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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。
关键词:砂土地基;处理设计;高路堤;水库
中图分类号:U41 文献标识码:A1.概述
众所周知,砂土地基处理的优劣,关系到整个工程的质量。合理的砂土地基处理及适宜经济的路堤结构设计型式,可以减轻或消除砂土地基对路堤的不利影响。河流漫滩沉积的砂土常表现出以下不利的工程特性:高孔隙比、高压缩性、高渗透性、弱抗震性能(地震液化及震陷现象)及低抗剪强度等不利工程地质特性。再则水库区路基地质环境的复杂性、多变性、不确定性,导致营运路堤呈现不同类型及不同程度的地质病害,甚至经反复处治其效果仍然不佳,因此砂土地基处理设计的合理性就显得尤为重要了。
2.工程概况
高路堤砂土地基位于涪江上游在建某水利水电枢纽工程水库区回水尾段,按山重二级公路线形设计,沥青混凝土路面,路面宽8.5m,填高为11.0m~13.0m,路面设计标高667.33m,迎水面堤脚下地面标高655.50m,设计荷载为公路-Ⅱ级;天然河床水位653.00m;其水库主要特征水位:正常蓄水位658.00m,设计校核洪水位659.43m,死水位624.00m。
3.工程地质概况
①地形地貌
场地位于山区阶梯状斜坡与涪江河漫滩的交接部位之河流冲刷凹岸,以堆积型河流漫滩地貌单元为主,地形总体较为开阔平坦。
②地层岩性
地层主要由第四系冲积层(Q4al)及志留系韩家店组(Sh)地层组成:
砂土,青灰色、稍湿~饱和、结构松散,中上部粘粒含量略重,层厚为6.0m~6.5m。
卵石土,青灰色、饱水、结构稍密~中密,层厚为3.8m~6.8m。
志留系韩家店组地层,岩性以千枚岩为主,遇水易崩解软化(崩解速度快),抗风化能力较弱。
③地质构造
场地地质构造较简单,属相对稳定区;其地震基本烈度取决于强震对工区的影响;地震基本烈度为Ⅷ度,地震动峰值加速度值为0.20g,地震动反应谱特征周期为0.40s。
④水文地质条件
场地地下水以孔隙水为主,赋存于第四系砂土及卵石土孔隙中,主要接受上游江水补给,排泄于涪江或其下游;据水质分析报告表明,其水质类型为HCO3-Ca型水,PH=8.6,对混凝土和钢筋混凝土具微腐蚀性。
⑤场地地基土及路堤填料主要物理力学指标
砂土层:标贯击数标准值为3击,孔隙比1.15,粘粒含量12.16%,不均匀系数32.17,天然C值5.6KPa,天然φ值10.3°,压缩模量3.3MPa,承载力基本容许值[fa0]=60KPa。
卵石土层:超重型动力触探击数标准值为6击,饱和容重23.3KN/m3,变形模量23MPa,承载力基本容许值[fa0]=350KPa
路堤填筑料(千枚岩道渣填料):为高分散性的土料,压实后遇水极易崩解;天然固结不排水剪C值20KPa,φ值25°;天然容重19.8KN/m3;干容重19.2KN/m3,最优含水率13.5%,压缩模量12MPa。
4.砂土地基处理方案的选择与设计
4.1砂土地基处理方案选择
高路堤对地基的承载力及沉降量的控制要求较高,而天然砂土地基是不能满足其上述两方面的要求,因此务必对其采取工程措施进行处理,就目前的地基处理技术而言,对可应用于砂土地基处理的七种预案结合建筑物的荷载性质、基底反力特性、岩土工程条件、施工工期、施工机械设备及使用材料等进行综合分析,宜优选高压喷射注浆法及强夯法对地基进行处理。在基于高路堤砂土地基处理要求达到的预期目的:“消除或减小地基土沉降(差异沉降)并确保工后地基土沉降量在其允许的范围内;消除砂土的地震液化现象(液化沉陷),整体提高砂土地基承载力的同时,普遍提高地基土的抗剪强度指标值以确保高路堤及其地基的稳定性”。再结合经济对比分析(经收资调查与技术经济分析),最终选择强夯法加固处理砂土地基,因它具有施工简单、加固效果好、快速(能适应施工工期的要求)和经济等优点。
4.2砂土地基处理设计
本工程在类比参照区内砂土应用强夯法加固地基的有关试验资料的基础上,结合水库区高路堤运行的特殊地质环境(水库特征水位、特殊水文地质条件等)及计算结果提出如下设计与施工技术要点:
1、强夯设计参数的选定
应根据现场的工程地质条件和工程运行环境的要求,正确地选定各个强夯参数,才能达到有效而经济的目的。强夯参数包括:单击夯击能、最佳夯击能、夯击遍数、遍间间歇时间、加固范围和夯点布置。
(1)单击夯击能
据堤基覆盖层的厚度并结合加固影响深度,按梅纳经验公式估算出采用1000KN.m能级加固影响深度可达7.0m(α=0.7),能满足本工程加固的要求,因此确定采用1000kN.m的能级。大量的事实及研究文献资料指出从冲击能、锤重和落距三者关系分析,普遍认为增大锤重的效果优于增大落距,基于上述理论出发,设计中结合施工单位所能提供的机械设备及施工周边环境,设计因此
选用锤重100KN,落距10m,锤径1.8m的设备。
(2)最佳夯击能
恰当地选择夯击击数,是取得强夯效果的一个重要方面,击数少则达不到夯实效果,击数过多,超过夯击能的饱和状态,夯实效果增加不明显,也很不经济;大量的实践证明,砂土最佳夯击能一般以5000kN.m为宜;因此主夯击点的基本夯击击数为5击,同时还要求最后两击的平均夯沉量不大于5cm;夯坑周围地面不应发生过大的隆起,不因夯坑过深而发生提锤困难。
(3)夯击遍数
根据堤基砂土覆盖层厚度、岩土性质及建筑物的部位确定采用夯击遍数:第一、二序列强夯夯击点均采用2遍重锤跳夯;第三、四序列强夯夯击点夯击2遍;当每一序列每一遍夯毕平场后,再次复夯;最后进入2遍低能级满夯,落距3.0m-5.0m,夯击数一般不小于3击,锤印搭接,以确保夯击土表层密实度在空间上的均匀性。
(4)间歇时间
强夯的地基土为砂土,其上下又为卵石土,均为强透水层,强夯时只会产生瞬时超静孔隙水压力,故在强夯施工中遍间可不考虑间歇。
(5)加固范围
为避免在夯后的土中出现不均匀的"边界" 现象,从而引起建筑物的差异沉降及地基土抗剪强度指标空间上不均匀性;因此,其处理范围应大于建筑物基础外缘的宽度,宜为基底下设计处理深度的1/2至2/3,并不宜小于3.0m。结合地基及高路堤稳定性计算(最危险工况)确定临河方最小加宽值为6.0m。
(6)夯点布置
夯点按正方形布置,正方形布置给夯机留出通道,施工方便。结合堤基覆盖层土的性质及加固影响深度,确定夯距为5.0m,夯点布置详见图1。
图1强夯夯点布置平面图
(7)强夯试验
强夯施工前应进行强夯试验,据拟定的强夯参数,提出强夯试验方案,进行现场试夯。因为砂土地基,试夯结束一周后就可对试夯场地进行检测,一般采用钻探取样进行室内土工试验(若采样的确困难,可采用静力触探试验)、重型动力触探、标准贯入试验等,将检测数据与夯前测试数据进行对比分析,并为正式强夯施工提供可靠的强夯参数修正设计之依据及施工工艺作保障。
2、强夯施工技术要点
(1)首先将强夯处理范围边界线、护脚墙的墙踵及墙趾线用测量仪器测放出,同时在范围边界线以外埋设控制基桩,将其范围线以内的砂土开挖至标高653.50m,并对护脚墙之墙踵及墙趾线各外延0.5m,且将其范围的砂土开挖至652.50m;再用级配卵石土,采用反挖机分三层摊铺;待整平至标高655.00m后进行强夯试验,以确定合理的强夯施工参数和工艺。
(2)夯击序次按第一、二、三、四序列顺序进行夯击,同时用测量仪器按上述夯击序列依次测放出夯点位置,并作好标识,并测量场地高程。
(3)强夯施工顺序须从路线左侧依次推进,止于路线右侧,有利于强夯产生的瞬间超静孔隙水压力的释放,消散时间只有短短数分钟,可不考虑遍间间歇,故可连续作业。
3、质量控制
(1)检查施工过程中的各项测试数据和施工记录,不符合设计要求时应补夯或采取其它有效措施。
(2)场地检测的数量,应根据场地复杂程度和建筑物的重要性确定,对于简单场地上的一般建筑物,每个场地地基的载荷试验检测点不应少于3点。
4、地基处理效果分析与评价
对试夯区进行了原位测试及采样室内试验(大型直接剪切试验),将测试的地质参数作为评价及设计的主要依据。
砂土层:标贯击数实测标准值为13击(稍密),饱和容重19.0KN/m3,孔隙比0.55,饱和C值11KPa,饱和φ值21°,压缩模量6.5 MPa,[fa0]=130KPa。
卵石土垫层:超重型动力触探击数标准值为8击(中密);相对密度Dr=0.75,饱和C值0KPa,饱和φ值33.5°;饱和容重23.3KN/m3;天然容重22.5KN/m3;压缩模量20MPa;干容重21.5KN/m3;最优含水率5.5%;[fa0]=350KPa。
(1)砂土地基承载力验算
在工后进行砂土地基承载力验算时,作了如下计算简化。先将车辆荷载换算成土柱高(当量高度0.79m);以654.50m高程面为计算控制基面,垫层上表面受其上覆路堤填土自重压应力的作用,其作用力通过一定厚度的卵石土垫层扩散后传给砂土地基,在进行自重压应力计算的同时,按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007中的规范性公式,对砂土的承载力作验算时,选定竣工为其验算工况的同时,以路中土体结构层次及层厚作为计算的控制依据。其计算过程及结果如下。
等效于基础底面的压应力(路堤填土土体自重应力):
等效于基础底面处的自重压应力:
Pgk′=γh=22.5kPa
垫层底面处的附加压应力(按条基计算):
P0k=b(P0k′-Pgk′)/(b+2ztanθ)=83.09kPa
垫层底面处土的自重压应力:
垫层底面处经深度修正后的地基承载力容许值:
经计算并满足下式要求,P0k+Pgk≤γR[fa]
即83.09+62.90=145.99<1×188.3=188.3kPa
γi-参与计算的第i层填土的容重,地下水位以下的填土则采取浮容重(KN/m3);hi-参与计算的第i层填土的层厚(m);z-设计垫层厚度(m)。
(2)砂土地基沉降计算与评价
水库路堤所发生的沉降、位移和拉裂变形,是水库蓄水反渗于路堤在架空或疏松结构部位等首先产生湿陷及地基本身不均匀沉降叠加共同作用的结果。鉴于此,地基在使用期内不发生较大沉降和不均匀沉降的控制尤为重要,也是保证路堤安全、稳定的关键。基于水库路基运行的特殊环境,在对砂土地基实施强夯的同时,对路堤高程654.50~659.43m段回填透水性材料并采用冲击式压路机碾压,以确保路堤填料本身充分压实及产生微弱的沉降;事实上,对于砂土地基在施工期间即可完成其最终沉降量的80%以上,能确保路基工后沉降≤500mm(规定的允许值)。当正常蓄水至658.0m后,采用《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007中规范性公式进行了垫层压缩量计算,其中砂土地基沉降量采用《碾压式土石坝设计规范》DL/T 5395-2007中规范性公式按分层总和法计算,其计算过程及结果如下:
S=Scu+Ss;Scu=Pm.hZ/Ecu
分层总和法计算式:
式中:s-垫层地基沉降量(mm);scu-垫层本身的压缩量(mm);ss-下卧砂土层沉降量(mm);Pm-垫层内的平均压应力(MPa);hz-垫层厚度(mm);
Ecu-垫层的压缩模量(MPa);Pi-第i计算土层由路堤填土荷载产生的竖向压应力(MPa);Ei-第i计算土层的压缩模量(MPa);hi-第i计算层厚度(mm);
路基任一点的附加应力由路基矩形分布荷重和三角形分布荷重所引起的坚向应力叠加而得,附加应力按下式计算:Pz=KT.q
Pz--路基任一点的附加应力;q--矩形或三角形分布荷重;KT--应力系数,按《碾压式土石坝设计规范》DL/T 5395-2007中的表G1和G2查取。
①砂砾垫层:由m=0,n=2/8.5=0.235,查表G1并经内插计算KT=0.965;由m=15/20=0.75,n=2/20=0.1,查表G2并经内插计算KT=0.032;
堤基土自重引起的竖向应力:13.3×2=26.6KPa
矩形或三角形分布荷重:
Scu=0.25017×2000/20=25.0mm
②砂土层:由m=0,n=4.65/8.5=0.547,查表G1并经内插计算KT=0.791;由m=0.75,n=4.65/20=0.233,查表G2并经内插计算KT=0.0746;
堤基土自重引起的竖向应力:
13.3×2+9×2.65=50.45kPa
Ss=0.25945×2650/6.5=105.8mm
③砂卵石层:由m=0,n=11.55/8.5=1.36,查表G1并经内插计算KT=0.437;由m=0.75,n=11.55/20=0.578,查表G2并经内插计算KT=0.169;
堤基土自重引起的竖向应力: 13.3×2+9×2.65+13.3×6.9=142.22kPa
SL=0.27088×6900/20=93.45mm
沉降计算控制深度按规范应算至路堤附加应力等于路基自重竖向应力20%处的深度,但因下伏层为千枚岩,就不必在作沉降计算了;总之,工后沉降总和: S=25.0+105.8+93.45=224.25mm<500mm(规范规定的允许值)
(3)地基土地震液化评价
据强夯区测试的地质参数按《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010进行地基砂土地震液化评价,在地面下20m深度范围内,液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算:
液化判别标准贯入锤击数基准值N0取12,经计算表明地基土砂土在地震作用下不液化。
结束语
地基处理方法繁多,如何从中选择经济可行的地基处理方案就显得极为重要了,需结合建筑物的功能、地形、地貌部位及运行环境等综合确定;本案例采用强夯处理高路堤砂土地基,在减少沉降量及抵抗液化能力等方面达到了预想的效果,达到了以土治土之目的。不失为一种经济、简便、快速有效的地基改良方法。只要条件允许(施工条件及周边环境许可),是值得在地基处理中首选的一种方法。
高填方路堤地基勘察的深度与广度应引起重视,力求其准确性;以确保地基处理设计的合理与经济性,力求避免设计方案的重大修改,酿成施工延误和不必要的经济损失。
参考文献
[1]JTG D63-2007.公路桥涵地基与基础设计规范[S].
主要包括3个方面的内容:
1.1工程地理位置
本水库是以灌溉、县城供水为主,兼有农村人畜饮水的综合利用工程,主要是解决5个乡镇的农田灌溉及江口县城的供水问题,以及农村人畜饮水问题。工程坝址位于县城西面的锦江闵孝河段一级支流英溪河下游河段上,坝址距县城12km,距闵孝镇5km,305省道从坝址下游约1km处通过,另有乡村公路通往坝址及库区,交通较为便利。
1.2工程等别及建筑物级别
1.2.1工程等别及建筑物级别
本工程由首部枢纽、灌区工程和县城供水工程3部分组成,水库总库容1500万m3,坝型为拱坝,最大坝高50m,属中坝;灌区总面积2893hm2,县城供水人口8.38万人,乡镇农村人畜饮水供水23720人,总干渠渠首设计引用流量3.52m3/s;县城日平均供水15571m3/d,最大日供水量20242m3/d。灌区工程还包括两座泵站,其中舒家龙泵站装机容量4×1250kW+3×900kW,何家坝泵站装机容量3×1000kW。可研报告审查意见中,同意本工程水库规模中型、工程等级为Ⅲ等,其枢纽主要建筑物如大坝、溢流表孔、放空底孔、放水管为3级,灌区建筑物泵站为3级,渠道及渠系建筑物、供水管道及其它建筑物为5级,临时建筑物如导流建筑物为5级。初步设计阶段按照审查意见及规程规范对工程等别及建筑物级别复核如下:根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)、《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288—99)及《泵站设计规范》(GB50265—2010)的规定,本工程为III等中型工程,枢纽主要建筑物大坝、溢流表孔、放空底孔为3级建筑物;灌区及供水工程为小(1)型,灌区泵站为3级建筑物,渠道及渠系建筑物、水池、县城供水管道为5级建筑物,临时工程为5级建筑物。
1.2.2洪水标准
本工程地处山区,根据工程等级、规模及拟定的各建筑物级别,从而确定相应的洪水标准如下:
1.2.2.1首部枢纽建筑物洪水标准
拱坝及溢流道、放空底孔洪水标准按50a一遇(P=2%)洪水设计,500a一遇(P=0.2%)洪水校核;消能防冲建筑物设计洪水标准按30a一遇洪水设计。
1.2.2.2灌区及供水区建筑物洪水标准
灌区泵站建筑物洪水标准按30a一遇(P=3.33%)洪水设计,100a一遇(P=1%)洪水校核;县城供水管道、渠道、渠系建筑物按10a一遇(P=10%)洪水设计,涵洞洪水标准按10a一遇(P=10%)洪水设计。
1.3工程布置及建筑物
1.3.1首部枢纽工程布置
水库位于英溪河与闵孝河汇口上游约2.1km,距江口县城约15km,江口县城与水库之间分布有大量的农田、村寨、公路干线等,为保证紧急情况下能快速放空水库,水库设置放空底孔。根据选定的坝线及坝型,其首部枢纽布置为:拱坝+坝顶溢流表孔+右岸重力墩+放空底孔+取水口及放水管+环境放水管。大坝坝型为C15混凝土双曲拱坝,建基面高程404m,最大坝高50m,两岸坝肩段置于弱风化下至中上部,坝顶宽4m,坝底最大宽度12m,大坝厚高比0.24。坝顶高程为454m,坝顶长113.354m,溢流表孔处设交通桥,交通桥宽为4.0m,为保证人行安全,坝顶上下游面均设栏杆。上坝公路布置于右岸,从下游面由交通洞穿过孤峰通往左坝端。重力墩布置在右坝端,底板高程430m,顶面高程454.0m,总高24m,顺水流方向顶部宽15m,底部宽25m,沿坝轴线方向长33m,墩体材料为C15混凝土。溢洪表孔布置在河床段顶中部,溢流净宽48m,堰顶高程449m,堰顶不设闸门控制,溢流堰为WES型实用堰;为方便运行管理,溢流堰顶布置交通桥,桥面宽4m,3个桥墩坐落在溢流堰斜坡至溢流堰反弧段位置,桥墩厚1m,宽6m,高11m。放空底孔靠溢流坝右侧布置,轴线方向与拱中心线成23°角,进口底板高程424.17m,孔身断面尺寸2.0m×2.5m,设事故检修平板钢闸门一扇。根据压坡设计要求,出口断面尺寸缩小为2.0m×2.0m,设弧形工作钢闸门一扇,在433.67m高程设置启闭机室,布置一台启闭机。底孔全长35m,出口采用挑流消能。取水口及放水管位于右坝段,桩号0+020.366,采用塔式取水,采用塔式取水,取水口底板高程433.0m。沿水流方向依次设固定式拦污栅、检修闸门。喇叭口后为闸门井,高21m,事故闸门后设通气兼进人孔,闸门井后设渐变段,长3m,圆孔后接放水管。放水管沿河岸通过悬崖段,经Φ1.6m锥形阀后进入消力池。放水管总长222.5m,明管布置,光面管。锥形阀布置闸室内。在放水管末端地形平缓的位置布置消力池,使水流平稳进入总干渠,放水管1~2#镇墩之间地形稍缓的位置设Φ300环境水管,兼作放水管的放空设施。
1.3.2灌区工程布置
1.3.2.1灌区分布
根据灌区地形、地质条件,结合灌区耕地、水源等特点,将灌区分成3个大片区:1)第一片区为总干渠片区,包括本下游至塘坎寨洞湾一带,本片区大部分灌面已由铜东灌区英溪引水工程解决,渠系配套工程已于2009年完成,水源来自英溪河,保证灌溉面积260hm2,修建本将截断其水源。因此,本将还原其灌溉流量,并覆盖本总干渠与英溪引水渠两个高程之间的农田40hm2,本将为此300hm2农田提供灌溉水源,为自流灌溉。2)第二片区为塘花干渠片区,包括龙回至坝盘之间的锦江两岸广大农田,由塘花干渠解决,灌面共计884hm2,其中改善灌溉面积20hm2,为自流灌溉。3)第三片区为凯德干渠片区,包括黑岩、双岑、洪坪、何坝、凯里、革张坝等江岑公路沿线的高山缺水地区,灌面共计1750hm2,其中改善灌面60hm2,为提水灌溉。
1.3.2.2渠系布置
为覆盖上述灌区范围,经布置:1)第一片区有总干渠和英溪支渠,总干渠自水库引水沿英溪河右岸至1+664处跨过英溪河经水银沟、周家屯、水泥厂至塘坎寨,长15.903km;英溪支渠为已建渠道,沿英溪河左岸至鱼粮溪村,再经水银沟、周家屯、水泥厂、塘坎寨、五里桥直至洞湾,长约15km,分布高程比总干渠低10余m。2)第二片区有塘花干渠、塘花干管和坝盘支管,塘花干渠从塘坎寨经滑石板、龙回,在庙湾跨过闵孝河,沿闵孝河右岸布置坝干管顺河而下直至坝盘电站坝址位置,长13.665km,其中塘花干渠长4.125km,塘花干管长9.45km;坝盘支管从坝盘电站坝址沿闵孝河右岸顺河而下至坝盘椅子湾水库,长9.45km。3)第三片区有凯德干渠、舒家龙泵站、洪坪支管(长4.549km)、岑洞坪支管(长2.21km)、何坝支渠(渠道长2.05km,管道长10.4km)、何家坝泵站及渠系建筑物。凯德干渠在水泥厂处从总干渠分水跨过闵孝河,经凯德、蛇湾寨至舒家龙泵站,渠线4.7km;舒家龙泵站从舒家龙蓄水池提水至569m高位水池和天堂650m高位水池;洪坪支管从569m高位水池引水经大湾、围子边、张海溪至小土坪高位水池,管线总长4.549km;岑洞坪支管在大湾从洪坪支管分水,通过压力管线经陶岭、下寨、上寨至谭井高位水池,管线总长2.21km;何家坝支渠从天堂650m高位水池引水,以明渠型式通过天堂,再采用压力管线经格洋溪、三道河、店上、沙坝直至何家坝,引水线路总长12.45km;何家坝泵站从何家坝蓄水池提水至雷打坪840m高位水池。
1.3.3供水工程布置
本工程城镇供水对象为江口县城,规划的新水厂位于江口县城西侧城郊的沙子坳,原始地面高程410~440m。本项目负责将水采用自流方式引至沙子坳。充分利用灌溉总干渠,从水库至塘坎寨一段,利用灌溉总干渠引水,即是将县城供水所需的0.3m3/s流量叠加到总干渠,再从塘坎寨修建供水管道平行公路布置,经过五里桥、基北自流至沙子坳水厂位置。县城供水的引水线路总长18.603km,其中总干渠长15.903km,供水管道长2.7km,引水渠道两侧设置栅栏,以保证渠道水质不受污染,供水管道采用埋管型式布置,以适应城郊地带的运行和管理。乡镇供水及农村人畜饮水涉及到闵孝镇、双江镇、民和乡等3个乡镇,供水范围较为分散,本工程只为各受水点提供水源,供水管网、供水设施等根据国家政策另行解决。初步设计作了如下规划:1)闵孝镇供水:受水点位于水库附近,且水库水位能满足供水自流要求,由闵孝镇从水库自行引水或从总干渠上自行引水。2)双江镇总干渠沿线村寨的农村人畜饮水由各村组自行在总干渠引水或总干渠末端的水池引水。3)双江镇天堂片区的农村人畜饮水由各村组自行在天堂坪高位水池引水。4)洪坪片区的农村人畜饮水由各村组自行在洪坪支管沿线或小土坪高位水池引水。5)岑洞坪片区的农村人畜饮水由各村组自行在谭井高位水池引水。6)何家坝片区的农村人畜饮水由各村组自行在何家坝水池引水。7)凯里片区的农村人畜饮水由各村组自行在雷打坪高位水池引水。
2优化效果说明
设计优化主要采用新工艺、新思路、新材料,结合工程现场精打细算,以期以最节约的方式做出符合规范要求的工程产品,节约社会资源、创造社会财富。其优效果主要体现在两个方面:
1)节约工程投资、简化工程施工,使项目总承包者获得直接的经济效益。由于初步设计阶段已经按尽量节约工程投资的思路设计,本阶段虽然有一定的优化余地,但在没有做具体工作之前,并不能得出一个具体的效益数据。
【关键词】锚杆挂网 喷射混凝土 路基边坡 崩塌处治工程
1 工程概况
1.1病害情况
本次实施病害处治工程路段位于G312线界古路K2326+600-K2327+150处的路堑高边坡地段,路基边坡高度55-75米之间,坡面宽度约100米,呈扇形状。由于坡面长期暴露,受地表水径流和裂隙水共同作用使该边坡的稳定性受到破坏,其中位于K2326+726-883段和K2326+925―K2327+090两段每年都会发生高边坡岩体危石崩落,岩屑溜落、小规模泥石流等地质灾害,严重损坏了坡脚部分的护面墙,不仅对既有防护工程造成严重损害,更对过往行人和车辆安全构成严重威胁,此处存在较大安全隐患。每年段上都要筹措一定的资金、投入一定的机械设备进行水毁修复,针对上述情况,为提升该路段设施的抗灾和抗冲毁能力,2014年武威公路管理局根据上级安排,决定结合现场工程实际条件及工程地质条件,参考省内高边坡处治情况,从锚固效果和技术经济比较,决定在管理局内首次采用锚杆挂网喷射混凝土技术(以下简称锚喷技术)对该路段路基边坡崩塌进行防护处治,工程实施后取得了良好的工程效果。
1.2工程特点
本工程的施工难度主要体现在:(1)工程量大,锚喷山体最高高度达75m;防护形式多样,施工工序复杂,高空作业,危险系数大,安全防护难度大。(2)施工安全管理、工程质量控制、施工前后工序合理组织安排是本工程施工管理的关键。(3)路基边坡下即为国道312线,且沿线过往车辆和人流量非常的大,工程施工过程中安全管理和交通管制比较困难。
2 处治方案及材料要求
2.1治理方案
(1)对原山体表层松散部分清理及坡面危石清理。(2)采用8cm厚网喷混凝土层进行坡面处理。(3)修复原边坡平台顶被动防护网。(4)在坡顶范围内设置截排水沟,并修复坡顶平台排水沟,以加强防排水
2.2材料选择要求
(1)C25锚喷混凝土:水泥与砂、石重量比为1:2:2~1:2:3;水灰比为0.4,砂率45%―55%,石子的最大粒径不得大于10mm,水泥采用425号普通硅酸盐水泥;混合料搅拌应采用强制式搅拌机,塌落度控制在8-12cm,砂子采用中粗砂,细度模数大于2.5,级配良好且必须通过筛选。可以使用速凝剂、减水剂等外加剂。(2)注浆材料为1:1的水泥砂浆,水泥采用425号普通硅酸盐水泥,水灰比0.45,砂采用含泥量不大于3%的中砂或细砂,砂浆坍落度应为注浆泵能压出为宜,可以加高效减水剂,掺量应通过试验来确定。(3)锚杆采用直径25mm钢筋,长度3.1米,弯头为0.1m,孔深3.05米,锚杆纵横间距均为2.5米。(4)钢筋网的孔眼尺寸采用150mm*150mm的方孔,钢筋采用直径6mm的LG500钢筋。
3 施工方法及技术要求
本处治工程的施工项目主要有:清坡工程、钻孔、锚杆注浆工程、挂网锚喷工程、山体截排水工程及修复被动防护网工程。施工时我们根据现场实际情况先从上到下由人工进行清坡,清除表层破碎岩体及危石清理,再进行钻机钻孔、锚杆注浆、挂网喷射混凝土施工。
(1)施工工艺: 锚喷混凝土的施工机具主要有空压机、发电机、轻型风钻、拌和机、灰浆泵、小型风镐、干拌混凝土喷射机、电焊机、高压水泵、同时配备全站仪、水平仪、钢尺、切割机、试模等测量和检测设备,在施工顺序上严格按照:清坡――测量放线及钻孔点涂漆―搭设脚手架及钻机作业平台――钻孔――清孔――下锚杆、注浆――挂网焊接――网喷混凝土施工――养生成型――附属工程――拆脚手架。
(2)表层清理及危石清理施工技术要求:1)原山体表层清理、危石清理先由人工紧系安全带对坡面大块危石等进行清理,从高处分条、分带向下逐层一次清理,分级高度不大于10米,并边清坡边防护,对于块体较大,人工无法撬动的孤石,严禁爆破清理,宜采用风镐进行逐步清理,再搭设脚手架后进行人工修坡。2)对坡面进行刷坡时,清除边坡表面的碎落石、不稳定和不规整的岩体,便于混凝土与坡面的粘结,对坡面适当整修,便于挂网;同时对易滑坡、坍塌地段、加强观测并及时作好防护措施。
(3)搭设脚手架:喷射混凝土是高空作业,所以要求脚手架搭设必须固稳定,必须备有安全绳及安全防护网,搭设前先对现有边坡的稳定情况进行检查,确保安全后再搭设脚手架。钢管支架立柱应置于坚硬稳定的岩面上,不得置于浮渣上。立柱间距1.5m,横杆高度1.8m,以满足施工操作。搭设管扣要牢固和稳定;钢架与边坡坡面之间必须楔紧,相邻钢架之间应连接固。
(4)锚杆钻孔及注浆:1)成孔:①按设计要求测量放样,搞清锚杆排数、孔位高低、孔距、孔深、锚杆及锚固件型式,定出孔位并做好标志。②钻孔要求干钻,禁止采用水钻,以确保锚杆施工不致于恶化边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。采用亚克28型钻机,钻头为80mm,开钻前对钻杆、钻头长度、钻进角度进行准确量测,并保证钻具的垂直度,把孔深及偏斜度误差控制在设计范围内。③在钻孔过程中严格掌握入钻角度、成孔深度和孔内清渣程度,当达到预定孔深后清孔吹风,放置锚杆。④正常钻进中应保持钻压均匀,不宜无故提动钻具,加,减压时应连续缓慢进行,新钻头下到孔内时不得一气到底,应在钻头距孔底0.3―0.5m处,采用轻压慢转试扫到底,以免出现挤夹卡钻事故。2)锚杆孔检验:锚杆孔钻孔结束后,须经现场监理工程师检验合格后,方可进行下道工序。孔径、孔深检查一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆在现场监理工程师旁站的条件下验孔,要求验孔过程中钻头平顺推进,不产生冲击或抖动,钻具验送长度满足设计锚杆孔深度,退钻要求顺畅,用高压风吹验不存在明显飞溅尘碴现象。同时要求复查锚孔孔位,倾角和方位,全部锚孔施工分项工作合格后,即可认为锚孔钻孔检验合格。同时在施工过程中为了方便随时抽检,严格控制锚杆孔深符合设计要求,我们在施工现场加工制作了检验孔深的标尺,以便于随时对已报检的钻孔深度进行抽检。3)锚杆安装:沿锚杆方向轴线每隔2.0米设置一组(3个)对中支架,以确保其在孔位中心,排气管应与锚杆绑扎固,安放锚杆时放入角度与钻孔角度一致。安装前,要确保每根锚杆钢筋顺直,除锈、除油污,安装锚杆前再次认真核对锚孔,确认无误后再用高压风吹孔,人工缓缓将锚杆体放入孔内,用钢尺量出孔外露出的锚杆长度,计算孔内锚杆长度(误差控制在±50mm范围内),以确保锚固长度。4)锚固注浆:①清孔完成后,锚杆锚固砂浆注浆时把注浆管插入孔内,距孔底5~10cm,然后开始注浆,注浆时控制注浆泵压力均匀,管路无破损,如遇空洞不能太大,要保持0.1MPa的工作压力。②直到孔口溢出浆。此时就把钻管全部拨出,注浆管不拔。接着用水泥袋加钢板封口,并严密堵实,以0.4~0.6Mpa稳压注浆5分钟,才拔出注浆管。注浆时注浆管随注浆量的增多而缓慢匀速拨出。浆液压力以
图1
(5)挂钢筋网:1)锚杆注浆完工后,把Φ6的钢筋网片固定到坡面上合适位置,钢筋网片之间、钢筋网片与锚杆之间,均采用绑扎与焊接加固的方式固定,并与临近锚杆用Φ16钢筋呈X型焊接加强。2)钢筋网片的固定应尽可能地贴近坡面,钢筋网应随受喷面起伏铺设,与锚杆相接处锚杆应锚入钢筋网内与钢筋网焊接牢固,使其喷射混凝土后边坡锚喷整体性能良好。根据施工要求应从上至下逐级施工。3)由于山岩凹凸不平导致的钢筋网不能与锚杆焊接时可采用φ10钢筋搭接焊接。4)焊接钢筋网的顺序是先骨架后网格,并且注意电焊机的电流量必须满足506焊条要求,网格之间以绑扎为主,点焊不能损坏有效截面,在挂网期间避免钢筋网格上承重,较陡的坡面采用安全绳悬挂作业。
(6)喷射混凝土施工及质量控制:喷射混凝土施工有干式喷射法和湿式喷射法两种,本项工程采用干式喷射法施工,在施工中要注意以下几点:1)确定合适的施工配合比:该工程C25锚喷混凝土配合比设计委托由兰州交通大学工程检测有限公司来设计,喷射混凝土的施工配合比除要满足设计强度外,还要满足喷射工艺、混凝土与岩面的粘结力,混凝土喷射时的回弹量等要求,因此混凝土要经过试喷施工阶段的验证。喷射混凝土的主要材料为:水泥采用古浪祁连山水泥有限公司425号普通硅酸盐水泥、粗集料碎石采用产自古浪黑松驿,细集料砂采用产自武威黄羊平度、速凝剂(甘肃建威化工有限公司)、减水剂(甘肃建威化工有限公司)、水,对于水泥、细集料和水的品质的要求与普通混凝土要求相同,粗集料一般采用粒径不大于10mm碎石或者卵石,粒径越大,喷射回弹量越多,但粒径过小,需要的水泥用量相应增加,混凝土的收缩量亦增大,容易造成喷层开裂。速凝剂的掺量以4%进行掺配,在满足施工要求混凝土快速凝固的条件下尽量减少,因为速凝剂虽可提高混凝土的早期强度和缩短混凝土的凝结时间,但相应降低了混凝土的后期强度,且加大了混凝土的收缩,易造成了喷层开裂。减水剂掺量以1.5%为宜。在进行大面积锚喷混凝土施工时,先确定具有本项工程处治特征比较明显的部位,确定为试验段,经试验段锚喷施工后确定了C25锚喷混凝土施工配合比。采用干法喷射混凝土施工时,由于干拌和料是与喷嘴处混合,水灰比不易严格控制,施工过程中混凝土的品质差异较大,为保证施工强度,则其试配强度应当加大。2)要使喷射混凝土与岩面有良好的粘结力,在喷射混凝土施工前应对受喷岩面进行清理,清除松动岩石和杂物。3)随时检查已施工完的喷射混凝土情况,有局部剥离脱落的要及时补喷,有较大脱落的要凿除喷层重新进行喷射混凝土施工。4)施工中为了对比较薄弱部位混凝土喷射厚度进行严格控制,要求施工队在喷射前制作带有标定尺寸的钢筋预埋件,在网喷混凝土喷射前固定,从而控制网喷混凝土施工厚度,也是为以后进行混凝土喷射的厚度试验提供依据。5)伸缩缝按照设计图纸设置,前进方向每隔20-25M设置一道伸缩缝,缝宽20mm,且应整齐垂直,上下贯通,并用沥青麻絮进行塞缝处理。6)喷射作业前必须对机械设备、风、水管路和电线等进行全面检查及试运转,排除故障;喷射混凝土作业分段分片依次进行,喷射顺序自上而下。7)喷射时应控制好水灰比,保持混凝土表面平整,呈湿润光泽,无干斑或滑移流淌现象。
利用喷浆机将C25喷射混凝土喷向钢筋网面,厚度不小于8cm,本工程中使用的喷浆机为国产的型号为ZQ3干式喷浆机,产量为3-6M3/h,水平输送距离为150m―300m,垂直输送能力在40―100m之间,电机功率3KW,自重500Kg,结构紧凑,维修方便,一般每喷射机台班作业坡面面积按8cm厚可完成70M2以上喷射量。空压机采用国产的红五环,额定功率75KW,空压机运行量15M3,自重2.5T。为了保证喷射质量,各环节要紧密配合,严格控制。要求碎石级配均匀,无杂志无污染,砂要纯净无卵石,水质无混蚀,并严格控制好施工配合比,试喷合格后方可施工,喷射点和喷射机点之间要用对讲机进行联系,应尽量减少中途停机,以免增加不规则的搭接缝,如因故停机应当在30min内为宜,为减少喷射的回弹率,除控制气压值外,特别要注意保持喷枪与坡面的夹角垂直与距离适中,包括喷枪移动速度距离适当,顺序合理,喷射时要做20cm-25cm圆圈运行,一圈压一圈,应尽量避免回弹,不流不趟,并及时清除脱落的粒料和下垂的混合料。
设置泄水孔:布设泄水孔的目的是为了及时引排坡体内渗水,避免喷层受水压挤胀破坏和坡体受水破坏浸润软化失稳,泄水孔与锚杆孔同时施工,对于边坡裂隙水部位要适当增设泄水孔,锚杆和挂网钢筋施工完毕后即可进行泄水孔安设,泄水孔采用孔径为50mm的PC管,孔深50cm,间距为300cm,排距为500cm,梅花型布置,其最低层泄水孔距护面封平台截水沟1.0M,便于施工即可,孔方位是水平位置上抑10。。其埋设深度满足设计要求,排水管安设完毕后用塑料布对孔口进行包扎封口,避免喷射混凝土施工进堵塞。
(7)养生:当最后一次喷射的混凝土终凝2h后,立即喷水养护,每天至少喷水四次。养护时间一般不得少于7d.在终凝后第一次喷水养生时,压力不宜过大,以防止冲坏喷射混凝土防护层表面。在养生过程中如果发现剥落、外鼓、裂纹、局部潮湿、色泽不均等不良现象,应分析原因,采取措施进行修补,以防后患。
4 施工质量管理与检测要求
在施工过程中严把钢筋、水泥、砂石料,减水剂、速凝剂等原材料的质量关,并严格按照施工配合比进行施工,严格按设计图纸及规程操作,使每一位施工人员都熟悉并掌握操作规程及技术要求,并加强质量检测。
(1)基本要求。(表1)
(2)外观签定。1)表面平整,无钢筋、铁丝外露现象。2)防护的表面平顺、密实,无脱落现象。3)设置的伸缩缝整齐垂直,上下贯通。4)设置的泄水孔坡度向外,无堵塞现象。
表1 锚杆喷射混凝土防护检查项目
完工后现场质量检测:
(1)强度检测:喷射混凝土必须做抗压强度试验,试块在工程施工中抽样制取,在喷射作业面附近,将模具敞开一侧朝下,以80(水平面的夹角)左右置于墙角,先在模具外的边墙上喷射,待操作正常后,将喷头移至模具位置,由下而上,逐层向模具内喷满混凝土,将喷满混凝土的模具移至安全地方,用三角抹刀挂平混凝土表面,在标准养护条件下养护7d后将混凝土加工成边长为100mm的立方体试块,继续在标准条件下养护28d龄期后,进行抗压强度试验。本工程共计试件10组,经测试,结果C符合规范要求。锚固砂浆抽取试件2组计12块:经抗压强度试验,结果符合规范要求。
(2)锚杆间排距检测:锚杆间排距是锚杆施工质量的一项主要考核指标,是锚杆能否发挥支护作用的保证条件之一。在本工程中,在锚杆被喷射混凝土覆盖前,主要采用工作面用钢尺直接量测的的方法进行检测,抽检30处,实测间距2.5m,符合设计要求。
(3)厚度检测:喷层厚度可用凿孔法和激光断面仪法检测。喷层厚度检查断面的数量应符合锚杆喷射混凝土支护技术规范要求,根据《锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50086-2001》,“每个断面上,全部检查孔处的喷层厚度,60%以上不应小于设计厚度;最小值不应小于设计厚度的50%;同时,检查孔处厚度的平均值,不应小于设计厚度值。”本工程共抽检30处,实测平均厚度83mm,结果符合设计要求,
(4)锚杆质量检查:检查锚杆质量必须做抗拔力试验。试验数量,每300根锚杆必须抽样1组,每组不得少于3根。锚杆抗拔力不符合要求时,可用加密锚杆的方法予补强。
(5)外观检测:外观检测一般采用人工观测的方法,包括目测法和实测2种,工程完工后,该工程坡面平顺,线型流畅,无漏喷、离鼓、钢筋网外露现象,以及坡面排水处理得当,无漏水现象,符合规范要求。
5 施工过程经验总结
(1)混凝土喷射开始时必须缓慢打开主风阀,防止由于喷嘴剧烈抖动,造成喷射手无法控制喷嘴,发生安全事故,喷射作业一般选用两名喷射手,一人喷射,另一人辅助作业。辅助作业人员负责理顺输料管,对个别喷射混凝土形成的局部厚度不均匀进行处理,以保证喷射混凝土施工的表面平整度和厚度。
(2)合理选择施工程序,工艺和技术措施是保证挂网锚喷混凝土施工工程质量的关键。
(3)制定行之有效的现场质量管理措施非常必要,对挂网锚喷混凝土施工的强度、钻孔、锚喷厚度、锚杆间排距、抗拔力,外观感进行检测,严把工程质量关。
(4)使每一位施工人员都熟悉操作规程及技术要求,并做好各工序施工前的技术交底工作及主要技术工人的培训,尤其是喷射手、搅拌人员、喷射机操作人员,一定要选取责任心强、技术熟练的工人担任。要求工人严格按技术要求施工,以保证喷射混凝土的质量。
(5)加强工地试验室的试验检测工作:试验、检测、监控工作是控制工程质量的核心,是评价工程质量的手段,施工前期准备阶段提前对崩塌处治工程所涉及的锚杆、钢筋网片、C25网喷混凝土配合比报告、1:1砂浆注浆配合比报告、减水剂、速凝剂、等工程所涉及的原材料、半成品和成品材料检验进行委托送样。在试验段施工期间管理局检测中心试验人员多次到工地施工现场检测原材料、与项目部技术、试验人员确定网喷混凝土、砂浆注浆施工配合比,在施工现场指导施工,加大测测频率,随时对各种进场材料及施工质量进行试验检测、监控。同时,项目部技术人员对施工各种原始数据进行收集、整理、分析与归档,以试验数据为工程施工提供支持,为各项工序的施工提供科学准确的施工参数和数据,不断的改进施工工艺和施工方法,确保质量目标全面实现。
(6)为保证工程施工安全、顺利进行,项目部根据工程施工特点制定了一系列安全防护措施,在采取了以上行之有效的安全管理措施后,使本项工程安全工作成绩良好,在施工过程中未发生一起安全责任事故,未发生一起因施工造成交通堵塞的事件,营造了良好的安全生产环境。
(7)在施工过程中,严格按照施工技术规范和设计施工图文件进行施工,对已经认可的施工方案、方法、工艺技术参数和指标进行严密的监控,尤其对工程的特殊重点部位和工序,专门制定了施工方案和针对性的控制措施,使其均达到设计标准,在施工顺序上严格按照网喷混凝土施工等工艺流程和工艺控制施工。
6 社会经济效果评价
6.1经济评价
2011年6月18日、11月8日至11月9日水库坡发生滑坡,清理土方,维修防护网,修复护面墙,2012年6月14日、7.28-7.29日水库坡发生两次较大的滑坡、清理土方、修复护面墙、增设防护网;2013年6月至8月水库坡发生3次较大滑坡,清理土石方、浆砌片石护面墙砌筑、增设防护网,维修护面墙勾缝。每年管理局、我段都投入了大量资金对该处进行水毁修复,但都处于修修补补,没有从根本上解决问题,每年进入雨季以来,该路段给我段的防汛工作带来一定的难度和压力,同时该处也作为武威管理局和古浪段重大安全隐患路段,今年自该项工程实施以来再没有发生类似滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。从经济角度来分析,结省了经费。
6.2工程外观评价
工程完工后,通过对该处路基边坡进行了跟踪观测和现场检测。经过3个半月的观测,发现边坡整体稳定牢固,锚杆支护有足够的强度,稳定性能好,安全可靠,坡顶无开裂,坡脚无滑移迹象,即使原来有病害而历经二次刷坡的位置也没有新的病害产生。在车辆正常通行的情况下,坡面没有任何形式的裂缝,取得了良好的加固处治效果,说明整体设计方案正确,施工技术可靠、施工工序及施工工艺安排合理。
6.3施工方法比较
通过观察并与其它路基坡面防护相比较,挂网锚喷混凝土技术防水性能好,即封住了外来雨水的进入,又导出深层裂隙水,使处治后的坡面能稳定相当长的一段时间,降低了养护维修成本;对于路基边坡防护应用效果明显,有一定的经济效益和社会环境效益。
7 结语
从施工过程看,采用锚杆挂网喷射混凝土技术处治十八里堡路基边坡崩塌处治工程的方法是成功的,有效解决了该路段路基边坡崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害所带来的损失,也缓解了我段在该路段防汛期间带来的压力和难度。通过挂网锚喷混凝土技术在G312线界古路十八里堡水库坡路基崩塌处治工程中的应用,实践证明挂网锚喷混凝土技术通过对坡体施加压力和注浆,使坡体形成一个整体,显着提高了边坡的稳定性,是比较理想的路基边坡防护形式。
参考文献:
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[2]占爱民,张修华,黄芳.锚喷挂网在边坡治理中的应用[J].2005,26(4):100-101.
关键词: 隧洞洞径消能掺气水深
中图分类号:TV文献标识码: A
1工程概况
南河水库是延安黄河引水工程的反调节水库,其主要任务是对延安黄河引水工程在黄河泥沙超限、生态流量受限和引水工程前段检修情况下起反调节作用,另外还具有防洪、拦沙及延川县城事故应急供水功能。
水库总库容2824万m3,为Ⅲ等中型工程,主要建筑物大坝为2级,其它建筑物为3级,次要建筑物为4级。主要建筑物防洪标准按50年一遇设计,1000年一遇校核。
枢纽主要由大坝、导流泄洪洞、输水洞等三部分组成。大坝为均质土坝,导流泄洪洞布置在右岸,为明流洞,前期满足施工导流,后期改建为永久泄洪洞,全长525.2m,最大泄量248m3/s。
2导流泄洪洞布置及型式选择
本工程导流泄洪洞主要功能是施工导流、放空水库和泄洪,其布置原则为:
1)根据坝址处地形地质条件,选择合理的导流泄洪建筑物轴线位置;
2)泄洪设施尽可能做到与施工期的导流建筑物相结合,以减少工程投资;
3)在布置导流、泄洪洞时,应兼顾考虑到水库放空的要求。
根据地形、地质条件,在大坝右岸,岸坡在坝肩部位略微凸起,具有布置顺直隧洞的条件,而且坝肩处基岩顶高程满足泄洪洞布置要求,隧洞洞身围岩为强~弱风化砂岩夹泥岩,围岩类别为Ⅲ、Ⅳ类围岩,围岩厚度及高度均满足成洞条件。因此,按照以上布置原则,结合本工程的实际情况,选择将导流泄洪洞布置在右岸。为了减少工程投资,将导流洞和泄洪洞结合布置,并兼顾水库放空。
(1)进口高程的比选
导流泄洪洞进口的高程既要满足导流的要求又要满足水库永久泄洪的要求。从施工导流方面考虑,导流洞进口高程越低,相应导流洪水标准下围堰投资越小,但同时还应考虑到进出口的地形、地质条件以及出口下游消能防冲要求;从安全的角度考虑,洞子宜布置于基岩中,同时应满足洞顶围岩覆盖厚度和成洞条件;从水库防淤积方面考虑,应确保泄洪进口不被淤积堵塞;从水库放空方面考虑,进水口高程越低越好;从施工工期及投资方面考虑,进口高程越高,围堰高度越高、工程量增加,围堰布置越困难,工期不易保证。
综上所述,本次设计对导流泄洪洞进口采用同一进口和“龙抬头”的型式两种方案的布置进行了比较,通过比较,采用同一进口,临建工程量较省、投资少,施工干扰小,坝体填筑不受洪水影响,填筑强度低,工期易保证;采用龙抬头型式,临建工程量大、投资大,且施工繁琐,后期完工后需对前段导流洞下闸封堵同时导流洞由于地形及泄洪洞布置影响,平面布置S弯道,洞内流态相对较差。
因此,采用同一进口,结合地形条件,进口高程确定为795.0m。
(2)导流、泄洪洞洞径比选
导流、泄洪洞采用同一进口单洞型式,洞径必须同时满足导流和泄洪功能。
1)导流洞洞径
本工程采用土石围堰,材料成本较低,围堰高低对工程投资变幅不大。而隧洞投资受洞径变化幅度较大,因此从控制投资的角度考虑,在满足隧洞施工断面和工程各建筑物布置的条件下,应尽量缩小导流洞的洞径而提高围堰的高度,而导流洞洞径不起控制作用。
2)泄洪洞洞径
泄洪洞洞径的大小,主要影响到水库泄洪时库水位的高低,对坝体高度有直接影响,洞径越小,坝高越高。为此初拟三个隧洞断面(B×H):3.5m×4.5m、4.0m×5.2m、5.0m×6.6m,在正常蓄水位相同的前提下,通过调洪确定不同的大坝坝高分别是75m、74m、73m,结合隧洞和大坝投资进行了综合分析比较,选择洞径4.0×5.2m相对比较合适。
(3)导流泄洪洞出口消能型式比选
导流泄洪洞的出口处基本正对原主河槽,围岩为强~弱风化T3h砂岩夹泥岩,属极不稳定的V类围岩,从地形上看,同时具备修建底流消能和挑流消能建筑物的条件,但是必须做好出口洞脸的防护。
1)底流消能
根据地形条件尽可能的将消力池座落在完整基岩上。其优点是和下游河道衔接顺畅,对周围边坡建筑物影响较小;但缺点是池底板较低,池内水无法排出,分缝、排水孔底板下部等部位,在冬季存在冻胀问题,且工程量大,造价相对较高。
图1 底流消能设计图
2)挑流消能
根据出口处地形、地质条件,尽可能将出口挑坎座落在完整基岩上。其优点是工程量小,造价相对较低;缺点是出口采用挑流消能有一定的雾化现象,可能会对右岸边坡造成影响,需采取保护措施。
图2 挑流消能设计图
通过比较上述两种消能方案,选择挑流消能。
综上,导流泄洪洞进口底板高程为795.00m,放水塔为岸塔式布置;洞身长448m,采用圆拱直墙型断面,尺寸(B×H)为4.0×5.2m,洞底比降为1:30,衬砌厚度采用0.5~0.7m;出口采用挑流消能,挑坎高程777.30m,挑射角挑角34.458°
3水力计算
(1)泄流能力计算
导流泄洪洞泄流能力根据不同洞前水深,分别按底坎为宽顶堰的堰流和压力孔流计算,堰流和压力孔流的临界值按下式计算:
〉0.65为堰流
〈 0.65为孔流
式中:―孔口高度;
―孔口前水深(m)。
(2)洞内水面线推求
1)不考虑掺气洞内水面线计算
根据《水工隧洞设计规范》(SL279-2002),按校核洪水下泄流量248.2m3/s推算最高水面线。通过能量方程,经计算泄洪洞洞内水流为C2型壅水曲线,计算结果见表1。
2)考虑掺气后洞内水深计算
深孔闸门后,洞内无压流的流速较大,水流掺气水深计算采用下面公式:
ha=h/β
β=1/(1+K×V2/gR)
式中:ha―掺气后的水深;
h、v、R―分别为掺气前的水深、流速及水力半径;
K―普通砼取0.004~0.006,取0.005。
掺气后水深计算结果见表1。
表1导流泄洪洞洞内水面线
在校核洪水泄量下,洞内最大掺气水深为3.79m,洞身断面直墙高度4.0m,净空面积占隧洞断面面积的21.7%,满足《水工隧洞设计规范》(SL279-2002)规定的高速水流无压隧洞掺气水面以上的净空要求。
(3)出口消能计算
导流泄洪洞出口消能型式采用挑流消能,洪水标准为30年一遇洪水,下游水面高程根据导流洞出口处的水位流量关系曲线查算。
根据《溢洪道设计规范》(SL253―2000),挑距按下面公式计算:
L=(V12sinθcosθ+V1cosθ(V12sin2θ+2g(h1×cosθ+ h2))0.5)/g
式中:L―挑距(m)
θ―挑流水舌水面出射角,(°)
V1―坎顶平均流速(m/s)
h1―挑流鼻坎末端法向水深(m)
h2―鼻坎坎顶至下游河床高程差(m)
经计算,当30年一遇洪水时,下泄流量244.04m3/s时,挑距L=74.053m。
冲刷深度按下列公式进行估算
T=K×q0.5×Z0.25
式中:T―自下游水面至坑底最大水垫深度(m)
q―鼻坎末端断面的单宽流量(m/s)
Z―上、下游水位差(m)
K―综合冲刷系数, K=1.1~1.8
经计算,最大冲刷深度16.2~26.1m,最深冲刷坑至挑流鼻坎的距离约为3倍冲刷深度,不会危及挑坎安全。
关键词 左柏水库;水生;陆生;生态;影响;建议
中图分类号 X826 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)11-0159-03
水库是陆地生态系统水环境要素的重要组成部分,它同时具有提供城乡生产生活用水、开展淡水养殖、旅游观光、水利发电、水上运输和调节区域气候等综合功能,在区域社会经济发展和生态环境建设中发挥着举足轻重的作用。水库资源与环境的重要性决不亚于天然湖泊。
拟建的左柏水库属于梁平县,所处河段在龙溪河二级支流白滩河和龙河上。回龙河流域是梁平县工农业经济发达的地区,当前梁平县农业和农村经济已经进入了一个新的发展阶段,农业发展由过去受资源约束转变为受资源和市场双重约束,农田水利基础设施建设状况和保障能力总体上还不能适应农村经济社会可持续发展的需要。近年来,县内连续遭受严重干旱,局部地区发生大的洪涝,给农业生产、农村经济和农民生活带来较大的损失和困难。回龙河流域水资源总量较丰富,但是水资源开发利用率很低,水资源开发利用率仅5.3%,大量水资源亟待开发。现有的水利工程不能满足2020年梁平县国民经济发展各部门的需要,因而需要对区域水资源进行合理优化配置。
左柏水库工程的建设可改善灌区农业灌溉条件,提高农业抗旱减灾能力;可解决灌区场镇供水、农村人畜饮水、工业用水,对维护社会稳定、促进地方社会经济可持续发展、全面建设小康社会都是十分必要和迫切的。但是水库工程建设期及运行期势必会对当地水文、生态、局地气候等产生明显的环境影响,因而有必要分析研究工程建设可能造成的环境影响,尤其是对当地山区居民关系密切的水生生态和陆生生态的影响需要进一步分析。
1 水库工程简介
左柏水库主副坝分别位于回龙镇山河村和屏锦镇龙河村,为Ⅲ等中型水利工程,水库坝址距县城约31 km。总库容1 037万m3,正常水位库容1 015万m3,死库容55万m3,调节库容960万m3。工程主要包括水库枢纽工程(包括主坝、副坝、联通洞和取水设施等)、借水工程(包括借水坝和借水隧洞)、供水灌溉工程。
该水库是一座以农业灌溉、场镇供水、农村人畜饮水机工业用水等综合利用的中型水利工程。水库建成后采用重力输水方式,主要向回龙镇和荫平镇2.5万人、梁平县工业园区B2区及灌区人畜供水,灌区主要涉及在回龙镇回龙村、青岗村、山河村等13个村,总灌溉面积约1 446.67 hm2。水库各工程区域敏感点主要为现有地面文物以及各工区周边居民点。
2 对水陆生态及景观生态环境的影响分析
2.1 对水生生态的影响分析
2.1.1 对鱼类资源的影响分析。具体包括以下内容。
(1)施工期对鱼类的影响。项目地处龙溪河水系回龙河支流上段的龙河、白滩河发源地。河道、溪流浅、窄、流量小,仅有少量鱼(鲫鱼、麦穗鱼、棒花鱼、黄鳝、泥鳅、沙鳅、爬岩鳅等)、虾(新虾米)、蟹(螃蟹)等渔业资源,且资源量小,渔业利用价值不大。
施工期修建水坝,土石方开挖会使河流水体变得混浊,加上爆破等活动,会对鱼类的生存环境产生一定影响,但由于工程施工仅局限在较短的河段,影响范围有限。只要加强施工管理,严禁施工人员随意捕捞鱼类,施工季节避开鱼类的繁殖时期,严禁向河道倾倒渣土,施工对鱼类的影响可减至最低[1-2]。
(2)运行期对鱼类的影响。一是对坝前河段鱼类的影响。左柏工程坝前水库形成后,坝前水体水文情势发生重大变化,从而使鱼类栖息环境发生变化,急流减缓、砂石沉积、饵料增多。通常说来,库区河段原有适应于底栖急流、砾石、岩盘底质环境的鱼类,栖息范围缩小,鱼类的种类、数量都将在一定程度上减少;一部分适应能力强的种类将迁移到库尾上游水域;一些既能适应流水又能适应静水活动的鱼类将成为库区优势种。二是坝后河段阻隔影响。水库大坝建成后,原来连续的河流生态系统被片断化,对鱼类的生存可能产生不利影响。本项目主坝白滩河和副坝龙河下游均是典型的山地河流,水浅,河道比降较大,主要是小型鱼类,缺乏长距离洄游鱼类,仅作短距离生殖洄游。河流截流后,鱼类可以转入下游水域生活,但河段水量的减少,生态水文条件发生改变,生境类型有所减少,影响到鱼类栖息生境的空间大小。从物种保护角度看,只要切实采取了保证生态流量、减少水体污染等措施,不会导致现有鱼类的灭绝。
2.1.2 对水生生物的影响分析。对水生生物的影响主要体现在工程建成运行后。根据调查,白滩河、龙河及三叉河均是峡谷溪流,由于均是回龙河支流,且相距^近,故分布的水生生物种类基本一致。3条河流水流较急,水质清洁,浮游生物种类较少。浮游植物以适宜流水的硅藻居多;水生昆虫以喜冷水性、对水质要求较高的蜉蝣目、毛翅目、H翅目为主。此外,还有少量水生甲虫,如扁泥甲属的昆虫。大坝建成后,在大坝上游形成静水环境,浮游植物中的蓝藻和绿藻种类和水量会有一定程度的增加;由于泥沙淤积,阻塞蜉蝣目、毛翅目、H翅目昆虫的鳃片或枝状鳃,导致虫体死亡,加之急流生境的丧失,这3个目的昆虫数量可能会大大降低;但是,轮虫、桡足类、枝角类以及适应于静水和缺氧的双翅目昆虫数量有所增加。在采取下泄生态流量措施之后,枯水期坝后减水河段将不会出现河道断流现象,对坝后水生生物的影响有限。
2.2 对陆生动物的影响分析
2.2.1 对珍稀陆生动物的影响。回龙河流域野生动物资源种类较丰富,主要有野猪、野兔、野鸡、普通蛇类等,但珍稀保护动物极为罕见。家畜有猪、牛、羊,禽类有鸡、鸭等。工程区动物群落分布与生境分化有着密切关系,主要有河岸湿地动物群落、中山灌丛动物群落、居民点群落带动物群落3种类型。水库工程影响区域山体陡峭,坡度较大,加之区内主要廊道为水体,对野生动物活动构成天然屏障,人类干扰强度大,不是大型野生动物的主要活动范围,未发现国家和省级重点保护野生动物及栖息地分布,因而项目建设对珍稀陆生动物几乎无影响。
2.2.2 项目施工期对陆生动物的影响。具体有以下内容。
(1)对兽类的影响。水库施工区域活动的动物以小型兽类为主,常见的有小家鼠、田鼠等,由于施工建设活动破坏了它们的栖息地,会改变它们的分布格局,使建设区域内的小型兽类急剧减少,建设区域外的小型兽类在短时间内会有所增加。如在施工区域人多的地方,可能造成小家鼠、田鼠数量增加。植被破坏区域,田鼠等数量会上升,其他种类数量将有所下降。但总体上,建设期间施工活动对大多数哺乳动物没有太大的影响,因为哺乳动物有较强的迁徙能力,环境改变会使它们迁移到适合它们生活的环境中继续生存、繁衍。
(2)对鸟类的影响。水库施工区的建设活动对原在此居留的鸟类有一定干扰,由于建设区域多山地草丛,居留于此的多为一些小型雀翅目鸟类,植被的破坏可能对其筑巢、育雏有一定影响,施工的噪声、污染等对它们有一定威胁。但总体来看,项目的建设活动对鸟类影响不大,主要是由于鸟类具有强的迁移能力,食物的寻觅、饮水的获得、项目建设活动对它们都没有太大的影响。
(3)对爬行类的影响。水库施工区爬行类动物较少且他们对环境改变有较好的预知能力,会迁徙到工程区以外的地方,建设活动对它们的影响较小。
项目建设会造成对动物的干扰,会改变动物的分布格局。施工影响区内兽类活动会明显减少,使它们远离施工区域;由于破坏了一定面积的小型兽类、鸟类的栖息地,会较大改变建设影响区小型兽类和鸟类的分布格局,初期它们会迅速减少或有一定数量的死亡,并向周边区域扩散,但它们适应环境变化的能力大多较强,在环境稳定后会在新的栖息地内迅速繁殖生存,种群数量又会上升。因此,水库施工建设对动物的影响是在可承受范围内的,不会造成物种的灭绝和生态链的断裂。
2.2.3 项目运行期对陆生动物的影响。随着施工期的结束,人为干扰大为降低,部分动物会回到原来的区域,但由于该区以栽培植被为主,动物数量不多,对动物影响不大。而下游基本上都是人居环境,减水河段两侧动物则因水的减少,动物活动会有所减少,但河流的阻隔作用减少又会为陆生动物形成新的通道,有利于两岸动物如啮齿类、爬行类动物的交流。
另一方面,由于库区的形成,对众多水鸟、游禽有利。水禽,尤其是大型水禽,如鸭科等鸟类会从远处迁徙来栖居于此,游禽的数量和种类将会不断增加。本来生活于此处的水禽如罗纹鸭等,它们的种群数量亦会增加。
随着水库建成运行,干扰程度降低,其他区域的两栖类会逐渐扩散过来,通过繁殖逐渐扩大种群数量,在较短的时间内它们又会恢复到建设前的水平。同时,由于河流被截去大部分水后,形成的水流较小、较静,比修建前更利于两栖类的繁殖,有利于两栖类种群的扩大。
2.3 对陆生植物的影响分析
2.3.1 对珍稀濒危植物的影响。根据生态环境现状调查可知,本项目河岸带的植物均为山区河流河岸常见植物,大多数是喜湿的草本植物和灌木,在直接影响区域内未发现国家和市级重点保护的珍稀濒危植物种类,项目建设不会造成珍稀濒危植物的破坏或灭绝。
2.3.2 项目施工期对植物资源的影响。工程影响较集中的区域有水库淹没区及其影响区(包括水库淹没线为界向外沿展,按海拔高程计,以海拔200 m以下为界;按水平计,以500 m为界)、水库枢纽工程区、灌区渠系占地地段、渣场所在地段以及施工便道、复建道路等。各施工区的直接影响时间和时段不等,总的影响时间约26个月。产生影响的因素主要有土方明挖、岩石明挖、岩石洞挖、土石方填筑、堆渣、工程施工各种生产、生活临时建筑物、永久占地等。其他如施工过程所产生的粉尘、有害气体、废水、固体废弃物、噪声等对自然生态和动植物都有直接的影响。
建设施工会对原有植被造成一定程度的破坏,造成一部分植株死亡;因施工段沿河两岸土层较厚,坡度较缓,施工不会导致表层土壤与浅层岩石剥离或者剥离不严重,而对这些地带的植被造成较小的破坏;施工中的道路及渠道建设开挖将使道路以下的植被遭到一定程度的破坏。
2.3.3 项目运行期对植物资源的影响。水库建成后,受淹没影响,对物种而言,分布于淹没线高程以下的植物个体将消失。这些影响均为不可逆的影响。水库正常蓄水位534 m,水库建成后,水库蓄水将直接淹没耕地20.79 hm2,淹没林地26.87 hm2。淹没的植被以农田植被为主,据现场调查,水库库区分布于淹没线之下没有珍稀濒危野生保护植物,都是常见种,淹没的林地主要为退耕还林地,没有特有的植被类型。这些物种和植被类型在评价区的大部分地区均有分布,不存在因淹没而导致物种或特有植被类型的灭绝或消失。淹没区的形成并不破坏现有物种分布和降低物种多样性。相反,由于大面积人工湖泊的形成,局部水分和热量的变化还可能导致偏湿性物种的生栖与繁衍,从而增加该区域物种的多样性。
另一方面,水库建成后,各施工点人员、机械设备均撤除现场。水库除永久占地外,其他区域均将进行植被恢复,工程区域的植物能很快得到恢复,对自然生态系统不会造成不可逆的影响和破坏。
2.4 对景观生态的影响
项目建设在一定程度上会影响原有的景观生态体系格局,使景观生态体系动态发生变化,如造成景观拼块类型改变、破碎化和异质性程度上升、降低景观的整体连通性、生态系统功能和类型变化、影响和改变物质和能量的流动等。
2.4.1 拼块的变化。拼块的变化包括拼块类型的变化和拼块数量的变化。左柏水库工程重点影响区域包括水库各坝址以及淹没区,灌溉管道开挖区域等工程的施工建设主要会减少栽培植被景观、少量的山地草丛景观和山地灌丛景观斑块,施工公路的设置会导致建设区到原有公路连接处两侧植被连续性中断,增加所在区域景观破碎度,增加该区域的拼块数量,但是与评价区整个景观相比,拼块的影响面积很小,施工占地也比较少,因而整个拼块结构不会受太大影响。
2.4.2 廊道的化。本水库工程建设的公路施工的修建会造成新的景观隔离,道路施工将原有景观一分为二,道路上的车流及行人使得野生动物的迁移受到影响。所幸施工公路仅在较小区域内形成,该区域内可能活动的蛇类及小型动物可以选择夜间、无车时或者绕道跨越。随着工程的结束,部分道路的车流量将减少,临时公路将被恢复,景观的阻隔功能将部分减弱。
2.4.3 基质的变化。由于水库工程影响主要集中在工程建设区和淹没区,而工程建设区域不大,淹没区面积相对来说较大,主要影响栽培植被和少量灌从,远离这些地方的景观类型几乎没有变化。对于整个评价区,栽培植被在评价区分布最广、在库区分布最多,本项目对库区的影响面积较大,因而它受到的影响较大,但它在评价区内分布很广,虽然基质的拼块数、连通性、面积等都会有一定的变化,但是不会改变栽培植被作为基质的地位。
3 保护措施及建议
3.1 水生生态保护
施工期间,相关各方除应严格按照相关管理制度和文件要求做好环境保护之外,还应配合渔政部门做好宣传教育和鱼类保护工作,接受地方行政主管部门监督。在库区投放一定数量的鱼苗,增加鱼类资源种类和数量,但不得实行网箱养殖或肥水养殖。加强施工期的环境监管,施工前必须对可能影响到的河段进行认真调查,一旦发现珍稀水生动物,应立即将其迁移到人为影响小的河段,达到有效保护[3-4]。
从物种保护和维持水生生物生态系统稳定(包括保持河流水景景观)角度看,必须采取切实的生态基流放流措施。施工期利用导流洞下放生态流量,运行期主坝、副坝、借水坝均有专用生态流量放水管泄入下游,作为永久生态放水孔,同时应在各下泄管出口安装在线流量监测仪。
3.2 陆生生态保护
施工期间对施工人员和附近居民加强施工区生态环境保护的宣传教育,施工活动必须局限于工程征、租地范围,尽可能减小扰动区域,加强对施工区域范围的监管力度[5]。
结合当地生态规划与工程水土保持要求,在工程竣工前对施工迹地与开挖面进行绿化和植被恢复。按照生态学原理,选择地方特色的乡土植物,遵循植被演化规律,在绿化的基础上进行环境美化。根据自然地理环境的特点和植物的生态适应性及自然演替规律,增加多种林木成分。
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[3] 鞠菲.锦凌水库施工建设过程中的生态环境保护措施[J].环境保护与循环经济,2008(5):59-61.
关键词:水口庙水库大坝出险加固
水口庙水库是重庆南川区北部山区一座以农田灌溉为主,兼有防洪、养殖等综合利用功能的小(二)型水利工程,位于南川区黎香湖镇东湖村水口庙,所在河流属长江水系油江河上游黎香溪支流。水库控制集雨面积1.65km2,总库容81.9万m3,正常库容65.3万m3。水口庙水库建设的任务是灌溉白沙镇的农田。水库枢纽由大坝和放水涵(卧)管等建筑物组成。枢纽工程等别为Ⅴ等,主要建筑物为5级,设计洪水标准为20年一遇,校核洪水标准为200年一遇,次要建筑物为5级。
该库建造在特定年代,1957年动工兴建,完全采用人工土法施工修建,1958年6月竣工,投入运行以来,枢纽工程相继出现了较多问题。
一、工程现状
1、大坝
水口庙水库大坝为均质土坝。工程于1957年破土动工,在无设计资料、地质勘探资料的情况下,由土溪乡组织受益公社农民以“大突击”方式于1958年6月完成此工程。完成最大坝高14.26m,坝顶长57m,坝顶宽3.5m,坝顶高程为798.26m。上游边坡为1:1.5,下游坝坡设有变坡,坡比从上至下分别为1:1.5。下游坡面为草皮护坡,运行至今大坝存在一些问题:a、上游坡面冲刷严重,无坝面排水设施和观测设施,上、下游坝坡较陡,有白蚁危害。b.大坝浸润线逸出点较高,坝体填筑压实不均匀,坝体土料渗流系数较大;坝基清基不完善,坝体与坝肩的结合部漏水严重。c.大坝上游未做护坡、没有建立大坝原型观测设施,无坝坡排水设施。
2、溢洪道
当时没有进行设计直接修建的,没有考虑到大坝的泄洪量,因此该大坝没有设置溢洪道,到现在为止,该大坝不能满足永久泄洪的要求。如果发生洪水,光靠取水建筑物放水,是不能保证大坝的安全的。
3、取水建筑物
放水设施位于大坝左岸,由放水涵卧管组成,为阶梯式盖板闸分层取水,放水孔直径2×0.25m,最大放水流量0.16m3/s。放水卧管有横向裂缝1处,涵管由于年代已久,没有进行修复,导致很多地方都出现漏水现象。
4、水库管理房已成危房
工程管理房属危房,进库4.0km的防洪抢险公路不畅,无防洪通讯线路。
5、大坝枢纽缺乏必要的安全监测设施
二、分析病害的原因
一是工程是在特定的年代修建的,大坝工程开工时没有规范的设计,水库修建靠组织村民土法施工,没有专业施工队伍,工程建设随意性大,施工质量难以控制,埋下诸多安全隐患。如坝体单簿,坝顶宽度不够,大坝上、下游边坡较陡,未进行护坡处理,没有达到设计要求;在施工过程中坝肩(基)清基不彻底,土料填筑质量较差,岸坡岩层软弱风化引起左坝肩及坝体有渗漏水;无溢洪道,造成不能正常泄洪;坝区有白蚁危害,危及大坝安全。二是工程年久失修,老化病害严重。如放水设备涵(卧)管因年久失修、设备老化,修建时未置于基岩上,加之砌体砂浆标号过低,导致砌缝砂浆脱落、断裂等因素造成漏水。
三、整治的必要性
随着新农村建设的全面推进,构建合谐社会,促使水利发展跟上社会经济发展需要,水口庙水库除险加固显得十分重要。为了恢复农业生产的良好条件,发挥水口庙水库的正常功能。通过对水库的除险加固,可使水库蓄水量达到设计总库容81.9万m3,恢复蓄水量35万m3。因此,水口庙水库除险加固是必要的。建议:一方面工程管理单位必须加强水库调度管理力度,尽可能发挥较好效益;另一方面实施水口庙水库除险加固整治工程,确保工程安全。通过水库除险加固,可使水库正常蓄水量达到65.3万m3。
四、加固措施建议
1、大坝工程
针对水口庙水库大坝存在的不安全因素,培厚上下游坝体,使坝体达到结构稳定要求。水口庙水库坝顶高程保持现有大规模,水口庙水库坝顶无交通要求,确定坝顶宽度为3.5m。长57m,坝顶表面采用C25砼硬化处理。垫层采用干砌块石,厚30cm,路肩采用M7.5浆砌块石,上下游路肩宽0.4m,深0.6m,上下游路肩增设高位1.1m的栏杆,栏杆采用C20钢筋混凝土结构。对坝体及坝基(岸坡)进行帷幕灌浆处理。对上游坝坡死水位以下坝坡进行抛石压脚来稳定坝脚的滑动,防止风浪冲刷,边坡为1:2。培厚下游边坡,坡率为1:2,在下游高程788.946m处设排水棱体。块石与培厚土体结合部位采用碎石、粗砂、细石进行处理。为了确保水库大坝的安全,必须重视开展白蚁防治工作。重点对坝区2800m2白蚁危害地段采取找、挖、杀三个环节,彻底消灭白蚁的危害。即:一是找,在春秋进行普查发现蚁路,挖土追巢消灭白蚁;二是挖,挖土抽槽寻找、跟踪蚁路、追挖主巢;三是杀,采用药物毒杀和土坑诱杀等方法消灭白蚁。增设大坝大坝安全监测设施,监测大坝的水平位移和垂直位移。
2、溢洪道工程
由于受地形条件限制,溢洪道位置无其它可选比较方案,可设在距右坝肩7.5m处开挖,其达到正常泄洪要求。为便于工程的管理和当地群众出入方便,在溢流堰位置设交通桥,桥宽3m,净跨2.5m,为钢筋砼T型桥,梁高0.6m,梁宽0.25m,板厚0.2m,桥面设栏杆,栏杆高度1.1m,受力钢筋为Ⅱ级钢筋。水口庙水库放水涵卧管因多年未运行,年久失修,损坏严重,多处沉陷断裂。在原位置重新布置放水卧管;重新修建涵管进口段及消力池,涵管长度为20m。
3、其它工程
为了便于工程管理维护,以及遭遇暴雨洪水时的大坝防洪抢险,保证工程安全,需改建管理房,扩建改善防洪抢险公路等附属工程。
(1)改建水库管理房
水口庙水库管理房属危房。管理所现有职工2人,为了便于今后工程的运行管理,促进水库多方发展,改建管理房有利于水库自身的发展。
为此,改建管理房103.25m2,采用二层砖混结构。
(2)改建和完善防洪抢险公路
进库公路全长4.0km。该工程长期以来交通不便,路基差,路面狭窄不平,车辆通行困难。为了加强汛期防洪调度,确保下游群众的生命财产安全,需整修4.0km进库公路。保障道路畅通,有利于水库今后发展。为了配合通村公路建设,采用C25砼硬化路面4.0km,厚度20cm。
路基加固:路肩(基)用M5浆砌块石砌筑,顶宽0.5m,对易滑坡的地段采用M5浆砌块石砌筑挡土墙。
完善边沟:边沟内空尺寸为0.4m(宽)×0.3m(深),采用M7.5浆砌块石砌筑,边沟侧墙厚0.4m,用M10水泥砂浆勾缝。
关键词:铁路选线;工程选线;技术进步
中图分类号:X731文献标识码: A
前言:随着铁路路网覆盖率的逐渐扩大,各种复杂困难的工程设置条件和环保理念的贯彻对铁路选线提出了更高的要求。铁路各类工程修建技术的发展水平与线路方案的选择密切相关。一方面,线位的选择直接影响工程总量,进而影响项目的整体投资和社会经济效益;另一方面,各类工程的当前修建技术水平决定了该项工程的修建难度与可实施性,反过来影响线路方案的合理性。因此,通过实例对两者之间的相互影响进行分析,有助于准确把握铁路工程选线的科学性和合理性、提高选线工作效率。
1、兰新铁路天山隧道群历次选线思路变化
1.1兰新铁路基本概况
兰新铁路东起甘肃省兰州市,西至新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市,后延伸至阿拉山口,全长2000余km。该线始建于20世纪50,60年代,90年代初实施了增建二线工程,进入21世纪以来,又分段实施了提速改造工程。其中大山至达坂城段线路通过大山白杨河峡谷,峡谷间沟谷发育,地形条件困难,工程量较大。由于历次工程建设年代跨度较大,其线路位置的选择和工程设置差异明显,集中反映了不同时期的选线理念和工程修建技术特点,具有较普遍的代表性。图1为白杨河峡谷区(局部)各时期线位与工程设置变化示意。
1.2I线选线方案及存在问题
I线于1962年建成,其线路最小曲线半径为300m。线路蜿蜒于沟谷间,以总长度4458m的12座短隧道穿越峡谷。限于当时修建技术水平,各隧道长度基本不超过1000m;跨越沟谷间也主要以高填深挖的路基工程通过,没有一处采用桥梁工程;甚至为节省建筑材料,在跨越2条冲沟处,仅设置了1座片石混凝土拱涵。该线建成后,存在隧道偏压、雨季排水不畅、钢轨磨损和道床变形等问题,造成运营部门需长期投入大量人力、物力进行养护维修和监测。以当前的设计理念来衡量,本段采用的线路方案是十分不合理的。但机械设备短缺、隧道施工进度慢、通风难,桥梁设计施工体系不完备、施工难度大,钢材、水泥等建筑材料极度匾乏是当时真实外部环境的体现。在如此简陋的技术条件下,I线的选线最大限度地降低了工程建设的难度,节省了稀缺的建筑材料,有效控制了工程投资和工期,实现了工程技术水平与选线的合理结合,及时解决了新疆与内地没有铁路通道的问题。因此其选线与工程设计实际上是一个成功的范例。
1.3II线的选线和工程设置
II线工程于1995年建成。经过30余年的发展,普通桥梁的修建技术已很成熟,不再成为选线的制约因素,钢材、水泥等建筑材料供应也较为充足。虽隧道修建的机械化程度有了明显提高,但长隧道施工、运营通风技术仍处于探索阶段,工程投资也较常规桥梁高,限制了长隧道的普遍使用。II线选择在I线左侧(靠河侧),仍以12座短隧道(总长度计5002m)穿过峡谷左岸山区,跨越沟谷不再采用高填路基工程,转而采用桥梁工程,同时得益于隧道工程技术在处理偏压、浅埋等方面的进步,隧道位置选择有更大的自由度,线路最小曲线半径增大至400m。由于各类工程修建技术的进步,II线的线路条件较I线有较大改善,建成后基本未发生各类病害,桥涵、隧道、路基等固定设备技术状态良好,运营养护成本明显降低。因此,选线设计很好地平衡了各类工程的技术难度、工程数量和工程投资,满足了当时经济发展对提高兰新铁路运输能力的要求。
1.4 提速改造
提速改造工程于2006年建成通车。提速改造平面最小曲线半径加大至2800m,线路位置选择在I线右侧(靠山侧)通过,以连续3座总长度计8879m的双线隧道穿越山体,其中最长隧道达4002m。3座隧道之间以15m以下高度的填方路基通过,并设大孔径涵洞排水。线路标准和各项工程可靠性得到了很大的提高。在线路允许速度从70一80km/h提高到200km/h的同时,明显降低了运营养护费用,实现了运营质量和效益的同步提高。
2、青藏铁路关角隧道选线变化情况
2.1 既有线现状
青藏铁路西格段东起青海省西宁市,西至格尔木市,全长800余km,是目前青藏高原对外联系的唯一铁路通道。20世纪50一60年代开始分段修建,历经26年于1984年建成通车,90年代末分段进行了提速改造,之后又实施了增建二线工程。其中天峻至乌兰段线路通过关角山,高山及山麓边缘丘陵地带沟谷发育,且北西向中吾农山―青海南山断裂带在关角隧道附近穿越线路,对工程影响较大。由于越岭地段落差达320m,为争取高程,线路选择主要以隧道工程通过关角山,不同时期隧道长度的设置具有较典型的代表性。既有线最小曲线半径为300m,线路以总长度计5044m的6座中、短隧道穿越峡谷,仅关角隧道长4010m,其余隧道基本不超过400m;桥梁工程以8m长梁桥为主,未采用24m以上大跨度桥梁工程;同时为节省投资大量利用回头曲线进行展线,以低填浅挖的路基工程通过。
2.2增建二线工程的改进
增建二线工程于2008年开工建设。二线工程在既有线左侧以2座长32.605km的单线隧道取直穿越关角山,不再采用展线方式适应地形。该隧道建成后将成为世界最长的铁路隧道。由于长大隧道施工技术的成熟和运营通风、排水技术的完善,不再控制选线,隧道长度的设置有了更大的灵活性。
3、兰合铁路跨越刘家峡水库桥梁结构形式的采用
3.1总体情况
兰州至合作铁路是连接陇海、西宁至成都铁路通道的重要组成部分。线路全线位于甘肃省境内,行经兰州市、临夏回族自治州和甘南藏族自治州,地处黄土高原与青藏高原的过渡地带,地震烈度为8度区,地形、地质条件复杂且差异性较大。其中永靖至考勒段线路需跨越著名的刘家峡水库,两岸滑坡、坡面溜坍、水库坍岸等不良地质发育,桥梁工程艰巨且技术难度大,属复杂、艰险山区,选线难度很大,故对跨越刘家峡水库段线路方案进行了研究。
3.2跨越水库桥梁形式的选择
根据勘察,桥位处因长期的水流切蚀,水库水位的升降,岸坡松散物质被水流带走,而坚硬的岩石不易风化,多部地段风化厚度较小,部分坡脚新鲜岩石出露。经历了长期的地质构造、地震、风化等作用,水库建成40多年来,坚硬岩石形成了陡立的岸坡,岸坡基本稳定。位于刘家峡水电站大坝上游4.2km、距挑河入河口2km处的折达公路桥资料显示,该处谷底最低约为1622m,水库蓄水后,库底已淤积到约1690m的高程,淤积高68m。桥址处受刘家峡水库库区回水影响,水中设墩施工难度很大,跨越库区桥梁以单孔一次跨越为宜。经过对主跨桥梁结构形式多方案比选论证,主桥采用100m+180m+100m连续刚构,主墩墩高达105m。该桥建成后将是我国单线铁路高烈度地震区最大跨度连续刚构桥,桥式受力合理、新颖美观且易与桥址周围环境融为一体。
4、结束语
由兰新铁路大山隧道群选线的普遍性及青藏铁路关角隧道、兰合铁路跨越刘家峡水库选线的典型性可见,铁路工程选线和工程修建技术水平是相辅相成的。工程选线一般应尽量考虑不同时期各类工程技术的水平,在保证实现铁路运输功能的前提下,尽可能平衡线路条件、工程条件、工程造价、建设工期、建筑材料等各方面因素,以安全可靠为原则,保证项目顺利建成。为保证线路方案的合理性,铁路专业设计人员应积极了解掌握各类工程技术的最新发展和变化,确保各项工程具备可实施性。
参考文献:
[1]中华人民共和国铁道部.铁路技术管理规程「S].北京:中国铁道出版社,2006.
不良地质现象、气候条件及第四纪地质各种不良地质现象和特殊地质问题如滑坡、泥石流、软土、崩塌、冻土等会给交通线路的合理布局、工程设计和施工带来很大困难,对建筑物稳定性和正常使用造成较大危害,甚至威胁到人类的生命安全。气候条件是不可轻视地质环境因素,常常直接影响水文地质条件,并间接影响地貌条件。第四纪沉积物的成因类型等等是影响交通线路建设稳定性的重要因素。地震作用及人类活动强烈地震破坏性非常大,但诱发的一些不良地质造成比地震还要严重的损失,根据沿线地震基本烈度的区划资料结合相应的地质环境设防,从则采取相应的防震措施。人类在交通线路施工和运营中进行开挖、填筑、弃石堆土等活动,破坏了地质环境。
交通线路建设最常见的环境地质问题及预防方法
1路堑边坡的稳定问题
在交通线路建设中,由于开挖路堑与平整路基,易崩滑的软弱岩层和断裂构造分布地段在丰水期常常发生崩塌、滑坡,破坏原有边坡的稳定,产生交通线路的“病害”。在勘察设计中要对路线走向、控制地点、沿线地形地貌地物、地质条件有充分的认识和了解,尽量避免线路经过可能崩滑流地段,还要采取适当的调控手段,发挥地质环境因素的综合效益。调控可分为主动调控(预先调控)和被动调控(事后应会调控)。在实际工作中,应以预控制为主,具体防治措施包括避绕、加固、保护和综合治理,如采取浆砌片石护坡、混凝土护坡、抛石护坡、石笼护坡,或修建浸水挡墙、修建扩面墙和挡土墙等,使边坡基本稳定,保护了路堑,交通畅通。
2路桥地基的稳定问题
地质条件影响路桥地基的稳定性,关系到交通线路的路线选择,是影响路线选择的重要因素,有时甚至是控制性因素。如桥位的选择要考虑河道顺直、河床稳定的地段,避开有沙洲、急弯、主支流汇合的地段。在岸坡稳定、地基条件良好无严重不良地质现象的地段,应选择在冲积层较薄、河底基岩坚硬完整的地段。还应避开顺河方向及平行桥梁轴方向的大断裂,同时还要注意水文地质环境变化。
3青龙山水库淹没区铁路改线工程地质问题及相应对策
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。
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.
关键词 公路建设;公路环境;景观设计
中图分类号X32 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)72-0134-02
1 概述
青岛至兰州公路(宁夏境)东山坡至毛家沟段高速公路位于宁夏回族自治区境内,是国家高速公路网规划中18条横线的第6条—青岛至兰州高速公路在宁夏境内的重要路段,路线起点为泾源县东山坡村东南约4km的白家高庄村,终点为隆德县毛家沟村西甘肃、宁夏两省区交界处,路线全长51km。本项目全线按双向四车道高速公路标准建设,设计车速采用80km/h,路基宽度采用24.5m。
本项目所经区域属内陆性季风气候,地处中温带半湿润向半干旱过度地带。由西向东依次为中低山的河谷川地、黄土丘陵沟壑山地和六盘山地,和本项目关系最为密切的是宁夏六盘山国家级自然保护区。本项目的环境与景观设计的主要内容包括环境保护措施及对策、环境污染防治方案及道路沿线及场区景观设计。
2 环境敏感区域分析
1)本项目的运营不可避免地会对沿线区域带来声环境影响,对沿线的声环境敏感目标造成噪声污染,应对受噪声危害的敏感点采取切实有效的降噪措施;
2)项目区涉及的水环境敏感点主要有:渝河、筛子河以及清水沟水库、庞庄水库、清凉水库和三里店水库。在施工期和运营期加强管理,可有效避免对沿线水环境产生重大影响;
3)项目的建设将会对沿线附近的自然景观产生一定的影响,尤其是六盘山国家级自然保护区,但对沿线较远的自然景观不会产生大的影响。环保设计中力求与原有自然景观融为一体,防治结合,减少水土流失;绿化多选用乡土树种种植、减少植被破坏,保护自然环境。
3 环境保护措施及对策
3.1 声环境保护方案设计
针对噪声超标的敏感点通过降噪措施方案比选提出切实可行的噪声防治对策。堡子咀位于K33+414~K33+592路线两侧30m。路线以3m左右填方形式经过村庄,受影响的住户21户,近期预测超标4.0dB(夜间)设计拟采用被动防护措施:采用适合路基段布置的声屏障以及当地适用及降噪效果好的隔声窗。
3.2 自然保护区及水资源保护区的环境保护措施
K5+910~K13+050路段7 140m以隧道形式穿越六盘山国家级自然保护区的试验区,为保护自然保护区,项目采用了隧道的形式,并遵循了“早进洞,晚出洞”的原则,将高速公路” 隐”于其中,本次设计将对隧道洞门做专门的绿化设计。
路线在K12+500附近六盘山隧道右侧1km外为清凉水库,主体在隧道设计中采用全封闭的形式,公路在营运过程中将不会产生渗水影响水库的情况,因此,本次设计暂不考虑保护措施,但需做好项目营运期间的跟踪监测工作,适时采取措施。
4 道路沿线及场区景观设计
4.1 路侧景观设计
沿线路侧景观以林地景观、农田景观为主,风景优美,本段设计方案以林地景观和农田景观为背景,选用适合本段生长的本地乔灌木进行绿化设计。边坡平台种植乡土灌木柠条,与周围景观融合,在边坡坡脚护坡道位置种植彩叶小乔木紫叶李,增加景观效果;在边沟外侧隔离栅处,选择当地适应性强的大乔木杨树进行绿化,利用其生长高度,给人以视线引导的作用。同时,在边坡上,根据其护坡形式,适当栽植适应性强、管理粗放的小灌木,以达到稳定边坡,进化小环境的目的。
4.2 互通式立交景观设计
互通式立交区景观设计中以“生态建设”为主导思想,在立交方案设计中采用营造自然植物群落的设计手法。
隆德互通立交靠近隆德县城,绿化设计以“和谐自然”为主题,充分结合道路途径不同的景观生态,最大限度地保护周边自然环境,整个立交的绿化设计给人一种自然生态林的感觉。植物配置主要以国槐、杨树、紫叶李、绣线菊、云杉、沙棘等为主,其互相搭配调和,季象变化明显,色彩变化丰富,层次感强烈。
4.3 收费站、隧道管理处绿化
收费站、隧道管理处都是工作和生活的场院。在对其进行绿化设计时考虑人的参与性,强调以人为本。本项目选用云杉、山杨、紫叶李、圆柏、芍药、绣线菊等乡土植物进行庭院园林式绿化配置,发挥植物的观赏功能。
5 结论
公路环境和景观设计是门新学科,值得公路建设者们不断学习、完善。环境保护措施要做到合理、有效,景观绿化设计要做到合理、美观和经济。本项目的一些设计方案值得类似项目参考和借鉴。
我在贺州项目部做的工作职责是资料员,虽然我更希望的实习岗位是预算员,但是有学习的机会,我就会好好把握的。刚开始做资料时,我的领导觉得我刚接触,没给我布置什么高难度的工作,就给我看看了贺州市平桂管理区白马、大冲水库的相关图纸,让我先弄水库的工程概况,让我把工程概况存进电子文档里。每当遇到我不会的东西时,我先问问自己会不会,实在不会的,就问问领导。当我在图纸里看到有工程概况时,我就明白:当遇到什么不懂的,先自己动手找找,总会有意想不到是收获的;实在找不着了,就问人,没什么大不了的,不懂就要问嘛。
其实我在网上找了找资料员的工作流程,其中有:开工前资料、质量验收资料、分试验资料、材料、产品、构配件等合格证资料、施工过程资料、分必要时应增补的资料、竣工资料。
开工前资料的准备有:中标通知书及施工许可证、施工合同、委托监理工程的监理合同、施工图审查批准书及施工图审查报告、质量监督登记书、岩石工程勘察报告、施工图会审记录、经监理(或业主)批准所施工组织设计或施工方案、开工报告等。我接触到就只有施工组织设计方案,按照之前的范文对白马、大冲水库除险加固工程的施工组织设计方案进行了修改。施组的内容蛮多的,有施工总说明、工程整体规划(要求附上项目经理组织机构图及其各自的职责)、施工平面布置及临时工程施工方案、施工进度及工期保证措施(列出主要机械设备及劳动力计划)、主要工程施工方案(拆除工程、土石方开挖施工、新建放水涵洞、钢筋混凝土衬砌施工、砌石工程、钻孔和灌浆工程、涵洞封堵、护坡施工)、冬雨季施工措施、工程质量管理及保证措施、安全生产及安全保证措施、文明施工与环境保护、对本工程实施的合理化建议等十个章节。大部分都可以从网上搜索得到,只要稍加修改就好了。当然在编制过程中也遇到了些许问题,例如做组织机构图时不太了解,在慢慢摸索中时间就浪费掉了;对本水库的具体情况不了解而又百度不到时是最伤脑筋的,特别是遇到领导不在的时候,就只能做着别的内容先,等待也是一种煎熬,亦是一种锻炼。
水利工程的专项施工方案蛮多的,我本以为在施组里包含了专项方案就不用再另外做了,其实我错了。如白马水库,主要工程是隧洞施工过程,还要增加防汛预案、护坡、灌浆等专项施工方案,另外也要增加安全施工专项方案、质量保证措施。
在水利工程公司实习的同学应该都有接触过《水利水电施工评定表》吧,内容蛮多的。从来没接触过这些表格的我,在接到任务后懵了。在百度和《资料员一本通》的帮助下,我找到了范本。我很佩服百度的强大!
白马水库坝址位于贺州市平桂管理区沙田镇宝马村,工程设计灌溉耕地0.08万亩,实际灌溉面积0.06万亩,水库地理位置东经111°27′00′,北纬24°18′50′,是一座以防洪、灌溉为主的小《二》型水库。水库工程等别为v等,主要建筑物级别为5级;水库于1965年1月动工兴建,1970年11月建成。
水库位于珠江流域贺江支流上,水库集雨面积2.20k㎡,原设计总库容80万m³,库区流域属于亚热带气候,气候温和。本水库枢纽工程由大坝加固工程、溢洪道加固工程、放水设施加固工程、防汛公路改造工程、值班房新建工程、金属结构设备及安装工程。大坝坝址区原河底高程105.16m,河底床宽约110m,河谷呈“u”字形,两岸山势起伏较平缓。拦河坝直跨河床,坝轴线近南北向布置。白马水库除险加固工程主要建设项目有:大坝加固工程、溢洪道加固工程、放水设施加固工程、防汛公路改造工程、值班房新建工程、金属结构设备及安装工程等。
做工程质量评定表时,是根据单元工程进行各自的评定,例如:充填灌浆用的是《岩石地基固结灌浆单元工程质量评定表》;帷幕灌浆用《岩石地基帷幕灌浆单元工程质量评定表》;土方开挖用《软基和岸坡开挖单元工程质量评定表》;混凝土护坡、底板等用《混凝土单元工程质量评定表》;砂石垫层用《反滤工程单元工程质量评定表》;浆砌石齿墙用《浆砌石墩单元工程质量评定表》等。还有个《重要隐蔽单元工程(关键部位单元工程)质量等级鉴定表》,这个表主要用于鉴定充填灌浆、帷幕灌浆。弄完《评定表》和《鉴定表》后还有个《水利水电工程施工质量三检表》,对专项单元工程进行初检、复检、终捡。
我在网上搜索了关于施工方的施工月报内容的要求:
一、施工月报内容、提供方式、提供份数须满足业主要求(一般情况下是我方、监理方、业主方各一份)。
二、施工月报内容除满足业主要求之外,还须满足以下要求。
(一)月施工概况介绍
(二)施工进度计划执行情况介绍
1、上月生产计划执行情况说明。要求按涵洞、桥梁与单位工程编号顺序列表说明。
2、对计划超前或滞后的原因进行分析,重点是对总工期的影响分析。
3、对下月生产计划安排进行说明(月生产计划必须有项目负责人签字)。要求下月生产计划原件1份(总站),复印件1份(分站);要求按路基、涵洞、桥梁与单位工程编号顺序编制,(路基单位工程以连续施工段;涵洞单位工程以每座涵洞;桥梁单位工程以墩台为编制单位)。
4、下月施工资源要素配置说明:
1)列表说明投入的施工机械情况,内容包括名称、型号、数量、完好状况(各项目部分列)。
2)列表说明下月施工主要耗材及数量与产地(按各项目部分列)。
3)列表说明下月施工拟在岗的特殊工种人员名单及证件编号(按局指与各项目部分列)。
4)列表说明下月施工拟在岗的施工安全管理人员名单及证件编号(按局指与各项目部分列)。
5)列表说明下月拟在岗的质量检查工程师人员名单及证件编号(按局指与各项目部分列)。
6)列表说明下月拟在岗的管理人员、技术人中、特殊工种人员、工人数量(按局指与各项目部分列)。
(三)施工工程质量情况说明
1、列表说明已完工程检验批检验情况与分项、分部工程质量评定情况。列表要求同(二)第3条要求。
关键词:市政道路;沥青路面裂缝;预防措施
中图分类号: U416.217 文献标识码: A
引言
随着我国经济的腾飞,城市化进程逐渐加快,与此同时,市政道路的建设规模也在不断扩大。但因为沥青混凝土路面抗弯强度低、面层温度稳定性较差的缺点,导致在使用过程中产生裂缝的问题仍然存在。
沥青路面裂缝的形式
沥青路面裂缝按裂缝的形状可分为纵向裂缝、横向裂缝、网状裂缝(龟裂)和不规则裂缝等四种形式。
纵向裂缝
损坏特征:与道路中线近于平行的长直裂缝,有时伴有少量支缝。这类裂缝通常由路基、基层沉降,或施工接缝质量或结构承载力不足而引发。路基、继承沉降引起的纵缝,通常断断续续,绵延很长;施工搭接引起的纵缝,其形态是场且直;而结构承载力不足引起的纵缝多出现在路面边缘。
横向裂缝
损坏特征:与道路中线近于垂直的裂缝,有时伴有少量支缝。横向裂缝多由路基、基层的翻身或路面低温收缩造成;最初多出现于路面两侧,逐渐发展形成贯通路副幅的横缝。
网状裂缝(龟裂)
损坏特征:相互交错的裂缝将路面分割成形似网状或龟纹状的锐角多边形小块,块的尺寸小于50cm×50cm。网状裂缝(龟裂)是行车荷载的重复作用而引起的疲劳裂缝,其最初形态是一条或几条平行的纵缝。随着荷载重复作用次数的增加,平行纵缝间出现了横向、斜向连接缝,形成多边网状结构。
不规则裂缝
损坏特征:路面裂缝呈不规则形状,块得最长边长小于100cm。不规则裂缝主要由面层材料的收缩和温度的周期性变化所致。
二、市政道路沥青路面产生裂缝会造成的危害
一般来说,在沥青路面裂缝产生的初期,对路面的使用不会有太大的影响。也不会影响交通工具的正常通行。但是随着裂缝路面使用期的延长,已有的裂缝会呈倒金字塔状向路表扩散,这样路面上的横向裂缝就会不断增加,裂缝的宽度也会不断扩延,继而会产生纵向裂缝,最终、路面的裂缝会纵横交错形成大小不等的独立板块。
当市政路面的裂缝出现以上情况,那么一旦遇到暴雨或者地表水入侵,就会造成裂缝周围基层的含水量的骤增,出现这种情况的后果就是沥青路面的强度较之正常水平会不断下降,同时,在大量通行车辆荷载的反复作用下,路面会出现沉陷等严重后果。如果这些裂缝路面不能及时得到治理,会影响道路的使用寿命,无法保证交通运输工具等的通行,更为严重的是其可能使得路面行驶车辆发生事故,并造成车毁人亡等严重后果。
裂缝产生的主要原因
沥青及其混合料的选材上
沥青路面温度开裂的决定性因素就是沥青及其沥青结合料的性质,而最根本的因素在于沥青混合料低温劲度,同时,沥青混合料劲度又取决于沥青劲度。衡量沥青性能好坏的指标里,温度敏感性占据着很大的分量,相对来说,沥青温度敏感性越小,越易开裂。
技术标准落后
我国的市政道路的技术标准近二十年都未更新,而经济的迅速发展和人们生活质量需求的提高,对市政道路的要求也越来越高,显而易见旧的标准己经很难满足当今市政道路发展的需要。
路面基层施工材料和质量的不过关造成的路面裂缝
公路施工工期长、任务重,有时施工部门为了减少投入会盲目地赶工期或者采用质量不过关的施工材料,这样做的后果是忽视了路基施工的质量,路基施工马马虎虎,使得其质量达不到标准,使用不久就会出现路面基层网状的开裂。
施工方面
沥青路面的生产温度是指拌合、运输和碾压三种温度,施工单位一定要严格控制这三种温度,其中拌合和碾压温度必须放在重中之重。这样才能确保基层质量不会出问题,也才能对沥青路面的施工质量进一步有效严格的控制。
工程案例分析
工程概况
我国某市高速公路连接线,是连接该市市区到高速公路进入出口的一条重要通道,道路全长5.9千米,宽56.5米,在道路的K1+540-K1+740路段,经过一座水库,且此水库的淤积现象严重。而在道路施工完成后发现在K1+580-K1+740处路段,出现了几条纵向裂缝。
产生裂缝的原因分析
通过详细的勘探研究,发现该裂缝产生的主要原因是路基未压实,这主要是因为该路段基层下有水库,且水库淤积严重,而在道路施工中,为了缩减工程成本,施工方盲目地赶工期,没有对水路路段的路基进行充分的压实,使得路基产生沉降继而产生裂缝。
裂缝处理措施
该工程重点处理坑洼积水地段。一是要对路基周围坑洼积水地段,进行抽水处理,防止地表水侵蚀路基,造成路基不稳。二是对坑洼地段进行回填土处理,并充分碾压,保证路基的压实,增加路基的稳定性。三是铲除原来铺设的路基垫层的一部分,一般铲除15厘米左右,然后对其进行重新压实铺筑,保证路基的稳定性和荷载力。
市政道路沥青路面的预防措施
要坚持合理的设计
1、是要综合考虑沥青路面的厚度,要根据具体的路基施工条件、路面交通荷载量等进行详细的厚度估算和设计,要保持设计的沥青基层在使用期间不会出现干缩裂缝等现象。
2、是在半刚性路面的设计中,要充分考虑基层材料的选择。要选择那些干缩系数较小和文缩系数较小的材料,这样可以防止路面基层受低温条件的影响发生冻裂或者干裂现象。同时,所选的材料要具备较强的抗冲刷性能,这样才不会轻易被地表水侵蚀。
3、是沥青面层的选择,首要选择就是松弛性能好的优质沥青。但是如果没有好的沥青,或者预算不允许的情况下,可以添加一些抗剥落剂、改性剂等改善稍次沥青的性质,这样可以保证沥青面层的质量。
(二)施工方面预防
控制路基施工的重点:
1、严格控制路基的高程,确保水稳底基层、基层和沥青面层的设计厚度;
2、严格控制路基的压实度,特别是沟槽和边角部位路基的压实度。由于市政道路施工工期短,路基成型后便要进行底基层和基层施工,在城市道路的路基内布设雨水、污水、电力、煤气、热力等管线,这些管线的沟槽和检查井周围的回填质量的好坏,将直接影响道路路基整体强度和稳定度,对水稳底基层和基层强度的形成也起着决定性的作用。因此应重点控制沟槽和检查井周围回填质量,控制回填材料品质、回填厚度以及压实能量,在路基碾压时再重点对这些部位和边角地带进行碾压,以此保证沟槽在内基的整体强度。
(三)要加强对沥青路面的及时养护
养护工作对于沥青路面的使用寿命有着重要的影响和意义,如果养护得当,那么公路的使用寿命就会延长,而养护不当则会造成公路寿命的缩减,会让路面在使用的早期就遭受破坏。在养护中具体要做到,在遇到暴雨或较长雨季时,要在雨后对路面进行及时的补洞处理,防止水流进入路面基层造成路基破坏,另外,要保证补洞的规范和整齐,保证公路的外观。在养护中一旦发现大的裂缝等问题要及时报备有关部门处理,以防发生更严重的现象。
沥青路面裂缝的处理
横向、纵向裂缝的处理
1、裂缝缝宽小于2mm时,可不做处理;
2、裂缝宽在2~5mm的细裂缝可用改性乳化沥青灌缝处理,灌人深度约为缝深的三分之二,填人筛好的干净石屑或细砂并捣实,最后将溢出缝外的沥青及石屑清除干净;
3、裂缝宽大于5mm的粗裂缝可用改性乳化沥青灌缝处理,灌缝前,需先清除缝内、缝边碎料、垃圾,并保持缝内干燥,灌缝后表面撒布粗砂或3~5mm石屑。
(二)网状裂缝的处理
1、由于基层厚度不足引起龟裂时,可根据情况,对基层采取各项措施进行补强后重做面层;
2、如路面与基层之间夹有不稳定结构层时,应先将其铲除;若因结构层积水引起网裂,铲除面层后,需增设排水设施,然后再铺筑新混合料。
结语
综上所述,市政道路沥青路面产生裂缝的形式有很多,会给人们日常生活带来很大危害,因此,对沥青路面裂缝问题,提出有效的预防控制措施,同时,要加强后期的养护管理工作,才能保证市政道路的安全可靠。
参考文献
当农田的土质为粘性较重的土壤时,这种土壤很容易结块,不利于植物的生长。当地农民就会把“风积沙”拉运到田里铺上一层,再用犁翻拌均匀,就可使土壤成为透气性好、易于耕作和利于种植的良田,改善了土壤中的团粒结构。为什么“风积沙”能被广泛运用到水利、公路工程中,是因为“风积沙”,的一些物理特性决定的。
1 “风积沙”的水稳性
“风积沙”在水中可以自然沉实,干容重可以达到1.45T/m3左右,如果经过扰动后,干容重可以达到1.55~1.72 T/m3,在水中浸泡时如果用振动棒振实,干容重可以达到1.85T/m3左右,这种砂被振动夯实以后,不管是在水下,或是在地基内,只要在砂层上有覆盖的上层或混凝聚土层,都能保持原有状态,沉降变形不大。这种砂:因为含泥量少,透水性强,水渗入其中之后再排放出来,也不会使整体体积产生影响。为什么“风积沙”,在不同的含水量和不一样的振动条件会产生不同的千容重。经过试验后才发现这是“风积沙”的另一种特性。当含水量在12%时,最大干容重可以达到1.72T/m3左右,而当含水量在25%时,最大干容重可以达到1.85T/m3左右。也就是说“风积沙”在不同的含水量时,击实干容重也不同。
2 “风积沙”的流动性
“风积沙”属特细砂,颗粒小,能被风吹走,更易被水带走。当含水量达到25%以上,“风积沙”就会液化。“风积沙”在水中的自然坡度为1:7或更缓一些,当砂层中地下水较高时,“风积沙”就很容易被水带走,这就是人们常说的“流砂”,这时的“风积沙”很不稳定,对这种地基需要重点防护。
鉴于“风积沙”的各种特性,人们已把它广泛地运用到农田改良、水利及公路工程当中。
根据“风积沙”的透水性,它已被水利工程设计人员运用到渠道和水库堤防工程的防冻层设计中,这种设计往往对防渗和覆盖层要求很高,防止因“风积沙”夕的流动性而影响整体效果或产生破坏。“风积沙”的这种性质还被运用到公路当中。当公路通过沼泽地段时,“风积沙”可垫到路基底下的沼泽地中,经振动夯实后,路基稳固,也不沉降变形。对地下水位高的,易翻浆路段,如果采用“风积沙”填筑路基可隔断路基的毛细水,防止路基冻涨或盐涨变形。
“风积沙”还被运用到桥墩基础等建筑的软基换填工程中。当用“风积沙”换填软基后,泡水夯干容重达到1.8T/m3左右时,“风积沙”基础的承载力很高,变形小,稳定性很好。