山區(qū)水毀路段應(yīng)急搶險工程設(shè)計與處治措施方法研究

朱玉寶 方曉劍 黃天元 朱聰

摘? 要：本文針對莫干山風(fēng)景區(qū)三莫線上山道路水毀路段（K10+000～K10+500）應(yīng)急搶險工程，以快速恢復(fù)通行為原則，對臨時加固方案進行比選研究，并考慮運輸、施工等特定條件，以快速施工、質(zhì)量可靠為原則，對永久處治方案進行比選。最終得出對上層道路采用泡沫砼、底部采用生態(tài)袋護面，并應(yīng)對關(guān)鍵附屬設(shè)施進行修復(fù)的結(jié)論，為類似工程搶險提供借鑒。

關(guān)鍵詞：水毀路基? 搶險? 永久處治? 泡沫混凝土

中圖分類號：U445.7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2021）07（b）-0026-06

Study on Design and Treatment Measures of Road Section Emergency Rescue Engineering

ZHU Yubao1? FANG Xiaojian2? ?HUANG Tianyuan1? ZHU Cong1*

（1.Zhejiang Communications Construction Group Co.， Ltd.， Hangzhou， Zhejiang Province， 310051 China; 2.Jinzhu Traffic Construction Co.， Ltd.， Zhejiang Communications Construction Group， Hangzhou， Zhejiang Province， 310051 China）

Abstract： In this paper， for the emergency rescue project of the flood damaged section （K10 + 000 ～ K10 + 500） of the mountain road of San Mo line in Moganshan Scenic Spot， the temporary reinforcement schemes are compared and studied based on the principle of rapid recovery， and the permanent treatment schemes are compared and selected based on the principle of rapid construction and reliable quality， considering the specific conditions such as transportation and construction. Finally， the conclusion that foam concrete， bottom ecological bag face protection and key ancillary facilities should be used for the upper road will provide reference for similar projects.

Key Words： Water damaged roadbed; Emergency treatment; Permanent treatment; Foam concrete

水毀工程是因水災(zāi)損毀而發(fā)生緊急險情，需要立即搶修、搶建的工程，其造成的不良后果較大，且若不及時處理則會造成后續(xù)不利狀況的發(fā)生。針對公路回頭曲線路段技術(shù)標準低的問題，任文彩[1]依托具體工程，對其設(shè)計進行探討，得出設(shè)計需考慮交通組織、現(xiàn)場勘察等依據(jù)，并提出了局部改線及設(shè)置樁板式擋土墻等合理、有效的水毀工程處治措施。劉玉鳳[2]依托具體工程，針對高速公路邊坡水毀護面墻修復(fù)技術(shù)進行了研究，并總結(jié)了技術(shù)要點與施工方案。蘇巍[3]針對某具體工程方案進行了比選研究，選擇了相應(yīng)的治理方案，并總結(jié)了設(shè)計思路。彭博[4]等人針對某高速公路邊坡水毀問題展開研究，結(jié)合具體工況選擇了合適的治理方案。楊栓成[5]等人對公路水毀災(zāi)害損毀狀況的判定進行研究，基于GIS平臺，利用風(fēng)險性評價模型，對中巴公路奧-布段水毀段經(jīng)受災(zāi)害進行評估。趙孟云[6]基于遙感技術(shù)，對公路水毀災(zāi)害提取方法進行研究，得到相應(yīng)的模型與參數(shù)。呂態(tài)能[7]針對云南省昆明市東川區(qū)的自然環(huán)境特征，并對其泥石流分布、減災(zāi)措施進行總結(jié)。

1? 工程概況

1.1 原狀道路簡述

2019年8月10～11日，因受臺風(fēng)“利奇馬”肆虐，德清莫干山風(fēng)景區(qū)三莫線上山道路K10+000～500段發(fā)生水毀災(zāi)害，垮塌點路基為半填半挖路基，挖方側(cè)上邊坡可見強至中風(fēng)化基巖，但填方側(cè)位于斜坡上，斜坡有一定厚度的覆蓋層，路基外側(cè)為擋墻，高度4m左右，擋墻外側(cè)為原山體，擋墻基礎(chǔ)未嵌入巖層。

原有擋墻受臺風(fēng)“利奇馬”帶來的強降雨影響垮塌，垮塌的土石方在重力作用下，將下方山體表層覆蓋層連帶植被一并刮除，并沖往下方道路，進而將下方道路覆蓋，如圖1所示。本文就現(xiàn)場踏勘及地質(zhì)調(diào)查，分析原因并制訂應(yīng)急搶險處治方案。

設(shè)計對原有老路道路樁號K10+285～K10+ 322.274進行了拼寬處理，為右側(cè)拼寬，拼寬長度為38m。主要處理措施：加鋪水泥混凝土面層;對波形護欄進行了重新設(shè)置，并對有外移空間處的波形護欄進行了外移，以盡量加大道路通行寬度，現(xiàn)有護欄也進行相應(yīng)的抬高。根據(jù)現(xiàn)場踏勘結(jié)果，實際拼寬寬度3～4m，道路外側(cè)采用漿砌片石路肩擋墻支護。

經(jīng)現(xiàn)場踏勘[8]發(fā)現(xiàn)，項目區(qū)域范圍內(nèi)第四系松散覆蓋層較薄，基巖廣泛出露，主要為花崗巖和凝灰?guī)r。塌方工點上覆殘坡積層，下伏中風(fēng)化凝灰?guī)r。巖體碎屑顆粒狀較為明顯，強度較高。巖體節(jié)理裂隙發(fā)育一般，巖體完整性較好。局部強風(fēng)化基巖受長期高溫與雨水侵蝕的影響，呈碎塊狀，結(jié)構(gòu)松散。

1.2 原擋墻垮塌原因分析

根據(jù)現(xiàn)場踏勘情況結(jié)合地質(zhì)調(diào)查分析，本次垮塌主要原因如下。

（1）現(xiàn)場排水溝為淺蝶形排水溝，臺風(fēng)帶來大量降水無法及時通過排水溝排走，導(dǎo)致大量雨水越過擋墻頂部順坡面流淌。

（2）雨水滲入坡面后原擋土墻墻背填土變?yōu)轱査疇顟B(tài)，墻背土壓力增大。

（3）原擋土墻基礎(chǔ)未嵌入巖層，地基土在雨水浸泡下力學(xué)性能急劇下降，在增大的土壓力和削弱的地基共同作用下，擋土墻發(fā)生破壞然后在雨水的推動下沿著山坡（坡度為30°～45°）垮塌而下將沿線植被、地形破壞。

（4）破壞僅發(fā)生在原有擋墻所加寬的平臺段，其余位置原狀地形及植被未見破壞，可以認為其余位置現(xiàn)狀邊坡為穩(wěn)定至基本穩(wěn)定狀態(tài)。

2? 保通臨時加固設(shè)計方案比選研究

本項目為搶險工程，所涉及的道路為景區(qū)內(nèi)主要的交通通道，該道路如無法及時恢復(fù)通車將會給景區(qū)帶來較大的損失，現(xiàn)場由于交通條件和地形的限制，部分機械設(shè)備無法進場開展作業(yè)。依托相關(guān)規(guī)范[9～10]，綜合現(xiàn)場情況、擋墻破壞情況和業(yè)主的需求，本次設(shè)計分為兩步進行，第一步為保通臨時加固，所對應(yīng)的設(shè)計為保通臨時加固設(shè)計。

保通臨時加固設(shè)計以保證臨時通行為主，主要設(shè)計目的：在盡可能短的施工時間內(nèi)和有限的施工機械條件下，保證現(xiàn)狀地形的穩(wěn)定，以確保盡快通車及通車后的安全。

現(xiàn)場情況：目前道路位置處的垮塌體已清除干凈，由于垮塌體帶走了表層覆蓋層，原山體巖層輪廓顯現(xiàn)，可見強風(fēng)化基巖出露。剩下路面寬度約4m，能滿足單向一輛車通行。

方案一如圖2所示，采用在路基邊部打設(shè)鋼花管注漿加固，形成一道連續(xù)墻，以保證上層道路路基穩(wěn)定，同時增設(shè)防撞墩，保證凈3.5m臨時通行凈寬;對于下層道路，采用M7.5漿砌片石護面墻支護，護面墻宜做成1.2m高臺階式，并預(yù)先做好相關(guān)排水施工;道路路面底部脫空部分，采用噴射、灌注C20素混凝土填充;上層道路和下層道路之間邊坡清除松散土體及巖塊。

方案二如圖3所示，采用6排D130mm直徑微型樁對上層道路加固，要求微型樁入巖不小于2m且總長不小于8m。該方案適用于上層道路路基底部地質(zhì)差、土層較厚的情況，經(jīng)現(xiàn)場清方后核實，上層道路路面以下基本為巖層，因此不選用此方案。

3? 永久處治方案研究

在保通加固實施完成后開始永久處治施工，對應(yīng)的設(shè)計階段為永久處治設(shè)計。

由于在永久處理施工期間，本項目范圍內(nèi)均有社會車輛通過，且現(xiàn)狀地形較陡，因此在施工過程中應(yīng)考慮施工對周邊的影響，盡量避免對邊坡的大開挖。本項目位于景區(qū)內(nèi)，業(yè)主對邊坡綠化、景觀均有要求。

永久處治設(shè)計以恢復(fù)原有平臺，恢復(fù)坡面景觀綠化為主，所以本階段主要設(shè)計目的：恢復(fù)原有道路狀態(tài);盡量恢復(fù)原有綠化狀態(tài)。

本次設(shè)計研究對上部“泡沫混凝土”和下部“生態(tài)袋護坡”均做有方案對比，具體方案如下。

3.1 泡沫混凝土治理方案比選研究

方案一：如圖4所示，對上層道路，基于相關(guān)規(guī)范[11]，采用泡沫砼輕質(zhì)填料在路基外側(cè)加寬;泡沫砼底部采用生態(tài)袋護坡對清理后的巖質(zhì)邊坡進行護面，生態(tài)袋護坡范圍為泡沫混凝土底部至中層道路左側(cè)擋土墻（2#擋土墻）。

方案二：如圖5所示，采用錨釘將泡沫混凝土與邊坡連接，錨釘采用φ32HRB400鋼筋制作，長度L=3.0m，間距1.5m×1.5m布置，錨釘錨固長度2.0m，頂部與鋼筋網(wǎng)焊接連接，錨釘采用人工掛安全繩手持風(fēng)鎬鉆孔。泡沫混凝土底部1級臺階高度4.34m，泡沫混凝土墻趾處采用1#擋土墻培土護腳。

3.2 生態(tài)袋護坡設(shè)計方案比選研究

對泡沫混凝土底部至中層道路左側(cè)擋土墻（2#擋土墻）之間坡面采用“生態(tài)袋護坡”方式進行護面。下文將對生態(tài)袋護坡與邊坡的錨固連接形式的方案進行對比分析。

如圖6所示，方案一采用“錨釘+柔性主動防護網(wǎng)”將生態(tài)袋護坡與邊坡連接，錨釘采用φ16HRB400鋼筋制作，長度L=1.2m，間距2.0m×2.0m布置，生態(tài)袋護坡表面采用柔性主動防護網(wǎng)罩住。

如圖7所示，方案二僅采用“錨釘”將生態(tài)袋護坡與邊坡連接，錨釘采用φ16HRB400鋼筋制作，長度L=1.2m，間距1.0m×1.0m布置。

3.3 永久處治方案比選研究

方案比選詳見表1，最終確定永久處治方案為“泡沫混凝土方案一+生態(tài)袋護坡方案一”的組合。

4? 附屬設(shè)施修復(fù)研究

4.1 路面及排水

（1）拼寬段采用C30鋼筋混凝土路面，厚度22cm，路面內(nèi)部配單層雙向12mmHRB400@15×15cm鋼筋。

（2）拼寬段路面與老路路面縱向采用拉桿連接;拼寬路面與老路路面橫向及拼寬段路面本身橫向連接采用傳力桿連接;拉桿采用16mmHRB400鋼筋制作，傳力桿采用34mmHRB400鋼筋制作。

（3）泡沫混凝土與路面之間采用30cm厚度C15素混凝土墊層過渡。

（4）邊溝設(shè)置于每層道路的挖方側(cè)，過水?dāng)嗝娉叽?0cm×40cm，邊溝在回頭彎處將水排入項目范圍外現(xiàn)狀水體。

（5）截水溝設(shè)置于泡沫混凝土墻趾處和2#擋土墻頂部，截取坡面雨水，過水?dāng)嗝娉叽?0cm×20cm，于擋墻端頭采用急流槽的形式將水排入邊溝。

4.2 護欄

在路側(cè)設(shè)置Gr-SB-2C波形梁護欄。采用130×130×6mm的方管立柱，立柱間距為2m，采用三波波形梁板（506×85×4mm），防阻塊尺寸為300mm×200mm×290×4.5mm。考慮到路基采用泡沫混凝土填筑，本次護欄基礎(chǔ)采用混凝土基礎(chǔ)形式，立柱埋入基礎(chǔ)深度為60cm?；炷粱A(chǔ)沿護欄方向連續(xù)設(shè)置，在立柱位置預(yù)留180mm×180mm×3mm的方管，立柱安裝完成后，采用M10水泥砂漿將立柱與預(yù)埋管之間的空隙填充滿。

5? 結(jié)語

（1）針對德清莫干山風(fēng)景區(qū)三莫線上山道路K10+000～500段發(fā)生的水毀災(zāi)害，提出了臨時加固設(shè)計方案及永久處治方案，為日后相似工程的實施起指導(dǎo)意義。

（2）針對泡沫混凝土路堤澆筑，總結(jié)了其工藝流程、設(shè)計要求等關(guān)鍵內(nèi)容，為以后類似工程的泡沫混凝土路堤澆筑施工作借鑒。

（3）針對莫干山風(fēng)景區(qū)三莫線上山道路水毀路段滑坡災(zāi)害，總結(jié)了其附屬設(shè)施的關(guān)鍵技術(shù)。

參考文獻

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[11] 公路工程泡沫混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范：DB33/T 996-2015[S].2015.