尚高鵬， 劉穎才， 趙 軍， 周 煒， 王偉坤

(甘肅省交通科學(xué)研究院集團有限公司， 蘭州 730000)

公路在受風(fēng)、沙、雨、雪、水等各種自然因素的作用，形成各種病害。其中由洪水造成的水毀和由不良地質(zhì)造成的地質(zhì)災(zāi)害，如滑坡、崩塌、泥石流、路基下沉和滑動等對公路的破壞尤為嚴重[1-4]。1980年以來，全國公路因水毀和地質(zhì)病害造成的經(jīng)濟損失平均每年高達數(shù)億元。暴洪不僅造成公路水毀和公路病害，還影響到道路的通行，嚴重地造成部分村莊被洪水淹沒，對人民的財產(chǎn)損失造成重大影響[5-8]，如2020年甘肅省隴南8.17暴洪文縣部分村莊被淹沒，公路及其他基礎(chǔ)設(shè)施遭到嚴重破壞，如圖1所示。我國交通部門和公路工程技術(shù)人員一直致力于公路水毀和公路病害的研究。交通運輸部2006年8月發(fā)布了《干線公路災(zāi)害防治試點工程技術(shù)指南》(試行)，介紹了公路水毀災(zāi)害調(diào)查、水毀的形式、水毀的原因及防治工程設(shè)計。蔣煥章[1]在專著《公路水文勘測設(shè)計與水毀防治》一書針對水文地質(zhì)的調(diào)查與勘測、水力計算以及水毀防治進行了詳細描述。文獻[9-15]針對公路水毀病害防治措施進行了詳細論述，但對公路水毀工點和路段災(zāi)后評估方法的研究幾乎空白，本文結(jié)合大量工程實例對公路水毀工點、路段災(zāi)后評估方法進行詳細研究。

圖1 文縣受災(zāi)村莊(2020年)

1 工程背景

本文以甘肅省南部片區(qū)公路水毀工程為背景，主要依托工程為2020 年隴南暴雨洪澇災(zāi)害國道 212 線嶺峰至罐子溝段水毀修復(fù)工程、隴南公路局G8513平綿高速公路成武段“8·12”水毀修復(fù)工程、隴南公路局G7011十天高速公路隴南段“8·12”水毀修復(fù)工程、隴南公路局G75蘭海高速公路武罐段8·12水毀修復(fù)工程。暴雨造成這些路段的路基、路面、橋涵、隧道等構(gòu)造物不同程度水毀，已進行水毀恢復(fù)重建設(shè)計的工點統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表1所示，典型水毀如圖2所示。

表1 水毀工點

2 水毀災(zāi)害評估原則及內(nèi)容

2.1 評估原則

1) 公路發(fā)生水毀災(zāi)害后應(yīng)立即組織水毀災(zāi)害評估，為公路應(yīng)急搶險和恢復(fù)重建提供決策依據(jù)。

(a) 路基被沖斷

(b) 橋梁被沖垮

(c) 洞口仰坡滑塌

2) 依據(jù)相關(guān)法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、調(diào)查統(tǒng)計資料，運用無人機航拍先進的技術(shù)手段進行公路水毀災(zāi)害評估。

3) 依據(jù)氣象、水文、自然資源等專業(yè)部門提供的降水、洪澇、地質(zhì)災(zāi)害以及公路管理養(yǎng)護部門提供的相關(guān)資料，進行實地調(diào)查，確定災(zāi)害類型和評估范圍。

4) 公路水毀災(zāi)害評估的重點內(nèi)容為水毀對公路基礎(chǔ)設(shè)施造成的危害程度及產(chǎn)生的經(jīng)濟損失，通過水毀災(zāi)害評估確定公路水毀災(zāi)害等級和對社會造成的影響。

5) 應(yīng)充分考慮暴雨、洪水、地質(zhì)災(zāi)害的差異性及不同災(zāi)情成災(zāi)的特點，洪水、地質(zhì)災(zāi)害損失情況，適當(dāng)考慮其滯后性和延展性。

2.2 評估內(nèi)容

1) 對水毀路段公路設(shè)施損害的嚴重程度、道路通行能力、損壞工程可修復(fù)性等進行判斷、分析和評估。

2) 對公路水毀造成的經(jīng)濟損失和社會影響進行評估評價。

3) 提出公路水毀災(zāi)害應(yīng)急搶險、交通保障、工程恢復(fù)重建的建設(shè)性意見和建議[4-5]。

3 公路水毀評估方法

3.1 公路水毀工點災(zāi)害的評估

1) 經(jīng)濟損失評估

公路水毀災(zāi)害經(jīng)濟損失主要指公路設(shè)施價值損失，公路及其構(gòu)筑物受災(zāi)的總價值由各種受災(zāi)體工程數(shù)量與其單價的乘積進行累加估算，公路路基路面水毀災(zāi)害等級按照災(zāi)害經(jīng)濟損失確定，分級標(biāo)準(zhǔn)如表2所示 。

2) 水毀工點定性、定量評估

公路水毀工點災(zāi)害依據(jù)JTG 5210—2018《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》和相應(yīng)的養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范，按照路基路面工程、橋梁工程、隧道工程分項進行定性與定量評估。根據(jù)水毀災(zāi)害調(diào)查與勘察結(jié)果，構(gòu)造物的受損情況，按輕微、中等、嚴重3類對災(zāi)害進行等級評估，路基路面、橋梁、隧道水毀災(zāi)害評估如表3～表5所示。

表2 水毀路基經(jīng)濟損失分級 萬元

由表3～表5可知，路基路面、橋梁、隧道水毀災(zāi)害評估等級應(yīng)根據(jù)病害定性描述與定量指標(biāo)綜合判定。

3.2 公路水毀路段災(zāi)害評估

1) 公路水毀路段的災(zāi)害評估，應(yīng)在公路水毀工點災(zāi)害評估的基礎(chǔ)上，充分考慮公路等級、水毀災(zāi)害類別的重要程度、水毀災(zāi)害的密度等影響因素，通過查閱公路相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合大量工程案例測算，經(jīng)多次修正，計算結(jié)果符合實際水毀嚴重程度后，得到相關(guān)系數(shù)，公路水毀路段災(zāi)害評估按式(1)計算結(jié)果判定水毀災(zāi)害等級。

表3 路基路面水毀災(zāi)害評估

表4 橋梁水毀災(zāi)害評估

表5 隧道水毀災(zāi)害評估

(1)

式中：F為公路水毀路段災(zāi)害等級評分，如表6所示；D為公路技術(shù)等級系數(shù)，高速、一級公路取1.03，二級公路取1.0，三級公路取0.98，四級公路取0.96；W為公路水毀密度，為評估路段水毀災(zāi)害工點數(shù)總和N與評估路段里程長度L(km)的比值；K為公路水毀密度系數(shù)，根據(jù)公路水毀密度W選取，當(dāng)W≤0.1時，K取1.03；當(dāng)0.1

表6 公路水毀路段災(zāi)害評估等級

表7 公路水毀工點災(zāi)害等級

4 工程案例

本文以甘肅省南部片區(qū)公路水毀工點、路段較多且路基路面病害居多，經(jīng)篩選，取典型路段“隴南公路局G75蘭海高速公路武罐段”為例進行分析。該路段水毀病害共計7處，其病害、經(jīng)濟損失、現(xiàn)場照片、評估等級及得分如表8、表9所示。

表8 水毀工點評估

續(xù)表8

表9 水毀路段評估

分析表8和表9的計算數(shù)據(jù)可知，該路段水毀工點共7處，嚴重2處，中等4處，輕微1處，通過路段評估公式計算得到該路段得分為57.5，查表7可得該路段評估等級為嚴重。

5 結(jié)束語

本文為了評估水毀災(zāi)害后對工點、路段水毀嚴重程度，通過查閱公路相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合大量水毀工程實例，對水毀評估方法進行了仔細研究，得到以下認識：

1) 以規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，結(jié)合工程實例，制定了路基路面、橋梁、隧道水毀工點定性描述、定量指標(biāo),并結(jié)合其經(jīng)濟損失，創(chuàng)造性制定了單個工點水毀評估方法，并應(yīng)用于大量工程實踐。

2) 在單個水毀工點評估基礎(chǔ)上，針對水毀公路等級、水毀密度、災(zāi)害類別擬定相關(guān)系數(shù)，初步提出路段評估公式，并通過大量水毀路段數(shù)據(jù)，不斷測算、修正、優(yōu)化，擬合出更為實用的路段評估模型。

3) 以典型路段“隴南公路局G75蘭海高速公路武罐段”為例，運用單個工點評估方法和路段評估方法對該路段進行水毀災(zāi)害評估，結(jié)果表明，該路段水毀工點災(zāi)害等級嚴重2處，中等4處，輕微1處，依據(jù)評估公式得到該路段等級評分為57.5，評估災(zāi)害等級為嚴重。

4) 本文提出的水毀災(zāi)害評估方法簡單易行、可操作性強，可為公路應(yīng)急搶險和恢復(fù)重建提供決策依據(jù)。