高寒地区公路水害处治实践

饱和或过饱 和的情 况下 ， 促使高陡边坡 的岩体发生崩 塌。冬 季高寒地 区的地表水 ， 浅层地下水 ， 在零下 １ ０℃ 以下 的负温 气候下 ， 冻胀力 将会加大岩体 内裂 ， 以至使岩土体发生崩解 。
所以 ， 如何通过截 、 、 堵 排等措 施防止地表水和地下水沿裂 隙 下渗是防治崩塌产生 的有效途径 。 从对 高寒地 区公路水 害成 因和影 响 因素 的分析 不难 看 出， 高寒地 区公路水 害的发生 虽然 是地形地貌 、 地层 岩性 、 地 质构造 、 降水 、 风化作用 、 地震 、 冲刷 、 类活动等多种 因素综 人
高寒地 区公路 翻浆是 多种 因素 综合 作用 的结 果 。高 寒 地区山区路段 原始 地基土 的类别 、 成分 以及 含水量是形成 道 路翻浆 的必备 条件 ， 温高低 、 气 路面状 况 以及行 车荷 载又 直 接影 响翻浆 的形成 过程 和 翻浆程度 。影 响公 路翻浆 的 主要 因素有 ： 土质 、 、 水 气温 、 面结构和行 车荷 载等 。另外 ， 为 路 人 因素也对公路 翻浆产 生一定 的影 响 ， 主要是公 路沿线人为 挖 沟放水 ， 致使路基排水 困难 ， 直接影 响到路面 。
或路基 边坡发生滑坡 ， 常使交 通 中断 ， 响公路 的正常 建设 影 及使用 。大规模的滑坡 ， 以堵 塞河道 ， 可 摧毁公路 ， 对山区建
设 和交 通设 施危害极大 。
山坡 地段在地层结 构 、 岩性 、 水文 地质 条件等 自然 条件 下， 由于地下水 活动 、 流 冲刷 、 河 人工切 坡 、 地震 活动等 因素 的影 响， 边坡 的大量 岩石 、 体在重力作用下 ， 土 沿着 一定 的软 弱结构 面（ ） 整体 向下 滑动形 成滑坡 。它往往整 体地 、 带 ， 缓
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２０ ０７年 第 ６期 （ 总第 １０期 ） ６
黑 龙江 交通 科技
ＨＥＩＯＮＧＪｌ Ｌ ＡＮＧ Ｉ ＪＡＯＴＯＮＧ ＫＥＪ Ｉ
ＮＯ ６， ０ ７ ． ２ ０
（ ｕ Ｎ ．６ ） Ｓ ｍ ｏ １０
高 寒 地 区公 路水 害处 治 实践
＋ ０ 段 左侧 路堑边坡发生多 次规模大小 不等 的崩 塌 ， １０ 造成 路面被覆盖 ， 导致长时 间交 通堵塞 。观察发 现 ： 段边坡 由 该 路基爆破开挖形成 ， 设计边坡坡度 为 １０ ７ 实 际为 １０ ２ ： ．５， ：． ，
刘建敏
（ 石家庄市公路桥 梁建设集 团）
摘
要： 结合青海省西 宁至久治公路 建设 的工程实践 ， 实地考察 了高原 公路 建设 中容易 出现 的水毁灾 害 ， 分
析 了高原公 路水 害的成 因 ， 结合施工过程 中的水害及处治 ， 提出通过排 、 、 、 、 导 疏 截 阻将地表水 和地下水 引出 山坡土体 和路基 ， 山体岩土体 和路基 的含水量保持在 干燥或 中湿状态 ， 预防 、 使 是 处治 各种水 毁灾 害 的有效
滑坡及崩塌 。 １ 高寒地区水害成 因
１１ 冻胀 发 生 的 成 因 ．
车轮荷载作用下 ， 使路 面发 生弹 簧 、 开裂 、 冒泥 等现象 ， 形成
翻浆 。
翻浆 的过程 ， 实质上就 是水在路基 中迁移 、 相变 的过程。 路基附近 的地表积水 及灌溉会使 路基土的含水量增 加 ， 使地 下水位升高 ， 从而促使 翻浆 的形成 。 因此 ， 置完善 的排水 布 体系 、 做好 路基排 水是 防止 和整治 翻浆 的必要措施 。
通过实地勘察 ， 结合水 害发 生 的具 体情 况 ， 害 的形 对水
成进行深入分析发现 ， 山融水 、 雪 季节性降水 、 地下水活动频 繁是造成水害 的主要 原因 ， 以对本项 目发生 的水害 因地制 所 宜地分别采取 了处治措施 ， 现介绍如下 。 （） １ 对于 Ｋ ９ ３ ７＋１３一Ｋ ０ ５ ４ ８＋５ １段 １ 桥涵 台背基 ３ ２道 底 发生 季节性冻土 翻浆 ， 分析认 为 ： 路段 冻土为多 年或隔 该 年冻土层 ， 翻浆 的发生 是 因为施 工开挖使 冻土层 裸露 ， 冻土 层 表面 由于温度 升 高从 上到 下 融化 ， 融水 又无 法及 时排 但 出， 造成冻土层上部水 分聚集 ， 含水量过 大 ， 在振动夯的强力 作用 下 ， 使桥涵 台背 基底 表 面发 生 弹簧 、 冒泥现 象 ， 形成 翻 浆 。对 于多年冻土 ， 工 中不 应扰 动破坏 ， 施 于是 采取 了分段 快速施 工的方法 ， 以免 冻土层 暴露时间过久 ， 引起破坏 ， 将 并 施工时 间安排在 一天 中气 温最低 的凌 晨 １ —４点钟 ， 尽量 在 冻土层保持 冻结 的状 态下施工 ， 以避免扰 动冻土层 。通 过采 取 以上措施 ， 此病害得 以圆满处 治。 （） ２ 由于 ６月 １ ３日的一场暴雨 加雪 ， ４ ８＋９ １一Ｋ ０ Ｋ０ ２ ４９
９・
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总第 １０期 ６ 大， 降低 了岩石裂隙 间的粘聚 力和摩 擦力 ， 增加 了岩体 的质 量， 使第 四纪松散堆积物 颗粒之 间 的摩 擦力 减小 ， 在含水 量
第６ 期 （ ） ４９＋ ３ ５ Ｋ ２ ０ ４一Ｋ ３ ７ ２ ０ ４ ３＋ ３ ． ９段 ， 基发生 大面 积冻 路 融、 翻浆 ， 不能进行路 面基层施工 。
没有外来 水分补给 的， 中冰 夹层 薄 ， 胀量 也 小。 由此可 土 冻 见 阻断水分迁移 和积聚 的通道 并切 断水 源补 给是 防治冻 胀 行 之有效 的方 法。
１２ 翻 浆 形 成 的 原 因 ．
要原 因， 调查表 明 ： ％ 以上 的滑 坡与水的作用有关 ， 滑坡 ９ ０ 故 主要在雨季 特别 是久雨 、 暴雨期 间发 生。一旦水进入斜 坡岩
含水量 的有效性 ， 坡处 治 的重要 内容 。 是滑
１４ 崩塌 的成 因与影响 因素 ．
高寒地 区每年 的 ５～ 月是 路基 水 分 的积聚 时期 ， ８ 由于 降雨 的影 响， 水下渗 ， 地表 引起地下ห้องสมุดไป่ตู้位 升高 ， 路基水分 增 使 多 ， 处于潮湿状态 。到冬季 ， 下降 ， 路基 气温 此时路基上层 的 土开始冻结 ， 特别是高寒 地 区每年 ９月 份便 开始 下雪 ， 季 冬 路面积雪相 当严 重 ， 间断 积雪 一 日最 大深 度 可达 ２ ｍ 以 ０ｅ
慢 而长期地 向下 滑 动 ， 过程 分 为蠕 动变 形和 滑动破 坏 阶 其 段， 但也有一些滑坡表 现 为急剧 的运 动 ， 以每秒几 米甚 至几
十米 的速度 下滑。
在 滑坡形成的各种影 响因素 中， 水是 导致滑坡产生 的重
断增 大 ， 一直要到水源 的补 给断绝后才停 止 。而冻结过程 中
１３ 滑 坡 形 成 的 原 因 ．
冻胀发生 的原 因不 仅是 由于水 分冻 结成 冰 时体积 要增
大 ９ ， 主要是 由于温度 降低 时土 中结合水 的迁 移。 当土 ％ 而
高寒地区边坡滑坡 是较 为 常见 的公 路病 害之 一。山坡
层冻结时 ， 周围未冻结区 中的水分 在渗透压力 和由于颗粒周 围弱结合水最外层冻 结使 冰晶体 周 围土粒 的结合 水膜 减 薄 而使土粒产生剩余 的分 子引力两种力 的作 用下 ， 向表层冻结 区聚集 ， 冻结区土层 中水分 增加 ， 使 冻结 后 的冰 晶体不 断增
合作用 的结果 ， 种地质病 害和路基病害 的发生都与地表 但各
水与地下水 的活动有密切 关系 ， 有些 灾害 ， 水甚 至能起 到决 定性作用 。所 以在水害 防治 中综合 考虑 各种影 响 因素 的基 础上 ， 分清水害产生 的主次要 因素 ， 紧抓住水 这一 主要 因 紧 素， 贯彻 以防为主 、 防治结合 的原 则 ， 因地 制宜 ， 通过 排 、 、 导 疏、 、 截 阻将地表水 和地 下水 引出 山坡土体 和路基 ， 山体岩 使 土体和路基的含水 量保持 在干燥 或 中湿状态 ， 预防 、 是 治理 各种水害的有效方 法 ， 有时更是投资省 、 见效快 、 时省力 的 省 途径。高寒地 区公路 常见 水 害 防 治 的措 施 主要 有 ： １ 绕 （） 避 ；２ 做好路 基 排水 。通过 设置 排 水 沟、 （） 截水 沟 、 渗水 盲 沟、 排水盲沟 、 边沟 ， 堵塞裂隙 ， 采用水 平钻孔插入管子排水 ， 形成 完整通 畅的排水 系统 ；３ 提高路基 高度 ； ４ 设 置隔离 （） （） 层 ；５ 路基上部换填水稳性好 、 冻稳定 性好 、 （） 冰 强度高 的粗 颗粒土 ；６ 加 强路面结构 ；７ 加设 防冻层铺设 隔温层 ；８ （） （） （） 设置护面墙 、 护堤 、 植被 防护 、 喷浆 和喷 混凝土 护坡 、 石笼 及
大， 土体 的体 积也 随之发生膨胀隆起 。 由于土层发生冻胀 的原 因是水 分 的迁 移和 积聚 ， 因此 ， 当冻结区附近地下水位较高 ， 毛细水上 升高度能够达 到或接 近冻结线 ， 使冻结 区能够得 到水 源 的补给 时 ， 将发生 比较 强 烈的冻胀 现象。因此 ， 冻结 过程 中有外来水 源补给 的往 往在 土层 中形 成很 厚的冰夹 层 ， 产生 强烈 冻胀 ， 种冰 晶体 的不 这
发育的主要 因素有 地形 地貌 、 层岩性 、 质构 造 、 地 地 降水 、 风 化作用 、 地震 、 冲刷 、 为因素 。 人 其 中降雨形 成 的裂 隙水 压 力 是 崩塌 产 生 的触 发 因素 。 沿裂隙下渗 的地表 水及地下水 ， 产生静水压力使岩体裂 隙增
・
始 回升 ， 路面积雪 、 基 内的冻 土层首 先 融化 。含 有 大量 冰 路 体 的路基 ， 从上到下融 化时 ， 由于水分 较 多 ， 又不 能下 渗 ， 在
上 。由于土体 内水分较 多 ， 路基 土逐 步 冻结成 冰 ， 路面 产 使 生冻裂或 隆起 。到春季 时 ， 一般 在 每年 的 四月下旬 ， 气温 开
青藏高原地 壳隆升与 河流 下切形 成 陡峭斜坡地 形是崩 塌发生 的基 础条件 ， 斜坡 表面大量分 布松 散岩土体则为崩塌 的发生奠定 了 良好的物质基 础 ， 加上其他影 响和诱发 因素的 作用就决定 了高寒地 区公路 沿线 边坡 的崩塌灾 害具有普 遍 性和长期性发 育的基本 特征 。影 响高寒地 区公路 沿线 崩塌
土体 内， 它将增加岩土 体 的质量 和软化 作用 ， 从而 加大 了滑
．
坡体的下滑 。土体 软化降低岩 土的抗 剪强度 ， 产生静水压力
和动水压力 ， 冲刷或潜 蚀坡 脚 ， 对不透 水层上 的上覆 岩土层 起 了润滑作用 ， 当地下 水 在不透水 层顶 面上 汇集成层 时 ， 它 还对上覆地层产 生浮力 。此外 ， 区河 流 的冲刷 ， 山 沟谷 的深 切 以及不合理 的大量切坡都 能形 成高陡的临空面 ， 为滑坡 的 发育提供 了良好 的条件 ， 同时 ， 由于水 的冲刷作用 ， 导致斜坡 失稳或滑坡复活 。故 通过截 、 等措施控制斜坡岩土体 内的 排
方法 。
关键词 ： 高寒地 区公路 ； 害 ； 因； 水 成 处治
中 图分 类 号 ：４ ６ １ Ｕ １ ． 文 献 标 识 码 ： Ｃ 文 章 编 号 ：０８—３ ８ （０ ７ ０ ｏ ０ ０ １０ ３ ３ ２０ ）６一 ０ ９— ２
水是造成 路 基路 面及 其 沿线 构 造 物病 害 的 主要 原 因。 高原公路 沿线地 区 ， 由于地质 地貌 、 文气 候等 自然 环境 条 水 件十分复 杂和特殊 ， 不仅水害种类 多 ， 而且水害分布广 ， 动 活 十分频繁 ， 其中水对高寒地 区公 路 的危害 主要有 冻胀 、 翻浆 、