山區公路防災減災分析研究

鄧爽

[中交鐵道（武漢）建設科技有限公司，湖北 武漢430063]

1 研究背景與意義

近年來，極端天氣發生頻次顯著增加，帶來的自然災害影響極大。2020年南方地區遭遇嚴重汛情，長江、黃河、淮河等主要江河共發生21次編號洪水，次數超過1998年。受災人次、緊急轉移安置人次和直接經濟激增，以近五年均值為參照，分別上升23%、62%和59%。2020年7月長江淮河流域特大暴雨洪澇災害造成11省（市）3417.3萬人受災，直接經濟損失1322億元。

自然災害發生頻次高、強度大、影響范圍廣，人民生命安全、生產生活受到極大影響，經濟損失巨大。研究分析交通設施防災減災對策，將從一定程度上減小災害氣候的影響，降低經濟損失。

在廣東省河源市2019年“6.10”“6.12”特大洪澇災害造成的交通基礎設施全面重建完工之際，本文以災害為背景，研究分析區域內公路及橋梁損毀原因，進而提出應對策略，從事前主動預防和事后積極應對兩個角度達到防災減災的目的。

2 交通設施災毀情況分析

2.1 受災基本情況

對廣東省河源市“6.10”“6.12”特大洪澇災害對交通基礎設施造成的損毀情況進行研究分析，發現河源北部地區，由山洪導致的山體滑坡和泥石流對道路造成極大破壞，常見橋梁損毀、路基掏空、路面破損、邊坡滑塌、防護設施（鋼護欄、防撞墻、擋土墻等）等損毀類型。

橋梁作為公路跨越河流谷溝的主要形式，是保障公路運輸功能的重要節點，橋梁的損毀直接影響道路的通達，對區域可達性帶來重大影響。統計此次受災情況得出，全市橋梁受損共計386座，其中需重建271座，修復115座，重建數量達到全部受損橋梁的70%。由此可見，洪澇災害對橋梁帶來的損壞是直接且巨大的。

除橋梁損毀外，道路損毀中邊坡失穩、路基路面受損的情況嚴重，部分排水設施遭到破壞，全市涉及各類型道路重建及修復項目1044處。

2.2 損毀原因分析

2.2.1 自然條件分析

從地形地貌上分析，河源市地處粵北，與江西省贛州市相接，地形復雜、北部以山地、丘陵為主，尤其是粵贛交界區，山高嶺峻，山地水資源豐富。持續強降雨易導致山洪，在地質復雜區域易伴隨發生其他類型災害，如山體滑坡、崩塌、泥石流等。

2.2.2 路網結構分析

從路網結構上對公路路網的抗災能力進行分析，農村公路在路網中占比高、分布廣，是道路網絡的毛細血管，也是農村地區出行的基礎設施，一旦損毀將對沿線居民基本生活保障造成嚴重不良影響。

圖1為河源市連平縣公路網絡圖，圖中可以看出，路網結構基本呈樹杈狀，整體脆弱性較高，路網規劃及結構欠佳。干線公路阻斷后將引起大片地區被隔絕，形成孤島，救援困難。針對多數村莊而言，通村公路也是其進出村落的唯一通道，災害條件下成為交通孤島的風險較高。

圖1 連平縣路網圖（2019年）

2.2.3 設施結構分析

分析此次水毀中道路結構受損原因，發現農村公路橋梁水毀原因主要是受到水流直接沖擊，常見為橋墩、橋臺等下部結構被沖毀，導致橋梁上部結構失去支撐直接損毀，或橋頭路堤、流堤等調治構造物被沖斷使橋梁遭到破壞。

路基水毀的原因主要是邊坡失穩、路基塌陷、防護加固設施以及排水設施等出現問題。挖方路塹邊坡失穩的外在條件在于強降水，導致路塹邊坡坡體內巖體自身力學性能減弱，從而沿薄弱面發生失穩破壞；填方路堤邊坡由于路基填筑壓實度不足，坡腳未進行必要的支擋處理，在河流洪水的沖刷下引起破壞。

此次水災造成的公路損毀調查中，挖方路塹的邊坡滑坡情況較多，如圖2所示；也存在路堤填方邊坡遭受強大水流沖刷而導致路基損毀，進而嚴重破壞路面的情況，如圖3所示。

圖2 水災造成連平縣105國道局部路段邊坡失穩

圖3 水災造成連平縣105國道局部路段路基塌陷

排水設施中常見邊溝、涵洞破壞的情況。強降雨條件下，坡面水流攜帶泥沙進入公路排水溝，導致邊溝堵塞、排水不暢，路肩被沖刷侵蝕，防沖刷功能不足的土路肩尤易產生侵蝕破壞。涵洞破壞主要因防沖刷措施缺失或失效導致防滲能力減弱，水流外滲使路基巖土體強度下降，或雨水壓力增大造成不均勻沉降，進而造成涵洞破壞。

除上述常見水毀情況外，大部分水毀發生的原因與地質條件也存在密切關聯。陡坡路段常見滑坡災害，雨水沖刷、巖土自身重力加大，進而導致巖（土）體下滑；另外，地下水富集路段在暴雨條件下發生的地質災害也是對交通設施造成損毀的重要原因。高強度持續的暴雨導致地下水的頂托、水墊效應以及裂隙水壓力對地面構造裂隙的“楔裂”“撕開”作用加劇，從而使設施結構損壞、喪失功能。通過以上分析，針對不同的災毀原因，從路網規劃、道路設計、應急管理等方面提出具體的防災減災處理措施。

3 防災減災對策分析

3.1 優化路網結構

在區域公路網周期性規劃調整上，從路網結構方面進行優化，以提升路網能效、減少交通孤島。

3.1.1 提升路線服務能力

通過對重要干線提質擴容，以單車道升級為雙車道公路等方式來提高道路通行能力、提升道路服務水平、提高路線災毀后保通概率。

3.1.2 建設綠色生命通道

科學合理優化路網結構，通過謀劃新增通村線路，在村鎮層面提升路網連通度、可靠性，降低突發災害情況下路網脆弱性，從而保障路網在突發事件情況下的基本服務功能。根據優化路網結構的緊迫程度，以打通斷頭路、新建聯絡線等提出新增道路。

3.2 注重設計理念

注意道路設計理念，將防災減災意識融入道路設計階段。對于已建成道路，重點關注其關鍵節點，對存在隱患和風險的節點進行改造，逐步排除地災防范的薄弱節環節。

3.2.1 優化道路設計

（1）路線設計

選線階段，需對路線走廊帶工程地質條件進行詳細調查，針對山區地形、地質，結合歷史水文、氣候條件，優先考慮土質工程性質好、地下水位深、地表排水通暢的走廊帶，避繞不開的區域在設計時注意提高防、排、截水設計標準。

（2）橋梁設計

充分研究歷史水情資料，條件允許范圍內盡可能提高設計標準，注意合理采用農村公路橋梁形式，在保證其防撞性能的同時，盡量提高護欄過水性；注意科學設計橋梁下部結構形式，盡量采用雙柱墩，減少采用獨柱墩結構形式的設計。

（3）路基設計

根據土質性質、類別、地下水位、地表水分布等工程地質條件綜合情況，科學確定路基填土高度，結合沿線區域地質條件、筑路材料特點可采用強度高、水穩性好的筑路材料替代常規路基填土，以盡可能降低路基填筑高度；高填深挖路段做好邊坡防護與排水，根據溝型選擇合理的鋪砌形式，提高邊溝防沖刷能力，避免暴雨沖洗上方坡面帶來的泥沙堵塞邊溝并破壞邊溝結構。必要時可以設置挖深式消力池、消力墻和綜合式消力池來進行消能防沖刷。

3.2.2 保障關鍵節點

（1）水文地質隱患點

對全線進行摸排，對于道路路線地表水豐富區域，加強截排水設施布置，以減輕水流對坡面、路面、路堤的侵蝕和沖刷作用。對于路線地下水富集路段，注意觀察常年積水區域，必要時可對路基開挖，處理好盲溝排水，重新敷設路面。

（2）高邊坡、深挖方、陡坡路堤段

針對高邊坡、深挖方、陡坡路堤段提前進行邊坡防護或坡腳加固，以提高其雨水沖刷條件下的抗災能力。在坡面防護上應根據坡率結合路段具體水文地質情況靈活選用防護形式。對于行車條件極差的陡坡急彎路段，如有條件可優化線形設計重新修筑，避開危險路段。

3.3 加強常態管理

防災減災是常態工作，交通設計人員從技術層面提高警惕，交通管理人員從思想意識上筑牢防線。建立健全相關應急管理工作原則，平急結合，科學編制防洪預案，將安全檢查與物資儲備常態化。持續推動防災減災意識建設，定期開展預案演練，做好減災防災的科普性宣傳工作。鞏固提升專業隊伍素質，優化隊伍結構，提升能力水平，定期組織培訓學習，了解掌握應急管理、搶險保通相關專業知識。

3.4 運用智能化手段

針對公路邊坡地質災害隱患點建立基礎信息數據庫，實現監測感知、無線遠程傳輸、數據分析、決策應用等功能，達到邊坡工程基礎信息管理、邊坡災害監測信息管理、公路地質災害應急決策管理等目的，以提升公路地質災害快速處置能力。

4 結語

氣候條件的變化給交通運輸系統帶來重大不確定性，唯有提高系統及基礎設施自身可靠性才能應對突發災害。山區公路是廣大農村地區生產生活最基本的公共基礎設施，從路網結構、道路設計到應急管理，各方面提高減災防災理念，才能有效應對突發災害。