关键词:水电站库区复建道路道路设计 措施
中图分类号:TV文献标识码: A
1.概述
随着我国基础设施建设以及社会的发展,对能源的需求越来越大。同时国际社会以及我国政府越来越重视环境保护的重要性。选择清洁的可再生的能源(如水电、风电、光伏发电)成为了我国大力发展的能源建设的重点。而水电因为受外界自然环境影响小、可持续利用年限时间长、对环境基本无影响、可调峰等诸多优点,是我国能源的主要来源之一,近些年国家大力投资建设水电站。
水电站建设的主要道路有:对外交通、场内交通和库区复建道路。对外交通主要研究对外运输线路,通过经济技术论证选择合适的线路。场内交通主要根据电站施工总布置的运输需要,选择合适的路线、等级进行布设,以满足电站建设的需要。本文所讨论的库区路属于水电站建设的场内道路,是主要根据水库的“三原则”(原规模、原标准、原功能)对水库淹没的库区原有道路进行复建。根据水库的“三原原则”以及交通量分析,确定复建道路的标准、等级。
水电站库区复建道路作为库区建设的主要道路,对移民安置点建设、移民搬迁乃至水电站的蓄水发电都起着至关重要的作用。
2. 水电站库区道路设计的原则
水电站库区复建道路的整体设计特点是结合库区两岸布置的移民安置点和集镇,对由于水库蓄水淹没的现有交通工程按照水库复建的“原等级、原规模、原标准”的标准进行复建。其设计特点是首先应在满足设计规范的基础上,满足水库蓄水的安全性要求,即路基设计应以水库常蓄水位和设计洪水位作为设计的首要考虑因素,其次,该项目是服务于安置后的水库移民点当地群众,不但要满足村庄附近的道路的公路建筑限界要求,满足群众的出行需要,同时也要兼顾生产、生活的需要,要与现有的田间机耕道、通村路、灌溉设置有较好的结合。而现场的周边人文地质情况一般较为复杂,这也就成为设计过程中的重点和难点。
受水库蓄水影响库区复建路线线位提高,路线经过的路段地形陡峻、地质条件复杂,不良地质段增多,设计难度较大。设计时应考虑水库蓄水的影响以及地形地质情况的因数。并且在越岭路线的设计中,应利用地形自然展线,尽量避免设置回头曲线,鉴于库区道路在自然展线无法争取需要的距离并且克服高差,可在适当的地方设计回头曲线减少工程量。当设置回头曲线时,回头曲线的前后线性应连续、均匀、通视良好,两端宜布设过渡性的曲线,且设置限速标志、交通安全设施等。
3.建设中出现的问题以及解决措施
(1)水电站库区复建道路往往是沿河路基,水电站库区蓄水后,水位大幅度的变化以及沿河水流的冲刷引起浸水路基坡脚的后退,沿河路基边坡稳定性将受到严重的的威胁,应对沿河路基进行防治,以确保路基在水流的侵蚀下与水位的涨落下功能的可靠性。沿河凹岸路基的防治措施按其构造和作用可分为两种形式:一是直接防护,用抗冲材料直接覆盖在凹岸路基边坡上,以抵抗水流的淘刷而引起的崩塌;二是间接防护,如丁坝,通过在凹岸布设丁坝或丁坝群,来改变水流性质,减轻水流对路基的作用。
(2)水电站库区复建道路作为连接移民安置点的通道,在勘察设计过程中应与其他相关专业的沟通,根据移民安置点的规划布置,满足移民安置点建设的要求以及能够与移民安置区主要干道顺接。
(3)设计现场调查阶段应与当地政府沟通,了解当地居民意愿。避免因当地居民意愿与设计思路不同意,阻挠施工,造成施工建设无法开展,不得不进行变更以满足当地居民的意愿,造成投资浪费甚至出现废置工程。
(4)注重水库塌岸区的影响,由于水电站在运行过程中,水位受季节、气候、梯级电站调节要求等,水库的蓄水位在一定范围内波动。而处于这范围内的水库库岸常年处于保水及过保水的状态,处于不稳定状态。路基如果通过此路段可能处于失稳的不利状态。所以通过水库塌岸区时,应根据地质报告确定的水库塌岸区范围,进行避让,并保证不小于10m的安全距离。
(5)充分考虑农田灌溉的需要。应结合当地的灌溉系统及地形条件,组成完成的灌溉排水网路,避免因公路建设对原有灌溉系统造成破坏。通过农田段的路基做低填路基(1~2m),横穿路基灌渠做涵洞联通,既可保证灌溉系统的完整性,同时也可处理道路部分废方。
(6)注重地质勘查工作。水电站库区复建公路一般因受水库蓄水影响,线位抬高。路线往往出路较为陡峻的地段,边坡开挖、填方高度较高。在地质勘查阶段,应重点对高填深挖地段进行勘查工作,避免因施工开挖过程中实际揭露的地质情况与地勘报告出现较大的差异,引起防护工程数量增多,甚至路线的调整。
(7)注意路基防护设计。一般库区复建道路工程所经地区内外力地质作用强烈,地质构造较复杂,新构造运动表现为大面积整体间歇性急速抬升为主,岩体破碎,风化强烈,暴雨集中,山高坡陡,各种外动力地质现象发育,主要的不良地质现象有风化碎落、崩塌、滑坡等。
风化碎落主要发生于在部分公路及小道边坡出露的各种岩质边坡,由于风化剧烈,普遍可见风化碎落现象,但规模小,易于清除,对工程影响不大。
崩塌主要发生于河谷、沟谷两岸,部分公路及小道的边坡出露的硬质岩类边坡,由于纵横交错的节理裂隙发育,破坏了岩体的完整性和稳定性,在陡坡处易产生崩塌,但仅与个别工点有关,具有低频特征,规模小,易于清除,对工程影响不大。
库区复建道路路段,地形多为山地斜坡,地形横坡较陡,岩面起伏大,坡面覆盖层及基岩全风化层较厚,加之区内雨量集中且频繁,在雨水及沟水对坡面、坡脚的集中冲刷下,往往产生表浅型松散堆积层滑塌(土溜),但规模小,设计、施工易于清除或处治,对拟改建公路影响不大。
公路沿线覆盖层厚度变化较大,局部可能存在路基不均一沉陷及红粘土膨胀等问题。
对深挖路基以及高填方浸水路基主要采用以下几种防护形式:边坡喷锚支护;边坡设置SNS主、被动防护网;开挖边坡顶部设置截、排水沟;土工格栅处理高填方浸水路基;高填方浸水路基采用填石路基;填方路基设置挡土墙等。
(8)注意道路安全设施的布设。库区复建道路线路采用的设计指标较低,且遇到的道路实际的问题较多,如:淹没水位,复杂地质,山岭重丘,移民安置等。做好其安全设施的布设是行车安全、民众安全的重要保障。如遇到非单独设置的标志需要并列设置时,应优先保留禁令和指示标志。
5.小结
关键词:公路 设计 选线 方案
引言
台山核电厂淡水水源工程的新松水库位于台山市赤溪镇的曹冲河,水库距台山市约60km,距台山核电厂约15km。坝址距新台高速浮石立交出口约28km,距西部沿海高速都斛出口约18km,现有外部交通条件较好。台山核电厂淡水水源工程通过在曹冲河建设水库,用输水管道将淡水输送至核电厂淡水厂,拟建进库道路连接水库坝址与台山核电厂的进场道路。目前,从旧赤溪镇到水库坝址,只有一条长约8km的简易泥结石道路可走。但该现有简易道路等级低,平面弯道多、转弯半径小、会车时错车困难,不能满足本工程施工期与运行管理期的交通使用要求,故须对进库道路进行配套建设。
1进库道路技术标准的确定
1.1道路等级标准的确定
进库道路是台山核电厂淡水水源工程的专用道路。经过对枢纽日常交通量的分析,对于设计水平年,预计对外交通道路的双向通行交通量小于1000辆/日。双车道四级道路可满足本工程施工高峰期的最大交通量。考虑工程的建设规模、重要性和施工期车辆交通情况,根据规范要求,结合当地实际情况,经综合分析,进库道路按四级公路标准设计。
1.2路线主要设计指标确定
进库道路按四级公路标准设计,设计速度为20km/h,设两车道,路面宽为6.0m,每侧土路肩宽为0.5m,路基宽7.0m。根据交通量组成与项目交通量、地质条件及主体工程施工的具体特点,施工期间行驶施工运输车辆较多,故采用高级路面。汽车荷载等级按公路等级采用公路-Ⅱ级,并采用施工运输车辆的实际最大荷载(约50t)进行复核。路基设计洪水频率参照《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)的规定,路基设计洪水频率为1/25。
1.3道路横断面结构型式
进库道路路面结构:采用水泥混凝土路面。路堑挖方边坡根据地质报告资料,按岩体风化程度不同来选取相应的开挖坡比值。挖方边坡高度大于10m时,采用分级边坡,第一级边坡高度为8m,其余每级均为10m。路堤填方边坡填筑坡比值根据路基填料种类、地形等条件而定。第一级边坡坡比采用1:1.5,第二级至起其坡比采用1:1.75。地面横向坡度较陡路段在路堤下方设置挡墙,其中涵洞则与挡墙结合。
2进库道路路线方案设计比选
2.1选线原则
选择路线方案进行初步设计时需要充分利用地形、地势,尽量少出现回头弯;
选择地质稳定、水文地质条件好的地带通过,避开软基、泥沼、排水不良的低洼地等不良地段,避免穿过密集居民区、村庄;少占耕地、少拆迁,多利用山地,有条件的地方结合现有道路,使路线总里程较短、地形坡度较平缓、转弯舒顺;减少开挖量,避开高边坡等地段,减少水土流失;结合主体工程建筑物布置。
2.2路线方案布置
根据以上选线原则,及道路技术标准的约束,结合核电厂规划进场道路、主体工程建筑物布置及现场地形等具体情况,本阶段初步拟定设计了2条进库道路路线方案,其示意图见图2.2-1。
图2.2-1进库道路路线方案示意图
路线1:从核电厂规划进场道路东阳村南曹冲小学附近接入,经约0.2km海边虾蟹塘边后,沿曹冲河约2.2km,绕过新松村沿曹冲河约1.5km,经西坑,沿山边爬坡约0.8km至水库坝址左坝头,经大坝沿库边0.9km至输水隧洞进口。该路线全长约5.6km,其中0.2km为海边路,3.7km为原河边村路改造,1.7km为新建山边公路。
路线2:从核电厂规划进场道路南阳村南附近接入,经约0.2km海边虾蟹塘边后,沿原村路约1.4km至山边村,过村后沿山边小路0.8km,沿山边爬坡约0.7km至水库右岸垭口,沿库边经0.65km至坝址右坝头;另从垭口修支路0.25km至输水隧洞进口。该路线全长约4.0km,其中0.2km 为海边路,2.2km为原村路改造,1.6km为新建山边公路。
依据确定的道路技术标准根据选线原则对两个路线布置方案在已有1:2000地形图上进行设计并计算路面工程、路基土石方工程、路基防护工程等主要工程的工程量并形成工程量清单,对各路线方案估算其投资。
各路线方案特性见表6.5-1,各路线方案估算投资比较见表6.5-2。
表2.2-1进库道路路线方案特性表
2.3路线比选
由表2.1-1及表2.2-1可知:
从布置上看,路线1和路线2均有局部海边道路连接核电厂进场道路,距核电厂均较远,并需要进行软基处理。其中路线1沿曹冲河边,目前现有道路高程在3m~4m之间,曹冲河10年一遇洪水位高程为6.8m,25年一遇洪水位高程为8.0m,路面高程需加高5m左右,且需要按堤防标准建设,涉及水利设施等其他复杂问题;路线2长度最短,并利用现有的村路,线路较顺畅;从征地移民上看,路线1需要征用路边田地,路线2需要拆除少量房屋;从施工条件上看,路线2最短,但道路施工有可能受当地村民交通影响;从投资上看,路线2投资最少,比路线1少1810万元;综上所述,路线1的其中一段经过曹冲河边,其路面需按堤防的防洪标准进行加高,征用农田较多,涉及水利设施等其他复杂问题;路线2的路线需穿过村庄,但结合主体建筑物布置最合理,长度最短,路线较顺畅,投资最少。经综合比较后,推荐路线2为进库道路的首选方案。
3 结语
台山核电厂淡水水源工程进场道路外部交通条件较好,道路功能特殊,在明确道路的功能后由确定的道路技术标准,按照基本选线原则拟定设计出2条进库道路路线方案,通过方案比较发现路线2对结合主体建筑物布置最合理,长度最短,路线较顺畅,投资最少是符合本道路工程投资和运输效率的路线设计方案。
作 者 简 介
王琦(出生与1983年9月 ),男,大学本科,职称为水工建筑助理工程师,现在在广东省水利电力规划勘测设计研究院水工分院公路室从事路桥设计工作。
关键词:库周道路,三原原则,低等级
Abstract: in order to realize the gorge water control project in the overall construction lechang goal, coordinate with reservoir resettlement in the submerged area of the work, according to the general command gorge lechang construction requirements, the library weeks as emergency special project road, following the principle of extrattrestrial "to carry on the design, design standards for mud stone pavement simple road cycling trails. This article through the library weeks road design process generalizations, low level of road design points are discussed.
Keywords: library weeks road, the principle of extrattrestrial, low level
中图分类号:TV文献标识码:A 文章编号:
1引言
乐昌峡枢纽水库的正常蓄水位为154.5m高程,比蓄水前的武江天然水位壅高五十多米。故水库蓄水后,水库左、右岸的大部分现有道路将被淹没或受淹没影响。库周沿线为林场,零星分布有村庄、小学、小水电、武警部队驻地、电力与通讯设施等,库区两岸的现有道路是当地群众生活、生产与交通出行的主要陆路通道,另外,库周沿线布置有管埠集中安置点、白鸡滩集中安置点及许多分散的移民安置点,移民安置点的施工设备、建筑材料运输与移民搬迁等也需利用该库周道路。尤其是施工围堰挡水后,10年一遇洪水淹没线以下的库区移民必须提前搬迁。水库蓄水前,为了便于主体工程施工使用,并有利于按期完成移民的搬迁安置工作,减少因淹没道路而需对部分移民进行额外搬迁安置;水库蓄水后,便于两岸居民的交通出行,便于库区客运、木材运输、汛期防洪抢险的交通使用,便于当地的社会经济协调发展,因此对水库蓄水淹没区的库周道路进行新建或垫高恢复并尽早建成交付使用是非常必要与迫切的。
2设计要点
水库蓄水后,左岸的京广旧铁路、大源镇、大源镇至大长滩简易道路大部分路段、从九峰水口附近至坪乐公路的部分机耕路及其它零星分散的机耕路与连接便道将被淹没或受淹没影响,需进行道路恢复;右岸从坪石镇至乐昌市沿武江边的永新路大部分路面高程低于淹没线,也需进行道路恢复。
2.1库周道路建设内容
结合水库蓄水后的淹没外包线,经过前期对原有交通现状的详细勘查,由于沿武江两岸地形陡峭、条件局限,路线基本是沿两岸山坡布置,方案较为单一,路线位置可基本确定下来。
库区左岸:新建库周道路总长26.824km;
库区右岸:新建库周道路总长42.438km。
新建桥梁:左岸大长滩中桥(48m);右岸年九坑中桥(32m)、洪源中桥(48m)、太坑河中桥(80m)、庙坑河中桥(60m);连接左右两岸的新秦过江大桥(165m)。
2.2选线原则
新建道路拟定路线时主要考虑以下几条原则:
(1) 应满足库区居民生活、生产及防汛抢险的要求,尽量结合移民安置点布置,有利于道路的布置与衔接;
(2) 充分利用地形、地势;
(3) 选择地质稳定、水文地质条件好的地带通过,尽量避开软基、泥沼、排水不良的低洼地等不良地段;
(4) 路线总里程较短、地形坡度较平缓、转弯舒顺;
(5) 尽量减少环保方面的不利因素;
(6) 尽量避免大开挖,尽量减少弃渣,避开高边坡等地段,减少水土流失。
2.3设计标准
根据《水利水电工程建设征地移民设计规范》(SL290-2003)及《公路工程技术规范》(JTG B01-2003),结合日常交通量、行车安全、经济等因素以及当地实际情况,对受淹没影响的库周道路,按原道路标准(为单车道简易道路)进行恢复:
(1) 原路面高于淹没线的路段,仍然保留,并考虑库周道路施工期间的维修养路费用;
(2) 原路面淹没路段,在淹没线以上地带重新布置新建道路,路面结构采用厚20cm的级配碎石垫层与厚20cm的泥结石路面,行车道路面宽3.5m,路基宽4.5m,靠山坡侧增设边沟、另一侧设置柱式C25砼护栏;
(3) 根据现场地形每隔300m左右设置一处错车道,错车道的泥结石路面宽6.0m,路基宽7.0m,错车道长度为30m,并选择有利地点设置回车场。
汽车荷载等级:公路-Ⅱ级。
路基设计洪水频率:参照《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)的规定,库周道路的路基及桥涵设计洪水频率为20年一遇,库区新秦过江大桥设计洪水频率为50年一遇。
2.4线型设计
(1)平面线型:按照路线设计规范,根据平曲线半径与超高值的关系来设置平曲线的超高值。
按公路等级,路面采用第1类加宽标准设置加宽值。
本路线超高缓和段长度与加宽缓和段曲线长度一致。
(2)纵面线型:纵断面拉坡及横断面设计过程中,注意控制土石方的挖填平衡,发现局部路段挖填方过大,则重新调整路线平面、纵断面,力求设计过程中挖填土石方尽可能平衡。
2.5路基边坡设计
路堑挖方边坡:由于沿线山坡地形较陡,大部分坡度陡于1:1,因此新建道路均采用路堑形式。根据地质情况,按岩体风化程度不同来选取相应的边坡值。弱、微风化坚硬岩质边坡采用1:0.3;强风化岩质边坡采用1:0.5,对特殊路段采用挂网锚喷混凝土护坡加固措施。路堑土质边坡一般采用1:0.5,对特殊路段采用挂网土钉喷混凝土护坡加固措施。若边坡地质条件差时,适当放缓至1:1进行开挖。挖方边坡高度大于10m时,采用分级边坡,第一级边坡高度为8m,其余每级均为10m。如果第一级边坡岩性为硬质岩时,第一级边坡高度可为10m~12m。每级之间设一边坡平台,一般边坡平台宽为1m,但边坡高度超过20m时,边坡平台宽为2m。
路堤填方边坡:填方边坡根据路基填料种类、地形等条件而定。低填方路基(≤8m)边坡坡比采用1:1.5。在地面横坡陡于1:5的填方路段,做内倾2%的台阶处理,台阶宽度不小于1m。地面横向坡度较陡路段在路堤下方设置挡墙,其中涵洞则与挡墙结合。
2.6路基防护
(1)路堑挖方边坡防护:
对于路堑挖方高边坡,采用分级边坡防护。根据边坡岩土性质、坡比及坡高情况,对岩质边坡较陡且岩石较破碎的特殊路段,进行挂网锚喷混凝土护坡;对土质边坡的特殊路段,采用挂网土钉喷混凝土防护或砼框格护坡。局部出现黄粘土滑坡段采用M7.5浆砌石挡墙支护。边坡高度超过20m时,边坡平台宽为2m。
(2)路堤填方边坡防护:
对于路堤填方边坡,在正常蓄水位154.5m高程以下边坡坡面采用浆砌石护坡进行防护,154.5m高程以上边坡坡面则采用植草或铺草皮防护。
2.7桥梁设计
库周道路沿线的中桥,按照路线走向结合实际地形布置,桥梁法线尽量与水流方向平行,并且在满足过流前提下使跨度尽量最小,以达到经济的目的。为了尽可能利用标准图集的设计资料,各中桥采用标准化跨径进行设计。为了节省投资,中桥采用预应力砼简支空心板桥与桩柱式墩台的结构型式。按规范要求,桥梁设双车道,全桥宽7.5m =6.5m(桥面净宽)+2×0.5m(护墙宽),不设人行道,桩基采用嵌岩桩。具体设计为:左岸大长滩中桥为3跨16m、右岸年九坑中桥为2跨16m、洪源中桥为3跨16m、太坑河中桥为3跨16m、庙坑河中桥为3跨20m的预应力砼简支空心板桥。中桥的结构型式安全耐用、施工方便、景观协调。各中桥采用统一的结构型式还能大大提高设计效率。
经过水文、地质、河道断面等多方面综合考虑选定桥址以及多方案论证比较后,确定新秦过江大桥主桥上部结构为三跨现浇预应力混凝土连续刚构桥,全桥跨径组合为45m+65m+45m,加上右岸现浇空心板连接跨10m共长165m(不含桥台搭板长)。在桥台处各设一道仿毛勒式D120型伸缩缝。桥宽8.5m,为单箱单室结构。下部结构主墩采用双肢薄壁墩身,墩高40m,墩身截面采用矩形截面,肢距320cm,单肢墩身纵桥向宽80cm。
桥面布置:桥面设双车道,桥面净宽为6.5m =2×3.0m(行车道宽)+2×0.25m(侧向宽度)。桥梁两边各加1.0m宽的人行道,人行道高出桥面0.48m。桥梁全宽8.5m=6.5m(桥面净宽)+2×1.0m(人行道),设置双车道。
桥面纵坡和竖曲线指标:纵断面为平坡。
桥面横坡:由桥面铺装形成1.5%双向横坡。
桥面高程:根据通航水位、桥下净空与梁高,并考虑受风浪的影响,中心桥面高程为166.0m。
新秦过江大桥结构外观优美、接缝少、刚度大、变形小、自重小、整体安全性好、抗震能力强、行洪通航条件好、施工占地少、施工方法先进、施工工艺成熟、工期有保证、投资少等优点。
2.8涵洞设计
沿线根据集雨面积与汇流量大小及实际情况设置钢筋混凝土圆管涵、盖板涵或箱涵,涵洞出口尽量高于水库蓄水位以保证涵洞排水顺畅,因此大部分涵洞基础需在回填方上进行施工。要求基础部分采用石渣进行填筑并分层碾压密实至设计高程。涵洞出口至填方坡脚的坡面采用浆砌石进行防护以保证路基的稳定。若设置涵洞的冲沟不是太深,则设置路肩挡土墙与涵洞进行结合防护。
3结语
关键词:双峰寺水库 ;移民 ;安置规划 ;生产安置 ; 搬迁安置
Abstract: considering the flood and water influence factors, reasonably determine the inundated area of the Shuangfeng Temple Reservoir, according to the survey results, based on environmental capacity analysis, put forward the feasible resettlement planning, to ensure the smooth implementation of the project, Tuo Shanan created the conditions of immigrant
Keywords: Shuangfeng Temple Reservoir; resettlement; resettlement; resettlement; resettlement
中图分类号:D632.4文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012
双峰寺水库位于河北省承德市境内滦河一级支流武烈河干流上,距下游承德市区约12km,是一座以解决武烈河流域和承德市防洪为主、结合城市供水兼顾生态环境及发电等综合利用的大(Ⅱ)型水利水电枢纽工程。坝型为碾压混凝土重力坝,设计洪水标准100年一遇,校核洪水标准2000年一遇。水库死水位382.0m,正常蓄水位389.0m,设计洪水位392.5m,校核洪水位395.11m。水库死库容0.34亿m3,兴利库容0.45亿m3,防洪库容0.47亿m3,总库容1.373亿m3。
水库枢纽工程主要包括拦河坝和电站等,其中拦河坝由非溢流坝段、溢流坝段、底孔坝段和电站坝段组成。拦河坝主要由左岸非溢流坝段、电站坝段、底孔坝段、溢流坝段和右岸非溢流坝段组成。拦河坝坝顶高程396.1m,坝顶宽度7.0~15.0m,坝顶全长533m,最大坝高51.1m。
双峰寺水库淹没涉及承德市双桥区的1个镇、8个行政村、47个村民小组。淹没线下居住人口2065户、6084人。
1 水库淹没处理范围
1.1 确定水库的淹没处理范围考虑因素
水库淹没影响范围包括水库淹没区和因水库蓄水而引起的影响区。水库淹没区包括水库正常蓄水位以下的经常淹没区和水库正常蓄水位以上的受水库洪水回水、风浪、船行波、冰塞壅水等临时淹没区,水库的影响区包括孤岛、浸没、坍岸、滑坡等蓄水影响的区域。
双峰寺水库淹没处理设计洪水标准依据行业规范确定,耕地、园地采用5年一遇设计洪水标准,农村居民点、一般城镇和工矿区采用20年一遇设计洪水标准,林地、其他土地采用正常蓄水位,铁路、二级公路采用50年一遇设计洪水标准。
经回水计算,库尾回水曲线低于于同频率天然洪水水面线0.3m,根据《水利水电工程建设征地移民设计规范》(SL—290—2009)的规定,采取水平延伸至与天然水面线相交尖灭。因水库库周不同位置的风向、风速等影响因素不同,选取库周沿岸四个不同位置按《水利水电建设征地移民安置规划设计规范》对于库周沿岸四个不同位置,风浪爬高计算值均小于规范规定的耕、园地征用界线超高下限值0.5m,因此土地征用线采用0.5m超高。
对回水影响不显著的坝前段,由于正常蓄水位持续时间较长,水面宽且水深,考虑水库调度运用、库周居民生产生活安全等因素,按有关规范规定居民迁移线采用1.0m超高。
水库蓄水引起的浸没、塌岸、滑坡等影响区根据地质勘察成果确定。结合河北省地质矿产勘查开发局第四地质大队编制完成的《承德市双峰寺水库建设项目地质灾害危险性评估报告》,并结合现场实地查勘后分析,水库区不存在浸没、塌岸、滑坡等地质灾害问题。水库蓄水引起的其他影响区还包括岩溶洼地出现库水倒灌、滞洪内涝而造成的影响范围;水库蓄水后失去基本生产、生活条件的库周地段、孤岛和引水式电站水库坝址下游河道影响地段;移民迁移线以上的零星住户,因户数过少,受水库淹没影响后交通难以恢复或生产生活条件明显恶化,必须搬迁安置的人口。
1.2 水库淹没影响处理范围
(1)耕地征用范围:坝前正常蓄水位加0.50m超高,接超过389.5m的五年一遇回水线以下陆域;
(2) 居民点及工矿企业范围:坝前正常蓄水位加1.0m超高,接超过390.0m的二十年一遇回水线以下陆域。
(3)林地、其他土地采用正常蓄水位:正常蓄水位389.0m回水线以下陆域。
(4)铁路、二级公路范围:坝前正常蓄水位加1.0m超高,接超过390.0m的五十年一遇回水线以下陆域。
2 水库淹没调查
2.1水库淹没调查工作过程
为了保证双峰寺水库工程淹没(影响)实物调查工作顺利完成,成立了由主管副市长牵头的实物调查领导组织机构,分别成立了领导协调组、综合协调组、后勤保障组、安全保障组、7个农村调查组、专业项目调查组、土地专项调查组等14个调查组。调查组工作人员由我院(水利部河北水利水电勘测设计研究院)、承德市水务局、承德市双桥区物价局价格认证中心、承德市公证处、承德市国土资源局、承德市林业局、承德市公安局双桥分局、双峰寺镇政府及所属8个行政村等单位人员组成的联合调查组,对库区的淹没及工程占地实物指标进行了全面的调查。
2.2 水库淹没调查成果
涉及承德市双桥区的1个镇、8个行政村、47个村民小组。淹没线下居住人口2065户、6084人(农业人口5989人、非农业人口95人)。
房屋面积211934m2,其中砖混结构房屋96471m2,砖木结构房屋81239m2,土木结构房屋7238m2,偏房15651m2,杂房2042m2,其他房屋9293m2。
附属设施包括围墙28304m3 (含花墙)、护栏2711m、大门3943m2、门楼917个、影壁墙33.6m3、厕所1345个、月台39695m2、附属房6817m2、台阶2473m2、硬化地面99225m2、猪圈3419个(除此之外还有9426.3m2不重复)、棚子18240m2及其他附属建筑物。双峰寺水库淹没土地13273.1亩,其中农用地10286.6亩(耕地9078.4亩,园地51.1亩,林地962.4亩,其他农用地194.7亩),建设用地1280.8亩,未利用地1705.7亩。零星树木78.76万棵,其中果树48.03万棵,一般树木30.73万棵。地上附着物包括日光温室64674m2,冷棚73827m2,大棚103282m2,水井830眼,灌溉管道1523m,井房7198m2,鱼塘81.0亩。
关键词:水土保持 ,生态防护墙, 可持续发展
Abstract: in the steep mountain terrain excavation subgrade construction, the ecological protective wall protection measures can effectively prevent soil erosion and vegetation protection and achieve rapid construction reduced. Ecological protection wall combined with natural law of development, anchor stability by steel fence way the natural plant roots into the consolidation of ecological bag wall with nets consolidation, sustainable development is the construction technology.
Keywords: soil and water conservation, ecological protection wall, sustainable development
中图分类号: TU74 文献标识码: A 文章编号:
重庆巨能建设(集团)有限公司承建的重庆市酉阳县钟渤快速通道工程全长20多公里,双幅双向8车道,总工期为30个月。该工程8号进场便道K0+180~K0+760米段,位于319国道龙潭水库位置对岸植被茂密的陡坡上,原地貌横坡在70°左右,便道设计宽度4.5米,大多属半挖半填路基,其中有360延米浆砌片石衡重式下挡墙。由于受地形条件限制,如不采取其它辅助措施按设计施工,路基开挖及挡墙施工只能交替逐步推进施工,按10天抢工完成10延米路基开挖及挡墙施工,至少需1年完成,将严重影响主线控制性工程的工期。龙潭水库是一级生态保护区,是龙潭镇居民生活用水和水库下游农田灌溉的取水地。县委有关领导、业主及环保部门多次开会强调:施工该段便道时,必须先制定好有效的水保施工方案才允许开工,坚决制止野蛮施工,不允许土石掉入库区减小库容,便道与水库之间的植被必须保护完好,防止库区周围水土流失及水质污染。8号进场便道服务的主线工程有花山1、2、3、4号大桥、花山1号隧道以及约1.5km路基工程,其中花山1、3号大桥为双幅连续刚构,花山1号隧道(全长约150米)贯通后开始施工花山4号大桥(全长约207米,为连续刚构结构),工期非常紧张,上述单位工程成为本快速通道工程项目工期控制性工程。鉴于上述存在困难,8号进场便道的快速、环保施工方案显得至关重要。
1 常见的施工防护方式及其不足之处
常见防护方式是采取搭设钢管脚手架结合竹跳板或竹胶板封闭形成防护墙,但如用于本工程施工存在以下不足之处:
1.1 在坡度较陡地段,稳定性难以保证,极易被土石冲击倒塌,防护失效;
1.2该防护墙为临时防护措施,需拆除。路基开挖施工完后,防护墙内掉落土石量必大,若采取人工清除,清除工作量大,且由于防护墙稳定性差,安全威胁大,若采取挖掘机清除,易将本就稳定性差的防护墙挤压推倒,防护作用失效。
1.3由于防护效果差,且防护墙拆除后防护墙与道路之间区域的植被已被破坏,路基下边坡植被必破坏殆尽,库区周边必将存在严重的水土流失隐患造成植被恢复困难形成恶性循环,后期处治成本高、难度大。
若采用上述施工方式,将严重违背我国日益加强的水环保意识和法律法规要求,也未达到快速施工目的。
2 生态防护墙目的、工艺及优点
2.1 生态防护墙的目的
生态防护墙施工方案必须达到:(1)水保、植被保护目的:防止土石掉入水库,保护路基下边坡植被完好,防止库区周围水土流失及水质污染;(2)缩短工期;(3)路基至防护墙植被破坏后的恢复。
2.2 生态防护墙工艺
主要施工工序:人工挖掘灌木——测量放线——安装钢栅栏——钢栅栏锚固——生态袋装种植土——堆码生态袋——植物种植
2.2.1人工挖掘灌木:人工挖掘路基红线内及路基下边坡3米范围内灌木,灌木树干及根系尽量保护完好并妥善堆放,不允许扔入库区,更不允许焚烧。
2.2.2测量放线:钢栅栏钢管立柱基础设置在路基下边坡约3米处,测量放线撒灰线确定钢管基础位置。
2.2.3安装钢栅栏:人工挖掘施工人行道路及钢管立柱基础表土并暴露出完整基岩。人工挖掘施工时,及时将种植土装入生态袋。采用小型钻机(俗称“水磨钻”) 在钢管立柱基础位置钻孔,孔径150mm,孔深0.6米(嵌入完整基岩深度)。在孔内安装长约4.5米(根据开挖防护要求高度确定)的φ108×6mm的镀锌钢管作为钢栅栏主要受力的立柱,间距2米,孔内用C15细石砼浇筑密实。
2.2.4钢栅栏锚固:在距钢管顶部约1/3的位置处,用2根与水平方向约20°左右夹角平面呈“人”字形的Φ22锚杆焊接锚固,锚杆锚入基岩约2米左右,用M10#砂浆灌密实。立柱纵向用L40×40×5mm的角钢焊接联接,间距0.6米,竖向用Φ16mm钢筋焊接,间距0.33米,形成钢栅栏。钢管、角钢焊接过后镀锌层被烧蚀的部位以及钢筋、锚杆均需作防锈处理。
生态防护墙示意图
2.2.4生态袋装种植土:生态防护墙主要依靠生态袋的特性来实现的。生态袋是采用高分子聚丙烯及一系列辅料复合材料制成,具有耐腐蚀性强、抗微生物降解、抗高温(150℃)、低温(零下50℃)、抗紫外线、抗老化、无毒、不助燃、裂口不延伸等特点,并永不降解,真正实现了零污染。其网孔状结构为植物根系提供了无障碍的生长通道,同时其具有透水不透土的功能,既能防止袋内种植土流失,又能实现水分在土壤中的正常交流,植物生长所需的水分得到了有效的保持和及时的补充,使植物能通过袋体自由生长。施工时就地人工挖掘种植土装入生态袋内,保持原生态生长条件,以利植物生长及降低施工成本。所有生态袋均需人工装袋并必须确保生态袋是完全地被填满,用扎口带将袋口捆扎可靠,人工搬运。
关键词:防洪评价设计要点
前言:随着我国社会主义市场经济的健康发展和建设事业的进步,各项大型工程日益增多,其中一部分项目设计对水系的穿越,导致了新时期河道管理范围的扩大,根据水利部7号文件,河道管理范围内的建设项目应进行防洪评价的精神,在实际工作中一般采用编制防洪评价报告的形式进行事前评估,事中检测和事后检查。《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》是防洪评价报告编制人员的主要行为准则,《导则》设计内容广泛,要求具体,运算细致,但是由于实际工作中由于一些原因造成有些比较关键的问题被忽视。在此,有必要针对对几种常见的河道管理中防洪建设评估进行深入了解,在具体的现实条件下进行分析,进而提出防洪评价时应注意的事项,力求避免对建设项目施工和使用、防洪设施建设和人民群众生命与财产安全的隐患。
1.防洪评价对道桥施工时堤防的的要点
1.1 桥墩对堤防的影响
道桥的跨水系施工和建设会引起的水系水位升高、泥沙淤积、径流改变等情况,因此道桥施工前应该高度重视堤防的防洪评价。水利部《导则》要求:“项目建设对堤防、护岸及其他水利工程和设施的影响分析”;“对可能影响现有防洪工程安全的建设项目,应根据渗透稳定复核、结构安全复核、抗滑稳定安全复核等计算结果,进行影响分析”,在实际的防洪评价工作中,为避免不良影响的产生,应重点强调桥墩的布置,特别是堤顶和临水坡的布置,监督、指导建设单位对桥墩进行调整,适应防水提。避免强行要求增大道桥跨度,增加工程项目的设计难度,增大建设项目的投资的不良后果。如果现实中桥墩位置很难改变,应指导施工单位对堤防工程进行相应加固,采取相应的措施。
1.2 对防渗堤的评价要点
在道桥跨水系施工中,应重点对防渗堤的影响进行评价。首先,为防止项目施工对防渗工程的破坏,应重点对道桥项目在迎水坡采取防渗措施进行检查、监督和评估,推荐采取堤坡衬砌铺设防渗土工模等方式进行防渗处理;其次,重点进行堤身防渗的检查和评估,例如:在检查和评估中督促施工方采用堤顶垂直铺塑、混凝土截渗墙和封堵漏水层等措施,截断堤身渗透通道;最后,注意防渗平台建设的检查、监督和评估,通过延长背水坡渗径长度,降低渗透比。充分了解施工工段的地质构造,明确判断:道桥施工对不透水层的破坏,施工是否造成渗漏管道,行洪时期防渗的特殊要求,防止管涌和水土保持等方面。
2.防洪评价对输油(水、气)管线穿越河道的评估
由于输油(水、气)管线河道工程的特点,评估中应重点强调对管道施工的有效管理。首先,通过可续、合理和有余量地计算出径流的冲刷值,进而确定管道距河底距离,检查和评估管道深度河槽冲刷深度的相对距离;其次,通过对施工工段地质和土层的调查,掌握强透水层的实际分布情况,避免河水在强透水层中沿着管道形成渗漏通道。最后加强对管道进出口的防渗处理,重点在于进出口的充填和灌浆监理。
3.防洪评价对行蓄洪区内建设项目的要点
3.1 行蓄洪区建设项目防洪评价的出发点是正确处理洪水和建设项目的关系,充分评价洪水对建设项目产生的影响和建设项目对防洪产生的影响。
3.2 对新建或规划修建的高速铁路、高速公路等穿越蓄滞洪区的路基与桥梁结合方案进行防洪评价。一般是分析分洪时对水流流向、流速的影响,分析桥孔过水宽度是否满足分洪的需要。由于蓄滞洪区面积相对较大,路基及桥墩的建设对蓄滞洪库容影响很小。评价时,大多重视对分洪滞洪的影响,而容易忽略滞洪后对蓄滞洪区退水的影响。蓄滞洪区内地形一般较复杂,低洼地形多,对于公路铁路路基段,应分析其地形,尽量不影响退水时间,不但应在排水沟渠位置布置过水涵洞,而且对于没有排水沟渠的洼地在路基设计时也应留出排水通道。蓄滞洪区内的建设项目应避免与蓄滞洪区内的安全建设相矛盾,如果能够与安全建设相结合为最佳。利用部分蓄滞洪区建设水库,评价的主要内容为对蓄滞洪区滞洪容积的影响,分析水库库容所占滞洪容积的比例、减少的滞洪水量或抬高的滞洪水位等。影响评价应对不同的分洪情况分别进行:大洪水时,滞洪面积大,水位高、水量多,其水库所占的比例相对小,防洪影响也相对小;而当发生中等洪水需要分洪时,分洪水量少,水库所占的比例相对大,特别是蓄滞洪区内建设的水库,多选在低洼处,少占地、少搬迁,也正是分洪时首先运用的区域,小水时不淹没的地区水库修建后变为淹没区,增加了淹没机率、滞洪损失及各项费用。防洪评价时,应对工程建设前后不同分洪情况下的淹没范围及损失进行对比分析。
4.防洪评价对洪水期建设项目施工的要点
在跨水系的工程施工中,由于施工周期长,工作量大,加之我国气候特点,在进行防洪评价时必须充分考虑洪水期建设项目的施工问题。分析建设项目在运行期和施工期的防洪设计,建设项目防御洪涝的设防标准与措施是否适当,设防标准是否满足现状和规划要求,并对其所采用的防洪、排涝措施是否适当进行分析评价。水利设计人员在实际的工作中应对防洪评价做出客观、实际和科学的结论,对洪水期各种不利影响因素进行适当的分析,为施工单位提供建设建议。
结束语:
总之,为适应我国当前经济社会的快速发展,各项涉水基础设施建设逐渐增多的情况,为维护涉水工程建设非法占用水域面积和对行洪安全、周边水利工程及其他设施的不利影响,相关部门要对涉水工程建设高度关注,严格按照有关水法和规范规定,实行一个工程一评价,严把防洪影响评价关,审批关,力从源头上维护涉水工程建设对水域和周边事物的不利影响。
参考文献:
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关键词:千峡湖库区 预应力砼连续刚构 钢管砼桁架拱桥
中图分类号:U448 文献标识码: A
近年来,随着大型水电站的修建,坝址上游水位显著抬高,原有道路大多被完全淹没,新建公路工程线位选择必将跨越更多更宽的深沟。作为库区新建公路工程的关键――桥梁工程大多是在库区狭窄的两岸选址、实施,施工难度较大,为此库区桥梁的设计构思显得尤为重要。
本文结合金钟大桥新建工程中的具体桥梁的设计对库区桥梁设计构思进行探讨。
1、库区桥梁的特点
1.1桥位自然条件
滩坑水库(千峡湖)于2008年蓄水至标高160m,原溪流两侧道路基本淹没,为了方便库区附近群众出行,急需恢复水库两侧道路设施,并架设跨水库桥梁联系水库两岸道路。
拟建项目所经过的地区为低山丘陵区,地形地势相对较陡,地面标高一般在161~189m之间,沿线多为林地及旱地。路线跨越滩坑水库,水库水面宽度约230~450米,最大水深约40米,雨季时水流湍急,枯水期沟谷流量较小。路线所经区域主要河流为小溪,小溪属瓯江水系,自西南向东北斜贯景宁全境。滩坑水库建设后,于2008年蓄水至160m高程。千峡湖100年一遇洪水回水位为162.5m作为该桥的设计洪水位。桥下航道通航等级为Ⅳ级,设计最高通航水位160.8m,桥梁设计标高满足泄洪和通航要求。水库蓄水后库区内水流平缓,流速较小。拟建项目场地未发现有影响工程稳定性的不良地质作用,地基土层均匀性尚好,场地整体稳定性较好。
1.2技术标准及主要材料
(1)道路等级:按规范规定的设计速度为20km/h的四级公路标准进行设计,路基宽6.5m,金钟大桥宽9m。考虑到路线起终点路基部分与桥台距离较近,路基宽度渐变无法实施,故两侧路基宽度也按9.0 m进行设计。
(2)设计荷载:公路―Ⅱ级
(3)通航情况:滩坑水库Ⅵ级航道,通航净空22×4.5m,航道轴线与桥梁中心线夹角0°。
(4)设计最高通航水位:160.8m
(5)设计洪水位频率及设计洪水位:设计洪水频率1/100,设计洪水位162.5m。
(6)地震烈度:本区属地震动峰值加速度小于0.05g,地震基本烈度小于Ⅵ度区,地震反应谱特征周期为0.35s,桥梁仅进行构造措施设防。
(7)设计纵坡:路线纵断面采用0.5%、0.549%的缓坡进行设计。
(8)设计横坡:1.5%的双向坡,由厚度变化的混凝土桥面铺装形成桥梁横坡。
1.3主要材料
(1)砼:
预应力混凝土连续箱梁(含齿板): C55混凝土
主桥合拢段、施工人孔补强: C55微膨胀混凝土
伸缩缝预留槽: C55钢纤维混凝土
桥面混凝土铺装: C50防水混凝土
主桥主墩墩身:C40混凝土
主桥主墩承台、主桥主墩桩基、桥面防撞护栏、台帽及耳背墙: C30混凝土
桥台台身、侧墙及桥台基础: C20混凝土
(2)钢材:
⑴ 预应力钢束:采用高强度低松驰的预应力钢绞线,标准强度fpk=1860Mpa,弹性模量Ep=1.95×105MPa。
⑵ 普通钢筋: 钢筋直径≤10mm者采用HPB300光圆钢筋,直径>10mm者采用HRB400带肋钢筋。
⑶ 预应力锚具:必须采用成品锚具及其配套设备。
⑷ 预应力体系:应符合国际预应力砼协会(FIP)《后张预应力体系的验收建议》的要求,波纹管采用塑料波纹管。
⑸ 其它钢材:除特殊规定外,其余均采用Q235钢。
2、桥型方案设计与结构分析
2.1设计意图和原则
本桥属低等级农村公路桥梁,桥梁在满足使用功能的前提下控制造价,不求过高、过大,故桥型方案的选择在安全性的前提下,首先应考虑其使用功能。考虑到桥址位置水深较深,且河水冲刷能力较强,下部结构施工难度高,故设计时选择跨径较大的桥型,一方面减少水中墩的数量,可降低水中施工难度,另一方面减少桥梁下部结构对河床断面约束,减小桥梁建设对滩坑库区整体自然景观的影响。
结合目前的桥梁设计、施工技术水平及桥位处建设条件等因素考虑,在方案选择过程中,考虑采用预应力砼连续刚构桥方案和一跨过河的钢管砼桁架拱桥方案,对上述两种桥型分别做了比选,从中选出比较适合的桥型方案。
2.2大桥总体设计
2.2.1方案一:预应力砼连续刚构
图1 预应力砼连续刚构桥总体布置图
为主跨120m的预应力混凝土连续刚构,桥梁配孔:68+120+68m,桥梁全长262米。桥梁宽9米,采用单箱单室结构。桥台均采用U型台、扩大基础,桥墩采用双肢薄壁墩接承台,钻孔灌注桩基础。桥面总宽度为9米,桥面横坡为1.5%双向坡,桥面布置双向两个车道。桥梁平面位于直线上。该方案施工采用挂篮悬臂浇筑,工艺简单且非常成熟,但基础为深水基础,施工难度较大。
2.2.2方案二:钢管砼桁架拱桥
图2 钢管砼桁架拱桥总体布置图
桥梁上部结构形式:有推力中承式钢管混凝土桁架拱桥,桥梁布跨为8+240+8米,桥面总宽度为9米,桥面横坡为1.5%双向坡,桥面布置双向两个车道。
拱肋:拱肋净跨径240米,矢跨比1/5,拱轴线形式为二次抛物线。主拱肋为等截面双肢桁架式钢管混凝土结构,肋高4.65m,钢管采用Q345c钢板卷制而成,管径115cm,跨中段钢管壁厚度为20mm,拱脚段钢管壁厚度为30mm,拱肋内灌C50微膨胀泵送混凝土,形成钢管混凝土结构。主拱肋采用分段预制缆索吊装施工,每条拱肋分9段预制,标准段长度为30m,跨中段长度为23.49m。受水库水深的限制,拱肋只能采用缆索吊分阶段焊接拼装,施工难度较高。
2.3 施工方案
深水桩基础一般有两种施工方案,第一种是从两岸向主墩位置搭设施工栈桥、施工平台,第二种是采用浮式平台进行深水钻孔桩施工。其主墩位置的地面线顶面覆盖层为卵石层,卵石层层厚较薄,桥墩施工时不能将钢护筒很好地打入岩层、不能形成施工平台时,可以考虑采用栽设工艺,用冲击钻进行无护筒的冲坑后将相应的钢护筒埋设入冲坑中并将多个钢护筒连接成施工平台。上部结构采用挂篮悬臂现浇施工。该施工方法工艺简单,技术相当成熟。
钢管砼桁架拱桥下部结构采用明挖施工。桥梁上部结构的钢管拱节段及吊杆横梁、桥道板的安装采用缆索吊装系统无支架吊装。此安装架设方法工艺成熟,且施工期间受力对结构成桥受力无影响,易于保证结构成桥线形和受力状态。目前国内采用相同结构体系的桥梁大多采用上述方法施工。
3、桥型方案确定
3.1两种桥型方案比较分析
3.2推荐方案的确定
通过分析比较,两个方案在技术上都是可行的,均能满足金钟大桥的使用要求和滩坑水库的通航要求,均体现桥梁技术的先进水平,均有较成熟的施工工艺,但从本项目所在区域的建设条件、运输条件以及后期养护费用考虑,变截面预应力砼连续刚构方案要优于中承式钢管混凝土桁架拱桥方案,故推荐方案为变截面预应力砼连续刚构桥。
4、结语
大跨径连续刚构桥除具有前面所分析的许多优点外,还具有整体性能好、抗震能力强、抗扭潜力大、结构受力合理、选型简洁明快的特点。这种抗压刚度较大、抗推刚度较小的双肢薄壁连续刚构桥较为容易适应连续结构的变形,对减少连续结构引温度变化、混凝土收缩徐变等原因而产生的次内力非常有利,我们相信它必将被更多的引入到库区新建、复建公路工程中,为改变库区的交通状况作出巨大的贡献。
参考文献:
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关键词:强夯;填片石;渗水路基;施工
近年来,城市化发展的逐步加快使我国各地区公路数量逐年增加。成为区域发展的重要经济基础。为能够在此环境下确保公路工程建设的基本质量。最好强夯填片石渗水路基施工势在必行,成为保证区域内公路系统稳定性运行及提高公路施工安全性的有效措施,同时对于有效解决公路工程质量问题也起到一定的帮助作用。
一、强夯填片石路基施工技术概述
填片石渗水路基施工技术一般应用于经过水库库区、深水塘的地段,这种地基比较特殊,主要有如下几点特点:①无法抽干e水和清除淤泥且软弱土厚度、埋深较大路基;②这种路基的填筑高度较大(一般为3~8m)、填方量较多,围堰工程量大,展开填土路基的方式会造成工作量大幅度提高,普通的填土路基是无法实施的;③施工后沉降不能满足设计要求的路段,当远离村庄时,采用强夯处理。水库(K35+850~K36+024.5)和鱼塘(K43+830~K43+940)段路基填方段,水库、鱼塘常年水位高且淤泥较深,经现场勘查采取抛填片石挤淤的施工方案。片石是采用粒径较大的石灰岩材料,彼此之间不具有黏聚力作用,路基的抗剪强度来源于石块颗粒之间的摩擦力、嵌挤力,因此可以维持稳定的强度。从施工技术方面来说,抛填片石挤淤路基也可看作是一种半刚性体,这种结构可以避免较大的变形沉降,加快施工进度且施工简单。
二、强夯填石渗水路基施工方法
1.施工前期准备
(1)场地准备
①场地平整。已具备机械设备进场道路;②施工前量取鱼塘水位是否满足施工要求。保证强夯处理范围内地下水位低于2.0m;③对需要强夯场地范围进行资料收集,标明前期图纸中存在的地下构造物以及管线情况,避免强夯对路基结构造成损坏;④确定强夯放线位置情况,定出场地边线,结合控制点标明夯点定位点。
(2)设备准备
①夯锤:通过内部充填铁砂,焊接钢架龙骨,外部使用钢板密封,接触面采用圆形截面。根据情况确定夯锤重量,经过计算确定夯锤底面直径2.5m,重量为10t,并在夯锤侧面设置3~5个直径250mm的排气孔;②起重机械:在起重机后部设置安全负重,避免夯击时悬臂晃动,选用履带式起重机,保证夯锤的起吊范围;③设置安全脱钩装置,确保紧急时夯锤的安全脱落自动脱钩装置;保证抓钩的强度要求,在上升过程中不打滑、脱钩,保证夯锤的稳定自由落体,避免拉扯;④配置相应数量的挖掘机用于现场的平整以及二次倒运;⑤配置具备标准贯入度、静力触探仪等设备以及土工常规试验仪器;⑥配置全站仪、水准仪等测量仪器。
2.施工参数确定
结合本期工程确定强夯施工参数,确定现场场地的地质条件以及水文资料,具体参数如下:夯击间隔时间、单点夯击能及夯点布置方位。
(1)数据信息
夯锤设计重100kN,底面直径2.25m,落距15m,强夯单夯击能2000kN・m,有效加固深度大于或等于5m。夯击完成后采用低能量满拍两遍,满拍夯击能800kN・m。低能量满拍采用降低落距的方法降低夯击能。对于地下水位较高段(埋深小于3m),应对施工区采用井点降水,夯击时地下水位应低于3m并以能满足强夯施工正常进行为准。试夯完成后对地基承载力进行检验,一般不小于220kPa。
(2)夯击次
结合现场试实夯数据,确定夯击次数以及夯击沉量关系曲线,在每次单点夯击数不小于8次的试验情况下,需满足如下几点:①最后两击的平均夯沉量应该小于或等于5cm;②夯坑周围平面不应产生过大的隆起;③初始夯击时夯坑过大,提升夯锤困难。第一遍夯击:可以按照规定的间距6.0m×6.0m正方形布置。第二遍夯击:在第一遍各夯点正中间穿插一夯点,也是6.0m×6.0m正方形布置;满夯:采用夯点彼此搭接连续夯击两遍。
(3)夯击间隔时间
夯击的基本间隔时间需根据填石路基的基本透水性及夯击孔隙压力消散速度而定。如其实际的分析压力消散速度相对较慢,则夯击间隔实现需间隔较长,以免夯击破坏结构稳定性。若其实际的孔隙压力消散速度较快,则可采用连续夯击的方法,以便于提高夯击的实际效率与速度。
(4)夯点布置及夯距
夯点的布置及夯距的设置首先要按照预期图纸的设计规划而定,在确保其符合图纸设计要求后,可进行夯击点的大致布置工作,其实际的布置形状需按方形进行布置。在首次夯击完成后,需在其实际的夯击中心补插夯点,在此过程中设计夯点的实际距离需保持在6厘米左右。
3.工序及施工流程
(1)施工程序
①清理并平整场地,测量场地高程后铺设50cm粗集料稳压;②同步标示出场地的一次夯击地点,标记整体场地标高;③起重机进场固定,确定夯锤夯点位置;④在夯击钱测得夯击点标高;⑤起吊至预定高度,自由落体夯锤,然后将夯锤重新起吊,夯击过程中出现夯坑倾覆时,应及时调整坑底平整度;⑥重复上述步骤⑤,按设计规定的夯击数及控制标准,完成一个夯点的夯击;⑦换夯点,重复上述步骤③和⑥,直到完成第一遍全部夯点的夯击;⑧每遍夯击完成后及时用推土机将夯坑填平,并测量场地高程;⑨第一遍夯击完成后,根据试夯情况确定间隔时间后按上述步骤完成第二遍夯击;⑩第二遍夯击完成后,根据夯击情况确定满夯时间后完成满夯;11满夯完成后用挖掘机整平并用压路机碾压。
(2)强夯后数据收集检测以及设置过渡层
强夯的数据收集与检测不容忽视,其实际的检测结果对于确保强夯效果及对路基结构稳定均有保障作用,同时也对过渡层的设置产生一定的影响。因而在实际施工过程中,首先为确保结构强度的稳定,需在渗水路基完成强夯后,可选用挖掘机等机械设备对于表面进行有序的整平工作,并按照测量机顶标高做好路面沉降信息的记录,以便于在后期阶段对相关信息进行查阅。而后选用直径大小相对均衡的碎石进行结构过度,碎石的厚度需保持在30厘米以上。同时需选用重型振动压路机等机械设备进行表面的碾压工作,从而确保表面的平整。最后要选用施工运料车进行路面使用情况测试,根据施工运料车运行对路面的影响来判断路面强夯效果,以便于下一阶段路基填土工作的顺利进行。
三、结语
现阶段,我国强夯填片石渗水路基施工技术种类及方法较多,同时适用环境也有着一定的差别。为提高其实际的应用效果,需按照实际施工的基本要求及计划标准进行选择,以此确保强夯填片石渗路基施工能够切实的在道路施工发挥其重要作用,从而提高我国现阶段道路施工的基础水平,以便于更好及更为有效的利用强夯填片石渗水路基施工优势来保障道路应用安全性及稳定性。
参考文献:
关键词]滑坡 勘察 稳定性分析
中图分类号:TU457 文献标识码:A
1、前言
水库区高速公路边坡、沿河高速公路勘察越来越多,由于公路施工引发沿河的边坡产生滑坡时有发生,隆林至百色高速公路第三合同段K115+800~K123+700段就是沿乐里河南岸展布的,道路左侧为河谷,右侧为山坡,峰顶标高500~700m,谷地标高一般为200~240m,切深350~500m。自然斜坡较陡,坡角35~55o,局部达60o以上。沿线鸡爪型冲沟发育,冲沟大体垂直路线走向,切深30~50m不等。因此施工开挖势必产生较多的沿河高边坡,沿河滑坡勘察除确定滑坡岩土参数外,最主要的是要考虑边坡受水库运行水位的影响。百色水利枢纽工程水库水库正常蓄水位228m,最高洪水位233.45m,防洪限制水位214m,死水位203m,属不完全多年调节水库。每年汛期,百色水库均需要按防洪限制水位运行,在此期间会出现水位反复上升、骤降的情况,水位差一般为14m,最高达19.45m。在洪峰到来时,水库水位会上升,边坡体内地下水浸润线会抬高,地下水渗透压力增加。洪水退去后,水库还是要求按限制水位运行,等待下一次洪峰到来。库区水位突然骤降后,库水浮托力消失,此时边坡最容易失稳。下面以K120+010滑坡为例进行水库区公路滑坡稳定性分析与评价。
K120+010滑坡位于百色市右江区汪甸瑶族乡东部村附近,里程桩号为K119+986~K120+051段内,勘察区属丘陵地貌,山体经长期剥蚀切割作用,地形连绵起伏,植被较发育。滑坡区位于山体东北面斜坡下半部,滑坡体左侧(沿滑动方向)发育一条冲沟,长约80m,宽4~8m,最深处约6m ,横断面呈不规则的V字形。山体相对高度约150m,坡角20~45°,大部分覆盖坡残积土层,局部基岩出露。山体坡脚左侧为河谷地貌,谷底地形较平缓,乐里河从谷底中部通过,宽约16m,勘察期间水深约0.6m;该河谷为百色水利枢纽淹没区,水库正常畜水位为228m。
高速公路施工开挖后由于不及时对已开挖出来的边坡进行防护,加之乐里河受百色水利枢纽蓄水影响沿线形成多处边坡滑埸。滑坡体变形的特征明显,分布在滑坡体上的通信塔下部的地面有拉裂缝、沉陷变形的现象,滑坡有逐步加剧发展的趋势;滑坡的稳定性在长时间下雨,乐里河库区(属于百色水库区)由正常运行蓄水位骤降至防洪限制水位时,水位差达14m,受库水浮托力消失和地下水渗透压力增加的影响,加上百色水库枢纽蓄水运行时的库岸再造作用,有可能激发和加剧滑坡的滑移变形,从而危及通信塔及下部已修筑的路基的安全。
边坡所处区域的地层为单一的沉积岩,主要为三叠系中统(T2)灰色粉砂质泥岩、砂岩不等厚互层或夹层;砂岩与粉砂质泥岩接触带由于存在软弱结构面与泥化夹层而常产生滑动。此外,在横向沟谷或顺向谷下部的崩、坡积物在暴雨季节常发生滑塌和小型滑坡。
滑坡的滑床以三叠系中统灰色中风化粉砂质泥岩为主,局部夹砂岩。从横向看,滑床形态略有起伏,中部低凹,两侧略有凸起;纵向上滑床形态呈折线形,与地表形态稍相似,总体上看受基岩面及原始地形控制明显,见图1。
图1 滑坡工程地质剖面图
2、滑坡变形特征
根据调查,目前滑坡后部、中部及前缘均出现局部蠕动变形,主要表现为公路路基开裂下沉、地面开裂、边坡开裂垮塌,坡地错落下沉。
3、滑坡成因分析
滑坡是多种因素共同作用的结果,与地层岩性、地形地貌、人类工程活动、降雨等因素有密切的联系。
4、滑坡稳定性极限平衡分析
(1)滑坡稳定性计算公式
根据勘探工程揭示滑坡的老滑动面和推断的新滑面近似折线型,按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2012)推荐的传递系数法公式对滑坡的稳定性进行计算。渗透压力计算时考虑滑坡体的渗透性。
a、稳定性验算公式
采用传递系数法计算公式:
式中:
Ψj=(cos(αi-αi+1)-sin(αi-αi+1)))tanФi+1
式中: Ks——边坡稳定性系数
Gi——第i计算条块单位宽度岩土体自重(KN/m)
Gbi——第i计算条块滑体地表建筑物的单位宽度自重(KN/m)
Pwi i——第i计算条块单位宽度的动水压力(KN/m)
Ri——第i计算条块滑动面上的抗滑力(KN/m)
Rn——第n计算条块滑动面上的抗滑力(KN/m)
Ti——第i计算条块在滑动面切线上的反力(KN/m)
Tn——第n计算条块段滑动面切线上的反力(KN/m)
Ni——第i计算条块在滑动面法线上的反力(KN/m)。
φi——第i计算条块上滑动面上岩土体的内摩擦角标准值(°)
ci——第i计算条块上滑动面上岩土体的粘结强度标准值(kpa)
Li——第i计算条块滑动面长度(m)
Ψj——第i计算条块剩余下推力向第i+1计算条块的传递系数
Vi——第i计算条块单位宽度岩土体的水下体积(m3/m)
θi——第i计算条块底面倾角和地下水位面夹角
γi——水的重度(kN/m3)
A——地震影响系数(取0.05)
本计算式主要涉及水库蓄水及骤降引起地下水渗透压力的变化,地下水渗透压力的变化主要是通过地下水位浸润线上升高度来预测。
b、水库蓄水后,地下水位浸润线上升高度预测公式
h=I·L
式中:
h——计算点地下水位抬升高度(m)
L——计算点至模拟的江(库)水边的水平距离(m)
I——地下水抬升水力坡度
K——为土体(含水层)的渗透系数
c、库水位骤降后,地下水位浸润线计算公式。
h=
式中:
h——水库水位降落后滑坡体内地下水位浸润线下降高度;
α——水库水位降速系数;
k——土渗透系数;
λ——库水位相对降落高度。
H为库水位降落高度,H1为坡前水位深(m)。
μ——土给水度;
υ——库水位降落速度,,t为水库水位降落高度为H所经历的时间(d);
m——岸坡坡率。
L——库水降落前淹没点至降落后淹没点的水平距离(m)
(2)岩土参数的确定
岩土参数的确定是根据室内试验数据、野外试验数据、工程地质类比法及反算法综合确定。
(3)计算模型
滑坡稳定性计算选取主滑剖面作为计算模型,分别对滑坡的稳定性和下滑力进行验算。
(4)计算方案
本次计算的目的是评价滑坡在各种可能工况条件下的稳定状态,为滑坡的稳定性评价及防治提供依据。
滑坡稳定性计算方案如下:
a、工况Ⅰ:滑坡天然自重+建筑荷载;
b、工况Ⅱ:滑坡自重+建筑荷载+持续暴雨;
c、工况Ⅲ:滑坡自重+建筑荷载+暴雨+库水位;
d、工况Ⅳ:滑坡自重+建筑荷载+暴雨+库水位228m降至214m;
e、工况Ⅴ:滑坡自重+建筑荷载+地震+库水位228m降至214m;
(5)计算结果与分析
按照上述方案对滑坡的稳定性进行了计算,计算结果说明,滑坡在现状和214m库水位情况下总体上处于基本稳定状态。推断的剪出口在228m水位以上,雨季稳定系数1.02~1.10,处于欠稳定至基本稳定状态,与野外调查结果及定性分析结果相吻合。
结束语
水库区公路滑坡稳定性定量分析主要特点是滑坡在水库水位骤降或长时间下雨时的滑坡稳定性分析,主要是涉及地下水水位上升造成边坡体内地下水渗透压力增加,或者水库水位骤降后造成库水浮托力突然消失,整个边坡土体下滑力增加,边坡很容易失稳。地下水位浸润线上升高度的预测,也适用于在暴雨下的各种类型的滑坡勘察,以及经过水库库区或江河的公路边坡勘察的稳定性分析。
6 参考文献:
(1)《岩土工程勘察规范》(GB50021-2012)
(2)《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)
(3) 陈国华.滑坡稳定性评价方法对比研究[M].中国地质大学,2006
(4))秦洪斌.三峡库区库水与降雨诱发滑坡机理及复活判据研究.[M].三峡大学,2011
(5) 雷光宇三峡库区涉水土质滑坡稳定性分析及处治技术研究.[M].中国矿业大学,2009
(6) 魏爽.三峡库区土质边坡风险性分析及安全评价.[M].重庆交通大学,2012
(7) 叶逢春.公路滑坡的防治技术与稳定性分析研究[J].西安建筑科技大学,2008
(8)《公路设计手册·路基》(第二版)[M]交通部第二公路勘察设计院主编,人民交通出版社,1997
(9)《渗流计算原理及应用》(中国建材工业出版顾慰慈编)
(10)《长江三峡工程库区滑坡防治工程设计与施工技术规程》
作者简介:
关键词:岩腔;放坡;稳定性;填充
中图分类号:U213.1+3 文献标识码:A
概述
岩腔是山区道路建设过程中经常遇到的工程地质问题,它的稳定性影响着道路结构的安全。
陈洪凯等认为陡崖上软硬岩石之间的差异风化作用是危岩链式演化的源动力, 岩腔内泥岩存在压裂风化,并影响着危岩的疲劳寿命长短。
对岩腔的处理一般来讲,主要是根据岩腔地质状况和基础荷载条件进行综合分析,进而通过经验类比方法做出定性判断,对岩腔的处理方法具体分析和研究的方面目前很少。
本文依托实际工程,详细阐述了重庆某待建主干路岩腔段工程处理措施的提出与比选,为其他类似工程提供借鉴。
1 工程概况
某待建主干路所在K1+060~K1+120段右侧分布有一现状水库,水库南北长200m,东西宽约60m,水库与路线间有一陡岩,高差达21.70m,主要由砂岩、泥岩组成。由于差异风化作用在道路K1+077~K1+114处下方形成一个大岩腔,岩腔纵深达16.0m,横宽约37m,岩腔高度2.0~8.0m,由于岩腔的存在,必然对上部新填路基有较大影响。
本处原始路线支持挡结构位于岩墙顶板卸荷影响范围(顶板高×tg(45°+φ/2))内,如不进行处理,肯定存在很大风险。而大范围改线对规划和用地影响较大,因此必须对其采取相应工程处理措施确定工程安全。
2 充填砼方案
砂岩、泥岩常分布于重庆地区,砂岩一般属于较软岩,泥岩属于极软岩,浸水后抗压强度差异较大。该岩腔所处地质岩层为砂岩、泥岩,岩层风化性差异较大,岩质稳定性较差。
王方杰等对岩腔进行了有限元分析,认为岩腔的存在一方面降低了地基的稳定安全系数,另一方面造成了路基的不均匀变形,因此建议设计时要对岩腔进行填充处理。
本方案考虑在岩腔底部挖台阶,并形成逆坡,台阶宽度不小于2m,台阶高不小于0.5m,以增加底部摩擦力。采用C20片石砼浇筑回填加固岩腔,同时在路肩处设置衡重式路肩挡墙,挡墙高约8~17m,对基础承载力要求为0.3~0.8Mpa。
本方案存在以下特点:首先,在岩体上挖台阶较为困难,大体积混凝土浇筑时施工控制要求高,在岩腔内部不易密实;其次,原岩腔处于砂岩、泥岩、砂岩交界处,浇筑混凝土后与原始岩土体结合情况不明,如胶结不好,易形成软弱面或破裂体;第三,横断面上挡墙高度较高,对基础承载力要求高,如岩腔施工未能有效控制,挡墙基础的稳定性将受到严重影响。
3 分级放坡方案
鉴于上述方案的一些问题,提出了分级放坡方案:首先,炸除岩墙顶部岩体,并清理干净岩腔内残留物,从而消除岩腔这一不利结构。在水库内用抛石挤淤方式清除不良土,后按1:1.5,1:1.75,1:2.0的坡率放坡,并进行土石方回填。对高填方(>10m)进行强夯处理,在坡脚设置浸水护脚进行防护,护脚置于基岩上。
本方案从结构上变岩腔为填方放坡,从而物理上消除了这一结构。从一个陡坡支护问题变为高填方问题,道路左侧为岩体,不对填方产生滑坡推力。边坡下部为水库,地形较平缓,对水库进行抛石挤淤增强基础强度,有利于填方温度。
本方案为多级填方,由于地形影响,导致占地较大,所需边坡防护、强夯处理等工程量亦较大。
4 技术经济比较
上述两个方案的技术经济比较如下:
对于岩腔的处理方案应结合技术方案进行选择,通过比较,两个方案总建安费用相差不大。
充填方案为封填岩腔并修筑支挡结构,片石混凝土量为封填岩腔量、衡重式挡墙工程量之和。充填方案占地面积较小,对施工技术要求高,同时支挡结构较高,存在一定技术风险;放坡方案为破除岩腔顶板后自然放坡,受地形影响,需占用水库用地约3500m2,边坡防护面积较大。
综合两者考虑,整体建安费用相差不超过5%,但放坡方案技术风险小,成型后通过边坡绿化,可营造良好景观效果,而充填方案支挡较高,不利于景观效果。最终选用放坡方案作为推荐方案。
结语
本文通过对重庆某代建主干路岩腔段处理方案的经济技术对比,选择炸除岩腔+放坡作为最终处理方式。
充填岩腔作为一种处理方式,相对放坡方案节约用地,但施工要求高、技术风险高。放坡方案占地较大,但景观效果好,技术风险低。
岩腔工程的具体处理措施,需综合考虑施工难易、工程造价、占地、景观等因素,选择出合理方案。
参考文献
[1]陈洪凯,王全才,唐红梅.岩腔内泥岩压裂风化特性研究[J].人民长江,2009,10(10):62-64.
[2]陈洪凯,唐红梅,刘光华,等.危岩支撑及支撑-锚固联合计算方法研究[J].岩土工程学报,2004,26(3):383-388.
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