黄土地区高速公路水毁病害特点分析及处治建议

2018-03-26徐强

山西建筑 2018年2期

关键词：汇水边沟边坡

徐强

(山西省交通运输厅重点公路工程建设办公室，山西太原 030006)

针对黄土地区高速公路区域的水文、气象、地质特点，结合山西省内各家高速公路管理公司对水毁工程治理的治理方案和成功经验，对山西省黄土地区高速公路水毁病害特点分析及处治建议如下。

1 设计原因类水毁病害特点分析及处治建议

1)我省境内主要山脉为南北走向的吕梁山脉和太行山脉，东西走向高速公路与上述两条山脉的走向相交，东西走向高速公路建设对原有水系的破坏相对较大，水毁工程点多、路基沉陷片广。

处治建议:

a.建议东西走向与吕梁山脉、太行山脉走向相交的高速以及近几年洪水频发段高速公路，在建设期对沿线排水系统应进行动态设计，不能片面的套用标准图纸，应根据不同地区的水文地质情况及时调整排水系统位置及结构断面。

b.建议在养护期对已冲毁的排水系统进行二次设计时，应充分考虑实际水毁情况、现场地形、二次征地等因素，不能简单的套用标准图纸。

2)山西省高速公路主要段落均处于西北黄土高原的丘陵沟壑区，路基填方段、桥头、台背、涵背位置绝大部分位于黄土段落，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大部分典型病害的很重要的原因。

近几年建成通车运营的高速公路普遍存在建设时期排水设计无法满足现场实际汇水排水量等问题。新建高速公路的水毁病害多位于桥台、涵洞、填挖方结合处。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，致使急流槽、路基下边坡、下挡墙等构造物被冲毁严重。

处治建议：

a.建议高速公路在设计期间应对处于黄土高原的丘陵沟壑区的桥台、涵洞、填挖方结合处；以及位于长大下坡线形汇水，路面汇水、边沟汇水、边坡汇水均汇集处的排水系统设计时应进行动态设计，根据上述地区的水文地质情况、所处段落汇水情况调整排水系统位置、结构形式及结构断面等。

b.养护期间应对上述地区的水毁处理时对塌陷段落需采用灰土回填，对已水毁的排水系统应根据上述地区的水文地质情况、所处段落汇水情况调整排水系统位置、结构形式及结构断面等。

3)水毁病害特点。

双向六车道和双向四车道路面的汇水量差别较大，现有设计不分长度、路面宽度，采用统一的排水沟过水断面，致使运营期间排水设计无法满足现场实际汇水排水量。

处治建议：

建议高速公路在设计期间对双向六车道和双向四车道路面的汇水综合考虑，对标准图纸应根据实际汇水量进行设计修改。

4)在高速公路枢纽、互通区普遍存在多条匝道路面、边沟汇水集中，排水不畅，建设时期排水设计无法满足现场实际汇水排水量的情况。

处治建议：

a.鉴于上述情况建议高速公路在设计期间应针对枢纽、互通区多条匝道路面、边沟汇水集中的情况，对枢纽、互通区水毁工程制定了专项设计，专项设计根据水毁情况结合现场地形进行了综合考虑。专项设计应满足现阶段匝道区路面、边沟排水要求。

b.养护单位在高速公路枢纽、互通区对已冲毁的排水系统进行设计时，不应简单的以修复为目标，应充分考虑实际水毁状况、路面汇水情况、互通区综合排水等因素。

5)路基填方段、桥头、台背、涵背位置的病害处治工程由于施工工期的影响，回填工程普遍其沉降时间较短，二次摊铺后的路面均不同程度水文存在各类裂缝的问题。

处治建议：

建议对此类产生的裂缝应及时采取灌缝等修补处治措施。

6)已投入运营的部分高速公路，其中央分隔带下未做排水设计和施工，由于季节性降水的特点，绿化的植被不可能在较短的时间内吸收大量的水分，中央分隔带的土层很快就饱和或超饱和，渗入路基、管线和人井中去，危害路基和通信工程。同时渗水也会通过中央分隔带的缝隙渗入路基路面结构层。

处治建议：

建议设计单位在设计时应进一步完善高速公路中央分隔带排水工程设计，特别是超高段中央分隔带的排水设计。

7)已投入运营的部分高速公路桥台前一到两跨未设置桥头锥坡或台前挡墙。桥头排水系统也不够完善。造成桥下排水系统被冲毁，墩桩基础裸露等病害。

处治建议：

建议高速公路在设计期间对桥台前一到两跨设置桥头锥坡或台前挡墙，并设置完善的桥头排水系统。

2 施工原因类水毁病害特点分析及处治建议

1)基于浆砌工程施工质量在近几年大幅度下滑的客观事实，部分原排水工程施工质量达不到规范设计要求，导致此类原因造成的水毁工程在养护专项工程中也占有较大比例。

处治建议：

建议高速公路养护管理单位在病害处置过程中对急流槽等排水工程停止采用浆砌片石砌筑的设计。对原有浆砌排水系统建议可以提前采取预加固措施。

2)建设期间各参建单位对沥青拦水带、混凝土硬路肩等附属工程的重视程度不够，由于重视程度不足造成此类工程的施工质量普遍达不到设计要求，直接影响到了其他工程的建筑寿命及高速公路行车安全。

处治建议：

建议高速公路施工期间对沥青拦水带、混凝土硬路肩等附属工程的施工质量应引起高度重视，不能因为施工工期等原因片面的抓大放小，忽视对附属工程的施工质量要求。

3)建设期间在黄土冲沟地区的高速公路由于种种原因(主要为征地原因)，在桥头、深沟地段的急流槽等排水设施没有能延伸到沟底，在洪水冲刷下这些设施从端部开始掏空、断落，严重的发展到危及桥梁、路基等高速公路主体结构。

处治建议：

建议养护单位应结合每年的水毁恢复情况和养护工程计划，针对该情况结合现场地形、所处段落汇水情况、二次征地等尽快完善该类排水设施。

3 养护原因类水毁病害特点分析及处治建议

1)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。

处治建议：

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，充分利用无人机、北斗导航等现代前沿科学技术，及时处治截水沟破损、排水系统堵塞、原地面低洼段出现汇水点等情况。避免在雨季将平台、急流槽、护面墙等构造物冲毁。

2)部分高速公路原有设计碎石盲沟的出水孔堵塞，盲沟内汇水无法正常排出造成路基边沟塌陷损坏，路面沉陷等问题。

处治建议：

建议养护单位对碎石盲沟的出水孔重点巡查，对出水孔堵塞的情况一经发现立即采取处治措施。

3)部分高速公路路基一侧边沟上部设置有盖板，在养护运营期间曾因排水沟沟底破损养护单位未能及时发现，造成了路基沉陷等水毁病害。

处治建议：

建议养护单位对路基一侧边沟加大巡查力度，定时限期对盖板进行检测，检查边沟底是否存在破损渗水点。

4)已投入运营的部分高速公路天桥防撞墙设计长度不足，桥头排水设计不到位，天桥上游汇水极易造成天桥下部路基边坡的水毁。

处治建议：

建议养护运营单位针对以上情况应根据实施地段地形条件灵活调整防撞墙实施的长度，并完善桥头排水设计。

4 其他处治建议

1)桥梁防撞墙防腐工程、硬路肩混凝土破损修复工程、中央隔离带混凝土修复工程，设计单位制定的设计方案均为修复原有工程。对于上述工程可以根据各家养护路段的具体情况采取一些新工艺、新材料。对于石料丰富地区可以使用花岗岩料石进行了修复，该设计既充分考虑了冬季融雪剂对混凝土破损严重的特殊情况，又充分利用了当地便宜的石材。

2)路面雨雪水流随拦水带汇集，在路基一侧将拦水汇入水簸箕，建议施工期间应根据路面纵坡坡度、路面汇水来水方向提前调整拦水带角度，避免路面汇水较大时因拦水带角度问题汇水不能准确进入水簸箕而造成路基边坡损毁。

3)建议在路基上边坡急流槽汇入路基边沟的正前方设置拦水墩等消力设施，避免上边坡急流槽汇水冲击力过大造成路基边沟、路基硬路肩、路面结构层的损坏。