公路水毁治理工程对策研究

曹升堂，梁静媛，高 茜

（1.陕西省定边县农村公路管理站，陕西 定边718600；2.陕西省榆林公路管理局，陕西 榆林719000；3.长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室，陕西 西安710064）

0 引言

公路水毁是道路、桥梁等交通基础设施遭到暴雨与洪水破坏的一种自然灾害。其中，对交通造成严重影响、经济损失较大的主要是沿河公路水毁和暴雨山洪水毁。我国部分省（区、市）公路水毁严重，每年都要投入大量的人力、物力和财力进行水毁抢险和恢复治理。交通运输部、省区市等各级政府则对公路抢通及灾后恢复重建给予资金等方面的支持。

陕西地处内陆腹地，陆路交通是主要交通方式，公路在交通运输中发挥着举足轻重的作用。据有关媒体报道，2011年汛期，陕西先后发生了“7·4”、“7·29”和“8·3”三次强降雨过程，公路设施损失严重；进入9月份后，又连续出现了三次强秋淋天气，9月16~19日全省平均降水量达到133.2mm，为1961年以来同期最多，是常年同期的2.8倍，最大降雨量达到356.3mm。陕西境内主要河流均超警戒洪水位，全省10市1区全部受灾，受灾县（区、市）94个，受灾人口425.71万人，交通基础设施遭受严重损坏。据不完全统计，公路工程直接经济损失超过12亿元。另据报道，2012年汛期，江西省公路水毁累计损失超过25亿元；甘肃省公路水毁造成的直接经济损失超过28亿元。

因此，加强公路水毁治理对于减轻或避免水毁经济损失和保障人民生命财产安全具有重要意义。本文针对水毁的调查和治理措施进行探讨。其中，已发灾害的调查包括对水毁形式、位置、规模、发生时间、地质条件以及灾害的性质、形成原因、工程防护、水毁灾害的历史与现状等的调查。灾害治理工程调查的主要内容为水文调查。

1 水毁灾害易发路段

沿河公路由于地形限制，不少路段为沿溪线半填半挖路基，或在山区河流的开阔河谷地段沿河堤修筑路基，使路基的一侧成为河岸。填方多为开山废渣填筑，填方中可能有大量的块石构成路基边坡。填方压缩了本来就很狭窄的狭谷河床，使得河流局部河段的流速变化较大。因此，山区沿河公路是洪水灾害多发路段。

山区公路一般标准偏低，包括小型排水构造物的排水系统不尽完善，山区陡坡排水设施以及小桥涵的进出口的处理往往不到位。另外，在山区排水构造物的设计中，往往是考虑排水的要求，而忽视了输沙的要求，造成泥沙堵塞排水沟渠。

山区沿河公路极易因洪水造成各种类型的水毁，下列情况为易发生水毁的路段。

1.1 河湾凹岸沿河公路路基

河湾中因弯道环流的存在导致凹岸冲刷、凸岸淤积，沿河湾凹岸的公路路基边坡坡脚受到水流的淘刷，易造成路基坍塌。路基坍塌的位置以及范围大小与河湾凹岸冲刷深槽的范围和冲刷深度有直接关系。

由于现场情况、施工条件和环境因素等限制，石砌护坡和挡土墙的基础往往不能达到所需的深度，汛期洪水将护坡和挡土墙的基脚淘空，使其倾倒或垮塌。

1.2 路基设计高度偏低路段

位于山区河流狭谷段的沿河公路，常压缩河道，束窄河床，对水流干扰明显。洪水时局部河段的壅水可导致水位超过路基标高时，洪水漫溢路面，造成水流沿路面的纵向冲刷；同时，水的浮力、侧向压力及冲刷作用会造成浸水路基全毁或局部水毁。

1.3 股流顶冲或斜冲路段

顺直河段的支流汇入将主流逼向路基一侧，会引起公路水毁。

山前区顺直的宽浅变迁型河段和山区河流开阔段，许多岛状沙滩和边滩沙滩引导水流冲刷河岸；由于股流（非常集中的水流）的流速大，泥沙运动强烈，当遇到较大沙滩的阻碍时就折向新的方向，冲出新的河槽。这样的折线形流动，常常以很大的角度顶冲或斜冲向沿河路基，危及路基安全。

1.4 河道被压缩路段

主要是人为地侵占河槽，导致河道变窄，挤束水流，引起该河段的一般冲刷加大，导致公路水毁；或压缩导致洪水壅水过高，淹没路面，退水时冲刷路面和路肩。

1.5 路基排水系统不完善路段

公路排水系统是抵御暴雨洪水灾害的重要设施，排水系统不完善往往使小灾酿成大患。

2 水文调查

2.1 水文资料搜集

水文资料搜集主要包括以下内容：

a）路段所在地区的河网分布图，与路线关系密切的河流的年最大洪峰流量序列，河床糙率、河流纵坡、洪水比降等，用以计算设计频率洪水流量、流速和水位；

b）路段所在地区的设计频率下不同历时的暴雨特征值；

c）必要时搜集径流参数，包括平均径流深度、径流系数等。

2.2 河段调查

河段调查主要包括以下内容：

a）收集河段历年变迁的图纸和资料，调查河湾发展及滩槽稳定情况；

b）调查支流、分流、急滩、卡口、滑坡、塌岸和自然壅水等现象；

c）调查水流泛滥宽度、河岸稳定程度；

d）调查河床冲淤变化，上游泥沙来源，历史上淤积高度和下切深度；

e）调查河堤设计标准、河道安全泄洪量及相应水位；

f）调查河道整治方案及实施时间；

g）根据河床形态、泥沙组成、岸壁及植被情况，确定河床各部分洪水糙率等。

2.3 洪水调查

洪水调查主要包括以下方面：

a）结合所收集的历史洪水资料，在河段两岸调查较大洪水发生的时间、洪痕位置、洪水来源、涨落过程、主流方向，调查有无漫流、分流及受人工建筑物的影响，确定洪水重现期，调查河床断面冲淤变化情况；

b）洪水痕迹是确定洪水位和计算流量的依据，洪水调查的河段宜选择两岸有较多洪痕点，水流顺直稳定，无回流、分洪及人工建筑物影响，并宜靠近水文断面的地方；

c）同一次洪水应调查三个以上较可靠的洪痕点，做出标志，综合分析、判断洪痕点的可靠性。

2.4 冰凌调查

有冰凌期的河流，调查历年封冻及开河时间、最高和最低流冰水位、冰块尺寸、流冰速度和密度、冰塞和冰坝现象、历史上凌汛水害情况以及上、下游建筑物对流冰的影响。

2.5 涉河工程调查

涉河工程调查主要包括以下内容：

a）桥位河段上既有桥渡工程的跨度、基础埋深、修建年代、水毁和防护等情况；

b）堤坝设计标准、结构形式、基础埋置深度、施工质量和洪水检验情况；

c）上下游水库位置、设计频率、泄洪流量、控制汇水面积、回水范围及建库后上下游河床冲淤变化；

d）其他涉河工程，如取水口、泵站、码头、贮木场和锚地等的位置及其对公路工程的影响。

3 路基水毁勘测

3.1 水文断面沿路线布设的间距，可取1～2倍河宽；在河床断面及纵坡有明显变化、较大支流汇入、分流前后和历史洪水调查点附近，应增设水文断面。水文断面的施测范围，应符合《公路工程水文勘测设计规范》相关规定。

3.2 河段地形地物图应包括对工程有影响的河段，高程测绘至历史最高洪水位以上；测绘内容着重于影响流向的地形、地物，并应标出水文断面及历史洪水位。 比例尺取1∶5000。

3.3 河床比降可利用河段地形图点绘，洪水比降测绘应给出测时水面比降线、历史洪水比降线，作出水毁发生河段的纵、横断面图。

3.4 通过勘测和实验取得冲刷计算河段中河床下各层河床质名称、筛分结果；如有基岩，应勘明覆盖层深度、岩石类型、风化层厚度、基岩的力学性质和水理性质，将这些成果绘成地质断面图，并详细说明。

4 沿河路基水毁防治对策

在调查、勘测的基础上，根据实际数据，进行工程设施的设计和施工。应基于水毁形态与成因机理，根据不同防治措施的防护原理、自身的强度、经济性和适用条件，考虑当地经济、技术和材料等条件，因地制宜地提出水毁防护措施。

一般来说，根据各种防护型式的防护特点可知：

a）对于山区峡谷河段的沿河路基，应以顺水流方向的护坡、挡土墙配合护坦等基脚防护工程为主；

b）对于较为宽阔的河湾凹岸，路基防护形式可采取在石砌护坡或挡土墙、护坦等防护的基础上配合短而低的漫水丁坝群；或护坦配合潜坝，可起到更好的防护效果；

c）对于较为宽浅顺直的河段，则可采用较短的漫水丁坝群。

此外，为有效应对公路水毁突发事件，各级公路养护管理部门应积极开展日常养护和水毁易发路段的隐患排查工作；加强防汛队伍建设，完善防汛保畅组织机构，重视与气象、交警等部门的沟通配合，做好预测预警和防汛物资储备；发生水毁后，及时抢通道路，在最短时间内恢复交通，最大程度的减轻公路水毁损失。

5 结语

本文分析了水毁调查要素和勘测方法，并提出路基水毁治理工程对策。只有坚持系统治理和应急管理的理念，在实地调研的基础上，采取综合治理的措施，才能实现水毁的根治，最大限度地减少水毁损失。

[1]高婷.公路洪水灾害应急管理体系研究[D].西安：长安大学，2011.

[2]钱璞，范俊瑛，马保成，等.公路洪水灾害的预测预警和应急处置[J].交通企业管理，2001，25（12）： 60-62.

[3]姚祖康.公路排水设计手册[M].北京：人民交通出版社，2002.

[4]田伟平，李家春，马保成，等.公路洪水灾害防治指导手册[M].北京：人民交通出版社，2010.

[5]舒森，李家春，朱钰，等.陕西省公路灾害防治技术指南[M].北京：人民交通出版社，2009.