黄土地区高速公路水毁病害成因分析及处治措施

任 宏 斌

(灵河高速公路(神河段)建设管理处，山西 河曲 036500)

针对山西省黄土地区高速公路的地理、气候、水文等具体情况进行研究，找出规律性的东西做到提前养护，进而提高道路使用性能,对降低大中修频率,进一步提高高速公路运营效益具有极其重要意义。

1 排水系统破损

1.1 涵洞附近排水系统

1)病害概述。

涵洞进出口附近急流槽及左右侧八字墙坍塌，涵洞附近土体塌陷，涵洞进出口附近浆砌铺砌水毁严重，农田耕地冲毁。

2)养护运营单位常规处治措施。

涵洞附近土体冲毁塌陷处回填灰土压实，分级做挡土墙反压，急流槽采用钢筋混凝土浇筑，在沟底出水口设置跌井或散水台，重新修复涵洞八字墙，农田机耕道。

1.2 桥台附近排水系统

1)病害概述。

桥头左右两侧急流槽及护坡塌陷严重，桩基外露，搭板悬空，桥台至桥底排水沟冲毁。

2)养护运营单位常规处治措施。

对塌陷处回填灰土，急流槽采用钢筋混凝土并加跌井，沟底新增护坡及截水墙，重新砌筑排水沟并扩大排水沟断面。裸露桩基桥墩下新增护坡，搭板下空洞处浇筑混凝土。

1.3 路基填方段排水系统

1)病害概述。

受降雨影响，路基填方段下边坡排水沟水毁，路基边坡呈现深入路基，路基悬空，边坡拱形骨架、浆砌护坡等防护工程水毁。

2)养护运营单位常规处治措施。

清理塌陷部位对湿软土层进行清理后使用灰土进行回填，对排水沟、拱形骨架等砌体工程进行恢复；路基如有沉陷采取钻孔注浆或重新摊铺的措施进行处治。

1.4 涵洞、桥台、路基填方附近排水系统病害成因分析

1)我省高速公路主体路段均处于西北黄土高原丘陵沟壑区，地表支离破碎，路基填方段绝大部分位于湿陷性段落，黄土地段因浸水后土的结构破坏而发生显著变化的特性是造成此类病害的主因。

2)东西走向高速公路与南北走向的吕梁山脉走向相交，东西走向高速公路建设对原有水系的破坏相对较大。

3)通车时间较短的高速公路普遍存在排水设施的断面尺寸偏小和走向与天然排水系统不协调等问题，填方段路基边坡的水毁病害处多位于路基填方段两侧急流槽、边坡。在这些部位由于处在长大下坡线形汇水处，路面汇水、边沟汇水、边坡汇水均汇集到这些部位，原有排水设计无法满足现场实际汇水排水量，致使涵洞、桥台、路基填方段两侧急流槽、边坡等构造物被冲毁严重。

4)建设期排水设计不分长度、路面宽度，采用统一的排水沟过水断面，致使在加宽段路基、超高段路面和长大下坡路段的排水沟不能满足泄洪要求，从而极易引发病害，如果不能及时处置则会造成病害进一步扩大。

5)原有设计未考虑在急流槽水冲刷集中处设置消力池等消力措施，未将急流槽转折处设计成圆弧状方便顺接并在急流槽在转折处适度加高。

1.5 涵洞、桥台、路基填方附近排水系统常规处治措施建议

1)对于水毁工程重新设计的急流槽、排水沟等构造物，应根据水毁现场地形、地貌、水文及现场实际情况调整构造物原设计布设位置及断面尺寸。

2)对于设计增设的急流槽，应在急流槽集中处施做消力池，并将急流槽高度加高，在急流槽转折处将急流槽做成圆弧状方便顺接。

3)针对此类病害养护单位应对排水设施在今后的养护过程中进一步完善。同时养护单位应加强巡视，对排水系统的破损点应及时修复，避免在汛期由于个别破损点造成大的水毁损失。

4)二次摊铺后的路面均不同程度存在各类裂缝的问题，对此类裂缝应及时采取修补处治措施。

1.6 路面拦水带排水系统

1)病害概述。

路面拦水带破损致使路面排水未能正常进入急流槽等排水设施，致使路基边坡沉陷，边坡防护破损。

2)养护运营单位常规处治措施。

对路面拦水带破损段落进行恢复将破坏的排水系统及边坡浆砌防护工程恢复。

3)病害成因分析：

a.原有设计路面拦水带由于施工进度等原因未按照设计施工，采用普通混凝土代替沥青砂作为路面拦水带施工材料。公路运营期间冬季除雪使用融雪剂致使使用了普通混凝土的拦水带损坏严重，造成该类拦水带已不具备正常的拦水功能。

b.原有拦水带在急流槽附近的顺接不顺畅、不合理，致使拦水带拦水未能按照原有设计将路面排水正常进入急流槽等排水设施。

4)该类常规处治措施建议。

a.在高速公路建设期间严禁采用普通混凝土代替沥青砂作为路面拦水带施工材料。对已采用普通混凝土代替沥青砂作为路面拦水带施工材料的拦水带应及时更换。

b.原有拦水带在急流槽附近的顺接不顺畅、不合理的，应根据路面汇水及急流槽位置合理布设拦水带水簸箕的位置。

2 路基沉陷

2.1 路基排水设计不合理

1)病害概述。

路基沉陷，在对路基沉陷段落进行沥青混凝土二次摊铺后该段路基在运营期间路基仍然发生沉陷。

2)养护运营单位常规处治措施。

采用高压喷射注浆法对路基进行注浆加固，路面沉陷段落进行沥青混凝土二次摊铺。

3)病害成因分析。

由于病害处于填方段，在路基下未设置涵洞等排水设施；或路基填方期间一侧原有沟体与路基一起进行了填筑，但未能有效解决原有山体汇水的排水问题，致使路基填筑一侧山体汇水仍沿原有路径在深层穿越路基，造成路基沉陷。

4)该类常规处治措施建议。

本处病害原因应为原沟底仍有渗水流经，造成路基承载力不足。采用高压喷射注浆法处治方案只对部分填土体处治(处治深度约10 m)，未能彻底消除病害产生原因，如不增设构造物此类恐难彻底根除。

采用高压喷射注浆法施工前应在处治点选取三根高压喷射桩，采取不同压力、不同配比试钻；在试钻的基础上检查成桩率，选择成桩率较高的压力、配合比方案后再开始大规模施工。

对路基多年持续下沉，但下沉程度逐年趋缓，且全面处置工程量过大的病害可以只对路面加铺、恢复，不对下沉的路基进行处治。

2.2 排水系统破坏造成路基沉陷

1)病害概述。

桥台、涵洞、路基边坡附近排水系统破损造成路基沉陷。

2)养护运营单位常规处治措施。

修复原有排水系统，对路基进行注浆加固，路面沉陷段落进行沥青混凝土二次摊铺。

3)病害成因分析。

该类路基沉陷主要原因为原有排水系统的破损，原有排水系统破损原因详见涵洞、桥台、路基边坡病害成因分析。

4)该类常规处治措施建议。

a.如路基沉陷工程设计采用高压喷射注浆法施工，建议施工前应在处治点选取三根高压喷射桩，采取不同压力、不同配比试钻；在试钻的基础上检查成桩率，选择成桩率较高的压力、配合比方案后再开始大规模施工。

b.二次摊铺后的路面均不同程度存在各类裂缝的问题，对此类产生的裂缝应及时采取修补处治措施。

3 边坡支护工程破坏

3.1 河道内边坡防护滑塌

1)病害概述。

河道内边坡防护滑塌。

2)养护运营单位常规处治措施。

路基下边坡防护滑塌在清除杂土后，增设二级边坡挡墙，修复一级挡墙，新增急流槽，同时，重新修复两侧急流槽，最后在二级挡墙外侧做反压土方。

3)病害成因分析。

路基下边坡位于河道内，在雨季期间，河道内洪水将路基下边坡防护挡墙掏空，造成下边坡防护滑塌。

4)该类常规处治措施建议。

如出现河道内弃渣、垃圾等杂物堵塞河道的情况应及时疏通河道，建议可将挡土墙往水流上游方向顺接，增设导流设施，避免在雨季河道洪水直接冲刷边坡坡脚。

3.2 上边坡平台形成冲沟

1)病害概述。

上边坡平台形成大V字冲沟，急流槽护面墙塌陷。

2)养护运营单位常规处治措施。

回填冲沟，修复排水系统，新增护面墙防护。

3)病害成因分析。

水毁平台上部边坡顶为低洼段，原有排水设计无法满足现场实际汇水排水量，致使平台形成大V字冲沟，急流槽、护面墙在此处被冲毁严重。

4)该类常规处治措施建议。

建议养护单位加大巡查力度，对边坡顶部截水沟等部位定时巡查，发现截水沟破损、排水系统堵塞、原地面低洼段出现汇水点等情况应及时处置，必要时增设急流槽等排水设施。避免在雨季将平台、急流槽、护面墙等构造物冲毁。

4 结语

加强对公路典型病害进行全面的分析和认识，可以提高道路使用性能,降低大中修频率,进一步提高高速公路运营效益，对构建安全、舒适、优美、和谐的高速公路通行环境具有重要意义。