黄土高原地区山区公路水毁的防治

马小刚

甘肃秦安县位于黄土高原地区，山区公路大都处在湿陷性黄土地区，受水土流失和自然灾害影响特别严重，强降雨时有发生，强降雨给当地的基础设施尤其是公路交通造成了严重的灾害。笔者作为秦安公路部門的技术人员，为提高公路养护管理水平，对秦安公路特殊的地质条件造成的水毁防治进行了初步研究。每年进入汛期，秦安强降雨会不同程度毁坏公路，导致部分路段交通中断，尤其是S304线莲叶路。水毁是秦安公路的主要病害之一，每年汛期，水毁成为影响公路交通的主要因素。灾害是无情的，但可以有效的防范措施最大限度的降低灾害的损失。秦安段管辖的S304线莲叶路，地质条件恶劣，地形复杂，公路病害频发，是秦安段主要的养护路段，预防性养护意义重大。频繁的自然灾害对公路设施造成的损失给我们敲响了警钟，公路设计、建设和养护必须提高公路的设计等级、施工和养护质量，要把预防自然灾害充分的考虑进去，否则影响公路使用寿命，增大养护难度，增加养护成本。

秦安公路管理段所管养护公路湿陷性黄土占相当比例，因此，对该类型黄土公路养护进行研究具有十分重要的意义。对湿陷性黄土地区进行公路建设和养护，应根据湿陷性黄土的特点和工程要求，因地制宜，采取以地基处理为主的综合措施，从根源上杜绝隐患，防止路基湿陷，以保证公路的安全与正常使用，做到技术先进、易操作、经济合理。在湿陷性黄土地区路基的处理基本方法主要有以下几种：

1）强夯法：强夯法是利用起吊设备将一定质量的夯锤提升到额定高度，夯锤自由落下对地基土产生夯击作用，使起夯面下一定深度内的土层达到密实状态，以消除湿陷性、降低压缩性、提高地基承载力。用几十吨重锤从高处落下，反复多次夯击，对地基进行强力夯实，使浅层、深层得到不同程度的加固，强夯施工法振动大，对附近建筑物有影响，因此应注意施工附近建筑物安全。采用强夯法处理湿陷性黄土地区路基的地基，土的含水量宜低于塑限含水量1%～3%。

2）挤密法：在处理湿陷性黄土路基时，通常采用灰土桩挤密法。通过冲击，振动或爆扩成孔，再灌以石灰或灰土分层捣实。灰土桩是用石灰和土根据工程需要按（3：7体积比）比例拌和，并在桩孔内夯实加密后形成的桩。灰土桩有以下特点：灰土桩成桩时为横向挤密，能达到所要求加固处理后的最大干密度要求，可消除地基的湿陷性，提高承载力，降低压缩性；处理深度一般为5～10米，最大处理深度可达15米以上；主要优点是可就地取材、降低工程造价，机具简单、施工方便、功效高，是在特定条件下采用的处治方法。

3|）垫层法：将基底以下湿陷性土层全部挖除或挖至预计的深度，然后以灰土或素土分层回填夯实。垫层法操作简单，造价低，是最基本最常用的处治方法。

4）冲击碾压法：冲击碾压是传统压实技术的最新发展，冲击压路机由牵引车带动非圆形轮滚动，多边形滚轮产生的势能与行驶的动能相结合，沿地面进行静压、搓揉、冲击的连续冲击碾压作业，形成高振幅、低频率的冲击压实作用。该方法施工方便、造价低，已在公路工程建设中得到了广泛应用，并取得良好的效果。和垫层法相比，冲击碾压法效果有了很大提高。

5）换填土：挖除一定深度湿陷性黄土，以符合要求的土或灰土分层填筑，分层夯实。

6）预浸法：通过钻孔注水，使其预先湿陷。可用于湿陷性土层厚度大于10m，自重湿陷量不小于50cm的地段。

7）化学加固法：用硅酸钠溶液通过有孔的注射管压入土中，使其与土中水溶性盐相互作用，产生硅胶，把土胶结。

1 山区道路水毁的预防

近些年来，有些公路建设部门忽视公路修建植被保护，致使水土流失严重，河道变迁淤塞，洪水位相应提高，加上原公路建设标准低，抗灾能力弱，导致建成的公路极易发生水毁，每年均发生不同程度的水毁，如果公路养护部门再不重视公路植被保护，就会使得本来能在设计时就能避免的公路病害频频发生，增加了公路养护成本。秦安乃至天水地区要完全消灭水毁是不可能，但完全可以依靠科技进步建立起符合山区交通现状，有效防治公路水毁的预防体系。多年来，秦安段在防治水毁方面不断探索，总结处治经验，为提高公路养护水平，降低公路养护成本提供了有效经验：

1.1 加强公路基础建设，为公路水毁防治奠定基础

加强公路基础设施建设，树立养护保畅通思想。在设计之初就要根据相应公路技术等级标准要求，做到从设计开始就有全局思路，以科学发展观为指导，在满足设计洪水频率条件下，设置必要的防护工程设施，做到以安全渲泄为目标，对现有公路根据其使用要求和当地自然条件进行针对性的治理工作，使现有公路的抗洪抗灾能力有效提高，全力治理水毁遗留工程，降低水毁路段重复发生率。如S304线莲叶路，在修建时并没有完全做好公路沿线易塌山体防护工作，建成通车后，塌方时常发生，影响车辆通行，2013年，秦安段对该路段实施了拉网安全防护工程，沿线塌方防护效果非常好，受到社会好评。通过近年来的实践证明，公路养护部门要按“改革攻坚、养护转型、管理升级、服务提质”的公路工作方针，将养护工作放在首位，使建、养、管协调发展。在条件许可情况下，应进行技术改造将路面硬底化。与此同时，充分注意排水系统和防护工程配套，以满足排水需要，保证公路及沿线设施稳定。

1.2 重视全面养护，实现预防为主

全面养护和预防养护对于提高公路养护质量非常重要，是养护转型的重要措施之一。全面养护旨在对山区公路的路基、路面、桥涵及其排水防护等设施进行经常维护与加固，使其各部分都处于完好状态，这样才能预防或减轻公路水毁。而我们日常养护中某些养管站往往只注重路面、路基的养护而忽略桥涵、排水防护设施的维护，养护不够全面，山区公路水毁又往往由于路基排水及防护设施失养造成，每当暴雨山洪顺坡倾泻而下，冲刷路面淘空路基，造成边坡坍塌而发生水毁。因此，预防水毁就必须对公路及其沿线构造物进行全面养护，必须做到以下几点：

（1）要对桥涵构造物经常进行检查保养，保证桥涵排水畅通，无淤泥，使山溪洪水排泄顺利。还要经常注意桥下河床的自然冲刷变化，洪水过后及时清理河床上漂浮物和沉积物，适当疏浚河道，使水流顺利渲泄，发现桥涵墩台基础埋深不足，及时采取防护措施进行根治。 （2）路面坚实平整，横坡适度，泥结碎石路面横坡一般控制在3%；（3）横坡平整顺适保持4%，削平高路肩，边坡稳定，路肩整洁，保持坡面平顺、坚实、无裂缝，无冲沟；路基边沟排水顺畅，平坡路段保持不小于0.5%的纵坡，大于5%的陡坡路段边沟要加固，干浆砌沟底。沿溪线对可能遭受溪水冲刷的半填挖、填方路段坡脚，要进行防护加固，对迎水段则需采取建挡土墙防护，为了改变水流方向，消除或减轻水流对公路堤岸的直接破坏作用，设置丁坝等导流设施的综合治理措施。

1.3 建立健全防汛组织机构

现在各级公路部门都高度重视应急工作，把24小时应急值班作为一项制度化工作，全省乃至全国应急体系已经形成。与此同时，各级公路部门均应成立相应的防汛领导机构，主要领导亲自抓，建立健全应急预案，并组织抢险突击队，准备好抢险救援物质。在汛期建立健全防汛值班制度，实行专人值班，基层单位应坚持雨天天天上路巡查，发现小型水毁立即抢修，大型水毁一面抢修恢复，一面及时向上级部门报告，争取上级和政府支持以尽快抢修恢复交通。

2 几点建议

（1）通过多年公路水毁的预防和治理的经验，需要特别注重生物防护措施的应用，并着重加强公路周边环境保护和景观工程建设。S304线莲叶公路养护实践证明，良好的自然环境与景观不仅能有效地保护路基边坡免受大气降水、地表径流与河流水流的冲刷，同时在公路两侧的山岭上大规模进行植树种草，良好的地表植被能增加地表糙度，延缓坡面漫流和沟槽径流，增加石质山体的抗塌方，从而降低了山区沟谷汇集的洪峰流量，有效减轻洪水对公路的冲击。总之，构建和谐的自然环境和水利环境是公路水毁防治的根本出路，同时要注意保护公路沿线的文物古迹，做到经济发展和保护文物两不误。

（2）导致公路水毁的根本原因在于水流。因此要实现根治公路水毁的目标，首先必须从提高公路设计、管理和养护人员的地质、水文、水利学等综合知识着手，强化、规范公路水文勘测设计工作。公路水毁的预防和治理，只有以科学的理论为基础，多研究，多探索，多思考，多实践，从源头上遏制水毁因素，以先进的地质、水文、水利学等综合知识为工具，才能达到标本兼职的目标。否则，粗放的经验主义会给公路交通运输和当地社会经济发展带来巨大的负面影响，也给养护带来难度，大大增加养护资金的投入。

（3）在公路水毁防治措施中大力提倡采用新型技术。科学技术是第一生产力，现在国家大力提倡全民创新，地理信息系统（GIS）以计算机系统为功能平台，可以对各类地理空间信息进行采集、存储、检索、建模、分析和表示，为包括公路部门在内的相关部门提供最新的地理信息，为公路工程设计和规划、管理决策服务，这一技术在公路水毁的防治领域具有广阔的应用前景。将来会有更多的新技术新材料运用于公路建设和养护，公路专业技术人员只有多学习，才能适应公路发展的需要。

（4）采用水毁预测方法、公路水毁毁损等级评价方法和抗水毁能力评价方法，为水毁防治技术决策理论的制定奠定基础，为公路水毁防治的理论和工程实践提供必要的理论支持。

（5）天水公路管理局非常重视公路水毁防治工作，鉴于当前管理养护部门缺乏与公路水毁防治相关的技术规程和指南，建議有关部门汇编、修订形成一套适用面更广、实用性更强的技术指南或规程，以供广大公路管理尤其是养护人员使用，为公路水毁的预防和治理提供必要技术支撑。

总之，公路管理部门要对黄土高原地区山区公路水毁的防治高度重视，从公路设计到养护，都要不断提高地质、水文、水利学知识，在养护中采取科学的处治方法，例如垫层法、冲击碾压法等，因地制宜，从而在各个环节减少水毁因素，降低公路养护成本。

[责任编辑：张涛]