唐玲琳
(益陽遠程公路建設有限公司,湖南 益陽413000)
山區(qū)路基一旦遭遇嚴重的水毀會導致交通中斷,嚴重影響著人們的安全,所以制定有效的路基水毀防護措施是非常重要的。目前,公路路基水毀防護的研究還比較淺顯,防護效果不顯著,路基穩(wěn)定性分析及修復技術的需求日益迫切。
1.1 基本原則:以“預防為主,防治結合”為原則,著重于“預防為主,未雨綢繆”的防災策略,盡可能控制水毀災害的發(fā)生。
1.2 規(guī)劃避讓原則:當線位需要通過災害體等易發(fā)路段時,最合理的防災措施是避讓。
1.3 設計繞避原則:公路建設時,合理設計,適時繞避,降低路基水毀災害發(fā)生的可行性。
1.4 詳細勘察地質情況的原則:地質勘察工作是對路線地質條件、水毀災害隱患等,進行全面深入的勘察,從宏觀上控制對公路質量的不利影響。
1.5 正確處理公路與水文、地質的關系原則:應充分考慮地質情況、水文條件與路線的關系,盡量減少大填大挖,降低對自然環(huán)境的影響。
1.6 水毀多發(fā)地區(qū)路線順勢選擇原則:根據(jù)路線設計的規(guī)范標準,確定路線線位和高程,防護工程設計原則是“因勢利導”。對洪水要“順其性”,通暢泄洪,使洪水平順穩(wěn)定地流向下游。
1.7 旱季施工原則:雨季雨水的作用,會加速災害的發(fā)展,旱季是施工的最佳季節(jié)。
1.8 綜合防治原則:路基水毀防治對策要多角度考慮,從防治對策系統(tǒng)的角度確定治理措施。
山區(qū)公路路基水毀包括:邊坡坍塌、滑移、路基整體坍塌、沉陷等,路基水毀其影響因素可歸納為四個方面,分別為環(huán)境、設計、施工、養(yǎng)護管理,如圖1 所示:
圖1 路基水毀影響因素
山區(qū)公路路基受到沖刷,主要是兩方面的因素作用而成,主動因素為河道水流,被動因素為路基邊坡。對于路基的沖刷防護,因其影響因素不同、防護類型不同,應當對河段上的水流狀態(tài)嚴格探究,采用正確的防護工程形式。
路基沖刷防護、護坡和擋土墻作為一種有效的防護設施,具體有以下幾種表現(xiàn)形式:
3.1.1 漿砌片石護坡。(1)處在河床斷面較寬闊且河道順直段的公路,河流流速相對輕緩,為提高這種路面路基邊坡的表面抗沖能力,可以選取漿砌片石護坡的方式。(2)漿砌片石(塊石)護坡的基礎應埋置在最大沖刷深度之下,如圖2 所示:
圖2 深基礎漿砌片石護坡
3.1.2 浸水擋土墻。(1)浸水擋土墻是另一種用于防護路基的結構物,它能夠使得路基有效承受住土體的側壓力,能防止路基土體受到洪水水流的沖刷和淘洗。(2)通常遇到三種情況,可以修建浸水擋土墻來進行防護,具體為:沿溪線通過懸崖峭壁,且受沖刷路段較短、路線通過受水流沖刷的河灣凹岸,為穩(wěn)定河灣,使之不再發(fā)展或者當受地形限制,應當對坡腳進行一定的制約。
3.1.3 護肩、攔水墻。(1)公路沿河邊的路肩部分容易遭到洪水沖擊,當邊坡伸出距離適當時,可利用填筑的方法進行防護,但是如果路堤高差較小,邊坡伸出較遠,應該選取漿砌石護肩來防護。(2)通常選取M7.5 漿砌片石進行護肩,護肩高度在1.0m 以下時,頂寬為0.8m,護肩高度在1.0~2.0m 時,頂寬為1.0m。(3)對于路基高度較低的公路,容易遭受洪水的沖擊,為防止公路被淹沒,應當在迎水部分設置漿砌片石攔水墻,攔水墻寬度0.5m,高度1m。
3.2.1 利用護坡、擋土墻進行沖刷防護,坡腳處沖刷深度常常達到較大數(shù)值。由于環(huán)境條件、護坡、擋土墻的基礎埋深往往難以達到要求,護坦是為保護護坡或擋土墻基礎的主要形式。加固河床,寬度視需要可以調整邊緣,設置垂裙的型式。
3.2.2 護坦防護通常應用在山區(qū)峽谷河段,是一種淺基防護方法,可以防護沿線的路基和擋土墻的坡腳沖刷,如圖3 所示。
圖3 護坡和擋土墻的護坦基礎
3.2.3 斷面壓縮引起的沖刷段,應該在縱向水流的基礎上,將護坦設置在河床面之下,需牢固的連接路基的護坡、擋土墻,進行整體協(xié)調。
3.2.4 護坦一般會結合其它防護構造物一起防護,例如將護坦和淺壩、擋土墻的基角沖刷進行結合,以防護河段遭受嚴重沖刷;再比如將護坦和漫水丁壩群進行結合,用來防護山區(qū)的開闊河段。
3.3.1 丁壩作為防護構造物,除了用于沿河公路、河灘公路和橋頭引道,能防護和有效的對河段進行調治。按丁壩頂面離洪水位高度情況,可分為漫水丁壩和不漫水丁壩;按丁壩束窄河道姿態(tài),可分為長丁壩與短丁壩。
3.3.2 漫水丁壩防護:丁壩壩頭、壩頂均有繞流,為了增強丁壩自身安全,可做成流線形狀。為減少壩頭的沖刷,可在壩頭周圍設置一定寬度和埋深的護坦來防護。
3.3.3 丁壩群防護:當利用丁壩群對山區(qū)公路路基進行防護時,一般選取較短或者較低規(guī)格的丁壩群,或丁壩群與其它防護型式配合使用。對于峽谷河段中的凹岸防護,通常采用護坦防護,必要時可用短、低、圓的漫水丁壩群防護。
3.4.1 拋石或堆石防護:對坡腳、基礎沖刷或者遇到洪水基礎沖刷搶險時,通常采用拋石或堆石防護。在防護時,需要采用恰當?shù)姆雷o石塊粒徑和拋距,拋石可及時制止沖刷的循環(huán),穩(wěn)定坡腳。
3.4.2 石籠防護:對于容易受水流沖刷的沿河公路路基,如果用傳統(tǒng)方法進行防護,其防護工程基礎較難處理,應該選取石籠防護。
3.4.3 組合防護型式:在路基的沖刷防護過程中,增強路基邊坡和擋土墻的坡面抗沖能力是重中之重,為了更好的達到這一目的,可以結合多種防護形式開展工程。
3.4.4 如果采用砌石護坡和擋土墻配合護坦、丁壩、石籠等進行坡腳沖刷防護,是不同防護型式組合進行綜合防護的典型方式。根據(jù)沿河公路、河道形態(tài)及水流結構與特性,選擇適當?shù)慕M合防護型式,可達到安全有效、經濟合理的防護效果。
4.1 重視基礎資料分析:設計過程中需增強地質勘察和氣象水文工作。
4.2 水毀多發(fā)地區(qū)的路線設計具體需要考慮到以下三個方面:(1)設計路線時以避開順層易滑、泥石流和巖溶等嚴重不良地質,但根據(jù)實際情況,某些路線必須經過不良地質的地段,所以務必選擇相對有利的位置,縮短穿越的路線,同時采用最適宜的施工方案;(2)路基高填深挖地段,應當對路段邊坡的巖土做詳細的調查,在調查數(shù)據(jù)的基礎上使用合理有效的防護方法;(3)合理控制高填和深挖,使自然景觀、水土流失和植被不會受到影響。
4.3 實現(xiàn)防災綜合治理:將路基水毀所帶來的后果向社會宣傳,提高人們保護和防護路基的意識,宣傳有效進行防護的方法,將農、林、水進行統(tǒng)一治理,讓路基從根本上得到保護。
4.4 建立預警預報系統(tǒng):逐步建立和完善公路路基水毀災害預警預報系統(tǒng),對重點路段實時開展監(jiān)測工作。
4.5 統(tǒng)籌安排搶護工作:相關公路管理部門應當對所屬的范圍制定嚴格的防護制度,并做好應急預案,使管轄路段得到有效的搶護。
文章從綜合治理的角度分析,通過論述公路工程建設路基水毀防災基本原則,提出遵循“預防為主,防治結合”的理念;同時根據(jù)沖刷防護工程中水流的作用方式,將防護工程分為直接防護和間接防護。最終總結出常見的公路路基水毀防護型式及使用范圍,提出與各種工程防護措施相配合的使用方法和一些非工程防治措施。