泥石流災害中受損橋梁搶修搶通技術研究

宋星秀

（武警警官學院訓練基地，廣東 廣州 510440）

0 引言

泥石流災害的常發性、突發性和破壞性常常使受災區域內的橋梁受到破壞，如2019年8月20日四川省阿壩州特大泥石流造成8座橋梁受損，導致G4217蓉昌高速公路、國道213線、317線、多處省道、縣鄉道中斷。橋梁是交通網絡的關鍵性節點，它的破壞中斷了所在路段的通行，且受損橋梁搶修搶通能力直接影響應急救援和災后恢復重建的進程[1]，因此研究泥石流災害中受損橋梁搶修搶通技術是十分有必要的。

本文研究的受損橋梁是指雖遭受破壞但尚未垮塌的橋梁，搶修搶通技術是指符合“短期安全性”和“快速通過性”要求的快速復通技術。泥石流災害中受損橋梁搶修搶通技術主要用于在泥石流災害中對遭受破壞的橋梁進行快速搶修加固和搶通，以滿足災害應急救援中快速復通的需要，暫不考慮無法快速搶修加固和搶通的垮塌橋梁和對橋梁的永久性修復。

1 泥石流災害中受損橋梁破壞類型

對我國近20年來公開報道的泥石流災害中橋梁受損事件共133起進行分析，總結出泥石流災害中受損橋梁的破壞類型主要有6種，見表1。

1.1 橋梁被淤堵或掩埋

從表1可知，橋梁被淤堵或掩埋的破壞類型有40例，占比最大，為30%，是泥石流災害中橋梁受損的主要形式。在泥石流的作用下，位于河道下游的橋梁或者中小橋梁常表現為淤堵或掩埋的破壞形式，受損較輕的橋下凈空被堵塞，受損較重的整橋被淹沒或掩埋，使堆積物和橋梁結構成為阻礙，堵塞河道，使河道改道。例如，2019年8月20日泥石流使通化小橋橋洞堵塞，導致泥石流和河水上路。

表1 2001~2021年我國部分泥石流災害中受損橋梁被破壞情況

1.2 墩臺基礎被沖刷

從表1可知，墩臺基礎被沖刷的破壞類型有15例，占比為11.3%，是泥石流災害中橋梁受損較常見的形式。此種破壞類型主要表現為橋臺錐坡與路基邊坡開裂、下座，基礎開裂，基礎掏空，基礎不均勻沉降。例如，四川涼山黑紗河5號鐵路橋遭受一次規模不大的泥石流沖刷，使長10m的橋基護臺（坡）開裂、下座，直接影響橋墩安全[2]，以及2013年7月13日映秀泥石流災害中，桃關溝中橋3號墩、4號臺基礎被沖刷淘空[3]。

1.3 橋梁墩臺被沖擊

從表1可知，橋梁墩臺被沖擊的破壞類型有12例，占比為9%，其受損形式主要表現為橋墩蓋梁的擋塊受到破壞，墩臺混凝土保護層被沖擊脫落，墩臺出現坑洞或開裂，橋臺傾斜，單個橋墩斷裂。通過研究發現，一些橋梁是由泥石流強大的沖擊力或者撞擊力所造成，例如，2005年9月20日由大暴雨誘發的泥石流，將隴海鐵路線寶天段上行麻溝橋2號墩撞斷[4]。

1.4 上部結構被推擠或沖走

從表1可知，橋梁上部結構被推擠或沖走的破壞類型有11例，占比為8.3%，其受損形式主要表現為主梁發生橫向位移，豎向位移，部分主梁被沖走。例如，2013年7月13日發生的大型區域性山洪泥石流中，草坪2號大橋主梁受泥石流推擠橫向位移達80cm，主梁從支座上掉落，支座破壞，擋塊破壞。2021年7月22日祁連公路段發生泥石流災害，深水槽大橋橋梁上部結構被沖走[5]。

1.5 橋梁附屬連接結構被毀壞

泥石流在河道內壓縮河床，因河水不斷上漲，泥石流仍然持續，可能在橋梁附近形成堰塞湖，導致橋梁被淹沒，從而使橋梁的附屬連接結構受到不同程度的損傷。從表1可知，在這種破壞類型中受損橋梁數量為19例，占比為14.3%。主要表現形式為支座活動力降低或失效，橋面結構被磨蝕。泥石流中的沙石及其他沉積物塞滿支座空隙，使支座在某些方向上的活動能力減弱，甚至導致支座失效，改變了原有橋梁的體系結構，使橋梁承載能力下降。另外，橋梁被淹沒后，泥石流中的泥沙和沉積物上到橋面，造成橋面結構被磨蝕或存在大量積水。

1.6 其他類型

主要為橋梁在泥石流災害中發生主梁斷裂或者橋梁垮塌，無法在黃金救援時段內對橋梁進行快速搶修搶通的破壞類型。通過表1數據顯示，這類受損數量為36例，占比27.1%，為泥石流災害下橋梁破壞情況的第二大類型，這種破壞形式對橋梁結構的影響最大，橋梁完全喪失承載能力，失去了基本功能，且通常需要較長時間才能修復，道路復通難度大，甚至有些垮塌橋梁只能棄用再建。例如，2010年7月29日川藏公路索通村段K4062+850的一座長76m的橋梁，在因為冰雪融化而引發的泥石流災害中產生坍塌，造成道路中斷了7d。

2 泥石流災害中受損橋梁搶修搶通方法

2.1 清淤河道，加固基礎

被泥石流淤堵或掩埋的橋梁需要及時進行清淤，使河道保持水流暢通，并對基礎不穩的地方進行基礎加固，使橋梁基礎以及橋梁基礎附近的河床保持穩定。清淤泥可運用工程機械與人工清淤相結合的方式，在高危復雜環境中，還可運用智能化無人挖掘機進行清淤。對于淺置基礎，埋置深度淺，易受沖刷而被掏空，常用的基礎加固方法為擴大基礎加固法。首先根據地基承載力來驗算擴大基礎底面積，如果地基承載力不能滿足要求，需要對地基做一個處理，通常采用換土墊層法、強夯法、灰土擠密法等，使地基達到承載力要求。當地基承載力滿足要求，就可以根據驗算的擴大基礎底面積進行施工。對于樁基礎，受泥石流沖刷、侵蝕，易產生開裂、剝落、沉降、傾斜等問題，常采用增補基樁的方法進行加固。施工方法為，在原基礎周圍打入鋼筋混凝土預制樁或補加鉆孔樁，然后擴大原承臺并使之牢固結合。

2.2 箍套搶修，增設橋墩

當橋梁墩臺在泥石流災害中出現沖刷磨損、保護層脫落、開裂貫穿時，為提高承載力，使之能正常使用，可用鋼筋混凝土圍帶或鋼箍進行加固。當墩臺出現傾斜、滑移時，可采用增設支撐或增設輔助墻的方法進行加固，防止因傾斜和繼續滑移導致墩臺承載力不夠。在泥石流災害中，如果受損橋梁為連續梁橋結構，在單個橋墩斷裂或損傷嚴重時，橋梁可以通過增設橋墩的加固方法進行搶修，使橋梁快速恢復承載能力，正常使用。臨時性橋墩可采用預制裝配式橋墩、鋼管立柱以及裝配式公路鋼橋橋墩等快速搭建。

2.3 整梁復位，新架主梁

對在泥石流災害中發生橫向位移及豎向位移的主梁，通常采用整梁復位的方法進行搶修。根據主梁的重量和支點受力情況，合理地對每片梁設置2～4個千斤頂，或者在整聯布設數10個千斤頂，采用同步控制技術，將梁體整聯均勻頂升，換上臨時滑動支承，然后利用設在蓋梁側面或頂面的縱橫向反力架和千斤頂進行整梁復位，整梁復位后，再同步頂升千斤頂，更換支座，同步下降千斤頂將梁體下落就位。對于部分主梁被沖走的情況，采用新架主梁的方法進行搶修。

2.4 更換支座，修復橋面

當支座出現活動力降低或失效時，通常采用的搶修方法為更換支座，更換支座常用的方法有直接頂升式、牛腿式、抱箍式和支撐式。當主梁底部與蓋梁之間空間足夠時，可采用直接頂升式更換支座，直接在梁底和蓋梁之間安裝千斤頂；當橋墩結構完好，承載力足夠時，可采用牛腿式更換支座，利用預埋型鋼牛腿法架設墩柱時預留的孔，穿上型鋼作為牛腿，用來放置千斤頂支撐主梁進行支座的更換；橋墩承載力足夠時，還可采用抱箍式更換支座，將2塊半圓形鋼板制成的反力鋼架安裝在橋墩頂部形成抱箍，作為支撐平臺來完成支座的更換；當承臺或地面承載力足夠時，可采用支撐式，在承臺或地面搭設鋼支撐或鋼管支架的方式放置千斤頂支撐主梁進行更換支座。另外，在主梁發生位移時，常常會伴有支座的破壞，在進行整梁復位的過程中，可以同時對受損的支座進行更換。

3 受損橋梁搶修搶通工作的要點

3.1 應最大限度利用原有橋梁結構

當橋梁在泥石流災害中受損后，需要及時修復時，應根據橋梁破壞程度，最大限度地利用原有結構或原有橋梁的殘存材料，即使是遭到比較嚴重的破壞，比如橋跨位移、橋墩（臺）坑洞、開裂或者部分傾斜、橋墩斷裂等，也應充分利用殘墩殘基等基本完好的結構或構件。這樣既可以減少搶修搶通過程中器材或材料的使用量和總的工程量，還能保持原有橋梁高的設計標準和順暢的橋路連接，從而在短時間內實現良好的通行能力。

3.2 搶修搶通應多采用臨時性結構

對受損橋梁的搶修搶通通常是采用臨時性結構，做到先粗通后完善，全力縮短交通中斷時間。例如，采用臨時性結構，一般可以改變原橋的孔跨或改變橋梁結構體系進行加固，而不宜改變原橋的高度和坡度。但是搶修橋梁使用的臨時性結構，容易下沉變形，影響行車安全。因此，在開通初期要限速通車（10～20km/h），并立即組織專人檢查維修，邊通車邊加固，逐步提高行車速度。

3.3 盡量利用就便器材和預制構件

就便器材是指就地采購的各種材料，如木材、鋼材、鋼筋混凝土等。用就便器材搶修受損橋梁，具有材料來源廣泛，加工制作方便，實施作業簡單等特點。另外，預制構件具有結構簡單、尺寸統一、架設速度快等特點，在橋梁搶修中，應充分發揮就便器材和預制構件的優勢，在軍地聯合救援行動中，還應盡量利用軍隊制式橋梁器材，以加快橋梁搶修速度。例如，在搶修橋跨時，可視被破壞橋梁的跨徑大小，分別采用就便器材、裝配式公路鋼橋、桁架橋或機械化橋等，當搶修大跨度橋梁時，還可以利用預制構件等。

4 結束語

本文對近20年來公開報道的泥石流災害中橋梁受損事件進行分析，將泥石流災害中受損橋梁分為6種破壞類型，指出了泥石流災害中受損橋梁的應急搶修搶通方法。總之，橋梁是交通網絡的關鍵性節點，其遭遇破壞中斷了所在路段的通行，受損橋梁搶修搶通能力直接影響應急救援和災后恢復重建的進程。橋梁搶修搶通技術需符合“短期安全性”和“快速通過性”要求，而泥石流災害下橋梁受損形式多種多樣，需要根據橋梁具體的受損類型，采取對應的搶修加固方法，才能確保橋梁搶修搶通取得成功。