黃土地區(qū)高速公路水毀病害特點分析及處治建議

徐 強

(山西省交通運輸廳重點公路工程建設辦公室，山西 太原 030006)

針對黃土地區(qū)高速公路區(qū)域的水文、氣象、地質(zhì)特點，結(jié)合山西省內(nèi)各家高速公路管理公司對水毀工程治理的治理方案和成功經(jīng)驗，對山西省黃土地區(qū)高速公路水毀病害特點分析及處治建議如下。

1 設計原因類水毀病害特點分析及處治建議

1)我省境內(nèi)主要山脈為南北走向的呂梁山脈和太行山脈，東西走向高速公路與上述兩條山脈的走向相交，東西走向高速公路建設對原有水系的破壞相對較大，水毀工程點多、路基沉陷片廣。

處治建議:

a.建議東西走向與呂梁山脈、太行山脈走向相交的高速以及近幾年洪水頻發(fā)段高速公路，在建設期對沿線排水系統(tǒng)應進行動態(tài)設計，不能片面的套用標準圖紙，應根據(jù)不同地區(qū)的水文地質(zhì)情況及時調(diào)整排水系統(tǒng)位置及結(jié)構(gòu)斷面。

b.建議在養(yǎng)護期對已沖毀的排水系統(tǒng)進行二次設計時，應充分考慮實際水毀情況、現(xiàn)場地形、二次征地等因素，不能簡單的套用標準圖紙。

2)山西省高速公路主要段落均處于西北黃土高原的丘陵溝壑區(qū)，路基填方段、橋頭、臺背、涵背位置絕大部分位于黃土段落，黃土地段因浸水后土的結(jié)構(gòu)破壞而發(fā)生顯著變化的特性是造成大部分典型病害的很重要的原因。

近幾年建成通車運營的高速公路普遍存在建設時期排水設計無法滿足現(xiàn)場實際匯水排水量等問題。新建高速公路的水毀病害多位于橋臺、涵洞、填挖方結(jié)合處。在這些部位由于處在長大下坡線形匯水處，路面匯水、邊溝匯水、邊坡匯水均匯集到這些部位，原有排水設計無法滿足現(xiàn)場實際匯水排水量，致使急流槽、路基下邊坡、下?lián)鯄Φ葮?gòu)造物被沖毀嚴重。

處治建議：

a.建議高速公路在設計期間應對處于黃土高原的丘陵溝壑區(qū)的橋臺、涵洞、填挖方結(jié)合處；以及位于長大下坡線形匯水，路面匯水、邊溝匯水、邊坡匯水均匯集處的排水系統(tǒng)設計時應進行動態(tài)設計，根據(jù)上述地區(qū)的水文地質(zhì)情況、所處段落匯水情況調(diào)整排水系統(tǒng)位置、結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)斷面等。

b.養(yǎng)護期間應對上述地區(qū)的水毀處理時對塌陷段落需采用灰土回填，對已水毀的排水系統(tǒng)應根據(jù)上述地區(qū)的水文地質(zhì)情況、所處段落匯水情況調(diào)整排水系統(tǒng)位置、結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)斷面等。

3)水毀病害特點。

雙向六車道和雙向四車道路面的匯水量差別較大，現(xiàn)有設計不分長度、路面寬度，采用統(tǒng)一的排水溝過水斷面，致使運營期間排水設計無法滿足現(xiàn)場實際匯水排水量。

處治建議：

建議高速公路在設計期間對雙向六車道和雙向四車道路面的匯水綜合考慮，對標準圖紙應根據(jù)實際匯水量進行設計修改。

4)在高速公路樞紐、互通區(qū)普遍存在多條匝道路面、邊溝匯水集中，排水不暢，建設時期排水設計無法滿足現(xiàn)場實際匯水排水量的情況。

處治建議：

a.鑒于上述情況建議高速公路在設計期間應針對樞紐、互通區(qū)多條匝道路面、邊溝匯水集中的情況，對樞紐、互通區(qū)水毀工程制定了專項設計，專項設計根據(jù)水毀情況結(jié)合現(xiàn)場地形進行了綜合考慮。專項設計應滿足現(xiàn)階段匝道區(qū)路面、邊溝排水要求。

b.養(yǎng)護單位在高速公路樞紐、互通區(qū)對已沖毀的排水系統(tǒng)進行設計時，不應簡單的以修復為目標，應充分考慮實際水毀狀況、路面匯水情況、互通區(qū)綜合排水等因素。

5)路基填方段、橋頭、臺背、涵背位置的病害處治工程由于施工工期的影響，回填工程普遍其沉降時間較短，二次攤鋪后的路面均不同程度水文存在各類裂縫的問題。

處治建議：

建議對此類產(chǎn)生的裂縫應及時采取灌縫等修補處治措施。

6)已投入運營的部分高速公路，其中央分隔帶下未做排水設計和施工，由于季節(jié)性降水的特點，綠化的植被不可能在較短的時間內(nèi)吸收大量的水分，中央分隔帶的土層很快就飽和或超飽和，滲入路基、管線和人井中去，危害路基和通信工程。同時滲水也會通過中央分隔帶的縫隙滲入路基路面結(jié)構(gòu)層。

處治建議：

建議設計單位在設計時應進一步完善高速公路中央分隔帶排水工程設計，特別是超高段中央分隔帶的排水設計。

7)已投入運營的部分高速公路橋臺前一到兩跨未設置橋頭錐坡或臺前擋墻。橋頭排水系統(tǒng)也不夠完善。造成橋下排水系統(tǒng)被沖毀，墩樁基礎(chǔ)裸露等病害。

處治建議：

建議高速公路在設計期間對橋臺前一到兩跨設置橋頭錐坡或臺前擋墻，并設置完善的橋頭排水系統(tǒng)。

2 施工原因類水毀病害特點分析及處治建議

1)基于漿砌工程施工質(zhì)量在近幾年大幅度下滑的客觀事實，部分原排水工程施工質(zhì)量達不到規(guī)范設計要求，導致此類原因造成的水毀工程在養(yǎng)護專項工程中也占有較大比例。

處治建議：

建議高速公路養(yǎng)護管理單位在病害處置過程中對急流槽等排水工程停止采用漿砌片石砌筑的設計。對原有漿砌排水系統(tǒng)建議可以提前采取預加固措施。

2)建設期間各參建單位對瀝青攔水帶、混凝土硬路肩等附屬工程的重視程度不夠，由于重視程度不足造成此類工程的施工質(zhì)量普遍達不到設計要求，直接影響到了其他工程的建筑壽命及高速公路行車安全。

處治建議：

建議高速公路施工期間對瀝青攔水帶、混凝土硬路肩等附屬工程的施工質(zhì)量應引起高度重視，不能因為施工工期等原因片面的抓大放小，忽視對附屬工程的施工質(zhì)量要求。

3)建設期間在黃土沖溝地區(qū)的高速公路由于種種原因(主要為征地原因)，在橋頭、深溝地段的急流槽等排水設施沒有能延伸到溝底，在洪水沖刷下這些設施從端部開始掏空、斷落，嚴重的發(fā)展到危及橋梁、路基等高速公路主體結(jié)構(gòu)。

處治建議：

建議養(yǎng)護單位應結(jié)合每年的水毀恢復情況和養(yǎng)護工程計劃，針對該情況結(jié)合現(xiàn)場地形、所處段落匯水情況、二次征地等盡快完善該類排水設施。

3 養(yǎng)護原因類水毀病害特點分析及處治建議

1)水毀平臺上部邊坡頂為低洼段，原有排水設計無法滿足現(xiàn)場實際匯水排水量。致使平臺形成大V字沖溝，急流槽、護面墻在此處被沖毀嚴重。

處治建議：

建議養(yǎng)護單位加大巡查力度，對邊坡頂部截水溝等部位定時巡查，充分利用無人機、北斗導航等現(xiàn)代前沿科學技術(shù)，及時處治截水溝破損、排水系統(tǒng)堵塞、原地面低洼段出現(xiàn)匯水點等情況。避免在雨季將平臺、急流槽、護面墻等構(gòu)造物沖毀。

2)部分高速公路原有設計碎石盲溝的出水孔堵塞，盲溝內(nèi)匯水無法正常排出造成路基邊溝塌陷損壞，路面沉陷等問題。

處治建議：

建議養(yǎng)護單位對碎石盲溝的出水孔重點巡查，對出水孔堵塞的情況一經(jīng)發(fā)現(xiàn)立即采取處治措施。

3)部分高速公路路基一側(cè)邊溝上部設置有蓋板，在養(yǎng)護運營期間曾因排水溝溝底破損養(yǎng)護單位未能及時發(fā)現(xiàn)，造成了路基沉陷等水毀病害。

處治建議：

建議養(yǎng)護單位對路基一側(cè)邊溝加大巡查力度，定時限期對蓋板進行檢測，檢查邊溝底是否存在破損滲水點。

4)已投入運營的部分高速公路天橋防撞墻設計長度不足，橋頭排水設計不到位，天橋上游匯水極易造成天橋下部路基邊坡的水毀。

處治建議：

建議養(yǎng)護運營單位針對以上情況應根據(jù)實施地段地形條件靈活調(diào)整防撞墻實施的長度，并完善橋頭排水設計。

4 其他處治建議

1)橋梁防撞墻防腐工程、硬路肩混凝土破損修復工程、中央隔離帶混凝土修復工程，設計單位制定的設計方案均為修復原有工程。對于上述工程可以根據(jù)各家養(yǎng)護路段的具體情況采取一些新工藝、新材料。對于石料豐富地區(qū)可以使用花崗巖料石進行了修復，該設計既充分考慮了冬季融雪劑對混凝土破損嚴重的特殊情況，又充分利用了當?shù)乇阋说氖摹?/p>

2)路面雨雪水流隨攔水帶匯集，在路基一側(cè)將攔水匯入水簸箕，建議施工期間應根據(jù)路面縱坡坡度、路面匯水來水方向提前調(diào)整攔水帶角度，避免路面匯水較大時因攔水帶角度問題匯水不能準確進入水簸箕而造成路基邊坡?lián)p毀。

3)建議在路基上邊坡急流槽匯入路基邊溝的正前方設置攔水墩等消力設施，避免上邊坡急流槽匯水沖擊力過大造成路基邊溝、路基硬路肩、路面結(jié)構(gòu)層的損壞。

5 結(jié)語

加強對公路典型病害特點進行全面的分析，并針對性的提出處治建議可以提高道路使用性能,降低大中修頻率,進一步提高高速公路運營效益，對構(gòu)建安全、舒適、優(yōu)美、和諧的高速公路通行環(huán)境具有重要意義。