公路水毁的成因分析及治理方法

刘亮福

（郴州市路通设计有限公司，湖南 郴州 423000）

0 引言

公路水毁主要是指公路验收合格后在正常运营的情况下，受恶劣天气的影响及原道路排水设施不完善等因素，出现路面沉陷、路基损坏等病害现象，目前各县市区均有这类型的水毁灾害，对车辆的安全行驶埋下安全隐患。水毁一旦出现，轻者路面沉陷，重者路基边坡整体垮塌中断交通，由此造成的经济损失相当严重。因此，公路水毁应及时引起重视，要做到提前预防，及时治理，避免水毁区域的扩张，引发自然灾害[1]。

近些年公路水毁已成为影响公路行车安全和正常运营的常见因素，尤其是2016～2021年，长期的强降雨，导致公路边坡不同程度的出现了水毁灾害，灾害的发生带来高额的经济损失及重大的安全隐患。其中水毁灾害类型主要有：路面沉陷、边坡垮塌、桥涵破坏、原支挡构造物损坏等类型；具体研究项目有：郴州市北湖区华新水泥厂厂区连接道路路面沉陷抢险工程、郴州市北湖区原城前岭小学南岭大道旁山体滑坡边坡治理工程、郴州市宜章县X063 线包公庙至关溪公路边坡治理工程、郴州市桂阳县通村公路水毁治理工程、资兴市X001 线清江至滁口公路边坡治理工程、宜章S324 省道K165+000、K165+500、K166+000 滑坡处治工程等。

1 公路水毁的分类及原因分析

公路水毁主要有路面沉陷、边坡垮塌、桥涵破坏、原支挡构造物损坏。

1.1 路面沉陷

路面沉陷是指路面在长期的汽车荷载及水、温度综合作用下出现了路面不均匀沉降，影响了整个道路的行驶安全及舒适度。常见特征有水泥混凝土面板断板、沥青混凝土路面坑槽、沉陷等。路面沉陷不仅降低了路面行驶安全，而且如果长时间不进行处治，则可能引发路堤边坡整体外倾垮塌，严重影响行车安全。出现路面沉陷的原因比较多，例如：面层铺筑时未按规范要求进行施工，养护不到位，加上道路等级低，路面排水、路基排水未引起重视等因素加快了水毁的产生。并且随着公路的长期运营加上地方重型汽车超载严重，原公路设计荷载无法达到现交通荷载的要求，部分路段治超力度较弱，加快了路面沉陷的速度[2]。

1.2 边坡垮塌

边坡垮塌是水毁灾害中最严重、处理最复杂的抢险工程，可导致直接中断交通。主要原因是路基土体或路堑边坡山体(或土石混杂的堆积物)，尤其是高填路堤边坡及高挖路堑边坡[3]，坡面未进行有效支护的情况下，雨水的下渗导致岩层间的黏聚力和摩檫力降低，土体遇水饱和后，在无支撑的情况下，受自身重量作用，土体沿松动面整体下坠散开，对于高路堤边坡来说会导致整个路基掏空，路面全部塌陷，对于高路堑边坡则山体滑坡公路被掩埋，中断交通。主要成因应为多方面，但主要因素是整个路基、路面排水措施不完善、坡面开挖后未及时支护诱发，尤其是现阶段新建的农村公路，出于建设规模小，投资金额小等因素，部分路段路基路面排水系统不完善、边坡防护缺失，进一步加快了边坡垮塌的形成。

1.3 桥涵破坏

桥涵作为公路的重要组成部分，承担着排水、泄洪、通航的重要构造物[4]，因此对桥涵的保护也是一项重大的建设及防治任务。桥涵破坏主要是指桥梁或者涵洞在长期运营过程中因孔径过小、养护不到位，加上恶劣天气影响，出现基础掏空、原结构遭到破损的现象。形成桥涵破坏的主要原因是：历史修建条件的限制，原涵洞孔径过小，公路改扩建时也未进行调整，因此无法满足实际过水量需求；同时，局部路段由于涵洞养护不及时，淤泥杂物已经完全堵塞了涵洞，失去了应有的排水功能；对于桥梁主要是因为桥位选择不合理，桥台或者桩基所处条件较差，易发生冲刷，原设计未对桥台、桩基等易冲刷部位进行有效地防护，使得桥梁基础及墩台结构发生变化；进而发育成4、5 类危桥。

1.4 原支挡构造物损坏

原支挡构造物损坏，目前发现最多的是抗滑挡土墙出现了墙体开裂、挡土墙整体外倾、整体垮塌，路堤边坡路肩墙整体下沉等现象。同时，由于近些年施工工艺欠完善，浆砌片石挡土墙砌筑过程中对材料把控不严格、泄水孔形同虚设、砂浆不饱满及忽视对基坑的验收等原因，导致支挡构造物存在隐患，加快了结构破损的出现。

2 公路水毁的具体治理方法

2.1 路面沉陷的防治

关于路面沉陷的防治，首先要明确路面沉陷的原因，如果基层未见明显的沉降或者潜在的滑带，可对面层直接进行处理，例如混凝土面层可提高混凝土标号提升原路面的整体强度，沥青混凝土面层可以添加改性剂、抗车辙剂等改善原有面层强度跟性能，对于路基存在下沉的区域，应分析是否为边坡滑动引起，还是因为下路基层在水的作用下遭到破坏，强度降低引起；成因分析清楚后，再进行处治，一般处治方法有：注浆固结、碎石桩法、反压护道、抗滑挡墙等。典型案例：郴州市北湖区华新水泥厂厂区连接道路路面沉陷抢险工程（见图1），坡脚采用了抗滑桩、坡体采用了仰斜式排水孔等方法对路堤边坡进行支护，稳固整个坡面，并对路面进行临时性设计及永久性设计处置。

图1 郴州市宜章县G107 线K2096+290-K2096+322 路段路基沉陷

2.2 边坡垮塌的防治

边坡垮塌是近几年在普通公路中较为多见的地质灾害，多见于山区公路，因此，在道路修建过程中，应结合路线途经地质情况，合理选择放坡坡率，并及时对坡面进行防护，尤其是高填方路堤、高挖方路堑；一旦发生水毁，将造成重大的经济损失；同时，还要及时完善边坡的截排水系统，保证路基路面的排水通畅[5]。

典型案例：案例一宜章S324 省道K165+500、K166+000 处滑坡治理，由于原道路施工时，软土处理不到位，加上坡脚临近水库，水土流失严重；坡面也在强暴雨的冲刷下坡面土体饱和，在多重作用下导致整个边坡失稳边坡垮塌。根据地质报告及相关处治案例，坡脚采用了反压护道、水库回填片石、抛石挤淤等形式护住坡脚，并对已经沉陷的路基采用级配透水性材料换填进行处置。案例二宜章县X063 线包公庙至关溪公路边坡治理（见图2），由于连续的强暴雨冲刷路面、坡体，同时部分路段坡体裸露，未进行有效的支护，加上整个路基排水系统的缺失，引发了路堑边坡整体垮塌。具体方案：一是首先卸载部分土方，然后坡脚设置C20 片石混凝土抗滑挡土墙，提升边坡的整体稳定性，二是通过现场踏勘，重建路基截排水系统，边坡坡脚、坡中、坡顶均设置混凝土排水设施，整个垮塌坡体设置10～15m 的仰斜式泄水管，在多重作用下保障整个路基的排水通畅

图2 郴州市宜章县X063 线包公庙至关溪公路边坡垮塌

2.3 桥涵破坏的防治

首先应对已经冲毁的桥梁或者涵洞进行现场调查，明确原因，收集相关资料（常水位、洪水位、流量等），计算出破坏处桥涵的过水断面面积及是否为排洪通道。对于已经破损的涵洞应及时修复，按实际需求，加大涵洞孔径，保障水流的通畅，建议多设置盖板涵便于人工清理；对于桥梁，应及时检测桥梁的结构稳定性，尤其是鉴定为4、5 类危桥的桥梁，要及时加固或者拆除，防止意外事故的发生。

典型案例：郴州市桂阳县通村公路桥涵治理工程（见图3），主要是以拆除已堵塞的钢筋混凝土圆管涵更改为钢筋混凝土盖板涵的设计，改善了整个路基排水环境。

图3 郴州市桂阳县通村公路桥涵孔径过小，整个路基冲毁

2.4 原支挡构造物损坏的防治

目前原支挡构造物损坏主要是以浆砌片石挡土墙破坏、骨架护坡破坏、护面墙垮塌为主，其主要因素还是由于原施工工艺欠佳，施工过程中对支挡结构物关键部位处理不当，管养单位养护不及时等因素，加快了公路水毁的产生。对于原支挡构造物损坏的防治，首先从设计方面就要结合当地实际情况及施工队伍的素质等多方面因素综合设计，建议抗滑挡土墙采用C20 片石混凝土浇筑，避免使用浆砌片石砌筑；对骨架护坡、护面墙应加强施工质量及原材料的控制。典型案例：其一，汝城G106 国道灾害防治工程中，有一段浆砌片石浸水挡土墙基础未进行防冲刷处理，导致基础掏空，存在较大的安全隐患，在设计过程中，本着合理、经济的原则，对基础掏空外侧采用钢筋混凝土基础护底，并对冲空的位置进行填充混凝土处置。其二，资兴市X001 线清江至滁口公路边坡治理（见图4）过程中，对原破损的浆砌片石挡土墙拆除重建，通过地质勘查报告得出结论，重新设置C20 片石混凝土挡土墙以恢复原有支挡效果。

图4 资兴市X001 线清江至滁口公路浆砌片石挡土墙垮塌

3 结语

公路水毁处治，所需经费大，前期工作时间长，地质勘查困难，因此在公路的日常养护中，应尽可能地保障道路排水系统的通畅，局部出现的小面积水毁要及时处治到位，避免水毁区域向两侧扩张，同时也要对水毁原因要进行多方面的分析、调查，总结技术经验，做到有效的预防及治理，才能减少公路水毁损失。