・２６・ 北 方 交 通 ２Ｏｌ１ 谈公路水毁的防治 张兴斌 ，张媛媛 （１．丹东市公路勘察设计院，丹东１ １８０００；２．交通运输部公路科学研究所，北京１０００８８） 摘要：结合丹东地区水毁情况，介绍了路基沉陷、路基坍塌、桥涵破坏、防护与加固工程损坏等４种类型，分 析了各类水毁发生的原因，提出防治措施。 关键词：公路水毁；类型；防治 中图分类号：１５４１８．５ ４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—６０５２（２０１１）０４—００２６—０３ 公路水毁是指公路沿线的工程设施由于受到水 路基沉陷是指路基在垂直方向上产生较大的沉 的作用而遭到损坏的现象与过程。是各地共同存在 降，路基的不均匀下陷，将造成局部路段的基层破 的一个普遍问题，属于一种常见的自然灾害。 坏，进而使路面破损。 在辽宁省丹东市，２０１０年遭遇了百年不遇的大 丹长线五龙金矿段多处路基下陷，尤其有一段 洪水，公路水毁严重，轻者路基路面损坏、影响公路 路面约２０ｍ整体漂移，造成了交通的中断。分析其 通行能力，重者桥梁冲毁、路基坍塌，中断交通，由此 原因主要有：路基未用透水性好的填料填筑，施工时 而引发的财产损失、群众被困等，造成的影响相当严 方法不得当，导致压实度不足；路基两侧边沟及排水 重。此外丹东每年都有小规模公路水毁现象的发 沟被於堵，使路面、边沟形成积水。涵洞洞口被冲积 生，对生产和经济的发展造成了一定程度的破坏。 物瘀堵，使积水上路浸泡路基。在水作用下，基层产 因此，了解公路水毁的成因，加强公路水毁的预防， 生了软化，路基发生了下陷，导致了公路被毁坏。 对彻底根治公路水毁具有重要的意义。 １．２路基坍塌 １公路水毁的类型和成因 路基坍塌主要指路基土体或沿线山体（或土石 公路的修建避免不了和水打交道，不论是桥梁 混杂的堆积物）遇水软化，在较陡边坡无支撑的情 还是路基都在围绕着如何解决水的问题，如何利用 况下，自身重量所产生的剪切力，超过了粘结力和摩 水，如何防水。丹东公路遭遇的水灾水害是百年不 擦力所构成的抗剪力，因而土体沿松动面下坠散开。 遇的：轻者，洪水淹没路基而阻断交通；小桥涵、路基 丹集线多处路基受洪水冲蚀发生坍塌，是遭受 边沟被泥沙堵塞而需要疏通；道路被泥沙淤积而需 水害最重的一条公路。丹集线多处路段与河道并 要清除等。重者，桥涵构造物被冲毁、断裂倒塌；路 行，一面傍山，一面临河。在挖方段路基中，山体由 基塌陷，防护毁坏倒塌。水毁主要表现在以下四个 于坡度过陡，石质较差，坡顶缺少截水沟或排水拦水 方面：路基沉陷、路基坍塌、桥涵破坏、防护与加固 措施设置不足或位置不合理，山上积水渗入山体或 工程损坏。 沿开挖面下泄，就形成了山体滑坡或泥石流，部分段 １．１路基沉陷 落缺乏必要的挡土墙等防护措施，导致路基被冲。 Ｄａｔａ Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｏｆｔ Ｒｏａｄｂｅｄ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｏｆｔ ｒｏａｄｂｅｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｏｒｋ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ ｆｒｏｍ Ｗｕｘｉ ｔｏ Ｚｈａｎｇｊｉａｇａｎｇ．ｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅｓ ｆｏｒｍｅｄ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｆｉＵ ａｎｄ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｄｉｓ— ｐｌａｃｅｍｅｎｔ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｌａｙｉｎｇ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｓｅｎｓｏｒ ｔｏ ｃｏｎｄｕｃｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｅｒｉｏｄ ＳＯ ａｓ ｔｏ ｄｉｒｅｃｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｆｔ ｒｏａｄｂｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ；Ｓｏｆｔ ｒｏａｄｂｅｄ；Ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ；Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ；Ｓｏｉｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ 第４期 张兴斌等：谈公路水毁的防治 ・２７・ 填方路段在较大洪水条件下，由于流量大，边坡中填 料被水带走后，出现很多缺口或整个路基坍塌。沿 河段缺少防护措施或已设置的防护、导流构造物设 置不合理，无法抵御较大的洪水，边坡被毁后，导致 整个路基的毁坏。 １．３桥涵破坏 透水性材料、抛石挤瘀、粉喷桩法等多种加固方法， 使路基达到足够的强度，满足设计要求。路基边沟 可适当加大断面尺寸，沟底纵坡不小于０．５％，光金 线是和丹长线处于同一地域的两条公路，在丹长线 路基遭受严重水毁的同时，光金线路基却保持了完 好，究其原因，一方面是因为采用了良好的路基填 料，另一方面是在施工中结合以往该线路受水害情 况，加大了边沟和排水沟的断面尺寸。可见良好的 丹汤线邻近的两座桥梁均为重力式墩台，扩大 基础，桥台基础下被掏空，导致桥台整体产生竖向裂 缝，坍塌，造成交通严重中断。分析原因，主要是该 桥处于河流交汇处，上游水流湍急，在桥位处水流受 阻，冲击桥基，桥梁河床地质条件差，桥下无铺砌等 防护措施，致使桥基被淘空而产生断裂，此外，该桥 下游常年挖沙，导致桥梁由于河道挖沙引起溯源侵 蚀形成的抗冲刷能力不足，形成浅基桥梁，缺少必要 的防护加固处理。 有多处位于在河道转弯处的桥梁、涵洞也发生 损毁，究其原因一方面桥涵构造物设置位置存在问 题，由于河道转弯，迎水侧河岸受水冲刷，形成涡流， 导致台后填料被水带走，形成路基的坍塌，导致台身 失稳破坏，另一方面也说明了构造物的泄洪能力不 足，有的是孔径偏小，进水口处理不当，有的是河道 长期得不到清理，雨季沙石树枝等冲积物瘀堵造成 毁坏。 １．４防护与加固工程损坏 丹东地区主要的防护与加固工程损坏发生在沿 江、沿河路段的多条公路上，主要是挡土墙、驳岸等 防护工程在不断受到水流冲刷下基础失稳，产生滑 移破坏。个别路堑墙墙体失稳坍塌。这些防护工程 损毁的主要原因，一方面，防护与加固工程基础埋置 深度不足，所处地基土质不良，在水流作用下失稳， 导致破坏。有的挡墙自身排水设置不合理，导致墙 后填料含水量过高。作用在挡土墙上的压力不利于 挡墙的稳定与安全。另一方面挡墙及护岸施工质量 有缺陷，或设计断面过小。 ２水毁的防治措施 对于２０１０年丹东地区遭受的水害、水灾，国家 及省公路部门投入了大量资金用于水毁抢修和修 复，此外公路养护部门每年也要投人大量人力物力 修复水毁的路基、防护、构造物。结合本次及往年水 毁抢修、防治的经验对水毁的防治有以下建议。 ２．１路基沉陷的防治 在进行路基设计时，要采用渗水性能好、水稳性 较高的材料填筑路基，在软弱地基上修建公路时，应 注意对路基进行加固，丹东地区广泛应用的是换填 疏导可以避免水积聚在路基外而下渗，影响路基稳 定。 此外在地下水位较高的路段，应铺设透水性垫 层以阻断毛细水上升，设置盲沟等将路基内水引导 至路外，以免影响路基路面稳定。沿溪线和桥头引 道等长期浸水路基要设置护坡、挡墙等防护措施。 在设计中除保证利于排水、干燥的路基最小填土高 度外，应有条件的提高路基设计标高。 ２．２路基坍塌的防治 在设计和施工中应避免大的填方路基和大的挖 方路基。对于挖方路段，开挖边坡坡度必须控制到 位，每级边坡均设置宽度不小于ｌｍ的碎落台，对于 有隐患的上边坡必要时采取支挡、防护措施，防治山 体的滑落，保证边坡的稳定。上边坡顶部应设置截 水沟，以拦截地表水，防止水流冲击边坡。 对于填方路段，可在高路堤路肩上设置拦水带， 并配合跌水和急流槽，避免水流冲刷路基边坡，当基 底为斜坡时，路基填筑前应将地表开挖台阶，以增强 路基稳定性。对于滨河路堤、河滩路堤和穿越洼淀、 池塘等地段的路堤，设计中应考虑使其路肩标高以 及防护工程顶面标高高出设计水位与波浪加雍水高 至少０．５ｍ，并且注意考虑河弯水面超高。沿河路段 临河侧应设置抗冲刷的挡水设施或导治构造物，并 适当提高路基的设计标高。此外桥梁设置不宜挤压 河道，并做好桥头两侧的冲刷防护。 ２．３桥涵破坏的防治 对于涵洞设置的位置，除对应天然沟渠设置涵 洞外，一般涵洞设置间距应每隔３００ｍ一道，并做到 与水流方向顺适，必要时可改移河道，以使水流顺 畅；涵洞的孔径确定既要利于排水又要考虑到输沙， 如果孔径太小，一旦发生於堵，雨季涵洞极易被冲 毁。涵洞应设置涵底铺砌，当涵前排水沟纵坡较大 时，应建急流槽或跌水等构造物以减缓流速。此外 当涵底地基土质不良时，应进行换填处理，并保证足 够的压实度，避免因涵基被水掏空而发生涵洞的毁 坏。 ・２８・ 北 方 交 通 ２０１１ 对于桥梁（主要是扩大基础的石砌桥梁），台后 总之，公路水毁防治应从设计这个源头抓起。 必须换填透水性材料，并做好排水系统，当台后填土 设计是关乎工程质量和寿命的重要环节，无论从选 不密实时，可采用换填、注浆等方法进行处理。当基 线，还是桥梁、路基边坡防护设计都应考虑到水害这 底土基松软或深层土质不良而影响基础正常受力 个因素，有意识消除可能导致公路水毁的隐患，提高 时，可用砂桩法和注浆法等人工地基加固法加固地 工程的抗灾能力。其次在沿江、沿河选线时，应考虑 基，同时可采用加砌砌体或增补混凝土进行加固，以 行洪、水库蓄水对路基浸泡、冲刷的影响，应适当提 增大基础受力面积，降低洪水损坏。 高设计线。在工程设计时，应根据地质水文情况，适 对于浅基桥梁因河道遭受冲刷而造成桥梁墩台 当提高抗洪标准，避免日后重复投资。不论是桥涵 失稳的问题，可利用拦砂坝对浅基桥梁墩台进行防 或挡墙基础设计应有必要的埋置深度，必要时应设 护、提高桥梁的防洪能力。修建拦砂坝后，河道水流 护坦。山区公路在设计时，应考虑设置一定的排水 趋于平缓，河道的冲沟得到拉平；河床的溯源冲刷得 设施，如截水沟、盲沟、挡水墙等排水设施。 到遏制，可以有效减小桥梁墩台冲刷，对桥梁下部起 另外，加强施工的规范化管理，不留安全隐患。 到保护作用。 公路养护部门要加强公路水毁的预防工作，在工作 对于深水墩台或河道水流流速较大的桥梁，应 中要提前考虑防水毁问题，认真排查可能的安全隐 进行基础冲刷加固，如：抛石防护和护坦加固。 患。公路水毁防治应防治结合，以防为主，防患于未 桥梁附近还应根据水流情况修建导流坝等调治 然。把水毁隐患消除在１３常养护中，预防工作搞好 构造物，以减缓水流对桥体的冲击。 了，水毁就会减少，“防重于抢”。公路上边坡应以 此外做好桥涵的Ｅｔ常养护工作，将隐患消除在 疏导排水为主。公路下边坡应以加固路基为主，防 初期，保证桥梁的稳定和排水的通畅，这是防治桥梁 止病害扩大。 水毁的重点。 此外在水毁防治中加强环境保护和水土保持， ２．４防护工程与加固工程损坏的防治 多采用植物防治，如：边坡种草、植树或河滩种植植 浸水路基路段，应对路基边坡加强防护，可使用 物等。既起到改善自然环境的作用，又减少了水土 干砌片石或混凝土块板护坡，这两种护坡可以容许 流失，起到稳固边坡的作用。增强了公路抵御灾害 一定的变形，不致整体坍塌，另外在护坡外应做好反 的能力。 滤层。防护与加固工程应加强基础处理，加大基础 ３结语 埋深。对湿陷性或软弱基底在施工时要进行处理， 公路的水毁防治不仅需要设计单位的精心设 采用砂砾、碎石、灰土等进行填筑。 计，还需要施工单位的认真施工，更需要养护部门的 沿河路堤设置挡墙或石笼防护时，应结合河流 细心维护。另外对水毁进行认真调查和技术总结非 情况布置，不要挤压河道，引起局部冲刷，导致防护 常重要。通过调查总结，寻求水毁真正原因，才能比 毁坏。当路基遭遇水流直冲时，除做好必要的冲刷 较切合实际地进行水毁预防和水毁修复设计。只要 防护外也可考虑对河道进行局部的改移。 我们能从多方面重视水毁，就一定能有效地控制水 挡土墙应设置完好的排水设施，按设计要求设 毁造成的危害，降低水毁带来的经济损失。 置泄水孔，并做好墙背的反滤防渗隔水设施，以疏干 参考文献 墙后填料中的水份，路堑挡土墙墙顶设置排水、拦水 ［１］孙家驷，李青松．道路设计资料集［Ｍ］．北京：人民交通出版社， 设施，以减少雨水和地面水下渗。 ２００１年． Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｍｏｉｓｔｕｒｅ Ｄａｍａｇｅ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｕｒｅ ｏｆ Ｒｏａｄ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｉｎ Ｄａｎｄｏｎｇ ａｌ＇ｅａ，ｆｏｕｒ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｄａｍａｇｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｓｅｔｔｌｅ— ｍｅｎｔ，ｓｕｂｇｒａｄｅ ｃｏｌｌａｐｓｅ，ｂｒｉｄｇｅ ａｎｄ ｃｕｌｖｅｒｔ ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ—ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｄａｍａｇｅ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｆｏｒ ｅｖｅｒｙ ｔｙｐｅ ｏｆｔｈｅ ｄａｍａｇｅｓ ａｒｅ ａｌｓｏ ｎａａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｎ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒ－ ｗａｒｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｒｏａｄ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｄａｍａｇｅ；Ｔｙｐｅｓ；Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ