[01040391]高温多雨地区公路水文地质特征与水害治理关键技术研究

该项目属于公路交通领域。 中国高温多雨地区因强降雨引发的山洪、滑坡、泥石流、路面水损坏、路基沉陷和隧道涌水涌泥等病害频发，在雨季，上百条公路发生过水毁交通中断现象，损失超过百亿。公路水害防治技术主要从力学角度进行，没有考虑水害的产生、发展与公路建设造成的周边水文地质变化之间的内在联系，往往治标不治本。解决高温多雨地区公路水害难题是公路交通发展的重大需求。 该项目围绕高温多雨地区公路水害防治难题，经过近15年的理论和技术创新，突破了水害处治技术瓶颈，取得了集理论、方法、设计施工和养护于一体的高温多雨地区水文地质特征和公路水害防治关键技术，项目成果推动了高温多雨地区公路工程水害防治及防排水系统设计养护的技术进步。主要创新性成果如下： 1.创建了基于水文地质特征的公路水害分类方法。细化了高温多雨地区公路的水文地质特征，揭示了大气降水-水文地质与公路水害的直接关系，将公路水害分为孔隙水类病害、裂隙水类病害和岩溶水类病害，为根据水害成因选取防治方法奠定了基础。 2.创建了公路水害形成机理理论体系。首次建立了广义水-土特征曲线，从水文地质学角度研究了路基路面水分迁移、隧道地下水运动和排水孔淤堵的发生与发展规律；建立了填土路基应力应变与路基内部非饱和土含水量的半对数关系；推导了路面水渗入率的理论计算公式；提出了不同类型路面的渗水系数检验新标准。从而形成了公路水分迁移及水害形成机理理论体系。 3.提出了基于水文地质特征的公路水害防治技术。提出了“野外水文地质勘察+物理探测+水联通试验+结构检测”的水害综合探测分析方法；提出了按不同水文地质特征分类的水害处治技术，并经十多项工程应用验证有效。 4.构建了可更换的公路内部排水结构系统。基于颗粒流运动理论，研发了新型可更换硬韧组合双层曲纹网状透水管产品及其配套设计方法、施工工艺和质量控制技术标准，构建了公路沿线构筑物“查、截、堵、排、养”一体化的防排水系统设计施工养护技术。该系统具有可更换、易清洗、防淤堵、施工和养护方便等技术特点，较传统方法可节约建设费用2％，养护费用超过64％。 依托该项目获得实用新型专利5项，公开发表论文35篇(含SCI、EI检索论文8篇)，编制了技术指南2项，申请获批编制标准3项。经专家组评价该成果“总体上达到国际先进水平，其中广义水-土特征曲线成果处于国际领先水平”。实现了从核心技术-成果转化-产品开发-工程应用-理论突破的全过程创新。 研究成果不仅解决了京珠高速粤境段、深汕高速等12个高速公路项目水害难题；而且研发的产品在罗阳、潮惠和阳茂等29条线路，共计36个项目中进行了应用。该项目研究成果经济效益超过6亿元，社会经济及环保效益显著。