付清華,徐秉宏,王海燕
(1.甘肅交通職業(yè)技術學院,甘肅蘭州 730070; 2.甘肅省公路局,甘肅蘭州 730000;3.甘肅省隴南公路總段,甘肅武都 746000)
2010年8月12日,甘肅省隴南、天水等地遭遇百年不遇的連續(xù)強降雨,至13日,暴雨引發(fā)了洪水、泥石流、滑坡等重大地質災害。隴南境內國道316線、212線以及省道205線、307線等多條公路邊坡滑塌,防護工程被毀,橋梁涵洞嚴重受損,交通中斷,嚴重影響了舟曲抗洪救援工作及隴南地震災后重建進度。
暴洪共造成隴南、天水境內多條國省干線受損,按照路線、段落統計如表1。
表1 “8.12”公路水毀災情統計表
公路水毀災害的研究,首先應分析災害的特點,根據特點對災害分類是研究的理論基礎,是進行致災機理及成災過程研究的起點。水毀災害影響因素眾多,根據不同的標準,可以將水毀分成不同的類型。通過對“8.12”暴洪近300個水毀災害點的現場調查,將水毀進行如下分類。
邊坡失穩(wěn)的形式主要有滑坡、坍塌、崩塌、泥石流,在連續(xù)強降雨條件下,雨水入滲導致坡體內巖土體力學性能降低和產生滲透壓力,以及水流對坡面沖刷作用,導致邊坡發(fā)生破壞。路基上邊坡破壞中的滑坡,其滑面可能在路基以上,也可能在路基以下。一般公路水毀中的滑坡或坍塌大部分是出現在路基以上,只有少數導致路基整體破壞,如圖1、圖2。
圖1 路基邊坡坍塌
圖2 泥石流堆積路面
擋土墻破壞可分為上邊坡擋土墻和下邊坡擋土墻失穩(wěn)。按擋土墻破壞的原因可以分為擋土墻基礎被沖刷破壞和墻體破壞。擋土墻基礎被沖刷多為沿河公路的下邊坡擋土墻,由于擋土墻基礎未著落在堅實的基巖上,在洪水沖刷作用下,擋土墻基礎被淘空,墻體整體下挫,造成破壞。擋土墻的墻體破壞是由于降雨入滲,使巖土體的內聚力和內摩擦角下降,以及地下水滲流引起滲透壓力,坡體對擋土墻的主動土壓力增大,超出擋土墻的承載能力而導致破壞,如圖3。
圖3 擋土墻破壞
在洪水作用下,橋梁墩臺和基礎可能受水流沖刷導致損毀。橋墩基礎埋置深度不夠,處于沖刷線以上,或橋墩強度不足,橋墩基礎在河流的洪峰時刻容易遭受強烈的沖刷。如防護不足,橋墩基礎可能遭到破壞。橋梁水毀的另一主要形式是過水斷面不足,洪水期間或因漂浮物堵塞或洪水流量過大,導致洪水直接沖擊橋梁墩臺和上部結構,產生水毀破壞,如圖4。
圖4 橋梁水毀
涵洞的破壞有多種原因,可能為涵洞的進出水口防滲防沖刷能力不足,導致水毀破壞蔓延至部分或整個涵洞,如圖5;也可能由于涵洞本身受強烈的沖刷和水壓力的作用而產生破壞。但最多的破壞形式是由于溝谷泥石流堆積堵塞涵洞產生路面和下邊坡水毀破壞。
路基水毀包括路基被全部或部分沖毀、路基開裂、路基塌陷等,如圖6。路基沖毀的原因有多種:河流洪水沖刷、上邊坡坡面水沖刷、下邊坡擋土墻破壞、下邊坡失穩(wěn)、涵洞破壞、路肩邊溝破壞、路面破壞等原因,均可造成路基破壞。
圖5 涵洞受水沖刷破壞
圖6 路基部分沖毀
在高強度的降雨作用下,流域水位上升或局部河流洪峰水位過高,會將公路淹沒,由于洪水的浸泡入滲及其沖刷破壞造成路面崩解。涵洞堵塞導致大面積路面過水漫流而產生的沖刷破壞是路面水毀破壞更普遍的情況,路面破壞可能導致更為嚴重的水毀,如上下邊坡擋土墻破壞、路基被沖毀等,如圖7。
圖7 路面開裂
在高強度降雨條件下,路面或邊溝排水流速較高,水流對防滲防沖刷不足的土路肩或排水邊溝產生沖刷侵蝕,邊溝遭沖刷破壞,如圖8。邊溝的破壞和堵塞,減小過水斷面,使上游來水漫過路面沖刷路肩,引起路肩沖刷侵蝕破壞。
圖8 路基邊溝淤塞
“8.12”暴洪災害發(fā)生后,省交通運輸部門立即啟動應急預案,組織成立了搶險救災指揮部,確定了“先通后暢”的搶險指導思想和“雙向推進、優(yōu)先搶通、分段保暢”的搶險保通方案。對抽調組建的甘肅路橋集團等13支搶險隊伍劃分了責任路段,分解下達了保暢任務,及時組織展開路面淤泥清理、排水設施疏通、水毀路段修復等道路保暢,全力確保舟曲災區(qū)救援“生命線”的暢通。
1)各搶險單位堅持晝夜值班制度,組織搶險隊,分段把守、分工負責,充分掌握社會上機械設備的分布和儲備情況,建立聯系溝通合作機制,做到隨叫隨到、隨租隨用。對發(fā)生的水毀進行全力搶修恢復,對易水毀路段和危險路段進行重點防護。
2)搶險單位在發(fā)生嚴重水毀危及行車安全時,一方面迅速采取應急措施,不使水毀災害擴大;另一方面,立即在兩端設立危險標志、禁止通行標志、指示繞行標志或搶通便道維持通車;及時向主管部門報告,迅速決策,處治水毀,保證公路暢通。
3)水毀搶修時,盡可能使搶險與將來修復相結合,并能在恢復中繼續(xù)使用,避免不必要的浪費。
4)洪水消退后,迅速組織人力、物力清除路面上的一切障礙物和影響交通的抗洪搶險設施,對邊坡、路基坍塌的,迅速修補,對損壞的構造物及時進行維修或加固,確保行車安全。
5)認真調查公路水毀情況,分線路、分項目、分階段、分時期做好公路修復計劃與規(guī)劃。對于路基過低的,適當提高路基設計高程;涵洞不符合要求的,有計劃地進行改造和改建;對排水設施進行疏通和整修。
6)當地養(yǎng)護單位結合水毀的搶修恢復工作,認真搞好公路養(yǎng)護,把修復、改善與提高有機地結合起來。
甘肅省“8.12”公路水毀災害嚴重,經過應急處置,保證了公路通行。對于應急處置和恢復修建過程中的經驗有必要進行認真總結??傊?,水毀治理應該堅持“以防為主、防治結合”的原則,根據水文氣候條件、季節(jié)特點、公路狀況,結合當地具體情況,做必要的預防措施,并在搶修中注意適當地加固和改善,從而提高公路抗御自然災害的能力。
[1]高冬光.公路與橋梁水毀防治技術[M].北京:人民交通出版社,2002.
[2]蔣煥章.公路水文觀測設計與水毀防治[M].北京:人民交通出版社,2002
[3]凌建明,趙志華,等.西部地區(qū)公路水毀類型及成因機理[J].公路交通科技,2005,22(8):19-23.
[4]周良吾.淺析山區(qū)農村公路水毀的成因及防治措施[J].硅谷,2008(18).