公路水毁的成因

公路水毁的成因及防治措施

公路水毁是指公路沿线的工程设施由于受到水的作用而遭到损坏的现象与过程，是各地共同存在的一个普遍问题，属于一种常见的自然灾害。尤其是山区道路每年都有公路水毁现象的发生，轻者路基路面损坏、影响公路通行能力，重者桥梁冲毁、中断交通。由此造成的损失相当严重。因此，了解公路水毁的成因，加强公路水毁的预防，对彻底根治公路水毁具有重要的意义，是保障公路畅通的一个必备前提。

1. 公路水毁的类型和成因。

公路虽然主要是作为交通运输建筑物，但一旦受到水流的作用，如跨河桥梁与河道并行的公路等，又会因是水工建筑物的性质而遭遇到很多水力学问题。

公路建筑物遭遇的水力学问题可分为两类：一类是水毁，系因洪水造成的各种程度的破坏；另一类是水害，是因洪水而带来的经济损失。公路水害主要有：公路因洪水淹没而中断交通；小桥涵、路基边沟被泥沙堵塞而需要疏通；道路被泥沙淤积而需要清除等。公路水毁从表现形式来说，主要有以下4种类型：路基沉陷、路基坍塌、桥涵破坏、防护与加固工程损坏。

1.1路基沉陷。路基沉陷是指路基在垂直方向上产生较大的沉降，路基的不均匀下陷，将造成局部路段的基层破坏，进而使路面破损，如水泥混凝土路面的断板、沥青混凝土路面的坑槽、龟裂等，降低路面行驶质量，影响行车安全，甚至中断交通。形成路基沉陷的主要原因有：

(1)填方路段填料选择不当，施工过程中超厚度碾压，压实度不足；

(2)路基结构组合不合理，弯沉过大，路面防水差，雨，雪水渗入路基；

(3)路基排水措施不当，路面、边沟形成积水；

(4)缺少必要的排水和防护措施。

1.2路基坍塌。

路基坍塌主要指路基土体或沿线山体(或土石混杂的堆积物)遇水软化，在较陡边坡无支撑的情况下，自身重量所产生的剪切力，超过了粘结力和摩擦力所构成的抗剪力，因而土体沿松动面下坠散开。路基坍塌破坏了路基的整体性，损害了路面的通车功能，易造成交通中断，是比较严重的水毁病害。形成路基坍塌的主要原因有：

(1)缺乏合理的排水措施，路基极易冲刷；

(2)路基边坡土质松软、坡度过陡，缺乏必要的挡土墙等防护措施；

(3)构成路基的土质极差，岩石风化严重，遇水软化。

目前公路水毁的重点主要是在山区公路上，不少路段与河道并行，一面傍山，一面临河。很多路基是半挖半填或全部由填方筑成，填方多由开山废渣填筑。尽管填方中有大量的大块石构成路基边坡，但未做冲刷防护加固措施。这样的填方路基边坡在一般洪水条件下，因水位较低、流速不大，坡脚块石又较大，坡脚边坡比较平缓，是能够抵御洪水冲刷而保持路基边坡的稳定。但在较大洪水条件下，水位较高、流量过大，而边坡上部的块石又较小，且含有不少石屑和土壤，坡度也比较陡，因此边坡中的石屑、土壤、小块石被冲走后，大多就造成了路基坍塌，出现很多缺口或半个以上路基被毁。在公路路基的水毁中，这样的水毁占多数。另外，也有不少沿河路线，由于河

道变迁，使原来离河岸还有一段距离的路基，因河岸被冲而临近河边或遭到水毁，这类水毁多出现在宽浅变迁河段上。在深挖段路基中，两侧山体由于坡度过陡，石质较差，山上积水渗入山体或沿开挖面下泄，就形成了山体滑坡或泥石漉。

1.3桥涵破坏。桥涵破坏主要是指在山洪暴发情况下，洪水冲刷淘空桥基，使桥梁失稳损坏或涵洞被毁，形成桥涵破坏的原因有：

(1)涵洞位置不当，孔径偏小，满足不了排洪要求；

(2)涵洞进口处理不当，泄洪时发生洪水流向偏差；

(3)桥位选择不当，河床的地质条件差，极易发生冲刷，进而影响桥梁基础及墩台结构；

(4)桥涵日常养护差，长期得不到清理，发生堵塞，水流不畅；

(5)河床变化较快，水流偏差较大。桥涵水毁一旦发生，轻者洪水涌上路面，破坏路基路面，重者桥涵被冲断，从而中断交通。因此，桥涵类水毁是公路水毁预防中的重中之重，应引起高度重视。

1.4防护与加固工程损坏。

防护与加固工程损坏主要是指挡土墙、驳岸等防护工程在不断受到水流冲刷下基础失稳，产生滑移破坏，产生破坏的主要原因有：

(1)防护加固工程地基软弱或基础设置不深；

(2)位置选择不合理，挤压河道，引起局部冲刷。

全国各地区公路养护部门每年都要投入大量资金用于水毁抢修和修复，每年都要修复不少路基防护构造物。由于设计这些防护工程时往往凭经验估

算，有不少基础埋得很浅，有的还由于施工质量差等原因而遭到重复水毁，即：修了被冲，冲了再修，有的重复到3次以上。路基冲刷防护工程不但没有明显增加，还出现“旧账未清、又欠新账”的现象，这种弊病也是造成构造物易被水毁的原因之一。

现在还有不少公路测设单位对山区小型排水构造物的测设缺乏系统设计，必须强调的是：山区排水构造物不但要排水，还要输沙，很多山区公路的边沟和小桥涵因忽略了输沙因素而造成堵塞，水漫路面，冲毁路面和路基，从而造成较大的公路水毁。

2. 公路水毁的防治

对于公路水毁，应预防为主，清除水毁隐患，仿患于未然；水毁恢复，也要有一支具有专业知识的技术队伍，精心设计、精心施工，修一处、保一处，这也是公路水毁防治的大方针。

另外，各地方每年都可能遭到不同程度的水毁，对这些水毁进行认真调查和技术总结非常重要。通过调查总结，寻求水毁真正原因，才能比较切合实际地进行水毁预防和水毁修复设计。同时也可搜集大量现场资料，对使用的科技成果进行检验、筛选和改进，积极推进科技的发展，对加快防治公路水毁有很大的现实意义。

目前有一种普遍的看法，即认为出现的洪水一旦超过了设计标准，公路建筑物遭到水毁是不可避免的。因此，为了使公路建筑物具有更大的安全性，就趋向于采用更罕遇的设计洪水标准，例如：将50年一遇提高到100年一遇，或者将100年一遇提高到300年二遇。这就促使公路桥梁趋向于修得更高、

更长，公路路基修得更高，从而大量增加工程投资。

认真研究公路构造物的水毁情况，不难发现，公路构造物遭到的水毁主要是由于设计依据不符合实际，或是公路构造物遇到了设计时未料到的水力条件。

就桥梁而言，其可能遇到的水力条件是随桥位河段的河道演化(自然或是人工的)而发生变化的。随着洪水的增涨，桥梁可能处于由不漫水到漫水的水力条件，因此除了桥梁超过极限洪水以外，广义而言，所有的桥梁都可视为漫水桥。桥梁遇到的水力条件(如墩台冲刷、承受的动水压力和浮力等)在洪水位与桥面齐平时最为不利。洪水继续上涨，水位高出桥面后，桥梁遇到的水力条件一般并不比水位与桥面齐平时更为不利。因此，在进行桥梁水文、水力设计时，如果将洪水与桥面齐平时的水力条件考虑进去，则桥梁在任何大小洪水条件下的安全就得到了保证，桥梁就可免于水毁。这样桥梁采用什么样的洪水频率设计就不是为了保证桥梁的安全，而属于经济上的考虑，即：考虑桥梁在其经济使用年限内，桥梁因漫水中断交通可能受到的经济损失与提高设计洪水频率标准减少桥梁漫水经济损失而增加的建桥投资何者更为经济合算的问题。

就路基而言，目前公路构造物中，浆砌片石挡墙用得最多，一方面用来支撑路基填土以保证路基的必要宽度，同时又起到防御洪水淘刷路基的作用。挡墙受到洪水冲刷时在挡墙处产生一种沿墙面向下的下降剪力，使挡墙处出现很大的局部冲刷力和冲刷深度，当水流与挡墙正交时，冲刷最深，水流越大，冲刷也越深。随着水深的增加，当水面与挡墙路面齐平时，冲刷深度达