浅析兰漾线公路灾害防治工程“水”损害治理方案
时间:2013-07-16 作者：王军 来源：大理公路管理总段 点击：
摘 要 针对兰漾线公路灾害路段多、投资少的现状，分析灾害类型及其影响因素，其中最重要、最活跃的因素是“水”——地下渗水和河水冲刷；阐述了边坡排水平孔（疏干孔）是减少土体含水、提高路基稳定的重要措施；微型钢管桩是处治浅表性路基滑移的可靠措施；上挡墙配合盲沟防护是治理上边坡渗水滑坍、提高边坡稳定的理想措施；驳岸与抛石护基相结合的复合驳岸是处治河流冲刷的有效措施；提出了灾害防治工程下一步工作思路：加大投资力度，逐步实现公路灾害防治工程工作重心由“治”公路灾害到“防”公路灾害的过渡。
关键词 公路灾害 渗水 冲刷 治理 疏干孔 钢管桩 盲沟 抛石
一、 引言
路网结构改造工程是为提高公路路网结构、改善公路通行条件、通过工程技术手段进行处治的工程项目，包括安全保障工程、危桥加固工程、公路灾害防治工程。公路灾害防治工程是通过增设和完善公路的灾害防治设施为重点，对公路边坡、路基、桥梁构造物和排（防）水设施进行综合整治，以提高公路抗灾能力的专项工程。大理州地处云南省中部偏西，云贵高原与横断山脉结合部位，地势西北高、东南低。地跨东经98°52′～101°03′，北纬24°41′～26°42′之间。东邻楚雄州，南靠普洱、临沧二市，西与保山市、怒江州相连，北接丽江市。大理州国土总面积29459平方公里。山区面积占总面积的83.7％，坝区面积仅占16.3％，大部分公路位于山区，受自然灾害影响严重，主要表现为公路灾害种类多、影响广、直接经济损失严重且持续增长。如2011年12月17日19时50分左右，兰漾线K79+800～+970段发生约135.8万m3山体滑坡，造成公路和沘江河道阻断，形成堰塞湖。随着经济社会的发展和践行“三个服务”（交通发展要服务国民经济和社会发展全局，服务社会主义新农村建设，服务人民群众安全便捷出行），社会公众对出行的需求日益强烈，不仅要能走，更要走得安全、便捷。为此，2006年交通部针对全国公路灾害频发、交通受阻严重现状，提出开展干线公路灾害防治工程试点。大理总段自实施公路灾害防治工程以来，共进行三条干线1150万元公路灾害防治工程，积累了一些经验，目前正在进行治理兰漾线公路灾害防治工程。
二、 兰漾线公路灾害防治工程“水”损害治理方案
由于兰漾线公路沿线山高坡陡，处于典型的滇西红尘，地质破碎，饱和容重大、水稳定性差，水土流失严重，滑坡、坍塌、路基滑移、路基冲刷、泥石流等地质灾害频发，历史遗留公路灾害路段多，项目投资不足，无法彻底根治公路灾害。古人云：“凡事豫则立，不豫则废”，（“豫”同“预”，指前期策划等工作），这里讲的就是工程项目建设前期和勘测设计期的重要作用。无论是发达国家，还是发展中国家，都把项目建设前期视为工程建设的首要环节。据不完全统计，项目投资控制在项目建设的各个阶段中，项目前期所占比重最大，远远超过项目建设其他几个阶段。为了科学合理有效利用项目投资，提高项目投资经济性，在项目前期勘测设计阶段要投入大量精力对项目优化设计。通过研究分析，兰漾线公路公路灾害主要表现为滑坡和河流冲刷两种主要类型，但其主要影响因素都是“水”，包括地下渗水和河水冲刷。在治理这些公路灾害时，关键的问题是处理好“水”的问题，了解“水”损害机理，有针对性的进行科学合理的设计，精心施工，保证质量，做到修一处，保一处，使公路抗灾能力逐步提高，减少公路灾害损失。
1. 地下渗水治理方案
兰漾线多处出现上边坡滑坍、上挡墙墙身剪切破坏、半挖半填路基滑移、措台、开裂、外侧下沉、路肩墙倾斜变形等公路灾害，在其众多影响因素中，地下渗水是最活跃的因素。根据土应力分析，土体在吸水饱和过程中将逐步失稳。而公路灾害路段多项目投资不足，很难进行大量坚固的支挡工程，因此对土体地下渗水进行疏干处理是一个重要的措施。
（1）排水平孔（疏干孔）是减少土体含水率、提高路基稳定的重要措施
|
台开裂 |
采用疏干孔（图2），具有施工方便、排水性能好等优点。疏干孔布设中三个重要参数[1]——孔长、孔径、孔间距与排水疏干效果之间的关系为：孔长越长、孔径越大，孔间距越小，排水疏干效果越好，孔长对单孔流量的影响很大，当孔径当增大到一定程度时对排水效果贡献不大，不同的土体材料采用不同的孔间距，透水性好的土体（如碎砾石土）可采用较大间距，透水性差的土体（如粉土）可采用较小间距，参考值为2～5米。考虑施工及工程经济性，兰漾线公路灾害防治工程疏干孔造孔孔径一般采用φ130mm,坡降3%～5%，孔位布设在能施工疏干孔场地的最低处，以提高疏干孔的排水效果。成孔后向钻孔内推入φ75mm上半圆带孔PVC管，另加土工布包裹（也可将包裹了土工布的排水管放在钻杆内一起钻入，随后抽回钻杆）。孔间距5m，深度超过路面措台开裂面。在具体施工中，应根据施工揭示地层露头情况和路基土体含水状态等实际情况调整孔位、孔数以及孔深，以确保疏干孔疏干排水效果。
当路基上边坡渗水，也可在上边坡布设疏干孔，排除边坡渗水、降低地下水位，减少边坡土体重度和土体内地下水动水压力和渗透压力稳定边坡。在护面墙、护坡上也可以钻孔布设疏干孔。
（2）钢管桩是处治浅表性路基滑移的可靠措施
|
图2 疏干孔 |
|
|
|
图4 布孔φ110mm造孔
|
微型钢管桩施工工艺简单，施工速度快，成桩质量便于控制，工程造价、施工安全风险也远远低于抗滑桩等治理措施，是滑坡治理较为理想的工程措施。微型钢管桩技术应用于滑坡治理工程时，应配套设置完善的排水系统（如疏干孔），形成完整的排水——支撑体系。
（3）墙配合盲沟防护是治理上边坡渗水滑坍、提高边坡稳定的理想措施
兰漾线上边坡滑坍是另一代表性公路灾害（图5），滑坍挤压破坏水沟、致使路面隆起。一般治理措施就是修建坚固的上挡墙支挡。然而在很多时候挡墙都会被剪切破坏，特别是施工过程中泄水孔很少按规范施工（泄水孔进水口底部铺设30cm厚夯实粘土防水层，为防孔道淤塞进水口部分设置反滤层），经常出现泄水孔淤塞，墙背土压力增大，最终导致挡墙、边坡失稳。减少墙背土体含水率能有效降低土压力，在投资有限的情况下，可以减小墙体断面增设盲沟，能有效提高防护效果（图6），在水沟底设置纵向盲沟，在挡墙背设置干砌片石（底部设置防水层），并通过PVC管将水排至边沟或纵向盲沟，这样就能有效降低墙背土体含水量，减少土压力，提高边坡稳定性。
图5 边坡滑坍 
图6 减少断面设盲沟，提高防护
2. 河流冲刷治理方案
兰漾线沿沘江布线，公路高程低，部分路段压缩河道，沿线冲刷防护工程不完善，河床纵坡比降大，河流狭窄弯曲，纵向侵蚀剧烈，冲刷严重，主在表现为对岸支流顶冲和峡谷急流冲刷（如图7、图8）。
图7 对岸支流顶冲
图8 峡谷急流冲刷
为防止在路基上部滑移和下部冲刷共同作用下形成冲刷滑坡，一般设置浆砌片块石或片石混凝土驳岸防护，兼有支撑坡脚和防护冲刷双重作用，近期效果比较理想，但是在水流冲淤还不平衡时将继续对驳岸基础进行掏蚀，特别是在投资少驳岸坡率陡断面小时尤其严重，日积月累驳岸基础将有被掏空倾倒的危险，砂砾河床尤其严重。采用驳岸与抛石护基相结合的复合驳岸是处治河流冲刷的有效措施（图9、图10）。
图9 复合驳岸断面图
图10 驳岸坡率与冲刷关系
|
|
三、 公路灾害防治工程下一步工作思路
目前公路灾害多、投资少，项目防治工程工作重心处于“治”公路灾害。公路灾害防治工程下一步工作思路应加大投资力度，加大对公路灾害监测、预报、预防工作投入，总结经验教训，从“治”公路灾害到“治”公路灾害和“防”公路灾害双管齐下，并逐渐向“防”公路灾害转变，使公路灾害防治工程发挥出更大的经济和社会效益。并进一步注重环保、自然、和谐的要求，把公路灾害防治工程打造成“环保工程”、“民心工程”，充分体现国家节能降耗的目标要求，积极实践行业可持续发展的战略思路。
四、 结语
针对兰漾线公路灾害路段多、投资少的现状，采用平孔（疏干孔）是减少土体含水、提高路基稳定的重要措施；微型钢管桩是处治浅表性路基滑移的可靠措施；上挡墙配合盲沟防护是治理上边坡渗水滑坍、提高边坡稳定的理想措施；驳岸与抛石护基相结合的复合驳岸是处治河流冲刷的有效措施。灾害防治既要注重综合治理的原则，同时也要转变工作思路，加大投资力度，逐步实现公路灾害防治工程工作重心由“治”公路灾害到“防”公路灾害的过渡。
[1] 张辰辰，张宁，张晓春.高速公路高边坡段排水平孔设计研究［D］.东南大学教育部智能运输系统工程研究中心学术论文.2009（4）.
[2] 交通部.干线公路灾害防治试点工程技术指南（试行）［M］.2006.8
