四川某縣公路邊坡水毀特征、成因及養(yǎng)護(hù)施工方案研究

摘要 極端天氣、風(fēng)化的共同作用，會(huì)導(dǎo)致道路邊坡出現(xiàn)比較嚴(yán)重的水毀問題，為保證交通安全，需要針對(duì)水毀路段進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工。文章針對(duì)某地公路邊坡的水毀問題進(jìn)行研究，分析導(dǎo)致水毀問題出現(xiàn)的原因，結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、氣候狀況對(duì)水毀問題進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工設(shè)計(jì)。希望通過研究，能夠作為水毀養(yǎng)護(hù)施工的參考，幫助相關(guān)地區(qū)有效應(yīng)對(duì)和解決水毀問題，提升公路工程的使用壽命，保證當(dāng)?shù)氐慕煌ò踩?/p>

關(guān)鍵詞 公路邊坡；水毀特征；成因；養(yǎng)護(hù)

中圖分類號(hào) U418 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）17-0000-03

0 引言

道路的邊坡是道路結(jié)構(gòu)的重要組成部分之一，但是由于雨水沖刷、暴曬、風(fēng)化、積水等問題，將導(dǎo)致邊坡出現(xiàn)水毀問題，嚴(yán)重影響道路的使用壽命和交通安全。針對(duì)公路邊坡水毀狀況，應(yīng)采取因地制宜的方式開展養(yǎng)護(hù)施工，延長(zhǎng)道路的使用壽命，提升邊坡的防護(hù)質(zhì)量。該文就針對(duì)某縣邊坡的水毀問題展開研究，總結(jié)了當(dāng)?shù)剡吰碌乃畾卣?，提出了養(yǎng)護(hù)施工方案。

1 項(xiàng)目概況

1.1 水毀狀況概述

某縣部分道路遭受雨水沖刷及風(fēng)化作用，導(dǎo)致彰促路K1+209段公路邊坡快速老化，并出現(xiàn)邊坡坍塌、滑坡、路基塌陷等問題。地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)導(dǎo)致了嚴(yán)重的交通堵塞，嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)氐慕煌ò踩?，為此需要開展養(yǎng)護(hù)和水毀治理工作，保障當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和公共安全。

1.2 周邊環(huán)境狀況

1.2.1 地質(zhì)概況

該縣境內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造單元為川西臺(tái)陷龍泉山褶皺束和川中臺(tái)拱、威遠(yuǎn)穹窿的結(jié)合部，龍泉山是該地最高山脈，海拔為600～1 000 m。山脈的西側(cè)山腳一帶為侏羅系丘陵區(qū)，由沖積層、洪積層組成成都平原；東側(cè)為侏羅系、白堊系組成的丘陵地貌，山脈沿線的丘陵斜坡植被良好，平原地帶以水田為主。工程項(xiàng)目區(qū)域地貌為丘陵地貌，沿線的植被良好，農(nóng)田比較密集，以剝蝕地形為主。丘陵之間存在堆積黏性土，排水不暢位置含水量較高，密度較低，會(huì)構(gòu)成濕土軟基。

1.2.2 當(dāng)?shù)貧夂?/p>

項(xiàng)目地區(qū)屬于亞熱帶潮濕氣候，雨水充沛且蒸發(fā)量大，區(qū)域內(nèi)平均氣溫為16.3℃，其中一月份平均氣溫在5.6℃左右，七月份平均氣溫為25.8℃。全年降水總量為976～1 000 mm，主要集中在6～9月，占據(jù)全年的70%左右。境內(nèi)主要河流為龍水河，為沱江流域的支流，河床平均寬度為30 m，年徑流量0.75億立方米。

1.2.3 水文條件

項(xiàng)目所在區(qū)域的降雨主要集中在6～9月，區(qū)域內(nèi)的地下水主要為松散堆積層孔隙水和基巖裂隙水，以大氣降水為主要補(bǔ)給方式，隨著基巖裂隙或覆蓋層孔隙徑流，向河谷、沖溝等方向排泄。區(qū)域內(nèi)地下碎屑巖類含水量較高，含水層受相對(duì)隔水層的影響，補(bǔ)給會(huì)受到限制，地下水露頭和涌水量則比較有限。第四系松散堆積層孔隙水主要分布在堆積層孔隙中，區(qū)內(nèi)坡洪積層主要為隔水黏土，透水系數(shù)為10?8～10?6 cm/s，屬于相對(duì)隔水層，因此容易出現(xiàn)積水。

2 水毀特征和成因分析

2.1 主要工點(diǎn)水毀問題分析

彰促路K1+209段，該路為雙向二車道，路基寬度為8.5 m，其邊坡上部巖體由于受到雨水沖刷、暴曬導(dǎo)致熱脹冷縮，并在風(fēng)化作用下導(dǎo)致局部存在坍塌，表面松散巖體掉落問題嚴(yán)重；邊坡的下部為灰綠、紫紅色泥巖。由于雨水沖刷和風(fēng)化的共同作用，導(dǎo)致邊坡碎石掉落。

2.2 水毀主要原因分析

2.2.1 雨水和風(fēng)化作用

結(jié)合工點(diǎn)的水毀狀況，導(dǎo)致水毀的主要問題為雨水沖刷和風(fēng)化的共同作用，部分邊坡經(jīng)過雨水沖刷后因熱脹冷縮導(dǎo)致老化問題嚴(yán)重。由于當(dāng)?shù)亟涤陼r(shí)間比較集中，在7～9月降雨量較大，雨水將嚴(yán)重沖刷邊坡，同時(shí)當(dāng)?shù)叵募練鉁剌^高，邊坡經(jīng)過沖刷后受到日曬，導(dǎo)致邊坡內(nèi)外熱應(yīng)力不均勻，破壞邊坡的表面結(jié)構(gòu)；災(zāi)害地點(diǎn)以灰綠、紫紅色泥巖為主，這類泥巖很容易受到風(fēng)化作用，并且在排水不暢的綜合作用下，將加快邊坡的老化，從而導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)。

2.2.2 積水破壞地基

當(dāng)?shù)氐匦我郧鹆隇橹?，水毀地區(qū)的洪積層等松散基層以黏土為主，厚度不均，透水性比較差，所以很容易形成局部積水，影響路基和邊坡的穩(wěn)定性，并造成路基的局部沉降問題[1]。

3 養(yǎng)護(hù)施工設(shè)計(jì)方案

3.1 路基設(shè)計(jì)

路基防護(hù)以工程防護(hù)和植物防護(hù)相結(jié)合的原則，提升穩(wěn)定性并保證與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境相協(xié)調(diào)[2]。邊坡設(shè)計(jì)中需要考慮路基穩(wěn)定、節(jié)約用地的要求，在路基填土高度小于8 m時(shí)，使用直線形邊坡，邊坡坡率為1∶1.5；路基填土高度≥8 m時(shí)，采用折線形邊坡，上部的邊坡率為1∶1.5，下部邊坡率為1∶1.75。風(fēng)化嚴(yán)重的邊坡在進(jìn)行碎石清理后，還應(yīng)進(jìn)行掛網(wǎng)噴淋處理，避免邊坡繼續(xù)風(fēng)化，并減少雨水侵蝕（如圖1所示）。

圖1 邊坡處置設(shè)計(jì)

3.1.1 壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)和填料要求

為有效應(yīng)對(duì)水毀問題，養(yǎng)護(hù)施工中路基填料應(yīng)避免使用淤泥土、凍土、有機(jī)土、生活垃圾、樹根等雜質(zhì)，同時(shí)應(yīng)保證路基的填料具有足夠強(qiáng)度，以應(yīng)對(duì)地震[3]。填石路堤可根據(jù)石料強(qiáng)度的不同，制定填筑的厚度和壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，壓實(shí)質(zhì)量采用壓實(shí)沉降差、孔隙率進(jìn)行檢驗(yàn)。當(dāng)使用沉降差控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓實(shí)檢測(cè)時(shí)，應(yīng)采用12 t以上振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，若壓實(shí)頂層穩(wěn)定且不再下沉，則判斷該面處于穩(wěn)定狀態(tài)。

3.1.2 路基防護(hù)工程方案

（1）路堤邊坡防護(hù)

在填方邊坡高度超過4 m時(shí)，應(yīng)使用網(wǎng)格護(hù)坡或拱形護(hù)坡防護(hù)；填方邊坡高度在1～4 m時(shí)，針對(duì)不受水流沖刷的路段，應(yīng)使用植草防護(hù)；填方的高度低于1 m且不受水流沖刷時(shí)，不需要予以防護(hù)。斜坡路段和建筑發(fā)生干擾的路段，應(yīng)減少用地，收縮坡腳，盡量減少拆遷面積，并使用重衡重式擋墻進(jìn)行防護(hù)[4]。

（2）路塹挖方邊坡

根據(jù)高度、巖土界面、裂隙發(fā)育程度等因素確定防護(hù)方式。高度低于20 m的碎石土路段挖方邊坡，應(yīng)按照高度8～10 m進(jìn)行分級(jí)，設(shè)置1.5 m寬的邊坡平臺(tái)，使用放緩邊坡護(hù)面墻進(jìn)行坡面防護(hù)；高度在20～30 m的砂巖，在按照同樣方式設(shè)置邊坡平臺(tái)的同時(shí)，應(yīng)使用掛網(wǎng)噴漿、錨桿框架等技術(shù)，對(duì)不同風(fēng)化程度的巖層進(jìn)行處理。對(duì)高度在30 m以上且風(fēng)化程度比較低的挖方邊坡，應(yīng)采用1∶0.5～1：1.0的邊坡設(shè)計(jì)比，按照高度10～15 m進(jìn)行分級(jí)，設(shè)置1.5 m寬的邊坡平臺(tái)。

3.1.3 路基排水

若路基兩側(cè)邊溝和橋涵進(jìn)出水口、既有水溝相連，應(yīng)保證邊坡縱坡在5%以上，出現(xiàn)特殊困難的地段則需要在0.3%以上。路面水和坡面水采用匯入邊溝再排入大溝渠的方式，或者直接建立排水溝渠將其引至路基以外，并在坡口3～5 m以外設(shè)置截水溝，避免地表水影響邊坡。為減少降雨對(duì)坡面的沖刷，應(yīng)根據(jù)坡外截水溝的布置狀況，隔級(jí)在邊坡平臺(tái)的內(nèi)側(cè)設(shè)置平臺(tái)排水溝，將坡面水引至路基外。

3.2 路面設(shè)計(jì)

針對(duì)道路的養(yǎng)護(hù)施工中，應(yīng)維持道路原有結(jié)構(gòu)和功能，因此對(duì)路面結(jié)構(gòu)不進(jìn)行修改，繼續(xù)沿用道路原本的瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)。結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)，選擇70號(hào)B級(jí)專用石油瀝青，路面上層混合料為SBS改性瀝青。

道路所使用的粗集料應(yīng)滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）中的規(guī)定，同時(shí)為保證瀝青路面的使用壽命，所使用的粗集料應(yīng)保證擁有堅(jiān)硬的石質(zhì)，集料不應(yīng)出現(xiàn)風(fēng)化情況，而且要保證集料無雜質(zhì)，具備較強(qiáng)的耐沖擊力和強(qiáng)度。瀝青路面所使用的細(xì)集料為天然砂，0.075 mm篩孔允許通過率為0～5%，不能使用石屑和山場(chǎng)的下腳料。

4 養(yǎng)護(hù)工程施工

4.1 路基施工

4.1.1 路塹施工

由于當(dāng)?shù)?～9月降雨比較集中，因此在雨季到來前應(yīng)做好地面排水工作，并合理制訂施工計(jì)劃，避免在雨季施工。施工管理人員應(yīng)注意天氣預(yù)報(bào)，加強(qiáng)對(duì)邊坡的臨時(shí)防護(hù)工作，防止雨水沖刷坡面，及時(shí)將雨水排出，避免在路基位置集中。土石方開挖時(shí)，應(yīng)避免使用大爆破施工，針對(duì)靠近路塹的邊坡坡面，可以采用小藥量爆破或者光面爆破法。

4.1.2 路堤施工

使用軟質(zhì)巖和硬質(zhì)巖填充下路堤時(shí)，應(yīng)保證硬質(zhì)巖的含量在30%～70%，控制硬質(zhì)巖的最大粒徑不超過層厚的23%。施工時(shí)應(yīng)采用分層填筑的施工方式，控制每層厚度在40 cm以下。如果硬質(zhì)巖的含量超過70%，則需要按照填石路堤的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。

4.1.3 擋土墻施工

（1）一般施工

施工前應(yīng)進(jìn)行截水、排水和防滲工作，由于該工程的巖體破碎問題比較嚴(yán)重，因此應(yīng)盡量避開雨季施工。在基坑施工過程中，應(yīng)時(shí)刻關(guān)注地質(zhì)結(jié)構(gòu)狀況，并實(shí)時(shí)與設(shè)計(jì)核對(duì)，如果出現(xiàn)與預(yù)期地質(zhì)狀況不對(duì)應(yīng)的情況，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（2）基礎(chǔ)施工

進(jìn)行基礎(chǔ)施工時(shí)，應(yīng)將基底表面已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重風(fēng)化的土石清除，基坑挖好后應(yīng)及時(shí)封閉坑底，并針對(duì)設(shè)有內(nèi)傾斜的穩(wěn)定橫坡，應(yīng)設(shè)置排水設(shè)施。在擴(kuò)大基礎(chǔ)時(shí)，基礎(chǔ)應(yīng)與墻體同時(shí)砌筑。使用擴(kuò)大基礎(chǔ)時(shí)，需要將墻體與基礎(chǔ)一同砌筑，澆筑體和基礎(chǔ)壁的縫隙使用砂漿填充?；靥罨訒r(shí)應(yīng)采用分層回填的方式，表面需要留下3%的斜坡。

（3）墻身施工

在墻身施工中，應(yīng)采用錯(cuò)縫澆筑的方式，出地面后及時(shí)將基坑回填，并做好頂面的排水、防滲工作。伸縮縫和沉降縫兩側(cè)需要保證豎直、平齊。施工期間，應(yīng)時(shí)刻檢查墻身的強(qiáng)度，在墻身達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后，可以進(jìn)行回填工作，并且注意在墻背0.5～1 m以內(nèi)的位置，不能使用重型振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。

4.2 路面施工

4.2.1 瀝青混合料拌和

瀝青混合料拌和過程中，應(yīng)每天對(duì)熱料倉中集料進(jìn)行篩分分析，編制質(zhì)量控制圖，保證混合料配合比誤差控制在容許范圍內(nèi)，例如下面層0.075 mm粒徑為±2%，≥4.75 mm粒徑為±7%。如果原材料存在變化，而且混合料不能滿足質(zhì)量要求，應(yīng)及時(shí)調(diào)整配合比[5]。

4.2.2 基層、底基層施工技術(shù)要求

基層為水泥穩(wěn)定碎石，建議水泥劑量為4%，施工中的實(shí)際摻量應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)+0.5%，但應(yīng)控制在3.5%～5.5%。根據(jù)骨料密實(shí)類型進(jìn)行粒料的級(jí)配?；讓訛樗喾€(wěn)定碎石時(shí)，水泥的建議用量為3%，施工實(shí)際用量應(yīng)控制在2.5%～4.5%。

4.2.3 攤鋪碾壓

攤鋪瀝青混合料前，應(yīng)檢查混合料狀態(tài)，保證混合料沒有出現(xiàn)離析的情況，如果局部材料離析，應(yīng)在攤鋪試驗(yàn)路期間確定解決方案。在碾壓工作中，使用四臺(tái)14 t靜態(tài)壓路機(jī)施工，應(yīng)保證瀝青混合料的碾壓終表面溫度不低于100℃。經(jīng)過碾壓施工后，應(yīng)開展壓實(shí)度檢測(cè)，使用核子密度儀進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，保證下層路面空隙率低于7%，壓實(shí)度不低于97%；表層路面空隙率低于7%，壓實(shí)度在97%以上，使用馬歇爾試驗(yàn)實(shí)測(cè)密度和生產(chǎn)配合比，并進(jìn)行對(duì)比。

5 結(jié)束語

針對(duì)公路邊坡的水毀問題，應(yīng)采用因地制宜的施工方式開展治理工作，保證施工方法不會(huì)對(duì)周邊自然環(huán)境產(chǎn)生影響，確保養(yǎng)護(hù)施工的綜合效益。該工程通過開展養(yǎng)護(hù)施工工作，可有效解決邊坡水毀問題，并且可以確保雨季及時(shí)排除積水，有效減少雨水對(duì)邊坡的沖刷作用，延長(zhǎng)道路的使用壽命，并且能夠保證交通安全。

參考文獻(xiàn)

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