深入探究：陕西柞水高速严坪村2号大桥垮塌，暴雨背后的真相与项目历程

7月19日，陕西省商洛市柞水县境内突发大暴雨，20时40分许因山洪暴发、金钱河水暴涨，G4015丹宁高速（丹凤县至宁陕县）水阳段（柞水县至山阳县）山阳方向K46+200处柞水县杏坪镇严坪村二号桥局部发生单侧垮塌。截至20日15时，已搜救发现坠河车辆7辆、遇难者12人，1人获救，还有18辆车、31人失联。

技术探讨：桥梁位于山洪高易发区、山洪一级重点防治区，桥梁发生部分垮塌，是否属于意外？

根据2008年编制完成的《陕西省山洪灾害防治区划图》，柞水县位于山洪高易发区、山洪一级重点防治区，区域内桥梁显然不会只有严坪村2号大桥一座桥梁，其他桥梁并未发生垮塌，严坪村2号大桥发生部分垮塌，是否属于意外？

 

     

     

理论分析

     

     

     

伴随着近十几年的全球气候异常现象（即厄尔尼诺现象）频频发生，各地因暴雨引发的水灾害和地质灾害不断增多。水毁已然成为桥梁倒塌失效的首要因素，且其具有显著的突发性、巨大的破坏性以及较高的隐蔽性。

桥梁水毁的主要影响因素有：桥址冲刷导致墩台基础埋深不足、桥孔不能满足排洪与输沙需求、河道变迁、桥梁调治与防护设施不完善、工程质量因素、生态环境影响等。对应的防治措施主要有：正确进行桥位选择及桥孔设计、确定合理的墩台结构型式及其埋置深度、完善桥梁的调治与防护工程、桥梁水毁的预防性养护与治理、生物防护与工程防护相结合综合治理桥梁水毁等。

 

 

洪水冲击力  
 

 

7月19日，柞水县金钱河上游持续强降雨十多小时。陕西省水文水资源勘测中心当晚22时发布洪水橙色预警，预测未来3小时内，商洛市金钱河南宽坪站流量将达3500-3900立方米每秒。我们假设最大流量Q=3900m^3/s进行后续计算。由于无法准确获知事发地水深，估算成为误差主要来源。基于卫星地图数据，假设水深4m，河宽98m，等效矩形估算长度68m，从而计算出水流速度约为14.34m/s。

 

桥墩迎水面积A由直径与水深决定，假设直径为1.2m，则A约为4.8m^2。采用阻力系数0.8计算，洪水对桥墩的冲击力F约为394723.18N，产生冲击应力349.01kPa。考虑1.5的安全系数后，设计应力为523.52kPa，低于C30混凝土强度， 故桥墩不会因洪水冲击力而损坏。 （来源计算岩土力学）

     

     

网友推测

     

     

     

（1）感觉挡水挡土墙倾倒砸倒桥墩的概率几乎为零。因为当时桥墩周围有大流量洪水，能够极大地缓冲这个土墙冲击力，加上墙是侧倾倒过去的，又不是垂直降落的冲击力，墙的上半缘搭过去够得着桥墩的那部分也不是很多，经过洪水的缓冲，力已经不大了。

（2）涉水桥梁设计重点不在结构应力验算，这个很好算。重点在洪水评价，这里面一个是复核最高洪水位，以及由此引起的淹没和动水压力；另一个就是基础冲刷深度计算，这个比较复杂，要调查的资料和涉及的专业、要考虑各种因素很多，而且要找出最不利的因素组合。因为复杂且缺乏资料。往往会忽视或者简化。俗话说基础不牢，地动山摇。这次事故很大可能是：洪水冲刷严重，桥柱基础失稳，导致上部结构垮塌。当然最终原因以调查结果为准。

（3）可能设计时倒塌桥墩位置原来是实地土坎，设计桥墩基础没有考虑如果被大水冲刷该桥墩位置整体悬空所需深度，大水冲垮前面挡水墙后，导致后面桥墩基础周围被整个掏空。

(4) 从地形上看应该是洪水经对岸挑流，冲击桥墩，局部冲刷大，造成桥墩桩基外露自由长度过大，失稳倒塌。98年洪水，滨州铁路扎兰屯桥，274大桥，都是这样。 局部冲刷导致柱桩失稳是可能的，但对本桥而言，柱桩受碰撞偏位的可能性更大，主要理由是：①失稳有突然性，柱桩失稳后，梁体断裂位置应该在柱桩位置，本桥断裂位置不在墩顶；②垮塌的墩柱位于凸岸，且不在河中心，通常不是局部冲刷最大的位置。

（5） 从图上来看，挡土墙在倒塌墩柱的下游，按理对该墩柱没影响或影响小。而且我觉得挡土墙失效倒塌的原因是洪水上涨高（至盖梁），流速大，冲击力强，把挡墙的基础冲蚀破坏而导致坍塌。那个不是挡土墙，是河堤石坎，与之最近的桥墩完好，倒塌的桥墩距离倒塌的河堤稍远一点。

 

     

     

项目信息

     

     

     

柞山高速2015年开始建设，2018年12月19日建成通车，工期三年。2024年7月19日，严坪村二号桥桥梁垮塌，通车不足6年。

2015年7月24日公告的国家审计署《审计署关于2015年6月稳增长促改革调结构惠民生防风险政策措施贯彻落实情况跟踪审计结果》的报告：

 

 

审计发现问题突出的典型事例：陕西省柞水至山阳高速公路项目因省交通建设集团公司一直未筹措到项目资金，未开工。

通过网上收集一些关于项目的前期资料，以供从业者参考，更合理客观的分析。

     

     

项目前期资料

     

     

     

桥梁、涵洞。 全线共设桥梁32183米/72座（双幅，下同），其中特大桥16756米/8座，大桥14491米/43座，中桥540米/9座，小桥396米/12座，涵洞42道。 原则同意初步设计推荐的桥梁、涵洞设计方案。项目 核定该工程总概算为 674110.14 万元，其中建安费 513413.37 万元。

（1）建设规模。路线起于商洛市柞水县下梁镇明星村，设枢纽互通式立交与包茂高速公路相接，向东经小岭镇、杏坪镇、山阳县牛耳川镇和城关镇止于福银高速公路山阳互通式立交，全长79.73公里。

（2）技术标准。同意全线采用双向四车道高速公路技术标准，设计速度80公里/小时，路基宽度24.5米。桥涵设计汽车荷载采用公路-ⅰ级，地震动峰值加速度0.10g，其余各项主要技术指标按照《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）执行。

（3）路线。设计单位推荐的路线平、纵面设计方案。施工图设计阶段要结合相关地形、地质情况进一步优化平、纵面设计指标。进一步优化小岭隧道和西钟岭隧道进出口路段的设计，增设必要的交通安全设施。 重点优化挤压河道、沿河路段及隧道口高程较低路段的平纵面设计，确保行车安全。

（4）施工图设计阶段 要进一步细化路基填料方案，合理确定路基填方高度，优化防护和排水工程方案，确保岸坡稳定。对比降较大的侧沟进行调查，并采取相应措施避免可能发生的泥石流对公路的危害。

(5)施工图设计阶段 应加强地质勘察工作，进一步优化桥涵布置方案。合理确定桥梁跨径，优先采用预制结构。优化下部结构设计参数，减少桥墩布设对河道的影响。做好全线涵洞的排水设计，加强岸坡防护的调查和设计。

项目初步设计阶段项目总预算约67亿元，资本金16.7亿元由建设单位筹措，其余资金通过银行贷款解决，在2015年开工建设时，总投资扩大为80.11亿元。