尚高鵬， 劉穎才， 趙 軍， 周 煒， 王偉坤

(甘肅省交通科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司， 蘭州 730000)

公路在受風(fēng)、沙、雨、雪、水等各種自然因素的作用，形成各種病害。其中由洪水造成的水毀和由不良地質(zhì)造成的地質(zhì)災(zāi)害，如滑坡、崩塌、泥石流、路基下沉和滑動(dòng)等對(duì)公路的破壞尤為嚴(yán)重[1-4]。1980年以來(lái)，全國(guó)公路因水毀和地質(zhì)病害造成的經(jīng)濟(jì)損失平均每年高達(dá)數(shù)億元。暴洪不僅造成公路水毀和公路病害，還影響到道路的通行，嚴(yán)重地造成部分村莊被洪水淹沒(méi)，對(duì)人民的財(cái)產(chǎn)損失造成重大影響[5-8]，如2020年甘肅省隴南8.17暴洪文縣部分村莊被淹沒(méi)，公路及其他基礎(chǔ)設(shè)施遭到嚴(yán)重破壞，如圖1所示。我國(guó)交通部門和公路工程技術(shù)人員一直致力于公路水毀和公路病害的研究。交通運(yùn)輸部2006年8月發(fā)布了《干線公路災(zāi)害防治試點(diǎn)工程技術(shù)指南》(試行)，介紹了公路水毀災(zāi)害調(diào)查、水毀的形式、水毀的原因及防治工程設(shè)計(jì)。蔣煥章[1]在專著《公路水文勘測(cè)設(shè)計(jì)與水毀防治》一書針對(duì)水文地質(zhì)的調(diào)查與勘測(cè)、水力計(jì)算以及水毀防治進(jìn)行了詳細(xì)描述。文獻(xiàn)[9-15]針對(duì)公路水毀病害防治措施進(jìn)行了詳細(xì)論述，但對(duì)公路水毀工點(diǎn)和路段災(zāi)后評(píng)估方法的研究幾乎空白，本文結(jié)合大量工程實(shí)例對(duì)公路水毀工點(diǎn)、路段災(zāi)后評(píng)估方法進(jìn)行詳細(xì)研究。

圖1 文縣受災(zāi)村莊(2020年)

1 工程背景

本文以甘肅省南部片區(qū)公路水毀工程為背景，主要依托工程為2020 年隴南暴雨洪澇災(zāi)害國(guó)道 212 線嶺峰至罐子溝段水毀修復(fù)工程、隴南公路局G8513平綿高速公路成武段“8·12”水毀修復(fù)工程、隴南公路局G7011十天高速公路隴南段“8·12”水毀修復(fù)工程、隴南公路局G75蘭海高速公路武罐段8·12水毀修復(fù)工程。暴雨造成這些路段的路基、路面、橋涵、隧道等構(gòu)造物不同程度水毀，已進(jìn)行水毀恢復(fù)重建設(shè)計(jì)的工點(diǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表1所示，典型水毀如圖2所示。

表1 水毀工點(diǎn)

2 水毀災(zāi)害評(píng)估原則及內(nèi)容

2.1 評(píng)估原則

1) 公路發(fā)生水毀災(zāi)害后應(yīng)立即組織水毀災(zāi)害評(píng)估，為公路應(yīng)急搶險(xiǎn)和恢復(fù)重建提供決策依據(jù)。

(a) 路基被沖斷

(b) 橋梁被沖垮

(c) 洞口仰坡滑塌

2) 依據(jù)相關(guān)法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料，運(yùn)用無(wú)人機(jī)航拍先進(jìn)的技術(shù)手段進(jìn)行公路水毀災(zāi)害評(píng)估。

3) 依據(jù)氣象、水文、自然資源等專業(yè)部門提供的降水、洪澇、地質(zhì)災(zāi)害以及公路管理養(yǎng)護(hù)部門提供的相關(guān)資料，進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，確定災(zāi)害類型和評(píng)估范圍。

4) 公路水毀災(zāi)害評(píng)估的重點(diǎn)內(nèi)容為水毀對(duì)公路基礎(chǔ)設(shè)施造成的危害程度及產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失，通過(guò)水毀災(zāi)害評(píng)估確定公路水毀災(zāi)害等級(jí)和對(duì)社會(huì)造成的影響。

5) 應(yīng)充分考慮暴雨、洪水、地質(zhì)災(zāi)害的差異性及不同災(zāi)情成災(zāi)的特點(diǎn)，洪水、地質(zhì)災(zāi)害損失情況，適當(dāng)考慮其滯后性和延展性。

2.2 評(píng)估內(nèi)容

1) 對(duì)水毀路段公路設(shè)施損害的嚴(yán)重程度、道路通行能力、損壞工程可修復(fù)性等進(jìn)行判斷、分析和評(píng)估。

2) 對(duì)公路水毀造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響進(jìn)行評(píng)估評(píng)價(jià)。

3) 提出公路水毀災(zāi)害應(yīng)急搶險(xiǎn)、交通保障、工程恢復(fù)重建的建設(shè)性意見(jiàn)和建議[4-5]。

3 公路水毀評(píng)估方法

3.1 公路水毀工點(diǎn)災(zāi)害的評(píng)估

1) 經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估

公路水毀災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失主要指公路設(shè)施價(jià)值損失，公路及其構(gòu)筑物受災(zāi)的總價(jià)值由各種受災(zāi)體工程數(shù)量與其單價(jià)的乘積進(jìn)行累加估算，公路路基路面水毀災(zāi)害等級(jí)按照災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失確定，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示 。

2) 水毀工點(diǎn)定性、定量評(píng)估

公路水毀工點(diǎn)災(zāi)害依據(jù)JTG 5210—2018《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》和相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范，按照路基路面工程、橋梁工程、隧道工程分項(xiàng)進(jìn)行定性與定量評(píng)估。根據(jù)水毀災(zāi)害調(diào)查與勘察結(jié)果，構(gòu)造物的受損情況，按輕微、中等、嚴(yán)重3類對(duì)災(zāi)害進(jìn)行等級(jí)評(píng)估，路基路面、橋梁、隧道水毀災(zāi)害評(píng)估如表3～表5所示。

表2 水毀路基經(jīng)濟(jì)損失分級(jí) 萬(wàn)元

由表3～表5可知，路基路面、橋梁、隧道水毀災(zāi)害評(píng)估等級(jí)應(yīng)根據(jù)病害定性描述與定量指標(biāo)綜合判定。

3.2 公路水毀路段災(zāi)害評(píng)估

1) 公路水毀路段的災(zāi)害評(píng)估，應(yīng)在公路水毀工點(diǎn)災(zāi)害評(píng)估的基礎(chǔ)上，充分考慮公路等級(jí)、水毀災(zāi)害類別的重要程度、水毀災(zāi)害的密度等影響因素，通過(guò)查閱公路相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合大量工程案例測(cè)算，經(jīng)多次修正，計(jì)算結(jié)果符合實(shí)際水毀嚴(yán)重程度后，得到相關(guān)系數(shù)，公路水毀路段災(zāi)害評(píng)估按式(1)計(jì)算結(jié)果判定水毀災(zāi)害等級(jí)。

表3 路基路面水毀災(zāi)害評(píng)估

表4 橋梁水毀災(zāi)害評(píng)估

表5 隧道水毀災(zāi)害評(píng)估

(1)

式中：F為公路水毀路段災(zāi)害等級(jí)評(píng)分，如表6所示；D為公路技術(shù)等級(jí)系數(shù)，高速、一級(jí)公路取1.03，二級(jí)公路取1.0，三級(jí)公路取0.98，四級(jí)公路取0.96；W為公路水毀密度，為評(píng)估路段水毀災(zāi)害工點(diǎn)數(shù)總和N與評(píng)估路段里程長(zhǎng)度L(km)的比值；K為公路水毀密度系數(shù)，根據(jù)公路水毀密度W選取，當(dāng)W≤0.1時(shí)，K取1.03；當(dāng)0.1

表6 公路水毀路段災(zāi)害評(píng)估等級(jí)

表7 公路水毀工點(diǎn)災(zāi)害等級(jí)

4 工程案例

本文以甘肅省南部片區(qū)公路水毀工點(diǎn)、路段較多且路基路面病害居多，經(jīng)篩選，取典型路段“隴南公路局G75蘭海高速公路武罐段”為例進(jìn)行分析。該路段水毀病害共計(jì)7處，其病害、經(jīng)濟(jì)損失、現(xiàn)場(chǎng)照片、評(píng)估等級(jí)及得分如表8、表9所示。

表8 水毀工點(diǎn)評(píng)估

續(xù)表8

表9 水毀路段評(píng)估

分析表8和表9的計(jì)算數(shù)據(jù)可知，該路段水毀工點(diǎn)共7處，嚴(yán)重2處，中等4處，輕微1處，通過(guò)路段評(píng)估公式計(jì)算得到該路段得分為57.5，查表7可得該路段評(píng)估等級(jí)為嚴(yán)重。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文為了評(píng)估水毀災(zāi)害后對(duì)工點(diǎn)、路段水毀嚴(yán)重程度，通過(guò)查閱公路相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合大量水毀工程實(shí)例，對(duì)水毀評(píng)估方法進(jìn)行了仔細(xì)研究，得到以下認(rèn)識(shí)：

1) 以規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，結(jié)合工程實(shí)例，制定了路基路面、橋梁、隧道水毀工點(diǎn)定性描述、定量指標(biāo),并結(jié)合其經(jīng)濟(jì)損失，創(chuàng)造性制定了單個(gè)工點(diǎn)水毀評(píng)估方法，并應(yīng)用于大量工程實(shí)踐。

2) 在單個(gè)水毀工點(diǎn)評(píng)估基礎(chǔ)上，針對(duì)水毀公路等級(jí)、水毀密度、災(zāi)害類別擬定相關(guān)系數(shù)，初步提出路段評(píng)估公式，并通過(guò)大量水毀路段數(shù)據(jù)，不斷測(cè)算、修正、優(yōu)化，擬合出更為實(shí)用的路段評(píng)估模型。

3) 以典型路段“隴南公路局G75蘭海高速公路武罐段”為例，運(yùn)用單個(gè)工點(diǎn)評(píng)估方法和路段評(píng)估方法對(duì)該路段進(jìn)行水毀災(zāi)害評(píng)估，結(jié)果表明，該路段水毀工點(diǎn)災(zāi)害等級(jí)嚴(yán)重2處，中等4處，輕微1處，依據(jù)評(píng)估公式得到該路段等級(jí)評(píng)分為57.5，評(píng)估災(zāi)害等級(jí)為嚴(yán)重。

4) 本文提出的水毀災(zāi)害評(píng)估方法簡(jiǎn)單易行、可操作性強(qiáng)，可為公路應(yīng)急搶險(xiǎn)和恢復(fù)重建提供決策依據(jù)。