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干線公路災害防治工程典型案例
發布時間:2021-11-09

一、綜合類

(一)江西玉山 S19 德上高速和 S203 山體滑移地質災害處置工程(推薦單位:江西省交通運輸廳)。

1.項目概況。

2019 年 2 月,受多年降雨影響,江西省上饒市玉山縣臨湖鎮竹園山出現山體滑移地質災害,山體滑坡為蠕動型滑坡,裂縫長度約 150 米,最大裂縫寬度約 50 厘米,錯落高

度約 40 厘米,滑坡體積近 30 萬 m?,并有進一步惡化趨勢; 滑坡山體導致德興至上饒高速公路主線橋 S203 分離立交橋的路基邊坡防護墻與主梁發生擠壓,引發橋梁主梁及支座側移、橋墩裂縫等系列病害,嚴重影響了橋梁安全。經過妥善處置,化解了災害帶來的風險。

2.實施方案。

為應對地質災害,制定了詳細的處置方案,針對現場隱患情況進行現場勘查并開展應急處置。對裂縫進行了臨時處治,采取回填并夯實土方,砂漿抹面,彩條布覆蓋裂縫等方式臨時處置,并對右幅 3#臺路基、左幅 4#臺主橋、右幅 3# 臺主橋設置了 3 個觀測點,進行不定期觀測,及時掌握邊坡滑移情況及橋梁病害發展情況,確保病害情況及時掌握。

山體地質災害處置基本穩定后,及時聘請相關單位對橋面系、上部構造、支座、墩臺及基礎等重要部位開展檢測。根據現場勘查、檢測及專家評審情況,對施工設計圖紙進行了優化和完善,快速推進了項目施工。

3.工作成效。

實施效果:山體滑坡發生后,江西省交通運輸廳、上饒市人民政府、江西省高速集團、玉山縣人民政府、景德鎮管理中心領導對事故的處置工作多次做出指示和要求,積極協調有關單位,快速聘請地質災害專家現場查看,確保了應急處置決策的及時,提高了工作效率。3 月 9 日施工單位進場, 對山體滑坡進行卸載,3 月 29 日全面消除了隱患,5 月 20 日包括附屬設施在內,全部施工完成。

示范效應:一是在資金上給予了有力保障,有效提高了反應速度和處置效率。二是積極推行設計施工“一體化”,提前將施工中可能存在的問題與設計部門進行有效溝通,有助于加快項目施工進度,節約成本。三是搶險救災指揮領導小組,統一指揮協調搶險救災工作,加強各方聯系,形成合力。

二、組織實施類

(二)北京市房山區軍紅路山體崩塌地質災害防治工程

(推薦單位:北京市交通委)。

1.項目概況。

X209 軍紅路是北京市房山區重要縣級公路之一,道路全長 19.8 公里,路面寬 7 米,技術等級為三級公路,是房山區大安山鄉及大安山礦區居民出行必經之路。

2018 年 8 月 11 日 8 時許,公路巡查人員巡視到軍紅路k18+350 處發現路側零星落石,山體極不穩定,判斷將發生山體塌方,及時采取斷路措施。9 時許,崩塌處山體發生大規模滑坡,所在邊坡為巖質邊坡,巖性為砂巖,崩塌主要沿巖體的節理裂隙發生崩落,涉及路段長度約 120 米,高度約40 米,滑坡量約 30000 方。該崩塌災害的成因有地形因素、巖性及巖體結構因素以及降雨因素。

發生塌方后,北京市交通委及公路分局會同區政府、鄉政府和國土部門進行應急處置。8 月 18 日,通過公路搶險人員晝夜搶修施工,安裝交通安保設施,完成了臨時繞行路線搶通工作。2019 年 8 月份全面完成修復工作。

2.實施方案。

2018 年 8 月 18 日,公路搶險人員晝夜搶修施工,完成了臨時繞行路線搶通工作。8 月 23 日,國土部門出具了地質災害調查報告,公路分局委托勘察設計單位組織力量,開展前期勘察設計和專家論證工作。8 月 27 日,設計單位完成初步治理方案,決定采取爆破方式處置山體存在的危巖。8 月29 日,北京市交通委議定按照搶通和恢復重建兩個階段對該處塌方點進行治理。9 月 13 日上午圓滿完成山體爆破工作。10 月 30 日,完成了塌方路段大體積危石破碎、清理、路基擋墻修復、交通防護設施安裝等工作,恢復臨時通車。2019 年 8 月份全面完工。

3.工作成效。

實施效果:軍紅路塌方后,根據處置情況及北京市山區公路特點,交通路政系統建立了巡查、報告、值守、聯動、處置工作機制,制定了《普通公路沿線地質災害巡查值守工作制度》,為群眾出行和山區公路暢通提供堅實保障。同時,加強應急力量建設,落實專項資金,專業隊伍、專業設備, 發生突發事件及時啟動預案。發生險情后,及時報告,及時發布道路阻斷信息,利用微博、微信、網絡、電視等各類媒體做好宣傳告知,樹立了良好行業形象。

近年來,北京公路部門本著“預防為主”方針,大力推進公路沿線地質災害隱患點治理工程,落實專項地質災害治理資金,根據公路沿線地質災害嚴重程度等因素,科學制定工程治理計劃,較大程度上減少了地質災害事件的發生。

示范效應一是公路、國土、水務、公安、園林、地方政府等部門加強聯系及合作,有力推進了公路路側地質災害應急處置和工程治理工作。二是公路部門地質災害巡視人員及時發現險情,按照既定工作制度要求,采取了應急斷路措施, 避免了公路安全事故的發生。三是后續按照水毀應急保通和恢復重建工程要求,完成后續治理工作。對該事件處理過程進行分析,可以為進一步做好汛期山區公路地質災害防范及應急處置工作提供寶貴經驗。

(三)山西省道榆古線 K63+280~K63+540 段滑坡治理工程(推薦單位:山西省公路局)。

1.項目概況。

榆古線 K63+280~K63+540 段滑坡路段位于山西省古交市境內,降雨相對集中致使 K63 滑坡路段山體巖土體含水量過于飽和,加上多年重載運煤車碾壓,路基不負重荷,路面上出現寬 1cm~2cm,長約 100m 的縱縫。之后裂縫不斷擴展,最寬處達 30cm,路基左側出現不同程度的下沉,最大下沉量達 15cm。

山西省公路局太原分局第一次對滑坡路段進行了施工處治后,施工效果不理想,一個月后省道榆古線 K63+280~ K63+540 段右側邊溝、護面墻出現沉降,造成邊溝、護面墻多處出現不規則的裂縫。為徹底治理該路段滑坡,太原分局委托專業勘察設計單位對滑坡路段進行勘察設計,并實施了第二次治理。

2.實施方案。

K63 滑坡規模屬于中型堆積層滑坡,由于首次采取的治理措施不恰當,為其再次治理帶來一定難度。作為山西省的重要干線通道,采用挖方或人工挖孔會影響道路暢通,且工序復雜、工期長、不經濟、不環保。因此,必須選用輕型、快速、便捷的支擋錨固結構物及相應有效的截排水系統。

為了徹底治理該路段滑坡,針對滑坡的成因和特點,治理工程采用鋼筋混凝土預應力錨索地梁、輕型支擋結構物、仰斜式排水孔以及放射狀立體式疏排集水井等措施進行綜合治理。

3.工作成效。

實施效果:經過驗收組對省道榆古線K63+280-K63+540 段滑坡治理工程進行了嚴格的交工驗收。驗收組在實地查看工程現場,查閱工程資料和認真聽取設計、施工、監理單位工作 總 結 后 , 經 過 討 論 和 評 議 , 認 為 省 道 榆 古 線K63+280-K63+540 段滑坡治理工程項目工程質量為合格工程。

通過此次治理,目前滑坡路段運行良好。項目解決了當地人民群眾生產生活的后顧之憂,消除滑坡體對經濟發展的不利影響,并將有效增加該路段的通行能力,保障周邊群眾生產、生活和過往車輛的安全。

示范效應:山西省由于特殊的地質環境條件和采礦、重載、高填路堤等綜合因素影響,地質災害頻繁發生。就公路交通系統而言,幾乎每年都發生滑坡影響工程建設和運輸安全的事故,造成了巨大的直接和間接經濟損失。

滑坡治理施工過程中對省道榆古線K63 滑坡的發生發展機理、綜合治理、新技術的設計施工方法開展研究。研究成果不僅能夠指導省道榆古線 K63+280~K63+540 段滑坡治理施工、積累本地區滑坡勘察和治理經驗,提出的“快速、經濟、環保”的滑坡治理新技術會對中小型險山治理、各等級道路的滑坡搶險治理提供重要的工程應用指導和巨大的市場空間。同時可為山西省同類公路滑坡災害治理提供新的處治方案和技術手段,并推廣使用相關新技術,提升山西省公路的保通保暢能力。

(四)湖北 318 國道利川市境公路災害防治工程(推薦單位:湖北省交通運輸廳)。

1.項目概況。

318 國道湖北恩施州利川市境公路災害防治工程沿線地質構造復雜,山高坡陡,巖石風化破碎嚴重,穩定性較差, 極易發生巖石崩塌災害,嚴重危及過往車輛和行人的安全。2016  年 4  月,湖北省交通運輸廳公路管理局批準開展14 個災害點防治工程并下達《關于 318 國道恩施州利川市境公路災害防治工程施工圖設計方案的批復》。該項目點多分散, 施工戰線長達約 100Km,為便于管理,本項目共分兩期實施,部省資金分為兩批下達,共計 2700 萬。已于 2018 年10 月全部竣工。

2.實施方案。

國省干線公路生命安全防護工程的示范工程,通過對全線風險進行全面排查,采取交通標志、交通標線、護欄、視線誘導設施、凸面鏡、邊溝蓋板、寧靜交通措施等措施對存在安全隱患進行綜合整治。采用的技術標準為:一級、二級、三級公路標準,設計速度:20-60km/h,A 級交通安全設施服務水平。

3.工作成效。

在項目實施過程中,強化管理,明確項目技術負責人、項目安全負責人、業主代表的工作職責,積極推進項目法人責任制;健全制度,完善監督機制;加強巡查,業主代表配合監理人員督促施工單位將各項規章制度落實到位;嚴格控制質量,加強施工和監理隊伍的管理;提高安全意識,并就重要的安全設施必須堅持與主體工程“三同時”的原則,加強安全生產管理;扎實開展廉政建設宣傳教育,建立健全廉政制度。

三、團隊建設類

(五)甘肅山區公路地質災害防治技術研究團隊(推薦單位:甘肅省交通運輸廳)。

1.項目概況。

甘肅省地質地貌類型多樣,構造復雜,自然災害分布廣泛、種類繁多、發生頻率高、強度大、影響廣,是全國災害損失最為嚴重的省份之一。受地質環境和建設環境影響,甘肅省公路抗災能力偏弱。隨著山區公路里程增長,地質災害成為公路建設和運營中最頻發的災害,且呈逐年上升趨勢, 每年需投入了大量財力進行治理。

長期以來,甘肅省公路防災減災一直處于被動的“搶險救援”和“災后修復”,形成“一災一救、一災一修”的管理模式和運行機制。甘肅省交通系統內缺乏專業地質災害科研機構和科研團隊,公路防災減災研究能力較弱。為提高公路防災減災技術及研發能力,減少運營公路安全隱患,由公路路行業勘察設計院聯合甘肅省公路局和天水公路局,抽調技術骨, 于 2015 年 3 月組建了公路地質災害技術研究團隊。

2.實施方案。

甘肅省組建公路地質災害防治技術團隊主要目的是打造一支集科研和工程設計于一體的專業隊伍,形成專業基地,宣傳防災知識,加強抗災能力;進行災害分類、監測、預警預報、風險評估;制定應急預案;引進、研發、集成、示范和推廣防災減災理論;規劃和設計災后修復工程。公路地質災害防治技術團隊的組織構架是:行業主管單位+勘察設計單位+養護單位+項目+基地。其運行機制是學術帶頭人負責制,由工程技術委員會咨詢制和管理委員會監督制共同組成。其考核評價體系分為考核評價團體考核評價和個人考核評價。

3.工作成效。

實施效果:近年來,技術團隊共完成公路地質災害和病害處治工程案例共 26 項,發表科技論文 30 篇,完成專著 1項,技術標準 6 項。技術團隊在推廣先進適用的新技術、新工藝、新材料、新裝備和新方法,促進交通防災減災科技成果向生產力轉化方面做出了突出貢獻,為甘肅省打造了一支集科研和工程設計于一體的專業隊伍,形成交通基礎設施災病害防災減災科研、工程設計及科技成果推廣應用的專業基地。

示范效應:通過組建公路地質災害防治技術團隊,摸索出了一套“行業主管單位+勘察設計單位+養護單位+項目+基地”的專業建設模式。山區公路地質災害防治技術研究團隊從交通災害監測、預報預警、災害識別檢測技術、災害診斷技術、災害搶險技術、災后修復重建技術、災害風險評估與管理技術、交通地質災害防治技術、交通水毀災害防治技術和交通災害應急處治管理等方面開展基礎性、前瞻性理論研究和前沿性、應用基礎研究、試驗發展研究及共性關鍵技術研發。并立足行業發展,以市場需求為導向,推廣先進適用的新技術、新工藝、新材料、新裝備和新方法,促進交通防災減災科技成果向生產力轉化,提升工程和裝備質量及行業服務水平。

山區公路地質災害防治技術研究團隊的建設,培養和造就了一批防災減災專業技術人才和團隊,不斷提升交通防災減災技術水平和基礎設施抗災減災能力,提高交通運營安全性,推動交通防災減災技術進步和發展。

四、技術創新類

(六)新疆 S210 線沙漠公路沙害防治工程(推薦單位: 新疆維吾爾自治區交通運輸廳)。

1.項目概況。

S210 線為新疆阿克蘇地區庫車縣-和田市連接線,全長650km,2007 年建成通車,該路段防沙體系建立時間為 2009 年。

K323+000—K340+000 段位于塔克拉瑪干沙漠腹地,路基寬 11m,路面寬 10.5m。穿越流動沙丘區,公路沙害較嚴重。沙害成因主要包括:防沙體系壽命已到;道路主風向側僅設置有 1 道阻沙柵欄,失去阻沙作用,使用年限長;草方格被掩埋,失去固沙作用;積沙區容易飽和,阻沙柵欄失去阻沙作用;蘆葦粗細不均勻、易損毀,通透率變大;蘆葦阻沙柵欄未斷開,強風沙氣候容易連帶大段落的倒伏。基于上述原因,公路管理部門開展了針對該段公路防沙體系的恢復工作。

2.實施方案。

由于該項目是在既有防沙體系的基礎上進行恢復,因此既有防沙體系的布設位置基本維持原設計,而在恢復工作中采取以下幾類有效措施:一是固沙,固定公路兩側現有沙丘, 防止風沙天氣時出現路側沙丘移動上路。二是阻沙,防止路側遠處移動沙丘繼續向路側移動,防止其繼續掩埋固沙帶。三是輸沙,對路側遠處移動型沙源進行人為輸導,順應自然沙丘的方向在沙丘頂設置阻沙柵欄。四是新材料,棉花桿草方格和 PE 尼龍網,提高阻沙和固沙的作用,延長使用壽命。

3.工作成效。

實施效果:恢復工程結束后,通過幾次風沙天氣觀察, 該工程能夠起到導沙、阻沙、固沙的作用,能夠實現路面無積沙。恢復工程中首次采用 RTK 對道路主風向側沙丘位置、走向、線型進行準確定位,在設計中對阻沙柵欄位置進行明確限制,更好的起到阻沙作用。

示范效應:實施 S210 線防沙體系恢復工程中采用的棉花桿具有不易老化損壞、壽命長、可再次利用等優勢。另外, 由于棉花桿可在當地采購,運距短,運輸成本低,可以為當地農民增加收入,起到精準扶貧的作用。沙漠地區公路防沙治沙工作可以采用草方格阻擋風沙侵襲,給植物提供安全的生存環境,使其能夠在沙漠中扎根生長。由公路兩側向沙漠內逐年推進,進行長久的規劃,逐步擴大綠化寬度,以達到進一步深入改善沙漠公路環境的長遠目標。

(七)甘肅寶天高速公路滑坡治理動態監測及安全評價

(推薦單位:甘肅省交通運輸廳)。

1.項目概況。

2013 年 6 至 7 月份,甘肅省天水境內連續強降雨引發 G30 連霍高速公路寶天段部分路段發生山體滑坡、泥石流、邊坡坍塌等災害,加之 2013 年 7 月 22 日岷縣、漳縣 6.6 級地震導致 K1347+600-K1349+000 段內右側山體三處大型滑坡,造成路基推移、路面隆起,嚴重危及道路和行車安全。

通過卸載清理滑移山體、反壓高填土邊坡和維修拱起路面,延緩了寶天路三處滑坡的發展趨勢,最大限度的恢復了災害路段的通行條件。經過 2014 年和 2015 年兩年多時間的連續觀察,三處山體滑坡路段的路面變形仍有持續發展的趨勢,因此 2016 年 2 月 1 日開始對滑坡路段展開治理工程,于 2017 年 6 月 30 日完工,建設總工期 496 天,動態監測期3 年。

2.實施方案。

上述路段滑坡處治項目路段全長 2.35km,處治方案為: 削方減載+抗滑樁+反壓+截排水+邊坡防護及植被綠化的綜合處治。實施過程中,地方政府、公路養護、收費管理和高速交警部門聯合制定了應急預案,就滑坡地質災害應急救援的范圍,滑坡地質災害應急救援啟動的范圍,領導組織機構, 各部門的工作職責及協調配合等方面做了詳細明確。

3.工作成效。

實施效果:三處山體滑坡通過工程措施治理后,通過工程質量檢測、建工驗收以及歷時兩年多的數據監測分析,各項工程質量均達到合格標準,三處滑坡山體路段內的路面、沿線構造物均無滑坡引起的破壞跡象。通過動態監測系統顯示的監測數據得知,目前地表變形、滑坡深部位移、樁身變形和抗滑樁主筋最大應力的變化在設計范圍之內,三處滑坡山體處于穩定狀態,滑坡監測系統運行狀況良好。

示范效應:寶天高速公路三處山體滑坡應急處治后,通過云數據中心的建立,實現了方便、快捷的數據傳輸和實時計算功能,首次實現了公路邊坡滑坡預警預報的自動化。通過動態地質信息分析、理論計算、現場試驗和動態實時監測等手段,結合滑坡治理工程,研發了 SlopeOnline 滑坡監測系統。該邊坡滑坡監測系統技術較完備,且具有良好的普適性, 可大范圍推廣使用,從而實現公路邊坡滑坡監測工程的統一管理,極大提高了滑坡災害防治的信息化水平,提升防治效率,最大程度地降低滑坡災害防治成本。

項目技術人員在滑坡認識、治理、監測和工后評價等方面有了新的認識,大大提升了甘肅省交通行業對災害的應急管理和處理水平。通過治理工程,確保了寶天高速安全運營。滑坡下方千余戶居民、沿線企業生產生活得到有效保障。該項目研究成果也為滑坡治理工程效果和工后長期安全評價提供了可參考的方法和技術標準。

(八)云南 G214 瀾滄公路沈家村隧道出口路基樁板墻災毀處治工程(推薦單位:云南省交通運輸廳)。

1.項目概況。

2016 年 6 月 29 日,受季節性連降暴雨和地形地質條件影響,G214 西寧-瀾滄公路 K2506+523~K2506+583 段路基預應力錨索式樁板墻于出現路基沉陷、開裂,7 月 1 日出現坍塌,造成公路阻斷。災毀發生后,對災毀現場進行搶險保通并采用臨時便道,于 7 月 2 日恢復通車。

據工程地質測繪,該滑坡位于瀾滄江斷裂南約 400m 處。滑坡周界較清晰,滑坡體平面形態呈“矩形”,滑坡后緣位于公路左側,前緣位于山坡中段,滑坡體沿滑動方向最大長度60m,橫向最大寬度 46m,平面面積約 2571.3m2,平均厚度約 6.6m,體積約 16970.58m3,屬小型中層滑坡。

2.實施方案。

本次治理工程難點在于坍塌后的路基缺口段落較短,路基頂部坍塌區內緣與原抗滑樁位置平距較短,路基頂面與原下邊坡地面線高差較大,導致坍塌路基底面的施工空間非常小;路基坍塌段落前后受線形以及構造物限制,改變現有線形讓出構造物恢復的施工空間不存在可能性;原有抗滑樁錨索可能存在失效的情況,錨索量無法確定。因此,采用對塌方區域反壓回填處治以及在原樁板墻抗滑樁間增設錨索加固等方法展開治理工程。

3.工作成效。

實施效果:本次治理工程創新采用三維激光掃描儀對坍塌路段快速掃描,在坍方體上采用人工挖孔進行抗滑樁施工,在預應力錨索和抗滑樁設置鋼筋應力計和應變計對支護結構進行結構監測,并通過太陽能和無線傳輸的形式實施長期性能監測。上述技術均取得良好效果。

示范效應:通過本次治理工程發現,預應力錨索與樁板墻的路堤結構或半挖半填結構在長期運行和預防性養護時, 一是應加強日常巡查和經常性檢查。二是對含水率較高的填料且泄水孔失效的支擋結構可采用主動打入疏干孔等形式的水平深層排水孔以降低地下水位,減小土壓力,以保證支擋結構的長期運行的安全性。疏干孔造價較低,主動排水性較強,有較好的推廣價值。

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