山区公路水毁路基稳定性分析及防治措施
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【摘要】山区公路一般长期受水流冲刷、淘蚀、浸泡，导致公路路基、边坡及相应的防护工程逐渐变形、坍塌。本文以山区公路路基为研究基础，开展水毁路基稳定性分析与防治对策研究，在一定程度上为山区公路灾害防治提供参考。
【关键词】山区公路；水毁路基；路基稳定性
由于地形条件制约，山区公路一般都是依山傍水修建的，采用半填半挖，或沿河滩填筑路基，路基一侧成为山区河流的河岸，水流长期冲刷、淘蚀、浸泡公路路基、边坡及相应的防护工程，使得路基土体流失，逐渐变形、坍塌。以暴雨、洪水等为主要致灾因子的公路路基水毁灾害，不仅毁坏公路交通基础设施，而且直接影响交通运输的安全与畅通，造成了巨大的经济损失，给公路交通和区域经济发展带来了不利影响。
一、山区路基水毁原因分析
（一）公路设计不合理埋下水毁隐患
公路等级、设计标准偏低，路基参数设计不合理，容易遭受暴雨、洪水的淹没、冲刷；或缺少必要的防护构筑物，造成汛期公路路基稳定性和抗水毁能力不足。公路设计存在的种种问题，埋下了路基水毁隐患。公路通车运营后，当遭遇洪水灾害时，在洪水的淹没、冲刷、撞击等作用下，因公路抗水毁能力不足，可能出现各种形态的水毁，如：路面沉陷、变形，路基滑移、坍塌，坡面防护工程基础悬空，失稳垮塌，坡脚冲刷防护工程破损，下沉、断裂等。
（二）水淹路面造成路基水毁
路面设计高程偏低造成的水上路面、壅水过高造成的回水淹没路面、洪水超过设计流量和设计水位造成的水漫路面等水淹路面情况，由于山区洪水暴涨暴落，流速快，冲刷强，冲击力大，洪水对路基、路面破坏力很大；而且，急速退水对路面、路肩冲刷严重，易使路面沉陷、开裂，路肩冲出缺口，进而导致路基滑移破坏。
（三）各种水流对路基的冲刷
1.山区峡谷段多沿河修建公路，半填半挖路基或沿河滩填筑的路基侵占了部分河道；另外，人类不合理的开发利用土地活动，也导致了河道压缩。河道压缩变窄，挤束水流，使得该处水流流速变大，水流冲刷能力增强。
2.山区河流的河床受地形控制，多急弯，河湾水流在重力和离心力的双重作用下，形成弯道环流。弯道环流的存在，使得凹岸一侧水流挟沙能力增强，水流不断冲蚀凹岸，淘刷坡脚，致使沿河湾凹岸一侧的路基边坡坡面、坡脚冲刷严重，坡面冲刷和坡脚淘空而造成凹岸路基的失稳、坍塌。
3.山前区顺直宽浅变迁型河段和山区河流开阔段，因泥沙沉积形成许多岛状沙滩和边滩沙滩，洪水被其分割为多条股流（非常集中的水流），流速大，泥沙运动强烈。它们在流动过程中，遇到较大沙滩的阻碍，就折向新的方向，冲出新的河槽。这样的折线形流动，常以很大的角度直冲河岸，使河岸路基不断受到冲刷而坍塌。另外，山区主河道洪水因支流、溪沟水流的汇入，也会对堤岸路基造成斜冲。
4.山嘴、巨石等地形突变或急流凸岸等处可能将水流挑向对岸偏下游，主流沿多年斜流冲刷形成的深槽，以弯曲水流的形式逼向对岸，沿对岸坡脚流向下游，形成对沿河路基的冲刷。山区河道压缩、河湾凹岸冲刷、股流冲刷、挑流顶冲与斜冲等对路基的冲刷力强，同时，山区河流水流速度大，流态紊乱，冲刷、冲击作用强烈，致使公路路基冲刷水毁问题长期存在。
（四）防护不当引发路基水毁
公路路基坡面防护（挡土墙等）和坡脚防护（丁坝、护坦等）型式选择不当、防护构造物位置和材料选用不合理、防护工程基础埋深设计不满足要求等情况，使得防护构造物自身强度和稳定性不足，抗冲击能力差。当水流冲刷或冲击时，防护工程会首先损坏，基础失稳、坍塌，失去防护功能。失去防护的路基，在水流直接的淹没、冲刷或冲击作用下，因抗水毁能力不足，将逐渐被冲毁。
二、山区路基水毁防护工程
山区路基水毁防护采用组合防护型式，理论分析、模型试验和工程实践都表明，护坡、挡土墙、丁坝、护坦、抛石、石笼等防护型式，都是山区公路路基冲刷防护中常用的型式，能够体现减冲消能原则。但由于某些因素影响，在许多情况下，单独采用某一种防护型式不能达到经济合理、理想满意的防护效果。例如：
（一）为提高护坡或挡土墙基础的抗冲刷能力，可以采用增加基础埋置深度、加大基础尺寸、改变基础材料等设计或加固措施，但这还是比较被动的做法，有时实施难度较大。而比较积极主动的做法是科学合理地利用各种防护型式的组合进行综合防护，达到改变水流方向、耗水流能量、减弱或避开水流的冲刷、引导水流平顺的进入下游河道的理想的防护效果。
（二）当单独用丁坝或护坦与挡土墙配合防护达不到理想的防护效果时，如：单独采用丁坝与挡土墙配合防护时，坝头附近冲刷较为严重，而且在急弯、峡谷河段，丁坝防护效果并不理想；单独采用护坦与挡土墙配合防护时，最大冲刷深度的位置与仅采用挡土墙防护时相差不大，且当护坦宽度较小时，护坦的减冲效果亦不是很明显。
此时，可采用护坦、丁坝与挡土墙相互配合使用的组合形式，对沿河路基进行冲刷防护。护坦、丁坝与挡土墙配合防护的形式，可以从以下两个方面考虑：
1.如果在护坦与挡土墙配合防护的基础上，配合使用几个丁坝，可以通过护坦的减冲作用减轻丁坝坝头的冲刷，而丁坝又可使坝后护坦垂裙处的冲刷深度减小。这样的配合使用，既可以使弯道总的冲刷程度减轻，又能够使各类防护建筑物坡脚的冲刷深度均不会很大。当护坦、丁坝与挡土墙配合使用时，护坦宽度bH与护坦顶面埋置深度hH可以变化；而丁坝的坝长LD、坝顶漫水深度hD、坝位以及群坝的坝间距，同样可以变化。根据护坦与挡土墙配合防护的研究分析，护坦顶面应低于河床面，可根据实际情况在一定范围内选取某一合理数值；而坝位与群坝的坝间距，可参照丁坝防护的试验资料和现场调查资料，选择合理的参数。对于其它参数，可通过改变bH、LD及hD，得出不同组合方案。
2.因弯道冲刷最为严重的区域为弯顶断面附近至出口断面下游附近之间，对此重点防护地段，可采用护坦与挡土墙配合防护；由于弯道出口断面附近不宜设置丁坝，则在弯顶附近及上游，可采用短丁坝群与挡土墙配合防护，通过短丁坝群的挑流护岸作用，减轻下游护坦垂裙处的冲刷。
从防护构筑物的组合防护形式上看，主要有三种：（1）护坦配合护坡、挡土墙防护；（2）丁坝配合护坡、挡土墙防护；（3）护坦、丁坝等综合配合护坡、挡土墙防护。这三种组合防护形式具有各自的防护机理和特点，其防护范围和适用条件也不同，可以根据工程实际情况，采用合理的组合防护形式。
其中，（1）对于山区峡谷河段的公路路基，应以顺水流方向的护坡、挡土墙配合护坦等基脚防护工程型式为主；（2）对于较为宽阔的河湾凹岸路基，可在护坡、挡土墙、护坦等防护基础上，配合使用较短的漫水丁坝群；（3）对于宽浅顺直河段的沿岸路基，则可采用较短的漫水丁坝群。
山区公路路基的冲刷防护，应按照“顺应水势、因势利导”的原则，根据洪水流动和河床变形的趋势，合理利用各种防护措施，避开洪水的顶冲，改变水流方向，引导水流消能，使洪水安全通过路基防护范围后，再将水流平稳顺畅的引导到下游河床。
参考文献：
[1]蒋焕章.公路水毁防治（1）――公路水毁预防与根治问题[J].公路， 2012（1）：42-46；
[2]高冬光.公路与桥梁水毁防治[M].北京：人民交通出版社，2012.7；
[3]李家春，黄丽珍，田伟平，等.公路自然灾害类型划分[J].长安大学学报（自然科学）2011，31（2）：33-37；