公路水毀是指公路沿線設(shè)施由于受到水的作用而遭到損壞的現(xiàn)象與過程。臨夏地區(qū)地處青藏高原與黃土高原丘陵溝壑區(qū)的過渡地帶,平均海拔高度在2000米左右,地形復(fù)雜,群峰聳立,河谷縱橫,梁茆起伏,植被稀疏,邊坡破碎。全州屬內(nèi)陸性氣候,氣候溫涼,雨量充沛,年降水量分布不均,南多北少,雨量主要集中在秋季,每年都有公路水毀現(xiàn)象發(fā)生,發(fā)生了多處滑坡、塌方等自然災(zāi)害,輕者路基路面損壞,影響公路通行能力,重者橋梁沖垮,中斷交通。下面結(jié)合我段對(duì)山區(qū)公路水毀修復(fù)工程的施工治理經(jīng)驗(yàn),談?wù)劰匪畾У膸追N類型、原因及防治措施。
一、公路水毀的類型和原因
公路水毀類型主要有路面沉陷、路基坍塌、水穿洞、橋涵損壞、防護(hù)構(gòu)造物損壞、泥石流、涵洞、邊溝淤塞等。
路面沉陷是指路面在垂直方向上產(chǎn)生較大的沉落,路基的不均勻下陷,將造成局部路段路面破損,影響行車安全,甚至中斷交通。形成路面沉陷的原因有:路基結(jié)構(gòu)不合理,填料選擇不當(dāng),填筑方法不合理,壓實(shí)不足,路基排水不暢,使路面、邊溝形成積水。
路基坍塌是指路基土體遇水軟化,在較陡邊坡無支撐情況下,自身重量所產(chǎn)生的剪切力,超過了粘結(jié)力和摩擦力所構(gòu)成的抗剪力,因而土體沿松動(dòng)面下墜散開。形成路基坍塌的原因有:路基邊坡土質(zhì)松軟,坡度過陡,缺乏合理的排水措施和必要的擋土墻及護(hù)坡等防護(hù)措施。
橋涵損壞是指在山洪暴發(fā)下,洪水沖刷掏空橋基使橋梁失穩(wěn)損壞或沖垮涵洞。形成橋涵損壞的原因有:橋位選擇不當(dāng),河床地質(zhì)條件差。涵洞進(jìn)口處理不當(dāng),涵洞位置不當(dāng),孔徑偏小。
防護(hù)構(gòu)造物損壞是指擋土墻、護(hù)坡等防護(hù)工程在不斷受到水流沖擊下,基礎(chǔ)沖刷,墻身產(chǎn)生滑移、傾倒破壞或者擋墻全部沖垮現(xiàn)象。形成防護(hù)構(gòu)造物損壞的原因有:防護(hù)構(gòu)造物所處地基軟弱或基礎(chǔ)埋深過淺,擋土墻自身排水不暢,防護(hù)工程位置選擇不合理,擠壓河道,引起局部沖刷。
泥石流是指山嶺地區(qū)或其他溝谷深壑,暴雨或融雪水挾帶大量土、石等固體物質(zhì)匯入溝谷,攜帶有大量泥沙以及石塊的特殊洪流,形成突然的短暫的間歇的破壞性水流的現(xiàn)象。泥石流具有突然性以及流速快,流量大,物質(zhì)容量大和破壞力強(qiáng)等特點(diǎn)。發(fā)生泥石流常常會(huì)沖毀公路鐵路等交通設(shè)施甚至村鎮(zhèn)等,造成巨大損失。
二、公路水毀的防治
針對(duì)上述類型的水毀,全面、及時(shí)、有效的養(yǎng)護(hù)管理是防治水毀的保證。為此,用科學(xué)的方法進(jìn)行預(yù)防和養(yǎng)護(hù),減少水毀損失,是公路部門的當(dāng)務(wù)之急。
1、要加強(qiáng)全面養(yǎng)護(hù)預(yù)防水毀發(fā)生,對(duì)公路路基、路面、橋涵及其排水、防護(hù)等設(shè)施進(jìn)行經(jīng)常性的保養(yǎng)、維修與加固使其各部位處于完好的狀態(tài)這樣才能預(yù)防和減輕水毀的發(fā)生,做到路面平整堅(jiān)實(shí)、路拱適度,路基邊溝要保持水流暢通,對(duì)橋涵構(gòu)造物進(jìn)行經(jīng)常性保養(yǎng)維修,保證橋涵排水暢通,對(duì)易發(fā)生水毀的路段要進(jìn)行有效的處治,根據(jù)不同的季節(jié)、氣候等特點(diǎn)選用準(zhǔn)確的材料進(jìn)行維修、保養(yǎng)做到“堵小洞、防大害”防患于未然。
2、汛前要加強(qiáng)對(duì)公路排水設(shè)施及防護(hù)工程的安全檢查,即檢查路面排水是否良好路基排水設(shè)施有無破壞路基邊溝排水溝和截水溝是否淤塞、橋涵排水是否暢通石砌防護(hù)工程有無裂縫等。如有裂縫就及時(shí)補(bǔ)修防止洪水滲入造成水毀同時(shí)要進(jìn)行雨前、雨中、雨后的“三巡”工作。發(fā)生水毀及時(shí)搶修。一旦發(fā)現(xiàn)不安全的因素及時(shí)采取相應(yīng)的措施把水毀消滅在萌芽狀態(tài)。橋涵排水能力不足是導(dǎo)致公路水毀的主要因素之一,因此汛前要根據(jù)河道上游匯水面積大小及氣象部門的汛請(qǐng)預(yù)報(bào),并結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃挥^測(cè)記錄,做好降雨量及河道最大洪峰流量的預(yù)計(jì)估算,檢驗(yàn)橋涵的排洪能力。如橋涵不能滿足最大洪峰流量的排泄需求,則必須采取分流、導(dǎo)流、截流等工程措施,加以治理,確保橋涵安全渡汛。
3、在養(yǎng)護(hù)管理過程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用狀況因地制宜及時(shí)增修、改建和完善排水溝、截水溝、邊坡坡面防護(hù)、路堤沖刷防護(hù)等排水防護(hù)措施彌補(bǔ)設(shè)計(jì)與施工的不足達(dá)到綜合治理提高公路抗水毀能力。如路基邊坡上方的山坡陡而長(zhǎng)時(shí)增設(shè)多道截水溝;水流落差較大時(shí)增設(shè)跌水和急流槽;根據(jù)河流流向及時(shí)調(diào)整或增設(shè)改善水流流態(tài)的丁壩或順壩等導(dǎo)流結(jié)構(gòu)物;根據(jù)已有防護(hù)工程使用效果增加坡面防護(hù)、植物防護(hù)等。
三、對(duì)臨夏山區(qū)公路路基邊坡滑塌和水穿洞治理的具體做法
近年來隨著降雨量的增加,我單位管養(yǎng)的G213線永靖-東鄉(xiāng)路段經(jīng)常發(fā)生水毀,尤其是G213線東鄉(xiāng)境內(nèi)公路多處發(fā)生路基邊坡滑塌、路面沉陷、水穿洞等病害,使公路通行能力急劇下降,給過往車輛的安全通行帶來了許多隱患。分析其原因是G213線K98-K160位于臨夏回族自治州東鄉(xiāng)縣境內(nèi),屬黃土高原丘陵溝壑區(qū)的過渡地帶,公路沿線主要地質(zhì)災(zāi)害是粉質(zhì)大孔性黃土的沖蝕和遇水濕陷,以及由此引發(fā)的邊坡滑塌和水穿洞。由于G213線K89-K160段路基左側(cè)邊坡高度均在50至400米之間,排水設(shè)施設(shè)置少,涵洞出口全部采用傳統(tǒng)的漿砌片石急流槽,經(jīng)常斷裂,雨水滲入路基邊坡后,造成大型水毀的發(fā)生。
因此,我段采用PE管急流槽代替漿砌片石急流槽,有效防止了因圬工砌體損害引起的水毀,進(jìn)而改善了排水設(shè)施。PE管具有質(zhì)地輕、強(qiáng)度高、韌性好的特點(diǎn),同時(shí)還具有易敷設(shè)、阻力小、成本低、耐腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn),且對(duì)流水起到了“早接遠(yuǎn)送”的作用,實(shí)踐證明,在黃土地區(qū)采用PE管排水,可有效防止和避免防排水設(shè)施的頻繁損壞,取得了良好的效果。PE管急流槽實(shí)施后,能及時(shí)將路面水排至山谷底,并且很少發(fā)生斷裂和凍裂,有效的控制了公路水毀的發(fā)生 ,與漿砌急流槽相比,它有以下優(yōu)點(diǎn):造價(jià)低;材料質(zhì)地輕,便于運(yùn)輸、安裝;內(nèi)壁光滑,阻力小,泄水能力強(qiáng);不宜損壞,后期維修費(fèi)用低;施工難度小,管線走向可靈活多變;減少植被破壞和耕地占用。
PE管急流槽施工工藝流程簡(jiǎn)單為:1、選線。為了使PE管急流槽最大限度的發(fā)揮排水作用,管線的選定優(yōu)為重要; 2、開槽。根據(jù)PE管管徑大小確定槽的開挖寬度和深度,開挖順序?yàn)閺纳现料乱来伍_挖,溝槽開挖時(shí),應(yīng)保證溝槽兩側(cè)土體穩(wěn)定,以保證“管-土”共同作用條件,應(yīng)嚴(yán)格控制槽底高程,不得超挖或擾動(dòng)基面。當(dāng)基底有擾動(dòng)時(shí)應(yīng)人工夯實(shí);
3、管座。PE管長(zhǎng)度一般為6米一節(jié),因此管與管之間的連接處成為一個(gè)薄弱環(huán)節(jié),為防止PE管側(cè)移和下滑,每三節(jié)間隔18米設(shè)置一道管座,使PE管從管座中穿過;4、跌水井。為減小水流沖力,防止雜物堵塞,便于檢查和維修,在地面坡度變化和管線走向變化處,設(shè)置了跌水井;5、安裝管線。管線的安裝與跌水井和管座的砌筑同步進(jìn)行,安裝管線的順序?yàn)閺南轮辽弦来伟惭b。安裝的主要控制工序?yàn)楣芫€的連接,管線連接采用彈性密封圈承插連接。6、溝槽回填。溝槽回填時(shí)應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行,采用人工回填,邊回填邊踩實(shí),回填高度應(yīng)大于原地面20cm為宜。
由于黃土的濕陷性,對(duì)排水工程要求較高,僅采用PE管急流槽只是解決了“排送”的問題,“接”的問題還沒有得到解決,達(dá)不到綜合預(yù)防的效果,為次對(duì)局部路段要采用以下預(yù)防措施:1、樹型截水溝。為很好的防止路基上邊坡滑塌和水穿洞,在上邊坡頂設(shè)置樹型截水溝,使路基坡面的流水通過截水溝匯集到一處,在通過吊溝排至路基邊溝,最后由PE管急流槽徹底排出,能有效防止邊坡水亂流而形成的各種水毀;2、路基邊坡植物防護(hù)。針對(duì)路基邊坡高且路基坡率大于1:1.5的路段,邊坡防護(hù)建議多采用種植根系發(fā)達(dá)的植物防護(hù),種草固面,可降低路基坡面沖刷,減少水土流失,有效防止邊坡滑塌和水穿洞的發(fā)生,降低了水毀發(fā)生頻率,減小了水毀損失,是一種經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的防護(hù)措施3、砂礫石灰土擋墻。因東鄉(xiāng)境內(nèi)砂石材料主要集中在唐汪和達(dá)板,道路崎嶇,運(yùn)輸困難,運(yùn)距較遠(yuǎn),對(duì)邊坡滑塌路段若采用漿砌圬工擋墻,造價(jià)高難度大,針對(duì)這一實(shí)際,我段總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn),采用砂礫石灰土擋墻加固坡面,取得了較好的效果。砂礫石灰土擋墻采用石灰、砂礫和黃土按照一定的配合比拌和而成,主要的控制工序?yàn)榘韬秃蛪簩?shí),其操作工序容易掌握,施工方法簡(jiǎn)單,降低工程成本,節(jié)省了后期養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi);4、瀝青碎石攔水帶。針對(duì)路面水經(jīng)常沖刷高邊坡造成邊坡滑塌這一問題,我段在G213線范家塬至東鄉(xiāng)多處高邊坡路段路肩上設(shè)置了瀝青碎石攔水帶,將水流攔截至邊溝或適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)排離路基,既經(jīng)濟(jì)又美觀,有效防止了路面水對(duì)邊坡的沖刷。
五、結(jié)束語
公路水毀除了自然災(zāi)害外,造成公路水毀的原因是多方面的,更重要的是要做好全面養(yǎng)護(hù),重點(diǎn)養(yǎng)護(hù),保持公路路面平整堅(jiān)實(shí),路拱適度,排水良好,行車順適并結(jié)合養(yǎng)護(hù)路段的建設(shè),重視預(yù)防水毀,堅(jiān)持“預(yù)防為主,防治結(jié)合”的治理方針,對(duì)易發(fā)生水毀的橋涵,路基和其他附屬工程,要做到勤檢查,發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)采取措施進(jìn)行維修。做到設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)于一體,認(rèn)識(shí)統(tǒng)一,高度重視,及時(shí)預(yù)防,積極治理,公路水毀就一定能得到根治,公路水毀損失也將會(huì)大大的減少。