公路水毀治理工程對策研究

曹升堂，梁靜媛，高 茜

（1.陜西省定邊縣農(nóng)村公路管理站，陜西 定邊718600；2.陜西省榆林公路管理局，陜西 榆林719000；3.長安大學(xué)特殊地區(qū)公路工程教育部重點實驗室，陜西 西安710064）

0 引言

公路水毀是道路、橋梁等交通基礎(chǔ)設(shè)施遭到暴雨與洪水破壞的一種自然災(zāi)害。其中，對交通造成嚴(yán)重影響、經(jīng)濟損失較大的主要是沿河公路水毀和暴雨山洪水毀。我國部分?。▍^(qū)、市）公路水毀嚴(yán)重，每年都要投入大量的人力、物力和財力進行水毀搶險和恢復(fù)治理。交通運輸部、省區(qū)市等各級政府則對公路搶通及災(zāi)后恢復(fù)重建給予資金等方面的支持。

陜西地處內(nèi)陸腹地，陸路交通是主要交通方式，公路在交通運輸中發(fā)揮著舉足輕重的作用。據(jù)有關(guān)媒體報道，2011年汛期，陜西先后發(fā)生了“7·4”、“7·29”和“8·3”三次強降雨過程，公路設(shè)施損失嚴(yán)重；進入9月份后，又連續(xù)出現(xiàn)了三次強秋淋天氣，9月16~19日全省平均降水量達到133.2mm，為1961年以來同期最多，是常年同期的2.8倍，最大降雨量達到356.3mm。陜西境內(nèi)主要河流均超警戒洪水位，全省10市1區(qū)全部受災(zāi)，受災(zāi)縣（區(qū)、市）94個，受災(zāi)人口425.71萬人，交通基礎(chǔ)設(shè)施遭受嚴(yán)重?fù)p壞。據(jù)不完全統(tǒng)計，公路工程直接經(jīng)濟損失超過12億元。另據(jù)報道，2012年汛期，江西省公路水毀累計損失超過25億元；甘肅省公路水毀造成的直接經(jīng)濟損失超過28億元。

因此，加強公路水毀治理對于減輕或避免水毀經(jīng)濟損失和保障人民生命財產(chǎn)安全具有重要意義。本文針對水毀的調(diào)查和治理措施進行探討。其中，已發(fā)災(zāi)害的調(diào)查包括對水毀形式、位置、規(guī)模、發(fā)生時間、地質(zhì)條件以及災(zāi)害的性質(zhì)、形成原因、工程防護、水毀災(zāi)害的歷史與現(xiàn)狀等的調(diào)查。災(zāi)害治理工程調(diào)查的主要內(nèi)容為水文調(diào)查。

1 水毀災(zāi)害易發(fā)路段

沿河公路由于地形限制，不少路段為沿溪線半填半挖路基，或在山區(qū)河流的開闊河谷地段沿河堤修筑路基，使路基的一側(cè)成為河岸。填方多為開山廢渣填筑，填方中可能有大量的塊石構(gòu)成路基邊坡。填方壓縮了本來就很狹窄的狹谷河床，使得河流局部河段的流速變化較大。因此，山區(qū)沿河公路是洪水災(zāi)害多發(fā)路段。

山區(qū)公路一般標(biāo)準(zhǔn)偏低，包括小型排水構(gòu)造物的排水系統(tǒng)不盡完善，山區(qū)陡坡排水設(shè)施以及小橋涵的進出口的處理往往不到位。另外，在山區(qū)排水構(gòu)造物的設(shè)計中，往往是考慮排水的要求，而忽視了輸沙的要求，造成泥沙堵塞排水溝渠。

山區(qū)沿河公路極易因洪水造成各種類型的水毀，下列情況為易發(fā)生水毀的路段。

1.1 河灣凹岸沿河公路路基

河灣中因彎道環(huán)流的存在導(dǎo)致凹岸沖刷、凸岸淤積，沿河灣凹岸的公路路基邊坡坡腳受到水流的淘刷，易造成路基坍塌。路基坍塌的位置以及范圍大小與河灣凹岸沖刷深槽的范圍和沖刷深度有直接關(guān)系。

由于現(xiàn)場情況、施工條件和環(huán)境因素等限制，石砌護坡和擋土墻的基礎(chǔ)往往不能達到所需的深度，汛期洪水將護坡和擋土墻的基腳淘空，使其傾倒或垮塌。

1.2 路基設(shè)計高度偏低路段

位于山區(qū)河流狹谷段的沿河公路，常壓縮河道，束窄河床，對水流干擾明顯。洪水時局部河段的壅水可導(dǎo)致水位超過路基標(biāo)高時，洪水漫溢路面，造成水流沿路面的縱向沖刷；同時，水的浮力、側(cè)向壓力及沖刷作用會造成浸水路基全毀或局部水毀。

1.3 股流頂沖或斜沖路段

順直河段的支流匯入將主流逼向路基一側(cè)，會引起公路水毀。

山前區(qū)順直的寬淺變遷型河段和山區(qū)河流開闊段，許多島狀沙灘和邊灘沙灘引導(dǎo)水流沖刷河岸；由于股流（非常集中的水流）的流速大，泥沙運動強烈，當(dāng)遇到較大沙灘的阻礙時就折向新的方向，沖出新的河槽。這樣的折線形流動，常常以很大的角度頂沖或斜沖向沿河路基，危及路基安全。

1.4 河道被壓縮路段

主要是人為地侵占河槽，導(dǎo)致河道變窄，擠束水流，引起該河段的一般沖刷加大，導(dǎo)致公路水毀；或壓縮導(dǎo)致洪水壅水過高，淹沒路面，退水時沖刷路面和路肩。

1.5 路基排水系統(tǒng)不完善路段

公路排水系統(tǒng)是抵御暴雨洪水災(zāi)害的重要設(shè)施，排水系統(tǒng)不完善往往使小災(zāi)釀成大患。

2 水文調(diào)查

2.1 水文資料搜集

水文資料搜集主要包括以下內(nèi)容：

a）路段所在地區(qū)的河網(wǎng)分布圖，與路線關(guān)系密切的河流的年最大洪峰流量序列，河床糙率、河流縱坡、洪水比降等，用以計算設(shè)計頻率洪水流量、流速和水位；

b）路段所在地區(qū)的設(shè)計頻率下不同歷時的暴雨特征值；

c）必要時搜集徑流參數(shù)，包括平均徑流深度、徑流系數(shù)等。

2.2 河段調(diào)查

河段調(diào)查主要包括以下內(nèi)容：

a）收集河段歷年變遷的圖紙和資料，調(diào)查河灣發(fā)展及灘槽穩(wěn)定情況；

b）調(diào)查支流、分流、急灘、卡口、滑坡、塌岸和自然壅水等現(xiàn)象；

c）調(diào)查水流泛濫寬度、河岸穩(wěn)定程度；

d）調(diào)查河床沖淤變化，上游泥沙來源，歷史上淤積高度和下切深度；

e）調(diào)查河堤設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、河道安全泄洪量及相應(yīng)水位；

f）調(diào)查河道整治方案及實施時間；

g）根據(jù)河床形態(tài)、泥沙組成、岸壁及植被情況，確定河床各部分洪水糙率等。

2.3 洪水調(diào)查

洪水調(diào)查主要包括以下方面：

a）結(jié)合所收集的歷史洪水資料，在河段兩岸調(diào)查較大洪水發(fā)生的時間、洪痕位置、洪水來源、漲落過程、主流方向，調(diào)查有無漫流、分流及受人工建筑物的影響，確定洪水重現(xiàn)期，調(diào)查河床斷面沖淤變化情況；

b）洪水痕跡是確定洪水位和計算流量的依據(jù)，洪水調(diào)查的河段宜選擇兩岸有較多洪痕點，水流順直穩(wěn)定，無回流、分洪及人工建筑物影響，并宜靠近水文斷面的地方；

c）同一次洪水應(yīng)調(diào)查三個以上較可靠的洪痕點，做出標(biāo)志，綜合分析、判斷洪痕點的可靠性。

2.4 冰凌調(diào)查

有冰凌期的河流，調(diào)查歷年封凍及開河時間、最高和最低流冰水位、冰塊尺寸、流冰速度和密度、冰塞和冰壩現(xiàn)象、歷史上凌汛水害情況以及上、下游建筑物對流冰的影響。

2.5 涉河工程調(diào)查

涉河工程調(diào)查主要包括以下內(nèi)容：

a）橋位河段上既有橋渡工程的跨度、基礎(chǔ)埋深、修建年代、水毀和防護等情況；

b）堤壩設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)形式、基礎(chǔ)埋置深度、施工質(zhì)量和洪水檢驗情況；

c）上下游水庫位置、設(shè)計頻率、泄洪流量、控制匯水面積、回水范圍及建庫后上下游河床沖淤變化；

d）其他涉河工程，如取水口、泵站、碼頭、貯木場和錨地等的位置及其對公路工程的影響。

3 路基水毀勘測

3.1 水文斷面沿路線布設(shè)的間距，可取1～2倍河寬；在河床斷面及縱坡有明顯變化、較大支流匯入、分流前后和歷史洪水調(diào)查點附近，應(yīng)增設(shè)水文斷面。水文斷面的施測范圍，應(yīng)符合《公路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定。

3.2 河段地形地物圖應(yīng)包括對工程有影響的河段，高程測繪至歷史最高洪水位以上；測繪內(nèi)容著重于影響流向的地形、地物，并應(yīng)標(biāo)出水文斷面及歷史洪水位。 比例尺取1∶5000。

3.3 河床比降可利用河段地形圖點繪，洪水比降測繪應(yīng)給出測時水面比降線、歷史洪水比降線，作出水毀發(fā)生河段的縱、橫斷面圖。

3.4 通過勘測和實驗取得沖刷計算河段中河床下各層河床質(zhì)名稱、篩分結(jié)果；如有基巖，應(yīng)勘明覆蓋層深度、巖石類型、風(fēng)化層厚度、基巖的力學(xué)性質(zhì)和水理性質(zhì)，將這些成果繪成地質(zhì)斷面圖，并詳細說明。

4 沿河路基水毀防治對策

在調(diào)查、勘測的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際數(shù)據(jù)，進行工程設(shè)施的設(shè)計和施工。應(yīng)基于水毀形態(tài)與成因機理，根據(jù)不同防治措施的防護原理、自身的強度、經(jīng)濟性和適用條件，考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟、技術(shù)和材料等條件，因地制宜地提出水毀防護措施。

一般來說，根據(jù)各種防護型式的防護特點可知：

a）對于山區(qū)峽谷河段的沿河路基，應(yīng)以順?biāo)鞣较虻淖o坡、擋土墻配合護坦等基腳防護工程為主；

b）對于較為寬闊的河灣凹岸，路基防護形式可采取在石砌護坡或擋土墻、護坦等防護的基礎(chǔ)上配合短而低的漫水丁壩群；或護坦配合潛壩，可起到更好的防護效果；

c）對于較為寬淺順直的河段，則可采用較短的漫水丁壩群。

此外，為有效應(yīng)對公路水毀突發(fā)事件，各級公路養(yǎng)護管理部門應(yīng)積極開展日常養(yǎng)護和水毀易發(fā)路段的隱患排查工作；加強防汛隊伍建設(shè)，完善防汛保暢組織機構(gòu)，重視與氣象、交警等部門的溝通配合，做好預(yù)測預(yù)警和防汛物資儲備；發(fā)生水毀后，及時搶通道路，在最短時間內(nèi)恢復(fù)交通，最大程度的減輕公路水毀損失。

5 結(jié)語

本文分析了水毀調(diào)查要素和勘測方法，并提出路基水毀治理工程對策。只有堅持系統(tǒng)治理和應(yīng)急管理的理念，在實地調(diào)研的基礎(chǔ)上，采取綜合治理的措施，才能實現(xiàn)水毀的根治，最大限度地減少水毀損失。

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