楊光大
(湖南省益陽公路橋梁建設有限公司,湖南 益陽 413000)
受到山區地形的限制,山區公路附近往往會有河流湖泊,路基一側靠近河灘,水流長時間沖刷路基、邊坡等公路結構,導致路基土壤流失嚴重,最終導致路基沉降、變形、坍塌。加上洪澇、暴雨等災害的影響,山區公路路基損壞可能性大大增加,不僅影響公路正常使用,而且會威脅到車輛、行人的安全。
路基水毀防治應該以預防為主,防治結合,盡可能控制水毀災害的發生。
1.1 規劃原則。1.1.1 山區公路水毀防治的線位選擇原則:在選擇線位置時,最基本的原則是避開災害風險較高的路段;1.1.2 公路與周圍環境融合:在山區公路工程施工設計階段,需要做好周圍環境勘查,全面了解當地的的水文、氣象和地質情況。應合理設計公路走向,以最大程度地減少對自然景觀的破壞,實現公路與周圍環境的融合;1.1.3 綜合規劃防災計劃:受多種風險因素影響,山區公路路基水毀風險較高,應綜合考慮多種因素的影響,從整體出發規劃山區公路路基水毀防治計劃。
1.2 設計原則。第一,設計合理的公路路線方案,不但能有效提高施工質量,降低工施工難度和施工成本,還可以最大限度地降低路基水毀風險;第二,公路建設時,合理設計,適時繞避,降低路基水毀災害發生的可行性,顯得十分重要。1.2.1 詳細勘察地質情況。1.2.1.1 做好施工前地水文、氣候、地質情況的勘查是山區公路施工設計的關鍵環節,也是公路路線選擇的基本依據;1.2.1.2 地質勘查的主要內容是深入了解公路工程所在區域的地質情況、公路的大概走向以及水毀災害隱患等,從宏觀上控制對公路質量的不利影響。1.2.2 正確處理公路與水文、地質的關系。1.2.2.1 應盡量避免大范圍開挖填筑,綜合考慮公路工程所在區域的水文、地質、氣候對公路線路的影響,盡量減少公路工程建設對自然環境的破壞;1.2.2.2 遵循公路與周圍環境有效融合的原則,避免過量填挖,將路基水毀隱患發生的可行性降到最低。1.2.3 水毀多發地區路線選擇原則。1.2.3.1 對水毀多發地區的公路主體進行設計時,要深入分析但當地的環境,應充分考慮當地的經濟發展現狀;1.2.3.2 確保公路路線在滿足施工設計要求的前提下,選擇合理的高程、路線,盡量避免工程施工,給周圍環節造成的負面影響;1.2.3.3 遵循“因地制宜,堵不如疏”的原則設計公路防護工程,避免強行擋水,確保洪水來臨時順暢泄洪。
1.3 施工原則。1.3.1 對于山區公路來說,雨季大量的降雨會加劇路基水毀。因此,最理想的施工時間是旱季,在旱季抓緊時間施工,是降低路基水毀風險的有效方法;1.3.2 山區公路路基施工是戶外施工,施工周期長,巖土長時間暴露在外,不利于路基結構加固,因此必須快速施工,以保證施工質量。
1.4 綜合防治原則。1.4.1 綜合考慮山區公路路基水毀災害的形成原因、損害程度、影響范圍等多各方面采取最合適的路基水毀防治措施;1.4.2 應該充分重視水毀災害事前預警、事中處治、事后防護,有效提高水毀災害防治效果。
由于山區地形、地質條件比較復雜,山區公路多沿河布設,路基一側成為河岸,按照“先路基,后路面、先搶通、后修復”的原則,達到防災減災目的。
2.1 路基缺口搶修措施。2.1.1 如果路基的損毀缺口較淺,積水已經排凈,且該區域中有合適的回填材料,如泥土、礫石,則建議就地取材,快速回填,盡快修復。2.1.2 如果損毀缺口區域仍有積水,在有充足的石料的情況下建議用拋石回填的方式修復。2.1.3 如果損毀缺口很長,河流流向明顯改變,且流速不低于3m/s,則建議先將新河道淤塞,再修復路基缺口。2.1.4 如果損毀缺口又長又深或缺口處仍有較大水流,此時無法進行填充,需要搭建一個臨時橋梁,盡快搶通。
2.2 路基沉陷搶修措施。2.2.1 普通的地面沉降和道路裂縫不會影響搶通,但是如果沉降、裂縫比較嚴重則有必要適當填充修補。2.2.2 針對裂縫穿透公路、邊坡明顯不穩定、錯臺較高的水毀路段,在保持半幅同行的情況下,通過對邊坡腳堆砌沙袋、片石,邊坡打樁等方式進行結構加固。2.2.3 如果路基出現大面積塌陷,則必須將重新填筑,緊急情況下可以堆砌沙袋搶通。
2.3 路肩擋土墻垮塌搶修措施。2.3.1 如果擋土墻因倒塌而損毀,可以通過堆砌沙袋的方式恢復寬度3m 以上的通行道路。2.3.2如果擋土墻向外傾斜,側向移動,則可以堆砌沙袋保證半邊道路通行,如果擋土墻基礎大部分脫空,就必須及時用石材修補。
2.4 路基滑塌搶修措施。2.4.1 路堤坡腳被洪水沖毀,自身失衡導致的邊坡滑塌,可通過拋石回填的方式修補。2.4.2 如果路肩開裂且向下錯動,可以通過邊坡打樁,縱向、橫向拉連接桿,加強桿件的穩固和強度進行修補。2.4.3 使用土或片石反壓邊坡(如圖1)。反壓時垂直高度取坍塌體高度的二分之一,寬度和坍塌體寬度相等。

圖1 拋石反壓示意圖
2.4.4 如果發現路基背水坡可能坍塌,則必須及時削減上部坡體,降低載荷,同時再坡腳堆砌沙袋或土方加固(如圖2),如路基不穩,則要先加固路基。

圖2 土袋固基示意圖
2.4.5 如果路基已經坍塌,且斷面單薄,明顯滲水,則建議通過濾水還坡法,加固路基斷面(如圖3)。先將滑坡體頂部陡坎修正成緩坡,清理掉坡面上的雜物,設置導滲層;同時在坡腳堆砌沙袋加固,再回填砂土,恢復原有路基斷面。

圖3 濾水還坡示意圖
2.5 路基滲水搶修措施
2.5.1 迎水面幫土(如圖4):在迎水面堆砌土袋進行幫土,然后鋪設土工布阻止水流滲透,迎水面幫土搶修措施適用于水流不急,水不深的路段。

圖4 土工膜防滲示意圖
2.5.2 反濾層護坡(如圖5):如果路堤斷面太單薄且滲水明顯,或者背水坡度土體過于松散,可以利用反濾層控制水流滲透。具體做法是:先清理干凈雜物,再根據過濾層的要求,用反濾材料分層鋪設,適當延伸至坡腳。為了保持路堤本身的結構穩定性,要按照中心粗、上下細的原則鋪筑。

圖5 反濾層護坡示意圖
2.5.3 搶修已坍塌的路基:在路基已經坍塌的地段,首先,挖掉已經松動的軟土,然后使用秸稈袋填充高滲透性的砂土,從下往上堆砌至超出塌陷表面0.25m。對于嚴重塌陷的路基可以用草袋裝爐渣鋪墊在底層,用片石作為護腳,再用袋裝砂土回填。
3.1 山區公路往往和河流并行,常見的水毀形式主要有:路面水淹、路基沖刷、防護工程損壞等。相對應的路基水毀工程防護措施有直接防護構造物、間接防護構造物。
3.2 直接防護工程基于路基構筑,適用于高山峽谷區域的路基防護,常見的防護構造物包括擋土墻、邊坡防護、邊坡植物防護以及路基坡腳和擋土墻基礎的護腳工程。如果此類防護構造物被洪水摧毀,會嚴重影響路基的結構穩定性,是一種被動保護方式。
3.3 間接防護工程主要是指各種類型的導流結構,如丁壩、這種類型的導流防護構造物被洪水損壞局部,對路基的結構穩定性影響較小。
4.1 重視基礎資料分析:設計階段都需要認真做好地質、氣象、水文勘查,為比較和選擇最佳的公路路線提供基本依據。
4.2 進行聯合防災管理:加強與路基水毀有關的公共宣傳力度,逐步提高社會對公路路基水毀災害的了解程度。開展農業、林業、水利行業等多個行業的聯合管理,通過多方協調從根源上杜絕水毀隱患。
4.3 建立路基水毀災害預警、預測系統:建立健全路基水毀災害預警、預測系統,對高風險的重要路段進行實時監測。
文章從綜合治理角度分析,給出了公路工程建設規劃、設計和施工階段的路基水毀防災基本原則;根據路基水毀災害發生過程中出現的緊急水毀情況,制定了快速搶修措施;并針對前述常見路基水毀形式,提出了相應的工程防護措施和非工程防護措施。只有社會對公路路基水毀的重視程度提高,公路路基水毀防治方法不斷完善,才能有效降低路基水毀情況,促進山區公路交通的經濟和社會效益。