李文碧

中国水利水电第十四工程局有限公司 云南 昆明 650041

二十一世纪，我国对外建设项目日益增长，其中滨海公路桥梁建设是重点，助力于当地的经济与社会发展[1]。但是，自然地理影响问题日益凸显，成为了滨海公路桥梁建设亟须解决的重点问题，以此来保障项目建设质量。

1 项目概述

马达加斯加RN2公路是塔马塔夫向南唯一通道，也是马国交通量最大的国道。本项目与RN2公路衔接，成为连通首都塔那那利佛和塔马塔夫港口最重要的快速通道。拟建项目位于塔马塔夫市南部，项目起点位于现状进港道路与RN2道路环形交叉处，沿现状疏港道路往东南方向布线，经称重站后跨塔马塔夫内河Des Pangalanes河，之后在K2+840处偏离老路，上跨镍矿厂铁路后继续沿东南方向布线至海边，之后道路折向东北方向并沿海边布线直至塔马塔夫港进港处，终点位于塔马塔夫港进港处，建设路线全长约9.692km。

2 塔马塔夫疏港道路及桥梁现状

既有道路路面为沥青路面和混凝土路面两种，调查小组在沿线通过目视的方法对沿线公路路面进行了调查分析。

表1 既有道路路面情况

水泥混凝土路面大多路况较好，部分段落路况较差，有横、纵向裂缝、交叉裂缝、板角断裂、断裂板、错台、填缝料损坏等病害。沥青路面整体外观质量一般；多数病害程度严重，如纵裂、横裂及不规则裂缝，此外，还包含坑槽、龟裂等现象。

同时，既有道路总计1座桥，长56m，跨径为15.5+25+15.5m，桥面铺装为沥青混凝土，桥面宽11.5m，两侧各设置1.45m宽的人行道。桥梁工程总体外观质量一般，桥面左、右侧排水不良，泄水孔被泥土堵塞，护栏扶手缺失。

3 塔马塔夫疏港道路改扩建工程中自然地理的影响

3.1 地理位置和地形、地貌

马达加斯加位于非洲大陆以东、印度洋西部，是世界第四大岛，南北长约1300km，东西宽约500km，海岸线高达五千多公里，国土面积大约为59万km2。同莫桑比克海峡相隔，并同非洲遥遥相望，彼此之间的最短距离为400km。马达加斯加附近分布这各种大大小小的岛屿，如科摩罗群岛、塞舌尔群岛、毛里求斯岛等。

马达加斯加岛主要由物种地形，其中，中部地区为高原，海拔大约为1000～2000m，且同山丘、盆地、平原相间；东部为山坡地形，起伏不平；西部为平原、高原地形，比较平缓；南部地形也比较平缓；北部地形特别复杂，主要是喀斯特地貌，还存在盆地、火山等。这里，察腊塔纳山是该地区最高山峰，海拔高达2876m。拥有四条河流，分别为贝齐布卡、齐里比希纳、曼古基和曼古鲁。本项目位于马达加斯加中部城市塔马塔夫的东南部，公路选线范围内主要地貌类型主要为平原微丘区，起伏较小，对工程建设较为有利，但沿海部分需要设置较高的路基填方。

3.2 气候

该地区地形十分独特，各地区气候之间的差异明显。整体上，该地区可分为旱季、雨季。其中，东南沿海位于迎风坡，水汽比较丰富，所以被归为热带雨林气候，季节之间的变化较小；每年度降雨量较大，十分湿热，平均温度为24℃；中部为低矮的山脉，属热带高原气候，温和凉爽，年平均气温18.3℃；西部处于背风坡，水汽难以到达，属热带草原气候，干旱少雨，年平均气温26.6℃。塔马塔夫在东部海岸为东部热带雨林气候，该气候由信风导致。

塔马塔夫年平均气温为24℃，雨季为26℃，旱季为22℃。年平均降雨超过4000mm。旱季期间对工程建设较为有利；雨季期间，受降雨及可能的雷暴影响，对工程建设产生了一定的不利条件。

3.3 地质及土壤

1）地质构造

马达加斯加实际上属于非洲克拉通的一部分，其地质演变过程同东非大陆比较相接近。从整体上分析，其由前寒武纪变质岩系组成，东、西两岸地区出现了一系列沉积地层。东海岸比较狭窄的平原处滋生出了一系列带沉积，且能够同之前的变质岩系进行密切接触，断裂走向呈北北东向；西海岸则是断陷盆地，走向为北北东向，其东缘出现了北东向、北北东向两种断裂，从而形成了盆地边缘，其发育同之前晚古生代地层相接触，盆地渐渐地朝着西边延伸到海域中，滋生出沉积地层，地层和断裂西倾避免明显。

2）地层岩性

前寒武系基底岩层主要分布在马达加斯加东部，面积所占比例为2/3，是一种典型的多山地形。基底结晶岩带主要分为Androyen、Graphite、Vohibory等。其中，Androyen系统主要分布于马南部，属于深变质岩基底；Graphite系统则是花岗岩地块在泛非造山运行过程中逐渐渗透到 Androyen系统岩石中。基底杂岩渐渐被地岩浆岩入侵，并予以切割，同上面覆盖的沉积岩呈断层密切融合。

3）构造运动

马达加斯加的基底构造特别复杂，且通过了长期的变质、变形影响。地质构造经历时间较长，可将其归纳为太古宙克拉通化、元古宙一早古生代克拉通内活化造山、晚古生代之后的构造裂陷。

4）地震烈度

根据全球地震烈度区划图(GSHAP—1999)， 本项目地震加速度值为0.02g～0.04g，抗震设防烈度相对较小，这里无需考虑地震这一因素。

5）土壤

本项目工程沿线广泛分布浅灰色细沙和栗色细沙。

3.4 水文地质条件

1）地表水

马达加斯加水域面积有5500km2（2100平方英里），地表水资源丰富。贝齐布卡河（Betsiboka）是马达加斯加中北部的河流，从中部山区发源地往西北方向流动，河道全长525km，河水因沉淀物呈现红色，大部分沉淀物在河口处聚集，流入莫桑比克海峡。伊库帕河（Ikopa）是贝齐布卡河最大的左支流，流经首都塔那那利佛南部郊区，河道全长485km，流域面积18550km2。塔马塔夫市主要河流有Pangalanes河。

2）海浪重现周期与高度

根据50年一遇极端潮位计算得出的沿海路堤最低设计高程为4.888m。

3）地下水类型及含水岩组

根据地下水的赋存条件、水理性质及水力特征，将项目选线区域地下水划分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和孔隙裂隙水三类。

4）地下水补给、径流、排泄条件

由于地形、地貌、地层岩性条件的不同，地下水的补、径、排条件也不同。

3.5 不良地质

在对RN2和Toamasina港口之间高速路项目可行性研究相关地质调查研究后，得出如下结论：

从 K0+000 到 K5+730之间，到地下3m深位置土壤构成为灰白色～栗色沙子，3m～5m深位置为浅灰色沙子。在普洛克特达到最佳值95%时，CBR的值为14～27。

沿沙滩从K 5+730到项目终点，到地下5m深位置土壤成分主要为海沙并有贝壳，在普洛克特达到最佳值95%时，CBR的值为18～23。

4 具体防治对策

4.1 设置橡胶坝拦截海水

橡胶坝，也被叫做橡胶水闸，受力骨架以高强度合成纤维织物为主（制作时，橡胶均匀地涂抹在合成纤维织物的内外），且同合成纤维植物进行加工，从而制作成胶布，将其锚固在底板中，如此便可形成封闭贷形[2]。最后，将水或气体充入其中，如此便呈现出袋式挡水坝。橡胶坝可向坝内充、放气或水，确保坝体能够自由地升降，从而实现发电、航运、灌溉、防汛等作用。在塔马塔夫疏港道路改扩建工程中的桥梁均设计在河流入海口，在其每一侧设置橡胶坝，不仅可对海水进行有效拦截，避免涨潮时出现海水倒灌的情况，而且还能够分离海水、河水，避免海水长时间冲刷与浸泡桥梁、堤岸，引起腐蚀情况。

4.2 涂防腐材料

在桥梁结构表面进行涂料防护方法，尤其是桥墩、承台及海水能够冲刷的桥梁结构，在其表面涂抹上防腐的油漆，如此表层可迅速形成一层致密、有效地保护层，隔离混凝土与水、气，预防渗透氯离子，抑制混凝土碳化的进程，减少海水的不良影响。同时，防腐涂料这一方法还可在各种恶劣环境中使用，提高防腐寿命，一般情况下可使用五年，且附着能力较强，施工便捷[3]。

4.3 加厚混凝土保护层

滨海地区空气湿度较大，水汽凝结较多，空气中往往漂浮着大量氯离子[4]。在这样的环境中，暴露在外的钢筋极易被腐蚀。所以，相比于内陆，滨海地区混凝土保护层厚度应该增加。通过长期观测，塔马塔夫疏港道路改扩建工程中的桥梁应实施加厚处理方法，保护层应设计为5-10cm，如此可强化钢筋抗腐蚀的能力。

4.4 路基的边坡防护及防排水

因滨海公路路基填土高度相对较低，所以边坡防护设计较为简单，一般选择使用植草防护、干砌预制块体防护[5]。这里，路基高度＜3.0时，可使用喷波草籽植草防护；高度＞8.0，选择使用窗式衬砌拱植草防护。另外，桥头路段边坡选择空心棱块植草防护；浸水路基选择C30六边形预制块防护；浅海路基采用干砌彩色混凝土预制块防护（见图1）。

图1 边坡防护—植草和植草砖

另外，为了能够保护路基，这里选择膜袋混凝土进行临时防护，也可铺筑防浪块，在防浪块中浇筑一定量的混凝土，有效连接，如此便形成了一个整体，强度更大[6]。若边坡高度相对较高，可采取分级防护施工的方法。一般而言，一级选择栏栅板防护，依次向上一级选择防浪块防护，必要的时候还要设置防浪墙（图2）。

图2 防浪墙

另外，路基排水可选择修筑边沟、设置雨水口、单一横向雨水管等方式[7]。其中，边沟排水，则是修建0.6m×0.6m或 1.0m×1.0m的梯形边沟；也可选择雨水口、雨水管排出路面水；有的路面水散流入到边沟，然后再排出路基。

4.5 桥梁桩基采用地下连续墙

通过对该项目的了解得知，其沿线到处都是滩涂，对此需强化地基。为充分保护桥墩、桥台，选择使用地下连续墙予以围护。这里，地下连续墙则是借助大量挖槽机械，巧妙利用泥浆的护壁功效，在地下挖出一根窄、深的沟槽，并将预先制作的钢构架置入其中，浇灌适量的材料，构建成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体（见图3）。

图3 地下连续墙

滨海地区地质条件比较复杂，建筑物下部结构均处于海水中，海水对其的侵蚀比较严重，而使用地下连续墙，实际上为建筑物外围填设了保护屏障，可避免建筑物直接接触海水，发挥间接保护的作用，从而延长桥梁使用时间。

5 结语

总之，滨海公路桥梁建设中自然地理条件的影响比较深刻，应引起高度重视。基于自然地理条件对公路桥梁的影响机理，制定与实施一系列有效的防范措施，大胆尝试新工艺、新方法的创造与投入使用，如地下连续墙形式，建设出高耐久、长寿命的滨海公路桥梁，为当地人民造福。