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陡坡路堤如何设计?梅大高速坍塌事故的一点启发!


陡坡路堤如何设计?梅大高速坍塌事故的一点启发!

来源:箱涵管廊    发布时间:2024-05-24 12:30:53

  今天文章来自互联网流传的一篇word,作者:段天华,写作于:24.05.19。

  因联系不上作者,所以本文未征得作者本人同意,如果作者本人对本篇文章有任何意见,请联系乐哥。

  (微同):一级注册建造师(公路、市政、房建)、注册咨询工程师(投资)、高级工程师。96年毕业于西南交通大学铁道工程专业,先后在中铁二局、四川中联设计公司、中国煤炭科工集团重庆设计研究院、成都建工集团、中国华西工作,历任助工、工程师、主任工程师、设计所长、设计院总工、副院长、项目经理。参加过南昆铁路、株(州)六(盘水)复线铁路、西(安)南(京)铁路、成都经开区市政基础设施等建设;参与了上百项市政道路、给排水等工程的设计。

  在杂志《路基工程》上发表论文四篇,主编施工工法一项(带状拉筋带路肩式加筋土挡墙施工工法)。擅长道路设计与施工,在陡坡路基、新型路基支挡结构、边滑坡处治、顶管(涵)技术、高寒地区新能源供热采暖方面略熟。

  2024年5月1日凌晨2点左右,广东S12梅龙高速东延段K11+900m(梅大高速茶阳路段)下行方向右侧路基发生坍塌事故。截至5月2日14时,已发现23辆车陷落,48人死亡,30人受伤,造成特大安全事故,深感痛惜!节日中数十个鲜活生命的突然离去,给伤亡者及家人造成了极大伤害及损失,对这一个个家庭的打击将是沉重的,特别是精神上的影响短期难以消除。作为土木人,也深感责任压力。在此,对逝者表示哀悼!祝伤者尽快康复,望其亲人们早日走出阴影。

  据网上有的介绍,发生坍塌路堤边坡是一处雨水冲刷的病害点位,地质为砂性土,骨架植草护坡。边坡灾害发生前经现场勘察,其二级坡出现坡面溜塌,拱形骨架开裂变形,坡面急流槽损坏,已进行过修复。现场照片显示,事发路段为双向四车道,塌方点始于道路正中的隔离带。据《南方日报》此前报道,公路塌方路面长约17.9米,面积约184.3平方米。

  一位曾参与梅大高速延长线建设的人士向澎湃新闻表示,此次发生塌方的路段,经过当地大山地区,当年是“削山而建”的。

  而自4月以来,梅州出现多轮强降水,全市平均累积雨量为621.7毫米,较常年同期偏多2.49倍,已超越有气象记录以来4月历史最多降水量 (1980年437.3毫米)。当地从4月16日到5月1日,连续16天下雨。强降雨长时间冲刷、入渗坡体,导致土体强度降低,自重增大,边坡稳定性降低直至坍塌。

  因此事故影响极大,网上对事故原因和责任说法多种,由于笔者未到过事故现场,也未阅过该工程的勘察设计资料,并不全面、仔细地了解现场和工程真实的情况,现所了解的信息全都来自于网上。故无法对事故原因和责任做准确分析,还是等官方最后的调查的最终结果吧。

  根据《公路路基设计规范》 JTG D30-2015,地面斜坡陡于1:2.5(约22°)的路堤就为陡坡路堤,除原地面挖台阶外,必须检算路堤整体(包括基底下软弱层)滑动稳定性,必要时还要采取改善基底条件或设支挡结构等防滑措施。结合以上资料推测,事故路段多半属于或接近陡坡路堤。

  根据笔者多年的道路设计、施工和咨询经历,陡坡路基设计时慎用:1.路堤段采用沿原边坡薄层帮填方式,即所谓的“贴膏药”,此方式特别是未用重型压路机碾压时填方不易压实,与原地基接触不好,加载后易沿地表或地表下软弱层滑动。2.挖方段采用沿原边坡薄层开挖方式,即所谓的“刮胡子或剥笋子”。若投资允许,陡坡路堤设计方案除较传统的仰斜式、直立式、俯斜式、衡重式路肩挡墙、桩板墙外,还有以下三种方案可以比选:

  方案一:是在传统的衡重式路肩挡墙基础上优化的,带短卸荷板衡重式路肩挡墙的适合使用的范围更广,经济性更好,特别是墙高较高时,施工也较简便。调整卸荷板的长度,能调节基底的偏心距和基底应力,还可以负偏心距,减小墙址应力,增大墙踵应力,充分的利用地基,提高稳定性和经济性。当地基承载力较高时(如较硬及以上岩石地基),此方案较适用。

  方案二:当地基承载力较低或墙高太高需降低墙高时,此方案较适用,施工略复杂。

  方案三:当地基较差及承载力较低或填方较高时,此方案较适用,施工便捷简单快捷,较适合抢险。

  以上三种方案均可避免边坡薄层帮填,基本不去破坏下方的自然边坡,节约占地,从环境和水土保持的角度比较友好,实施工程质量较好控制;当然,填方量也更小,对山区希望消化土石弃方或洞渣时不利。

  该县城位于高山峡谷中,两岸地形陡峭,多呈“V”形,大渡河从中穿过。河南侧地表横坡相对稍缓,县城城区大多分布在于此区域(呈东西走向,长约1100m,宽不足200m,最窄处约90m)。县城城区沿一条双车道的狭窄主街(也是原过境公路,宽约10来米)布置,节假日因大量自驾游客涌入,导致交通拥堵,需沿县城外侧靠河边设滨河路分流过境交通,如下图(遗憾的是现场照片未找到)。

  因很多既有建筑都紧靠大渡河,滨河路的线路选线条件极其受限,只能设在河南岸陡峭边坡上,形成陡坡路堤。根据现场条件及投资控制,经多方案比较,主要是采用桩基托梁路肩挡墙方案(K0+020~K0+754),局部路段托梁上还设有预应力锚索;为减少墙后填方量和降低墙高,采用带短卸荷板的托盘式路肩挡墙,墙高8~14m。此方案为方案一和方案二的综合,典型断面如下图。若是现在,采用方案三可能更优。

  该道路位于县城边,宽约4、5m,为碎石路面,大车仅能单向通行。道路左侧局部为路堑边坡,局部为既有建筑、挡墙,基本无扩宽条件;右侧下方10多米为正在建设的居住小区,也无放坡扩宽条件。道路地质基本为强风化泥岩。下图为现场照片。

  左图:右侧围挡外下方为在建小区。 右图:左上方围挡外为本既有道路,右侧为在建小区。

  按规划,该道路等级为城市支路,红线m。结合现场条件,道路只能向右侧扩宽。经多方案比较,主要是采用微型桩+托梁+悬挑板+泡沫轻质土填筑方案,局部路段托梁上还设有锚杆。此方案为方案三的升级,典型断面如下图。

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