時(shí)間:2023-03-13 11:05:46
導(dǎo)語(yǔ):在公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范的撰寫旅程中,學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
摘要:結(jié)合山區(qū)二級(jí)公路S242線的設(shè)計(jì),對(duì)山區(qū)低等級(jí)道路的超高漸變段長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié),得出山區(qū)低等級(jí)道路超高漸變段長(zhǎng)度確定的常用設(shè)計(jì)方法。
關(guān)鍵詞: 山區(qū);低等級(jí)道路; 超高漸變段;長(zhǎng)度
Abstract:Combined with a mountainous area two stage highway S242line design, low grade road on the mountain high gradient length design are summarized, and put out the commonly used design methods of the low-grade mountain road super elevation transition section length.
Key words: mountain;low grade road;high gradient section;length
1、公路S242線項(xiàng)目概況:
擬建公路S242線[1]自S316線K130+600處引出,向北穿過(guò)鞏留縣牧民定居安置區(qū)后跨越伊犁河、與G218線十字交叉交后進(jìn)入阿布熱勒山區(qū),路線沿阿布熱勒山脈向北行進(jìn)約18公里,以1205米隧道穿越埡口后向北沿群吉薩依溝行進(jìn)至尼勒克縣克令鄉(xiāng),與X776線平交后,路線向北跨越喀什河與S315線K178+000相接,路線長(zhǎng)度54.07公里。
2、超高漸變段長(zhǎng)度的確定方法
2.1、由于車輛要在緩和曲線上完成不同曲率的過(guò)渡行駛,所以要求緩和曲線有足夠的長(zhǎng)度,以使駕駛員能從容地操縱方向盤。這樣乘客感覺舒適,道路線形美觀流暢,圓曲線上的超高過(guò)渡也能在緩和曲線內(nèi)比較合理的完成,所以要計(jì)算緩和曲線的最小長(zhǎng)度。具體計(jì)算可以從以下四個(gè)方面進(jìn)行考慮。
2.1.1、從控制離心加速度變化率考慮
汽車由直線逐漸過(guò)渡到圓曲線,其離心加速度由直線上的零增加到進(jìn)入圓曲線時(shí)的最大值,從乘客感覺出發(fā),這種離心加速度的變化率應(yīng)控制在一定范圍之內(nèi)。
離心加速度變化率為[2]
在公路設(shè)計(jì)中,一般取P≤0.6(m/s3),代入上式,緩和曲線的最小長(zhǎng)度為: (m)
2.1.2按駕駛員操作反應(yīng)時(shí)間計(jì)算
(m)
一般要求操作反應(yīng)時(shí)間t不小于3s,則:
(m)
2.1.3按行車道外側(cè)超高漸變率[3]
式中:B---道路超高橫斷面旋轉(zhuǎn)軸至行車道路緣帶外側(cè)邊緣的寬度(m);
--超高橫坡度與路拱坡度的代數(shù)差;
P---超高漸變率;(見公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范表7.5.4)
2.1.4根據(jù)視覺條件和實(shí)踐研究可知,當(dāng)時(shí)可使線形舒順協(xié)調(diào)。
2.1.5根據(jù)根據(jù)公路線路設(shè)計(jì)規(guī)范[4] JTG D20----2006 第29頁(yè),表7.4.3
回旋線最小長(zhǎng)度,
綜合考慮以上五條,可以確定緩和曲線的最小適宜長(zhǎng)度。
2.2、對(duì)于設(shè)有緩和曲線的曲線,根據(jù)公路線路設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG D20----2006 第31頁(yè)7.5.6條,超高過(guò)度段應(yīng)在回旋線全長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行。故在定線的時(shí)候,即使回旋線滿足長(zhǎng)度滿足線形要求,也應(yīng)盡量使回旋線長(zhǎng)度等于或者略大于超高過(guò)度段長(zhǎng)度。為了線形美觀使回旋線過(guò)長(zhǎng)時(shí),若在回旋線全長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行超高過(guò)渡,會(huì)使超高漸變率過(guò)小而不利于排水,而不滿足排水要求的超高漸變率不得小于0.3%,即1/330.
式中:B---道路超高橫斷面旋轉(zhuǎn)軸至行車道路緣帶外側(cè)邊緣的寬度(m);
--超高橫坡度與路拱坡度的代數(shù)差;
=1/330
根據(jù)上式可以計(jì)算出超高漸變段的最大適宜長(zhǎng)度。
3、本項(xiàng)目實(shí)際計(jì)算案例
在本項(xiàng)目山嶺重丘二級(jí)公路S242線設(shè)計(jì)中綜合考慮以上各種因素,進(jìn)行了超高漸變段的逐個(gè)設(shè)計(jì)。如:交點(diǎn)32,JD樁號(hào)為K29+713.08,該段設(shè)計(jì)速度為60Km/h,該曲線半徑R=300,本段按雙向兩車道設(shè)計(jì),行車道寬度為2×3.50,硬路肩寬度為2×0.75,土路肩寬度為2×0.75。本段路拱橫坡為1.5%,本段最大超高值采用4%。在設(shè)計(jì)中,分別進(jìn)行計(jì)算考慮
(1)從控制離心加速度變化率考慮
(2)按駕駛員操作反應(yīng)時(shí)間計(jì)算
(3)按行車道外側(cè)超高漸變率
(4)根據(jù)視覺條件和實(shí)踐研究可知,當(dāng)時(shí)可使線形舒順協(xié)調(diào)。
(5)查公路線路設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG D20----2006 第29頁(yè),表7.4.3
可得
(6)滿足排水要求的超高漸變率不得小于0.3%,得
綜合以上計(jì)算結(jié)果,緩和曲線漸變段適宜長(zhǎng)度為50~77.14米,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,及地形條件,綜合考慮平面、縱斷面、橫斷面等各項(xiàng)指標(biāo),本項(xiàng)目中該曲線超高漸變長(zhǎng)度采用70m。
4、結(jié)論
4.1超高漸變段的設(shè)計(jì)不是孤立的,設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過(guò)程中需與平面,縱斷面,橫斷面及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形、地質(zhì)條件綜合考慮,得出最優(yōu)漸變段長(zhǎng)度。
4.2上述超高漸變段長(zhǎng)度的計(jì)算方法,可以延伸至各低等級(jí)道路超高漸變段長(zhǎng)度的通用計(jì)算方法,隨著現(xiàn)代設(shè)計(jì)人員計(jì)算機(jī)的普及化,軟件的運(yùn)用,此計(jì)算方法,可以編成各種電算軟件,方便批量快速計(jì)算,提高工作效率。
參考文獻(xiàn)
[1]S242線鞏留至尼勒克公路工程可行性研究報(bào)告,S242線鞏留至尼勒克公路工程初步設(shè)計(jì),S242線鞏留至尼勒克公路工程施工圖設(shè)計(jì)。
[2]尤曉,王冬根?,F(xiàn)代道路勘測(cè)設(shè)計(jì)[M]。北京清華大學(xué)出版社,北京交通大學(xué)出版社,2009
[3] 北京市政設(shè)計(jì)研究院。CJJ37-90 城市道設(shè)計(jì)規(guī)范[S]。北京中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1991
關(guān)鍵詞:內(nèi)澇防治 城市排水 規(guī)劃研究
中圖分類號(hào): TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
1規(guī)劃范圍、規(guī)劃期限、規(guī)劃目標(biāo)、規(guī)劃內(nèi)容
1.1 規(guī)劃范圍
溫江區(qū)全域編制有控規(guī)的區(qū)域,全域面積277平方公里,規(guī)劃人口容量約190萬(wàn)人。
1.2 規(guī)劃期限
規(guī)劃近期:2015年;規(guī)劃中期:2020年;規(guī)劃遠(yuǎn)期:2030年。
1.3規(guī)劃目標(biāo)
總體目標(biāo):為城市雨水基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、管理搭建一個(gè)完善的平臺(tái),保證城市雨水工程建設(shè)與城市發(fā)展相協(xié)調(diào),通過(guò)合理的方式,經(jīng)濟(jì)、安全、可靠地滿足城市建設(shè)和發(fā)展的需要,控制內(nèi)澇,促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展。
具體目標(biāo):當(dāng)降雨強(qiáng)度達(dá)到2年一遇時(shí),城區(qū)排水順暢,不發(fā)生內(nèi)澇。
1.4規(guī)劃內(nèi)容
修訂溫江區(qū)雨水系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),核算一、二級(jí)雨水干管排水能力,與防洪排澇規(guī)劃相協(xié)調(diào),在規(guī)劃區(qū)內(nèi)構(gòu)建起完善的防洪、排澇、市政排水體系,確定雨水管道控制要素(管徑、坡度、節(jié)點(diǎn)控制管內(nèi)底高程),確定排澇水系相關(guān)控制要素(節(jié)點(diǎn)渠底高程)。
2雨水系統(tǒng)規(guī)劃原則
(1).根據(jù)溫江區(qū)地形特點(diǎn)及路網(wǎng)規(guī)劃,采取分散就近排放,做到高水高排,低水低排,使雨水管道以最短的線路按重力流直接排入防洪、排澇水系;
(2).與防洪規(guī)劃相統(tǒng)一,使雨水管網(wǎng)與防洪排澇水系共同構(gòu)建起防洪、排澇、市政排水的三級(jí)防洪排澇系統(tǒng)。改造現(xiàn)狀有排洪功能的主要溝渠,雨水管網(wǎng)與區(qū)內(nèi)排洪水系在豎向高程及系統(tǒng)布置中應(yīng)密切銜接,形成完善的截、導(dǎo)、排系統(tǒng);
(3).規(guī)劃與現(xiàn)狀結(jié)合、近期與遠(yuǎn)期結(jié)合;
(4).因地制宜,充分考慮雨水綜合利用和初期雨水的污染治理;
(5 ).削減雨水洪峰、有效攔蓄雨水徑流:建議在有條件的區(qū)域,結(jié)合下沉式綠地、景觀湖、人工濕地等建設(shè)統(tǒng)籌考慮雨水?dāng)r蓄措施;同時(shí)推廣使用滲水混凝土等新型材料和技術(shù),開發(fā)中盡可能保留綠地,盡量改善雨水收集條件,加大雨水下滲速度。
3雨水系統(tǒng)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)
3.1綜合徑流系數(shù)
對(duì)于一般城市規(guī)劃區(qū)采用ψ=0.65,工業(yè)開發(fā)區(qū)采用ψ=0.70,新農(nóng)村社區(qū)及小城鎮(zhèn)采用ψ=0.6。生態(tài)綠地、農(nóng)田采用ψ=0.15。
3.2暴雨強(qiáng)度重現(xiàn)期
(1)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
目前我國(guó)城市雨水管道設(shè)計(jì)重現(xiàn)期一般采用1-3年,大部分城市普遍采用1年一遇重現(xiàn)期。發(fā)達(dá)國(guó)家雨水管道設(shè)計(jì)重現(xiàn)期一般比我國(guó)偏高,如美國(guó)居住區(qū)2-5年,商業(yè)區(qū)2-10年;歐盟居住區(qū)2年,商業(yè)區(qū)2-5年。總體而言,國(guó)內(nèi)雨水管道設(shè)計(jì)重現(xiàn)期較國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家偏低,造成實(shí)際設(shè)計(jì)排水能力偏低。
(2)現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范
在住建部頒布的《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》1987版和2006版及2011年修訂版都對(duì)重現(xiàn)期的確定有明確的規(guī)定,國(guó)家規(guī)范對(duì)雨水管道重現(xiàn)期的選用有逐步提高的趨勢(shì)。2011修訂版《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定重現(xiàn)期一般采用0.5~3a,重要干道、重要地區(qū)或短期積水即能引起較嚴(yán)重后果的地區(qū),一般采用3~5a,并應(yīng)與道路設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)。
(3)相關(guān)規(guī)劃取值
成都市市域排水工程體系規(guī)劃,規(guī)定各區(qū)域設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期為:中心城1.5~2年,干道和市中心區(qū)(二環(huán)路以內(nèi))2~5年,周邊組團(tuán)1.0~1.5年,遠(yuǎn)郊市縣和重點(diǎn)鎮(zhèn):0.5~1.5年。
(4)本次規(guī)劃重現(xiàn)期取值
綜合上述各方面情況,本次規(guī)劃城市規(guī)劃區(qū)一般采用2年,重點(diǎn)鎮(zhèn)采用1.5年,其它新興農(nóng)村社區(qū)采用1年,下穿隧道等特別重要地區(qū)宜采用5~20年。
3.3立交工程排水規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)
1、設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期一般為5~20年一遇,具體依據(jù)立交工程等級(jí)劃分。城市快速路、城市Ⅰ級(jí)主干道、高等級(jí)公路、Ⅰ級(jí)公路采用10~20年一遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì);城市Ⅱ、Ⅲ級(jí)主干道、城市次干道、Ⅱ級(jí)公路等普通道路,采用10年一遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì);其它低等級(jí)道路工程,設(shè)計(jì)重現(xiàn)期采用5年一遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì);
2、地面集水時(shí)間取值為5min;
3、地面徑流系數(shù)取值為0.8~1.0;
4、要求立交排水泵站需修建獨(dú)立的出水管道排放至具有防洪功能并納入防洪規(guī)劃控制的地表水系中;若不能達(dá)到上述建設(shè)條件,需就近排入市政雨水管道的,應(yīng)提高排入點(diǎn)下游市政雨水管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),使之與立交排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相匹配。
4雨水系統(tǒng)規(guī)劃
結(jié)合高差地形特點(diǎn)以及規(guī)劃路網(wǎng),進(jìn)行雨水排放分區(qū)。按照地形、流域和規(guī)劃各組團(tuán)劃分雨水區(qū)域,形成符合自身發(fā)展要求的雨水主干管網(wǎng),以重力流的形式就近、集中排至河道。
(1)主干管規(guī)劃
結(jié)合城市防洪規(guī)劃的實(shí)施以及雨水管網(wǎng)的現(xiàn)狀情況,按照地形、流域和規(guī)劃各組團(tuán)劃分雨水區(qū)域,形成符合自身發(fā)展要求的雨水主干管網(wǎng),以重力流的形式就近、集中排至河道。
(2)支管規(guī)劃
以滿足區(qū)域排水、防止區(qū)域內(nèi)澇為目標(biāo),按匯水面積規(guī)劃雨水支管,就近接入流域內(nèi)雨水主干管溝。除個(gè)別管道綜合規(guī)劃難以協(xié)調(diào)外,所有城市道路應(yīng)按照要求敷設(shè)雨水支管。詳見雨水管道平面設(shè)計(jì)詳規(guī)劃圖紙。
綜合各種管線埋設(shè)特點(diǎn)和要求,合理安排各種管線的豎向布局,規(guī)劃污水管安排在最下層,干管起點(diǎn)埋設(shè)深度控制在2.0米左右,管道縱坡按途中一般不設(shè)提升泵站考慮。
本次規(guī)劃實(shí)施后,雨水系統(tǒng)的規(guī)劃成果一覽表如下所示:
5城市雨洪控制管理措施
1、以低影響開發(fā)(LID)理念進(jìn)行城市開發(fā)、建設(shè)。
低影響開發(fā)(LID)理念,其基本原理是模擬自然,采用分散的小規(guī)模措施對(duì)雨水徑流進(jìn)行源頭控制,減少雨水收集、傳輸量,通過(guò)使用透水性硬化材料、低洼綠地、綠色屋頂?shù)燃夹g(shù)措施,利用土壤覆蓋物對(duì)徑流進(jìn)行下滲、過(guò)濾,使雨水快速下滲至地下,并經(jīng)地下收集、輸送設(shè)施排至行洪河道,最大程度減少和控制土地開發(fā)導(dǎo)致的城市雨洪水量。
2、建立地面徑流系數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn),并將其引入規(guī)劃管理。
在建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃控制指標(biāo)中,增加地面徑流系數(shù)作為控制性規(guī)劃指標(biāo)。各類地表的徑流系數(shù)可根據(jù)開發(fā)項(xiàng)目地表下墊面狀態(tài),分類計(jì)算,加權(quán)平均得出該項(xiàng)目的綜合徑流系數(shù)。根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014-2006,2011版)的要求,一般項(xiàng)目的綜合徑流系數(shù)不應(yīng)大于0.7。該標(biāo)準(zhǔn)較為寬泛,建議開發(fā)項(xiàng)目將綜合徑流系數(shù)控制在0.6以內(nèi)。
3、針對(duì)高硬化度開發(fā)區(qū)域,強(qiáng)制采用雨水滲透、調(diào)蓄措施。
經(jīng)核算,開發(fā)項(xiàng)目綜合徑流系數(shù)大于0.6的,應(yīng)設(shè)置雨水徑流量削減、控制設(shè)施。具體設(shè)置辦法依據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014-2006,2011版)執(zhí)行。
參考文獻(xiàn):
1. 《城鎮(zhèn)給水排水技術(shù)規(guī)范》(GB50788-2012)
2.《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》(GB50318-2000)
1、路基地面排水一般原則和要求
(1)在路基施工前,首先應(yīng)按照《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》的原則與要求,校核全線路基地面排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否完備與妥善,確保排水工程的質(zhì)量和使用效果。
(2)路基施工中,必須首先進(jìn)行排水工程的施工(包括施工場(chǎng)地附近的臨時(shí)排水設(shè)施),然后再做主體工程。
(3)路基施工時(shí),不應(yīng)破壞地表植被或堵塞水路,不得破壞農(nóng)田排灌系統(tǒng)。各類排水設(shè)施如有損壞或堵塞應(yīng)及時(shí)維修和清理,保持完好狀態(tài),使水流暢通,不產(chǎn)生沖刷和淤積。
(4)施工場(chǎng)地的臨時(shí)性排水設(shè)施應(yīng)與永久件排水設(shè)施相結(jié)合,地面排水與地下排水相結(jié)合,減少排水工程費(fèi)用。
(5)特殊地區(qū)路基的施工,除應(yīng)按照一般路基施工要求外,還必須結(jié)合本地區(qū)路基的特殊性做好路基地面排水的施工
2、邊溝的形式及施工要求
路基地面排水設(shè)施包括坡面排水溝渠(如邊溝、截水溝、排水溝)和特殊排水結(jié)構(gòu)物(如跌水、急流槽、倒虹吸、渡水槽、蒸發(fā)池等)。各種溝渠和結(jié)構(gòu)物的形式與作用是不相同的,因此應(yīng)按照《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》、公路等級(jí)、地形、所需排泄的設(shè)計(jì)流量以及路線設(shè)計(jì)綜合考慮,合理布設(shè)。
2.1 邊溝的形式
邊溝常見的橫斷面形式有梯形、矩形、流線形、三角形四種。無(wú)論采用何種橫斷面形式的邊溝,均應(yīng)保證能通過(guò)全部設(shè)計(jì)流量。邊溝的橫斷面形式及尺寸的選用取決于公路等級(jí),邊溝設(shè)計(jì)流量、設(shè)置位置和地質(zhì)情況,可按《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中有關(guān)條款及計(jì)算方法確定。
有些國(guó)家和地區(qū),為保證交通安全,邊溝盡量選用較小尺寸,能保證通過(guò)設(shè)計(jì)排水流量即可。一般底寬為0.5m,深度不超過(guò)50cm,邊坡為1:1.5,如邊坡土質(zhì)穩(wěn)定可適當(dāng)增大坡度。
2.1.1 梯形邊溝
適用于土質(zhì)邊溝,排水量大,邊坡穩(wěn)定性好;長(zhǎng)度一般小于500m,多雨地區(qū)不宜超過(guò)300m;縱坡與路線保持一致,最小縱坡為0.25%,溝壁鋪砌后為0.12%,縱坡大于3%時(shí)必須進(jìn)行邊溝防護(hù),主要尺寸為底寬≥0.4m,干旱地區(qū)可為0.3m;深度0.4~0.6m,多雨地區(qū)或水流匯集地段可適當(dāng)加寬。
2.1.2 矩形邊溝
適用于少占農(nóng)田,路面寬度受到限制的矮路堤;多采用石砌或混凝土決筑,直立或稍有傾斜;長(zhǎng)度一般小于500m,多雨地區(qū)不宜超過(guò)300m;縱坡與路線保持一致,最小縱坡為0.25%,溝壁鋪砌后為0.12%,縱坡大于3%時(shí)必須進(jìn)行邊溝防護(hù),主要尺寸為底寬≥0.4m,干旱地區(qū)可為0.3m;深度0.4~0.6m,多雨地區(qū)或水流匯集地段可適當(dāng)加寬。
2.1.3 流線形邊溝
多用于積雪、積沙路段,美觀大方與環(huán)境相協(xié)調(diào);深度0.4至0.6m,多雨地區(qū)或水流匯集地段可適當(dāng)加寬;長(zhǎng)度一般小于500m,多雨地區(qū)不宜超過(guò)300m;縱坡與路線保持一致,最小縱坡為0.25%,溝壁鋪砌后為0.12%,縱坡大于3%時(shí)必須進(jìn)行邊溝防護(hù),主要尺寸為底寬≥0.4m,干旱地區(qū)可為0.3m;深度0.4~0.6m,多雨地區(qū)或水流匯集地段可適當(dāng)加寬。
2.1.4 三角形邊溝
適用于矮路堤,多采用機(jī)械化施工,機(jī)械化施工可加至1:2~1:3,深度0.4~0.6m,多雨地區(qū)或水流匯集地段可適當(dāng)加寬,長(zhǎng)度不宜超過(guò)200m。
2.2 施工要求
(1)土質(zhì)地段邊溝當(dāng)溝底縱坡大于3%,應(yīng)采用干砌或漿砌片石進(jìn)行鋪砌。
(2)邊溝水流流向橋涵進(jìn)水口處,為避免邊溝水對(duì)橋涵的沖刷,通常做以下處理:1)在涵洞進(jìn)口處設(shè)置跌水井,并根據(jù)地形需要,可在進(jìn)口前設(shè)置急流槽或跌水等構(gòu)造物,將水引入涵洞。2)在邊溝與橋頭翼墻或擋土墻之后墻交匯處,應(yīng)在邊溝出水口設(shè)置急流槽或跌水,將水引入河道,避免邊溝水積聚在橋頭或擋土墻后。
(3)路塹與路堤銜接處,由于二者高差大,應(yīng)在路塹邊溝出水口處設(shè)置急流槽或排水溝,并延伸至填方坡腳以外,以免邊溝水沖向填方坡腳。
(4)邊溝水流流至回頭彎處,流水已充滿邊溝斷面,流速較大,應(yīng)順邊溝方向沿山坡開挖排水溝,將水流引入路基范圍以外的自然溝,或用急流槽引下山坡,以免增加對(duì)回頭彎的沖刷。
(5)邊溝與通道交叉時(shí),可設(shè)縱向涵管通過(guò),也呵將邊溝起點(diǎn)設(shè)在通道兩側(cè),以減少縱向涵管的數(shù)量。
(6)邊溝與灌溉涵立交時(shí),通常采用渡槽方式通過(guò),應(yīng)避免溝底標(biāo)高與涵底標(biāo)高相接近,而造成排水?dāng)嗝娌蛔愕默F(xiàn)象。
(7)當(dāng)邊溝通過(guò)集鎮(zhèn)路段時(shí),可在邊溝頂面加帶槽孔的混凝土蓋板,或采用縱向油管通過(guò)。
2.3 質(zhì)量要求
(1)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及施工規(guī)范的要求施工,邊溝的位置、斷面、尺寸、坡度、標(biāo)高及使用的材料應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙的要求。
(2)土質(zhì)邊坡必須平整、穩(wěn)定,嚴(yán)禁貼坡;溝底應(yīng)平順整齊,不得有松散土和其他雜物,排水暢通。
(3)各類防滲加固設(shè)施、漿砌邊溝要求堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定,砌體砂漿配比準(zhǔn)確.砌縫內(nèi)砂漿均勻,勻縫密實(shí),砌體抹面?zhèn)€整、光滑、直順。
(4)采用干砌片石鋪砌邊溝時(shí),應(yīng)選用有平整面的片石,各砌縫要用小石子嵌緊,要求咬扣緊密、錯(cuò)縫,無(wú)疊砌、貼砌和浮塞。
(5)邊溝施工完畢后,應(yīng)對(duì)其施工質(zhì)量及斷面尺寸進(jìn)行檢查、校核,采用輕質(zhì)木板釘成標(biāo)準(zhǔn)邊溝尺寸,可方便而快速地核查邊溝各部分尺是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
關(guān)鍵詞:公路;攔水緣石;設(shè)計(jì)
瀝青混凝土攔水緣石作為高等級(jí)公路路面排水設(shè)施的組成部分,在國(guó)外很常見。我國(guó)自京津塘高速公路采用后,已在多條高速公路建設(shè)中采用,效果良好。但是,目前國(guó)內(nèi)論及瀝青混凝土攔水緣石設(shè)計(jì)與施工的文獻(xiàn)資料不多,在設(shè)計(jì)與施工規(guī)范中,只提出了簡(jiǎn)單的要求?,F(xiàn)行《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ032-94)中,有關(guān)瀝青混凝土路緣石施工的要求,是參照美國(guó)路緣石規(guī)范(SS-3)的有關(guān)規(guī)定編寫的,不盡周詳。
一、設(shè)計(jì)目的
水是影響公路質(zhì)量和使用品質(zhì)和一大要素,設(shè)計(jì)完善的排水系統(tǒng)是十分重要的。路面排水主要是排出路面范圍內(nèi)的降水即路面徑流,使之不沖刷填方邊坡,保持路基穩(wěn)定,提高路面的使用壽命,保證行車安全。對(duì)于高速公路來(lái)說(shuō),因其路幅寬,降到路面上的雨水量較多,排水不暢的路面將形成積水,高速行車會(huì)使積水霧化,迷霧遮擋駕駛員視線,增加行車事故。而且,積水會(huì)降低路面的抗滑性能,增加行車的危險(xiǎn)性。另外,高速公路必須確保長(zhǎng)年通車,以及路基、路面和各種結(jié)構(gòu)物經(jīng)久耐用,保持完好的路容,減少養(yǎng)護(hù)工作量。因此,在路肩外側(cè)邊緣處設(shè)置攔水帶,攔截路面水流以形成側(cè)溝,通過(guò)泄水口、急流槽將側(cè)溝內(nèi)的水排入路基外的排水溝,以達(dá)到既保障路面排水暢通,又防止路面漫流沖刷路堤邊坡的要求。
二、設(shè)計(jì)原則
《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ014-97)的6.2.3條“高速公路、一級(jí)公路的路面排水”中,將路面排水劃分為路面排水、路肩排水和中央分隔帶排水三個(gè)部分組成。路面排水設(shè)施由路面橫坡、攔水帶(或矩形邊溝)、泄水口和急流槽組成,并對(duì)路面橫坡、泄水口的設(shè)置作了一般性規(guī)定,對(duì)于攔水帶的設(shè)置原則,沒(méi)有提及。而《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ014-95)的4.4.3條“路肩排水設(shè)施”中,將攔水帶作為路肩排水設(shè)施的一個(gè)組成部分,規(guī)定其縱坡應(yīng)與路面的縱坡一致,“當(dāng)路面縱坡小于0.3%時(shí),可采用橫向分散排水方式將路面水排出路基,但路基填方應(yīng)進(jìn)行防護(hù);當(dāng)路堤邊坡較高,采用橫向分散排水不經(jīng)濟(jì)時(shí),應(yīng)采用縱向集中排水方式,在硬路肩邊緣設(shè)置攔水帶,并通過(guò)急流槽將水排出路基”。這里對(duì)是否設(shè)置攔水帶提出了兩個(gè)概念:一個(gè)是縱坡0.3%,另一個(gè)是路堤邊坡高度。
三、施工設(shè)備
瀝青混凝土攔水緣石成型機(jī),國(guó)內(nèi)尚無(wú)成熟的產(chǎn)品,需進(jìn)口,已配備該設(shè)備的施工單位也不多。待到施工前安排生產(chǎn)時(shí)再進(jìn)口該設(shè)備,往往是措手不及。
從現(xiàn)有進(jìn)口的該類設(shè)備來(lái)看,以美國(guó)產(chǎn)的Technotest瀝青混凝土緣石成型機(jī)為例,其料斗很小,且相對(duì)位置高,施工中無(wú)法用運(yùn)料車直接將拌和好的瀝青混合料倒入料斗,而且因?yàn)榕渲氐囊?,料斗不能改大。通過(guò)實(shí)踐,施工中一般在運(yùn)料車后拖一低底盤平板車,進(jìn)料時(shí)先由運(yùn)料車卸一部分熱料在平板車上,再由人工鏟入料斗內(nèi)。因此,一般需5~8個(gè)工人同時(shí)操作,且工作溫度高,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,瀝青混合料也因攤鋪時(shí)間長(zhǎng),易于冷卻,影響質(zhì)量。
另外,該設(shè)備無(wú)自行能力,其前進(jìn)的力量來(lái)自擠壓瀝青混凝土成型時(shí)的反作用力,因此速度不快,一般只能達(dá)到2~3.5m/min,遇到彎道、上坡等情況速度更慢。除掉天氣和檢修時(shí)間等影響因素,通常情況下一天只能完成2km。而且,每行進(jìn)20~50m還需停機(jī)一次,設(shè)置水簸箕以接上邊坡急流槽,大大影響了行進(jìn)速度。再加上該設(shè)備的螺旋輸送桿、傳動(dòng)鏈條、擠壓模型等均為磨擦易損件,需要經(jīng)常維護(hù)、修補(bǔ)、更新,在使用中很麻煩。
四、進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)理論
目前,我國(guó)對(duì)暴雨?duì)顟B(tài)下路面積水在路面合成坡度等因素的綜合作用下如何流動(dòng),以及由此對(duì)公路本身造成的危害如何產(chǎn)生,尚沒(méi)有充足的理論依據(jù)。依靠經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)于各種相關(guān)因素之間的經(jīng)濟(jì)性分析更是無(wú)據(jù)可查。過(guò)去,部分專家以縱坡0.5%作為是否設(shè)置攔水帶的界定標(biāo)準(zhǔn)。后為提高可靠度,將界定標(biāo)準(zhǔn)改為縱坡0.3%,這里雖然坡度只差0.2個(gè)百分點(diǎn),但在工程數(shù)量上的差別卻很大。
五、邊坡防護(hù)綜合設(shè)計(jì)
邊坡防護(hù)有植草防護(hù)、干(漿)砌片石防護(hù)和襯砌拱防護(hù)等多種形式,因原材料、人工費(fèi)用不同而使得各種防護(hù)形式的價(jià)格也高低不一。各地應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,對(duì)設(shè)置瀝青混凝土攔水緣石進(jìn)行綜合分析、設(shè)計(jì)。對(duì)于一般性低矮路堤,且漿砌片石防護(hù)單價(jià)不高的情況下,可不考慮路面縱坡大小,均采取滿砌防護(hù)而不設(shè)攔水帶;或者可以依據(jù)地形并結(jié)合排水設(shè)計(jì),將邊坡改為局部緩坡,不設(shè)攔水帶,而采用路面漫流排水方式;另外,從美觀及施工方便角度出發(fā),對(duì)于兩個(gè)挖方段之間設(shè)置瀝青混凝土攔水緣石長(zhǎng)度不足100m的段落,也可不設(shè),而相應(yīng)加大防護(hù)工程的投入。總之,通過(guò)攔水帶和邊坡防護(hù)等從多方面加以綜合分析比較,在節(jié)約投資、保證質(zhì)量、節(jié)省工期的前提下,盡量減少設(shè)置攔水帶的數(shù)量。
六、加強(qiáng)施工組織管理
在施工組織計(jì)劃中,應(yīng)盡早安排瀝青混凝土攔水緣石的生產(chǎn),提前落實(shí)施工設(shè)備、人員與施工方案,并在購(gòu)置設(shè)備的同時(shí)預(yù)先準(zhǔn)備充分的備件,落實(shí)專人負(fù)責(zé),在施工過(guò)程中勤保養(yǎng)勤維護(hù),保證設(shè)備最有效地工作。并且,應(yīng)加強(qiáng)施工組織管理,合理安排生產(chǎn),歇人不停機(jī),盡量延長(zhǎng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間,盡量減少對(duì)其它設(shè)施及整個(gè)工程的制約作用。
高速公路排水設(shè)計(jì)對(duì)于高速公路路基的穩(wěn)定性及路面的使用壽命有著顯著的影響。高速公路排水設(shè)計(jì)應(yīng)包含以下兩個(gè)方面的內(nèi)容:其一是要考慮如何減少地下水、農(nóng)田排灌水對(duì)路基穩(wěn)定性及強(qiáng)度的影響,一般稱之為第一類排水;其二是要考慮如何將路表水迅速排出路基之外,最大限度地減少雨水對(duì)路基、路面質(zhì)量的影響,減少因路表水排水不暢或路表水下滲對(duì)路基、路面結(jié)構(gòu)和使用性能產(chǎn)生的損害,這稱為第二類排水。
第一類排水設(shè)計(jì)通常采用適當(dāng)提高路基最小填土高度或在路基底部設(shè)置隔水墊層等辦法。施工期間一般都考慮在施工前開挖臨時(shí)排水邊溝,排除施工期地表水并降低地下水,同時(shí)在路基底部摻加低劑量石灰處理,設(shè)置40cm厚的穩(wěn)定層等。采用這一系列措施可起到事半功倍的效果。
第二類排水設(shè)計(jì)一般包括:
(1)通過(guò)路面橫坡、邊溝、邊溝急流槽等,將路表水迅速排出路基以外;
(2)設(shè)計(jì)中央分隔帶縱向碎石盲溝、軟式透水管及橫向排水管,將施工期進(jìn)入中央分隔帶的雨水及運(yùn)營(yíng)期中央分隔帶的下滲水迅速排出路基之外;
(3)設(shè)計(jì)泄水孔以迅速排除橋面水;
(4)設(shè)計(jì)中采用瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝或排水管,將滲入路面面層的水引出路基之外。
綜上所述,筆者結(jié)合揚(yáng)州西北繞城高速公路在設(shè)計(jì)以及施工中出現(xiàn)的問(wèn)題談一點(diǎn)自己的體會(huì)。
2 邊溝排水設(shè)計(jì)
邊溝設(shè)計(jì)在高速公路排水設(shè)計(jì)中占有很大的比重,設(shè)計(jì)人員都給予高度重視,但在設(shè)計(jì)過(guò)程中往往會(huì)忽視一些施工中的問(wèn)題,如邊溝的尺寸不考慮具體情況,死搬硬套有關(guān)規(guī)范、規(guī)定;又如施工單位大都未能按有關(guān)設(shè)計(jì)要求將原地表土、河塘清淤土等棄土運(yùn)送至取土坑內(nèi)用于復(fù)墾還田,而是棄放于路線兩側(cè)河塘中,造成部分河塘無(wú)法將路基水排入。另外由于沿線農(nóng)田為分戶承包,當(dāng)?shù)剜l(xiāng)鎮(zhèn)為了減少地方矛盾的產(chǎn)生,常常要求增加、改移和調(diào)整小型構(gòu)造物設(shè)置位置。還有一點(diǎn)就是設(shè)計(jì)中沒(méi)有充分考慮利用高速公路施工中超寬填土土方等。
2.1 邊溝尺寸選定
邊溝的排水能力主要取決于以下幾個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù):邊溝底流水坡度、邊溝截面尺寸、形狀、邊溝的表面粗糙程度。
依據(jù)江蘇省高速公路設(shè)計(jì)及公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范要求,高速公路的邊溝一般采用邊坡為1∶1的梯形明溝,因此,可采用《公路設(shè)計(jì)手冊(cè)路基》中梯形斷面溝渠的水力計(jì)算公式計(jì)算梯形排水邊溝的排水能力:
Q=WC
式中:Q—流量;
W—邊溝斷面面積;
C—流速(謝才)系數(shù);
R—水力半徑;
i—邊溝溝底縱坡。
根據(jù)高速公路所處地理位置,采用揚(yáng)州市歷史最大小時(shí)降雨量,以流入邊溝的水不溢出邊溝為限,并假設(shè)揚(yáng)州西北繞城高速公路的路基平均填土高度為3.5m,由此,匯水帶寬約為23m,則可依據(jù)不同的邊溝溝底坡度、不同的邊溝底寬(或邊溝截面積)的排水能力,計(jì)算出所能承受的路面排水最大長(zhǎng)度。揚(yáng)州西北繞城高速公路一般每公里設(shè)置三道涵洞,即300m左右有一道涵洞,也就是說(shuō)路面排水長(zhǎng)度一般在100m~200m之間。
通過(guò)分析、計(jì)算確定,揚(yáng)州西北繞城高速公路邊溝采用50cm的梯形邊溝即可滿足路基排水需要。
2.2 邊溝設(shè)計(jì)的原則
(1)一般路段的路基邊溝設(shè)計(jì)原則:以填筑式邊溝為主,盡量減少路基邊溝積水現(xiàn)象的發(fā)生。這主要是吸取已建成的高速公路中的教訓(xùn):1部分路段在汛期內(nèi)路基水不能及時(shí)排除。2地方群眾干擾路基水排入灌溉涵洞內(nèi)。
(2)路基邊溝縱坡的要求:根據(jù)交通部部頒《公路路基排水設(shè)計(jì)規(guī)范》要求,采用>!
(3)對(duì)于邊溝水進(jìn)入涵洞及跨越通道等情況的處理:沿線設(shè)置的涵洞有排涵、灌涵和灌排兩用涵。對(duì)于需排入排涵的邊溝,其邊溝底標(biāo)高不低于涵洞中心的標(biāo)高;需排入灌涵的邊溝,其溝底標(biāo)高不低于涵頂標(biāo)高;而對(duì)于灌排兩用的涵洞應(yīng)按灌涵要求設(shè)置,特殊情況時(shí)可適當(dāng)降低。為防止沖刷涵洞,原則上采用邊溝急流槽連接邊溝和涵洞洞口。一般情況下邊溝盡量少穿越通道,當(dāng)排水需通過(guò)通道排入涵洞時(shí),應(yīng)優(yōu)先采用邊溝蓋板涵,特殊情況下可采用邊溝倒虹吸穿越通道。
(4)對(duì)邊溝標(biāo)高及縱坡方向的問(wèn)題:根據(jù)路線縱斷面和沿線自然地形情況綜合確定,通常以沿線自然地形為主確定排水方向。邊溝底標(biāo)高控制應(yīng)以該段路肩邊緣最低點(diǎn)標(biāo)高以下大于1.7m為宜,原因是考慮到路線中央分隔帶橫向排水管不能因邊溝積水而引起倒灌。對(duì)于個(gè)別特殊路段不能滿足1.7m要求的,可放寬至1.4~1.5m,若另一側(cè)邊溝較低時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用單側(cè)布設(shè)橫向排水管。
(5)對(duì)于挖方段邊溝:考慮到中央分隔帶橫向排水管排水要求,邊溝底標(biāo)高不低于路肩標(biāo)高1.2m,同時(shí)要求邊溝縱坡不小于0.5%。施工期要求各施工單位必須首先在挖方段邊坡頂開挖截水溝以防止路基外側(cè)水進(jìn)入路基,并且應(yīng)做好挖方段本身臨時(shí)排水溝的設(shè)置工作。
3 中央分隔帶排水設(shè)計(jì)
高速公路中央分隔帶排水設(shè)計(jì)主要為排除中央分隔帶內(nèi)積水,可分為施工期間和道路營(yíng)運(yùn)期下滲水的排除。
施工期間排水量取決于最大瞬時(shí)降雨量及中央分隔帶的匯水面積。一般情況下,由于高速公路中央分隔帶內(nèi)設(shè)置有通訊、監(jiān)控用管線的人手孔,因此,中央分隔帶排水長(zhǎng)度應(yīng)為兩個(gè)人手孔之間的間距,一般路段的最大間距為180m。
揚(yáng)州市歷年最大瞬時(shí)降雨量為28.8mm/10min,根據(jù)本次設(shè)計(jì)中央分隔帶寬為2m,計(jì)算出中央分隔帶施工期需要的最大排水能力為:
Q=Aγ=2×180×0.0028.8=1.0368m3/S
式中:A—中央分隔帶匯水面積;
γ—最大瞬時(shí)降雨量
橫向排水管的排水能力按長(zhǎng)管自由出流的流量計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算:
式中:K—流量模數(shù),與管道斷面形狀、尺寸和粗糙度有關(guān);
H—水頭高度;
L—橫向排水管長(zhǎng)度
由以往高速公路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可知,高速公路橫向排水管長(zhǎng)為15m左右,橫向排水管坡度為2%,采用以上公式 計(jì)算出施工期最大瞬時(shí)降雨量時(shí)所需要的橫向排水管管徑為255mm。如果按有關(guān)排水設(shè)計(jì)規(guī)范要求50m設(shè)置一道橫向排水管,即排水長(zhǎng)度縮短為50m,則需要的橫向排水管管徑為75mm。
但在實(shí)際施工過(guò)程中存在許多問(wèn)題,如中央分隔帶是在基層施工后進(jìn)行開挖施工的,開挖的邊溝表面粗糙,瀝青不易粘結(jié)牢固,不能形成均勻、無(wú)破損的防滲層。土工布因有接縫,不能形成整體而達(dá)到完全不透水的程度。因此,當(dāng)盲溝積水時(shí)側(cè)面仍將無(wú)法阻止水滲入路基。
由于施工質(zhì)量不易控制,造成橫向排水管標(biāo)高誤差或產(chǎn)生淤塞,從而使上游橫向排水管排水不暢,大量的水流向最低處,而最低處的橫向排水管由于設(shè)計(jì)時(shí)包裹無(wú)紡?fù)凉げ蓟虍a(chǎn)生淤塞,使排水能力嚴(yán)重不足,從而導(dǎo)致下游中央分隔帶積水嚴(yán)重,有的下雨后幾天中央分隔帶仍有積水,使路基長(zhǎng)時(shí)間浸泡,影響了路基、路面的強(qiáng)度。
由于通訊、監(jiān)控管線人手孔的設(shè)(下轉(zhuǎn)第9頁(yè))(上接第13頁(yè))置阻斷了中央分隔帶排
水,造成中央分隔帶積水或積水滲入人手孔。 為了解決這些問(wèn)題,采用以下辦法處理:對(duì)于設(shè)計(jì)底坡小于0.3%的,采用鋸齒形縱向矩形碎石盲溝,并于盲溝底部設(shè)置軟式透水管和每隔30~50m設(shè)置集水槽匯集中央分隔帶雨水或滲水;根據(jù)以上計(jì)算,中央分隔帶每隔30~50m設(shè)置一道橫向排水管,將盲溝中的水排出路基以外;在中央分隔帶內(nèi)設(shè)置2cm厚水泥砂漿層、瀝青防滲層及土工布防滲層,防止中央分隔帶中水從側(cè)面向路基滲透。
4 路面滲水的排水設(shè)計(jì)
關(guān)鍵詞:瀝青路面;病害;防治措施
中圖分類號(hào): U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
1.引言
瀝青路面作為一種路用材料,得到世界各國(guó)的廣泛使用,從鄉(xiāng)村道路到城市道路,從三級(jí)公路到高速公路,均得到了廣泛應(yīng)用。隨著城市建設(shè)交通量的不斷增加,撐得慌idaolu面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn),城市道路瀝青路面出現(xiàn)各種各樣的病害,如開裂、 剝落、松散、坑塘的問(wèn)題。有的城市道路出現(xiàn)的病害甚至影響到了行車安全,不僅縮短了道路的使用壽命,也加大了車輛單的磨損。對(duì)此,本文就瀝青道路出現(xiàn)的病害,提出防止措施和處理意見。
2.瀝青道路常見病害分析
根據(jù)本人多年從事道路養(yǎng)護(hù)和施工的經(jīng)驗(yàn),瀝青路面的病害主要有以下幾個(gè)方面。
2.1水損害現(xiàn)象
由于路面排水不暢是局部出現(xiàn)積水,隨著時(shí)間的推移,尤其是經(jīng)歷場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間的降雨,路面的積水部分常會(huì)出現(xiàn)松散、剝落、坑塘等。這就是典型的水損壞現(xiàn)象。對(duì)于道路比較平坦的城市,道路交口瀝青路面的破損多是由于排水不暢造成的。
2.2裂縫現(xiàn)象
裂縫現(xiàn)象是路面早期破損最常見的病害之一。當(dāng)路面出現(xiàn)裂縫后,十分會(huì)不斷的流入路面內(nèi)部,是瀝青面層松散、路基軟化、基層板塊斷裂,導(dǎo)致路面的承載力降低,加速路面的沿裂縫破壞。路面裂縫的成因比較復(fù)雜,主要有基層反射性裂縫及由路面設(shè)計(jì)不當(dāng)和施工質(zhì)量不合格,或由于車輛超載,導(dǎo)致路面產(chǎn)生裂縫。近年的路基層基本都采用水泥穩(wěn)定基層,這種路基成型快,早期強(qiáng)度高,但容易產(chǎn)生收縮裂縫引起瀝青面層產(chǎn)生橫向裂縫。
2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理
根據(jù)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范,瀝青路面除應(yīng)滿足車輛的使用要求外,還要滿足雨水不滲的要求,所以宜選用粒徑較小、空隙小的級(jí)配混合料,盡量采用小粒徑瀝青混凝土,以提高的瀝青路面的防水性。對(duì)于選用中粗粒的混凝土或開級(jí)配的瀝青碎石瀝青路面,必須在瀝青面層下設(shè)下封層,防止雨水滲入。
2.4補(bǔ)強(qiáng)段厚度不足
為充分利用老路并節(jié)約投資,利用舊路的結(jié)構(gòu)層的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)。按照公路補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)要求,要先對(duì)之前的路段狀況進(jìn)行評(píng)估,根據(jù)舊路的路況,確定利用舊路的方案及補(bǔ)強(qiáng)的厚度。如果設(shè)計(jì)單位沒(méi)有進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的調(diào)查,只是大致給出一個(gè)補(bǔ)強(qiáng)厚度及路段樁號(hào),結(jié)果就會(huì)導(dǎo)致許多路段補(bǔ)強(qiáng)后彎沉值大于設(shè)計(jì)值,造成新路強(qiáng)度不足。
2.5路面厚度
路面厚度的設(shè)計(jì)依據(jù)是設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累積當(dāng)量軸次,設(shè)計(jì)單位為了計(jì)算方便,一般將設(shè)計(jì)公路的交通量劃分為一定車型的標(biāo)準(zhǔn)交通量和另一定型的非標(biāo)準(zhǔn)車交通量,然后將非標(biāo)準(zhǔn)車的軸次換算成標(biāo)準(zhǔn)車軸載的當(dāng)量軸次,最后用設(shè)計(jì)年限內(nèi)的當(dāng)量軸次計(jì)算路面紅色基彎沉和結(jié)構(gòu)厚度。在非標(biāo)準(zhǔn)車向標(biāo)準(zhǔn)車的軸載的轉(zhuǎn)換的過(guò)程中,實(shí)際上不管是按照標(biāo)準(zhǔn)車的軸載還是非標(biāo)準(zhǔn)車的軸載,車輛的實(shí)際軸載遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)軸載,由此就得知設(shè)計(jì)路面實(shí)際承受的當(dāng)量軸次遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)年限的累積當(dāng)量軸次。即現(xiàn)階段吸納進(jìn)路面早期破壞情況較多的癥結(jié)就是道路在短期內(nèi)疚達(dá)到了設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累積當(dāng)量軸次。
2.6瀝青混凝土的配合比
瀝青混凝土的配合比設(shè)計(jì)按照規(guī)范要經(jīng)過(guò)四個(gè)階段,即目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段和試拌試鋪階段。各階段要達(dá)到的目的都有規(guī)范要求。在施工時(shí),有的施工單位縮短為三個(gè)階段,有的干脆直接進(jìn)行施工,這就導(dǎo)致了瀝青路面的質(zhì)量不合格;另一方面,由于目前國(guó)家的現(xiàn)狀所致,高速公路的工期較短,材料不合格、設(shè)備落后導(dǎo)致路面質(zhì)量不合格,這都為之后病害的發(fā)生埋下了伏筆。
2.7路面施工導(dǎo)致的病害
(1)對(duì)材料的檢驗(yàn)不合格。對(duì)瀝青混合料的配合比控制不夠,特別是礦粉和瀝青用量不準(zhǔn),是4瀝青路面早期出現(xiàn)推擁、油包、松散、坑槽等。
(2)瀝青混凝土拌合溫度的控制。規(guī)范要求對(duì)瀝青拌合出場(chǎng)溫度要求為120℃-165℃,而實(shí)際上有些施工單位和個(gè)別的商品瀝青混凝土運(yùn)輸?shù)焦さ氐牟牧蠝囟葘⒔?80℃,有時(shí)還不到110℃,。溫度太高,瀝青和礦料拌合時(shí),瀝青會(huì)被礦料的高溫灼焦,瀝青老化,是里面的強(qiáng)度不足,產(chǎn)生松散、坑槽等病害。溫度太低,瀝青混合料本和不均勻,會(huì)導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生局部松散和一些其他病害。
(3)瀝青路面攤鋪。攤鋪時(shí)使用的大型攤鋪設(shè)備如ABG425/525,若拌合能力不能滿足攤鋪能力,容易造成攤鋪機(jī)時(shí)開時(shí)停,使路面的食量下降。特別是在碾壓時(shí)會(huì)受到限制,不容易控制在規(guī)范要求的范圍內(nèi)。另一方面,在過(guò)去的七八十年代,攤鋪設(shè)備、拌合設(shè)備完全靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工生產(chǎn),這就是瀝青混合料的額配合比計(jì)量、拌合的均勻性、攤鋪的壓實(shí)度、平整度都受到很大影響。
(4)碾壓溫度。造成碾壓溫度過(guò)高的原因有兩個(gè):一個(gè)是瀝青混合料出場(chǎng)溫度超出規(guī)范規(guī)定的上限;二是瀝青混合料出場(chǎng)溫度低于規(guī)范規(guī)定的下限值。溫度太高,混合料不易壓實(shí),會(huì)出現(xiàn)推移,發(fā)生微裂。
2.8道路基層施工。基層是承擔(dān)面層傳遞的車輛荷載的主要承重層。基層的強(qiáng)度及穩(wěn)定直接關(guān)系到面層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性?;鶎邮┕さ闹饕獑?wèn)題是:
(1)基層、底基層和路面沒(méi)有清楚干凈。在鋪設(shè)上一結(jié)構(gòu)層前,如果路面的結(jié)構(gòu)層及路基表面的浮土、浮灰等清理不干凈,在雨水的作用下,浮層細(xì)料會(huì)變軟,在行車的擠壓下形成高壓水流沖刷成漿,影響路面質(zhì)量。
(2)基層松鋪系數(shù)控制?;鶎铀射佅禂?shù)(即基層標(biāo)高)控制不嚴(yán)會(huì)導(dǎo)致二次補(bǔ)加層,二次補(bǔ)加層不能與基層緊密連接,且自身強(qiáng)度較小,容易松散,,進(jìn)而引起瀝青層網(wǎng)裂、松散、坑槽等破壞。因此,施工時(shí)建議補(bǔ)加層宜用含油的瀝青層代替。
3.防治措施
(1)優(yōu)化城市道路的排水設(shè)計(jì),防治路面出現(xiàn)積水。對(duì)經(jīng)常出現(xiàn)積水的地方增設(shè)排水口,特別要注意交叉口的排水設(shè)計(jì)。
(2)加強(qiáng)半剛性基層的養(yǎng)護(hù),嚴(yán)格控制水泥含量。
(3)合理設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)。城市路面層厚度控制在12-15cm,對(duì)于半剛性基層瀝青路面,無(wú)需用較厚的面層。要提高路面的使用性能就要提高瀝青的質(zhì)量。
(4)施工質(zhì)量控制。優(yōu)秀的設(shè)計(jì)、合理的施工是保證施工質(zhì)量的前提。施工質(zhì)量控制不嚴(yán),畢然導(dǎo)致早期破壞。所以要建立健全有效的食量管理體系,對(duì)施工過(guò)程中的每道工序進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān),保證質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
(5)材料級(jí)配。確保材料級(jí)配達(dá)到設(shè)計(jì)要求,不要偏離級(jí)配中線太遠(yuǎn)。
(6)瀝青的選用。要挑選符合規(guī)范要求的瀝青,特別是瀝青的針入度、延度等要嚴(yán)格把關(guān),透層油、粘層油瀝青應(yīng)采用與瀝青混合料同一種瀝青。
(7)加強(qiáng)瀝青混合料配合比的設(shè)計(jì)。
4.結(jié)語(yǔ)
綜上所述,引起瀝青路面產(chǎn)生病害的原因數(shù)多方面的,因根據(jù)成因從設(shè)計(jì)、施工到管理部門、層層把關(guān)、層層控制,有針對(duì)性的采取一系列的措施保證施工質(zhì)量。從根本上減少瀝青路面發(fā)生病害的現(xiàn)象。
參看文獻(xiàn)
[1] 《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》 ( CTT37-90 ).北京: 中國(guó)建筑工業(yè)出版社. 1991.
[2] 《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTJ014-97. 北京: 人民交通出版社. 1997.
[3] 《瀝青路面施工及驗(yàn)收規(guī)范》 JTJ014-97. 北京: 人民交通出版社.1997.
關(guān)鍵詞:路基設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)08(b)-0056-01
東山坡至毛家溝段高速公路位于寧夏回族自治區(qū)境內(nèi),是國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃中18條橫線的第6條—— 青島至蘭州高速公路在寧夏境內(nèi)的重要路段,路線全長(zhǎng)約51km,按雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。
項(xiàng)目區(qū)為中低山嶺地形,區(qū)內(nèi)峰巒疊嶂、溝谷縱橫、山大溝深,地質(zhì)條件復(fù)雜,路基設(shè)計(jì)難度大,也是項(xiàng)目設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。路基設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格遵照現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及建設(shè)部頒發(fā)《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》(公路工程部分)的強(qiáng)制性條文。本文東毛高速公路為例,對(duì)路基設(shè)計(jì)的一些思路和方法進(jìn)行一些理論實(shí)踐分析,可供參考。
1 一般路基設(shè)計(jì)
路基設(shè)計(jì)前,對(duì)項(xiàng)目沿線做好全面調(diào)查研究,充分收集沿線地質(zhì)、水文、地形、地貌、氣象、地震等設(shè)計(jì)資料,設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)沿線自然條件和工程地質(zhì)條件,本著因地制宜、就地取材的原則,選擇合理的路基橫斷面形式以及路基邊坡坡率,采取經(jīng)濟(jì)有效的路基防護(hù)、排水措施,合理路基填料,確保路基的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性,并使路容美觀,與周圍景觀相協(xié)調(diào)。
(1)路基橫斷面布設(shè):全線采用全封閉、全立交的四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。路基寬度24.5m,中間帶寬3.0m,行車道寬4×3.75m,硬路肩2×2.5m,土路肩2×0.75m;行車道、路緣帶及硬路肩橫坡為2%,土路肩橫坡為3%。全線不設(shè)超高的最小半徑按2500m控制,本項(xiàng)目最小半徑為800m,最大超高值為4%,無(wú)圓曲線加寬。
(2)邊坡坡率設(shè)計(jì):根據(jù)沿線地質(zhì)情況、路基填料性質(zhì)及地區(qū)地震烈度情況,填方路基邊坡都采用正常邊坡,填方邊坡高度小于6m時(shí)坡率采用1∶1.5;填方路基邊坡大于6m時(shí)6m處分級(jí),6m以上部分采用1∶1.5,以下采用1∶1.75,護(hù)坡道寬度為1m;對(duì)局部沖溝處理段較高填方(邊坡高大于12m)邊坡進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)。
根據(jù)挖方地質(zhì)及水文條件情況,挖方邊坡采用每8m分級(jí),第一級(jí)為1∶1,第二、三級(jí)均為1∶1.25,第四級(jí)為1∶1.5,當(dāng)最上一級(jí)邊坡高度小于10m時(shí)不再分級(jí)。挖方段設(shè)置(60×60)cm矩形邊溝,邊溝外設(shè)置1m寬碎落臺(tái),挖方邊坡分級(jí)處邊坡平臺(tái)寬度3m,平臺(tái)上設(shè)(40×40)cm的矩形排水溝。
(3)高填深挖等路基等設(shè)計(jì):根據(jù)路基設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定:邊坡高度超過(guò)20m的路堤為高邊坡路堤;一般土質(zhì)挖方邊坡高度超過(guò)20m,巖質(zhì)挖方邊坡高度超過(guò)30m的為深挖方。對(duì)地面橫坡(或縱坡)陡于1∶5而緩于1∶2.5的填方(半填半挖)路段,應(yīng)按規(guī)范要求挖臺(tái)階后填筑路基,臺(tái)階寬度不小于2m,并設(shè)向內(nèi)傾3%的橫坡;當(dāng)?shù)孛鏅M坡陡于1∶2.5時(shí),按陡坡路堤設(shè)計(jì);為了減少路基在構(gòu)造物兩側(cè)產(chǎn)生不均勻沉降,減輕跳車現(xiàn)象,提高公路車輛行駛的舒適性,對(duì)新建橋梁和涵洞臺(tái)背兩側(cè)路基填筑進(jìn)行特殊處理。
2 特殊路基設(shè)計(jì)原則及方案必選論證
本項(xiàng)目特殊路基為黃土地區(qū)路基,主要分布在渝河北岸丘陵及臺(tái)地上。
濕陷性黃土是指在山體自重壓力或附加壓力作用下受水侵濕而產(chǎn)生沉陷的黃土,本項(xiàng)目黃土以“戴帽黃土”的形式分布于山體上部,具垂直節(jié)理,不具層理,屬原生黃土。
濕陷性黃土處理包括地基處理和防水措施,根據(jù)公路地基的特性和特點(diǎn),地基處理應(yīng)以防水措施為主,地基處理為輔,因?yàn)樗屈S土地區(qū)路基產(chǎn)生病害的主要原因,設(shè)置完善的防、排水系統(tǒng),最大限度地降低地基受水浸濕的可能性是保證黃土路基穩(wěn)定的首要措施。濕陷性黃土的處理應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、黃土濕陷等級(jí)、處理深度要求、施工條件及材料來(lái)源,并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。
本項(xiàng)目根據(jù)不同的濕陷等級(jí)、施工可行性,確定黃土路基處理方案為沖擊碾壓、重錘強(qiáng)夯法、灰土擠密樁等。
3 路基防護(hù)工程方案比選論證
路基防護(hù)設(shè)計(jì)以安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、美觀為原則,以項(xiàng)目影響區(qū)內(nèi)氣象、水文、地形、地貌等自然條件為基礎(chǔ),從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、景觀多方面綜合考慮,提出合理可行的防護(hù)型式,在滿足防護(hù)功能的前提下,重點(diǎn)突出景觀設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目的路基防護(hù)型式的選擇在充分遵循路基防護(hù)設(shè)計(jì)原則的條件下,借鑒寧夏區(qū)內(nèi)高等級(jí)公路的路基防護(hù)型式,特別是在本項(xiàng)目附近地形地質(zhì)條件部分相似相似、已建成通車的福銀高速固原至什字段高速公路的基礎(chǔ)上,再結(jié)合本項(xiàng)目的特殊情況綜合確定的。
4 取土、棄土方案項(xiàng)目
本項(xiàng)目路線經(jīng)過(guò)剝蝕構(gòu)造丘陵地貌、渝河階地及黃土丘陵地貌,絕大部分路基占用了水澆地、旱地及退耕還林地。本項(xiàng)目挖方除部分風(fēng)化(泥)砂巖外其余都為粉土,可做路床外路基填料;本著最大限度地減少對(duì)沿線自然環(huán)境的破壞及節(jié)省投資的前提下,盡量選用優(yōu)良的路基填料,遵守美化環(huán)境和綜合利用的原則,路基填料從取土場(chǎng)集中取用。
5 排水設(shè)計(jì)原則及方案比選論證
公路路基排水設(shè)計(jì)應(yīng)防、排、疏結(jié)合,并與路面排水、路基防護(hù)、地基處理等措施相互協(xié)調(diào)、形成完善的排水系統(tǒng),同時(shí)遵循少占農(nóng)田、環(huán)境保護(hù)及與當(dāng)?shù)嘏殴嘞到y(tǒng)協(xié)調(diào)原則。路基排水結(jié)合路線、橋涵設(shè)計(jì),在充分調(diào)查沿線水文的基礎(chǔ)上綜合考慮,本項(xiàng)目路基排水工程類型主要包括邊溝、排水溝、截水溝等。
6 結(jié)語(yǔ)
路基設(shè)計(jì)應(yīng)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)化理念,注重水土保持、環(huán)境保護(hù)、景觀協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)原則,提高路基綜合設(shè)計(jì)水平,對(duì)保證路基質(zhì)量對(duì)工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量至關(guān)重要。本項(xiàng)目部分的路基設(shè)計(jì)思路和理念值得類似項(xiàng)目參考和借鑒。
關(guān)鍵詞:公路隧道;隧道設(shè)計(jì);隧道施工;隧道建設(shè);地質(zhì)環(huán)境 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
中圖分類號(hào):U456 文章編號(hào):1009-2374(2016)07-0078-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.07.040
近十年來(lái)我國(guó)的公路隧道建設(shè)得到了迅猛的發(fā)展,每年以60萬(wàn)延米的速度不斷增長(zhǎng),因此對(duì)隧道的設(shè)計(jì)也提出了更高的要求??v觀國(guó)內(nèi)外隧道設(shè)計(jì)的研究成果是十分豐富的,因此國(guó)內(nèi)公路隧道設(shè)計(jì)的理論體系也非常多。目前,我國(guó)公路隧道設(shè)計(jì)已經(jīng)與國(guó)際水平接軌,并且在施工技術(shù)方面的成就也有了很大的進(jìn)步。我國(guó)國(guó)土面積之大,不同地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境會(huì)有所不同,所以在隧道建設(shè)中采用的施工技術(shù)也各不相同。本文以福建A公路為例,對(duì)其隧道設(shè)計(jì)與施工技術(shù)進(jìn)行深入分析,旨在促進(jìn)我國(guó)公路隧道設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的共同發(fā)展,并打造高質(zhì)量的隧道工程。
1 工程概況
A公路隧道處于地勢(shì)西北高東南低的福建省境內(nèi),因福建省復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造特征,該工程隧道地質(zhì)特征也比較復(fù)雜。該公路隧道進(jìn)口段主要被花崗巖覆蓋,分布不均,其他為砂土填充,砂層厚度超過(guò)2m,屬于V級(jí)圍巖。隧道出口鄰近U字形溝槽,溝槽內(nèi)常年積水。對(duì)該工程造成影響的地質(zhì)因素主要是隧道進(jìn)口多塊石堆積層,經(jīng)雨水沖刷容易在洞門外淤積。
2 A公路隧道設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)原則
(1)遵循《公路工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG D70-2013)和《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D70-2013)中的相關(guān)規(guī)定;(2)洞口要設(shè)置洞門,洞門結(jié)構(gòu)可以是柱式、端墻式、臺(tái)階式等,洞門結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)洞口的具體地質(zhì)情況和施工特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì);(3)當(dāng)隧道中線和隧道洞口地形的等高線斜交時(shí),洞門結(jié)構(gòu)宜采用斜交式,線路中線和端墻的交角應(yīng)大于45度;(4)隧道內(nèi)部輪廓的設(shè)計(jì)除了要符合隧道建設(shè)規(guī)定,同時(shí)要保證洞內(nèi)設(shè)備齊全,比如洞內(nèi)的排水設(shè)施、通風(fēng)、檢修道、照明以及運(yùn)營(yíng)管理等設(shè)施;(5)公路隧道施工圖的設(shè)計(jì)遵照《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D70-2013)中推薦的隧道內(nèi)輪廓建設(shè);(6)位于風(fēng)景區(qū)、城鎮(zhèn)、車站附近的隧道洞門設(shè)計(jì)要符合建筑美觀要求,與城市建設(shè)和環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào);(7)注重隧道“監(jiān)控量測(cè)”以及“地質(zhì)超前預(yù)報(bào)”。
2.2 洞門設(shè)計(jì)
為了保證周圍環(huán)境不受到過(guò)大的破壞,本隧道洞口應(yīng)結(jié)合福建的地貌地形進(jìn)行整體設(shè)計(jì),并且在洞口周圍種植與地形特征相符的綠色植物。
2.3 隧道襯砌設(shè)計(jì)
本路段隧道襯砌結(jié)構(gòu)主要根據(jù)圍巖的地質(zhì)條件及施工條件分為淺埋和深埋段復(fù)合式襯砌、明洞襯砌。除Ⅴ級(jí)圍巖土質(zhì)的隧道可以使用礦山法原理進(jìn)行設(shè)計(jì)以外,其他襯砌均使用新奧法原理進(jìn)行設(shè)計(jì)施工;通過(guò)工程類比等計(jì)算方法確定襯砌設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù);在圍巖比較差的地段,其襯砌應(yīng)向圍巖較好的地段延長(zhǎng)10m左右,并且在主洞與車行橫通道交叉地段設(shè)置加強(qiáng)段襯砌,襯砌材料均使用鋼筋凝土;明洞襯砌的拱墻、仰拱鋼筋混凝土強(qiáng)度為C25。
2.4 通風(fēng)與照明設(shè)計(jì)
一方面,根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范并結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境,本隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)為射流風(fēng)機(jī)誘導(dǎo)式通風(fēng);另一方面,本隧道考慮到其長(zhǎng)度應(yīng)設(shè)置電纜槽。隧道內(nèi)供電采用380/220V的三相四線系統(tǒng)以及380V動(dòng)力設(shè)備。
2.5 防排水設(shè)計(jì)
(1)洞內(nèi)防排水。為了能夠有效將襯砌背后的積水排出,本隧道內(nèi)沿著巖面環(huán)向設(shè)置透水管,透水管和墻底部縱向排水管(Φ10Omm)相連,并且每30m布設(shè)一處橫向引水管,把縱向排水管里的水引入到側(cè)溝內(nèi),再由側(cè)溝從引水道排向隧道外;(2)洞外防排水。在隧道進(jìn)口端洞外的側(cè)溝布設(shè)5%的反坡排水,并且在距洞口外1~2m處地面設(shè)一處深3m、寬4m的橫向盲溝來(lái)攔截路面水;(3)明洞防排水。明洞采用黏土隔水層及外貼式防水層;(4)隧道防排水。隧道防排水采用“防、截、排、堵”相結(jié)合的防滲方案。在施工前根據(jù)掌握的資料結(jié)合地形對(duì)地下出水情況進(jìn)行分析和水量計(jì)算,制定最佳的排水措施。除此之外要對(duì)該公路隧道內(nèi)部的出水位置、水量大小、變化規(guī)律以及水質(zhì)成分等做好相關(guān)的勘測(cè)與記錄,達(dá)到邊墻和拱部不滲水、道床不冒水不積水的效果。
3 A公路隧道施工技術(shù)與方法
3.1 施工測(cè)量
(1)測(cè)量隊(duì)組織隧道控制測(cè)量,繪出隧道以及隧道內(nèi)各設(shè)備位置示意圖和線路樁點(diǎn)。沿隧道方向每100m處設(shè)臨時(shí)水準(zhǔn)基點(diǎn),每150m處設(shè)導(dǎo)線控制點(diǎn),同時(shí)核對(duì)線路的中線是否準(zhǔn)確;(2)施工現(xiàn)場(chǎng)的所有測(cè)量?jī)x器標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一并派專人保管維護(hù)。如果在測(cè)量中儀器參數(shù)不符合規(guī)范要及時(shí)校準(zhǔn)或更換,保證測(cè)量數(shù)據(jù)無(wú)誤;(3)記錄各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)并匯報(bào)給監(jiān)理部門;(4)得到批復(fù)后開始進(jìn)行洞口邊的仰坡施工的放樣測(cè)量。
3.2 隧道開挖
(1)開挖方法與進(jìn)尺控制。隧道進(jìn)出口的開挖方法均采用正臺(tái)階法。上部臺(tái)階長(zhǎng)為5m,先對(duì)上半段面施工并做好支護(hù)工作,使用風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔,下部開挖使用鉆孔臺(tái)架風(fēng)鉆進(jìn)行鉆眼,兩者每循環(huán)進(jìn)尺不超過(guò)1m。遇到Ⅲ級(jí)圍巖開挖則采用全斷面法,鉆眼使用液壓鑿巖臺(tái)車,循環(huán)進(jìn)尺控制在3m以內(nèi);(2)爆破作業(yè)。該段工程使用非電導(dǎo)爆系統(tǒng)。每個(gè)鉆孔區(qū)域由專人負(fù)責(zé),裝藥也由專門的爆破技術(shù)人員負(fù)責(zé)。在這一過(guò)程中,技術(shù)人員必須對(duì)爆破技術(shù)非常熟練,能夠正確使用炸藥的用量以及雷管的段數(shù)。在鉆孔之前要確定開挖斷面的中線以及水平輪廓,鉆孔要以“準(zhǔn)、平、直、齊”為標(biāo)準(zhǔn)并滿足相關(guān)精度要求(各孔誤差均已不超過(guò)3cm為準(zhǔn))。完成鉆孔以后對(duì)符合標(biāo)準(zhǔn)的孔填裝炸藥,不符合標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)重新鉆孔方可開始裝藥爆破。在填裝炸藥前要將炮孔清理干凈,以免爆破受到其他物質(zhì)的影響。隧道進(jìn)出口根據(jù)設(shè)計(jì)做好相關(guān)加固工作后,Ⅴ級(jí)圍巖使用微臺(tái)階法開挖,錨、噴、網(wǎng)及型鋼支護(hù)。待開挖完畢初噴混凝土4cm厚度,然后布設(shè)錨桿及掛網(wǎng),最后架立鋼架并噴射15cm厚的混凝土,尤其是鋼架處要加厚噴層,確保鋼架穩(wěn)定和整體受力。
3.3 支護(hù)作業(yè)
支護(hù)作業(yè)是隧道施工中的重要環(huán)節(jié),其中分兩次噴射混凝土,每完成一次爆破要及時(shí)清理圍巖并采用濕噴機(jī)開展初噴作業(yè),在最短的時(shí)間內(nèi)將開挖面封閉以防止圍巖變形。下一步是出碴作業(yè),出碴完成后是鉆爆車進(jìn)場(chǎng),要先對(duì)錨桿進(jìn)行鉆孔,錨桿鉆孔的深度誤差控制在20cm內(nèi)。然后針對(duì)出噴不合格的地方進(jìn)行混凝土補(bǔ)噴,新噴混凝土要根據(jù)要求進(jìn)行灑水維護(hù)。需要注意的是在Ⅴ級(jí)圍巖地段安裝錨桿時(shí)也要安裝鋼型鋼架,以此確保隧道施工的安全與質(zhì)量。支護(hù)作業(yè)應(yīng)遵照工程施工標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施,相關(guān)人員負(fù)責(zé)全程監(jiān)控與指導(dǎo)。
3.4 隧道襯砌
該隧道的襯砌形式是整體式襯砌,所以使用襯砌臺(tái)車對(duì)拱墻一次襯砌。襯砌模型使用樣式簡(jiǎn)單接縫嚴(yán)密的金屬大模板。根據(jù)設(shè)計(jì)制作定擋頭板。灌注則使用混凝土輸送泵。施工當(dāng)中,拱墻兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行灌注,兩側(cè)高度誤差控制在1m內(nèi)。隧道Ⅴ級(jí)圍巖需要考慮防震因素,所以全斷面襯砌要使用鋼筋混凝土,其他位置可以使用素混凝土。鋼筋的安裝與使用要按照設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格實(shí)施,另外還需要注意以下三點(diǎn):(1)低溫混凝土配合比和用量都要符合設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn);(2)隧道基底的虛碴、積水和雜質(zhì)必須及時(shí)清理干凈,尤其是混凝土不得導(dǎo)入積水基坑;(3)達(dá)到一定時(shí)間后拆除模板,對(duì)襯砌進(jìn)行養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間為兩周。
3.5 隧道防排水
第一,洞內(nèi)施工排水。因?yàn)椴捎玫氖茄龉?,所以要在洞?nèi)集水坑然后將水匯入到這些坑內(nèi),最后采用泥漿泵將水排到洞外。
第二,隧道防排水。使用多種防排方案,實(shí)現(xiàn)“防、排、堵、截”相結(jié)合。其中防水板的施工技術(shù)如下:(1)安裝防水板之前要安裝好軟式透水管盲溝。檢查防水板的質(zhì)量,禁止將有色變、刀痕、小孔等問(wèn)題的防水板帶入施工場(chǎng)地。在防水板邊緣10cm處做搭接線記號(hào),邊墻、拱部分段鋪設(shè)防水板,在拱部畫出中心線,卷起備用。然后接通電源,切割鋼絲網(wǎng)露頭做好各項(xiàng)材料的準(zhǔn)備工作。(2)固定防水板。鋪設(shè)防水板時(shí),拱部防水板的中線要與隧道中線重合,在防水板邊緣5cm處開始錨定,間距0.5m,板邊固定點(diǎn)距邊緣5cm,間距為1m,以此向下展開。(3)以搭接寬度10cm為標(biāo)準(zhǔn)黏接防水板接縫。黏縫若不符合質(zhì)量要求要及時(shí)修補(bǔ)。
3.6 隧道監(jiān)控量測(cè)要點(diǎn)
在施工中,除了高效發(fā)揮以上施工技術(shù),監(jiān)控量測(cè)作為隧道施工中的重要組成部分,其作用是非常巨大的。因此根據(jù)隧道設(shè)計(jì),進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)要注意以下九點(diǎn):(1)監(jiān)控量測(cè)貫穿整個(gè)隧道施工過(guò)程。主要是通過(guò)收集測(cè)量數(shù)據(jù)以及分析結(jié)果掌握各項(xiàng)施工技術(shù)的可行性,從而起到預(yù)防施工風(fēng)險(xiǎn)以及保證施工質(zhì)量的作用;(2)在施工前,對(duì)承包商進(jìn)行控制點(diǎn)復(fù)測(cè)與審核,尤其是周邊收斂、位移量測(cè)、拱頂下沉量測(cè)、錨桿內(nèi)力抗拔、掌子面地質(zhì)素描等;(3)明洞工程開挖前,要測(cè)量放線及仰坡頂截水溝和洞口段的排水系統(tǒng)檢驗(yàn)合格后才能實(shí)施。開挖之后尺寸與邊仰坡坡率要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求;(4)洞身開挖中必須嚴(yán)格對(duì)爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行監(jiān)控,尤其是巖石最小抵抗線及周邊眼間距的測(cè)量以及起爆位置的確定要進(jìn)行嚴(yán)格控制;(5)隧道開挖遇到煤層時(shí),應(yīng)嚴(yán)格測(cè)量瓦斯?jié)舛龋⒎乐姑簩油咚挂萑肟拥?;?)嚴(yán)格控制超欠挖,采用激光斷面儀測(cè)量?jī)艨諗嗝?,每?~10m檢測(cè)一個(gè)斷面,當(dāng)發(fā)現(xiàn)超欠挖時(shí)立即調(diào)整鉆爆參數(shù);(7)隧道初期支護(hù)的監(jiān)控量測(cè)必須根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)做好錨桿支護(hù)、鋼筋網(wǎng)支護(hù)、噴射混凝土支護(hù)等技術(shù)的監(jiān)控量測(cè),其中噴射砼施工中對(duì)噴射距離、角度要進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)量和控制;(8)隧道二次襯砌要以砼強(qiáng)度、厚度、鋼拱架間距、空洞情況的檢測(cè)作為監(jiān)控量測(cè)的重點(diǎn);(9)隧道防排水監(jiān)控量測(cè)中,洞內(nèi)順坡排水的坡度與線路坡度要一致,此外要加強(qiáng)防水板的監(jiān)控量測(cè)。
4 結(jié)語(yǔ)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步,公路隧道在設(shè)計(jì)及施工和運(yùn)營(yíng)管理方面都日益成熟,但是與此同時(shí),新技術(shù)、新材料以及新工藝的研究與應(yīng)用也層出不窮,使得設(shè)計(jì)與施工在一定程度上難以同步發(fā)展,所以為了有效解決這一問(wèn)題,在今后的公路建設(shè)中需要不斷地完善與改進(jìn)。本文針對(duì)福建某公路隧道建設(shè)進(jìn)行了分析,希望能夠?yàn)楣匪淼赖慕ㄔO(shè)起到積極的促進(jìn)作用。
參考文獻(xiàn)
[1] 趙輝雄.偏壓連拱隧道設(shè)計(jì)、施工技術(shù)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D].同濟(jì)大學(xué),2007.
[2] 羅鵬.石羊嶺隧道設(shè)計(jì)施工技術(shù)研究[D].長(zhǎng)安大學(xué),2014.
山區(qū)公路與平原地區(qū)公路設(shè)計(jì)、施工的差異
山區(qū)公路建設(shè)不同于平原地區(qū)的公路建設(shè),平原地區(qū)的公路建設(shè)需要考慮的因素相對(duì)較少,在設(shè)計(jì)的過(guò)程中主要從線路的選擇和地勢(shì)的走向?yàn)榛A(chǔ),以為人們提供便捷的服務(wù)為目的,盡可能減少對(duì)自然對(duì)人們生活環(huán)境的破壞即可。施工技術(shù)要求相對(duì)較低,養(yǎng)護(hù)也相對(duì)容易。而山區(qū)公路的施工相對(duì)復(fù)雜,在設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮的因素較多。首先,線路的選擇是山區(qū)公路建設(shè)的一大難題,由于山區(qū)的地勢(shì)較為復(fù)雜,在線路的選擇上要盡量仔細(xì),同時(shí)保證線路不能過(guò)長(zhǎng)。其次,山區(qū)公路施工的設(shè)計(jì)思路不同于平原公路施工,建設(shè)成本也相對(duì)較高,在施工過(guò)程中,不僅要考慮如何做好公路建設(shè)的問(wèn)題,同時(shí)也要重視工程的成本造價(jià),這也是二者之間的重要區(qū)別。
平原地區(qū)公路設(shè)計(jì)要以交通便利為原則,從便于施工和養(yǎng)護(hù)為前提,施工過(guò)程中盡量避免道路的彎曲,并且彎曲的程度不宜過(guò)大,施工過(guò)程要盡量簡(jiǎn)單化。而山區(qū)公路的設(shè)計(jì)首先要考慮山區(qū)地勢(shì)的復(fù)雜化,在施工過(guò)程中盡量從復(fù)雜的地勢(shì)中找出合適的施工線路,從而更好的進(jìn)行施工,也要保證施工路線的穩(wěn)定性和更好的節(jié)約施工成本。
當(dāng)前,道路施工技術(shù)也在不斷的進(jìn)步,道路的承載量也有了質(zhì)的飛躍,道路的穩(wěn)定性相對(duì)以往要高出很多。在道路施工建設(shè)上,山區(qū)公路的設(shè)計(jì)和平原公路的設(shè)計(jì)有所不同的是山區(qū)公路設(shè)計(jì)需要考慮山路上的地勢(shì)、水平位置等進(jìn)行綜合評(píng)估,路基的施工也要按照山區(qū)公路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行。而平原公路設(shè)計(jì)需要考慮的是路基下水位與路基之間的距離,保證路基在水位以上并且需要保持相應(yīng)的距離。處理好路基的施工,在養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中就能夠減少很多麻煩,從而使公路建設(shè)更加穩(wěn)定。
山區(qū)公路高填路堤的設(shè)計(jì)施工
山區(qū)公路高填路堤,應(yīng)按高填路堤長(zhǎng)度、高度、寬度不同分別作穩(wěn)定、強(qiáng)度特殊設(shè)計(jì),高填路堤邊坡要作單獨(dú)設(shè)計(jì),通過(guò)穩(wěn)定性計(jì)算和充分論證,符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求和規(guī)定的按規(guī)范設(shè)計(jì)和施工。對(duì)于高路堤的邊坡形狀,路基填料為細(xì)粒土和不易風(fēng)化石塊等材料填筑的路堤,宜采用折線型邊坡;填料為砂礫土、風(fēng)化巖、卵石等材料填筑的;路堤,邊坡宜采用在邊坡適當(dāng)位置設(shè)1~2米寬平臺(tái),平臺(tái)上、下部位,可作直線型邊坡;采用開挖路塹石塊填筑路堤,填筑時(shí)必須分層填筑,較大石塊,一要破碎,二要大面朝下擺平放穩(wěn),石塊之間要用細(xì)料填滿鋪平,并采用重型振動(dòng)壓路機(jī)強(qiáng)行碾壓,盡量把能壓碎的風(fēng)化巖壓碎,使強(qiáng)度達(dá)到分層設(shè)計(jì)強(qiáng)度。對(duì)不易風(fēng)化的石塊填筑路基,不僅分層填筑、分層碾壓,每層厚度不能超過(guò)0.6米。其邊坡和形狀按設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì),進(jìn)行施工。
山區(qū)公路隧道的設(shè)計(jì)施工
山區(qū)公路隧道是山區(qū)公路獨(dú)特的風(fēng)景,在公路設(shè)計(jì)過(guò)程中,要進(jìn)行綜合的考量,從實(shí)際的情況入手,把山區(qū)的地勢(shì)做一個(gè)全面的評(píng)估,并且加以分析解決,從而減少在施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。通常來(lái)說(shuō),山區(qū)公路隧道施工是要有一定的目的性,在設(shè)計(jì)時(shí),要以保證公路的質(zhì)量為先,經(jīng)濟(jì)效益其次。隧道的打通不僅要進(jìn)行合理的統(tǒng)籌安排,也要對(duì)隧道的整體高度和寬度進(jìn)行規(guī)劃,太高太寬的隧道雖然便于使用,但是安全性相對(duì)較差,而太低太窄的隧道不利于對(duì)公路的使用,也不能更好的加以利用。因此,設(shè)計(jì)山區(qū)公路隧道的過(guò)程中,要用科學(xué)的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度進(jìn)行全面的考量,從而確保山區(qū)公路隧道建設(shè)的安全性。
山區(qū)公路凍脹和翻漿的處理
由于山區(qū)公路不同于平原公路,公路的凍脹和翻漿也受山區(qū)條件的影響。山區(qū)公路路基土質(zhì)顆粒之間的孔隙相對(duì)較大,從而使路基內(nèi)形成水囊。所以,在山區(qū)公路施工的過(guò)程中,就要確保對(duì)積水的排除,保證積水排除后,再把路基進(jìn)行壓實(shí),從而減少路基中的孔隙保證不出現(xiàn)積水的情況。這樣能夠更好的提高山區(qū)公路的穩(wěn)定性,也讓山區(qū)公路未來(lái)的使用和養(yǎng)護(hù)提供了便利的條件。為此,山區(qū)公路在施工中,要處理好地下水系,加強(qiáng)對(duì)路塹和半填半挖路段的壓實(shí)管理工作,就能避免或減少山區(qū)公路的凍脹和春季翻漿現(xiàn)象的發(fā)生。
山區(qū)公路排水設(shè)施的施工
公路排水設(shè)施,是將公路路基、路面的積水迅速排除的附屬設(shè)施,用來(lái)防止路基范圍外的地面水流入路基內(nèi)。而目前,山區(qū)公路排水設(shè)施大體分為邊溝、排水溝、截水溝、急流槽等。
邊溝:一般設(shè)在公路挖方地段和路基填方高度小于邊溝深度的填方路段均設(shè)置邊溝。邊溝的作用,主要是排除路基范圍內(nèi)或匯集流向路基的水。邊溝的斷面形式,按土質(zhì)類型科建成梯形、三角形。村屯內(nèi)或受地形地貌限制的路段,多采用人工石砌矩形邊溝。
排水溝:排水溝的作用,主要是把邊溝、截水溝或路基附近的積水引入就地就近的橋涵或山谷中排除積水。其溝的斷面多采用梯形或石砌矩形。
截水溝:一般設(shè)在路塹坡頂、半填半挖靠山側(cè)破頂和山坡路堤的上方,用于截?cái)r坡頂上方流向路基的地面水。其截水溝的橫斷面多采用梯形。
急流槽:為避免山區(qū)高路堤路段的邊坡在雨季中路面匯集的雨水沖毀路基邊坡,在路邊坡上設(shè)置的引出路面積水的設(shè)施。急流槽之間的距離按路面匯水情況而定。急流槽的橫斷面多采用矩形為宜。
山區(qū)公路防護(hù)設(shè)施的施工
山區(qū)公路在施工完成后,要對(duì)公路進(jìn)行一定的防護(hù),以減少公路在使用后造成的破壞。首先要對(duì)路兩旁的砂石進(jìn)行清理,砂石容易對(duì)公路造成一定程度的破壞,從而減少公路的使用壽命。其次,在公路的路塹設(shè)置水泥砂漿石砌邊坡,以加強(qiáng)路面的抗壓性,使路面的穩(wěn)定性更加堅(jiān)固。
山區(qū)公路的養(yǎng)護(hù)管理