摘 要:山區(qū)地質條件復雜,水患多發(fā)。公路水毀是山區(qū)公路常見質量病害之一,嚴重威脅著公路交通運輸和人民生命財產安全。本文從實際出發(fā),重點分析了山區(qū)公路水毀的主要類型和行車運營,并討論了公路水毀防治技術。
關鍵詞:公路水毀;成因分析;應對措施
引言
公路運輸是我國主要交通運輸方式之一。由于我國國土面積廣大,地質條件復雜,自然環(huán)境對公路運營狀況影響很大。特別是山地丘陵地區(qū),公路設施受到自然因素的負面影響,損耗較大,嚴重時甚至因為質量安全事故,威脅到公路運輸?shù)恼_\轉。在自然因素導致的眾多公路質量病害中,水毀是山區(qū)公路比較常見的問題。其本質是在水的長期或即時影響下,公路沿線設施發(fā)生的破壞。公路水毀隨發(fā)生程度不同,其結果也不一樣,有的損壞程度比較輕微,其結果只是影響公路運輸通行能力;有的損壞嚴重,導致公路主要設施毀壞,公路交通斷絕,公共財產安全遭受重大損失,人民生命安全受到嚴重威脅。加強公路水毀防治工作,對于保障地方經濟順暢發(fā)展,社會秩序穩(wěn)定和諧具有重要意義。
1 公路水毀的基本類型
1.1 邊坡坍塌、滑坡
邊坡坍塌、滑坡問題在山區(qū)公路發(fā)生極為普遍,也是影響較大的公路水毀種類。該種問題的發(fā)生,與地區(qū)氣候聯(lián)系密切。在發(fā)生邊坡坍塌、滑坡前,往往會有長達數(shù)月的干旱,長期的陽光直射和高溫,導致地面以下一定厚度的土層含水量極具下降。旱情嚴重時地表土層干裂收縮,導致植被根系斷裂,不能保持原有的土壤固結作用。甚至山體內部也會出現(xiàn)大量細小裂紋。在這種情況下,如果下起大雨,地表土層含水量驟然增加,雨水順裂縫進入山體內部。土壤吸收水分后體積發(fā)生膨脹,重量變大。一旦沿山體表面向下的剪切力超過土層和山體間的粘結固結作用,就會導致邊坡滑坡現(xiàn)象的發(fā)生,從而對山腳下的公路產生威脅。另外,山體不夠牢固,邊坡土質疏松,邊坡角度過大的地方也是上述問題多發(fā)地區(qū)。
1.2 路基缺口、沖斷
受山區(qū)地形、地質條件限制,山區(qū)公路的路基一般都是采取半挖方、半填方的方式施工,且有許多路段沿河而建。一旦進入雨季,大量雨水順山勢而下,在上邊坡處匯集,如果上邊坡排水設施排水不暢,雨水迅速集聚,直至淹沒路面,流向下邊坡。如果邊坡沒有采取防護措施,或防護力度不夠,在雨水的不斷沖刷下,邊坡表層形成凹槽水溝,且不斷擴大,最終將路基侵蝕出缺口,嚴重時會造成缺口附近大面積坍塌。另外,部分山區(qū)公路內側路基沒有建設涵洞,雨水長期集聚,對路基內部不斷浸潤,直至從另一側排出。在這個過程中,路基填料吸收了大量水分,整體穩(wěn)定性下降,如果外邊坡過于陡峭,就會引發(fā)邊坡坍塌,形成路基缺口。
1.3 路基沉陷
公路路基沉陷也是山區(qū)公路常見水毀現(xiàn)象之一。公路施工時,如果路基填料質量把關不嚴,又沒有按設計要求壓實路基,或者排水設施設置不到位,進入雨季后雨水在路面或邊溝大量積聚,部分地段路基填料吸水飽和,穩(wěn)定性和承壓能力下降,有的還會產生唧泥、彈簧等現(xiàn)象。這種情況下受到外部載荷,比如車輛碾壓的作用下發(fā)生沉降。路基沉陷一般發(fā)生在水田等低填方路段,或者是邊坡較陡的挖方路段。發(fā)生沉陷的路面會產生縱向不均勻形變,嚴重時會導致路面斷裂造成交通中斷。
1.4 橋、涵破壞
公路水毀問題中,常見的橋涵破壞主要是橋涵臺墻、錐坡基礎因受水沖刷被掏空,臺墻、錐坡支撐能力不足,臺墻及上方結構穩(wěn)定性下降,造成結構開裂、下沉,甚至發(fā)生倒塌事故,造成錐坡結構嚴重損毀。導致橋梁破壞的原有主要是因為橋梁上游淤泥、樹枝等嚴重淤積,河流通行不暢。一旦洪峰來臨,不能從橋下順利通過。洪水沖擊錐坡及橋頭引道,嚴重時就會導致錐坡倒塌、引道路基沖斷,水量大到一定程度時毀淹沒橋面,將欄桿沖毀,乃至引發(fā)路基沖斷、倒塌等一系列事故。由于水流能量的積累性,一處橋梁破壞往往會導致其它橋梁設施發(fā)生不同程度損壞。此外,有的橋梁基礎長期受河水沖刷變得松動,又沒有做好補強措施,時間一長,橋梁基礎被掏空,引發(fā)臺墻或拱橋拱圈發(fā)生開裂,對橋梁結構造成嚴重破壞。
導致涵洞損壞的原因與橋梁損壞的原因近似。雨季河水流量過大,或者涵洞因雜物堵塞,導致排水能力不能滿足排洪需求時,就可能導致洪水沖毀涵洞,進而沖垮路基的結果。涵洞被洪水沖毀時一般從底部鋪砌層和進出口的八字墻開始破壞,如果修補不及時,接下來就會對涵洞涵墻基礎產生破壞,致使涵洞倒塌。
1.5 防護及加固工程破壞
公路沿河修建時,擋土墻等路邊防護工程在河流的長期沖刷下基礎逐漸被掏空,隨即受建筑自身重量和墻后填料向外應力的作用發(fā)生開裂、傾斜,最終發(fā)生倒塌。擋土墻工程施工質量越低,發(fā)生損壞的可能性就越大。工程施工工藝、建筑材料、基礎填料等選擇都會對檔土墻質量和水毀防護能力產生影響。
2 公路水毀防護技術
2.1 加強邊坡坡面的防護
路基邊坡防護治理是公路防范水毀的重要措施。當前常用的邊坡防護方式有砌石護坡、護面墻及植物防護三種。三種方式各有特點,在實施時要根據(jù)工程具體情況選擇最適合的方法予以實施。需要注意的是,邊坡防護措施防護能力會隨著水流反復沖刷而發(fā)生變化,必須定期對損壞的地方加以維修加固,才能將防護能力維持在一定水準以上,發(fā)揮應有作用。
2.2 路基沉陷的防治
防范路基沉陷,路基穩(wěn)定性是根本。可根據(jù)工程現(xiàn)場具體情況采取換土法、摻石灰法、石灰樁法等方法對地基采取加固處理,提高地基強度。在進行填方施工時,要盡量使用級配良好的砂性土等填筑路基,如果使用不同透水性土壤進行填筑,要按照透水性強弱的順序從下向上以此填筑。沿河路段要做好堤岸、護坡等防護措施。路基排水設施要嚴格遵循施工規(guī)范。其中,邊溝縱坡要大于等于0.5%,單向排水長度控制在500米以內,為防止地下水在毛細管作用下發(fā)生上滲,可以使用砂墊層進行阻斷處理,以保障路基穩(wěn)定。
2.3 橋涵破壞的防治
在進行山區(qū)沿河公路設計時,要在凹凸曲線頂部和縱坡的陡緩變坡處設置涵洞,通常兩座涵洞間不超過300米。如果公路經過村莊,為加快村內地面積水排放,也要在相應地方設置涵洞。涵洞采用鋼筋混凝土材質的管涵、板涵或石拱涵。如果采用管涵,涵洞直徑要大于1米,如果采用板涵,則高度要大于1米。為減輕洪水來臨時橋涵壓力,應結合當?shù)厮那闆r設置導流壩等等調治構造物。如果橋梁基礎有空蝕現(xiàn)象,應立即使用混凝土進行填筑,再使用鋼筋混凝土進行加固,并設置導流壩。
3 結束語
作為我國公路交通的重要組成部分,隨著我國經濟建設的進一步發(fā)展,山區(qū)公路勢必要承擔起更加艱巨的任務。加強山區(qū)公路水毀防治,保障公路運輸安全,提高路網(wǎng)運營服務水平是公路管理部門的重要職責。山區(qū)地形、地質條件和自然環(huán)境復雜,引發(fā)公路水毀的原因有很多,公路管理部門要根據(jù)公路沿線實際情況,因地制宜,有針對性地采取防治措施,提高公路水毀防范能力,同時,要加強公路維護保養(yǎng)工作,對于發(fā)生損壞的路段要及時維修,防止受損范圍進一步擴大。
參考文獻
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