公路水毀的成因及防治措施

1、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、防護與加固工程損壞等4種類型，詳細闡述了各類水毀發(fā)生的原因以及對各類水毀的防治措施，指出公路水毀要以預防為主，及時去除水毀隱患，防患于未然。只要能從公路的設計、施工、養(yǎng)護等方面重視水毀，采取的措施得當，公路水毀將會得到有效控制。【關鍵詞】公路水毀；成因；防治【keyrds】highayaterruin；reasn；preventandure公路水毀是指公路沿線的工程設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普遍問題，屬于一種常見的自然災害。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

2、、影響公路通行才能，重者橋梁沖毀、中斷交通。由此造成的損失相當嚴重。因此，理解公路水毀的成因，加強公路水毀的預防，對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必備前提。1.公路水毀的類型和成因。公路雖然主要是作為交通運輸建筑物，但一旦受到水流的作用，如跨河橋梁與河道并行的公路等，又會因是水工建筑物的性質而遭遇到很多水力學問題。公路建筑物遭遇的水力學問題可分為兩類：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)濟損失。公路水害主要有：公路因洪水吞沒而中斷交通；小橋涵、路基邊溝被泥沙堵塞而需要疏通；道路被泥沙淤積而需要去除等。公路水毀從表現(xiàn)形式來說，主要有以下

3、4種類型：路基沉陷、路基坍塌、橋涵破壞、防護與加固工程損壞。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，將造成部分路段的基層破壞，進而使路面破損，如水泥混凝土路面的斷板、瀝青混凝土路面的坑槽、龜裂等，降低路面行駛質量，影響行車平安，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，施工過程中超厚度碾壓，壓實度缺乏；(2)路基構造組合不合理，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，路面、邊溝形成積水；(4)缺少必要的排水和防護措施。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

4、無支撐的情況下，自身重量所產(chǎn)生的剪切力，超過了粘結力和摩擦力所構成的抗剪力，因此土體沿松動面下墜散開。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，是比擬嚴重的水毀病害。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；(2)路基邊坡土質松軟、坡度過陡，缺乏必要的擋土墻等防護措施；(3)構成路基的土質極差，巖石風化嚴重，遇水軟化。目前公路水毀的重點主要是在山區(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，填方多由開山廢渣填筑。盡管填方中有大量的大塊石構成路基邊坡，但未做沖刷防護加固措施。這樣的填方路基邊坡在一般洪水條件下

5、，因水位較低、流速不大，坡腳塊石又較大，坡腳邊坡比擬平緩，是可以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，坡度也比擬陡，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，也有不少沿河道路，由于河道變遷，使原來離河岸還有一段間隔 的路基，因河岸被沖而臨近河邊或遭到水毀，這類水毀多出如今寬淺變遷河段上。在深挖段路基中，兩側山體由于坡度過陡，石質較差，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

6、是指在山洪爆發(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，孔徑偏小，滿足不了排洪要求；(2)涵洞進口處理不當，泄洪時發(fā)生洪水流向偏向；(3)橋位選擇不當，河床的地質條件差，極易發(fā)生沖刷，進而影響橋梁根底及墩臺構造；(4)橋涵日常養(yǎng)護差，長期得不到清理，發(fā)生堵塞，水流不暢；(5)河床變化較快，水流偏向較大。橋涵水毀一旦發(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防中的重中之重，應引起高度重視。1.4防護與加固工程損壞。防護與加固工程損壞主要是指擋土墻、駁岸等防護工程在不斷受到水流沖刷下根底失穩(wěn)，

7、產(chǎn)生滑移破壞，產(chǎn)生破壞的主要原因有：(1)防護加固工程地基軟弱或根底設置不深；(2)位置選擇不合理，擠壓河道，引起部分沖刷。全國各地區(qū)公路養(yǎng)護部門每年都要投入大量資金用于水毀搶修和修復，每年都要修復不少路基防護構造物。由于設計這些防護工程時往往憑經(jīng)歷估算，有不少根底埋得很淺，有的還由于施工質量差等原因此遭到重復水毀，即：修了被沖，沖了再修，有的重復到3次以上。路基沖刷防護工程不但沒有明顯增加，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造物易被水毀的原因之一。如今還有不少公路測設單位對山區(qū)小型排水構造物的測設缺乏系統(tǒng)設計，必須強調的是：山區(qū)排水構造物不但要排水，還要輸沙，很多山區(qū)公路的

8、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.公路水毀的防治對于公路水毀，應預防為主，去除水毀隱患，仿患于未然；水毀恢復，也要有一支具有專業(yè)知識的技術隊伍，精心設計、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，對這些水毀進展認真調查和技術總結非常重要。通過調查總結，尋求水毀真正原因，才能比擬切合實際地進展水毀預防和水毀修復設計。同時也可搜集大量現(xiàn)場資料，對使用的科技成果進展檢驗、挑選和改良，積極推進科技的開展，對加快防治公路水毀有很大的現(xiàn)實意義。目前有一種普遍的看法，即認為出現(xiàn)的洪水一旦超過了設

9、計標準，公路建筑物遭到水毀是不可防止的。因此，為了使公路建筑物具有更大的平安性，就趨向于采用更罕遇的設計洪水標準，例如：將50年一遇進步到100年一遇，或者將100年一遇進步到300年二遇。這就促使公路橋梁趨向于修得更高、更長，公路路基修得更高，從而大量增加工程投資。認真研究公路構造物的水毀情況，不難發(fā)現(xiàn)，公路構造物遭到的水毀主要是由于設計根據(jù)不符合實際，或是公路構造物遇到了設計時未料到的水力條件。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

10、漫水橋。橋梁遇到的水力條件(如墩臺沖刷、承受的動水壓力和浮力等)在洪水位與橋面齊平時最為不利。洪水繼續(xù)上漲，水位高出橋面后，橋梁遇到的水力條件一般并不比水位與橋面齊平時更為不利。因此，在進展橋梁水文、水力設計時，假如將洪水與橋面齊平時的水力條件考慮進去，那么橋梁在任何大小洪水條件下的平安就得到了保證，橋梁就可免于水毀。這樣橋梁采用什么樣的洪水頻率設計就不是為了保證橋梁的平安，而屬于經(jīng)濟上的考慮，即：考慮橋梁在其經(jīng)濟使用年限內，橋梁因漫水中斷交通可能受到的經(jīng)濟損失與進步設計洪水頻率標準減少橋梁漫水經(jīng)濟損失而增加的建橋投資何者更為經(jīng)濟合算的問題。就路基而言，目前公路構造物中，漿砌片石擋墻用得最多，

11、一方面用來支撐路基填土以保證路基的必要寬度，同時又起到防御洪水淘刷路基的作用。擋墻受到洪水沖刷時在擋墻處產(chǎn)生一種沿墻面向下的下降剪力，使擋墻處出現(xiàn)很大的部分沖刷力和沖刷深度，當水流與擋墻正交時，沖刷最深，水流越大，沖刷也越深。隨著水深的增加，當水面與擋墻路面齊平時，沖刷深度到達最大值，洪水繼續(xù)上漲漫上路面，擋墻根底的沖刷深度并不增加。所以，擋墻根底按水位與路面齊平時的沖刷深度埋設，就可到達平安可靠而免于水毀?；蛘卟捎枚位蜚U絲籠的保護，這時，擋墻根底可以埋得很淺，在河床下有一平安深度即可，不作沖刷計算。丁壩可采用漫水丁壩，壩頭沖刷在水位與壩頂齊平時到達最大值，按此設計修建的路基沖刷防護構造物群

12、，也同樣可以在任何大小的洪水條件下到達平安可靠。從上述可以看出，只要我們在新建公路的勘測設計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，即使遭遇到超過設計標準的罕見歷史特大洪水，公路也未必出現(xiàn)更多的水毀。(1)在軟弱地基上修建公路時，應特別注意對路基進展加固，可采用換土法、摻石灰法、石灰樁法等多種加固方法，使路基到達足夠的強度，滿足設計要求。(2)在進展路基設計時，切不可用透水性不同的土無序填筑，要采用級配良好的砂性土等填筑路基，當確需用透水性不同的土填筑路基時，應將透水性強的土填筑路基下層，透水性不強的土填筑路基上層。(3)沿河路堤、河灘路和橋頭引道等長期浸水路基要設

13、置堤岸、護坡等防護措施。(4)路基邊溝縱坡不小于05，單向排水長度不宜超過500，應分段設排水溝、涵洞將水引出路基，以免水積聚在邊溝內而下滲，影響路基穩(wěn)定。(5)在地下水位淺的路段，應鋪設砂(礫)墊層以阻斷毛細水上升，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)定碎石類以進步路基路面水浸穩(wěn)定性，并具有足夠的強度，面層宜采用密實型路面構造以防止雨水下滲。3.2路基坍塌的防治(1)路基坍塌多見于山區(qū)公路，因此在公路選線時應防止經(jīng)過地質水文不良地段，盡量采用臺口式路基以減少路基外側填方。(2)路塹必須設置邊溝，對于較長的路塹必須設置合理的縱坡，當縱坡較大，且有沖刷可能時，應加固加深或改用

14、跌水與急流槽等設施。路塹挖方上側間隔 挖方坡口5外應設置一道或多道截水溝，以使地表水匯入截水溝引到排水溝或涵洞排出。(3)對于開挖段或半填半挖段，兩側山體坡度必須開挖到位，必要時設置合理碎落臺，對于地質不良路段，應采用噴鋪、或防護工程、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)對于山區(qū)沿溪線公路，一般應每隔300設置一道涵洞，通常要設置在凹凸曲線頂部和縱坡的陡緩變坡處，穿越村莊路段為排除村莊地面排水也應設置涵洞。涵洞應設置直徑不小于100的鋼筋混凝土管涵或墻身高不小于100的鋼筋混凝土板涵或石拱涵。對于山區(qū)公路，涵洞不僅排水而且輸沙，假如孔徑太小，流沙及雜物堵塞涵洞后，

15、人工難以進入清淤，使涵洞排水功能減弱，一旦山洪爆發(fā)，涵洞極易被沖毀。(2)涵洞進水口應漿砌一段片石鋪砌，當涵前排水溝縱坡較大時，應建急流槽或跌水等構造物以減緩流速。(3)所建橋梁除保證橋梁平安外，還應根據(jù)水流情況修建導流壩等調治構造物，以保證橋梁在設計洪水位時不被沖毀。(4)對于橋基已被淘空的橋梁，應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，在橋梁上游修建適宜的導流壩、丁壩等調治構造物，使水流均勻流暢地通過橋孔。(5)加強橋涵的日常養(yǎng)護，保持橋涵排水最好狀態(tài)。3.4防護工程與加固工程損壞的防治(1)防護與加固工程在地段為軟弱的地基時，要采用換土或砂礫、碎石、灰土等進展填筑。

16、(2)防護與加固工程根底埋深，對于無沖刷地基，應在天然地基以下至少1，對于有沖刷地基，應在沖刷線下至少1。(3)擋土墻應設置排水設施，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，去除粘土填料浸水的膨脹壓力。(4)路塹擋土墻后地面應做好排水處理，設置排水溝，必要時夯實地表土以減少雨水和地面水下滲，而墻趾前的邊溝那么應予以鋪砌加固，以防邊溝水滲入基矗(5)漿砌塊(片)石墻身，泄水孔尺寸可為510、1010、1520或直徑為510圓孔，視泄水量大小而定。泄水孔的間距一般為23，上下泄水孔宜錯開布置，下排泄水孔的出口應高于地面。假設為路塹墻，出水口應高出邊溝水位03，假設為浸水擋土墻應設在常水位以上0.3。(6)沿河路堤設置擋墻時，應結合河流情況布置，注意設墻后仍要保持水流順暢，不要擠壓河道，引起部分沖刷。另外，要加強公路水毀的預防工作，預防工作搞好了，水毀就會減少，水毀搶險自然也就會隨之減少，所以水毀預防和搶險之間有互為消長的關系，這就說明了“防重于搶的重