貴州干線公路水毀災(zāi)害分析及防治對策

昝彩平

（貴州省息烽公路管理段，貴州 貴陽 550000）

0 引言

公路水毀是指雨季暴雨、洪澇災(zāi)害造成一定規(guī)模的路基、路面、橋涵及其他設(shè)施損毀的現(xiàn)象。貴州省屬于高原山地，以喀斯特地貌為主，降雨頻繁且地下水豐富。水毀是貴州山地國省干線公路常見的自然災(zāi)害之一，每年貴州都會發(fā)生不同程度的水毀災(zāi)害。水毀災(zāi)害不僅造成交通基礎(chǔ)設(shè)施嚴重破壞，而且直接影響交通運輸?shù)陌踩c暢通，給人民生命財產(chǎn)造成重大損失。因此，公路水毀災(zāi)害的防治一直以來都是貴州山地國省干線公路雨季養(yǎng)護的主要工作。

1 貴州公路水毀災(zāi)害的類型及災(zāi)害原因分析

根據(jù)水毀對公路影響的部位不同，公路水毀的類型主要有路基沉陷、邊坡水毀、橋涵水毀和防護工程水毀幾種類型。下面就針對這幾種類型，對水毀災(zāi)害進行分析。

1.1 路基沉陷

路基沉陷是指公路路基產(chǎn)生豎向變形而導(dǎo)致路基下沉的現(xiàn)象（見圖1）。路基沉陷是貴州省干線公路水毀的一個重要表現(xiàn)。路基沉陷在造成路基損壞的同時會間接導(dǎo)致路面產(chǎn)生病害，如常見的瀝青混凝土路面的網(wǎng)裂、坑槽、破損等現(xiàn)象，嚴重影響公路的安全穩(wěn)定。路基沉陷產(chǎn)生的原因主要有以下幾個方面：不良地質(zhì)路段地基處治方法不當(dāng)；施工時，路基填料不達標，壓實度未達到設(shè)計和施工規(guī)范要求；設(shè)計時，路面結(jié)構(gòu)層考慮不充分，設(shè)計不當(dāng)，導(dǎo)致路面防水效果差，雨季汛期雨水下滲路基；路基排水措施設(shè)計不科學(xué)、堵塞、排水不暢等。這些原因?qū)е侣坊挚顾畾?zāi)害能力降低，路基發(fā)生沉陷病害。

圖1 典型路基沉陷照片

圖2 典型邊坡水毀照片

1.2 邊坡水毀

公路邊坡水毀主要分為滑坡、崩塌、泥石流等，其中滑坡是貴州干線公路汛期常遇的邊坡水毀災(zāi)害。邊坡受河流沖刷、地下水活動、雨季雨水浸泡以及人工切坡等因素的影響，斜坡上的土體或巖體在重力作用下沿軟弱面滑動，叫作公路滑坡?；瑒涌梢允钦w的或者分散的。通常，導(dǎo)致滑坡災(zāi)害的因素是邊坡的地質(zhì)構(gòu)造、滑體巖土性質(zhì)、地形、水文等。例如，邊坡較陡，土質(zhì)松軟，且沒有相應(yīng)的排水設(shè)施和防護措施，發(fā)生較大暴雨時，路基邊坡容易被沖毀，造成路基滑坡；路基深挖設(shè)計時，因地質(zhì)資料缺乏和地形條件限制，對深挖路段地質(zhì)巖性和勘探深挖深度調(diào)查不全面，防護工程加固設(shè)計不到位或深挖邊坡設(shè)計坡度較陡，在雨季強降雨作用時，運營邊坡容易產(chǎn)生滑坡。

1.3 橋涵水毀

公路橋涵水毀主要指山洪暴發(fā)后，洪水強力沖刷導(dǎo)致橋涵基礎(chǔ)、防護設(shè)施被洪水掏空，橋涵受到了嚴重的損壞失穩(wěn)，使橋涵的穩(wěn)定性與安全性大幅度下降。涵洞位置設(shè)計不合理或設(shè)計時未充分考慮汛期排洪的要求，設(shè)計的孔徑過??；橋位布置欠合理，一些河床地質(zhì)條件較差，容易造成沖刷，使橋梁基礎(chǔ)及墩臺受到影響，結(jié)構(gòu)處于不穩(wěn)定狀態(tài)；橋梁泄水孔、伸縮縫、涵洞進出水口堵塞，河床泥沙堆積使泄洪能力降低等都是導(dǎo)致橋涵水毀的主要原因。

1.4 防護工程水毀

公路擋土墻、駁岸等諸多防護工程在長期的雨季水流沖刷影響下，導(dǎo)致工程地基缺乏穩(wěn)定性或者出現(xiàn)滑移情況，稱作防護工程水毀。發(fā)生防護工程水毀主要有以下幾個方面因素：防護工程設(shè)置在軟弱地基上，基礎(chǔ)埋置不夠深；防護工程設(shè)置位置、防護設(shè)施形式選擇欠合理，挖方坡面出現(xiàn)防護工程鼓脹、裂縫、滑移等情況影響路基；防護工程后期管理維護不佳。

1.5 設(shè)計階段的問題

貴州干線公路由于等級較低，公路排水設(shè)計不科學(xué)或部分未進行設(shè)計。例如，沒有認真進行現(xiàn)場調(diào)查，設(shè)計邊坡時沒有設(shè)計截水溝、急流槽、排水溝等有效的排水設(shè)施，使邊坡不能有效排水；另外，在設(shè)計時，排水設(shè)施未有效連通，沒有形成綜合排水系統(tǒng)，強降雨時排水設(shè)施發(fā)生堵塞，不能及時發(fā)揮排水作用造成公路發(fā)生水毀災(zāi)害。

1.6 養(yǎng)護階段的問題

公路養(yǎng)護管理部門日常養(yǎng)護不到位，公路雨季汛期來臨前，沒有做好日常邊溝、橋梁泄水孔、涵洞等清理疏通工作；對于構(gòu)造物，尤其是護坡、擋土墻等的損壞沒有及時修補、加固和防護，導(dǎo)致水毀災(zāi)害發(fā)生。

2 水毀災(zāi)害的防治對策

2.1 路基沉陷的防治對策

在設(shè)計及施工初始階段，對特殊路基要認真勘測，無法繞開軟弱地基時，必須對軟基進行換填或采用其他工程措施對軟基進行處置，以此來提高路基的承載力；選用級配合理的填料，加強壓實度設(shè)計，按照施工規(guī)范施工，確保路基強度；為減少路面排水滲入路基，路面面層宜采用密實型路面結(jié)構(gòu)，并在滿足規(guī)范要求的前提下，適當(dāng)增大縱坡、路拱橫坡。長期浸水路基如沿河路堤、河灘路和橋頭引道等，可設(shè)置堤岸、護坡等防護措施。

2.2 邊坡水毀的防治對策

邊坡水毀防治可以從坡體處置、坡面防護、排水、工程支護等幾個方面進行防治。具體處治措施見表1，其中改線涉及的工程量大、投資較高一般不采用，其余對策較適合貴州國省干線公路邊坡防治。

表1 邊坡水毀防治對策

2.3 橋涵水毀的防治對策

針對橋涵水毀破壞，主要的防治對策有：在橋涵設(shè)計初期，充分調(diào)查計算橋涵所需排洪能力；設(shè)計橋梁的位置、涵洞的位置、涵洞的孔徑等，都應(yīng)充分考慮雨季汛期排洪的能力，避免因排洪能力不足發(fā)生破壞；及時進行橋梁維修加固，增大橋梁結(jié)構(gòu)地基的承載力等等。

2.4 防護工程水毀的防治對策

防護工程水毀防治的對策主要有：采用砂石、碎石等對設(shè)置在軟弱地基上的防護工程基礎(chǔ)進行換填，防護工程基礎(chǔ)埋深按照規(guī)范要求進行處理，以達到承載力要求；在沿河防護工程的河流頂沖路段布置石籠護基或護坦護基，實現(xiàn)“消能減沖”，防止水流掏蝕防護工程基礎(chǔ)，使路基穩(wěn)定；擋土墻應(yīng)設(shè)置墻后排水設(shè)施，疏干墻后填料水分，防止墻后積水致使墻身受到額外的靜水壓力，減少季節(jié)性冰凍地區(qū)填料的凍脹壓力等。

2.5 養(yǎng)護防治對策

除了相關(guān)的防治措施治理外，公路養(yǎng)護管理部門對公路沿線工程設(shè)施的日常及汛前養(yǎng)護也十分必要。公路養(yǎng)護管理部門應(yīng)加強管養(yǎng)線路高邊坡、高擋墻、危橋等重點部位或路段的汛前巡查，及時疏通橋梁、涵洞等排水設(shè)施，及時修復(fù)損壞的排水設(shè)施，確保滿足汛期排水要求，有效防治公路水毀的發(fā)生。

3 工程處治實例

以貴州某干線公路邊坡為例，由于連續(xù)降雨，導(dǎo)致路基邊坡受雨水沖刷并下滲坡體；本身地質(zhì)條件差而導(dǎo)致上邊坡發(fā)生淺層滑坡；邊坡上部出現(xiàn)貫通性后緣裂縫，并與左右側(cè)周界裂縫連續(xù)；上邊坡坡體發(fā)生下沉，并于路基邊緣（高于路基約1m）前緣處剪出，局部發(fā)生垮塌，產(chǎn)生邊坡水毀災(zāi)害。據(jù)設(shè)計單位現(xiàn)場觀測，該坡體仍以蠕滑狀態(tài)持續(xù)下滑。

為保證下部路基行車安全，設(shè)計單位根據(jù)滑坡區(qū)域地形、地質(zhì)及水文等情況，結(jié)合滑坡穩(wěn)定性評價結(jié)果和防治安全等級，按照“安全可靠，經(jīng)濟合理，便于施工和養(yǎng)護”的設(shè)計原則，采用了削坡減載+框架錨桿+擋土墻+排水設(shè)施的綜合處治方案。

3.1 擋土墻

在路基右側(cè)邊坡坡腳設(shè)置3m 高C20 片石混凝土擋土墻，頂寬1.75m，高出地面2m。擋土墻可支承山坡土體、防止填土或土體變形失穩(wěn)。

3.2 削坡減載

擋土墻頂?shù)谝患?∶0.75 坡比放坡，坡高10m，頂部設(shè)置寬2m 平臺；第二級1∶1.00 坡比放坡，坡高10m，頂部設(shè)置寬2m 平臺；第三級1∶1.00 放坡至坡頂。削坡能有效放緩坡面，弱化剪切作用。

3.3 框架錨桿

第一、二、三級坡面均設(shè)置框架錨桿防護，其中第一級錨桿長6m，第二、三級錨桿長9m，錨桿按坡面3m×3m 進行布置，框架梁尺寸30cm×30cm，框架內(nèi)設(shè)置植生袋植草。通過框架梁節(jié)點處的錨桿將邊坡坡體的剩余下滑力或土、巖石壓力傳遞給穩(wěn)定地層，使邊坡在錨桿提供的錨固力作用下達到穩(wěn)定狀態(tài)。

3.4 排水設(shè)施

在右側(cè)邊坡放坡，坡頂設(shè)置截水溝（坡口線3～5m 處），截水溝為矩形，尺寸為0.6m×0.6m，坡度大于35，溝底設(shè)置為階梯狀，每10m 設(shè)置一消能池。截水溝與路基邊溝連接處設(shè)置跌井，跌井為長方體（1m×1m×1.5m）。各級平臺內(nèi)側(cè)設(shè)置平臺引水溝（0.3m×0.3m），各級引水溝兩端連接截水溝，平臺采用10cmC20 混凝土封面。設(shè)置后可形成有效的排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，共同承擔(dān)防水排洪的任務(wù)。

4 結(jié)語

每年5月初至9月底，是貴州國省干線發(fā)生水毀的特殊時期。為有效預(yù)防水毀災(zāi)害，可在公路沿線設(shè)施的設(shè)計、建設(shè)及養(yǎng)護過程中，分別采取有效措施。公路養(yǎng)護部門通過加強汛前檢查和做好日常養(yǎng)護，有效預(yù)防水毀災(zāi)害的發(fā)生，提高公路的防水毀能力。