干线公路灾害整治试点工程指导意见Word文档格式.docx

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洪水特征

行洪时程

洪水暴发的时间、最高水位及其持续时间、涨落过程

访问当地居民、目击者

洪水痕迹

调查洪水留下的泥痕、水记或人工刻记，以及其他一切可以表明最高洪水位的证据

现场调查和量测

灾情调查

灾害发生的时间和区域、灾害的类型和损失程度，工程修复难易程度。

实地勘测

2.1.4洪水流量计算根据实地条件采用比降法、急滩法或卡口法。

河道顺直、沟床稳定、纵坡和糙率一致的河段，可采用满宁公式计算；

由稳定流变为急流的沟床纵坡变化的河段，可采用急滩法计算；

河道变窄的峡谷河段，可采用卡口法计算。

2.1.5设防洪峰流量计算，有可靠暴雨和水文资料情况下，根据统计分析确定；

没有可靠资料情况下，可利用邻近地区资料移植分析计算。

在山区条件下，推算小概率洪水的可靠性较差。

对于频繁发生洪水灾害的重灾区，可能的最大洪水推荐采用暴雨放大、移植或叠加的方法预测最大洪水。

2.1.6泥石流暴发突然，速度快，历时短，破坏力大，能将大量固体物质冲出山外，对路基、桥涵、隧道及其附属构造物堵塞、淤理、冲刷、撞出，造成直接破坏；

也可淤塞河道，迫使水流改道，冲毁公路。

2.1.7泥石流活动以突发性、周期性、群发性和差异性为特征。

其危害方式以淤积掩埋、冲击冲毁、阻塞水流淹没、进而溃决冲刷等为主，具有数量多、分布广、频繁发生、重复成灾、类型多、差别大等特点。

调查评估的重点是泥石流形成背景、活动规律和冲淤特点。

调查的内容和方法见表2.1.7。

表2.1.7泥石流调查的内容和方法

沟谷地貌

沟谷位置和形态、流域面积、谷坡坡度、沟谷长度和比降等

收集或实测地形图、量测坡度和面积

地质背景

地质构造、地层岩性、新构造运动和地震活动、地下水活动

现场调查测绘

气象水文

主要调查与泥石流形成和防治有关的温度、降水和其他形式的供水条件

主要通过查阅气象资料进行相关推算。

必要时进行小流域气象观测。

土壤植被

土壤类型、厚度和适生性，植物种类和层次结构、覆盖率等

实地调查

侵蚀特征

主要调查沟谷内滑坡、崩塌、坡面冲刷、冲床冲蚀等现象的发育情况及其与泥石流的关系

现场调查

物质供应

泥石流沟谷中松散物质贮量和供应方式，按活动滑坡体积、坡面松散物质、沟床松散物质、泥石流堆积物四种类型量测计算

调查为主，必要时实地测量和勘探。

活动特征

活动历史

调查核实历次泥石流活动时间发生的日期、持续时间、规模、危害，以及当时的降雨和地震等情况

调查访问、堆积形态鉴定、泥石流痕迹勘查

活动现状

近期活动特点、暴发频率、规模、破坏能力、诱发因素、激发雨量等

查阅灾情记录和有关部门档案

流体性质

确定泥石流的物质组成和流体性质，即区分泥流、泥石流和水石流。

调查访问泥石流发生时情况，或根据泥痕的颜色与稠度、堆积物颗粒组成与水固物质比例反分析

运动特征

确定泥石流流速、流量、龙头高度

痕迹调查和模拟计算

堆积特征

堆积扇形态、堆积物组成、淤积速度、停淤坡度、冲淤特征、搬运能力和破坏能力

实地测量和勘探

泥石流危害对象、灾害规模、灾后修复难易程度、成灾规律和发展趋势等

2.1.8泥石流灾害分析与评估的内容包括：

分析泥石流形成条件和激发因素，确定泥石流暴发的临界条件；

研究泥石流的活动历史、物质补给条件和发展趋势；

分析泥石流物质组成、流动特征、冲淤特征和冲击搬运能力，确定泥石流堆积位置、规模、淤积速度、停淤坡度，以及泥石流危害方式；

确定泥石流的流速、流量、冲击力和容重等计算参数；

提出泥石流防治措施。

2.1.9泥石流冲击力根据不同对象的建筑物分别按流体整体冲压力和单个块体冲击力测算。

测算方法可参照附录。

2.1.10泥石流流速测算采用附录中经验公式计算。

2.1.11泥石流流量计算有形态法和配方法。

一次泥石流过程总流量可通过实测法和推算法取得。

实测法精度高，但不容易做到。

推算法只是一个粗略的估算，大约为当次泥石流最大流量与过程历时乘积的1/4。

2.1.12公路抗灾能力调查和评估的内容和标准如表2.1.12。

表2.1.12公路抗灾能力调查内容和评估标准

调查内容和评估标准

路基

坚实、稳定，高度达设计计算标高。

边坡

边坡稳定、平顺、无冲沟；

边坡坡度符合规定，有良好的防护加固工程。

排水设施

边沟、截水沟、排水沟完善，纵坡适度，无淤塞，水流畅通。

支挡工程

支挡结构物布设合理、齐全，完整无损坏，泄水孔无堵塞。

防冲刷工程

防护结构物布设合理、齐全、完整，无损坏，基础防冲刷符合要求。

2.1.13水毁灾害调查的内容包括：

（1）水毁形式、位置、规模、数量、发生的时间；

（2）水毁灾害位置的地形、地质条件；

（3）水毁灾害的性质、形成原因和工程防护情况；

（4）水毁危害的历史和现状。

2.1.14水毁的形式包括：

（1）路基淹没和淤埋；

（2）路基冲刷和冲蚀；

（3）桥涵淤塞；

（4）桥涵基础冲刷；

（5）桥涵被毁等。

2.1.15造成水毁的原因一般可分为：

（1）公路高程过低、过度压缩河道、排水设施不完善或被淤塞，造成暴雨径流或特大洪水淹没和冲刷；

（2）河道行洪条件和水情变化导致洪水超过设计流量和水位；

（3）河湾凹岸冲刷和对岸挑流的顶冲；

（4）峡谷或压缩河道形成的急流冲刷；

（5）游荡河槽造成的冲刷和冲击；

（6）泥石流冲击和淤积；

（7）淤积造成桥涵阻塞以及由此引起的淹没和冲蚀；

（8）桥梁壅水高度过高或大量漂浮物摧毁桥梁上部结构。

2.2路基病害

2.2.1路基病害调查的目的是判定灾害的性质、规模和危害程度，包括成灾条件调查和灾害调查。

2.2.2成灾条件调查的内容包括：

（1）气象和水文资料调查，主要是年降雨量的分配特征、最大降雨量和暴雨强度、相关河流的水文资料，以及与灾害形成有关的水文和降雨特征；

（2）边坡所处的地形、植被和地表径流情况；

（3）当地地震烈度和活动频率；

（4）组成坡体的岩土结构及其工程性质、与地质构造的关系（是否在断裂及其影响带内）、软弱结构面性质及其与坡面的组合关系；

（5）当地斜坡病害的发育情况。

2.2.3边坡灾害调查的内容包括：

（1）灾害类型、位置、规模和数量；

（2）边坡岩土结构和地下水活动情况；

（3）灾害形成的原因和危害程度；

（4）灾害的现状和发展趋势。

2.2.4边坡的稳定性和变形破坏模式取决于组成坡体的岩土结构和坡率，受地下水活动影响。

边坡岩土结构类型可参照表2.2.4分类。

表2.2.4边坡坡体结构类型

类型

岩土结构特点

稳定性控制因素

均质粘性土边坡

整个坡体由均质的粘性土构成，没贯通性的结构面。

土体强度和坡率。

层状松散土边坡

坡体由不同类型的松散土层构成，控制性结构面是沉积层面。

土体强度和沉积层面产状与坡面的组合关系

二元结构的边坡

坡体由岩层及其上覆的松散堆积层构成，控制性结构面是岩土分界面和沉积层面。

风化岩石边坡

坡体由风化岩石构成，控制性结构面是构造裂面合风化程度不同的界面。

有时没有明显界面。

岩石边坡

坡体由岩石构成，控制性结构面时构造破裂面和沉积层面。

结构面产状与坡面的组合关系

破碎岩石边坡

坡体由破碎程度很高的岩石构成，呈镶嵌碎石状散体结构，分不出优势结构面。

整体强度，实际上是碎石之间的摩擦系数。

2.2.5稳定性分析的方法主要有地质条件分析和稳定系数计算。

一般的边坡稳定计算可采用传统的静力极限平衡方法，包括库伦土压力计算、朗金土压力计算，以及滑动稳定性计算的圆弧法、传递系数法等。

特殊复杂的边坡稳定分析计算可采用有限元方法。

无论采用何种计算方法，都必须以地质结构分析为基础，确定分析计算的力学模型和边界条件。

2.2.6边坡失稳破坏的主要类型包括崩塌、坍塌和滑坡。

由于他们的变形破坏机理不同，防治的对策和方法也有区别。

表2.2.6列出了三者的区别。

表2.2.6边坡失稳破坏类型

破坏类型

变形破坏特点

破坏边界

崩塌

以陡坡上部岩土体的拉张破坏为主，表现为倾倒和倒塌变形。

一般为陡立的构造或卸荷裂面。

滑坡

沿着滑动面的剪切破坏，表现为整体的滑动。

剪出口高悬于半坡时会解体，容易与坍塌混淆。

有统一的滑动面，有时会因为地形或其它条件改变而变化。

坍塌

因自重应力超过岩土体强度而产生张剪性破坏。

由坡顶向远处逐渐产生破裂面。

自重应力和岩土体强度能够维持平衡的最深裂面。

2.2.7以硬质岩石为主的边坡，注意区别崩塌与滑坡。

根据结构面的产状和组合分析是否存在一组足以发育成主滑带的贯通性缓倾结构面。

主导性结构面陡于45°

，被结构面切割的岩块呈上大下小的楔形，多数为崩塌破坏。

滑坡的主滑面则依附于向临空面缓倾并且与后缘裂缝贯通的结构面。

2.2.8以松软岩土为主的山坡，则要分辨坍塌与滑坡。

松软岩土边坡坍塌时，在坡顶形成密集、直立或向临空面倾倒的裂缝，含水多的部分先塌落。

尽管有时成片塌落，但也有先后之分。

松软岩土山坡在滑动时，虽然前部也有坍塌现象，但总体上仍是一沿着下伏的滑带滑动。

也可能有结构面将滑体分开，但有一组横贯山坡的后缘裂缝。

2.2.9边坡坡面病害主要是坡面侵蚀、剥落和滚石。

坡面侵蚀是指松软岩土因表面径流冲蚀形成冲沟，可发展成坍塌。

剥落是坡面岩土因风化、胀缩等原因形成的碎落。

滚石是边坡上部的孤立块石、松动的节理化岩块滚落。

2.2.10除了上边坡失稳之外，路基失稳变形有三种类型：

路基随地基变形、路基滑移、路基滑坍。

路基失稳变形调查的内容包括：

产生的位置、规模、形状和变形痕迹，以及发生时的气候和水文地质条件。

2.2.11路基的变形破坏是在长时期内逐渐发展，在偶然因素作用下表现为突然滑动或崩坍。

引起路基变形破坏成因是多方面的，不同成因的路基变形特征不同（见表2.2.11）。

表2.2.11路基变形破坏的类型

形成原因

变性特征

随地基变形

滑坡上的路基随滑坡变形发生整体下沉或横向位移，因滑坡活动引起

山坡滑动变形范围不受公路轮廓限制

陡坡路基的填土重量形成的附加荷载使覆盖层沿基岩顶面滑动

滑动变形范围的上山侧多以路基轮廓为限

埋藏沟谷中的堆积物因地下水出口被堵塞或者上坡排水不畅发生滑动

山坡变形范围多为长条形，地基中地下水丰富

路基滑移

陡坡上的路基沿原地面滑移，多由于填筑时清表不彻底，或者上山排水不畅所致

路基沉陷和横向位移，与相邻正常路基之间形成截然变形

半天半挖路基的填方部分发生滑移变形，多因为挖方切断地下含水层，且排水不畅

表现为纵向的开裂和外侧沉降，下侧坡脚隆起。

路基滑坍

路基本身发生破坏，破裂面在路基内部，多数路基土中含水量较大。

路肩裂缝和滑塌，一般规模较小

沿河路基因冲刷发生塌方

路基整体流失或者路基外侧的塌方缺口

涵洞堵塞或排水不畅造成路基被冲毁

路基缺口，多为崩解破坏

3防治工程设计

3.1水毁防治工程

3.1.1水毁防治工程设计按照“顺势、挫锋、调向、稳流”的原则。

首先顺应洪水流势，通畅泄洪；

然后利用防护工程逐渐消耗洪水动能，改变冲刷水流方向，最终使洪水平稳地流向下游。

力求做到尽量保留河流天然状态，既提高了公路抗灾能力，又做到与河流等环境相协调。

3.1.2山区河流，地形地质多变，水情复杂。

要区别具体河段的河势演化特征和水流特点，经过调查、计算分析后制定相应的防治对策和工程设计，切忌盲目套用已有工程设计、盲目加大工程尺寸的办法或单凭经验办事的做法，以免陷入重复水毁的困扰。

表3.1.2是主要水毁防治对策，可供参考。

表3.1.2主要公路水毁类型和防治对策

水毁类型

防治对策

河湾凹岸、游荡水流逼岸和对岸挑流冲刷

峡谷河湾采用挡土墙、砌石护坡配合护坦防护；

开阔游荡性河段采用护坡配合护坦、顺坝及漫水短丁坝防护。

峡谷和压缩河道的急流冲刷

采用挡土墙、护坡配合护坦等岸坡直接防护为宜，不应用丁坝挤压水流，以免引起对岸垮塌形成挑流加重本岸冲刷。

冲刷深度按一般冲刷计算，但要注意对岸挑流或其他水流作用。

淹没和冲蚀

提高公路高程或扩大过流断面、完善排水设施。

提高公路高程有困难时，要硬化路肩或修建防水墙。

桥梁墩台及引道冲刷

设置适当的调治导流和防护工程

壅水过高或漂浮物堵塞、摧毁桥梁

重建桥梁，加大过流净空。

行洪条件恶化造成梁基础和路基冲刷

加强河道协调管理，加固地基和基础并采用护坦或沉排等防冲刷措施。

涵洞冲毁或堵塞，及由此引起路基冲断

处理好涵洞的位置、进出口与相关排水设施的关系，清除淤积堵塞、加固涵洞或扩大过流净空。

3.1.3公路工程中与水流相关的所有防护工程，都是预防水毁的措施，包括流域治理、排导设施等所谓治理水害的工程。

治理水害造成的路基滑塌、桥涵损坏等具体灾害形式，依受害和受损的工程种类，可归于各类修复工程。

3.1.4加强日常养护管理，清疏各类排水系统、修复加固各类构造物、及时检修防洪设施，是预防水毁的有效措施。

3.1.5冲刷防护的结构型式很多，根据防护型式的水流结构和机理分为直接防护和间接防护两类。

直接防护是直接加固坡脚或基础，提高其抗冲刷的能力，而修建的附着在边坡坡面、坡脚及基础上的工程设施，有护坡（护面墙）、挡土墙、护坦式基础、石笼、抛石、混凝土预制板、土工织物等；

间接防护是指以修筑丁坝、顺坝等工程或河道整治（疏浚、理顺、改道），改变河道水流结构，使水流偏离被防护的河岸，墩台或将冲刷段变成淤积段，达到防护目的。

3.1.6河湾凹岸冲刷防护的范围，可按进口断面凸岸切线与凹岸交点向上游移动一个槽宽为起点；

出口断面下游直段还必须有1.5至2.0倍槽宽的防护长度（如图3.1.6所示）。

图3.1.6河湾防护工程布置示意图

3.1.7河湾凹岸防护工程基础冲刷深度按下式计算：

式中：

h—平均水深（m）；

B—河湾进口水面宽度（m）；

Rc—河槽中线半径（m）。

3.1.8河湾堤段洪水淹没线以下的松散堆积土质路基边坡原则上都应该设置防冲刷工程。

3.1.9陡倾的岩石地基应该凿孔预埋钢筋，使基础与地基连成一体。

卵石河床上的护岸工程，应该与护坦相配合。

砂质河床上的护岸工程可采用铁丝石笼、预制混凝土沉排等柔性护基工程。

图3.1.9不同河床的护岸工程护基形式

3.1.10沿河的浸水挡土墙，不宜采用陡胸坡的断面形式。

因为此处水流向下涡旋，陡立坡面会导致严重的基础冲蚀。

采用较缓的坡率则可以顺势调导水流，减弱水流对墙脚的冲蚀。

图3.1.10护岸挡土墙胸坡与冲刷的关系

3.1.11引起桥梁水毁的原因大致可分三方面：

一是设计过流净空不够，除了改扩建或拆除重建外没有全面解决办法；

二是水文和河床演变原因造成桥孔偏置引起的水毁，通过研究河床变化的各种因素、正确设置调治构造物，大部分问题可能解决；

三是桥梁墩台严重冲刷引起桥梁水毁，桥梁墩台的防护是防御洪水破坏的最后一道防线。

3.1.12宽阔的河湾凹岸的沿河路基和桥台，以及宽阔的游荡河槽处的桥台和引道路基，应设置调治导流设施引导水流、防止水害恶化。

3.1.13修筑丁坝的目的是防护路基边坡，特别是边脚，免受洪水冲刷而坍塌，或者固定桥头河岸，调治洪水流向，使洪水顺畅通过桥下。

丁坝一般宜成群布置，由丁坝群坝头形成一个圆顺的导治线，顺应洪水流势，引导洪水通畅下泄，才能达到防护的目的。

修筑长大丁坝，过分改变流势、影响上下游和对岸，同时，洪水对丁坝的冲击和冲刷也过大，易水毁，应填用。

3.1.14调治导流设施对桥梁及其桥头路堤的安全、桥位河段河床稳定至关重要。

变迁性河段和游荡性河段上的桥梁的调治构造物（导流堤、丁坝等）对于洪水安全通过桥梁。

调治构造物处置不当，将会造成桥梁及公路水毁，危及两岸的安全。

3.1.15调治构造物和防护工程的布设，要顺应水势，因势利导，因地制宜，结合河段特性，水文，地形和地质等自然条件，通航要求，水利设施等情况，综合考虑高中枯水位对两岸及上下游河床变形影响，合理地拟定导治线。

调治构造物基底应埋入总冲刷以下有一定深度，位于河槽内时，取1.2m，位于河滩内时，取0.5m。

3.1.16导流堤的功能是引导上游水流和河滩水流，逐渐改变方向，形成平行水流平顺地通过桥下断面，流速、水深及输沙等分布都较均匀，使墩台和桥头路堤免受集中冲刷。

因此，根据桥位河段水流特征，合理地选定导流堤平面型式、尺寸、提供一个理想的水流几何边界，是导流堤设计的首先问题。

3.1.17导流堤按平面型式可分为三类（图），即封闭式长大导流堤（A）、曲线导流堤（B）和梨形堤（c）。

一般河流上的桥梁大都修建曲线导流堤；

只有十分宽浅的山前变迁性河段、平原游荡性河段，河宽很大，而桥孔长度较小时才应用封闭式长大导流堤；

梨形堤只用于河滩流量不大或桥头引道凹向上游的桥位上；

另外在冲积扇修建一河多桥时。

用由两个反向曲线堤组成的分水堤将各股流导入桥孔。

图3.1.17导流堤的类型及其布置

3.1.18导流堤设计洪水频率应与桥梁设计洪水频率相同，其他类型的调治构造物的设计洪水频率视工程重要性而定。

3.1.19桥墩、桥台平面防护的范围及尺寸根据冲刷水流的结构及其作用范围确定。

平面铺砌顶面在应埋在一般冲刷线以下或齐平。

加固深度、宽度与边缘垂裙冲刷深度可按桥墩护坦垂直冲刷深度公式计算。

3.1.20水利工程下游的桥梁墩台，可采用为消除水流剩余过大动能的消力槛、多级跌水、急流槽、消力池等组合的海漫式防护，使水流与下游平顺相接。

其主要作用是固定桥孔下游冲刷基准面。

图3.1.20桥下还漫式防护

3.2泥石流防治工程

3.2.1泥石流的防治，一般分为防止泥石流发生、控制泥石流流动、防止泥石流危害三种类型。

防止泥石流发生一般通过流域综合治理进行方能见效，一般的措施包括种植林草、水土保持等途径。

泥石流防治工程，一般包括修建导流工程、桥涵和渡槽工程、停淤工程、拦挡工程和沟道整治工程。

大中型泥石流一般频率较小，但防治的难度和代价都较大。

试点工程可选择频发的小型泥石流进行治理。

3.2.2坡面型泥石流汇水面积小、流程短、纵坡大，以淤积危害为主，只有采取综合措施才能根治。

一般可在稳定坡面松散物质的前提下栽种林草、防止水土流失，逐步达到治理目的。

在泥石流没有消退的情况下，拦挡工程只能起到暂时的防护作用。

稳固坡面的工程措施有修建谷坊坝群、锚网体系等，简单的树枝篱笆、桩林有时也能稳固坡面。

3.2.3沟谷型泥石流有一定长度的流程和较大的汇水流域，纵坡相对较小，危害公路的方式分冲击和淤积。

流域综合治理的代价太大，试点工程可根据具体情况采取工程措施。

以冲击危害为主的情况下，上游有停淤条件时可修建拦挡坝、停淤场；

没有停淤条件时，可修建导流设施、加大过流净空。

淤积危害为主的情况下，如果堆积扇坡度接近停淤坡度，可修建排导槽以免泥石流漫流减速淤积，使泥石流快速达到下游；

如果堆积扇坡度大于停淤坡度，可修建拦挡坝、导流堤来调导泥石流流向和停淤位置。

3.2.4如果泥石流通道高出路面或有条件降低路面时，可修建渡槽、防泥走廊等设施；

泥石流通道较低、路面有条件抬高时，可修建排导设施以桥涵通过；

无前两种条件，则可修建过水路面防止灾害扩大。

3.2.5排导槽和渡槽断面、桥涵净空设计应以泥石流流量和龙头高度测算为依据。

3.3路基病害防治工程

3.3.1道路设计建筑限界内不允许边坡岩土体侵入。

为不中断交通，威胁行车安全的路基病害应一次根治、不留后患。

3.3.2做好水的调治工作是防治各类路基病害的有效措施。

调治地表水的措施包括：

设置上方的截水沟截排后山坡面汇水、排除坡顶洼地积水、填塞坡面裂缝减少径流进入坡体。

调制地下水的措施包括：

设置建深切明沟和盲沟、仰斜排水孔截排地下水，地下水供应特别丰富时可修建集水井或泄水洞。

3.3.3截排水设施必须形成完整的系统，并经过必要的水力计算。

应特别注意做好防渗处理，以免形成集中渗水恶化边坡稳定状况。

3.3.4边坡失稳变形，因岩土结构和地下水条件不同，破坏机理和变形特点不同。

边坡加固方案应针对边坡失稳破坏特点确定。

各种病害常用的治理措施见表3.3.4。

表3.3.4边坡病害的特点及其治理措施

类型

变形特点

治理措施

坡面侵蚀

松软岩土因表面径流冲蚀形成冲沟，可发展成坍塌。

设置坡顶和坡面截水沟，或挂网结合植物防护，特别严重时全封闭。

滚石

边坡上部的孤立块石、松动的节理化岩块滚落。

清除危石，嵌补坡面，或者挂网锚喷、锚固。

边坡上部岩土体发生倒塌、崩落，以翻滚、解体为特征。

清除危岩或锚固。

岩土体沿着滑动面整体下滑。

下滑后可能解体，但滑动过程是整体的。

有条件时进行减重，否则采取支挡加固和截排水工程。

不可盲目削坡。

斜坡岩土体解体塌落。

其特点是由外向内逐块塌落，没有统一的滑动面。

放缓边坡，或采取柱挡加固措施，截排水工程是必要的。

3.3.5崩塌多发生在边坡上部岩土体存在裂缝的情况下，其块体强度较高。