摘 要: 暴雨易导致公路工程受到破坏,对公路的使用和安全产生不利影响。本文以某公路工程为例,分析强暴雨自然灾害对公路建设的影响,针对自然灾害的主要特点和成因,提出了科学可行的公路重建改造方案,可供相关人员参考。 强暴雨对公路所造成的损害,可谓是重大的自然灾害之一。当前,恶劣天气不断出现,尤其是台风、暴雨、洪水等灾害对公路路基的破坏十分严重、公路路面损坏范围大。这些自然灾害严重损害公路设施,造成交通中断和阻塞等突发交通事件,也导致不可预料的人员伤亡,更加导致公路的服务年限大幅下降。针对自然灾害对公路造成的危害,对灾害公路制定科学合理的重建方案显得尤为重要。
1 工程概况
2018 年 7 月份, 我国某地降暴雨长达 12h,产生 460mm 的降水量。3d 的总降雨量超过 30%,降雨达到历史最高。公路损毁总长度 18km,损毁的主要工程是路基、路面以及排水设施。被水损毁的地点总数是 175(不含零星水的破坏),如表 1 所示。据统计分析,共 5 条公路被损毁,被损毁的地点大概有 175 处,其中,有 65 处沿河路基被损毁 \ 山体滑坡损毁 40 处 \ 路基坍塌 46 处 \ 路面塌陷有 9 处 \ 桥梁及过水路面损毁 15处,如图 1 所示。
2 公路发生灾害的主要特点及成因
2.1 主要原因分析
降雨持续时间长,暴雨强度大、范围广。这样的自然灾害强度超过了道路的设计标准,是公路被损坏的一个原因。当地在修公路时,所按照的标准只是参照国家普通公路干线的标准。县级公路也是如此,表现如下:
(1)低水平;
(2)线位低,大部分受损道路为沿着河流;
(3)保护不力;
(4)桥梁和涵洞的设计洪水频率很低。当升级主干道路的省份,部分旧公路、路基、桥梁和涵洞等仍没有升级[1]。沿河路堤上的挡墙没有较强的抗冲刷能力,过水构造物严重欠缺,这些都是导致公路损害的重要因素。不仅如此,在河道中存在淤堵的情况,加剧了洪水破坏的情况发生。
2.2 灾害特点
由于大雨和冲刷,造成公路毁坏的类型有 6 种:
(1)河流周围的防护设施及路基出现冲毁、冲断的情况,路基的支档防护被冲毁导致坍塌情况产生;
(2)山体、路堑边出现滑坡情况;
(3)高填方的路基被冲毁;公路上出现大面积的积水,长时间浸泡导致路面受损;
(4)过水路面被冲毁;
(5)涵洞淤泥过多,排水不通畅,导致涵洞无法使用;
(6)路基的排水、防护设施被损毁。
3 公路一般水毁及严重水毁重建方案
3.1 一般水毁公路重建方案
对塌方路段上的危石和塌方进行清理,并重建受损的边沟及挡墙。恢复和重建路基、边坡和边坡,对冲毁的挡墙、拦水带、急流槽、边沟等沿线设施进行恢复重建,对损毁的铺砌、八字墙、桥涵锥坡等防护设施进行恢复重建。
3.2 严重水公路重建方案
(1)裙墙被损害、桥头出现锥破、挡土墙出现局部的坍塌、路面出现开裂、路基沉降。
改造方案:对沉降路基进行处理,处理位置至路床下 3m,加强新旧路基的结合工作,进行路面的重做,桥头搭板之下的路基必须采取灌浆的形式处理。拆除损坏的挡土墙,重新建设新的挡土墙,增加基础深度、截面,提高挡土墙的抗滑能力,同时拆除掉被损的锥破及防护。
(2)路侧、路面的路基沉降和积水。
改造方案:开挖路基,修复原倒虹吸管涵,换填软湿路基。
(3)边坡和挡土墙坍塌,致使路基挖空。
改造方案:重建混凝土挡土墙,不可只设置一层,破脚位置加设护坦,并进行碎石、混凝的填充,对损坏路基进行恢复处理,挡土墙上部必须设置相应的急流槽,同时,道路左侧必须配与相应的挡水带。
(4)上边坡出现挂网撕裂及局部塌陷。
改造方案:拆除挂网、危石,重新挂网。
(5)原 1~10m 现浇板小桥出现坍塌的情况,两侧 33m 的路基均被冲断。
改造方案:重建 3~16m 预应力混凝土短 T 梁桥。
(6)原 1~4m 石拱涵坍塌, 42m 路基破碎。
改造方案:设置 2~6m 波纹管涵,在上游设置椽子。
(7)引水面、左挡墙坍塌,路基破碎。
改造方案:新建混凝土挡土墙,增加防冲刷设施,如护坦、防石笼等,重做路基。
(8)路基边坡冲刷,路面开裂。
改造方案:右侧设置路肩墙,重做路面,在道路边界设置浅碟形边沟。
(9)原 1~5m 石拱桥出现一定程度的破坏,两侧 18m 的路基均出现破坏的情况。
改造方案:重建 3~8m 现浇板小桥,桥角的设置需与水流方向形成一致,上游河道与下游河道采取连接保护的措施。
(10)迎水面防护冲毁、桥头台背掏空、路基冲断、挡墙坍塌。
重建方案:新建混凝土墙,设置相应的冲刷设施,如护坦、石笼等,对桥头锥坡、防护、路基进行重建施工。
(11)原路面被损毁。
改造方案:搭设 3m 左右的现浇板漫水桥,两侧与旧路相接。
(12)地表临水,挡土墙出现倒塌,路基开裂,桥头后缘挖空,防护被破坏。
改造方案:对混凝土挡土墙进行重建,设置防冲刷设施,对桥头锥坡、防护、路基进行重建施工。
(13)由于洪水侵蚀路面,边坡和排水设施受损,局部路基变形,洪水后路面局部下沉。
改造方案:对排水设施、边坡损坏情况进行及时的修复,对变型的路基必须进行大修。其大修方案:在旧路面的基础上,做 5cm 中粒式改性沥青混凝土、7cm 粗粒式沥青混凝土、18cm 水泥稳定碎石、18cm 水泥稳定冷再生。对路面检测工作进行加强,在需要的地方加设 4 个 1~4m 的钢筋混凝土涵洞,并进一步考虑边沟积水的排除方案。
4 公路强暴雨灾后重建的相关建议
(1)对洪涝灾害路面进行恢复重建的工作中,需根据洪涝灾害的特点,从施工、养护、设计等不同的角度出发,消除洪涝灾害[2]。对路基周围的围护结构进行加强设计,增加相应的防冲刷设施。其墙体可以运用混凝土结构,不断深化基础,对护坦、石笼等的防护工作需不断提高;
(2)对洪涝灾害导致的大面积路面积水,需根据排水需求及地形,加设相应的涵洞,对迎水面的防护工作需增强;对滑坡后出现的危石等需进行及时的清除,有条件的部分路段可以增设坡顶截水沟;
(3)高填方路面边坡表面的侵蚀,增加集中排水设施;如路侧原本设置了混凝土护栏,必须加设混凝土的排水孔,设置相应的排水孔并集中设置泄水槽;恢复重建边沟、排水沟、急流槽、挡水带等排水设施,部分路段根据情况设置相应的挡土墙和排水设施;
(4)在进行恢复重建的过程中,其桥涵的设置必须依照高速公路的等级标准进行。尤其是地质条件复杂的地段,更应该做好充分的准备。而且要考虑周全,这样才能保证多方面满足要求。容易形成泥石流淤积的桥梁,增加施工跨度,适当增加上游拦截墙等设施。对于涵洞通道由于多年没有大规模行洪的,加强河道整治,确保洪水通畅。对于大型崩塌的路面,应该尽量避开这些地质塌陷区域,以保证公路的通畅。
5 结束语
目前,经济的快速发展以及各项法律的完善,不仅对公路当时建设的要求越来越严格,而且对公路受损后重建的要求更加严格,只有严格按照需求进行施工才能保证公路的质量。在强暴雨之后,更应该遵守相关要求施工,保证公路质量,保证国家和人民的生命财产安全。
参考文献
[1]河北省交通规划设计院.关于 7.19 干线公路水毁调查报告[R].石家庄:河北省交通规划设计院, 2016.
[2]王 志,李蔼恂,李 军,等.超强台风“威马逊”对道路交通的影响分析[J].公路, 2016(01): 149-155.
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