某山區(qū)段公路路基水毀成因及處治措施探討

茍敏

摘要 山區(qū)公路作為重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施，在山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。但由于山區(qū)氣候條件復(fù)雜，降雨較多，公路路基極易產(chǎn)生水毀破壞，影響道路運(yùn)營安全。為有效了解山區(qū)公路路基水毀破壞原因，保證公路使用安全，文章以某山區(qū)公路項(xiàng)目為依托，通過實(shí)地勘查，掌握該項(xiàng)目路基水毀實(shí)際情況，分析了水毀具體原因，并提出了路基水毀治理措施，旨在為同行提供參考、借鑒。

關(guān)鍵詞 山區(qū)公路項(xiàng)目；路基水毀；水毀成因；處治對策

中圖分類號 U418.54文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2024）06-0098-03

0 引言

近年來，隨著“村村通”戰(zhàn)略的逐步實(shí)施，我國的公路工程建設(shè)日益完善，尤其對于偏遠(yuǎn)山區(qū)地帶，真正實(shí)現(xiàn)了公路入村的目標(biāo)，給人們的生產(chǎn)生活帶來極大方便，有效推動了山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。但山區(qū)地形復(fù)雜，受道路線形及地形限制，部分公路修建于山谷地帶，緊鄰山坡、河道，路基穩(wěn)定性較差，極易出現(xiàn)路基滑塌現(xiàn)象[1]。加之山區(qū)氣候條件多變，降雨豐富，進(jìn)一步加劇路基水毀破壞，嚴(yán)重影響道路使用安全。為有效探究山區(qū)公路水毀病害產(chǎn)生機(jī)理，了解病害具體成因，以便采取有效措施進(jìn)行加固處理，提高道路使用壽命[2]，該文依托某山區(qū)公路項(xiàng)目案例，針對路基水毀成因及處治措施展開綜合分析，具有重要的實(shí)踐意義。

1 工程背景

某山區(qū)公路總里程32.52 km，設(shè)計(jì)公路等級為二至四級，其中四級公路總長度26.2 km，為總里程的80.5%，二、三級占比分別為13.0%和6.5%。該地區(qū)2021年7月19日凌晨突降暴雨，暴雨持續(xù)時(shí)間較長，直至次日傍晚降雨變小，受持續(xù)性暴雨影響，沿線河流水位大漲，高出預(yù)警水位0.95 m，河水超出路基形成漫流狀態(tài)，導(dǎo)致該公路路基大面積水毀，并引發(fā)泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，道路無法通行。

2 水毀特征分析

經(jīng)實(shí)地勘查，該公路路基水毀破壞部位共104處，破壞長度為4 460 m。通過綜合分析發(fā)現(xiàn)，水毀破壞路段集中出現(xiàn)在K1+170～+185段，共有破壞點(diǎn)53處，占總破壞點(diǎn)的51%，其總長度為2 355 m，占總長度的53%。通過現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，此路段處于河谷上游區(qū)域，為高山峽谷地形，整體地勢呈“V”字形分布，地勢較為低洼，道路布線緊鄰河流，路基為半填半挖結(jié)構(gòu)，并占用部分河道，導(dǎo)致河道寬度縮減，影響排水能力。同時(shí)，該路段河道河床坡度較大，縱坡介于3%～9%之間，落差較大，水流速率較快，沖刷作用強(qiáng)烈，對路基破壞性較大，加之路基開挖對邊坡造成一定破壞，使該路段路基嚴(yán)重破壞。因此，通過上述分析，得出該路基水毀原因主要包括以下5個(gè)方面[3]：

（1）路基掏蝕損毀：臨河段路基受河流沖刷侵蝕作用，原始擋墻結(jié)構(gòu)底部被掏空，使擋墻整體脫空，受結(jié)構(gòu)自重影響，擋墻產(chǎn)生牽拉開裂，從而造成路肩沉降垮塌。

（2）路肩擋墻沖擊損毀：河谷地帶河床縱向坡度較大，在持續(xù)性強(qiáng)降雨作用下，河道水位大漲，河流流速顯著增大，水流夾雜塊石持續(xù)沖撞擋墻，造成擋墻破損，并且由于山區(qū)道路擋墻大多為漿砌片石結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度相對較低，在水流沖擊作用下更加容易產(chǎn)生破壞。

（3）滑坡?lián)p毀：山谷地帶地形復(fù)雜，公路布線通常緊鄰山坡修建，但因地面縱坡較大，施工較為困難，因此可選擇地勢相對平坦的堆積區(qū)進(jìn)行布線。道路底部邊坡受雨水沖刷作用產(chǎn)生滑坡；上部邊坡在土體牽拉作用下形成牽引滑坡，造成擋墻、路面被沖垮。

（4）泥石流損毀：強(qiáng)降雨條件下雨水順坡而下，極易產(chǎn)生路面漫流，而高山峽谷地段坡面較陡，邊坡徑流較大，流速較快，所攜帶石塊、泥沙更多，在石塊翻滾效應(yīng)下容易引發(fā)泥石流，對道路擋墻、護(hù)欄、涵洞造成沖擊破壞，并會加劇邊坡沖刷垮塌。

（5）滲透損毀：山區(qū)公路維護(hù)不到位，導(dǎo)致排水系統(tǒng)缺失，降雨條件下雨水大量匯聚，沿路基、路面滲透，破壞道路內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在交通荷載作用下，路面產(chǎn)生沉陷。

經(jīng)對104處水毀破壞部位歸類，其中61處為路基掏蝕損毀，26處為路肩擋墻沖擊損毀，5處為滑坡?lián)p毀，8處為泥石流損毀，4處為滲透損毀。尤其以路基掏蝕損毀最為普遍，占比高達(dá)59%，其根本原因在于高山峽谷地帶空間較為有限，公路建設(shè)侵占部分河道，導(dǎo)致河道寬度不足，流水受阻，加之河谷落差較大，河流動能增大，流速較快，從而造成路基底部產(chǎn)生掏蝕。各種損毀破壞占比情況，見圖1。

3 典型水毀處治措施

該工程K22+510～K22+545路段，路側(cè)擋墻采用漿砌片石結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)埋置深度較淺，受強(qiáng)降雨沖刷作用，道路左側(cè)漿砌片石擋墻出現(xiàn)垮塌。道路邊坡主要由碎石土組成，路面高差達(dá)5 m，如果擋墻沖垮部位采用混凝土擋土墻進(jìn)行修補(bǔ)，其截面積為16.065 m2。根據(jù)上文調(diào)查分析可知，擋墻垮塌根本原因是基礎(chǔ)深度不足，與墻體截面積關(guān)系不大，所以在對路側(cè)擋墻實(shí)施修復(fù)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮增大基礎(chǔ)埋置深度，并在此基礎(chǔ)上對截面實(shí)施優(yōu)化，從而有效提升擋墻穩(wěn)定性，增強(qiáng)抗沖刷性能[4-6]。擋墻截面優(yōu)化前后對比見圖2，經(jīng)優(yōu)化后擋墻截面為9.625 m2，節(jié)省混凝土材料6.44 m3/m，降低成本40%。

K2+150～K2+192段為盤山公路段，地勢較為陡峻，受降雨影響邊坡出現(xiàn)坍塌。就下邊坡而言，擋墻基礎(chǔ)埋置深度采用常規(guī)深度時(shí)，邊坡開挖量較大，且會在一定程度上增加擋墻高度。通過綜合分析可知，路基側(cè)向壓力作用較小，因此可采取鋼管樁+優(yōu)化路肩墻對邊坡實(shí)施加固處理，以有效增強(qiáng)路基整體穩(wěn)定性，其加固處治措施見圖3。該加固方案施工簡便，并能有效減小擋墻截面尺寸，在保證加固效果的基礎(chǔ)上，有效降低工程造價(jià)[7]。

道路沿線局部路段河床寬度較大，由于位于轉(zhuǎn)彎處，河道處于道路一側(cè)，對路側(cè)擋墻造成沖刷破壞。同時(shí)，河谷地段分布大量居民區(qū)，人們開墾活動形成較多荒地，所以可借助現(xiàn)場有利地形條件，通過修建鉛絲石籠壩對河流進(jìn)行改道，防止對路基造成沖蝕破壞[8]。石籠順壩布設(shè)情況見圖4。

受地形及空間限制，山區(qū)公路大多由堆積體穿過，并且堆積體底部以孤石為主，強(qiáng)度較高，能有效抵抗河流沖蝕破壞，路基整體較為穩(wěn)定[9]。但由于公路邊坡開挖導(dǎo)致水體不斷滲透，加之河水沖蝕作用，使得堆積體出現(xiàn)“U”形開裂，路基產(chǎn)生沉陷。因現(xiàn)場空間狹小，施工機(jī)械作業(yè)難度較大，可通過小型機(jī)械對沉陷部位實(shí)施削坡卸荷，采用輕質(zhì)土進(jìn)行換填處理，以有效控制路基沉陷，并充分利用底部孤石布設(shè)支架，采用鋼筋混凝土面板錨桿實(shí)施加固處理，以有效增強(qiáng)堆積體整體穩(wěn)定性，減輕河流沖蝕破壞[10]。詳細(xì)加固方法見圖5。

4 結(jié)語

綜上所述，該文以某山區(qū)公路項(xiàng)目為依托，通過實(shí)地勘查，掌握該項(xiàng)目路基水毀實(shí)際情況，分析了水毀具體原因，并提出了路基水毀治理措施。具體結(jié)論如下：

（1）通過現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，此路段處于河谷上游區(qū)域，為高山峽谷地形，整體地勢呈“V”字形分布，地勢較為低洼，道路布線緊鄰河流，路基為半填半挖結(jié)構(gòu)，并占用部分河道，導(dǎo)致河道寬度縮減，影響排水能力。同時(shí)，該路段河道河床坡度較大，縱坡及落差較大，水流速率較快，沖刷作用強(qiáng)烈，對路基破壞性較大，加之路基開挖對邊坡造成一定破壞，使該路段路基嚴(yán)重破壞。

（2）該公路水毀破壞形式主要包括5種類型，即路基掏蝕損毀、路肩擋墻沖擊損毀、滑坡?lián)p毀、泥石流損毀、滲透損毀，尤其以路基掏蝕損毀最為嚴(yán)重，占比高達(dá)59%，可通過增大擋墻基礎(chǔ)埋置深度和優(yōu)化擋墻截面進(jìn)行加固。

（3）對于山區(qū)公路典型水毀破壞可采取如下治理措施：①堆積體路段，可通過削坡卸荷+輕質(zhì)土換填方式進(jìn)行處理，以有效增強(qiáng)路基整體穩(wěn)定性，減輕水毀破壞。②路基側(cè)壓力較小路段，可采取抗滑樁+優(yōu)化擋墻截面方式進(jìn)行處理，在增強(qiáng)路基穩(wěn)定性基礎(chǔ)上，降低成本。③河床寬度較大地段，通過布設(shè)石籠壩對河流進(jìn)行改道，以有效降低水流對路基產(chǎn)生的沖蝕破壞。

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