淺析公路路基涎流冰防治施工技術(shù)應(yīng)用

馬麗芙

(龍建路橋股份有限公司第七分公司，黑龍江 哈爾濱 150090)

我國(guó)東北寒冷地區(qū)冬季行車(chē)經(jīng)常能夠遇到邊坡、邊溝或者路面上有隆起不規(guī)則冰丘、冰帶和滲水現(xiàn)象，嚴(yán)重影響行車(chē)安全，這種現(xiàn)象學(xué)名稱(chēng)之為“涎流冰”。涎流冰現(xiàn)象是一種公路路基病害，在較低寒冷溫度條件下，較高位置土壤毛細(xì)滲水或地表水滿(mǎn)溢到地面，逐層凍結(jié)并隨著冰水流動(dòng)向外延伸擴(kuò)展的現(xiàn)象。該病害易造成基底穩(wěn)定性差、地底彈軟變形、地基承載力下降，易引起基身沉陷或滑移、邊坡坍塌，特別嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致泉涌水漫過(guò)路面，使路面結(jié)冰或形成冰丘，對(duì)路面造成破壞，影響道路的功能使用。

在冬季減方工序施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)邊坡有滲水并形成“冰丘”，預(yù)判減方施工后該段路基有發(fā)生涎流冰病害的可能。在施工過(guò)程中采用排堵結(jié)合、綜合整治等方針，按設(shè)計(jì)要求完成施工任務(wù)并取得良好成效。根據(jù)高速公路運(yùn)營(yíng)后期跟蹤觀察，冬季保溫排水口有滲水流出跡象，該段邊坡、路基、路面未發(fā)生涎流冰病害等異常現(xiàn)象。

1 涎流冰產(chǎn)生的天然機(jī)理和防治原則

1.1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際對(duì)涎流冰產(chǎn)生的客觀因素

(1)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)高邊坡、大減方的實(shí)際情況，涎流冰的產(chǎn)生原因應(yīng)該是路基減方施工過(guò)程中人為切斷破壞了天然水線(xiàn)；

(2)高邊坡段落原天然地下水線(xiàn)較高，因減方施工變地下水為地上水；

(3)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)資源為黏質(zhì)黑土滲透性偏差。

自然溫度高時(shí)，土壤水滲透能力強(qiáng)流動(dòng)性好，不被發(fā)現(xiàn)也不會(huì)造成病害，但是當(dāng)天然溫度降低到一定程度時(shí)，邊坡表面被凍結(jié)形成密封殼體狀，阻斷滲透水流經(jīng)方向?qū)е峦庖纭ｉ_(kāi)始時(shí)滲透水集聚在較低水平，但此時(shí)較高位置邊坡被凍結(jié)不透水狀態(tài)，當(dāng)水位逐漸抬升，最終壓迫邊坡、融化凍結(jié)殼不斷溢出，凝結(jié)成冰、冰丘等涎流冰不斷蔓延。

1.2 涎流冰防治遵循的客觀原則

(1)必須堅(jiān)持“預(yù)防為首、治防結(jié)合、綜合管控”的原則，使用“導(dǎo)、滲、蓄、擋、圍”等綜合方法治理。

(2)采用地下排水方案作為病害防治措施的主要手段，采用地表排水為輔助手段相結(jié)合的實(shí)施辦法。

(3)路基工程施工努力避免干擾原有的自然排水狀況，不宜切割含水層、土壤天然滲水線(xiàn)。采取“圍、排、擋、截”等防治措施時(shí)，確保其自然排水系統(tǒng)暢通無(wú)阻。

2 涎流冰治理基本措施

防治的關(guān)鍵在于“治理水”與“防止冰”，重在治理水患。通過(guò)“追蹤尋源，堵疏結(jié)合”的思路，改變土體中天然水分布規(guī)律，降低水位和引排到相近的河谷中。

2.1 邊坡涎流冰防治

路基邊坡涎流冰對(duì)坡體危害特別嚴(yán)重，路基邊坡產(chǎn)生涎流冰說(shuō)明破體內(nèi)飽和含水，長(zhǎng)期浸泡稀釋土壤造成滑坡現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)侵害路基路面阻斷交通。本工程邊坡涎流冰防治措施經(jīng)過(guò)工程技術(shù)人員集體商議。

(1)設(shè)阻(隔)水槽，在邊坡頂部大于5 m選擇合適位置縱向(沿路線(xiàn)方向)設(shè)阻(隔)水槽，槽寬1～1.5 m，槽深超過(guò)冰凍線(xiàn)以下，宜超過(guò)滲水線(xiàn)或者接近路基高程。

(2)安裝滲排水管，阻(隔)水槽底部為：回填砂墊層+縱向排水管和橫向排水管。滲排水管如果選用硬質(zhì)PVC塑料管材，需要在管壁上鉆透水孔(φ10 mm以上)并包裹土工布；并保證縱向或者橫向滲排水管相互連接可靠；橫向滲(排)水管的間距將按水線(xiàn)情況確定(可以采用5～10 m間距)。

(3)安裝阻(隔)水板，沿著阻(隔)水槽底部靠近路基測(cè)安裝，材料可以選擇防水卷材、防水板材或者保溫防水材料。

(4)回填透水性砂礫距原地面1～2 m，然后用地表粘性土回填壓實(shí)。對(duì)應(yīng)溝槽上部做漿砌石截水邊溝，不建議土質(zhì)邊溝。

(5)坡頂回填土采用反坡形式，減少地表水流經(jīng)邊坡機(jī)率。

(6)重力式擋土墻，降低破面長(zhǎng)度，起阻止邊坡滑移。擋土墻還可以起到隔絕冰、阻擋水、減少阻力、擋土體等的綜合作用。一般標(biāo)準(zhǔn)擋土墻高度1～2 m，底座寬度1.5～2 m。

(7)深埋路基邊溝底部安設(shè)縱向滲水管。

(8)阻(隔)水槽滲水管和深埋路基邊溝滲水管無(wú)限延伸埋設(shè)，至少有一端需要沿路基方向延伸到距離路基路面高程以下的河流、谷底等低洼處，管口探入水面(地面)以下防凍層內(nèi)，做保溫排水口。

2.2 路基涎流冰防治

為提高路基施工質(zhì)量和增強(qiáng)路基穩(wěn)定性，設(shè)置集水溝(縱向盲溝)、橫向盲溝的作用是改變了整個(gè)流經(jīng)地基附近水體方向，切斷補(bǔ)給水源，提高排水能力。路基底部水位高程低，涎流冰病害源頭被切斷，也就無(wú)法生成病害。路基防凍脹翻漿能力有效增強(qiáng)、使路基整體穩(wěn)定性保持良好。

(1)在路基底部或上緣富水的出水點(diǎn)處、凍脹線(xiàn)以下設(shè)置集水溝、橫向盲溝來(lái)匯集滲透水，攔截流向路基的層間水。匯集于盲溝內(nèi)的地下水經(jīng)保溫出水口排到路基范圍以外。

(2)設(shè)置一定厚度的砂礫墊層、滲水管、滲透盲管和保溫排水口，在路基底與盲溝之間形成一套綜合排水系統(tǒng)，疏導(dǎo)地下水，阻隔毛細(xì)水，促進(jìn)土層固結(jié)，提高地基承載力。讓砂礫墊層承受上部較大應(yīng)力，軟弱土層承受較小應(yīng)力，不增加土基的附加應(yīng)力，以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)對(duì)地基的要求。

(3)在路緣下，通常設(shè)置縱向滲水盲溝，也可以將其深埋在路基邊溝下。主要目的是做好防凍，覆蓋圖層厚度超過(guò)當(dāng)?shù)貎錾畛叨?高寒地區(qū)考慮1.5～2.0 m)。縱向滲水盲溝既可以在路基兩側(cè)布置也可以在路基迎水面一側(cè)布設(shè)。

(4)滲水盲溝首尾有高差，便于滲水匯集后順利流淌排放。

(5)保溫排水口需要設(shè)置在路基(或者路面)高程下至少2.0 m，深入暗渠溝谷中。

3 跟蹤觀察效果

公路運(yùn)營(yíng)經(jīng)過(guò)2個(gè)凍融周期，該段路基邊坡、路基穩(wěn)定性表現(xiàn)良好，未發(fā)生涎流冰病害。邊坡綠植豐茂，形狀完好，保溫口有流水滲出跡象。路基發(fā)生沉降也未見(jiàn)縱向裂縫。

4 結(jié)束語(yǔ)

環(huán)比高寒地區(qū)，多年運(yùn)營(yíng)公路網(wǎng)，偶發(fā)涎流冰病害影響交通安全事故；同比本公路其他段落出現(xiàn)邊坡滑塌、路基沉陷、阻斷交通現(xiàn)象。印證了我們實(shí)施涎流冰治理措施合理，具有應(yīng)用推廣價(jià)值和市場(chǎng)前景。降低建設(shè)成本，節(jié)約社會(huì)資源，，可以減少后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。