時間:2019年10月12日 分類:科學技術論文 次數:
摘要:暴雨易導致公路工程受到破壞,對公路的使用和安全產生不利影響。本文以某公路工程為例,分析強暴雨自然災害對公路建設的影響,針對自然災害的主要特點和成因,提出了科學可行的公路重建改造方案,可供相關人員參考。
關鍵詞:公路水毀;洪澇災害;水毀防治
強暴雨對公路所造成的損害,可謂是重大的自然災害之一。當前,惡劣天氣不斷出現,尤其是臺風、暴雨、洪水等災害對公路路基的破壞十分嚴重、公路路面損壞范圍大。這些自然災害嚴重損害公路設施,造成交通中斷和阻塞等突發交通事件,也導致不可預料的人員傷亡,更加導致公路的服務年限大幅下降。針對自然災害對公路造成的危害,對災害公路制定科學合理的重建方案顯得尤為重要。
1工程概況
2018年7月份,我國某地降暴雨長達12h,產生460mm的降水量。3d的總降雨量超過30%,降雨達到歷史最高。公路損毀總長度18km,損毀的主要工程是路基、路面以及排水設施。被水損毀的地點總數是175(不含零星水的破壞)。據統計分析,共5條公路被損毀,被損毀的地點大概有175處,其中,有65處沿河路基被損毀\山體滑坡損毀40處\路基坍塌46處\路面塌陷有9處\橋梁及過水路面損毀15處。
2公路發生災害的主要特點及成因
2.1主要原因分析
降雨持續時間長,暴雨強度大、范圍廣。這樣的自然災害強度超過了道路的設計標準,是公路被損壞的一個原因。當地在修公路時,所按照的標準只是參照國家普通公路干線的標準?h級公路也是如此,表現如下:(1)低水平;(2)線位低,大部分受損道路為沿著河流;(3)保護不力;(4)橋梁和涵洞的設計洪水頻率很低。當升級主干道路的省份,部分舊公路、路基、橋梁和涵洞等仍沒有升級[1]。沿河路堤上的擋墻沒有較強的抗沖刷能力,過水構造物嚴重欠缺,這些都是導致公路損害的重要因素。不僅如此,在河道中存在淤堵的情況,加劇了洪水破壞的情況發生。
2.2災害特點
由于大雨和沖刷,造成公路毀壞的類型有6種:(1)河流周圍的防護設施及路基出現沖毀、沖斷的情況,路基的支檔防護被沖毀導致坍塌情況產生;(2)山體、路塹邊出現滑坡情況;(3)高填方的路基被沖毀;公路上出現大面積的積水,長時間浸泡導致路面受損;(4)過水路面被沖毀;(5)涵洞淤泥過多,排水不通暢,導致涵洞無法使用;(6)路基的排水、防護設施被損毀。
3公路一般水毀及嚴重水毀重建方案
3.1一般水毀公路重建方案
對塌方路段上的危石和塌方進行清理,并重建受損的邊溝及擋墻。恢復和重建路基、邊坡和邊坡,對沖毀的擋墻、攔水帶、急流槽、邊溝等沿線設施進行恢復重建,對損毀的鋪砌、八字墻、橋涵錐坡等防護設施進行恢復重建。
3.2嚴重水公路重建方案
(1)裙墻被損害、橋頭出現錐破、擋土墻出現局部的坍塌、路面出現開裂、路基沉降。改造方案:對沉降路基進行處理,處理位置至路床下3m,加強新舊路基的結合工作,進行路面的重做,橋頭搭板之下的路基必須采取灌漿的形式處理。拆除損壞的擋土墻,重新建設新的擋土墻,增加基礎深度、截面,提高擋土墻的抗滑能力,同時拆除掉被損的錐破及防護。(2)路側、路面的路基沉降和積水。改造方案:開挖路基,修復原倒虹吸管涵,換填軟濕路基。
(3)邊坡和擋土墻坍塌,致使路基挖空。改造方案:重建混凝土擋土墻,不可只設置一層,破腳位置加設護坦,并進行碎石、混凝的填充,對損壞路基進行恢復處理,擋土墻上部必須設置相應的急流槽,同時,道路左側必須配與相應的擋水帶。(4)上邊坡出現掛網撕裂及局部塌陷。改造方案:拆除掛網、危石,重新掛網。(5)原1~10m現澆板小橋出現坍塌的情況,兩側33m的路基均被沖斷。改造方案:重建3~16m預應力混凝土短T梁橋。
(6)原1~4m石拱涵坍塌,42m路基破碎。改造方案:設置2~6m波紋管涵,在上游設置椽子。(7)引水面、左擋墻坍塌,路基破碎。改造方案:新建混凝土擋土墻,增加防沖刷設施,如護坦、防石籠等,重做路基。(8)路基邊坡沖刷,路面開裂。改造方案:右側設置路肩墻,重做路面,在道路邊界設置淺碟形邊溝。
(9)原1~5m石拱橋出現一定程度的破壞,兩側18m的路基均出現破壞的情況。改造方案:重建3~8m現澆板小橋,橋角的設置需與水流方向形成一致,上游河道與下游河道采取連接保護的措施。(10)迎水面防護沖毀、橋頭臺背掏空、路基沖斷、擋墻坍塌。重建方案:新建混凝土墻,設置相應的沖刷設施,如護坦、石籠等,對橋頭錐坡、防護、路基進行重建施工。(11)原路面被損毀。改造方案:搭設3m左右的現澆板漫水橋,兩側與舊路相接。(12)地表臨水,擋土墻出現倒塌,路基開裂,橋頭后緣挖空,防護被破壞。改造方案:對混凝土擋土墻進行重建,設置防沖刷設施,對橋頭錐坡、防護、路基進行重建施工。
(13)由于洪水侵蝕路面,邊坡和排水設施受損,局部路基變形,洪水后路面局部下沉。改造方案:對排水設施、邊坡損壞情況進行及時的修復,對變型的路基必須進行大修。其大修方案:在舊路面的基礎上,做5cm中粒式改性瀝青混凝土、7cm粗粒式瀝青混凝土、18cm水泥穩定碎石、18cm水泥穩定冷再生。對路面檢測工作進行加強,在需要的地方加設4個1~4m的鋼筋混凝土涵洞,并進一步考慮邊溝積水的排除方案。
4公路強暴雨災后重建的相關建議
(1)對洪澇災害路面進行恢復重建的工作中,需根據洪澇災害的特點,從施工、養護、設計等不同的角度出發,消除洪澇災害[2]。對路基周圍的圍護結構進行加強設計,增加相應的防沖刷設施。其墻體可以運用混凝土結構,不斷深化基礎,對護坦、石籠等的防護工作需不斷提高;
(2)對洪澇災害導致的大面積路面積水,需根據排水需求及地形,加設相應的涵洞,對迎水面的防護工作需增強;對滑坡后出現的危石等需進行及時的清除,有條件的部分路段可以增設坡頂截水溝;
(3)高填方路面邊坡表面的侵蝕,增加集中排水設施;如路側原本設置了混凝土護欄,必須加設混凝土的排水孔,設置相應的排水孔并集中設置泄水槽;恢復重建邊溝、排水溝、急流槽、擋水帶等排水設施,部分路段根據情況設置相應的擋土墻和排水設施;
(4)在進行恢復重建的過程中,其橋涵的設置必須依照高速公路的等級標準進行。尤其是地質條件復雜的地段,更應該做好充分的準備。而且要考慮周全,這樣才能保證多方面滿足要求。容易形成泥石流淤積的橋梁,增加施工跨度,適當增加上游攔截墻等設施。對于涵洞通道由于多年沒有大規模行洪的,加強河道整治,確保洪水通暢。對于大型崩塌的路面,應該盡量避開這些地質塌陷區域,以保證公路的通暢。
5結束語
目前,經濟的快速發展以及各項法律的完善,不僅對公路當時建設的要求越來越嚴格,而且對公路受損后重建的要求更加嚴格,只有嚴格按照需求進行施工才能保證公路的質量。在強暴雨之后,更應該遵守相關要求施工,保證公路質量,保證國家和人民的生命財產安全。
參考文獻
[1]河北省交通規劃設計院.關于7.19干線公路水毀調查報告[R].石家莊:河北省交通規劃設計院,2016.
[2]王志,李藹恂,李軍,等.超強臺風“威馬遜”對道路交通的影響分析[J].公路,2016(01):149-155.
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《交通科學與工程》欄目設置:基礎科學、路橋工程、河海工程、汽車與機電工程、計算機工程、建筑學、管理工程!督煌ǹ茖W與工程》(曾用刊名:長沙交通學院學報),1985年創刊,立足于交通行業學科建設,報道交通行業具有創新性,國際學術前沿性的科學論文,全面反映我國交通運輸工程科研的實力,促進交通行業科研工作的發展,促進國內外學術交流和學術爭鳴。