四川某縣公路邊坡水毀特征、成因及養護施工方案研究

摘要 極端天氣、風化的共同作用，會導致道路邊坡出現比較嚴重的水毀問題，為保證交通安全，需要針對水毀路段進行養護施工。文章針對某地公路邊坡的水毀問題進行研究，分析導致水毀問題出現的原因，結合當地地質、氣候狀況對水毀問題進行養護施工設計。希望通過研究，能夠作為水毀養護施工的參考，幫助相關地區有效應對和解決水毀問題，提升公路工程的使用壽命，保證當地的交通安全。

關鍵詞 公路邊坡；水毀特征；成因；養護

中圖分類號 U418 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）17-0000-03

0 引言

道路的邊坡是道路結構的重要組成部分之一，但是由于雨水沖刷、暴曬、風化、積水等問題，將導致邊坡出現水毀問題，嚴重影響道路的使用壽命和交通安全。針對公路邊坡水毀狀況，應采取因地制宜的方式開展養護施工，延長道路的使用壽命，提升邊坡的防護質量。該文就針對某縣邊坡的水毀問題展開研究，總結了當地邊坡的水毀特征，提出了養護施工方案。

1 項目概況

1.1 水毀狀況概述

某縣部分道路遭受雨水沖刷及風化作用，導致彰促路K1+209段公路邊坡快速老化，并出現邊坡坍塌、滑坡、路基塌陷等問題。地質災害的出現導致了嚴重的交通堵塞，嚴重威脅當地的交通安全，為此需要開展養護和水毀治理工作，保障當地的經濟發展和公共安全。

1.2 周邊環境狀況

1.2.1 地質概況

該縣境內地質構造單元為川西臺陷龍泉山褶皺束和川中臺拱、威遠穹窿的結合部，龍泉山是該地最高山脈，海拔為600～1 000 m。山脈的西側山腳一帶為侏羅系丘陵區，由沖積層、洪積層組成成都平原；東側為侏羅系、白堊系組成的丘陵地貌，山脈沿線的丘陵斜坡植被良好，平原地帶以水田為主。工程項目區域地貌為丘陵地貌，沿線的植被良好，農田比較密集，以剝蝕地形為主。丘陵之間存在堆積黏性土，排水不暢位置含水量較高，密度較低，會構成濕土軟基。

1.2.2 當地氣候

項目地區屬于亞熱帶潮濕氣候，雨水充沛且蒸發量大，區域內平均氣溫為16.3℃，其中一月份平均氣溫在5.6℃左右，七月份平均氣溫為25.8℃。全年降水總量為976～1 000 mm，主要集中在6～9月，占據全年的70%左右。境內主要河流為龍水河，為沱江流域的支流，河床平均寬度為30 m，年徑流量0.75億立方米。

1.2.3 水文條件

項目所在區域的降雨主要集中在6～9月，區域內的地下水主要為松散堆積層孔隙水和基巖裂隙水，以大氣降水為主要補給方式，隨著基巖裂隙或覆蓋層孔隙徑流，向河谷、沖溝等方向排泄。區域內地下碎屑巖類含水量較高，含水層受相對隔水層的影響，補給會受到限制，地下水露頭和涌水量則比較有限。第四系松散堆積層孔隙水主要分布在堆積層孔隙中，區內坡洪積層主要為隔水黏土，透水系數為10?8～10?6 cm/s，屬于相對隔水層，因此容易出現積水。

2 水毀特征和成因分析

2.1 主要工點水毀問題分析

彰促路K1+209段，該路為雙向二車道，路基寬度為8.5 m，其邊坡上部巖體由于受到雨水沖刷、暴曬導致熱脹冷縮，并在風化作用下導致局部存在坍塌，表面松散巖體掉落問題嚴重；邊坡的下部為灰綠、紫紅色泥巖。由于雨水沖刷和風化的共同作用，導致邊坡碎石掉落。

2.2 水毀主要原因分析

2.2.1 雨水和風化作用

結合工點的水毀狀況，導致水毀的主要問題為雨水沖刷和風化的共同作用，部分邊坡經過雨水沖刷后因熱脹冷縮導致老化問題嚴重。由于當地降雨時間比較集中，在7～9月降雨量較大，雨水將嚴重沖刷邊坡，同時當地夏季氣溫較高，邊坡經過沖刷后受到日曬，導致邊坡內外熱應力不均勻，破壞邊坡的表面結構；災害地點以灰綠、紫紅色泥巖為主，這類泥巖很容易受到風化作用，并且在排水不暢的綜合作用下，將加快邊坡的老化，從而導致地質災害出現。

2.2.2 積水破壞地基

當地地形以丘陵為主，水毀地區的洪積層等松散基層以黏土為主，厚度不均，透水性比較差，所以很容易形成局部積水，影響路基和邊坡的穩定性，并造成路基的局部沉降問題[1]。

3 養護施工設計方案

3.1 路基設計

路基防護以工程防護和植物防護相結合的原則，提升穩定性并保證與當地自然環境相協調[2]。邊坡設計中需要考慮路基穩定、節約用地的要求，在路基填土高度小于8 m時，使用直線形邊坡，邊坡坡率為1∶1.5；路基填土高度≥8 m時，采用折線形邊坡，上部的邊坡率為1∶1.5，下部邊坡率為1∶1.75。風化嚴重的邊坡在進行碎石清理后，還應進行掛網噴淋處理，避免邊坡繼續風化，并減少雨水侵蝕（如圖1所示）。

圖1 邊坡處置設計

3.1.1 壓實度標準和填料要求

為有效應對水毀問題，養護施工中路基填料應避免使用淤泥土、凍土、有機土、生活垃圾、樹根等雜質，同時應保證路基的填料具有足夠強度，以應對地震[3]。填石路堤可根據石料強度的不同，制定填筑的厚度和壓實標準，壓實質量采用壓實沉降差、孔隙率進行檢驗。當使用沉降差控制標準進行壓實檢測時，應采用12 t以上振動壓路機進行試驗，若壓實頂層穩定且不再下沉，則判斷該面處于穩定狀態。

3.1.2 路基防護工程方案

（1）路堤邊坡防護

在填方邊坡高度超過4 m時，應使用網格護坡或拱形護坡防護；填方邊坡高度在1～4 m時，針對不受水流沖刷的路段，應使用植草防護；填方的高度低于1 m且不受水流沖刷時，不需要予以防護。斜坡路段和建筑發生干擾的路段，應減少用地，收縮坡腳，盡量減少拆遷面積，并使用重衡重式擋墻進行防護[4]。

（2）路塹挖方邊坡

根據高度、巖土界面、裂隙發育程度等因素確定防護方式。高度低于20 m的碎石土路段挖方邊坡，應按照高度8～10 m進行分級，設置1.5 m寬的邊坡平臺，使用放緩邊坡護面墻進行坡面防護；高度在20～30 m的砂巖，在按照同樣方式設置邊坡平臺的同時，應使用掛網噴漿、錨桿框架等技術，對不同風化程度的巖層進行處理。對高度在30 m以上且風化程度比較低的挖方邊坡，應采用1∶0.5～1：1.0的邊坡設計比，按照高度10～15 m進行分級，設置1.5 m寬的邊坡平臺。

3.1.3 路基排水

若路基兩側邊溝和橋涵進出水口、既有水溝相連，應保證邊坡縱坡在5%以上，出現特殊困難的地段則需要在0.3%以上。路面水和坡面水采用匯入邊溝再排入大溝渠的方式，或者直接建立排水溝渠將其引至路基以外，并在坡口3～5 m以外設置截水溝，避免地表水影響邊坡。為減少降雨對坡面的沖刷，應根據坡外截水溝的布置狀況，隔級在邊坡平臺的內側設置平臺排水溝，將坡面水引至路基外。

3.2 路面設計

針對道路的養護施工中，應維持道路原有結構和功能，因此對路面結構不進行修改，繼續沿用道路原本的瀝青混凝土路面設計。結合當地氣候特點，選擇70號B級專用石油瀝青，路面上層混合料為SBS改性瀝青。

道路所使用的粗集料應滿足《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2004）中的規定，同時為保證瀝青路面的使用壽命，所使用的粗集料應保證擁有堅硬的石質，集料不應出現風化情況，而且要保證集料無雜質，具備較強的耐沖擊力和強度。瀝青路面所使用的細集料為天然砂，0.075 mm篩孔允許通過率為0～5%，不能使用石屑和山場的下腳料。

4 養護工程施工

4.1 路基施工

4.1.1 路塹施工

由于當地6～9月降雨比較集中，因此在雨季到來前應做好地面排水工作，并合理制訂施工計劃，避免在雨季施工。施工管理人員應注意天氣預報，加強對邊坡的臨時防護工作，防止雨水沖刷坡面，及時將雨水排出，避免在路基位置集中。土石方開挖時，應避免使用大爆破施工，針對靠近路塹的邊坡坡面，可以采用小藥量爆破或者光面爆破法。

4.1.2 路堤施工

使用軟質巖和硬質巖填充下路堤時，應保證硬質巖的含量在30%～70%，控制硬質巖的最大粒徑不超過層厚的23%。施工時應采用分層填筑的施工方式，控制每層厚度在40 cm以下。如果硬質巖的含量超過70%，則需要按照填石路堤的標準進行施工。

4.1.3 擋土墻施工

（1）一般施工

施工前應進行截水、排水和防滲工作，由于該工程的巖體破碎問題比較嚴重，因此應盡量避開雨季施工。在基坑施工過程中，應時刻關注地質結構狀況，并實時與設計核對，如果出現與預期地質狀況不對應的情況，應根據現場情況及時優化設計。

（2）基礎施工

進行基礎施工時，應將基底表面已經出現嚴重風化的土石清除，基坑挖好后應及時封閉坑底，并針對設有內傾斜的穩定橫坡，應設置排水設施。在擴大基礎時，基礎應與墻體同時砌筑。使用擴大基礎時，需要將墻體與基礎一同砌筑，澆筑體和基礎壁的縫隙使用砂漿填充。回填基坑時應采用分層回填的方式，表面需要留下3%的斜坡。

（3）墻身施工

在墻身施工中，應采用錯縫澆筑的方式，出地面后及時將基坑回填，并做好頂面的排水、防滲工作。伸縮縫和沉降縫兩側需要保證豎直、平齊。施工期間，應時刻檢查墻身的強度，在墻身達到設計強度的75%后，可以進行回填工作，并且注意在墻背0.5～1 m以內的位置，不能使用重型振動壓路機進行碾壓。

4.2 路面施工

4.2.1 瀝青混合料拌和

瀝青混合料拌和過程中，應每天對熱料倉中集料進行篩分分析，編制質量控制圖，保證混合料配合比誤差控制在容許范圍內，例如下面層0.075 mm粒徑為±2%，≥4.75 mm粒徑為±7%。如果原材料存在變化，而且混合料不能滿足質量要求，應及時調整配合比[5]。

4.2.2 基層、底基層施工技術要求

基層為水泥穩定碎石，建議水泥劑量為4%，施工中的實際摻量應根據試驗數據+0.5%，但應控制在3.5%～5.5%。根據骨料密實類型進行粒料的級配。基底層為水泥穩定碎石時，水泥的建議用量為3%，施工實際用量應控制在2.5%～4.5%。

4.2.3 攤鋪碾壓

攤鋪瀝青混合料前，應檢查混合料狀態，保證混合料沒有出現離析的情況，如果局部材料離析，應在攤鋪試驗路期間確定解決方案。在碾壓工作中，使用四臺14 t靜態壓路機施工，應保證瀝青混合料的碾壓終表面溫度不低于100℃。經過碾壓施工后，應開展壓實度檢測，使用核子密度儀進行質量檢測，保證下層路面空隙率低于7%，壓實度不低于97%；表層路面空隙率低于7%，壓實度在97%以上，使用馬歇爾試驗實測密度和生產配合比，并進行對比。

5 結束語

針對公路邊坡的水毀問題，應采用因地制宜的施工方式開展治理工作，保證施工方法不會對周邊自然環境產生影響，確保養護施工的綜合效益。該工程通過開展養護施工工作，可有效解決邊坡水毀問題，并且可以確保雨季及時排除積水，有效減少雨水對邊坡的沖刷作用，延長道路的使用壽命，并且能夠保證交通安全。

參考文獻

[1]李展望，何正紅，張程.公路邊坡水毀風險評價方法研究[J].公路，2023（9）：421-426.

[2]傅詩昊，黃天元，胡寒飛.某臨崖公路邊坡水毀崩塌地質災害處治方案研究[J].科技資訊，2023（15）：109-112+121.

[3]陳勖.高速公路路基邊坡水毀成因分析及處治[J].運輸經理世界，2023（19）：19-21.

[4]高建軍.公路水毀路基修復設計研究[J].交通世界，2023（12）：65-68.

[5]劉洋銘，李順興，張亮峰，等.高速公路紅砂巖路堤邊坡水毀機制現場試驗研究[J].西部交通科技，2023（1）：69-72.