泥石流灾害中受损桥梁抢修抢通技术研究

宋星秀

（武警警官学院训练基地，广东 广州 510440）

0 引言

泥石流灾害的常发性、突发性和破坏性常常使受灾区域内的桥梁受到破坏，如2019年8月20日四川省阿坝州特大泥石流造成8座桥梁受损，导致G4217蓉昌高速公路、国道213线、317线、多处省道、县乡道中断。桥梁是交通网络的关键性节点，它的破坏中断了所在路段的通行，且受损桥梁抢修抢通能力直接影响应急救援和灾后恢复重建的进程[1]，因此研究泥石流灾害中受损桥梁抢修抢通技术是十分有必要的。

本文研究的受损桥梁是指虽遭受破坏但尚未垮塌的桥梁，抢修抢通技术是指符合“短期安全性”和“快速通过性”要求的快速复通技术。泥石流灾害中受损桥梁抢修抢通技术主要用于在泥石流灾害中对遭受破坏的桥梁进行快速抢修加固和抢通，以满足灾害应急救援中快速复通的需要，暂不考虑无法快速抢修加固和抢通的垮塌桥梁和对桥梁的永久性修复。

1 泥石流灾害中受损桥梁破坏类型

对我国近20年来公开报道的泥石流灾害中桥梁受损事件共133起进行分析，总结出泥石流灾害中受损桥梁的破坏类型主要有6种，见表1。

1.1 桥梁被淤堵或掩埋

从表1可知，桥梁被淤堵或掩埋的破坏类型有40例，占比最大，为30%，是泥石流灾害中桥梁受损的主要形式。在泥石流的作用下，位于河道下游的桥梁或者中小桥梁常表现为淤堵或掩埋的破坏形式，受损较轻的桥下净空被堵塞，受损较重的整桥被淹没或掩埋，使堆积物和桥梁结构成为阻碍，堵塞河道，使河道改道。例如，2019年8月20日泥石流使通化小桥桥洞堵塞，导致泥石流和河水上路。

表1 2001~2021年我国部分泥石流灾害中受损桥梁被破坏情况

1.2 墩台基础被冲刷

从表1可知，墩台基础被冲刷的破坏类型有15例，占比为11.3%，是泥石流灾害中桥梁受损较常见的形式。此种破坏类型主要表现为桥台锥坡与路基边坡开裂、下座，基础开裂，基础掏空，基础不均匀沉降。例如，四川凉山黑纱河5号铁路桥遭受一次规模不大的泥石流冲刷，使长10m的桥基护台（坡）开裂、下座，直接影响桥墩安全[2]，以及2013年7月13日映秀泥石流灾害中，桃关沟中桥3号墩、4号台基础被冲刷淘空[3]。

1.3 桥梁墩台被冲击

从表1可知，桥梁墩台被冲击的破坏类型有12例，占比为9%，其受损形式主要表现为桥墩盖梁的挡块受到破坏，墩台混凝土保护层被冲击脱落，墩台出现坑洞或开裂，桥台倾斜，单个桥墩断裂。通过研究发现，一些桥梁是由泥石流强大的冲击力或者撞击力所造成，例如，2005年9月20日由大暴雨诱发的泥石流，将陇海铁路线宝天段上行麻沟桥2号墩撞断[4]。

1.4 上部结构被推挤或冲走

从表1可知，桥梁上部结构被推挤或冲走的破坏类型有11例，占比为8.3%，其受损形式主要表现为主梁发生横向位移，竖向位移，部分主梁被冲走。例如，2013年7月13日发生的大型区域性山洪泥石流中，草坪2号大桥主梁受泥石流推挤横向位移达80cm，主梁从支座上掉落，支座破坏，挡块破坏。2021年7月22日祁连公路段发生泥石流灾害，深水槽大桥桥梁上部结构被冲走[5]。

1.5 桥梁附属连接结构被毁坏

泥石流在河道内压缩河床，因河水不断上涨，泥石流仍然持续，可能在桥梁附近形成堰塞湖，导致桥梁被淹没，从而使桥梁的附属连接结构受到不同程度的损伤。从表1可知，在这种破坏类型中受损桥梁数量为19例，占比为14.3%。主要表现形式为支座活动力降低或失效，桥面结构被磨蚀。泥石流中的沙石及其他沉积物塞满支座空隙，使支座在某些方向上的活动能力减弱，甚至导致支座失效，改变了原有桥梁的体系结构，使桥梁承载能力下降。另外，桥梁被淹没后，泥石流中的泥沙和沉积物上到桥面，造成桥面结构被磨蚀或存在大量积水。

1.6 其他类型

主要为桥梁在泥石流灾害中发生主梁断裂或者桥梁垮塌，无法在黄金救援时段内对桥梁进行快速抢修抢通的破坏类型。通过表1数据显示，这类受损数量为36例，占比27.1%，为泥石流灾害下桥梁破坏情况的第二大类型，这种破坏形式对桥梁结构的影响最大，桥梁完全丧失承载能力，失去了基本功能，且通常需要较长时间才能修复，道路复通难度大，甚至有些垮塌桥梁只能弃用再建。例如，2010年7月29日川藏公路索通村段K4062+850的一座长76m的桥梁，在因为冰雪融化而引发的泥石流灾害中产生坍塌，造成道路中断了7d。

2 泥石流灾害中受损桥梁抢修抢通方法

2.1 清淤河道，加固基础

被泥石流淤堵或掩埋的桥梁需要及时进行清淤，使河道保持水流畅通，并对基础不稳的地方进行基础加固，使桥梁基础以及桥梁基础附近的河床保持稳定。清淤泥可运用工程机械与人工清淤相结合的方式，在高危复杂环境中，还可运用智能化无人挖掘机进行清淤。对于浅置基础，埋置深度浅，易受冲刷而被掏空，常用的基础加固方法为扩大基础加固法。首先根据地基承载力来验算扩大基础底面积，如果地基承载力不能满足要求，需要对地基做一个处理，通常采用换土垫层法、强夯法、灰土挤密法等，使地基达到承载力要求。当地基承载力满足要求，就可以根据验算的扩大基础底面积进行施工。对于桩基础，受泥石流冲刷、侵蚀，易产生开裂、剥落、沉降、倾斜等问题，常采用增补基桩的方法进行加固。施工方法为，在原基础周围打入钢筋混凝土预制桩或补加钻孔桩，然后扩大原承台并使之牢固结合。

2.2 箍套抢修，增设桥墩

当桥梁墩台在泥石流灾害中出现冲刷磨损、保护层脱落、开裂贯穿时，为提高承载力，使之能正常使用，可用钢筋混凝土围带或钢箍进行加固。当墩台出现倾斜、滑移时，可采用增设支撑或增设辅助墙的方法进行加固，防止因倾斜和继续滑移导致墩台承载力不够。在泥石流灾害中，如果受损桥梁为连续梁桥结构，在单个桥墩断裂或损伤严重时，桥梁可以通过增设桥墩的加固方法进行抢修，使桥梁快速恢复承载能力，正常使用。临时性桥墩可采用预制装配式桥墩、钢管立柱以及装配式公路钢桥桥墩等快速搭建。

2.3 整梁复位，新架主梁

对在泥石流灾害中发生横向位移及竖向位移的主梁，通常采用整梁复位的方法进行抢修。根据主梁的重量和支点受力情况，合理地对每片梁设置2～4个千斤顶，或者在整联布设数10个千斤顶，采用同步控制技术，将梁体整联均匀顶升，换上临时滑动支承，然后利用设在盖梁侧面或顶面的纵横向反力架和千斤顶进行整梁复位，整梁复位后，再同步顶升千斤顶，更换支座，同步下降千斤顶将梁体下落就位。对于部分主梁被冲走的情况，采用新架主梁的方法进行抢修。

2.4 更换支座，修复桥面

当支座出现活动力降低或失效时，通常采用的抢修方法为更换支座，更换支座常用的方法有直接顶升式、牛腿式、抱箍式和支撑式。当主梁底部与盖梁之间空间足够时，可采用直接顶升式更换支座，直接在梁底和盖梁之间安装千斤顶；当桥墩结构完好，承载力足够时，可采用牛腿式更换支座，利用预埋型钢牛腿法架设墩柱时预留的孔，穿上型钢作为牛腿，用来放置千斤顶支撑主梁进行支座的更换；桥墩承载力足够时，还可采用抱箍式更换支座，将2块半圆形钢板制成的反力钢架安装在桥墩顶部形成抱箍，作为支撑平台来完成支座的更换；当承台或地面承载力足够时，可采用支撑式，在承台或地面搭设钢支撑或钢管支架的方式放置千斤顶支撑主梁进行更换支座。另外，在主梁发生位移时，常常会伴有支座的破坏，在进行整梁复位的过程中，可以同时对受损的支座进行更换。

3 受损桥梁抢修抢通工作的要点

3.1 应最大限度利用原有桥梁结构

当桥梁在泥石流灾害中受损后，需要及时修复时，应根据桥梁破坏程度，最大限度地利用原有结构或原有桥梁的残存材料，即使是遭到比较严重的破坏，比如桥跨位移、桥墩（台）坑洞、开裂或者部分倾斜、桥墩断裂等，也应充分利用残墩残基等基本完好的结构或构件。这样既可以减少抢修抢通过程中器材或材料的使用量和总的工程量，还能保持原有桥梁高的设计标准和顺畅的桥路连接，从而在短时间内实现良好的通行能力。

3.2 抢修抢通应多采用临时性结构

对受损桥梁的抢修抢通通常是采用临时性结构，做到先粗通后完善，全力缩短交通中断时间。例如，采用临时性结构，一般可以改变原桥的孔跨或改变桥梁结构体系进行加固，而不宜改变原桥的高度和坡度。但是抢修桥梁使用的临时性结构，容易下沉变形，影响行车安全。因此，在开通初期要限速通车（10～20km/h），并立即组织专人检查维修，边通车边加固，逐步提高行车速度。

3.3 尽量利用就便器材和预制构件

就便器材是指就地采购的各种材料，如木材、钢材、钢筋混凝土等。用就便器材抢修受损桥梁，具有材料来源广泛，加工制作方便，实施作业简单等特点。另外，预制构件具有结构简单、尺寸统一、架设速度快等特点，在桥梁抢修中，应充分发挥就便器材和预制构件的优势，在军地联合救援行动中，还应尽量利用军队制式桥梁器材，以加快桥梁抢修速度。例如，在抢修桥跨时，可视被破坏桥梁的跨径大小，分别采用就便器材、装配式公路钢桥、桁架桥或机械化桥等，当抢修大跨度桥梁时，还可以利用预制构件等。

4 结束语

本文对近20年来公开报道的泥石流灾害中桥梁受损事件进行分析，将泥石流灾害中受损桥梁分为6种破坏类型，指出了泥石流灾害中受损桥梁的应急抢修抢通方法。总之，桥梁是交通网络的关键性节点，其遭遇破坏中断了所在路段的通行，受损桥梁抢修抢通能力直接影响应急救援和灾后恢复重建的进程。桥梁抢修抢通技术需符合“短期安全性”和“快速通过性”要求，而泥石流灾害下桥梁受损形式多种多样，需要根据桥梁具体的受损类型，采取对应的抢修加固方法，才能确保桥梁抢修抢通取得成功。