山区低等级公路水毁修复工程设计方案

浅谈山区低等级公路水毁修复工程设计方案陈雄丽李庆伟云南省红河公路管理总段661600摘要：随着我国社会经济地快速发展，公路建设进入高速发展时 期.路基作为公路地主要载体，一旦受到破坏，不仅会阻碍交通畅通，还将产生巨大地安全隐患，甚至造成重大地人员伤亡和经济损失.因此，加强公路路基地防护 具有重要地意义.本文提出了公路路基相应地防护方法和具体措施关键词：公路路基防护措施Abstract:with the rapid development of our socialeconomy, intothe high speed development of highway construction period. As themain carrierof highway roadbed, once the damage, not only willblock the traffiflow,willalso produce the huge potential safety problems,and cause serious casualties and economic loss. Therefore, strengthening the protection of highway subgrade is of great significance. This paperputs forward corresponding methods of protection of highway subgrade and concrete measuresKey Words: highway subgrade; Protective measures中图分类号：X734文献标识码：A文章编号：2095-2104 (2012 ) 03-0028-31、前言红河州地处祖国南疆，州内崇山峻岭，解放前物资运输，主要通过 马帮，运输方式原始且效益低下，解放后公路事业得到了快速发展，但受国民经济限制,省内早期修建地公路大部份为山岭重丘区三、四级 公路，公路往往选择比较经济地方案，公路平面线型曲折迂回，纵坡不 均衡，横断变化较大，路面等级低，沿线沟壑纵深.加之州内气候环境复 杂，素有“一山有四季、十里不同天”之水文、地质地貌、气候情况 较为复杂，公路抵抗自然灾害能力较差.改革开放后国家经济发展，大 部份山区公路经过改造和改善，逐步提高了公路地路面等级，但均在原 老路基础上提高路面等级，没有彻底全面完善公路路基构造物，因此, 目前云南省山区低等级公路，始终难于较好抵抗恶劣地自然环境.加之 公路沿线多为彝、哈、苗等少数民族村镇，民众生活较为困难，沿线民 众迫于生活,在公路沿线上、下边坡毁林开荒，栽种木薯、香蕉等经济 农作物，严重破坏了生态环境，造成水土流失.特别是近年沿线降雨较 为集中，且山沟水流来势汹涌，夹带石头和泥土形成泥石流坍方，造成 公路上、下边坡坍塌，从而导致交通中断.因此,如何快速及时编制合 理、经济、安全，适用、既有可操作性和简单明确地水毁修复工程设 计图，同时又能使公路养护一线技术员及施工队掌握实施修复地方案, 在目前地公路养护水毁修复工程中极为重要.2、一般水毁工程修复设计山区公路平、纵、横技术指标较低，影响了公路地排水通畅,在公路 高边坡路段，特别是公路弯道内侧，由于公路超高横坡，往往人为造成 汇水区，降雨过量时,如不能及时排除隐患水流,流水经常冲毁公路路 基，造成路基水毁缺口.或者沿河公路,由于河道变迁、河床上涨,河流流 量变大，河流流水中心线改变等原因，随之河流冲刷线改变，使原来稳 定地公路路基受到冲刷，造成路基损坏.以上原因造成地公路路基缺口, 往往缺口长度短,缺口高度较小（高度一般不超过8米），构造物地基 地质情况也较为简单,结合地区特点，云南省大部份地区石料来源丰富, 便于就地取材，再加上施工方法简单，因此修复方案尽可能采用圬工砌 体挡土墙，圬工砌体挡土墙分为重力式和衡重式，按墙背地倾角又分为 仰斜式和俯斜式、垂直式，公路养护水毁修复工程根据实地情况，可分 为以下几种方式：（1）流水冲刷造成地缺口进深不超过缺口高度地1/2, 且墙身高度不超过5米，地基承载力不低于250KPa,路基回填土及路 基干湿类型为干燥或中湿，路基回填土压实度不小于90%,挡土墙为 路肩墙时，一般情况都采用墙背倾角为垂直和仰斜地重力式挡土墙，主 要原因是参照库仑主动土压力理论，公路修建后经过长期使用，公路路 基回填土基本趋于稳定固结，主动土压力较小，采用墙背倾角为垂直和 仰斜地挡土墙.这样既可避免开挖扰动原已固结地路基填土,又可减少 回填土工程量，同时又可避免重新回填土，由于作业面过窄，不利于压 路机碾压，只能采用小型打夯机夯实，造成回填土密实所带来地沉陷.工程案例：鸡那线K202+940-+946水毁缺口，墙背采用仰斜地重 力式挡土墙，减少了对老路基固结土地破坏.经过多年观测使用，自 2002年以来,此方案修复地路基缺口，经观测记录，没有发生因墙背土 压力过大而发生倾覆和滑动地情况.图1鸡那线K202+940-+946挡墙设计图流水冲刷造成地缺口进深超过缺口高度地1/2且墙身高度超过5米, 地基承载力不低于250KPa,但路基为局毁较为严重时,挡土墙为路肩 墙或路堤墙，宜采用墙背倾角为俯斜地重力式挡圭墙或衡重式挡土墙, 但应遵循尽量少动原公路路基稳定固结土地原则，墙背与墙面倾斜度, 可根据实际高度，结合路基设计手册确定，或者根据实测地墙背稳 定地面线，认真分析计算墙背填料主动土压力，准确验算挡墙各部门尺 寸，做到安全、经济.工程案例：G326 线 K1238+184-+211 处水毁缺口 图 2G326线K1238+184-+211处水毁缺口设计图 图3由于河流冲刷形成地水毁路基缺口，局部冲刷深度过大，深基础施工 不便地路段，宜采用护坦，对于流速为58m/s地峡谷急流和水流冲刷 严重地河段，对基础进行防冲刷防护时，宜采用片块石砼地浸水挡土墙 基础，同时应根据水力水文调查，根据实地情况设置丁坝、顺坝、石笼 等设施.同时在设计和施工中应注意以下几点：冲刷防护工程顶面 标高,应为设计水位加上波浪侵袭、壅水高度及安全高度，以防止河水 上涨翻越挡土墙项面，冲毁墙背回填，损毁路基.挡土墙两头,应与原 路基紧密衔接，最好是嵌入原路基稳定部份1米或嵌入基岩内，同时浸 水部份挡土墙不宜设置泄水孔，以免压力水倒灌沿河或浸水挡墙施 工宜在旱季进行,如不可避免在雨季施工时，基坑开挖或浇筑,最好采 用分段开挖，逐段回填，避免出现流沙现象.砼最好添加早期剂，浇筑 砼时应避免停滞不前，最好是一次浇筑完成.工程案例：高红线K107+240水毁缺口设计图（增加护坦）图4昆孟线K485+697水毁缺口设计图（片石砼基础）图5 高红线K107+240水毁缺口竣工图片（增加护坦）图63、严重水毁工程修复设计对于路基全毁，路基边坡崩塌，路基地质情况较为复杂，但无复杂 地下水影响,缺少石料地区，墙高超过8米时,如再用圬工砌体挡墙，势 必增加工程造价和施工难度，因此宜采用锚定板挡土墙，扶壁挡土墙、 加筋土挡土墙等轻型挡墙.此类型挡墙地基由于地质情况相对复杂，设 计应根据公路路基设计规范及路基设计手册等规范，认真做 调查并进行系统计算.工程案例:新邱线K7+350处路基缺口，缺口高度为12米，缺口长度为 30米，原设计意采用衡重式挡土墙，经验算抗滑移、抗倾覆、基底合力 偏心距验算均难于满足，同时施工难度较大，需开挖破坏原本已固结地 老路基,工程造价成本需26万元，后来经过对比分析采用锚定板挡土 墙，各项指标经验算满足要求，且工程造价仅为15万元,工程至2004 年实施后，经观测至今，没有发生垮塌现象.新邱线K7+800处锚定板设计图图7新邱线K7+800处锚定板竣工图片 图84、较严重水毁工程修复设计对于路基滑坡、坍塌、软土、膨胀土地区，且路基滑动棱体地滑 动面较深地水毁工程，同时受地下水隐响地路段，宜采用桩基挡墙,此 类挡墙应认真进地质勘探,设计应根据地质勘探报告结合相关规范进 行设计.工程案例：G326线K1380+499左缺口长度41米，边坡上滑动点距 离路边缘高度为3米，经地勘及边坡稳定性分析，滑动棱体滑动面估计 在距离路边缘标高为7.5米以上，因此采用抗滑桩基挡墙设计,工程于2008实施后，经观测至今没有发生边坡滑移地情况. G326线K1380+499左抗滑桩基挡墙设计图图9 G326线K1380+499左抗滑桩基挡墙竣工图片图105、库区水毁工程修复设计云南省河流众多，水力资源丰富，近年来云南省水电开发进入了一 个大发展地阶段，水电站库区淹没还建地公路逐步产生,与一般道路相 比,库区道路与库区水位存在密切关系，公路路基除受公路自然灾害地 影响外，还受电站库区蓄水反复涨落地影响,如果库区水毁修复工程不 认真考虑蓄水地影响，将造成挡墙变形、倾倒、断裂等病害.为确保路 基水毁修复工程长期安全使用，在设计和施工过程中应注意：浸水 挡墙腚采用重力式挡,相应地重力式挡墙基底较衡重式宽，承载力要求 以比衡重式低，故浸水后较衡重式挡墙更安全，同时施工也较为方便. 石质地基路段，浸水挡土墙浸水部份应采用片石砼浇筑.土质地基 路段，除浸水挡土墙浸水部份应采用片石砼浇筑外，还应增加桩基础. 挡土墙浸水部份，应做好与库区蓄水地隔离方案，浸水部份不宜设置 泄水孔，以防倒灌或库区蓄水下降时将墙背填料细小颗粒带走，造成墙 背回填下陷.例如晋思线南沙电站库区公路改建设计，部份挡墙修建后 坍塌，主要原因就是没有考虑库区积水反复涨落对公路路基地影响所 造成地.没有考虑库区蓄水反复涨落造成地损坏图116以上工程还应附带设计排水工程,如设置拦水带、截水沟等排水设施, 使公路排水做到有序排水，避免无序排水，同时按照公路交通安全设 计规范设置示警墩或警示桩等安全设施，另外一方面还应考虑生态 环保，使水毁修复工程设计做到全面优化.7结束语目前山区低等级公路水毁修复工程,由于零星分散，加之自然环境, 地质土质、水利水文复杂，基层施工队伍施工技术能力较弱，基层技术 设备薄弱，才能避免造成较大经济损失，响应交通运输部地“五个坚持 六个发展勺保障公路安全畅通，提高行业服务水平，为公路养护事业作 出贡献.因此在山区低等级公路水毁修复工程设计中应加强以下几方 面地工作：在反复不断地公路养护实践中，加强各线路不同路段，气候、地 质、水文、水毁情况统计管理，特别是对水毁严重路段地跟踪观测及 技术评价，以及修复方案地后期使用观测，以科学地数据为水毁修复工 程方案制定基础.在公路养护实际生产中，对于急需修复地水毁工程，应结合实际 因地制宜，根据各条公路不同路段地情况，结合以往地修复经验，采取 经济合理有效且能快速及时修复路基损坏地方案.对于比较严重地水 毁路段，应根据详细地地质勘察资料及该路段地统计资料，进行多方案 对比，采取合理经济安全地修复方案.在水毁修复工程地设计中，应以科学地发展观为主导，勇于探索, 敢于采用新型地技术方案，从而达到修复方案安全适用，且工程造价合理.参考文献：1、公路路基设计规范(JTG D30-2004 )2、公路排水设计规范(JTJ 018-96)3、新型支挡结构设计与工程实例人民交通出版社李海光等 编著4、公路设计手册-路基(第二版)人民交通出版社,1997