山區(qū)道路水毀防護(hù)工程及防治措施探討

劉明俊

（貴州省公路工程集團有限公司，貴州貴陽 550001）

0 引言

公路水毀是指在環(huán)境水害及多種因素耦合作用下發(fā)生的公路路基沉陷、坍塌、防護(hù)與加固工程損壞等病害問題。公路水毀災(zāi)害不僅影響路面壽命，還會誘發(fā)多種路基病害，導(dǎo)致路面喪失服役能力?；诖?，本文對山區(qū)道路水毀防護(hù)工程及防治策略展開研究，對提升國內(nèi)公路工程水毀災(zāi)害治理水平，保障公路通行能力具有重要意義。

1 山區(qū)路基防治主要原則

（1）基本原則：山區(qū)路基水毀災(zāi)害防治應(yīng)遵循“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的原則，通過采取多種形式的預(yù)防措施，從源頭上降低水毀災(zāi)害的發(fā)生概率。

（2）規(guī)劃避讓原則：公路工程規(guī)劃設(shè)計階段，應(yīng)盡量避開水毀災(zāi)害易發(fā)區(qū)、高發(fā)區(qū)，通過合理避讓的方式，降低水毀災(zāi)害發(fā)生的可能性。

（3）詳細(xì)勘察地質(zhì)情況的原則：地質(zhì)勘測階段，應(yīng)對沿線地質(zhì)、水文狀況進(jìn)行詳細(xì)勘測，對可能的水毀災(zāi)害高發(fā)、易發(fā)區(qū)，展開全面深入地勘測，以便全面分析不良水文地質(zhì)狀況，對公路質(zhì)量的不利影響，有針對性地制定治理措施。

（5）正確處理公路與當(dāng)?shù)厮?、地質(zhì)關(guān)系的原則：應(yīng)根據(jù)路線場地水文、地質(zhì)條件，結(jié)合線路施工技術(shù)要求，合理制定施工方案，減少大填大挖施工，降低施工對環(huán)境的不良影響。

（6）水毀多發(fā)地區(qū)路線順勢選擇原則：對于水毀災(zāi)害多發(fā)路段，應(yīng)根據(jù)線路線位、高程等合理設(shè)計防護(hù)工程，做好水勢引導(dǎo)，減少水系、洪汛對路基的沖擊、侵蝕，保證泄洪、泄水的順暢性。

（7）旱季施工原則：雨水是影響路基施工質(zhì)量的重要因素，同時雨水也是引起、加速水毀災(zāi)害的重要原因。對于水毀災(zāi)害多發(fā)地區(qū)，要盡量避免汛期施工。

（8）綜合防治原則：路基水毀防治，應(yīng)結(jié)合水毀災(zāi)害誘發(fā)因素、發(fā)生機理、災(zāi)害規(guī)模、影響程度等，有針對性地制定預(yù)防和治理措施，保證治理方案的有效性。

2 山區(qū)路基水毀影響因素分析

山區(qū)公路路基水毀災(zāi)害是環(huán)境水害、車載等多種因素耦合作用的結(jié)果，不同因素的作用機理、影響程度均存在差異，各種因素相互作用下，形成了不同類型的水毀災(zāi)害形式。可將這些相關(guān)因素歸為環(huán)境因素、設(shè)計因素、施工因素、管養(yǎng)因素，具體見圖1：

圖1 影響因素分析

3 山區(qū)路基水毀防護(hù)工程

河道水流沖刷是造成路基邊坡失穩(wěn)、路基沉陷、面層剝落等多種道路水毀災(zāi)害的重要原因。因此，山區(qū)公路路基沖刷防護(hù)工程應(yīng)結(jié)合路段走向、河段水流走向、流動狀態(tài)等，合理設(shè)計沖刷防護(hù)工程形式。

3.1 護(hù)坡、擋土墻防護(hù)

現(xiàn)階段，護(hù)坡、擋土墻是山區(qū)公路路基沖刷防護(hù)工程廣泛采用的沖刷防護(hù)構(gòu)造形式，可有效防止河道水流沖刷路基。根據(jù)適用條件、結(jié)構(gòu)構(gòu)造差異，主要有以下幾種形式：

3.1.1漿砌片石護(hù)坡

（1）在河道較為順直的河段，若河床斷面較寬，河道水流較緩時，路基承受的河道水流沖刷作用較小，可采用漿砌片石護(hù)坡形式保護(hù)路基邊坡，增強山區(qū)道路路基邊坡表面抗沖性能。

（2）應(yīng)根據(jù)河道水流最大沖刷深度合理確定護(hù)坡基礎(chǔ)埋深，保證路基沖刷防護(hù)構(gòu)造的有效性；深基礎(chǔ)漿砌片石護(hù)坡構(gòu)造示意圖見圖2。

圖2 深基礎(chǔ)漿砌片石護(hù)坡

3.1.2 浸水擋土墻

（1）浸水擋土墻可有效防止河道水流對路基的直接沖刷，降低水流對路基填充土體的沖刷作用，減少水流對路基的侵蝕；同時，墻體對路基填土具有一定的支承作用，可改善路基土體受力狀態(tài)，降低路基側(cè)壓力。

（2）浸水擋土墻適用工況有如下幾種：①線路通過懸崖峭壁，受到河水沖擊路段較短時；②線路必須通過河灣凹岸，該處受河道水流直接沖刷，需要穩(wěn)定河岸時；③受線路和場地地形限制，必須約束路基邊坡坡腳時。

3.1.3 護(hù)肩、攔水墻

（1）公路沿河一側(cè)，道路路肩受河道水流沖刷破壞，且路堤高差較小時，但邊坡伸出較遠(yuǎn)難以有效填筑時，可采用漿砌片石護(hù)肩形式對道路路肩進(jìn)行防護(hù)加固，防護(hù)加固示意圖見圖3。

圖3 漿砌片石護(hù)肩加固路肩示意圖（單位：cm）

（2）護(hù)肩采用M7.5漿砌片石，護(hù)肩高度小于1.0m時，頂寬為0.8m；護(hù)肩高度在1.0～2.0m時，頂寬為1.0m。

（3）對于路基高度較小，河道水流、汛期洪峰可以直接淹沒路面的山區(qū)公路路段，在道路臨河、迎水側(cè)構(gòu)造漿砌片石攔水墻進(jìn)行防護(hù)，阻擋河道水流、汛期洪峰，避免水流沖刷路基、淹沒路面，結(jié)構(gòu)示意圖見圖4，攔水墻高1.0m、寬0.5m。

圖4 漿砌片石攔水墻（單位：cm）

3.2 護(hù)坦防護(hù)

（1）受作業(yè)環(huán)境等條件限制，護(hù)坡、擋土墻的基礎(chǔ)埋深無法達(dá)到坡腳處沖刷深度，需要設(shè)置護(hù)坦防護(hù)，以形成對護(hù)坡或擋土墻基礎(chǔ)的有效保護(hù)。

（2）在山區(qū)峽谷河段沿線，護(hù)坦可降低河道水流對路基護(hù)坡、擋土墻坡腳的沖刷，如圖5所示。

圖5 護(hù)坡的護(hù)坦基礎(chǔ)（單位：m）

（3）在順直河道工況下，河道斷面壓縮會改變河道水流方向，在斷面壓縮處形成沖刷力度較大的縱向水流；采用護(hù)坦防護(hù)時，應(yīng)將其設(shè)于河床面以下位置，并與路基護(hù)坡、擋土墻連接牢固，有效阻擋河道水流對邊坡的沖刷侵蝕。

（4）對于沖刷嚴(yán)重的河道，可根據(jù)河段實際工況，將護(hù)坦與潛壩等防護(hù)構(gòu)造配合使用，形成對道路路基的有效防護(hù)；對于山區(qū)開闊河段，可根據(jù)防護(hù)要求，合理配合漫水丁壩群形成對路基的有效防護(hù)。

3.3 丁壩防護(hù)

（1）丁壩是橋位河段廣泛使用的防護(hù)構(gòu)造物，在沿河公路、河灘公路、橋頭引道也有廣泛應(yīng)用。按照丁壩頂面是否可以漫過洪水，分為漫水丁壩和不漫水丁壩，按照丁壩束窄河道的相對寬度，可分為長丁壩與短丁壩。

（2）漫水丁壩防護(hù)：漫水丁壩一般做成流線型，以降低水流對壩體、壩頂?shù)臎_刷；為進(jìn)一步保護(hù)丁壩，減少河道水流沖刷作用，可根據(jù)沖刷水深，在迎水壩頭一側(cè)構(gòu)造適當(dāng)寬度、埋深的護(hù)坦。

（3）丁壩群防護(hù)：采用丁壩作為山區(qū)公路路基沖刷防護(hù)時，多采用丁壩群，或與其他防護(hù)形式配合，形成對路基的有效防護(hù)，比如在峽谷凹岸河段，可采用漫水丁壩群配合護(hù)坦，防治路基沖刷造成的路基水毀災(zāi)害。

3.4 其他路基水毀防護(hù)工程

（1）拋石或堆石防護(hù)：拋石或堆石是山區(qū)道路遭遇洪水，對路基進(jìn)行搶險防護(hù)的常用形式；通過選擇適宜的石塊粒徑，合理控制拋距，可有效抑制洪水對路基或邊坡的沖刷作用，穩(wěn)定路基、坡腳。

（2）石籠防護(hù)：山區(qū)沿河公路路基受河道水流沖刷作用，且無法有效加固防護(hù)工程基礎(chǔ)，或不宜設(shè)置防護(hù)工程基礎(chǔ)時，可構(gòu)造石籠防護(hù)，保護(hù)路基或防護(hù)工程基礎(chǔ)。

（3）組合防護(hù)形式：在多數(shù)情況下，對路基邊坡、擋土墻坡面采用單一形式的水毀防護(hù)形式，難以達(dá)到理想的防護(hù)效果，導(dǎo)致路基邊坡長期遭受沖刷，引起公路水毀災(zāi)害；根據(jù)施工場地河道形態(tài)、水流大小、方向，結(jié)合施工成本、施工難易程度等，合理采用不同的防護(hù)組合，如采用砌石護(hù)坡作為路基邊坡防護(hù)，配合擋土墻加護(hù)坦、丁壩等可有效保證路基邊坡、擋土墻的防沖刷效果，形成對路基邊坡的有效防護(hù)，減少路基水毀災(zāi)害發(fā)生。

4 山區(qū)路基水毀防治措施

（1）重視基礎(chǔ)資料分析：公路工程勘察設(shè)計階段，應(yīng)重點做好公路沿線地質(zhì)、水文勘測，為路線設(shè)計方案調(diào)整提供有效支撐；公路工程建設(shè)階段，針對水毀災(zāi)害高發(fā)區(qū)、易發(fā)區(qū)，應(yīng)進(jìn)一步加強地質(zhì)、水文勘測，結(jié)合詳細(xì)的水文地質(zhì)勘測資料，調(diào)整、優(yōu)化路基施工方案，科學(xué)設(shè)計防護(hù)工程防護(hù)形式，保證路基施工質(zhì)量，確保防護(hù)工程可長期、穩(wěn)定的保護(hù)路基，減少水毀災(zāi)害發(fā)生。

（2）在進(jìn)行水毀災(zāi)害多發(fā)、易發(fā)地區(qū)公路路線設(shè)計時，應(yīng)采取以下防治措施：

①設(shè)計路線沿線出現(xiàn)順層易滑、泥石流、巖溶等嚴(yán)重不良地質(zhì)地段時，若工期、工況允許，宜遵循規(guī)劃避讓原則，合理調(diào)整路線繞過不良地質(zhì)地段，降低水毀災(zāi)害發(fā)生可能性；若無法避讓，應(yīng)合理調(diào)整線路，縮短穿越距離，并在穿越不良地質(zhì)路段采取有效的防護(hù)措施，形成對路基的有效防護(hù)。

②對于高填深挖路基地段，應(yīng)加強邊坡巖土監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析填挖邊坡的穩(wěn)定性，針對可能出現(xiàn)的邊坡失穩(wěn)風(fēng)險采取有針對性的防護(hù)措施，保證邊坡穩(wěn)定性。

③高填深挖路段，應(yīng)根據(jù)水文特性合理利用線路標(biāo)高做好“水勢”引導(dǎo)，減少水流對路基、邊坡的沖刷作用，同時，應(yīng)做好自然環(huán)境、植被保護(hù)，降低施工對環(huán)境的不利影響。

（3）實現(xiàn)防災(zāi)綜合治理：相關(guān)管理部門應(yīng)深刻認(rèn)識水毀災(zāi)害的危險性，同時加強水毀災(zāi)害影響宣傳，提高社會對水毀災(zāi)害防治重要性、必要性的認(rèn)知度，通過多方協(xié)調(diào)，實現(xiàn)水毀災(zāi)害的綜合治理，從根源上杜絕水毀隱患。

（4）建立預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)：逐步建立完善的公路路基水毀災(zāi)害預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)，對水毀災(zāi)害高發(fā)區(qū)、易發(fā)區(qū)開展水毀災(zāi)害監(jiān)測，為后續(xù)水毀災(zāi)害治理提供數(shù)據(jù)支撐。

（5）統(tǒng)籌安排搶護(hù)工作：路管部門應(yīng)對所轄路段進(jìn)行統(tǒng)籌管理，針對所轄路段水毀災(zāi)害發(fā)生風(fēng)險，制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，保證水毀災(zāi)害路段搶護(hù)的及時性和有效性。

5 結(jié)語

綜上所述，山區(qū)道路水毀防護(hù)，應(yīng)遵循“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的治理原則。在山區(qū)公路工程勘測設(shè)計階段，應(yīng)結(jié)合水文、地質(zhì)勘測做好規(guī)劃避讓，通過合理避讓的方式，降低水毀災(zāi)害發(fā)生的可能性；在公路施工階段，應(yīng)正確處理公路與水文、地質(zhì)的關(guān)系，做好水勢引導(dǎo)，減少河道水流對路基、邊坡的沖刷作用，并結(jié)合線路工況、水文地質(zhì)資料等合理選擇防護(hù)組合，形成對路基的有效防護(hù)；公路運行階段，應(yīng)做好水毀災(zāi)害預(yù)測，針對可能的水毀災(zāi)害發(fā)生風(fēng)險，制定相應(yīng)預(yù)案，保證搶護(hù)施工的及時性和有效性。