨水滲入巖層裂縫后,巖層失去平衡而產(chǎn)生山體塌方;3)由于人為的開挖取土不當(dāng),導(dǎo)致滲入土體的大量雨水破壞了顆粒間的粘聚力,從而增加土體自重發(fā)生塌方。

1.4 泥石流掩埋

泥石流是指因暴雨或其他自然災(zāi)害引發(fā)山體滑坡而形成的攜帶有大量泥沙以及石塊的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快,流量大,物質(zhì)容量大和破壞力強(qiáng)等特點(diǎn)。泥石流掩埋就是在易發(fā)生泥石流的山區(qū)或溝谷深壑地段,公路被泥石流沖毀并掩埋的病害。形成泥石流掩埋病害的主要原因是：1)公路處于陡峻并便于集水、集物的地段;2)公路旁邊的山體有豐富的松散物質(zhì);3)短時(shí)間內(nèi)有大量的水源,如連續(xù)暴雨等。

1.5 路基防護(hù)與加固工程沖毀

路基防護(hù)與加固工程沖毀是指擋土墻、截水壩等防護(hù)與加固工程在不斷受到水流沖刷下,其基礎(chǔ)失穩(wěn),產(chǎn)生滑移、鼓肚等破壞病害。產(chǎn)生路基防護(hù)與加固工程沖毀病害的主要原因有：

1)加固工程的地基不良或基礎(chǔ)埋置深度不夠;

2)位置選擇不合理,如因擠壓河道而造成局部沖刷;

3)洪水位置調(diào)查欠缺、結(jié)構(gòu)形式不合理,從而造成沖毀。

1.6 橋涵構(gòu)造物沖毀

橋涵構(gòu)造物沖毀是指在山洪暴發(fā)情況下,洪水沖刷淘空橋基,致使橋涵失穩(wěn)或開裂等損壞病害。形成橋涵構(gòu)造物沖毀的主要原因是：

1)涵洞位置設(shè)置不合理,孔徑偏小,進(jìn)口截水設(shè)施不完善,進(jìn)出口淤高,發(fā)生堵塞,滿足不了排洪要求;

2)橋位選擇不當(dāng),河床變化較快,水流偏差較大,極易發(fā)生沖刷,進(jìn)而影響橋梁基礎(chǔ)及墩臺的穩(wěn)定性。

2 克州公路水毀的防治措施

2.1 沿河路基沖毀的防治

為防止沿河路段路基受到較嚴(yán)重的沖刷,應(yīng)加強(qiáng)洪水預(yù)防工作。對于因河流變遷不規(guī)律而造成路基較嚴(yán)重沖刷的路段,建議設(shè)計(jì)透水丁壩、鐵絲籠丁壩、木質(zhì)三腳架等改變河流方向設(shè)施,如托什干河邊的 S306線公路路基經(jīng)常被洪水沖刷,后設(shè)計(jì)了透水丁壩,效果非常好;Z611線邊防公路 K 21+400～K 21+480路段路基被洪水沖毀,在搶險(xiǎn)過程中用木質(zhì)三腳架和鐵絲籠丁壩,有效控制了路基沖毀。同時(shí)選好線位也是預(yù)防沿河路段路基沖毀的重要措施。山區(qū)公路在道路選線時(shí)盡量避免地質(zhì)和水文不良地帶,陡峻山坡上的半路塹,路中心線宜向內(nèi)移動,盡量采用臺口式路基以減少路基外側(cè)填方。再者,沿河路段邊坡應(yīng)設(shè)擋土墻。

2.2 路基滑坡的防治

首先是選好線位。路基滑坡多見于山區(qū)公路。由于山區(qū)公路受地形條件的限制,不少路段或填或挖,所以在道路選線時(shí)要盡量避免地質(zhì)和水文不良地帶,對陡峻山坡上的半路塹,路中心線宜向內(nèi)移動,并盡量采用臺口式路基以減少路基外側(cè)填方。

其次是設(shè)置排水系統(tǒng)。對于路塹路段必須設(shè)置邊溝、合理的縱坡,避免水滲入路基加固處理。路塹挖方上側(cè)距離挖方坡口5m外應(yīng)設(shè)置一道或多道截水溝,以使地表水匯入截水溝引到排水溝或涵洞排出。需排水處的邊坡應(yīng)設(shè)計(jì)排水槽。例如 S306線K 211+300處發(fā)生路基滑坡是因?yàn)檫吰屡潘O(shè)施不完善而發(fā)生的,所以現(xiàn)在該處坡腳下設(shè)置擋土墻及邊坡排水設(shè)施,效果較好。

2.3 山體塌方的防治

對于僅在雨后才有墜石、剝落和小型崩塌的地段,可在坡腳或半坡上設(shè)置攔截構(gòu)筑物,如設(shè)置落石平臺和落石槽以停積崩塌物質(zhì);修建擋石墻以攔墜石;利用廢鋼軌、鋼釬及鋼絲等編制鋼軌或鋼釬棚欄來攔截。對坡體中的裂隙、縫、空洞,可用片石填補(bǔ)空洞,水泥砂漿勾縫等以防止裂隙、縫、洞的進(jìn)一步發(fā)展。在危石孤石凸出的山嘴以及坡體風(fēng)化破碎的地段,采用刷坡技術(shù)放緩邊坡。在易風(fēng)化剝落的邊坡地段修建護(hù)墻,對緩坡進(jìn)行水泥護(hù)坡處理等。例如 S309線 K64+200～K 64+400塌方多發(fā)路段,現(xiàn)上坡進(jìn)行刷坡、設(shè)計(jì)路塹擋土墻處理,目前效果良好。

2.4 泥石流掩埋的防治

路段在泥石流溝上方時(shí),可以修筑橋梁、涵洞跨越避險(xiǎn)工程,這樣即使遇到明洞和渡槽等穿越工程,使泥石流從上方排泄,下方交通不受影響。

對泥石流地區(qū)的橋梁、路基及重要工程設(shè)施修筑護(hù)坡、擋墻、順壩和丁壩等防護(hù)工程,從而抵御泥石流的沖刷、沖擊、側(cè)蝕和淤埋等危害。修筑導(dǎo)流堤、急流槽、束流堤等排導(dǎo)工程,改善泥石流流勢、增大橋梁等建筑物的排泄能力。修筑攔砂壩、固床壩、儲淤場、支擋工程、截洪工程等攔擋工程,控制泥石流的固體物質(zhì)和雨洪徑流,削弱泥石流的流量、下泄量和能量,以減緩泥石流的沖刷、撞擊和淤埋等危害。

2.5 路基防護(hù)工程與加固工程沖毀的防治

對防護(hù)與加固工程的地基為軟弱土層時(shí),可采用換土或砂礫、碎石、灰土等進(jìn)行填筑,保證足夠的基底應(yīng)力。對防護(hù)與加固工程基礎(chǔ)埋深滿足實(shí)地地基情況時(shí),可以考慮新疆洪水的特性而采取增大基礎(chǔ)埋深深度指標(biāo),處理基礎(chǔ)與坡面連接處并收集水文資料,控制好防護(hù)工程高度。結(jié)合河流實(shí)際情況設(shè)置擋墻,不要擠壓河道,引起局部沖刷,特別注意設(shè)置擋墻后仍要保持水流順暢。

2.6 橋涵破壞的防治

涵洞不僅起到排水的作用,而且還起到輸沙的作用。如果涵洞的孔徑過小,流沙及雜物堵塞涵洞后,人工難以進(jìn)入清淤,使涵洞排水功能減弱,一旦山洪暴發(fā),涵洞極易被沖毀。因此,對于山區(qū)沿溪線公路,一般應(yīng)每隔 300m設(shè)置一道涵洞。涵洞進(jìn)水口應(yīng)漿砌一段片石鋪砌,當(dāng)涵前排水溝縱坡較大時(shí),應(yīng)建急流槽或跌水等構(gòu)造物以減緩流速。

所建橋梁除保證橋梁安全外,還應(yīng)根據(jù)水流情況修建導(dǎo)流壩等調(diào)治構(gòu)造物,以保證橋梁在設(shè)計(jì)洪水位時(shí)不被沖毀。對于橋基已被淘空的橋梁,應(yīng)立即用混凝土填筑橋基淘空部分,然后采取現(xiàn)澆鋼筋混凝土加固橋基,在橋梁上游修建合適的導(dǎo)流壩、丁壩等調(diào)治構(gòu)造物,使水流均勻流暢地通過橋孔。加強(qiáng)橋涵的日常養(yǎng)護(hù),保持橋涵排水最好狀態(tài)。

3 結(jié)語

公路水毀每年在不同地區(qū)均有發(fā)生,這種自然災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失是很大的。根治和預(yù)防公路水毀,單憑資金投入,不能很好解決公路水毀問題,必須從科學(xué)技術(shù)上找出路,認(rèn)真開展公路水毀的防治研究工作。雖然造成公路水毀的原因是多方面的,但只要我們能從公路的設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)等方面十分重視預(yù)防水毀,公路水毀災(zāi)害將會得到有效控制,及時(shí)啟動人力、物力、機(jī)械進(jìn)行搶險(xiǎn),用科學(xué)合理的技術(shù)方案搶修或恢復(fù)公路,水毀損失也將會大大減少。

[1]JTG D 30-2004,公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]李 莉.淺談公路水毀的成因與防治[J].公路,2004(5)：21-24.

On reasons for water damage on Kezhou road in Xinjiang and its preventionmeasures

A ili Abu laiti

Combining with many-year roadmaintenance experience,the paper introduces the reasons for the water damage diseases along Kezhou road in Xinjiang,that is the damageat roadbed,the slidingof roadbed,themountainous collapses,theburial ofmudslide,the damageof roadbed protection and intensification projects,and the ones of bridge components,and points out respective preventionmeasures,so as to p rovide the direction for the water damage treatment on other roads.

road water damage,reasons,prevention

U 418

A

1009-6825(2011)03-0133-02

2010-09-27

艾力阿不來提(1977-),男,工程師,新疆阿圖什公路總段,新疆 阿圖什 845350