■张发源

（南平通辉工程咨询设计有限公司，南平 354301）

相较于平原地区，山区地质地貌独特性较为明显，山区暴雨及其引发的洪水问题，极易对山区公路造成严重水毁坏，从而带来生命财产损失，引发不良的社会影响。 山区公路水毁病害给使用者和管理者都带来了巨大挑战，已成为了亟待解决的重要安全性问题。 针对山区公路水毁病害防治的研究，也得到了越来越多的关注。 蓝燕金等[1]着眼于公路边坡水毁病害问题， 在调研农村公路边坡水毁病害有关数据基础上， 建立了一种依托于灰色定权聚类模型理论的水毁病害风险等级评价体系，将病害划分为4 个等级进行评价；罗文功等[2]调研孜河段公路18 个水毁病害点， 总结了病害分布特征，对水毁病害产生的原因展开分析，优化相关防护工程的设计方案， 结果表明该设计方案对应工程的防护效果良好；王磊等[3]分析山西黄土区多条高等级公路和桥梁的水毁病害特征， 结合当地地质地貌和水文气候，同时考虑了设计、施工及养护因素，对病害产生演变规律进行探讨，提出了针对性的技术指导方案；周福川等[4]对公路水毁病害产生的经济损失估算方法展开研究，将水毁病害类型概括为4 类，简化间接损失计算方案，整合直接和间接损失搭建了经济损失估算模型， 并在S417 水毁病害修复工程应用中验证了其有效性；金佳旭等[5]依托Fr 相似准则，建立有限元数值模型，研究路桥结合处水毁破坏规律，分析防护措施设立、水流夹角和坡比等因素对水毁病害程度的影响，并基于模拟结果提出了围堰和注浆等水毁病害防治措施；陈洪凯等[6]提出了一种锚拉框架结构加固方法用以处治公路路基水毁病害，应用极限平衡和超静定结构力学理论，对结构内力进行计算，并在工程应用中论证了其可行性；尹超等[7]以坡度和相对高差指标将山区公路和平原区公路进行划分， 利用ArcGIS软件，基于实测数据和模糊综合评价方案搭建评价模型，对山区公路水毁灾害综合危险度值进行计算评价。

综上所述，现阶段针对公路水毁病害危险等级划分、成因分析、处治方案及损失估算方面已有一定研究成果，但在具体的山区公路水损病害分析及其对应的设计要点研究方面仍有研究空白待补充。因此，本文基于福建省内多条山区公路水毁病害特征展开探讨，分析水毁病害产生原因并提出病害隐患消除的主要思路， 依托武夷山市县道X866 水毁修复工程设计实例， 对比两种不同设计方案的特征，确定最佳实施方案，并总结山区公路预防水毁病害设计的要点。

1 山区公路水毁病害特征分析

山区暴雨常发生于夏季7-8 月份，往往具备覆盖面积大、持续时间长、短时强度高的特征。 加上部分山区地质地貌环境复杂、 绿化植被覆盖面积小，更加剧了泥石流和洪水发生的可能性。 山区洪水瞬时水速快、汇水面积广、冲刷深度大、过水面积窄，有着很强的破坏性，其破坏作用甚至超过现有山区公路设计标准。 在洪水浸泡和降雨冲刷的双重作用下，容易引起山体滑坡垮塌、挡墙开裂损毁、防护措施坍塌、边坡冲毁、路基沉陷垮塌及桥梁涵洞垮塌等水毁病害。 此外，山区河道阻塞等问题更是在一定程度上引起灾害损失的扩大。

本文基于福建省内多条山区公路水毁病害特征统计数据将灾害类别进行细致分类， 如图1 所示。 对不同的水毁病害类别进行分类汇总统计，如图2 所示。 可以发现，山区公路水毁病害表现最多的为路基及边坡毁坏，占比达52.11%，超过一半以上；其次是支挡防护毁坏，占比为20.35%，路堑上边坡滑坡病害，占比为14.89%；三者之和占全部水毁病害类别的87.35%。

图1 水毁病害类别划分

图2 水毁病害分类汇总统计

2 病害原因及防治思路分析

2.1 水毁病害产生原因

引起山区公路水毁病害的根本原因在于降雨强度大、持续时间长并且覆盖面积广，达到了山区公路设计标准以上。 现行行业设计标准中对二级路基公路桥涵的设计洪水频率为1/50，三级路基公路桥涵则是1/25，四级公路小桥为1/25，对路基和涵洞则无明确要求。 当偶遇超标洪水时，按照设计规范标准建造的山区公路则会表现为抗暴雨冲刷能力偏低、抗洪水通行能力不足，具体体现为桥梁涵洞洪水通行量偏低、路基防护能力不足、沿河路段地势低易损毁及早期设计标准偏低4 个方面。除此以外，河道淤泥淤积导致洪水通行能力不足、 公路缺少过水构造物及支挡结构抗冲刷能力不足等因素也是导致山区公路产生水毁病害的客观原因。

2.2 病害防治思路分析

基于山区公路水毁病害发生的特征，相关公路建设过程中应从早期的选址、中期的设计及后期的施工和养护等多个方向进行考虑，尽可能有效地降低水毁病害发生的可能性。 针对部分重要的山区通乡及干线公路，更要在方案设计之初适当提高防护标准及公路等级。 在规划角度上则要做好衔接性考虑，除了与山区农村路网规划、干线公路网总体规划做好衔接外， 也要统筹做好防洪总体规划衔接。应对往年山区雨洪发生相关记录做好调研，针对滞洪多发地带做好有关专项规划并提升建设标准，具体防治思路如下：（1）山区低等级公路可根据实际客观情况设置过水路面或漫水桥，该方案投资相对较低，不会引起长时间的交通中断，在经济上和技术上有着明显优势；（2）采用常规或较低的山区农村路网规划时，如遇公路水毁灾害发生，易产生大规模灾害损失，部分偏远村落失联，因此需要提高山区农村路网规划标准，保障生命通道畅通；（3）部分干线公路桥梁发生水毁病害后会形成交通中断的关键性点位，应对其进行升级改造，提高防护标准及公路设计洪水频率；（4）山区高等级公路还肩负着生命救援通道的责任，应在设计之初贯彻“多连点，多出口”的设计思路。

3 水毁修复工程设计实例

3.1 工程背景

在连日暴雨作用下， 武夷山市县道X866 临武线小寺至李岳段K87+738.0～K87+878.0 段（对应原省道205 线吴屯至武夷山市区K13+080～K13+220路段）片石混凝土挡土墙崩塌，县道X866 吴屯至武夷山市区交通中断， 其纵断面示意图如图3 所示，现场实景图如图4 所示。 原道路设计为半填半挖路段，左侧为挖方边坡，右侧为填方边坡（设置衡重式路肩墙）；从纵断面看，本段位于凹曲线路段，最低处为运营桩号K87+798 （对应施工桩号K13+140.000），设置有1-3 m×2.5 m 盖板涵（已毁）。

图3 水毁病害纵断面图

图4 水毁病害实景图

武夷山市县道X866 临武线原道路设计为二级公路标准， 设计行车速度为40 km/h， 路基宽度为8.5 m（0.75 m+3.5 m×2+0.75 m），路基、桥梁设计洪水频率为50 年一遇，涵洞设计洪水频率为25 年一遇。 沿线地貌上属闽北低山丘陵地形区，地貌形态基本类型为低山丘陵地貌、冲洪积沟谷。 路线地形起伏较大，沿线丘顶浑圆、条带状，斜坡坡度较缓，一般为15°～25°，局部可达35°。

项目段路基为半填半挖路基，右侧为人工开挖形成的边坡，边坡为岩质边坡，边坡裂隙密集发育、坡面存在顺倾向节理发育，在公路运营中，本段挖方边坡常发现有落石， 局部楔形破坏等病害存在；路基左侧填方边坡发现人工堆积松散土体，不宜作为挡墙基础。

3.2 修复方案

经工程人员前往现场进行踏勘测量，确定了以下2 种方案：（1）K12+945 处1-φ1.5 m 钢筋混凝土圆管涵进行进口改造，增强排水能力，使得排水顺畅；K13+080～K13+220 段挡土墙进行重新浇筑C20片石混凝土挡土墙；K12+845 处新建2-4 m×2.5 m钢筋混凝土盖板涵，K13+140 处新建1-3 m×2.5 m钢筋混凝土盖板涵。 （2）在桩号K13+154.000 处新建一座4×25 m 预应力T 梁， 同时对桥头两端道路进行改造处理，桥梁纵坡为-0.54%；K12+945 处1-φ1.5 m 钢筋混凝土圆管涵进行进口改造以增强排水能力；K12+845 处新建2-4 m×2.5 m 钢筋混凝土盖板涵。

对上述2 种方案的工程数量进行统计，统计结果见表1。综合考虑对比工期、造价及施工难度等因素，最终选择方案（1）进行实施。

表1 2 种修复方案工程数量对比

4 防洪设计要点总结

防洪设计要点如下：（1）在河道转弯点密集、涉及到有滑坡地质灾害发生隐患的沿河公路段，应在山区公路升级改造时进行规避；（2）设置的满水路段应尽可能抬升路基设计标高，优化纵断面设计方案；（3）加强河道行洪能力计算，保障桥头及桥涵防护埋置深度及形式设计满足要求；（4）对现有易遭水毁路段优化排水及防护设施设置；（5）部分设有水泥混凝土护栏的公路路侧，应予以改造增加排水孔和泄水槽，以增强集中排水能力；（6）针对高填方的山区公路段增设排水设施， 以减少坡面充刷；（7）支挡构筑物应优先选择水泥混凝土材料，可考虑采用设置石笼等方案以保障基础抗冲刷能力；（8）对易发生滑坡病害的路基上方设置坡顶截水沟，同时对必要路段进行削坡卸载。

5 结语

本文在探讨福建省内多条山区公路水毁病害特征统计数据的基础上，从设计者视角出发分析了水毁病害产生原因，提出了病害隐患防治的主要思路， 并总结了山区公路预防水毁病害设计的要点。部分项目在实施过程中， 除了考虑技术方面原因外，还须统筹地方经济发展、投入资金、路网规划等因素，但总体依然是围绕“防、排水”的中心点。 以上论述内容可为业内人员针对山区公路水毁病害的防治提供一定借鉴。