淺談公路水毀的成因及防治措施

1、淺談公路水毀的成因及防治措施    【摘要】公路水毀主要有路基沉陷、路基坍塌、橋涵破壞、防護(hù)與加固工程損壞等4種類型，詳細(xì)闡述了各類水毀發(fā)生的原因以及對(duì)各類水毀的防治措施，指出公路水毀要以預(yù)防為主，及時(shí)清除水毀隱患，防患于未然。只要能從公路的設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等方面重視水毀，采取的措施得當(dāng)，公路水毀將會(huì)得到有效控制。 【關(guān)鍵詞】公路水毀；成因；防治 【abstract】highway water ruin to mainly have roadbed to sink to sink, the roadbed collapse to fall, bridge

2、 han breakage, protection with reinforce engineering damage's etc. are 4 kinds, elaborated each kind of reason that water ruins occurrence in detail and point out that highway water ruins and take prevention as a lord to the prevention and cure measure that each kind of water ruins, water of the

3、 clearance ruins in time concealed suffer from. defend suffered from to not yet. as long as the ability is from the design of highway, start construction, protect etc. value water to ruin, the measure for adopting properly, highway water ruins and will get a effective control. 【key words】highway wat

4、er ruin；reason；prevent and cure        公路水毀是指公路沿線的工程設(shè)施由于受到水的作用而遭到損壞的現(xiàn)象與過程，是各地共同存在的一個(gè)普遍問題，屬于一種常見的自然災(zāi)害。尤其是山區(qū)道路每年都有公路水毀現(xiàn)象的發(fā)生，輕者路基路面損壞、影響公路通行能力，重者橋梁沖毀、中斷交通。由此造成的損失相當(dāng)嚴(yán)重。因此，了解公路水毀的成因，加強(qiáng)公路水毀的預(yù)防，對(duì)徹底根治公路水毀具有重要的意義，是保障公路暢通的一個(gè)必備前提。        1.

5、公路水毀的類型和成因。            公路雖然主要是作為交通運(yùn)輸建筑物，但一旦受到水流的作用，如跨河橋梁與河道并行的公路等，又會(huì)因是水工建筑物的性質(zhì)而遭遇到很多水力學(xué)問題。            公路建筑物遭遇的水力學(xué)問題可分為兩類：一類是水毀，系因洪水造成的各種程度的破壞；另一類是水害，是因洪水而帶來的經(jīng)濟(jì)損失。公路水害主要有：公路因洪水淹沒而中斷交通；小橋涵、路基邊溝被泥沙堵塞而需要疏

6、通；道路被泥沙淤積而需要清除等。公路水毀從表現(xiàn)形式來說，主要有以下4種類型：路基沉陷、路基坍塌、橋涵破壞、防護(hù)與加固工程損壞。        1.1路基沉陷。路基沉陷是指路基在垂直方向上產(chǎn)生較大的沉降，路基的不均勻下陷，將造成局部路段的基層破壞，進(jìn)而使路面破損，如水泥混凝土路面的斷板、瀝青混凝土路面的坑槽、龜裂等，降低路面行駛質(zhì)量，影響行車安全，甚至中斷交通。形成路基沉陷的主要原因有：          (1)填方路段填料選擇不當(dāng)，施工過程中超厚

7、度碾壓，壓實(shí)度不足；            (2)路基結(jié)構(gòu)組合不合理，彎沉過大，路面防水差，雨，雪水滲入路基；            (3)路基排水措施不當(dāng)，路面、邊溝形成積水；            (4)缺少必要的排水和防護(hù)措施。     

8、60;  1.2路基坍塌。            路基坍塌主要指路基土體或沿線山體(或土石混雜的堆積物)遇水軟化，在較陡邊坡無支撐的情況下，自身重量所產(chǎn)生的剪切力，超過了粘結(jié)力和摩擦力所構(gòu)成的抗剪力，因而土體沿松動(dòng)面下墜散開。路基坍塌破壞了路基的整體性，損害了路面的通車功能，易造成交通中斷，是比較嚴(yán)重的水毀病害。形成路基坍塌的主要原因有：           (1)缺乏合理的排水措施，路基極易沖刷

9、；            (2)路基邊坡土質(zhì)松軟、坡度過陡，缺乏必要的擋土墻等防護(hù)措施；            (3)構(gòu)成路基的土質(zhì)極差，巖石風(fēng)化嚴(yán)重，遇水軟化。            目前公路水毀的重點(diǎn)主要是在山區(qū)公路上，不少路段與河道并行，一面傍山，一面臨河。很多路基是半挖半填或全部由填方筑成，

10、填方多由開山廢渣填筑。盡管填方中有大量的大塊石構(gòu)成路基邊坡，但未做沖刷防護(hù)加固措施。這樣的填方路基邊坡在一般洪水條件下，因水位較低、流速不大，坡腳塊石又較大，坡腳邊坡比較平緩，是能夠抵御洪水沖刷而保持路基邊坡的穩(wěn)定。但在較大洪水條件下，水位較高、流量過大，而邊坡上部的塊石又較小，且含有不少石屑和土壤，坡度也比較陡，因此邊坡中的石屑、土壤、小塊石被沖走后，大多就造成了路基坍塌，出現(xiàn)很多缺口或半個(gè)以上路基被毀。在公路路基的水毀中，這樣的水毀占多數(shù)。 另外，也有不少沿河路線，由于河道變遷，使原來離河岸還有一段距離的路基，因河岸被沖而臨近河邊或遭到水毀，這類水毀多出現(xiàn)在寬淺變遷河段上。在深挖段路基中，

11、兩側(cè)山體由于坡度過陡，石質(zhì)較差，山上積水滲入山體或沿開挖面下泄，就形成了山體滑坡或泥石漉。        1.3橋涵破壞。橋涵破壞主要是指在山洪暴發(fā)情況下，洪水沖刷淘空橋基，使橋梁失穩(wěn)損壞或涵洞被毀，形成橋涵破壞的原因有：          (1)涵洞位置不當(dāng)，孔徑偏小，滿足不了排洪要求；            (2)涵洞進(jìn)口處理不當(dāng)，泄洪時(shí)發(fā)生洪

12、水流向偏差；            (3)橋位選擇不當(dāng)，河床的地質(zhì)條件差，極易發(fā)生沖刷，進(jìn)而影響橋梁基礎(chǔ)及墩臺(tái)結(jié)構(gòu)；            (4)橋涵日常養(yǎng)護(hù)差，長(zhǎng)期得不到清理，發(fā)生堵塞，水流不暢；            (5)河床變化較快，水流偏差較大。    橋涵水

13、毀一旦發(fā)生，輕者洪水涌上路面，破壞路基路面，重者橋涵被沖斷，從而中斷交通。因此，橋涵類水毀是公路水毀預(yù)防中的重中之重，應(yīng)引起高度重視。        1.4防護(hù)與加固工程損壞。            防護(hù)與加固工程損壞主要是指擋土墻、駁岸等防護(hù)工程在不斷受到水流沖刷下基礎(chǔ)失穩(wěn)，產(chǎn)生滑移破壞，產(chǎn)生破壞的主要原因有：           (1

14、)防護(hù)加固工程地基軟弱或基礎(chǔ)設(shè)置不深；            (2)位置選擇不合理，擠壓河道，引起局部沖刷。            全國(guó)各地區(qū)公路養(yǎng)護(hù)部門每年都要投入大量資金用于水毀搶修和修復(fù)，每年都要修復(fù)不少路基防護(hù)構(gòu)造物。由于設(shè)計(jì)這些防護(hù)工程時(shí)往往憑經(jīng)驗(yàn)估算，有不少基礎(chǔ)埋得很淺，有的還由于施工質(zhì)量差等原因而遭到重復(fù)水毀，即：修了被沖，沖了再修，有的重復(fù)到3次以上。路基沖刷防護(hù)工程不但沒有明顯增

15、加，還出現(xiàn)“舊賬未清、又欠新賬”的現(xiàn)象，這種弊病也是造成構(gòu)造物易被水毀的原因之一。            現(xiàn)在還有不少公路測(cè)設(shè)單位對(duì)山區(qū)小型排水構(gòu)造物的測(cè)設(shè)缺乏系統(tǒng)設(shè)計(jì)，必須強(qiáng)調(diào)的是：山區(qū)排水構(gòu)造物不但要排水，還要輸沙，很多山區(qū)公路的邊溝和小橋涵因忽略了輸沙因素而造成堵塞，水漫路面，沖毀路面和路基，從而造成較大的公路水毀。        2. 公路水毀的防治      

16、;          對(duì)于公路水毀，應(yīng)預(yù)防為主，清除水毀隱患，仿患于未然；水毀恢復(fù)，也要有一支具有專業(yè)知識(shí)的技術(shù)隊(duì)伍，精心設(shè)計(jì)、精心施工，修一處、保一處，這也是公路水毀防治的大方針。            另外，各地方每年都可能遭到不同程度的水毀，對(duì)這些水毀進(jìn)行認(rèn)真調(diào)查和技術(shù)總結(jié)非常重要。通過調(diào)查總結(jié)，尋求水毀真正原因，才能比較切合實(shí)際地進(jìn)行水毀預(yù)防和水毀修復(fù)設(shè)計(jì)。同時(shí)也可搜集大量現(xiàn)場(chǎng)資料，對(duì)使用的科技成果進(jìn)行檢驗(yàn)、

17、篩選和改進(jìn)，積極推進(jìn)科技的發(fā)展，對(duì)加快防治公路水毀有很大的現(xiàn)實(shí)意義。            目前有一種普遍的看法，即認(rèn)為出現(xiàn)的洪水一旦超過了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，公路建筑物遭到水毀是不可避免的。因此，為了使公路建筑物具有更大的安全性，就趨向于采用更罕遇的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)，例如：將50年一遇提高到100年一遇，或者將100年一遇提高到300年二遇。這就促使公路橋梁趨向于修得更高、更長(zhǎng)，公路路基修得更高，從而大量增加工程投資。        &#

18、160;   認(rèn)真研究公路構(gòu)造物的水毀情況，不難發(fā)現(xiàn)，公路構(gòu)造物遭到的水毀主要是由于設(shè)計(jì)依據(jù)不符合實(shí)際，或是公路構(gòu)造物遇到了設(shè)計(jì)時(shí)未料到的水力條件。            就橋梁而言，其可能遇到的水力條件是隨橋位河段的河道演化(自然或是人工的)而發(fā)生變化的。隨著洪水的增漲，橋梁可能處于由不漫水到漫水的水力條件，因此除了橋梁超過極限洪水以外，廣義而言，所有的橋梁都可視為漫水橋。橋梁遇到的水力條件(如墩臺(tái)沖刷、承受的動(dòng)水壓力和浮力等)在洪水位與橋面齊平時(shí)最為不利。洪水繼續(xù)上漲，水

19、位高出橋面后，橋梁遇到的水力條件一般并不比水位與橋面齊平時(shí)更為不利。因此，在進(jìn)行橋梁水文、水力設(shè)計(jì)時(shí)，如果將洪水與橋面齊平時(shí)的水力條件考慮進(jìn)去，則橋梁在任何大小洪水條件下的安全就得到了保證，橋梁就可免于水毀。這樣橋梁采用什么樣的洪水頻率設(shè)計(jì)就不是為了保證橋梁的安全，而屬于經(jīng)濟(jì)上的考慮，即：考慮橋梁在其經(jīng)濟(jì)使用年限內(nèi)，橋梁因漫水中斷交通可能受到的經(jīng)濟(jì)損失與提高設(shè)計(jì)洪水頻率標(biāo)準(zhǔn)減少橋梁漫水經(jīng)濟(jì)損失而增加的建橋投資何者更為經(jīng)濟(jì)合算的問題。            就路基而言，目前公路構(gòu)造物中，漿砌片石擋

20、墻用得最多，一方面用來支撐路基填土以保證路基的必要寬度，同時(shí)又起到防御洪水淘刷路基的作用。擋墻受到洪水沖刷時(shí)在擋墻處產(chǎn)生一種沿墻面向下的下降剪力，使擋墻處出現(xiàn)很大的局部沖刷力和沖刷深度，當(dāng)水流與擋墻正交時(shí)，沖刷最深，水流越大，沖刷也越深。隨著水深的增加，當(dāng)水面與擋墻路面齊平時(shí)，沖刷深度達(dá)到最大值，洪水繼續(xù)上漲漫上路面，擋墻基礎(chǔ)的沖刷深度并不增加。所以，擋墻基礎(chǔ)按水位與路面齊平時(shí)的沖刷深度埋設(shè)，就可達(dá)到安全可靠而免于水毀?；蛘卟捎枚位蜚U絲籠的保護(hù)，這時(shí)，擋墻基礎(chǔ)可以埋得很淺，在河床下有一安全深度即可，不作沖刷計(jì)算。丁壩可采用漫水丁壩，壩頭沖刷在水位與壩頂齊平時(shí)達(dá)到最大值，按此設(shè)計(jì)修建的路基沖刷

21、防護(hù)構(gòu)造物群，也同樣可以在任何大小的洪水條件下達(dá)到安全可靠。            從上述可以看出，只要我們?cè)谛陆ü返目睖y(cè)設(shè)計(jì)和已建公路的水毀防治中把水力問題處理好，大部分公路水毀可以得到解決，即使遭遇到超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的罕見歷史特大洪水，公路也未必出現(xiàn)更多的水毀。        3. 水毀的具體防治措施3.1路基沉陷的防治        (1)在軟弱地基上修

22、建公路時(shí)，應(yīng)特別注意對(duì)路基進(jìn)行加固，可采用換土法、摻石灰法、石灰樁法等多種加固方法，使路基達(dá)到足夠的強(qiáng)度，滿足設(shè)計(jì)要求。        (2)在進(jìn)行路基設(shè)計(jì)時(shí)，切不可用透水性不同的土無序填筑，要采用級(jí)配良好的砂性土等填筑路基，當(dāng)確需用透水性不同的土填筑路基時(shí)，應(yīng)將透水性強(qiáng)的土填筑路基下層，透水性不強(qiáng)的土填筑路基上層。            (3)沿河路堤、河灘路和橋頭引道等長(zhǎng)期浸水路基要設(shè)置堤岸、護(hù)坡等防護(hù)措施。 &

23、#160;          (4)路基邊溝縱坡不小于05，單向排水長(zhǎng)度不宜超過500m，應(yīng)分段設(shè)排水溝、涵洞將水引出路基，以免水積聚在邊溝內(nèi)而下滲，影響路基穩(wěn)定。            (5)在地下水位淺的路段，應(yīng)鋪設(shè)砂(礫)墊層以阻斷毛細(xì)水上升，以免影響路基路面穩(wěn)定，路面基層宜采用水泥穩(wěn)定土類、二灰穩(wěn)定碎石類以提高路基路面水浸穩(wěn)定性，并具有足夠的強(qiáng)度，面層宜采用密實(shí)型路面結(jié)構(gòu)以防止雨水下滲。  

24、;      3.2路基坍塌的防治            (1)路基坍塌多見于山區(qū)公路，因此在公路選線時(shí)應(yīng)避免經(jīng)過地質(zhì)水文不良地段，盡量采用臺(tái)口式路基以減少路基外側(cè)填方。        (2)路塹必須設(shè)置邊溝，對(duì)于較長(zhǎng)的路塹必須設(shè)置合理的縱坡，當(dāng)縱坡較大，且有沖刷可能時(shí)，應(yīng)加固加深或改用跌水與急流槽等設(shè)施。路塹挖方上側(cè)距離挖方坡口5m外應(yīng)設(shè)置一道或多道截水溝，以使地表水匯入截水

25、溝引到排水溝或涵洞排出。        (3)對(duì)于開挖段或半填半挖段，兩側(cè)山體坡度必須開挖到位，必要時(shí)設(shè)置合理碎落臺(tái)，對(duì)于地質(zhì)不良路段，應(yīng)采用噴鋪、或防護(hù)工程、或生物固化來加固，防止山體滑坡或泥石流。        3.3橋涵破壞的防治            (1)對(duì)于山區(qū)沿溪線公路，一般應(yīng)每隔300m設(shè)置一道涵洞，通常要設(shè)置在凹凸曲線頂部和縱坡的陡緩變坡處

26、，穿越村莊路段為排除村莊地面排水也應(yīng)設(shè)置涵洞。涵洞應(yīng)設(shè)置直徑不小于100cm的鋼筋混凝土管涵或墻身高不小于100cm的鋼筋混凝土板涵或石拱涵。對(duì)于山區(qū)公路，涵洞不僅排水而且輸沙，如果孔徑太小，流沙及雜物堵塞涵洞后，人工難以進(jìn)入清淤，使涵洞排水功能減弱，一旦山洪暴發(fā)，涵洞極易被沖毀。            (2)涵洞進(jìn)水口應(yīng)漿砌一段片石鋪砌，當(dāng)涵前排水溝縱坡較大時(shí)，應(yīng)建急流槽或跌水等構(gòu)造物以減緩流速。         

27、   (3)所建橋梁除保證橋梁安全外，還應(yīng)根據(jù)水流情況修建導(dǎo)流壩等調(diào)治構(gòu)造物，以保證橋梁在設(shè)計(jì)洪水位時(shí)不被沖毀。        (4)對(duì)于橋基已被淘空的橋梁，應(yīng)立即用混凝土填筑橋基淘空部分，然后采取現(xiàn)澆鋼筋混凝土加固橋基，在橋梁上游修建合適的導(dǎo)流壩、丁壩等調(diào)治構(gòu)造物，使水流均勻流暢地通過橋孔。            (5)加強(qiáng)橋涵的日常養(yǎng)護(hù)，保持橋涵排水最好狀態(tài)。   

28、0;    3.4防護(hù)工程與加固工程損壞的防治            (1)防護(hù)與加固工程在地段為軟弱的地基時(shí)，要采用換土或砂礫、碎石、灰土等進(jìn)行填筑。            (2)防護(hù)與加固工程基礎(chǔ)埋深，對(duì)于無沖刷地基，應(yīng)在天然地基以下至少1m，對(duì)于有沖刷地基，應(yīng)在沖刷線下至少1m。            (3)擋土墻應(yīng)設(shè)置排水設(shè)施，以疏干墻后填料中的水份，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