山区公路防灾减灾分析研究

邓爽

[中交铁道（武汉）建设科技有限公司，湖北 武汉430063]

1 研究背景与意义

近年来，极端天气发生频次显著增加，带来的自然灾害影响极大。2020年南方地区遭遇严重汛情，长江、黄河、淮河等主要江河共发生21次编号洪水，次数超过1998年。受灾人次、紧急转移安置人次和直接经济激增，以近五年均值为参照，分别上升23%、62%和59%。2020年7月长江淮河流域特大暴雨洪涝灾害造成11省（市）3417.3万人受灾，直接经济损失1322亿元。

自然灾害发生频次高、强度大、影响范围广，人民生命安全、生产生活受到极大影响，经济损失巨大。研究分析交通设施防灾减灾对策，将从一定程度上减小灾害气候的影响，降低经济损失。

在广东省河源市2019年“6.10”“6.12”特大洪涝灾害造成的交通基础设施全面重建完工之际，本文以灾害为背景，研究分析区域内公路及桥梁损毁原因，进而提出应对策略，从事前主动预防和事后积极应对两个角度达到防灾减灾的目的。

2 交通设施灾毁情况分析

2.1 受灾基本情况

对广东省河源市“6.10”“6.12”特大洪涝灾害对交通基础设施造成的损毁情况进行研究分析，发现河源北部地区，由山洪导致的山体滑坡和泥石流对道路造成极大破坏，常见桥梁损毁、路基掏空、路面破损、边坡滑塌、防护设施（钢护栏、防撞墙、挡土墙等）等损毁类型。

桥梁作为公路跨越河流谷沟的主要形式，是保障公路运输功能的重要节点，桥梁的损毁直接影响道路的通达，对区域可达性带来重大影响。统计此次受灾情况得出，全市桥梁受损共计386座，其中需重建271座，修复115座，重建数量达到全部受损桥梁的70%。由此可见，洪涝灾害对桥梁带来的损坏是直接且巨大的。

除桥梁损毁外，道路损毁中边坡失稳、路基路面受损的情况严重，部分排水设施遭到破坏，全市涉及各类型道路重建及修复项目1044处。

2.2 损毁原因分析

2.2.1 自然条件分析

从地形地貌上分析，河源市地处粤北，与江西省赣州市相接，地形复杂、北部以山地、丘陵为主，尤其是粤赣交界区，山高岭峻，山地水资源丰富。持续强降雨易导致山洪，在地质复杂区域易伴随发生其他类型灾害，如山体滑坡、崩塌、泥石流等。

2.2.2 路网结构分析

从路网结构上对公路路网的抗灾能力进行分析，农村公路在路网中占比高、分布广，是道路网络的毛细血管，也是农村地区出行的基础设施，一旦损毁将对沿线居民基本生活保障造成严重不良影响。

图1为河源市连平县公路网络图，图中可以看出，路网结构基本呈树杈状，整体脆弱性较高，路网规划及结构欠佳。干线公路阻断后将引起大片地区被隔绝，形成孤岛，救援困难。针对多数村庄而言，通村公路也是其进出村落的唯一通道，灾害条件下成为交通孤岛的风险较高。

图1 连平县路网图（2019年）

2.2.3 设施结构分析

分析此次水毁中道路结构受损原因，发现农村公路桥梁水毁原因主要是受到水流直接冲击，常见为桥墩、桥台等下部结构被冲毁，导致桥梁上部结构失去支撑直接损毁，或桥头路堤、流堤等调治构造物被冲断使桥梁遭到破坏。

路基水毁的原因主要是边坡失稳、路基塌陷、防护加固设施以及排水设施等出现问题。挖方路堑边坡失稳的外在条件在于强降水，导致路堑边坡坡体内岩体自身力学性能减弱，从而沿薄弱面发生失稳破坏；填方路堤边坡由于路基填筑压实度不足，坡脚未进行必要的支挡处理，在河流洪水的冲刷下引起破坏。

此次水灾造成的公路损毁调查中，挖方路堑的边坡滑坡情况较多，如图2所示；也存在路堤填方边坡遭受强大水流冲刷而导致路基损毁，进而严重破坏路面的情况，如图3所示。

图2 水灾造成连平县105国道局部路段边坡失稳

图3 水灾造成连平县105国道局部路段路基塌陷

排水设施中常见边沟、涵洞破坏的情况。强降雨条件下，坡面水流携带泥沙进入公路排水沟，导致边沟堵塞、排水不畅，路肩被冲刷侵蚀，防冲刷功能不足的土路肩尤易产生侵蚀破坏。涵洞破坏主要因防冲刷措施缺失或失效导致防渗能力减弱，水流外渗使路基岩土体强度下降，或雨水压力增大造成不均匀沉降，进而造成涵洞破坏。

除上述常见水毁情况外，大部分水毁发生的原因与地质条件也存在密切关联。陡坡路段常见滑坡灾害，雨水冲刷、岩土自身重力加大，进而导致岩（土）体下滑；另外，地下水富集路段在暴雨条件下发生的地质灾害也是对交通设施造成损毁的重要原因。高强度持续的暴雨导致地下水的顶托、水垫效应以及裂隙水压力对地面构造裂隙的“楔裂”“撕开”作用加剧，从而使设施结构损坏、丧失功能。通过以上分析，针对不同的灾毁原因，从路网规划、道路设计、应急管理等方面提出具体的防灾减灾处理措施。

3 防灾减灾对策分析

3.1 优化路网结构

在区域公路网周期性规划调整上，从路网结构方面进行优化，以提升路网能效、减少交通孤岛。

3.1.1 提升路线服务能力

通过对重要干线提质扩容，以单车道升级为双车道公路等方式来提高道路通行能力、提升道路服务水平、提高路线灾毁后保通概率。

3.1.2 建设绿色生命通道

科学合理优化路网结构，通过谋划新增通村线路，在村镇层面提升路网连通度、可靠性，降低突发灾害情况下路网脆弱性，从而保障路网在突发事件情况下的基本服务功能。根据优化路网结构的紧迫程度，以打通断头路、新建联络线等提出新增道路。

3.2 注重设计理念

注意道路设计理念，将防灾减灾意识融入道路设计阶段。对于已建成道路，重点关注其关键节点，对存在隐患和风险的节点进行改造，逐步排除地灾防范的薄弱节环节。

3.2.1 优化道路设计

（1）路线设计

选线阶段，需对路线走廊带工程地质条件进行详细调查，针对山区地形、地质，结合历史水文、气候条件，优先考虑土质工程性质好、地下水位深、地表排水通畅的走廊带，避绕不开的区域在设计时注意提高防、排、截水设计标准。

（2）桥梁设计

充分研究历史水情资料，条件允许范围内尽可能提高设计标准，注意合理采用农村公路桥梁形式，在保证其防撞性能的同时，尽量提高护栏过水性；注意科学设计桥梁下部结构形式，尽量采用双柱墩，减少采用独柱墩结构形式的设计。

（3）路基设计

根据土质性质、类别、地下水位、地表水分布等工程地质条件综合情况，科学确定路基填土高度，结合沿线区域地质条件、筑路材料特点可采用强度高、水稳性好的筑路材料替代常规路基填土，以尽可能降低路基填筑高度；高填深挖路段做好边坡防护与排水，根据沟型选择合理的铺砌形式，提高边沟防冲刷能力，避免暴雨冲洗上方坡面带来的泥沙堵塞边沟并破坏边沟结构。必要时可以设置挖深式消力池、消力墙和综合式消力池来进行消能防冲刷。

3.2.2 保障关键节点

（1）水文地质隐患点

对全线进行摸排，对于道路路线地表水丰富区域，加强截排水设施布置，以减轻水流对坡面、路面、路堤的侵蚀和冲刷作用。对于路线地下水富集路段，注意观察常年积水区域，必要时可对路基开挖，处理好盲沟排水，重新敷设路面。

（2）高边坡、深挖方、陡坡路堤段

针对高边坡、深挖方、陡坡路堤段提前进行边坡防护或坡脚加固，以提高其雨水冲刷条件下的抗灾能力。在坡面防护上应根据坡率结合路段具体水文地质情况灵活选用防护形式。对于行车条件极差的陡坡急弯路段，如有条件可优化线形设计重新修筑，避开危险路段。

3.3 加强常态管理

防灾减灾是常态工作，交通设计人员从技术层面提高警惕，交通管理人员从思想意识上筑牢防线。建立健全相关应急管理工作原则，平急结合，科学编制防洪预案，将安全检查与物资储备常态化。持续推动防灾减灾意识建设，定期开展预案演练，做好减灾防灾的科普性宣传工作。巩固提升专业队伍素质，优化队伍结构，提升能力水平，定期组织培训学习，了解掌握应急管理、抢险保通相关专业知识。

3.4 运用智能化手段

针对公路边坡地质灾害隐患点建立基础信息数据库，实现监测感知、无线远程传输、数据分析、决策应用等功能，达到边坡工程基础信息管理、边坡灾害监测信息管理、公路地质灾害应急决策管理等目的，以提升公路地质灾害快速处置能力。

4 结语

气候条件的变化给交通运输系统带来重大不确定性，唯有提高系统及基础设施自身可靠性才能应对突发灾害。山区公路是广大农村地区生产生活最基本的公共基础设施，从路网结构、道路设计到应急管理，各方面提高减灾防灾理念，才能有效应对突发灾害。