郝穎惠
(宣化縣交通運輸局,河北 宣化 075100)
山區公路的建設環境較為復雜,這為公路的建設施工與養護管理帶來了較大的困難,其中以環山公路的建設難度最大。如宣化地區許多山區公路在運營一段時間后由于山區地質條件、環境氣候、施工設計以及養護管理等多種因素的影響,路基開始發生各種病害。病害發生后,將會對行人與車輛的通行造成較大的安全隱患,影響公路建設施工的安全進行,甚至阻斷交通,因此需要采取科學有效的措施對路基病害進行預防和治理,從而消除病害,盡快恢復交通。
山區公路填挖交界處以及公路坡度較陡的路面往往容易發生路基開裂病害。由于公路填挖路段路基的剛度、壓實度與原地面存在一定的差異,因此使得填方路基與原路面之間容易產生滑裂面,此時遇到載荷車輛通行經過、持續性的雨水沖刷,遇到地質災害如泥石流、地震等就可能會造成滑裂面的開裂,導致路基出現裂縫,發生位移。
公路施工完成后,由于運營時間的增加以及車輛荷載的反復作用,山區公路路基就會在垂直方向上發生形變以及不均勻的下沉,或者局部、整體的下沉。根據路基產生沉陷的部位,將路基沉陷分為兩種類型,包括地基的沉陷與路堤的沉陷。
山區公路路基坍塌即是因開挖邊坡過陡、邊坡堆積物在自重作用下沿著路基邊坡發生的倒塌,該病害在山區公路中時常發生。路基邊坡發生坍塌前,邊坡頂還會產生裂縫,造成周圍建筑物的變形等,進而對路基造成破壞,影響交通。在山區公路路基發生坍塌時,發生的速度較快,土體發生擾動、土石流動,而在坍塌結束時坍塌體比較穩定,既沒有明顯軟弱面也沒有滑動面。
路基邊坡崩塌是路基邊坡較大巖體失去了與基層的聯系,在重力作用下巖體短時間從邊坡倒塌到坡腳的一種病害。巖體崩塌到坡腳場被撞擊粉碎,崩塌速度非常快,并伴有巖石的跳躍狀況。巖體崩塌前,頂層具有新的裂紋與變形等情況;在崩塌結束后崩塌體較為穩定,但是有軟弱面;路基邊坡的崩塌規模較大,具有很強的沖擊力,常常會造成建筑物、公路的嚴重破壞,阻斷交通。
在進行山區公路設計時,由于對施工場地地質缺乏全面的勘測,缺少設計的依據,導致設計不夠全面。缺乏地質勘察導致設計中對軟土地基的處理深度不夠,處理方式不夠理想,以至于無法達到要求的處理效果,如路基強度不夠,甚至造成滑動破壞。在降水較多的山區,若不設置有效的排水與支擋結構,就會加大水流對路基的沖刷。另外,路基施工中忽視了施工質量的控制,未按照施工工藝與施工順序進行施工,也都會造成路基病害的產生。
山區公路路基發生病害的早期由于檢查不夠仔細,就會導致病害無法及時被發現,由于病害得不到及時有效的處理,病害就會加重。另外,養護管理部門缺乏對山區公路路基管理的重視,管理模式和管理手段相對滯后,車輛的超載現象也比較嚴重,而山區公路路基養護管理資金不足也為養護維修工作帶來了困難。
常見的邊坡病害主要是公路路基邊坡因強降雨沖刷、山體滑坡和碎石滾落等原因造成的路基斷裂。情況較輕時,滾落的碎石與土壤僅對公路路基進行掩蓋,而嚴重時由于遇到強降雨、山體滑坡與泥石流會對路基邊坡巖體產生較強的壓力,進而使內部地質結構發生變化,造成巖體松動和破裂,由于持續壓力作用最終造成了路基的斷裂。
在山區公路設計前進行合理準確的地質勘察直接影響著設計的質量,并貫穿于整個設計過程,對公路路基進行設計時應嚴格按照勘察的依據與規定實施,在施工中當現場地質條件與設計存在差異時,應及時對設計進行修改,以便對病害進行防止。施工中若填方路堤、軟土路基處理不當時,將容易引發路基病害,因此山區公路路基施工應嚴格按照施工工藝、工序和規范進行,對施工質量進行嚴格的控制,同時還需要對容易引起路基病害的地方加強填方路堤的處理以及路塹技術、軟土路基的處理,以達到防止路基病害的目的。此外,還應在路基填筑前對病害進行預防,將基地的雜草、樹根、雜物等完全清除。
對山區公路路基加強養護管理,特別是在路基容易發生病害的路段,養護管理人員應經常對其進行檢查。當發現病害,找出病害原因并采取措施予以解決,消除或最大限度的減少病害。當路基病害不明顯,發現較為困難時,應在多雨的季節加強對病害多發路段的檢查。對那些新建的山區公路(2~3年)加強觀察和檢查,同時對路基邊溝、截水溝進行檢查,發現問題時應進行及時的處理,保證良好的排水能力。對路基保護與支擋結構加強保護,及時進行維修,當發現砌體松動、剝落、勾縫脫落時,立即維修。此外,應隨時清除路基上的土石,避免對排水與通行造成阻礙。
植物的根系對公路路基的土地具有加固的作用,同時植被能夠對路基邊坡進行覆蓋,減少地表徑流與降雨對路基邊坡的沖刷。加強植物的防護,能夠從根本上解決地表徑流和雨水沖刷造成的路基水土流失,并且植物還具有截留部分降水的能力,通過根系的吸收對水分進行儲存,并穩定土層,固定溝坡,減少沖刷和坍塌。
對路基坍塌與崩塌的原因進行分析,并結合具體環境條件對兩種路基病害進行治理。這里主要包括了引起表面流水、截斷地下流水、種植植物并輔砌塊石護坡、支撐構造物、刷方減載、改道繞線等。引起表面水流是修建截水溝,將塌方上部的流水截斷并引流到別的地方,同時還可以在塌方體表面修建排水系統,將水排放到外面。截斷地下流水,可設置支撐盲溝將水流截斷,從而保證塌方體的干燥,并降水進行匯集并排除,減少塌方體重量滲透壓。種植植物并輔砌塊石護坡則能夠對路基邊坡起到很好的加固作用。支撐構造物,如擋土墻建筑物就能夠使邊坡的支撐力增強,保持土體的平衡,避免塌落的發生;同時還能夠減少邊坡的挖方數量,增強坡腳穩定性。刷方減載則能夠避免塌方的發生,刷方減載的數量應結合邊坡地質條件與土石力學性質計算確定。改道繞線則是遇到大規模的塌方時,無法徹底解決進而進行的改線。
對滑動病害進行治理,可以從減少、消除水危害與增加滑坡平衡條件著手。減少或者消除水的危害可以將滑坡體以外的地表水切斷,阻止水流進入滑坡體,同時還可結合滑坡體地形與水量設置滑坡體內的樹枝狀排水系統;將山坡滑動地填平,裂縫填實,組織積水的下滲,夯實山坡面。排除地下水則可采用盲溝、泄水洞等進行排水,這些盲溝與泄水洞需要結合流量與土壤設置倒濾層,從而防止潛蝕引起的陷穴等。滑坡體平衡條件的增設則可通過減重與修建支撐構造物來實現。
山區公路路基病害發生后,將會對行人與車輛的通行造成較大的安全隱患,影響公路建設施工的安全進行,甚至阻斷交通,因此我們需要對山區公路路基病害防治引起高度的重視,采取科學有效的措施對路基病害進行預防和治理,從而有效的消除病害,盡快恢復交通。
[1]謝松明.淺析山區公路路基病害及對策[J].中國公路,2012,(S1)
[2]謝松明.山區公路路基病害及對策[J].交通世界(運輸.車輛),2011,(8)
[3]吳毅斌.淺談山區公路路基病害及對策[J].科技創新與應用,2014,(15)