【摘要】:本文對巉柳高速公路水毀類型、成因進(jìn)行分析,提出從
公路的設(shè)計、施工和養(yǎng)護(hù)等方面進(jìn)行防治;巉柳高速公路,每年都可能遭到不同程度的水毀,對這些水毀進(jìn)行認(rèn)真調(diào)查和技術(shù)總結(jié)非常重要。
【關(guān)鍵詞】:公路水毀,類型,成因,防治
[ Abstract ]: This article on the cliff Liu highway water damage types, analyzes their causes, put forward from Highway design, construction and maintenance and other aspects of prevention; cliff Liu highway, every year and possibly suffered varying degrees of damage, the damage to conduct a serious investigation and technical summary is very important.
[ Key words ]: Highway washout by flood, types, causes, prevention and treatment
中圖分類號:U412.36+6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
引言:
國道主干線巉柳高速是國家主骨架連霍公路在甘肅省境內(nèi)的主要組成路段,是蘭州市東出口匯集三條國道交通流的公路運輸大通道,也是蘭州連接天水、平?jīng)龅貐^(qū)的主通道。路線位于隴西黃土高原中西部,地貌劃分屬黃土梁峁地貌和河谷階地地貌,普遍遭受切割剝蝕,沖溝發(fā)育,植被稀少,水土流失嚴(yán)重,地表大部分被厚層黃土覆蓋。路基填料多用黃土,部分路段為濕陷性黃土,遇水極易造成路基底空水毀,公路水毀的防治工作不容忽視,通過近幾年來的水毀防治工作,對公路水毀作如下分析:
一、公路水毀的含義
公路水毀是指因暴雨、雪融水或洪水等對公路的路基和路面以及橋涵等構(gòu)造物造成的損毀。
二、公路水毀的類型和成因
巉柳高速公路每年都有公路水毀現(xiàn)象發(fā)生,輕者路基路面損壞、影響公路通行能力,重者中斷交通。因此,了解公路水毀的類型和成因,對加強(qiáng)公路水毀的防治具有重要的意義。
公路水毀從表現(xiàn)形式來說,主要有以下4種類型:路基沉陷、路基坍塌、橋涵破壞、防護(hù)與加固工程損壞。
1. 路基沉陷
路基沉陷是指路基在垂直方向上產(chǎn)生較大的沉降,路基的不均勻下陷,將造成局部路段的基層破壞,進(jìn)而使路面破損,形成路基沉陷的主要原因有:
(1)填方路段填料選擇不當(dāng),施工過程中超厚度碾壓,壓實度不足。
(2)路基結(jié)構(gòu)組合不合理,彎沉過大,路面防水差、雨、雪水滲入路基。
(3)路基排水措施不當(dāng),路面、邊溝形成積水。
(4)缺少必要的排水和防護(hù)措施。
2.路基坍塌
路基坍塌主要指路基土體或沿線山體遇水軟化,在較陡邊坡無支撐的情況下,土體沿松動面下墜散開,是比較嚴(yán)重的水毀病害,形成路基坍塌的主要原因有:
(1)缺乏合理的排水措施,路基極易沖刷。
(2)路基邊坡土質(zhì)松軟、坡度過陡,缺乏必要的擋土墻等防護(hù)措施。
(3)構(gòu)成路基的土質(zhì)極差,巖石風(fēng)化嚴(yán)重,遇水軟化。
巉柳高速公路部分挖方路段邊坡在新建時,多采用窗形干砌片石防護(hù)及水泥砼噴漿防護(hù)等設(shè)計方案,經(jīng)過幾年的運營,由于邊坡土質(zhì)為松軟紅粘土,再加遇水滲入,以致防護(hù)隨土基下滑而損壞滑塌現(xiàn)象逐漸發(fā)生。在巉柳高速公路路基的水毀中,這樣的水毀所占比例較大。
3.橋涵破壞
橋涵破壞主要是指在山洪暴發(fā)情況下,洪水沖刷淘空橋基,使橋梁失穩(wěn)損壞或涵洞被毀,形成橋涵破壞的原因有:
(1)涵洞位置不當(dāng),孔徑偏小,滿足不了排洪要求;
(2)涵洞進(jìn)口處理不當(dāng),泄洪時發(fā)生洪水流向偏差;
(3)橋位選擇不當(dāng),河床的地質(zhì)條件差,極易發(fā)生沖刷,進(jìn)而影響橋梁基礎(chǔ)及墩臺結(jié)構(gòu);
(4)橋涵日常養(yǎng)護(hù)差,長期得不到清理,發(fā)生堵塞,水流不暢;
(5)河床變化較快,水流偏差較大。
截止目前,巉柳高速公路橋涵破壞,多發(fā)生在橋梁附屬排水設(shè)施及涵洞出口急流槽的沖毀坍塌。
4.防護(hù)與加固工程損壞
防護(hù)與加固工程損壞主要是指擋土墻、駁岸等防護(hù)工程在不斷受到水流沖刷下基礎(chǔ)失穩(wěn),產(chǎn)生滑移破壞,產(chǎn)生破壞的主要原因有:
(1)防護(hù)加固工程地基軟弱或基礎(chǔ)設(shè)置不深;
(2)位置選擇不合理,擠壓河道,引起局部沖刷。
三、公路水毀的防治
1.路基沉陷的防治
(1)在軟弱地基上修建公路時,應(yīng)特別注意對路基進(jìn)行加固,可采用換土法、摻石灰法、石灰樁法等多種加固方法,使路基達(dá)到足夠的強(qiáng)度,滿足設(shè)計要求。
(2)在進(jìn)行路基設(shè)計時,切不可用透水性不同的土無序填筑,要采用級配良好的砂性土等填筑路基,當(dāng)確需用透水性不同的土填筑路基時,應(yīng)將透水性強(qiáng)的土填筑路基下層,透水性不強(qiáng)的土填筑路基上層。
(3)沿河路堤、河灘路和橋頭引道等長期浸水路基要設(shè)置堤岸、護(hù)坡等防護(hù)措施。
(4)路基邊溝縱坡不小于0.5%,單向排水長度不宜超過500m,否則應(yīng)分段設(shè)排水溝、涵洞將水引出路基,以免水積聚在邊溝內(nèi)而下滲,影響路基穩(wěn)定。
(5)在地下水位淺的路段,應(yīng)鋪設(shè)砂(礫)墊層以阻斷毛細(xì)水上升,以免影響路基路面穩(wěn)定,路面基層宜采用水泥穩(wěn)定土類、二灰穩(wěn)定碎石類以提高路基路面水浸穩(wěn)定性,并具有足夠的強(qiáng)度,面層宜采用密實型路面結(jié)構(gòu)以防止雨水下滲。
就巉柳高速公路路基穿孔造成路基沉陷來說,應(yīng)當(dāng)挖除穿孔路段路基直至穿孔部位,采用透水性相同的土進(jìn)行有序填筑,重新依據(jù)施工規(guī)范夯實路基土方,同時仔細(xì)勘查水毀現(xiàn)場,尋找穿孔的根本原因,增設(shè)有效的、必要的排水設(shè)施及防護(hù)等才能從根本上杜絕路基再次沉陷。
2.路基坍塌的防治
(1)路基坍塌多見于山區(qū)公路,因此在公路選線時應(yīng)避免經(jīng)過地質(zhì)水文不良地段,盡量采用臺口式路基以減少路基外側(cè)填方。
(2)路塹必須設(shè)置邊溝,對于較長的路塹必須設(shè)置合理的縱坡,當(dāng)縱坡較大,且有沖刷可能時,應(yīng)加固加深或改用跌水與急流槽等設(shè)施。路塹挖方上側(cè)距離挖方坡口5m外應(yīng)設(shè)置一道或多道截水溝,以使地表水匯入截水溝引到排水溝或涵洞排出。
(3)對于開挖段或半填半挖段,兩側(cè)山體坡度必須開挖到位,必要時設(shè)置合理碎落臺,對于地質(zhì)不良路段,應(yīng)采用噴鋪、或防護(hù)工程、或生物固化來加固,防止山體滑坡或泥石流。
巉柳高速公路挖方路段邊坡土基滑塌,現(xiàn)最好的防治措施就是重新砌筑漿砌片石護(hù)面墻,同時增設(shè)截水溝,將水引至邊溝排出。
3.橋涵破壞的防治
(1)對于山區(qū)沿溪線公路,一般應(yīng)每隔300m設(shè)置一道涵洞,通常要設(shè)置在凹凸曲線頂部和縱坡的陡緩變坡處,穿越村莊路段為排除村莊地面排水也應(yīng)設(shè)置涵洞。涵洞應(yīng)設(shè)置直徑不小于100cm的鋼筋混凝土管涵或墻身高不小于100cm的鋼筋混凝土板涵或石拱涵。對于山區(qū)公路,涵洞不僅排水而且輸沙,如果孔徑太小,流沙及雜物堵塞涵洞后,人工難以進(jìn)入清淤,使涵洞排水功能減弱,一旦山洪暴發(fā),涵洞極易被沖毀。
(2)涵洞進(jìn)水口應(yīng)漿砌一段片石鋪砌,當(dāng)涵前排水溝縱坡較大時,應(yīng)建急流槽或跌水等構(gòu)造物以減緩流速。
(3)所建橋梁除保證橋梁安全外,還應(yīng)根據(jù)水流情況修建導(dǎo)流壩等調(diào)治構(gòu)造物,以保證橋梁在設(shè)計洪水位時不被沖毀。
(4)對于橋基已被淘空的橋梁,應(yīng)立即用混凝土填筑橋基淘空部分,然后采取現(xiàn)澆鋼筋混凝土加固橋基,在橋梁上游修建合適的導(dǎo)流壩、丁壩等調(diào)治構(gòu)造物,使水流均勻流暢地通過橋孔。
(5)加強(qiáng)橋涵的日常養(yǎng)護(hù),保持橋涵排水最好狀態(tài)。
近幾年,巉柳高速公路橋涵排水構(gòu)造物屢屢發(fā)生水毀,根據(jù)該路段濕陷性黃土的特殊性,對于涵洞出口縱坡較大,排水溝、急流槽恢復(fù)難度較大的情況下,采用增設(shè)跌水井并埋設(shè)PVC排水管是當(dāng)前比較經(jīng)濟(jì)有效的防治辦法。
4.防護(hù)工程與加固工程損壞的防治
(1)防護(hù)與加固工程在地段為軟弱的地基時,要采用換土或砂礫、碎石、灰土等進(jìn)行填筑。
(2)防護(hù)與加固工程基礎(chǔ)埋深,對于無沖刷地基,應(yīng)在天然地基以下至少1m,對于有沖刷地基,應(yīng)在沖刷線下至少1m。
(3)擋土墻應(yīng)設(shè)置排水設(shè)施,以疏干墻后填料中的水份。
(4)路塹擋土墻后地面應(yīng)做好排水處理,設(shè)置排水溝,必要時夯實地表土以減少雨水和地面水下滲,而墻趾前的邊溝則應(yīng)予以鋪砌加固,以防邊溝水滲入基礎(chǔ)。
(5)漿砌塊(片)石墻身,泄水孔尺寸視泄水量大小而定。泄水孔的間距一般為2~3m,上下泄水孔宜錯開布置,下排泄水孔的出口應(yīng)高于地面。若為路塹墻,出水口應(yīng)高出邊溝水位0.3m,若為浸水擋土墻應(yīng)設(shè)在常水位以上0.3m。
(6)沿河路堤設(shè)置擋墻時,應(yīng)結(jié)合河流情況布置,注意設(shè)墻后仍要保持水流順暢,不要擠壓河道,引起局部沖刷。
結(jié)束語
公路水毀,應(yīng)預(yù)防為主,清除水毀隱患,仿患于未然;水毀恢復(fù),也要有一支具有專業(yè)知識的技術(shù)隊伍,精心設(shè)計、精心施工,修一處、保一處,這也是公路水毀防治的大方針。通過調(diào)查總結(jié),尋求水毀真正原因,才能比較切合實際地進(jìn)行水毀預(yù)防和水毀修復(fù)設(shè)計。雖然造成公路水毀的原因是多方面的,而巉柳高速公路特殊的土質(zhì)使水毀的修復(fù)存在著很大難度,但只要我們能從公路的設(shè)計、施工和養(yǎng)護(hù)等方面十分重視預(yù)防水毀,相信公路水毀的發(fā)生將會得到有效控制,最終達(dá)到水毀的根治。
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