發布時間:2023-06-07 15:35:20
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的水庫路基設計樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
1.監理的過程中存在著混亂無序的情況監理主要是監督整個水庫工程建設的質量,指出施工過程中不合理不科學的做法,并積極給予改正,所以應該發揮出應有的監督作用能夠促進水庫建設質量的提升。但是現實的情況卻不盡人意,因為在水庫的建設中監理人員大多來自不同的單位,人員之間的業務素質差距比較大,有些監理人員并沒有認真的履行職責,發揮出監理的作用,這在一定程度上影響了監理工作作用的發揮。特別是在水庫工程建設出現資金短缺的時候,水庫的建設更是得不到科學的監理,施工質量難以得到保障。所以水庫建設管理中出現各種問題也就不足為奇了。2.工程管理的體制不夠完善水庫的建設,所涉及到的管理部門比較多,所以很難以一套科學完善的體制進行約束,對水庫的施工質量造成一定的影響,同時這還會導致各個單位權責不清的情況發生,影響到施工的正常開展。在水庫建設過程中由于管理部門比較多,在出現利益糾紛的時候,很多部門都會來爭取,但是出現質量問題的時候各個部門又開始互相的推諉。權責的不明確、管理體制的不完善很容易導致工程建設出現質量文體,阻礙了水庫建設的科學化和規范化運作,給施工安全埋下一定的隱患。
二、針對水庫建設管理中存在問題的對策探討
1.首先要強化對于人員的培訓和管理水庫建設立在當代、功在千秋,對于促進社會生產具有十分重要的現實意義。所以在水庫建設的過程中要對施工人員嚴格要求,堅持持證上崗,對于特別重要的崗位要確保工作人員具備熟練的技術和同類的工作的經驗。同時要經常性地開展安全和生產方面知識的培養,使得每個參加水庫建設的人員都能夠具備一定的專業知識,從而更好地提升水庫建設的質量。2.優化水庫工程施工管理制度在水利工程的施工過程中要建立一套完善的管理制度,在材料檢驗、圖紙審核以及工程驗收等環節要有科學合理的程序。工程的技術人員要明白自身在工作中的職責,樹立安全意識和大局意識,依照制度做好本職工作。同時在工作的開展過程中要詳細完整地記錄施工日志,以便日后開展檢查工作。在進行水庫圖紙的繪制中,要嚴格地對圖紙進行繪制,同時復核人員要進行仔細的查驗,發現問題之后盡快地做出修改,避免在施工中造成更大的損失。在水庫施工結束之后,要將圖示這技術資源進行歸檔,進行妥善的管理,以便日后進行查驗。3.加大對于水庫建設的資金投入水庫建設是一項十分宏大的工程,但因為工程的施工環境比較復雜,施工所需要的周期比較長,對于工程的質量要求也比較高,所以充足的資金是保障整個水庫工程能夠順利開展的重要保障,這就需要加大對于水庫工程的資金投入。在開展施工的過程中,如果資金不足就會影響到施工人員的情緒,也會影響到材料的購買,這對于水庫工程的施工進步和施工質量會產生一定的負面影響,嚴重影響了水庫建設的順利開展。
三、結語
關鍵詞: 小型水庫; 除險加固; 設計
中圖分類號: TV697.3 文獻標識碼: A 文章編號: 1009-8631(2012)01-0040-02
永壽縣現有小(一)、小(二)型水庫14座,其中:小(一)型水庫4座,小(二)型水庫10座。這些水庫在農業生產、人民生活用水和工業用水、養殖業以及防洪等方面發揮著重要作用。然而,由于這些工程大部分建于50-70年代,工程運行時間長,淤積嚴重,許多水庫都不同程度存在一些病險問題,特別是上世紀六七十建成的水庫問題尤為突出,一直成為水利行業的工作重點之一。現以永壽縣三分岔河水庫為例對水庫除險加固及運行管理上存在問題和解決的對策進行了分析。
一、水庫概況
三岔河水庫位于永壽縣三岔河中游的御駕宮鄉營里村,距縣城12公里。三岔河是泔河左岸的一條支流,地處渭北黃土高原溝壑區,植被較差。溝道全長15km,流域面積62.5km2,溝道平均比降23.2‰。三岔河水庫位于三岔河下游,控制流域面積52km2,壩址以上溝道長13.75km,溝道平均比降42‰。
水庫始建于1976年,土壩工程從1976年10月動工,于1977年9月份全部填筑完畢。溢洪道1978年襯砌了陡坡和消了池,1982年5月對剩下96m未襯砌平流段進行了襯砌。放水設施和大壩同期完成。受當時政治條件和技術力量限制,由當時永壽縣水電局邊勘察、邊設計,由民工大會戰完成的水庫工程。是一座典型的“三邊工程”。由于原設計標準低,施工質量差,近40年來,一直帶病運行,存在多處隱患。整個工程的病險狀況已經十分嚴重。
2008年12月,咸陽市水利局組織有關專家對三岔河水庫大壩進行了安全鑒定,鑒定結論為三類壩,并建議“盡快完成除險加固,使大壩能夠安全、正常運行”。
水庫由大壩、溢洪道、放水洞組成,屬Ⅳ等小(1)型水庫,主要建筑物4級,地震設防烈度VI度。原防洪標準為按30年一遇設計,300年一遇校核。水庫原設計總庫容193萬m3,其中有效庫容110萬m3,死庫容20萬m3,滯洪庫容63萬m3。設計正常蓄水位926.00m,校核洪水位928.50m。
大壩為碾壓式均質土壩,原設計壩頂高程929.00m,最大壩高26m。壩頂寬2.5m,壩頂長121m。上下游坡分別設有兩級戧臺。下游坡腳設有排水棱體。
溢洪道位于大壩左岸,為河岸開敞式,溢洪道進口高程926m,長199.2米,總落差22.96m。其中平流線長96m,寬15m,設計水深2.0m,校核水深2.5m;陡坡長80m,比降1%,寬11.5m,墻高2.0m,比降為0.25;消力池長20.75m,深1.5m,尾墻寬2.45m,全部用塊石襯砌。
臥管和涵洞夾角為60°,臥管共有20個臺階,每個臺階高0.4m,每個臺階1個孔,孔徑上口0.3m,下口為0.25m。涵洞全長96m,底寬0.8m,高0.8m,涵洞頂部為半圓形,半徑為0.4m,洞底比降1%,流量0.23m3/s。
二、工程存在的主要問題
目前水庫大壩主要存在以下問題:
1.大壩迎水坡及背水坡坡面局部出現沖溝和塌坑;壩后排水棱體石塊風化固結嚴重,且排水棱體淤積堵塞,左壩肩存在繞壩滲漏;壩面排水系統不完整,現有排水渠凍融損毀,襯砌破壞嚴重,排水不暢。
2.溢洪道砌石風化滑塌嚴重,兩岸高邊坡沒有按穩定進行邊坡削坡處理,土體大量滑塌,大量土方堆積在溢洪道內,影響了溢洪道的正常泄洪。進口右岸側墻因長年垮塌,現僅剩余不到2.0m寬的墻體,且多出存在裂縫。陡坡段砌石底板沖毀、風化嚴重,陡坡段末端右岸邊坡繞壩滲漏。
3.水庫年久失修,多年淤積,放水臥管幾乎淤死,最大淤積高度達7.0m左右。放水涵洞出口引水渠因壩后高邊坡滑塌而被掩埋,涵洞出口退水渠沖毀破壞嚴重,現已在壩后坡腳處形成深約2.0m,寬1.5m的沖溝,直接威脅大壩安全。
4.無監測系統、水情測報系統、無防汛搶險硬化道路。
三、水庫除險加固的必要性
1.防洪減災的需要。三岔河水庫地理位置十分重要,擔負著水庫下游馬坊鎮仇家村、郭門村及御駕宮鄉營里、御西、御中、莊頭、寨子、九龍咀等村的防洪安全,使下游河道內耕地免受洪水威脅;灌溉方面,三岔河水庫為當地2500畝農田提供灌溉生產用水,為當地農業增產及灌區農民脫貧致富奔小康發揮著重要作用。總之,三岔河水庫綜合效益顯著。所以該水庫對下游的防洪相當重要。
2.水庫正常運行的需要。三岔河水庫原設計總庫容193萬m3,有效庫容110萬m3,正常蓄水位926.0m。水庫建于70年代,因工程設計標準低,施工質量差,且多年來工程管理和維護不到位,樞紐建筑物多處存在安全隱患,使水庫一直帶病低水位運行,沒有發揮應有的工程效益。
3.滿足工程安全運行的需要。三岔河水庫屬Ⅳ等小(1)型水庫,主要建筑物4級,地震基本裂度為VI度。水庫原按30年一遇洪水設計,300年一遇洪水校核,因水庫屬“三邊”工程,工程建設標準低,質量差。現有壩體損壞嚴重,溢洪道因淤積造成泄洪能力不足,放水洞坍塌,放水設施失效,這些隱患給下游人口、耕地及公路交通帶來潛在的威脅,嚴重影響當地農業、工業及交通運輸業的發展。
4.水資源充分利用的需要。三岔河水庫是永壽縣很重要的農業生產的水利灌溉設施,給三岔河灌區0.25萬畝農田提供灌溉水源。渭北地區缺水嚴重,為充分利用有限的水資源,保證三岔河灌區的農田穩產、高產,促進灌區經濟發展和社會穩定,盡快實施三岔河水庫除險加固是十分必要和緊迫的。
四、水庫除險加固工程設計
(一)大壩加固工程
大壩加固工程主要包括排水棱體改建、壩頂加固、大壩上、下游護坡加固、壩面排水改建及左壩肩防滲處理等工程。
1.大壩下游壩體排水改建工程。由于原排水棱體部分掩埋并且淤堵嚴重,以失去功能,本次加固拆除原排水棱體在原位置新建排水設施。新建排水體頂高程905.69m,頂寬1.5m,為棱體排水,上游坡比為1∶1,下游坡比為1∶1.5。
2.大壩壩頂改造設計。實測壩中壩頂高程為929.07m,寬2.7m,本次經復核計算現狀壩頂高程不滿足防洪要求,為了降低工程造價本次設計不加高壩頂頂高,采用壩頂上游增設C25鋼筋砼防浪墻,滿足防洪需求。防浪墻頂寬0.3m,高0.9m,墻頂高程為929.97m。由于壩頂過窄,無法滿足防汛搶險需要,如果僅是為了增加壩頂寬度采用培厚壩坡工程量較大,不經濟。本次設計結合上游設置防浪墻,在下游側設置M7.5漿砌石擋土墻,將壩頂加寬至3.5m。壩頂道路為3.5m寬泥結碎石路面,路面為15cm厚的泥結碎石,路基為12cm厚砂礫石墊層。
3.大壩上、下游護坡設計。本次設計在上游增設干砌石護坡,護坡下做砂礫石保護層。加固平整下游坡面,設草皮護坡,改建壩面排水渠。
4.左壩肩滲漏出口反濾設計。左壩肩壩后滲漏出口處增設砂礫石反濾層,保護滲漏出露點砂礫石層,提高穩定性。對出口處高程912.0m以上范圍邊坡削坡處理。912.0m~919.0m范圍內做M7.5漿砌石護坡。護坡內填砂礫石反濾層厚20cm,底部間隔1.5m設φ50PVC排水管,滲水經排水管排入溢洪道。
(二)溢洪道改造工程
針對溢洪道目前存在的問題,改造內容如下:
1.清除溢洪道內原施工棄渣、棄土及塌岸堆土等;
2.對損毀的砌石邊坡按計算高度重新砌護,對進口右岸的邊墻延伸至壩側。其余砌石段重新進行勾縫處理。
3.對陡坡段原砼底板和消力池底板進行加固處理,在原底板上加錨筋并澆筑30cm厚的C25鋼筋砼,以提高抗沖能力。
4.對溢洪道左岸高邊坡進行削坡治理。
(三)放水設施改建工程
1.臥管改造設計。本次改造僅對淤積高程925.00m以上臥管進行改造,臥管臺階高度由0.4m改為1.0m,共改造兩級臺階,水平放水圓孔改為立式放水方孔,增設鑄鐵放水閘門及配套啟閉設備。
2.輸水洞加固設計。原放水涵洞采用塊石砌筑,經多年運行,放水洞基本完好,但目前涵洞內局部存在破損、裂縫現象,本次加固擬采用M7.5水泥砂漿對裂縫封堵,然后表面抹平。對涵洞壁存在的裂縫用水泥砂漿封填處理,用水泥砂漿回填、壓實、抹平。
(四)防汛道路改造工程
該防汛道路是在原有土基的基礎上整修,全線長2940m。經復核原路線轉彎半徑等基本符合規范要求,所以整修道路基本維持原路線不變,僅對局部進行調整,最大縱坡不大于10%。路基寬度維持原路基寬度不變。路基寬度4.5m,路面寬3.0m,路面結構由兩部分組成:泥結碎石面層(厚150mm)及級配碎石基層(厚120mm)。
(五)大壩安全監測工程
重新布設大壩變形監測網,增設大壩滲流觀測,完善大壩相應的觀測設施。
(六)工程管理
三岔河水庫現由永壽水利局管理,共有管理人員5名,其中工程師1人,助工2人,技術員2人。根據水庫管理人員編制規定,本次維持管理人員5人不變。
五、國民經濟評價
水庫加固改造后,保證了大壩的正常安全運行,經計算,年防洪減災效益為46萬元,灌溉效益為13.2萬元;本工程的內部收益率為10.1%,大于經濟基準收益率8%;經濟凈現值58.53萬元,大于零;經濟效益費用比1.10,大于1.0。可見實施本工程項目具有一定的社會效益,國民經濟評價是合理的。
關鍵詞:千峽湖庫區 預應力砼連續剛構 鋼管砼桁架拱橋
中圖分類號:U448 文獻標識碼: A
近年來,隨著大型水電站的修建,壩址上游水位顯著抬高,原有道路大多被完全淹沒,新建公路工程線位選擇必將跨越更多更寬的深溝。作為庫區新建公路工程的關鍵――橋梁工程大多是在庫區狹窄的兩岸選址、實施,施工難度較大,為此庫區橋梁的設計構思顯得尤為重要。
本文結合金鐘大橋新建工程中的具體橋梁的設計對庫區橋梁設計構思進行探討。
1、庫區橋梁的特點
1.1橋位自然條件
灘坑水庫(千峽湖)于2008年蓄水至標高160m,原溪流兩側道路基本淹沒,為了方便庫區附近群眾出行,急需恢復水庫兩側道路設施,并架設跨水庫橋梁聯系水庫兩岸道路。
擬建項目所經過的地區為低山丘陵區,地形地勢相對較陡,地面標高一般在161~189m之間,沿線多為林地及旱地。路線跨越灘坑水庫,水庫水面寬度約230~450米,最大水深約40米,雨季時水流湍急,枯水期溝谷流量較小。路線所經區域主要河流為小溪,小溪屬甌江水系,自西南向東北斜貫景寧全境。灘坑水庫建設后,于2008年蓄水至160m高程。千峽湖100年一遇洪水回水位為162.5m作為該橋的設計洪水位。橋下航道通航等級為Ⅳ級,設計最高通航水位160.8m,橋梁設計標高滿足泄洪和通航要求。水庫蓄水后庫區內水流平緩,流速較小。擬建項目場地未發現有影響工程穩定性的不良地質作用,地基土層均勻性尚好,場地整體穩定性較好。
1.2技術標準及主要材料
(1)道路等級:按規范規定的設計速度為20km/h的四級公路標準進行設計,路基寬6.5m,金鐘大橋寬9m。考慮到路線起終點路基部分與橋臺距離較近,路基寬度漸變無法實施,故兩側路基寬度也按9.0 m進行設計。
(2)設計荷載:公路―Ⅱ級
(3)通航情況:灘坑水庫Ⅵ級航道,通航凈空22×4.5m,航道軸線與橋梁中心線夾角0°。
(4)設計最高通航水位:160.8m
(5)設計洪水位頻率及設計洪水位:設計洪水頻率1/100,設計洪水位162.5m。
(6)地震烈度:本區屬地震動峰值加速度小于0.05g,地震基本烈度小于Ⅵ度區,地震反應譜特征周期為0.35s,橋梁僅進行構造措施設防。
(7)設計縱坡:路線縱斷面采用0.5%、0.549%的緩坡進行設計。
(8)設計橫坡:1.5%的雙向坡,由厚度變化的混凝土橋面鋪裝形成橋梁橫坡。
1.3主要材料
(1)砼:
預應力混凝土連續箱梁(含齒板): C55混凝土
主橋合攏段、施工人孔補強: C55微膨脹混凝土
伸縮縫預留槽: C55鋼纖維混凝土
橋面混凝土鋪裝: C50防水混凝土
主橋主墩墩身:C40混凝土
主橋主墩承臺、主橋主墩樁基、橋面防撞護欄、臺帽及耳背墻: C30混凝土
橋臺臺身、側墻及橋臺基礎: C20混凝土
(2)鋼材:
⑴ 預應力鋼束:采用高強度低松馳的預應力鋼絞線,標準強度fpk=1860Mpa,彈性模量Ep=1.95×105MPa。
⑵ 普通鋼筋: 鋼筋直徑≤10mm者采用HPB300光圓鋼筋,直徑>10mm者采用HRB400帶肋鋼筋。
⑶ 預應力錨具:必須采用成品錨具及其配套設備。
⑷ 預應力體系:應符合國際預應力砼協會(FIP)《后張預應力體系的驗收建議》的要求,波紋管采用塑料波紋管。
⑸ 其它鋼材:除特殊規定外,其余均采用Q235鋼。
2、橋型方案設計與結構分析
2.1設計意圖和原則
本橋屬低等級農村公路橋梁,橋梁在滿足使用功能的前提下控制造價,不求過高、過大,故橋型方案的選擇在安全性的前提下,首先應考慮其使用功能。考慮到橋址位置水深較深,且河水沖刷能力較強,下部結構施工難度高,故設計時選擇跨徑較大的橋型,一方面減少水中墩的數量,可降低水中施工難度,另一方面減少橋梁下部結構對河床斷面約束,減小橋梁建設對灘坑庫區整體自然景觀的影響。
結合目前的橋梁設計、施工技術水平及橋位處建設條件等因素考慮,在方案選擇過程中,考慮采用預應力砼連續剛構橋方案和一跨過河的鋼管砼桁架拱橋方案,對上述兩種橋型分別做了比選,從中選出比較適合的橋型方案。
2.2大橋總體設計
2.2.1方案一:預應力砼連續剛構
圖1 預應力砼連續剛構橋總體布置圖
為主跨120m的預應力混凝土連續剛構,橋梁配孔:68+120+68m,橋梁全長262米。橋梁寬9米,采用單箱單室結構。橋臺均采用U型臺、擴大基礎,橋墩采用雙肢薄壁墩接承臺,鉆孔灌注樁基礎。橋面總寬度為9米,橋面橫坡為1.5%雙向坡,橋面布置雙向兩個車道。橋梁平面位于直線上。該方案施工采用掛籃懸臂澆筑,工藝簡單且非常成熟,但基礎為深水基礎,施工難度較大。
2.2.2方案二:鋼管砼桁架拱橋
圖2 鋼管砼桁架拱橋總體布置圖
橋梁上部結構形式:有推力中承式鋼管混凝土桁架拱橋,橋梁布跨為8+240+8米,橋面總寬度為9米,橋面橫坡為1.5%雙向坡,橋面布置雙向兩個車道。
拱肋:拱肋凈跨徑240米,矢跨比1/5,拱軸線形式為二次拋物線。主拱肋為等截面雙肢桁架式鋼管混凝土結構,肋高4.65m,鋼管采用Q345c鋼板卷制而成,管徑115cm,跨中段鋼管壁厚度為20mm,拱腳段鋼管壁厚度為30mm,拱肋內灌C50微膨脹泵送混凝土,形成鋼管混凝土結構。主拱肋采用分段預制纜索吊裝施工,每條拱肋分9段預制,標準段長度為30m,跨中段長度為23.49m。受水庫水深的限制,拱肋只能采用纜索吊分階段焊接拼裝,施工難度較高。
2.3 施工方案
深水樁基礎一般有兩種施工方案,第一種是從兩岸向主墩位置搭設施工棧橋、施工平臺,第二種是采用浮式平臺進行深水鉆孔樁施工。其主墩位置的地面線頂面覆蓋層為卵石層,卵石層層厚較薄,橋墩施工時不能將鋼護筒很好地打入巖層、不能形成施工平臺時,可以考慮采用栽設工藝,用沖擊鉆進行無護筒的沖坑后將相應的鋼護筒埋設入沖坑中并將多個鋼護筒連接成施工平臺。上部結構采用掛籃懸臂現澆施工。該施工方法工藝簡單,技術相當成熟。
鋼管砼桁架拱橋下部結構采用明挖施工。橋梁上部結構的鋼管拱節段及吊桿橫梁、橋道板的安裝采用纜索吊裝系統無支架吊裝。此安裝架設方法工藝成熟,且施工期間受力對結構成橋受力無影響,易于保證結構成橋線形和受力狀態。目前國內采用相同結構體系的橋梁大多采用上述方法施工。
3、橋型方案確定
3.1兩種橋型方案比較分析
3.2推薦方案的確定
通過分析比較,兩個方案在技術上都是可行的,均能滿足金鐘大橋的使用要求和灘坑水庫的通航要求,均體現橋梁技術的先進水平,均有較成熟的施工工藝,但從本項目所在區域的建設條件、運輸條件以及后期養護費用考慮,變截面預應力砼連續剛構方案要優于中承式鋼管混凝土桁架拱橋方案,故推薦方案為變截面預應力砼連續剛構橋。
4、結語
大跨徑連續剛構橋除具有前面所分析的許多優點外,還具有整體性能好、抗震能力強、抗扭潛力大、結構受力合理、選型簡潔明快的特點。這種抗壓剛度較大、抗推剛度較小的雙肢薄壁連續剛構橋較為容易適應連續結構的變形,對減少連續結構引溫度變化、混凝土收縮徐變等原因而產生的次內力非常有利,我們相信它必將被更多的引入到庫區新建、復建公路工程中,為改變庫區的交通狀況作出巨大的貢獻。
參考文獻:
[1]《公路橋涵設計通用規范》(JTG D60-2004);
[2]《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTG D62-2004);
[3]《高墩大跨連續剛構橋》(馬保林編著 人民交通出版社);
[4]《懸臂澆筑預應力混凝土連續梁橋》(張繼堯 王昌將編著 人民交通出版社);
關鍵詞:公路;縱斷面;設計
Abstract:Longitudinal section of highway alignment design of highway design is the key, is the impact of highway engineering construction scale, the safe operation of the main factors. According to the engineering design practice, elaborated highway vertical section design of some experience and insights.
Key words:Highway;Vertical section;Design
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
一、引言
公路是個復雜的空間帶狀構造物,其設計主要包括公路線形設計和結構設計兩個方面。公路路線的平面、縱斷面、橫斷面設計總稱為公路路線的線形設計。公路縱斷面設計主要是根據道路的性質和等級,汽車類型和行駛性能,沿線地形、地物的狀況,結合當地氣候、水文、土質的條件以及排水的要求,具體確定各邊坡點及坡度坡長。因此確定公路的合理標高、正確運用坡度坡長等技術指標就成了公路縱斷面設計中要解決的主要問題。
二、公路縱斷面設計中標高的確定
公路縱斷面設計中,首先要明確標高的控制因素都有哪些,然后根據這些控制因素擬定控制標高。根據這些控制標高,結合路基土石方平衡、橋隧長度與規模、高邊坡規模及數量,可以較為合理的確定縱斷面設計標高。因此縱斷面設計中,控制性標高的確定,是一件首先而且重要的內容。標高控制因素大體可分為水位控制因素和凈高控制因素。
1 水位控制因素
公路縱斷面高程受水位控制影響的情況是比較常見的。這又分兩種情況,即地表水和地下水。地表水水位主要有水庫的設計洪水位、有地表積水段的內漬水位、分蓄洪區的分蓄洪水位、河流的設計洪水位、現有或者規劃的河流通航水位要求。地下水水位主要是考慮路床不應處于潮濕及過濕狀態的要求。
地表水路段的縱斷面設計應結合路基或是橋梁而有所區別。若采用橋梁方式,考慮到橋梁支座的使用,設計時以保證橋梁支座的安全考慮。即橋梁支座底標高應高于設計洪水位加壅水高、波浪侵襲高,以及0.5m的安全高度。因此橋面的最低設計標高就是設計洪水位+壅水和浪高+安全高度+支座高度+橋梁結構高度+橋梁鋪裝厚度+橋梁橫坡高差。若采用路基通過,則路面底也就是路床頂應不低于路基設計洪水頻率的水位加壅水高、波浪侵襲高、0.5m的安全高度,因此路面的最低設計標高就是設計洪水位+壅水和浪高+安全高度+路面層厚度+路面橫坡高差。以上是這些路段的共同點,但不同的路段也會有需要注意的要點。
水庫地段考慮到環境及水資源保護的要求,一般平面設計時會盡量避開。沒有避開的情況下,路線就會從水庫穿過。設計中需要注意,水庫管理單位提供的洪水水位是什么高程系統的,不同的高程系統之間存在高程轉換。水文單位常用的高程系統有吳淞高程、1956年黃海高程系。
分蓄洪區段的高速公路一般采用橋梁方式通過。但宜隔一定距離要考慮抗洪搶險船只通過的需求。例如在武漢至監利高速公路洪湖至監利段項目,路線經過了洪湖分蓄洪區,除了考慮洪水位的要求,另外每隔5km還考慮了抗洪搶險船只(快艇)通過。一般快艇通過區,凈空高度不小于2m,可以滿足使用要求。
河流段除了考慮設計洪水位,還需要考慮是否有通航要求,通航要求與航道等級對應。而航道等級需要考慮是否有遠期規劃要求。湖北省的主要水運通道有長江、漢江等,長江航道現有等級為一級、二級,遠期規劃為一級。漢江航道現有等級為四到七級,遠期規劃為三級、四級。不同的通航等級對應不同的通航凈寬及凈高要求,具體取值可見《內河通航標準》。
對于地下水水位及地表長期積水段(不利季節積水20天以上)的路線縱面標高的確定,與路基的干濕狀態密切相關。因路基特別是路床的干濕狀態,不但影響路基的強度和穩定性,而且在很大程度上影響路面結構及厚度的確定。因此,土路基干濕類型確定對路面結構設計也具有重要意義。在路基、路面工程中,把路基干濕類型劃分為:干燥、中濕、潮濕和過濕四個類別。路基干濕類型可用平均稠度指標來判定。對路線縱斷面設計來說,可以通過不同干濕狀態的路基臨界高度來控制縱斷面設計標高。在縱斷面設計中,為了路基的強度和穩定性及路面結構厚度的考慮,一般以路床不處于潮濕和過濕狀態的路基臨界高度來控制設計標高。即干燥和中濕狀態下的路基臨界高度。其中臨界高度是指在最不利季節,當路基處于相應狀態時,路面底距地下水位或長期地表積水水位的最小高度。若以H標示中濕狀態的臨界高度,則路線縱斷面最低設計標高即為H+路面層厚度+路面橫坡高差。
2 凈高控制因素
凈高控制因素主要有公路與鐵路、公路、鄉村道路、管線交叉的凈空要求。一條高速公路一般都會有交叉,只是或多或少了。這些凈高要求均可查閱公路規范和相應的行業規范。而這些標高的確定由高速公路和這些交叉之間采用的跨越方式來決定,高速公路與這些交叉方式就是上跨或者下穿這兩種關系。上跨還是下穿的方式,一般綜合考慮交叉處的兩個項目的等級、相對位置關系、地形、地物、工程經濟這些因素后擬定。
三、對縱斷面設計中技術指標的理解
1坡度、合成坡度
路線縱坡以平緩且坡段較長為好。長緩坡既避免縱斷面反復起伏,也利于行車的安全、舒適與經濟。公路的最大縱坡主要是考慮載重汽車的爬坡性能和公路通行能力而確定的,最小坡度則是出于公路路面排水和邊溝排水考慮。若考慮公路路面排水則除了跟路面結構有關外,路線方面影響指標就是合成坡度了。若合成坡度過小,將會影響到路面排水。路面排水不暢引起路面積水易使汽車滑移,前方車輛濺水造成的水幕影響通視,使行車中容易發生事故,影響行車安全性。因此需要保證路面有0.5%的合成坡度。為了邊溝排水順暢,邊溝坡度不小于0.3%,一般情況下邊溝坡度和路線縱坡度是一致的,因此規范規定最小縱坡不宜小于0.3%的要求。根據公路最小縱坡擬定的原因,可以得出最小縱坡的運用原則。最小縱坡一般情況下不宜小于0.5%;長路塹、低填以及橫向排水不暢路段(路面橫坡度小于0.5%)應大于等于0.3%;對于干旱降雨很少地區、填方路拱橫坡度不小于0.5%的路段,可以采用0%的縱坡。對于填方路面橫坡度不小于0.5%路段的最小縱坡,做法不一,有人取0.3%以下,有人取不小于0.3%,有人取不小于0.5%,這些沒有對錯,只有是否更合理之說。另外需要特別注意縱斷面豎曲線與緩和曲線配合范圍內的合成坡度是否滿足要求。這是因為豎曲線的切向坡率是逐漸變化的,緩和曲線的超高橫坡度也是逐漸變化的,他們的合成縱坡容易達不到規范要求。麻城至竹溪高速公路隨州西段項目中,對緩和曲線與豎曲線配合的路段,經計算最小合成坡度均大于0.5%。
2平均縱坡
公路縱斷面設計即使完全符合最大縱坡及坡長限制,也設置了緩和縱坡段,還是不能有效保證行車安全性。這是因為不少路段平均縱坡較大,上坡持續使用低速檔,容易導致車輛水箱沸騰。而下坡時長時間頻繁使用剎車,導致剎車發熱失效。因此為了更好的行車安全性,減少事故的發生,需要控制路線的平均縱坡。這有時是左右山區公路項目里程長度及建設規模的決定性因素。高速公路由于交通量大、大型載重車輛多、行車快,對平均縱坡的要求更加嚴格,設計時取值應更加謹慎。目前對平均縱坡,國內外都沒有比較成熟的結論,還處于探索階段。在現在項目的設計中,對平均縱坡取值,一般依據下坡長度來考慮。連續3km下坡平均縱坡度宜小于3.5%,連續4km下坡平均縱坡度宜小于3.0%,連續8km下坡平均縱坡度宜小于2.5%,當然考慮到工程規模,較長距離或者高差條件下,個人認為平均縱坡控制在2.5%以下也是可以的。連續下坡長度越長,平均縱坡要求越平緩。長下坡路段,在有條件的情況下,宜多設置避險車道。利川至萬州高速公路工程中,長下坡長達40km,其中湖北省境內就達23km,考慮到長下坡長度,平均縱坡按2.0%控制,以利于行車安全,同時為了安全考慮,設置了避險車道。
3最小坡長
對坡長的運用,規范依據爬坡能力及下坡安全,制定了較大坡度時的最大坡長限制,以及防止變坡頻繁導致行車舒適性不佳的最小坡長限制。但在設計過程中,容易被忽略的問題就是反向豎曲線間最短直坡段長度問題。因為汽車行駛在豎曲線上,會產生徑向離心力。這個力在凹形豎曲線上是增重,在凸形豎曲線上是減重,所以反向豎曲線會有增重與減重之間的變化,為了提高行駛舒適性,設計中一般會設置一段直坡段,從駕駛操作性角度考慮,最小長度宜滿足3秒。而同向豎曲線為了避免出現斷背曲線,其間的直坡段長度宜不小于對應設計車速的最小坡長。
四、結論
路線縱斷面線形影響到工程規模、行車安全、運行經濟性。因此做好公路縱斷面設計,是提高汽車行駛的安全性、舒適性、經濟性和保證駕駛員視覺上美感的關鍵。
參考文獻:
水庫移民工程為xx河水電梯級開發的第八個梯級,電站位于mx縣境內。電站以發電為主,裝機容量為340MW,多年平均發電量18.18億kW· h,年利用小時數4546h,正常蓄水位1235m,相應庫容為4.8489億m3,死水位1205m,相應庫容為0.6242億m3,調節庫容為4.2247億m3,水庫干流回水長度約24.27km。
根據《xx河水庫移民工程招標設計階段建設征地移民安置實施規劃設計報告(審定本)》(以下簡稱《實施規劃報告》),水庫移民工程建設征地移民安置實施規劃涉及DF州的mx和mt2個縣、5個鄉(鎮)、12個村委會,共74個村民小組(淹沒影響區涉及mx縣大坪鎮、mxl鎮和TT鎮等3個鎮10個村民委66個村民小組,涉及mt縣W鄉Y村民小組);水庫淹沒TT鎮政府駐地集鎮1個共25個機關企事業單位和部分在集鎮經商的個體工商戶,淹沒涉及專業單位8個、小型水電站2座,還有交通、廣播電視、電信、輸變電、水利水電工程設施等項目。建設征地總面積13.52km2,耕地10035.69畝、園地197.48畝、林地6817.68畝、建設用地483.1畝、未利用地2581.9畝;占地范圍內2006年底人口2423人,設計水平年農業生產安置人口為4100人(水庫淹沒影響區3574人,樞紐建設區526人),應搬遷移民人口4853人,其中水庫淹沒影響區4741人(農業人口3405人,非農人口988人,專業單位人口348人),樞紐工程區112人(農業人口);涉及房屋面積116794.47m2。移民安置實施規劃補償靜態總投資69641.87萬元。
根據《實施規劃報告》電站工程總體計劃進度: 2006年1月開工建設, 2008年11月下閘蓄水,2009年第一季度首臺機組發電。但在工程實施過程中WWDF水電開發有限公司結合工程實際情況于2009年2月7日召開“水庫移民工程建設協調會”,重新協調擬定了下閘蓄水方案,計劃2009年5月1日下閘蓄水, 2009年8月第一臺機組發電,2010年4月工程竣工。因受移民阻工事件影響,下閘蓄水時間再次推遲到2009年10月底。
2 移民安置規劃設計報告編制情況
移民安置規劃設計由H研究院承擔,并于2006年10月全面開展實施規劃設計工作。
2006年12月底完成埋設水庫淹沒土地征用和移民搬遷水位線永久界樁。
2006年11月至2007年1月(由H研究院技術指導,mx縣移民開發局組織、mx縣相關部門、涉及鄉(鎮)分管領導參加,mt縣由mt縣移民安置實施機構組織)完成水庫淹沒實物指標復核分解工作。
2007年4月,mx縣人民政府向DF州人民政府提出關于水庫移民工程移民安置點變更的請示經州政府批準確定為:4個農村移民安置點即TT鎮的龍山、ZZ,md鄉的rr,mxl鎮的老地房;2個集鎮遷建點即TT鄉czs集鎮遷建點、TT鎮政府機關遷建點。
2007年5~8月完成移民安置點規劃設計。
2007年12月《xx河水庫移民工程建設征地移民安置實施規劃設計報告》(送審本),由GG省移民開發局委托GGKF中心組織審查,2008年1月經進一步評審討論,補充修改,完成了《xx河水庫移民工程招標設計階段建設征地移民安置實施規劃設計報告》(審定本)編制工作,2008年3月GG省移民開發局審查批復了實施規劃報告。
3 下閘蓄水階段移民安置任務
2009年3月11日GGWWDF水電開發有限公司報請DF州委、州人民政府同意(《關于調整水庫移民工程下閘蓄水時間等問題的請示》唐文水際〔2009〕21號),確定下閘蓄水時間為2009年10月底,H研究院編寫了《水庫移民工程下閘蓄水建設征地移民搬遷安置任務要求設計報告》(以下簡稱《下閘蓄水任務報告》),計劃2009年10月底下閘蓄水,同年12月第一臺機組發電,2010年4月工程竣工。按照蓄水要求和移民搬遷、庫底清理的實際工程量,結合地方政府實施計劃,要求在2009年9月30日前完成水庫正常蓄水位1235m以下淹沒區農村移民、集鎮和專業單位搬遷安置和庫底清理工作,為下閘蓄水創造條件。
3.1 農村移民安置
根據《實施規劃報告》水庫移民工程下閘蓄水前應完成水庫淹沒區農村移民安置主要任務為:完成征用耕地6895.34畝、園地190.48畝、林地5580.8畝、其它農用地145.91畝的補償兌現,mx縣完成淹沒區農村居民207戶870人的搬遷安置(czs集鎮遷建點143戶593人,ZZ安置點5戶23人,rr安置點25戶111人,后靠17戶66人,自主外遷17戶77人),mt縣完成淹沒區1戶3人后靠安置。
3.2 集鎮遷建
完成庫區內被淹沒的nwh集鎮(TT鎮政府機關單位駐地)搬遷。nwh集鎮應搬遷安置移民任務為85戶1088人,其中機關企事業單位32戶846人,街道53戶242人(其中農業移民42戶208人,個體工商戶11戶34人)。安置方案:機關企事業單位8戶186人、街道53戶242人搬遷到czs集鎮遷建點;TT鎮政府機關、企事業單位24戶660人搬遷到TT口岸新址遷建點,恢復原有功能。
3.3 專業單位搬遷補償
完成水庫淹沒涉及的10家專業單位搬遷工作,包括等10家單位。
3.4 專項設施改(復)建
完成被淹公路改建工程和廣播電視及通訊設施、電力設施等改(復)建項目,除需要改(復)建庫周交通四級公路總長61.012km外(被淹沒長度為38.3km,mx縣),其他以直接補償方式由相關單位自行恢復。
3.5 庫底清理工作
水庫移民工程水庫庫底清理范圍表(表3.5-1)
清理內容
清理范圍
建筑物與構筑物清理
移民搬遷線以下(即p=5%回水外包線)。
林木砍伐與林地清理
正常蓄水位(1235m)以下。
衛生防疫清理
移民搬遷線以下(即p=5%回水外包線)。
障航清理(大體積建筑物和構筑物殘留體和林地
正常蓄水位(1235m)以下。
根據《實施規劃報告》,mx縣庫底清理工程量為:建筑物112329.9m2,園地及林地清理6142.88畝,居民點衛生清理302戶,墳墓376冢,橋梁構筑物3座。清理內容和范圍詳見(表3.5-1)。
4 移民安置實施情況
4.1 移民搬遷安置
一、mx縣:截止2009年10月24日,mx縣完成淹沒線下全部移民299戶1958人搬遷安置。其中,71戶154人自主外遷(1戶搬遷到czs臨時過渡安置),3戶14人后靠安置,225戶1790人集中搬遷安置(czs集鎮遷建點183戶1021人,包含機關單位8家197人;ZZ安置點1戶8人;rr安置點17戶91人;TT政府機關遷建點24家670人)。對未完成建房的將采取搬遷入住臨時板房的方式進行安置過渡。
mx縣各安置點移民搬遷安置情況為:
(一)、czs集鎮遷建點:截止2009年10月24日,到czs集鎮遷建點集中安置的淹沒線下175戶824人(含49戶臨時過渡安置)已全部搬遷完畢(1戶原自主外遷移民現仍未簽訂搬遷協議,到czs集鎮遷建點集中臨時過渡安置)。
(二)、ZZ移民安置點:截止2009年10月24日,ZZ安置點完成搬遷安置農村移民72戶309人,淹沒線下1戶8人,已搬遷入住9戶(已含淹沒線下1戶),其余在建房屋未搬遷的移民戶為淹沒線上移民,不影響現階段下閘蓄水工作計劃。
(三)、rr移民安置點:截止2009年10月24日,rr安置點實施安置農村移民17戶91人(均為淹沒線下)已全部完成搬遷安置,其余在建房屋未搬遷的移民戶為淹沒線上移民,不影響現階段下閘蓄水工作計劃。
(四)、TT政府機關遷建點:截止2009年10月24日,TT政府機關遷建點實施搬遷安置機關企事業單位24戶670人,
TT鎮政府機關、農技、司法、財政等共16戶487人完成搬遷安置,另外工商所、獸醫站、國土所、老君山林場等共8戶183人需遷入機關遷建點自行建設的機關站已搬出庫區但還在建房,不影響下閘蓄水工作。
二:mt縣:完成1戶3人后靠搬遷安置,完成征用土地68.49畝耕地和0.4畝灌木林地補償兌現,完成灌木林地清理,下閘蓄水階段任務全部完成。
4.2專業單位搬遷補償及恢復情況
一、專項設施改建:nnw水廠、縣礦產公司nwh加油站、##、nwh供電所(含開關站)以及TT中學均已完成補償并自行恢復重建,滿足下閘蓄水要求。廣播電視及通訊、電力設施,已完成補償并由相關單位自行完成恢復。yeb礦泉水廠經mx縣有關部門多次協商,最終確定10月26日停產,27至29日拆除機械設備,30日搬遷拆除完畢,補償后自行恢復重建。
二、庫周交通改建工程:水庫移民工程水庫淹沒庫區四級公路38.3km,規劃改(復)建線路總長61.012km,路基寬6.5m,路面寬4.5m,路面為泥結碎路石。截止10月24日,已完成路基開挖44.234km,土石方工程量2828000m3,涵洞混凝土預制蓋板920塊,支砌擋土墻4100m3。結合當地原有交通條件,涉及保通嚨a href=//fanwen.7139.com/ target=_blank class=infotextkey>范文賢嶂練炙?2.279km,截至10月24日已實現貫通,基本能滿足庫周人民群眾的出行需要,但路面尚未鋪設碎石如果遇到雨天通行仍然存在較大困難。
關健詞:灌漿技術 土木工程領城 灌裝理論 施工工藝
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
(一)化學灌漿技術在巖土工程中的應用
巖土工程主要研究和服務對象是巖石和土體,對巖石 的軟弱泥化夾層、土體中的淤泥等軟弱土層采用化學灌漿進行處理,使“泥土變石頭”固結增強,是化學灌漿在巖土工程中的主要應用方向.1基坑加固和止水主要用于基坑工程施工搶險的加固和止水堵漏,可固結基坑周邊巖土體,特別是軟弱土層的固結,和對砂層灌漿降低滲透性阻止管涌的發生。2地基處理化學灌漿技術是建筑、公路及壩體軟弱地基加固處理的一種有效方法。如廣州新白云國際機場地基處理、花都永福大廈軟基預灌漿加固處理、廣西柳州鋼鐵(集團) 公 司煉鐵廠高爐噴煤主廠房軟土地基處理、肇慶市金葉大廈巖溶地基化學灌漿、韶關市卷煙廠工業主廠房巖溶化學灌漿。3既有建筑物糾偏和加固。建筑物因軟基較大沉降和不均勻沉降影響建筑物的正常使用,特別是廠房較為常見,化學灌漿技術可用于既有建筑物變形傾斜的地基和基礎加固.如中山市中山港山海實業總公司馬口鐵車間和露天堆載場軟基加固,哈爾濱市某廠房總裝車間的加固。4樁基后灌漿加固補強。樁墓礎施工后常因施工因素或地質條件差引起承載力不,有時因基巖埋深大,設計樁太長導致造價高,采用化學灌漿技術對樁進行后灌漿能大幅度提高樁基的承載力,是一種切實有效的新技術,被稱為后灌(壓 )漿樁的新型樁。目前在全國各地得到廣泛應用,如金鳳新村5號商住樓人工挖孔樁基礎化學灌漿補強加固糾偏。5邊坡加固.化學灌漿技術可用于邊坡的土體固結加固,或邊坡加固的錨固灌漿.如柳南高速公路路基邊坡加固。.
(二)化學灌槳技術在混凝土結構工程中的應用
混凝土結構裂縫較為常見,特別是大體積混凝土裂縫的出現嚴重影響結構的受力性能和整體性對于地下結構將出現嚴重的滲漏現象。化學漿液具有較強的粘接力和滲透力,可灌性好,是混凝土結構裂縫或變形縫一種有效的防滲堵漏及加固補強方法。如杭州市城站路地下綜合管廊混凝土結構裂縫處理、廣州南航新村裂縫補強、廣東省科技信息大樓裂縫補強、廣州華信大廈天面補強防滲、深圳萬仕達文化中心樓板裂縫補強、廣東省國際廈地下室防滲堵漏、廣州華僑大廈堵漏、雷州半島某機場跑道化學灌漿補強、三峽工程泄洪壩段上游壩面裂縫處理、瑞金醫院地下車庫滲漏處理。
(三)化學灌漿技術在水利水電工程中的應用
巖體軟弱夾層和斷層、壩基軟弱地基、大體積混凝土裂縫和圍堰滲漏等是水利水電工程的常見工程問題,化學灌漿技術是解決上述問題,對水利水電工程的壩體基礎和裂縫防滲補強加固的有效方法。例如,我國正在建設的舉世矚 目的三峽工程,廣泛應用化學灌漿技術進行周邊巖體的斷層和軟弱夾層加固和圍堰防滲處理。大多數水電站等工程都采用化學灌漿技術進行巖體斷層和軟弱夾層加固,及壩體基礎加固和裂縫防滲。如李家峽水電站斷層防滲處理、葛洲壩水庫工程、飛來峽電站、小浪底大壩工程、江西萬安水電站、安徽陳村壩基斷層、山東跋山水庫、石泉水電站大壩基礎放滲、隔河巖電廠、公伯峽水電站昆都侖水庫、新安江大壩、黃河尼那水電站、火甲水庫雙層拱壩、古洞口電站、故縣水庫、佛子嶺水電站、參窩水庫、凌津灘水電站、大峽水電站、廣東長湖水電廠、廣州蓄能水電廠、廣西桂林五里峽電站、廣西賀州龜石水庫、龍灘水電站、四川二灘水 電站纖閃石化玄武巖和正長巖弱偏風化夾層化學灌漿,福清市閩江調水工程輸水隧洞、塞拉利昂的古馬水庫、喀麥隆拉格都電站等水利水電工程均采用了化學灌漿技術進行大壩地基基礎加固堵漏、混凝土裂縫處理和巖體軟弱夾層處理。
(四) 化學灌槳技術在隧道和地鐵工程中的應用
隧道及地鐵工程常會遇到軟弱帶和含水帶,導致工程難以進行,以及隧道和地鐵通行營運后的滲漏水,化學灌漿技術是隧道和地鐵工程加固和防水較常用的一種方法。灌漿技術在隧道工程中得到了廣泛應用。例如dortford隧道、英吉利海峽隧道、Clyed 隧道、Tynen隧道、Roesanld隧道、美國京廣復線南嶺隧道塑粘土固結、Rstbrsu 隧道、日本的青函隧道等我國的盤道嶺隧洞防滲堵漏、秦嶺隧道、昆隧道、大瑤山隧道、澳門松山隧道和軍都山隧道等均采用了化學灌漿技術進行加固和堵水。英國的維多利亞地鐵、美國華盛頓地鐵、芬蘭赫爾辛基地鐵、德國慕尼黑地鐵、貝爾格萊德地鐵、匈牙利首都布達佩斯地鐵均采用了化學灌漿技術,同時我國香港、廣州、深圳、上海和北京的地鐵也采用了化學灌漿技術進行防水加固和堵漏處理。
(五)化學灌漿技術在公路工程中的應用
近年來隨著公路及高速公路的快速發展,化學灌漿技術在公路及高速公路建設和改造中應用越來越廣泛。化學灌漿技術可用于高速公路混凝土路面板底或橋頭脫空的加固:對路面混凝土裂縫或橋梁混凝土結構裂縫進行化學灌漿加固補強:可用于公路路基或路堤的加固;對高速公路邊坡的加固;樁的后灌漿技術加固。如京珠高速公路的路基路面病害處治,廣東深汕高速公路的維修加固和病害處治,廣深高速公路江南大橋軟基加固,廣州北環高速 公路路基加固、廣西欽防高速公路路基下沉和橋臺臺背填方下沉脫空湖南湘來高速公路的樁基化學灌漿處理,廣西柳南高速公路的路基及邊坡化學灌漿加固,日本東京大城市高速公路的拓寬改造中也采用化學灌漿加固軟土地基,化學灌漿技術在舊高速公路的維修改造及新高速公路的建設中將具有廣闊的發展前景。
(六)化學灌槳技術在礦山井巷工程中的應用
在礦山的井巷工程中,井筒通過復雜的流砂層、豐富含水層,往往發生淹井事故。為了防止復雜底層的坍塌和漏水對石油礦山開采的威脅,有效的手段就是進行化學灌漿加固和防水堵水。礦山灌漿技術一般用于地面預灌漿開鑿井筒和井壁后灌漿堵水工程,僅 二十世紀六十年代后期,我國的礦區基本是采用了淮漿技術進行井筒防水堵水,東川落2號礦倉、吉林揮春礦區城西立井、大姚銅礦箕斗井、吉林鎳業公司富家礦砂石井、紅陽煤礦北風井、本溪南芬礦920平炯等礦區均采用化學灌漿技術進行井壁堵水加固。
結束語:我國化學灌漿技術在前人50年研究的基礎上不斷的發展,已在國內水利水電、建筑、公路和礦山等土木工程領域得到了廣泛的應用,并取得了豐富的理論和實踐成果,但化學漿技術在工程中的理論和應用研究還有待進一步發展。化學灌漿材料的環保和創新不斷改進化學灌漿材料的性能和毒性,提高化學漿材的可灌性和穩定性,降低漿材毒性和使其無毒,開發和推廣應用無公害、耐久性好、工程適應性強且價格低廉的化學灌漿材料。 化學灌漿技術和方法的發展。在國內采用化學灌漿技術解決了許多工程難題,積累了許多典型經驗并作了初步總結,但化學灌漿技術的應用還不夠成熟,針對工程特點應根據被灌載體的性質采用合理的化學灌漿方法,在總結實踐經驗的基礎上改進、提高和創新現有的化學灌漿技術和方法。化學灌漿體有隱蔽性,工程施工的技術和實踐水平參差不齊,為保證工程施工的質量,應有相應的化學灌漿施工行業標準和規范進行指導和約束,應加快行業舊規范的修訂和全國性新行業標準及規范的制定。
參考文獻:1 熊進,祝紅,藍建軍 編著, 長江三峽工程灌漿技術研究[M].北京: 中國水利水電出版社,2003
2 巖土注漿理論與工程實例協作組,巖土注漿理論與工程實例[M].北京:科學出版社,2001
關鍵詞:泵送混凝土施工技術;石門水庫;除險加固工程;應用;對策
前言
泵送混凝土施工技術,就是借助混凝土泵的方式,通過輸送管道將混凝土輸送到澆筑倉面進行澆筑的技術。基于這一工藝技術,能夠利用較高的機械化程度來提升混凝土施工的質量與效率,從而為整體提升水庫除險加固工程質量奠定基礎,文章為此進行了有益探討。
1 工程概況
石門水庫位于柳州市融安縣大良鎮石門村旁的融江支流石泯河上。水庫距離大良鎮7km,距離融安縣城約53km,距離柳長公路(G209)約7km,對外交通較便利。
水庫壩址以上控制集雨面積135.00km2,水庫總庫容4536萬m3,有效庫容2110萬m3,調洪庫容1476萬m3,死庫容950萬m3,正常蓄水位215.50m,死水位200.00m,50年一遇設計洪水位221.23m,500年一遇校核洪水位223.12m,是一座以灌溉為主,兼顧發電、養殖等綜合利用的中型水庫。
根據設計圖紙,石門水庫除險加固工程混凝土施工內容及工程量如下:
(1)對壩體作改建施工,先將溢流壩堰頂及堰面拆除,然后加設混凝土溢流堰面及兩側導墻。溢流壩堰體、溢流面及導墻混凝土總量約為5211m3,鋼筋制安量23.8t。
(2)防汛道路交通洞洞長約75m,洞身為城門洞型,襯后標準斷面為5.0×5.775m(寬×高),襯砌厚0.4m,交通洞襯砌及洞臉混凝土量為969m3,鋼筋制安量58.4t。
(3)防汛道路交通橋為40.15m長的三跨簡支橋,連通交通洞及右岸回車場,橫跨溢流壩壩頂,兩橋臺置于溢流壩兩側岸坡,中間橋墩基礎埋于改建的堰頂內,混凝土總量約為689m3,鋼筋制安量26.7t。
(4)右岸回車場擋土墻混凝土量為528m3。
(5)防汛道路路面總長約380m,路基寬4.5m,路面寬4.0m,公路路面均為混凝土路面。
2 施工方案
大壩和交通橋座落在兩山之間,兩側的地勢極為陡峻。在施工方案布置的過程中,相應的場地過于狹窄,且整體上工期又相對較緊,需要確保在主汛期來臨之前,完成全部水下工程施工;在進行混凝土澆筑的過程中,大部分時段氣溫較高,加上結構體積較大,對施工技術提出了較高的要求;同時,溢流壩改建部分上、下游方向共長約45m,澆筑面寬,混凝土施工量相對較大,但因施工道路及水庫庫區蓄水的限制,無法安裝門、塔機等大型混凝土入倉設備。按照以往經驗,交通洞混凝土襯砌宜優先選用泵送混凝土入倉。
根據現場施工地形及條件,經過綜合比較,該工程混凝土施工方案確定為在交通洞入口處布置拌和站集中拌制,經過溜槽卸入泵機,泵送混凝土入倉。
3 混凝土原材料與配合比
3.1 原材料
(1)水泥:采用廣西魚峰水泥股份有限公司生產的“魚峰”牌P.O42.5普通硅酸鹽水泥;
(2)河砂:采用柳城縣鴻源砂場生產的中砂;
(3)人工碎石:采用融安縣大良鎮山口石場生產的5~40mm連續級配碎石;
(4)外加劑:采用廣西鵬科建材科技有限公司生產的HN-300型減水劑;
(5)水:采用庫區水。
3.2 配合比
混凝土施工前,項目部委托廣西中水工程檢測有限公司進行泵送混凝土配合比設計,設計配合比如表1。
4 施工前準備工作的落實
4.1 針對模板與支撐結構的安裝質量進行檢查
在施工之前,需要針對相應的模板、支撐結構等逐一進行檢查,以此來確保混凝土施工完畢后結構與尺寸等滿足設計要求,并確保整個泵送混凝土施工流程的順利開展。在此基礎上,針對泵管的實際布置情況進行仔細檢查,要避免泵管碰撞或直接放置在結構模板上。在此過程中,針對所安裝的模板在位置、尺寸以及平整度上所存在的超過施工規范允許范圍的偏差進行調整,直到模板安裝符合相應施工規范的要求。同時,還需要針對模板的內外拉撐進行調整加固,進而促使模板具備良好的穩定性,相應的剛度和強度亦符合設計要求。此外還需要針對各塊模板之間所存在的縫隙進行修補整理,確保模板之間保持平整且嚴密的狀態,不易漏漿。
4.2 針對鋼筋安裝質量進行檢查與調整
在施工之前,需要針對結構鋼筋的安裝質量進行檢查。根據設計圖紙要求,檢查鋼筋的安裝位置、間距、保護層以及長度尺寸等是否符合相應設計圖紙的規定,如果偏差超過施工規范的規定,則對其進行調整。同時,針對已經綁扎好的鋼筋進行仔細檢查,如果發現相應鋼筋的種類或是規格等存在錯誤,就需要及時進行更換。在此基礎上,針對鋼筋網中的架立筋亦需進行調整,落實加固措施,確保相應的結構鋼筋具有足夠的剛度和穩定性。
關鍵字:鐵路橋梁明挖基礎樁基礎特殊地質基礎設計
中圖分類號:U448文獻標識碼: A
由于鐵路建設的飛速發展,鐵路跨越地區的地質也越來越復雜,但是鐵路基礎的設計也是需要遵循一些基本原則的。鐵路橋梁基礎設計最基本的原則是同一基礎必須置于同一地層上,防止由于地基軟硬不均勻產生不均勻沉降。本文從明挖基礎、樁基礎及特殊地質基礎設計等方面淺談了鐵路橋梁基礎設計。
1、明挖基礎
非巖石地基采用明挖基礎應慎重,無明顯優勢時,一般不采用。
1) 當地質條件適宜,有少量(或無)地下水,且基礎深≤6m時,可選用明挖擴大基礎。
2) 基礎為巖石地基,采用明挖基礎時,當風化層不厚時,應將基底置于新鮮巖石中;當風化層較厚時,可將基底置于風化巖石內,此時可以考慮深寬修正。當為泥巖時應及時灌注混凝土。
3) 非巖石地基,明挖基礎計算允許承載力時,要注意下臥層檢算,作深寬修正時,深度按控制點取值。同時考慮橋址附近地下水開采情況,計算地下水位下降引起的基礎沉降。
2、樁基礎
1) 基本承載力σ0≥600kPa的巖石才可按嵌入式柱樁設計;基本承載力500kPa≤σ0≤600kPa的弱風化巖石,可按摩擦樁和柱樁分別計算取其通過者,當難以判斷是摩擦樁還是柱樁時可參考柱樁配筋。當地基條件明確為摩擦樁時,按照摩擦樁理論配筋。
2)樁側極限摩阻力
樁側極限摩阻力fi根據地質報告中土性狀態描述,按《鐵路橋涵地基和基礎設計規范》(TB10002.5-2005)表6.2.2-5取值,對摩擦樁,表層土極限摩阻力可取下限值,深層土極限摩阻力可取上限值。
3)巖石單軸抗壓強度R值,按地質專業提供取用。C0值可由R值內插計算。
4)柱樁的嵌巖深度
柱樁的嵌巖深度不小于0.5m,并滿足《鐵路橋涵地基和基礎設計規范》第6.2.3條要求。嵌巖深度尚應考慮巖面傾斜影響。
實際設計時,當樁長較長時嵌巖深度宜取小值,長樁按摩擦樁計算可通過者,也可考慮支立于巖面;當樁長較短時宜適大加大嵌巖深度。
5)陡坡地段墩臺基礎布置(包括基底和樁底標高)必須結合橫斷面考慮橫向地形影響。陡坡上橋墩樁基礎樁,當樁身向山坡前方變位時(水平力指向坡外),樁身外側至山坡地面線水平凈距小于3m者,樁身按自由長度計,當樁身向山坡后方變位時(水平力指向坡內),自由長度應按地面線計。樁基計算應按兩個方向上分別計算,取其不利者進行設計。樁身自由長度應根據墩臺輔助斷面確定。
6)在巖石陡坡地段,基礎埋置深度應考慮巖石節理、承載力、有無不利的走向、傾角等因素。基礎外緣至巖層安全邊線的最小水平距離對于硬質巖,視節理發育程度及地面地形陡緩而定,一般不小于2~3m;對于軟質巖,視其風華程度及地形條件而定,一般不小于3~5m。
3、特殊地質基礎設計注意事項
1)濕陷性黃土
a) 位于各級濕陷性黃土地區的橋梁,其墩臺基礎一般置于非濕陷性土層中。當采用樁基時,應穿過濕陷性黃土層,將樁置于穩定可靠非濕陷性土層中。非自重濕陷性黃土層,不計摩阻力;I、II級自重濕陷性黃土層,其負摩阻力取-10KPa;III、IV級自重濕陷性黃土層,其負摩阻力取-15KPa。濕陷性土層范圍地基土水平抗力系數的比例系數m按飽和狀態下濕陷性黃土取值,范圍在2500~6000Kpa/m2之間,一般非自重濕陷土層取5000Kpa/m2,Ⅰ、Ⅱ級自重濕陷土層取4500Kpa/m2,Ⅲ、Ⅳ級自重濕陷土層取2500Kpa/m2。濕陷性黃土取負摩阻力時不與地震力組合,地震檢算是摩阻力取0。
b) 基坑開挖時,應在基坑底面以上預留0.10m土層,進行夯實至設計高程。濕陷性黃土地區橋墩臺基坑回填采用原土回填至承臺頂后采用夯填3:7灰土分層密實夯填至天然地面以上0.3m,并做好排水坡避免橋墩地表積水。濕陷性黃土地區橋梁,全橋布置圖需補充3:7灰土回填示意圖。
c) 濕陷性黃土地區樁基配筋根據計算確定,并不小于濕陷性黃土層的厚度。
d) 橋頭錐體鋪砌均采用漿砌片石;錐體范圍內應對基底進行處理。
e) 重視排水系統設計,了解水的來路、去處,凡水流經處,均應采取防護措施,保證不存水、不滲水。
f) 橋址附近出現的陷穴,應采用三七灰土夯填或挖除的方法進行處理。
2)地震液化土
當地層中含有地震液化層或在軟土地基上時,墩臺基礎應采用樁基礎,且應進入穩定土層內不小于1m~2m。樁身鋼筋應伸至液化層或軟土層以下。
基礎穿過可液化層時,可按《震規》附錄三考慮部分液化土的彈性抗力、摩阻力和內摩擦角。根據地質報告按《震規》計算各層液化土的折減系數。
3)地下水侵蝕
侵蝕性環境,應根據《鐵路混凝土結構耐久性設計規范》5.3.1、5.3.2條分灌注樁及其他結構確定混凝土標號。
4)水庫地區
線路經過部分地段位于水庫上、下游,當橋位位于壩址下游時,如水庫設計標準高于鐵路標準時,直接采用水庫百年下泄流量疊加區間流量。如水庫設計標準低于鐵路標準但校核標準高于鐵路標準時,可不考慮水庫的調蓄作用,按天然狀況計算。否則還需考慮水庫潰壩的影響;當橋位位于水庫上游時,流量按本河流量計算,但水位需考慮回水影響。
5) 泥石流區
泥石流溝宜采用橋梁通過,橋梁孔徑綜合考慮流量、地形條件、溝槽寬度、泥石流性質、流勢及發展變化規律等因素確定。
在泥石流流通區,橋孔不得壓縮,橋孔盡量跨越山區泥石流堆積區。
對于跨越泥石流溝必須在溝中設置橋墩的橋梁,根據泥石流的特性考慮在橋梁上游設置泥石流攔擋壩和停淤場。
對于設置在泥石流溝中的橋墩應考慮在百年設計水位+1m高度范圍內,采用提高混凝土標號,墩身設置護面鋼筋和增大主筋直徑及保護層等措施,以提高墩身抗泥石流沖擊的能力。
參考文獻:
1.《鐵路橋涵設計基本規范》(TB10002?1―2005)
2.《鐵路橋涵地基和基礎設計規范》(TB10002?5―2005)
3.《鐵路混凝土結構耐久性設計規范》(TB10005-2010、J1167-2011)