山区水毁路段应急抢险工程设计与处治措施方法研究

朱玉宝 方晓剑 黄天元 朱聪

摘  要：本文针对莫干山风景区三莫线上山道路水毁路段（K10+000～K10+500）应急抢险工程，以快速恢复通行为原则，对临时加固方案进行比选研究，并考虑运输、施工等特定条件，以快速施工、质量可靠为原则，对永久处治方案进行比选。最终得出对上层道路采用泡沫砼、底部采用生态袋护面，并应对关键附属设施进行修复的结论，为类似工程抢险提供借鉴。

关键词：水毁路基  抢险  永久处治  泡沫混凝土

中图分类号：U445.7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2021）07（b）-0026-06

Study on Design and Treatment Measures of Road Section Emergency Rescue Engineering

ZHU Yubao1  FANG Xiaojian2   HUANG Tianyuan1  ZHU Cong1*

（1.Zhejiang Communications Construction Group Co.， Ltd.， Hangzhou， Zhejiang Province， 310051 China; 2.Jinzhu Traffic Construction Co.， Ltd.， Zhejiang Communications Construction Group， Hangzhou， Zhejiang Province， 310051 China）

Abstract： In this paper， for the emergency rescue project of the flood damaged section （K10 + 000 ～ K10 + 500） of the mountain road of San Mo line in Moganshan Scenic Spot， the temporary reinforcement schemes are compared and studied based on the principle of rapid recovery， and the permanent treatment schemes are compared and selected based on the principle of rapid construction and reliable quality， considering the specific conditions such as transportation and construction. Finally， the conclusion that foam concrete， bottom ecological bag face protection and key ancillary facilities should be used for the upper road will provide reference for similar projects.

Key Words： Water damaged roadbed; Emergency treatment; Permanent treatment; Foam concrete

水毀工程是因水灾损毁而发生紧急险情，需要立即抢修、抢建的工程，其造成的不良后果较大，且若不及时处理则会造成后续不利状况的发生。针对公路回头曲线路段技术标准低的问题，任文彩[1]依托具体工程，对其设计进行探讨，得出设计需考虑交通组织、现场勘察等依据，并提出了局部改线及设置桩板式挡土墙等合理、有效的水毁工程处治措施。刘玉凤[2]依托具体工程，针对高速公路边坡水毁护面墙修复技术进行了研究，并总结了技术要点与施工方案。苏巍[3]针对某具体工程方案进行了比选研究，选择了相应的治理方案，并总结了设计思路。彭博[4]等人针对某高速公路边坡水毁问题展开研究，结合具体工况选择了合适的治理方案。杨栓成[5]等人对公路水毁灾害损毁状况的判定进行研究，基于GIS平台，利用风险性评价模型，对中巴公路奥-布段水毁段经受灾害进行评估。赵孟云[6]基于遥感技术，对公路水毁灾害提取方法进行研究，得到相应的模型与参数。吕态能[7]针对云南省昆明市东川区的自然环境特征，并对其泥石流分布、减灾措施进行总结。

1  工程概况

1.1 原状道路简述

2019年8月10～11日，因受台风“利奇马”肆虐，德清莫干山风景区三莫线上山道路K10+000～500段发生水毁灾害，垮塌点路基为半填半挖路基，挖方侧上边坡可见强至中风化基岩，但填方侧位于斜坡上，斜坡有一定厚度的覆盖层，路基外侧为挡墙，高度4m左右，挡墙外侧为原山体，挡墙基础未嵌入岩层。

原有挡墙受台风“利奇马”带来的强降雨影响垮塌，垮塌的土石方在重力作用下，将下方山体表层覆盖层连带植被一并刮除，并冲往下方道路，进而将下方道路覆盖，如图1所示。本文就现场踏勘及地质调查，分析原因并制订应急抢险处治方案。

设计对原有老路道路桩号K10+285～K10+ 322.274进行了拼宽处理，为右侧拼宽，拼宽长度为38m。主要处理措施：加铺水泥混凝土面层;对波形护栏进行了重新设置，并对有外移空间处的波形护栏进行了外移，以尽量加大道路通行宽度，现有护栏也进行相应的抬高。根据现场踏勘结果，实际拼宽宽度3～4m，道路外侧采用浆砌片石路肩挡墙支护。

经现场踏勘[8]发现，项目区域范围内第四系松散覆盖层较薄，基岩广泛出露，主要为花岗岩和凝灰岩。塌方工点上覆残坡积层，下伏中风化凝灰岩。岩体碎屑颗粒状较为明显，强度较高。岩体节理裂隙发育一般，岩体完整性较好。局部强风化基岩受长期高温与雨水侵蚀的影响，呈碎块状，结构松散。

1.2 原挡墙垮塌原因分析

根据现场踏勘情况结合地质调查分析，本次垮塌主要原因如下。

（1）现场排水沟为浅蝶形排水沟，台风带来大量降水无法及时通过排水沟排走，导致大量雨水越过挡墙顶部顺坡面流淌。

（2）雨水渗入坡面后原挡土墙墙背填土变为饱水状态，墙背土压力增大。

（3）原挡土墙基础未嵌入岩层，地基土在雨水浸泡下力学性能急剧下降，在增大的土压力和削弱的地基共同作用下，挡土墙发生破坏然后在雨水的推动下沿着山坡（坡度为30°～45°）垮塌而下将沿线植被、地形破坏。

（4）破坏仅发生在原有挡墙所加宽的平台段，其余位置原状地形及植被未见破坏，可以认为其余位置现状边坡为稳定至基本稳定状态。

2  保通临时加固设计方案比选研究

本项目为抢险工程，所涉及的道路为景区内主要的交通通道，该道路如无法及时恢复通车将会给景区带来较大的损失，现场由于交通条件和地形的限制，部分机械设备无法进场开展作业。依托相关规范[9～10]，综合现场情况、挡墙破坏情况和业主的需求，本次设计分为两步进行，第一步为保通临时加固，所对应的设计为保通临时加固设计。

保通临时加固设计以保证临时通行为主，主要设计目的：在尽可能短的施工时间内和有限的施工机械条件下，保证现状地形的稳定，以确保尽快通车及通车后的安全。

现场情况：目前道路位置处的垮塌体已清除干净，由于垮塌体带走了表层覆盖层，原山体岩层轮廓显现，可见强风化基岩出露。剩下路面宽度约4m，能满足单向一辆车通行。

方案一如图2所示，采用在路基边部打设钢花管注浆加固，形成一道连续墙，以保证上层道路路基稳定，同时增设防撞墩，保证净3.5m临时通行净宽;对于下层道路，采用M7.5浆砌片石护面墙支护，护面墙宜做成1.2m高台阶式，并预先做好相关排水施工;道路路面底部脱空部分，采用喷射、灌注C20素混凝土填充;上层道路和下层道路之间边坡清除松散土体及岩块。

方案二如图3所示，采用6排D130mm直径微型桩对上层道路加固，要求微型桩入岩不小于2m且总长不小于8m。该方案适用于上层道路路基底部地质差、土层较厚的情况，经现场清方后核实，上层道路路面以下基本为岩层，因此不选用此方案。

3  永久处治方案研究

在保通加固实施完成后开始永久处治施工，对应的设计阶段为永久处治设计。

由于在永久处理施工期间，本项目范围内均有社会车辆通过，且现状地形较陡，因此在施工过程中应考虑施工对周边的影响，尽量避免对边坡的大開挖。本项目位于景区内，业主对边坡绿化、景观均有要求。

永久处治设计以恢复原有平台，恢复坡面景观绿化为主，所以本阶段主要设计目的：恢复原有道路状态;尽量恢复原有绿化状态。

本次设计研究对上部“泡沫混凝土”和下部“生态袋护坡”均做有方案对比，具体方案如下。

3.1 泡沫混凝土治理方案比选研究

方案一：如图4所示，对上层道路，基于相关规范[11]，采用泡沫砼轻质填料在路基外侧加宽;泡沫砼底部采用生态袋护坡对清理后的岩质边坡进行护面，生态袋护坡范围为泡沫混凝土底部至中层道路左侧挡土墙（2#挡土墙）。

方案二：如图5所示，采用锚钉将泡沫混凝土与边坡连接，锚钉采用φ32HRB400钢筋制作，长度L=3.0m，间距1.5m×1.5m布置，锚钉锚固长度2.0m，顶部与钢筋网焊接连接，锚钉采用人工挂安全绳手持风镐钻孔。泡沫混凝土底部1级台阶高度4.34m，泡沫混凝土墙趾处采用1#挡土墙培土护脚。

3.2 生态袋护坡设计方案比选研究

对泡沫混凝土底部至中层道路左侧挡土墙（2#挡土墙）之间坡面采用“生态袋护坡”方式进行护面。下文将对生态袋护坡与边坡的锚固连接形式的方案进行对比分析。

如图6所示，方案一采用“锚钉+柔性主动防护网”将生态袋护坡与边坡连接，锚钉采用φ16HRB400钢筋制作，长度L=1.2m，间距2.0m×2.0m布置，生态袋护坡表面采用柔性主动防护网罩住。

如图7所示，方案二仅采用“锚钉”将生态袋护坡与边坡连接，锚钉采用φ16HRB400钢筋制作，长度L=1.2m，间距1.0m×1.0m布置。

3.3 永久处治方案比选研究

方案比选详见表1，最终确定永久处治方案为“泡沫混凝土方案一+生态袋护坡方案一”的组合。

4  附属设施修复研究

4.1 路面及排水

（1）拼宽段采用C30钢筋混凝土路面，厚度22cm，路面内部配单层双向12mmHRB400@15×15cm钢筋。

（2）拼宽段路面与老路路面纵向采用拉杆连接;拼宽路面与老路路面横向及拼宽段路面本身横向连接采用传力杆连接;拉杆采用16mmHRB400钢筋制作，传力杆采用34mmHRB400钢筋制作。

（3）泡沫混凝土与路面之间采用30cm厚度C15素混凝土垫层过渡。

（4）边沟设置于每层道路的挖方侧，过水断面尺寸40cm×40cm，边沟在回头弯处将水排入项目范围外现状水体。

（5）截水沟设置于泡沫混凝土墙趾处和2#挡土墙顶部，截取坡面雨水，过水断面尺寸20cm×20cm，于挡墙端头采用急流槽的形式将水排入边沟。

4.2 护栏

在路侧设置Gr-SB-2C波形梁护栏。采用130×130×6mm的方管立柱，立柱间距为2m，采用三波波形梁板（506×85×4mm），防阻块尺寸为300mm×200mm×290×4.5mm。考虑到路基采用泡沫混凝土填筑，本次护栏基础采用混凝土基础形式，立柱埋入基础深度为60cm。混凝土基础沿护栏方向连续设置，在立柱位置预留180mm×180mm×3mm的方管，立柱安装完成后，采用M10水泥砂浆将立柱与预埋管之间的空隙填充满。

5  结语

（1）针对德清莫干山风景区三莫线上山道路K10+000～500段发生的水毁灾害，提出了临时加固设计方案及永久处治方案，为日后相似工程的实施起指导意义。

（2）针对泡沫混凝土路堤浇筑，总结了其工艺流程、设计要求等关键内容，为以后类似工程的泡沫混凝土路堤浇筑施工作借鉴。

（3）针对莫干山风景区三莫线上山道路水毁路段滑坡灾害，总结了其附属设施的关键技术。

参考文献

[1] 任文彩.公路回头曲线路段水毁设计——以S208线K235+900～K236+260段水毁为例[J].工程技术研究，2021，6（5）：216-217.

[2] 刘玉凤.高速公路边坡水毁护面墙修复施工技术[J].智能城市，2021，7（1）：154-155.

[3] 苏巍.高速公路边坡水毁处治技术研究[J].中华建设，2020（11）：104-105.

[4] 彭博.衡炎高速株洲段边坡水毁治理方案研究[J].公路与汽运，2020（5）：61-63，79.

[5] 杨栓成，魏学利，陈宝成，等.中巴公路奥-布段水毁灾害及风险性评价研究[J].人民长江，2019，50（9）：35-41，64.

[6] 赵孟云.面向对象的遥感影像公路水毁灾害提取方法研究[D].昆明：昆明理工大学，2020.

[7] 吕态能.东川区大白泥沟“6.26”泥石流灾害水毁工程分析[J].科技资讯，2014，12（25）：120.

[8] 岩土工程勘察规范（2009版）：GB 50021-2001[S].2002.

[9] 公路路基设计规范：JTG D30-2015[S].2015.

[10] 建筑边坡工程技术规范（附条文说明）：GB 50330-2013[S].2013.

[11] 公路工程泡沫混凝土应用技术规范：DB33/T 996-2015[S].2015.