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中图分类号TU7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)108-0148-02
1工程概况
新建宿州至淮安铁路线位于苏、皖两省北部,东西连通安徽省宿州市、江苏省宿迁市及淮安市。我部承建安徽境内SHZH-1标,全线长度118.205km,途径安徽省宿州市、灵璧县、泗县。主要工程量:土石方937万方;圬工41万方;特大桥5538.5m/4座;大桥1844.17m/11座;中小桥9678.33m/140座;涵洞6401.06m/418座。
全线路基排水沟采用U型C15钢筋混凝土,设计方案采用预制安装,全线共166574m,水沟厚度10cm,水沟净高60cm,其底部半圆半径30cm,净宽60cm。
2 选题理由及现状调查
2.1选题理由
1)公司质量方针:“科学管理、精心施工、追求卓越、顾客满意”;
2)项目要求:施工质量合格率大于95%,满足全线创优规划要求,争创标准化管理试点;
3)业主要求:为将宿淮铁路打造一流普速铁路,提高路基附属工程的美观性,达到美化环境的要求。
综上所述,为了确保排水沟工程质量,优化排水沟施工方案,我们决定成立排水沟QC小组,对排水沟外观质量进行控制。
2.2现状调查结果
通过现状调查得出以下结果,预制安装排水沟施工过程中问题较多,其中棱角损坏、安装线形不顺为主要问题。为此,项目部提出了加强技术攻关,降低排水沟外观质量缺陷率。
3 设定目标
为了把宿淮铁路建成样板工程,项目部下达了加强技术攻关,降低排水沟外观质量缺陷率。项目部QC小组在现场调查研究,对排水沟的预制、运输、安装、接缝等各道施工环节进行详尽分析的基础上,一致确认应调整并优化设计与施工方法,将棱角损坏、安装线形不顺的比例降到最低。因此QC小组将本次活动目标设定为:排水沟外观质量缺陷率由31.5%降至10%。
4 原因分析
结合现状调查分析的结果,我们围绕影响排水沟外观质量的问题可以看出,引起排水沟棱角损坏和线形不顺的末端因素有7条:1)人员质量教育不够;2)技术交底不到位;3)混凝土强度不够;4)基槽为土质,易发生不均匀沉降;5)场地平整度不良;6)倒运、安装不规范;7)拼缝多,衔接不良。
QC小组成员集思广益,全体人员经过现场调查、现场测试及查阅资料等形式,确认了以下几条原因。根据对7个末端原因逐一进行要因确认,我们确认了4个主因:1)基槽为土质,易发生不均匀沉降;2)场地平整度不良;3)倒运、安装不规范;4)拼缝多,衔接不良。
5 实施对策
5.1基槽为土质,易发生不均匀沉降
原设计采用预制安装,基槽为土质,预制水沟节段安装后,易发生不均匀沉降,导致高低不平。如果在沟底设置垫层,单侧全线170余公里,费用惊人,业主及设计均不认可。项目部经研究,将基槽开挖后,采用人工平整拍实,并用1cm~2cm厚M7.5砂浆涂抹找平,并做排水沟外模底模。然后绑扎钢筋、安装内膜,浇筑混凝土。由于底部下垫砂浆进行硬化,找平,减少了土质基槽不均匀沉降。从而降低了由于不均匀沉降引起的线形不顺现象。
5.2场地平整度不良
预制受内外模的拆模间距影响,每节水沟预制占地不能少于2平方,考虑养护、拆模、堆放、运输,每个预制场面积不少于10亩地。为减少场地平整度不良带来的预制线形不平顺问题,项目部考虑尽量减少预制场地。经研究,原有排水沟预制构件安装改为现浇,混凝土现场搅拌,利用桥梁底或涵洞内搅拌,大大减少场地的面积,同时也不必考虑因场地平整度的问题。
5.3倒运、安装不规范
混凝土施工:现场搅拌(在桥梁底或涵洞内搅拌,采用滚筒式搅拌机,路基每隔200m不到就有一道结构物,混凝土运距短,一般在100m以内),斗车或翻斗车运输,人工铁锹铲混凝土入模,人工插入式振动棒(φ30mm)振捣密实。减少搬运过程中对预制构件棱角的损坏程度。
此外为确保线形的平顺性,项目部考虑现场浇筑采用模板固定顶面平顺性。先将试验段分几次浇筑对比,最后确定最优方案。
1)利用预制水沟模板修改进行现浇(共40m):沟底开挖后人工整平,未用砂浆抹面处理,直接进行现浇。拆模后问题有:底部有土块翻上(修饰),厚度未得到保证,模板有局部上浮,线形不顺直。
2)采用定制模板现浇(共100m分2次浇筑):沟底开挖后人工整平,采用砂浆抹面处理做底模,内膜板放置方木上调直,进行现浇,混凝土坍落度控制在13cm~15cm。拆模后质量较好:底部混凝土到位,厚度能得到保证,模板有局部上浮,线形稍差。
3)采用定制模板现浇(共200m,分4次浇筑):沟底开挖后人工整平,采用1cm~2cm砂浆抹面处理做底模,内膜板放置钢管上调直并用钢管反压,进行现浇,混凝土坍落度控制在13cm~15cm。拆模后质量较好:底部混凝土到位,厚度能得到保证,模板无上浮,线形较好。
通过对比,选择内膜板放置钢管上调直并用钢管反压,进行现浇的方法可以有效的控制排水沟的平顺性。
5.4拼缝多,衔接不良
从现场调查可以了解到,1m一处拼缝,拼缝较多,而且衔接处处理不美观,导致整个排水沟外观质量较差,因此项目部采用现浇方法浇筑排水沟,每15m设置一道沉降缝,减少拼缝的数量。
6 效果检查
根据制定的对策和措施,我部完成了400m排水沟试验段的现浇,我小组进行了认真实施与总结。认为达到了制定目标。
项目部提请业主、设计、监理三方到现场进行指导,一致认为可以取消预制安装方案,采用现浇方案,得到业主、设计、监理的肯定。
7 效果总结
1)通过本次QC小组活动,排水沟现浇内在、外观质量良好,业主、设计同意变更设计方案,取消预制安装,采用现浇排水沟施工方案。获得了业主、设计、监理的认同,赢得了一定的社会效益;
2)通过开展QC活动,提高了施工工效。取消了6个预制场,取消了预制节段的运输安装,减少了模板量,施工机械也得以大大减少,降低了成本,赢得了经济效益;
3)QC小组根据活动过程中的措施实施情况,整理、分析总结,编制现浇排水沟施工方案和作业指导书,作为今后类似工程施工的相关依据。
0.工程概况
吕合1号隧道位于楚雄北~南华南区间,双线隧道。线路纵坡为4‰单面下坡,全隧除D2K42+663.6~D3K44+420段位于半径R=4504.5米的右偏曲线上外,其余地段均为直线。隧道进口里程D2K42+155,出口里程D3K44+420,全隧长2265米,最大埋深约165米。
隧道进口D2K42+155~+180段采用明挖法施工,沿线路大里程方向右侧临时边坡、仰坡及明暗分界处直立开挖掌子面采用锚网喷防护。隧道进口洞门采用斜切式洞门,隧道出口洞门采用台阶式洞门。出口大里程方向左侧采用人字形骨架护坡形式,大里程方向右侧设置3根锚固桩,右侧边坡采用锚杆框架梁内灌草护坡形式。
吕合1号隧道开挖方量总计30.5万方,喷射砼26875方,衬砌砼61800方,沟槽身砼6100方,洞口防护锚固桩砼250方,型钢钢架3420吨,衬砌钢筋3340吨。
1.隧道排水方案
1.1洞内排水方案
吕合1号隧道坡度较缓,采用长距离管道配合小集水泵收集式反坡排水,考虑隧道反坡施工较长以及水泵扬程等因素,隧道拟设置排水泵站3座,每400米设置一座,分别设置在DK42+380、DK42+780、DK43+180处。实际施工时如遇到涌水量较大时可根据具体情况加密,排水泵站之间采用Φ100mm排水管输送,前方施工掌子面积水采用集水坑来收集积水,小集水泵用Φ80mm消防软管将积水收集并输送至最近的较大的排水泵站内,对3个固定式排水泵站之间积水采用洞内两侧设排水沟加横沟自然汇集至高程较低的排水泵站内,由最后一级排水泵站传递至洞外污水处理池。
吕合1号隧道出口端因为下坡施工隧道,排水工作相对轻松,施工时在掌子面和仰拱位置采用集水坑进行积水,而后采用污水泵进行抽水作业,并用Φ80mm消防软管将积水收集并输送至已完成的边沟段落,使其沿边沟自然排出洞外,洞外做大排水泵站,并采用Φ200cm的混凝土管连接至指定位置。
1.2洞外截水沟施工方案
1.2.1施工放线
截水沟施工前,先进行测量放线,放出隧道中线和开挖边界线。
隧洞洞外采用三角网测量,每个洞口至少设置三个平面控制点,三个点应设在互相通视,交通方便,地基稳定且能长期保存的地方。高程控制采用水准测量进行,每个洞口应布设两个高精度水准点,两个水准点以安置一次水准仪即可联测为准;中线放出后按10m为中桩间距单位打设中线桩;开挖边线桩用等高线法测出,按5m为中桩间距单位打设开挖边界桩;中桩及开挖边界桩要经过项目部测量队复核测量认可后方可使用;截水沟施工前,要对其修砌位置进行放线,放线内容为距边仰坡刷坡位置5m外的适当位置确定截水沟大致走向、里程。
1.2.2截水沟施工工艺
(1)水沟开挖。
由于截水沟净空较小,为便于截水沟的一次开挖成型,采用挖掘机开挖,辅以风镐、人工对截水沟边坡进行修整,从而确保其顺直,为边坡防护工程创造条件。
(2)原材料。
截水沟所用C25混凝土浇筑,混凝土严格按照配合比施工下料。为便于过程控制,现场应设有磅称,砼材料应每盘称量,材料计量应以质量计算。
(3)工地布置。
截水沟的施工场地布置,在满足施工工艺的前提下,应力求紧凑,充分利用场地空间及运输线,避免施工干扰。
2.总结
通过隧道内与隧道外排水技术的运用,并与隧道施工各工序有机的结和开来,并合理安排各施工工序,隧道的渗水问题将迎刃而解,实现了独自施工模式,进而提升了施工进度,保证了工期。
【参考文献】
[1]刘泽民.公路隧道防排水施工工艺[J].隧道建设,2001(02).
一、给水工程施工
1.管沟施工原则
先深后浅,自下而上;跨越挡土墙或结构物处要先于墙基础施工,采取有力措施,保护既有管线;分段开挖见缝插针,为总体施工创造条件。
2.给水管道基础(1)在管基土质情况较好地层采用天然素土夯实。(2)管基在岩石地段采用砂基础,砂垫层厚度为150mm,砂垫层宽度为D+200mm。(3)管基在回填土地段,管基的密实度要求达到95%再垫砂200mm厚。 (4)管基在软地基地段时,视具体情况现场处理。3.管沟开挖开挖前现场进行清理,根据管径大小,埋设深度和土质情况,确定底宽和边坡坡度。一般使用挖掘机开挖,只有当挖深较小,或避免对周围振动及需探险查时才用人工开挖。使用机械开挖时,底部予留20cm用人工清理修整,不得超挖。挖出的土方不应堆在坡顶,以免因荷载增加引起边坡坍塌,多余土方要及时拉走。沟底不应积水,应有排水和集水措施,及时将水用抽水机排走。 4.管道安装方法(1)管及管件应采用兜身吊带或专用工具工具起吊,装卸时应轻装装轻放,运输时应垫稳、绑牢,不得相互撞击;接口及钢管的内外防腐层应采取保护措施。 (2)管节堆放宜选择使用方便、平整、坚实的场地;堆放时必须垫稳,堆放高度应符合下表的规定。使用管节时必须自上而下依次搬运。 (3)管道安装前,宜将管、管件按施工设计的规定摆放、摆放的位置应便于起吊及运送。 (4)起重机下管时,起重机架设的位置不得影响沟槽边坡的稳定;起重机在高压输电线路附近作业与线路间的安全距离应符合当地电业管理部门的规定。 (5)管道应在沟槽地基、管基质量检验合格后安装,安装时宜自下游开始,承口朝向施工前进的方向。 接口工作坑应配合管道铺设的方向及时开挖,开挖尺寸应符合下表的规定:
二、排水工程
2.1道路排水施工的原则和思路
在进行道路的排水施工时,应遵守如下原则和思路:
(1)根据各段水文地质以及道路构造物等因素,认真研究分析排水的目的和任务,明确核心任务,确定各段排水类型和排水方法以及排水设施。
(2)排水设施和排水方法的选择除认真分析其排水效果外,应充分考虑其负面影响和危害(如明沟的“明沟效应”,路缘石排水的“隔墙效应”等),尽量避免和较少负面影响。
(3)充分认识水对道路的危害和影响,重视道路排水系统的重要性和必要性,杜绝排水设施和施工“机械化”、“通用化” 、“自然化”的现象。
(4)重视施工技术的要点,否则“完美无瑕”的排水系统将留下遗憾,如渡水槽、倒虹吸、明槽开挖与农田季节灌溉的矛盾。
2.2路基地面排水
2.2.1边沟、截水沟与排水沟的施工工艺
边沟、截水沟与排水沟的施工工艺和施工要点有很多相似的地方,在这里我们统称为“水沟”。
水沟的施工大体包括以下的工作:
施工准备(清理现场、核查设计布置是否合理、组织施工人员及施工机械、准备材料)、测量放样、撒石灰线或挂线、沟槽开挖、人工修整、验槽、水沟加固。
道路的用地比较紧张,其边沟、排水沟和碎落台截水沟大多采用矩形断面形式,通常需要结合其他防护工程进行加固处理。高等级道路路面汇水面积较大,另外,有些山区道路的挖方边坡较高、较长,从边坡汇入边沟的水流流量亦较大,边沟的设计断面尺寸较大。为了行车安全和增加路面视觉宽度,通常需要在边沟顶面加带槽孔的混凝土盖板。
2.2.2边沟、截水沟与排水沟的施工要点
(1)各种断面的水沟根据施工条件及设计尺寸大小,可采取不同的施工方法,下面主要谈土质水沟的施工方法
(2)沟槽测量放样,可根据设计图纸尺寸,利用经纬仪及钢尺或皮尺从中柱引侧,或利用全站仪从测量控制点引侧,放样点间距直线段一般为10m一点,曲线段根据转弯半径大小为2―5m一点。
(3)放样时,应该查水沟设计位置是否合理,是否与道路设施及建筑物位置发生冲突;坡降是否过大或过小,过大是否需要采取加固措施,过小是否会产生积水过漫流现象;与其他防水措施交接处是否会发生错位或冲刷,是否需要进行防冲加固;出水口水流是否流畅。设计存在不合理的地方或存在需要完善的地方,需及时向有关部门汇报,以得到及时的修改和完善。
(4)放样之后,应进行现场清理,清除杂草、灌木、有机质土及覆土等杂物,平整场地及进行施工临时排水。
(5)低等级道路,或降水量较少的地区,水沟设计尺寸亦较小,通常采用人工开挖沟槽。反之,高等级道路,或降水量较大的地区,水沟设计尺寸亦较大,为了保证施工质量和工期,大多采用人工配合挖掘机开挖。在纵向,一般应从下游向上游开挖。
(6)挖方地段和填土高度小于边沟深度的填方地段均应设置边沟,路基靠山一侧的坡脚应设置不渗水的边沟。为了防止边沟漫溢或冲刷,在平原区和重区山岭区,边沟应分段设置出水口,多雨地区梯形边沟每段长度不宜超过300m,三角形边沟不宜超过200m。
(7)平曲线处边沟施工时,沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接,不允许曲线内测有积水或外溢现象发生。曲线外侧边沟应适当加深,其增加值等于超高值。
2.2.3跌水和急流槽的施工
跌水沟槽的开挖,在土质或风化比较深的边坡可以采用人工开挖或机械直接开挖,在岩石边坡可以采用爆破方法开挖。跌水基础应开挖到设计要求的高程或设计要求的承载力基础上为止。
2.2.4跌水施工要点:
(1)跌水沟槽一般采用人工开挖,如果坡度允许和断面尺寸合格,也可采用机械开挖。
(2)跌水槽开挖后,立即平整夯拍密实,如土质干燥须洒水湿润,遇有鼠洞、陷穴,应堵塞夯实。
(3)勾缝时,浆砌料石、块石、卵石、预制块和石板,宜在砌筑砂浆初凝前勾缝。勾缝应自上而下用砂浆充填、压实和抹光,浆砌料石、块石和石板宜沟平缝,浆砌卵石宜沟凹缝,缝面以低于砌石面1―3m。
2.2.5急流槽的施工要点
(1)急流槽沟槽一般采用人工开挖,如果坡度允许和断面尺寸合适,也可采用机械开挖,岩石沟基采用爆破开挖。
(2)勾缝时,急流槽抹面施工,一般先抹沟坡墙,后抹沟底。
2.3路基地下排水
2.3.1明沟的施工要点
(1)开挖过程中,应注意检查控制基底高程和断面尺寸,做到不超挖、不扰动槽底基土,机械开挖时在设计槽底高程以上保留20m左右不挖,用人清底。
(2)明沟的测量放样可采用经纬仪或全站仪进行,放样时,根据设计图上渗沟位置在现场实地定出明沟中线桩位,撒石灰线标出沟槽开挖位置。
(3)加固施工时,一般采用座浆法先铺砌沟底,砌筑砂浆一般为M7.5,然后在含水层设置反滤层或铺设反滤土工布,再在沟底铺砌上砌筑沟帮。
(4)渗水孔的施工应保证直顺、向沟内倾斜3%以上,无堵塞。为此,砌筑到渗水孔位置时,按渗水孔尺寸和倾斜度要求砌筑沟槽,并进行沟槽的勾缝或抹面,勾缝应为平缝,砌筑沟槽顶部时,应用水泥袋或塑料袋先覆盖沟槽顶部后再进行砌筑施工。
2.3.2暗沟的施工要点
(1)根据泉眼位置、高程以及出水口位置高程,现场放出暗沟开挖路线,一般以最短直线路径将水排出路基。定线时,须注意以下方面:出水沟底应高于路基外排水沟常水位0.2m以上,盖板沟的沟底纵坡不小于1%,圆管不小于0.5%。
(2)开挖过程中应将泉眼内的出水临时用胶管、竹筒等或临时排水沟引出,避免在水中开挖。
(3)沟槽开挖至预订深度后,检查基底土质类型和承载力,如基底承载力不够时,应采取换土等基底加固措施。
结束语:严格遵守道路给排水施工的技术要点,并在施工中总结的经验,是保证道路质量的最佳手段。我们还需要通过推广新材料、新工艺,以科技含量高的施工方法提高工程质量,从而大大降低道路通车后的维护费用。
中图分类号:U416 文献标识码:A
Shallow Narrate New Han-Yi Railway Subgrade Protection and Drainage
HU Jiarui, LI Fang
(Gezhouba Xinjiang Engineering co.,LTD, Yichang Hubei 443000)
Abstract Combining new Han-Yi railway roadbed construction practice, Explain roadbed slope protection and drainage design and construction principles,Shallow narrate the Hanyi railway subgrade protection and drainage construction technology key points. In order to guide similar engineering and signed by the effect of.
Key words Han Yi Railway; roadbed; protection and drainage
水是造成路基及其构造物病害、影响路基安全稳定的主要原因。新建汉宜铁路是按时速200km/h设计的客运专线,对线路安全、稳定性和耐久性要求很高,路基防护及排水作为路基施工中重要的一环,是直接影响上述各项指标的重要因数,必须严格控制施工质量。
1 工程概述
新建武汉至宜昌铁路工程起自汉口站(含)终至宜昌东站(含),正线全长293.1km。由中国葛洲坝集团股份有限公司承建施工的HYZQ-6标线下工程正线全长87.41km,属汉宜铁路的尾段,三分部施工范围全长9.6km,路基5.87km,全部为填方路堤。按照汉宜铁路设计文件路堤坡面防护设计为拱形排水骨架护坡,在稳定的基脚和坡体上挖槽,浆砌片石上安装预制件面板,骨架内种紫穗槐。路堤排水沟设计为坡脚外为预制拼装梯形沟。
2 铁路路基防护及排水工程施工原则
(1)施工前现场检查地形地貌与设计是否一致,排水系统能否形成。测量排水设施的进、出口标高,控制排水坡度。(2)原材料的选用,应符合标准,进场必须检验,合格后分类存放。并按设计要求的混凝土、砂浆强度配置配合比。(3)混凝土砌块预制工厂化,批量生产,保证质量。存放场地必须硬化坚实,防止预制件变形折断。强度未达到100%不得使用。(4)基槽开挖宜采取跳槽开挖,开挖完成后,复核基底地质情况并自检合格后,报工程师验收。(5)浆砌工程采用挤浆法施工,混凝土、砂浆采用机械集中拌合。并按设计要求设置沉降缝、泄水孔、反滤层,按工艺要求设置施工缝。(6)砌体、混凝土施工后及时进行养护。(7)排水系统不得污染饮用水源,养殖池、农田菜,不得损害路基及附近建筑物地基、道路和农田,不引起淤积和冲刷。
3 路基防排水工程施工
3.1 边坡防护施工
汉宜铁路路基边坡防护多为拱型骨架、空心砖铺面。为保证汉宜铁路的美观,拱形骨架设计底部为浆砌片石,片石上用5CM厚带缘混凝土预制板铺砌。路基边坡防护施工要点:
(1)防护工程施工放线。路基填筑施工完毕后,应进行铁路中心线贯通测量,确定路肩线,然后根据设计断面尺寸准确放线。在未填筑完路堤地段施工边坡骨架脚墙,应根据填筑路肩标高确定路肩线,再根据设计坡率放线,一个坡面内骨架间距、拱圈高度必须一致。(2)路基骨架施工段必须先刷坡,保证坡率和坡面平顺。骨架必须落在压实的填土上或堑坡实土上。(3)防护骨架开挖必须符合设计断面尺寸,沟槽应分段开挖,砌筑沟槽开挖后应报监理人员验槽,保证各部尺寸符合设计,线型直顺。(4)浆砌片石骨架砌筑,按挤浆法施工,先座浆,再挤浆,保证砂浆饱满。砌缝应相互错开,消灭通缝,片石间应留有2~4cm缝隙,挤满砂浆,拱圈端片石应嵌入两侧主骨架,骨架坡面应挂线找平。(5)拱形骨架安装预制件面板,主骨架根据位置安装A、B、C、D型,主骨架与拱骨架连接处安装C、D1、D2型,拱骨架安装E型块,顶部镶边安装F、G型块,采用M10水泥砂浆拼装。(6)浆砌片石骨架面勾缝砂浆应嵌入缝中,砂浆细腻,勾凹缝。(7)骨架必须嵌入坡面,确保坡面排水畅通。堑坡超挖地段应挖小台阶回填夯实。(8)骨架内植紫穗槐灌木,种植前首先清理干净场地中的建筑垃圾及其它影响施工及树木成活的杂物。骨架护坡内种植时首先保证骨架内培土平整、饱满和密实,充满整个骨架。路堤坡面内种植紫穗槐灌木,每平方米3穴6株,即每穴2株,施工时按方形排列,间距0.57m。紫穗槐先育苗,后种植。
3.2防排水施工
汉宜线的排水设施有排水沟、侧沟、天沟、平台截水沟和吊沟,均为预制件拼装或现浇混凝土结构。为确保施工质量,充分发挥防排水功能,施工中重点控制:
(1)小型构件的预制。严格按业主要求生产条件、存放地标准建设小型构件预制场,在生产过程中,监理单位应对混凝土配比、拌合条件、振捣、钢筋安装、脱模、存放进行检查。(2)浆砌混凝土预制块沟施工工艺流程为:施工准备――测量放样――沟槽开挖及验收――混凝土预制块砌筑(沉降缝设置)――砌体勾缝――养护。(3)施工单位应按设计要求测设排水沟的中线和开挖边线,控制出入口标高与排水坡度,使每条沟排水都能进入合适的排水系统。(4)沟槽的开挖宜采用人工配合小型机械开挖,沟槽开挖完成后,检查沟底地质情况,采用样架法检查断面尺寸,报监理人员验收。(5)混凝土预制块采用挤浆法分段砌筑。砂浆按配合比机拌,随拌随用。砌筑顺序为先沟底再沟帮,分段位置设在沉降缝处。采用企口方式砌筑,转角或施工暂停处,砌块分层咬搓,交错搭砌。砌块上、下层错缝搭砌,搭砌长度一般为砌块的1/2,不小于砌块高度的1/3,且两层间竖向错缝大于100mm。砌缝宽度一般为15~20mm,大于20mm的垂直缝,用同强度混凝土灌实。(6)为防止沟体不均匀下沉而造成拉裂,应每隔10-15m设置沉降缝一道,且沟身、基础沉降缝设置在同一位置。沉降缝按设计要求设置,设计无要求时,可用2cm厚的沥青木板放置在缝的位置上,两面靠着砌,砌一层抬高一层。后用M10水泥塞缝,塞缝深度为10cm。
(7)养护采用覆盖洒水养护。在砌筑好的排水设施上覆盖草袋或其它保水材料,洒水湿润。
(8)水沟砌筑完后,要进行各部尺寸检查。
水沟施工允许偏差
4总结语
新建汉宜铁路附属工程是按客运专线标准进行设计,把握路基附属工程施工质量,把附属工程施工看着结构物施工一样,内实外美、线形流畅美观,符合标准。加强路基防护及排水工程施工监控,全面做好原材料进场把关、小型预制构件生产控制、施工放线控制、施工工艺控制是关键,保障路基结构的稳定性,提高铁路运营的平稳性与安全性至关重要。
参考文献
中图分类号:S276 文献标识码:A 文章编号:
路基排水指的是为保证路基稳定而采取的汇集、排除地表或地下水的措施。目的在于确保路基始终处在干燥、坚实和稳定的状态。近年来,我区新建的高速公路均不同程度的出现了早期破坏现象,究其原因,忽视了对不同地段、不同地形路面排水系统的深化和详细设计,我区为多雨地区,降雨通过中央绿化分隔带从路面面层渗入基层或路基。地表水侵入后水分不能迅速排除,在车辆荷载及不利气候条件的综合作用下,路面产生松散、坑槽等早期水损害的破坏现象,严重影响路面的使用性能。因而,为确保高等级公路路面具有良好的使用质量,延长共使用寿命,保持路面稳定和强度,保证行车安全,必须深化完善公路路面排水系统的设计。
1危害路基水的来源和排水原则
危害路基水来源:危害路基的水可分为地面水和地下水两大类。地面水包括大气降水后在地表形成的径流和路基上侧流向路基的径流。其危害主要是对路基产生冲刷和渗透。地下水是指地表以下岩石或土层的孔隙、裂隙中的水,包括上层滞水、潜水、层间水。其危害程度轻则使路基湿软,降低强度;重则会引起路基冻胀、翻浆或边坡坍塌,甚至整个路基滑动。
路面表面排水设计的基本原则是把降落在路面上的雨水,通过路面表面的纵横向坡度向两侧排流,迅速将其排离路表面,以防止降雨滞留在行车道上,形成水膜,从而严重威胁高速行车的安全。
2 路面排水结构设计
加强路面结构的防水设计。一是面层设计为密级配型,一般可设计为沥青砼面层或改性沥青面层。由于这种类型路面空隙率较小,所以可以有效阻止面层渗水。二是设置沥青石屑(或砂)下封层,这种封层不仅可以阻止面层渗水浸入基层,同时还起到基层与面层紧密联结,使结构层间不产生滑移的作用。
提高沥青与矿料的粘结力。水损的破坏机理是沥青与集料剥落,为了减轻沥青剥落现象,改善沥青砼的水稳定性和耐久性,需要提高沥青与矿料间的粘附性,增加集料之间的粘结力。为此,要采用抗水损害能力强的材料或采取抗剥离措施,添加3%~5%的水泥取代矿粉或1%~1.5%的消石灰粉或性能良好的抗剥落剂。
加强路面压实,减少空隙率。沥青面层的压实度对沥青路面的耐久性至关重要,直接影响路面的使用质量。沥青砼面层的压实度应满足规范的要求,但不考虑沥青砼的设计空隙率而按统一压实度来控制是不合适的。研究显示,沥青路面的实际空隙率在7%以下时,沥青面层内的水在行车荷载下一般不会产生动水压力,不易造成水破坏。当空隙率大于15%时,水能在空隙中自由流动并排走,也不易造成水破坏。但空隙率在7%~15%时,水很容易渗入并滞留在沥青混合料内部,在行车荷载作用下产生较大的毛细压力或动水压力,造成沥青混合料的水破坏。所以,为提高沥青砼面层的密水性,必须加强压实,减少空隙率。
3地面排水设施
3.1 边沟 边沟一般设置在路堑、矮路堤、零填零挖路基及陡坡路堤边缘外侧或坡脚外侧,主要用来汇集和排除路基范围之内和流向路基的少量地表水。边沟的排水量不大,一般不需要进行水力水文计算,依沿线具体条件,选用标准横断面形式。边沟的断面形式有梯形、矩形、三角形、流线形等。梯形边沟稳定性好、流量大、泄洪能力强,适用于土质边沟和长挖方路段,缺点是尺寸较大,占地较多。矩形边沟一般尺寸小、占地少,可以减少开挖方量或拆迁量,降低工程造价,适用于石方、土质深挖方或路基断面受地面建筑物限制的桥梁、渡槽、沿街路段,缺点是容易阻塞且不易清理,后期养护不便。三角形边沟施工简单,适用于矮路堤或机械化施工,缺点是流量小,容易造成漫流。流线型边沟又称碟形边沟,适用于地形平坦、纵坡平缓的低填、浅挖路段。它是将路基边缘的边角整修圆滑,防止路基旁侧积砂或积雪,克服沿路基边缘设置规则深边沟所带来的行车不安全隐患,形成流畅优美的视觉效果,并可改善道路的景致、增进美观、舒顺。
3.2 排水沟 排水沟的作用是将边沟、截水沟、取土坑所汇集的水流或路基附近的积水,引至桥涵或路基范围以外的天然河流、低洼地。根据我近几年在工程中的施工,我认为边沟在设计中存在以下难点:排水沟一般只有排水方向,设计中没有标高,给施工带来困难。况且由于排水沟修筑在路基以外,具体地形难以掌握,很难进行具体数据的采集,致使设计存在缺陷。还有就是有些施工单位在施工中只单纯考虑排水沟施工,待涵洞(通道)等其他工程完工后无法与排水沟顺接,水流无法排出,多次进行返工,造成极大浪费。针对以上问题,作为设计者应该高度重视,详细进行勘查,尽可能的提供数据以指导施工。与施工单位积极配合,及时进行设计回访,不断优化设计。3.3 截水沟 截水沟又称天沟,一般设置在挖方路基上侧边坡坡顶以外,或山坡路堤上方的适当点。其作用是拦截山坡上方流向路基的地表水,保护挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。截水沟的位置,应尽量与绝大多数地面水流方向垂直,以提高截水效果和缩短沟的长度。降雨量较大、暴雨频繁,植被较差的路段,必要时可设置两道或多道截水沟。截水沟的出水口,可用排水沟、跌水或急流槽相连接,将水引至山坡一侧的自然沟中或桥涵进出水口。3.4 跌水 在陡坡或深沟路段设置的沟底为阶梯。水流呈瀑布跌落式通过的沟槽称为跌水。其主要作用是在较短的距离内,降低水流流速,消减水流能量。跌水构造分为进水口、消力池和出水口三部分。跌水又有单级和多级之分。设计时应根据水位落差,陡坡长度,水流流速和地质条件等因素确定尺寸和类型。值得注意的是,由于跌水纵坡大、水流湍急、冲刷严重。因此,跌水两端若为土质沟渠,应予以加固处理,保持水流畅通,不致使跌水产生淤塞或冲刷。3.5 急流槽 急流槽是指在陡坡或深沟地段设置的坡度较陡,水流不离开槽底的沟槽。其作用是将上下游水位差较大的水流引至桥涵进口或路基下方。3.6 蒸发池 当路线穿越平坦地形,地面排水困难,无法把地面水排走时,可在距离路基适当的地方设置蒸发池,引水入池,依靠自然蒸发或下渗将水排除。池的容积,按汇水流量确定。
4地下排水设备
4.1 盲沟 盲沟是设在地面以下引导水流的沟渠,其作用是把路基范围内的泉水或渗沟所拦截、汇集的水流,排到路基之外。盲沟设计应按照泉眼范围及流量的大小或渗沟汇集的水流情况,确定断面尺寸。埋置深度应大于当地的冰冻深度,保证一年四季排水畅通。4.2 渗沟 渗沟主要用来吸收降低地下水位,汇集和拦截流向路基的地下水,并将其排出路基范围之外。适用于地下水蕴藏量大、面积分布广的路段。4.3 渗井 渗井是将排不出的地表水或边沟水渗到地下透水层中而设置的用透水材料填筑的竖井。渗井施工难度大,单位面积造价高,一般不轻易采用。当土基含水量较大,路面翻浆,彻底解决地面、地下水又困难时,经与其它技术措施相比较,有条件地选用。由于地下排水结构物为隐蔽工程,构造复杂,且投资较大。所以在设计、施工、养护均应特别注意,以免因结构失效而后患无穷。
经调查,道路在使用过程中,会受到各种损坏,其中水是最主要的危害因素,路面坍塌,翻浆翻砂,冲刷破坏,剥落等都和水有关系。这些损坏导致行车安全受到影响,道路使用寿命缩短。如何运用合理方案有效避免和解决掉这些问题,是设计者在设计道路路基路面排水的过程中需要重点考虑的因素。
1.地下水,低洼地势含水层浅且随季节变化对路基的影响
1.1地下水影响路基,分以下几种情况:
(1)流动的地下水会对路基填料造成冲刷,长期作用的结果就是路基内部出现空洞;
(2)地下水浸润路基,发生毛细现象,导致毛细水上升,一种可能是地下水本身各种盐类可能会对路基填料造成侵蚀,另一种可能仅发生在北方冻融交替循环地区,夏季毛细水上升并停留在路床内,冬季冻胀,这都不是问题,但一旦春季发生冻融,被冻涨的毛细孔孔径变大,毛细水下降,路床内部出现空隙,这就是翻浆发生的主要原因,也是路基较为致命的病害。
1.2应对措施
(1)主要是看您的路床采用了什么类型的填筑材料,这种情况下,路床80cm范围内应采用渗水性良好填料;
(2)路床底部宜设置防水层防止地下水的侵润;
(3)北方冻融地区路面结构层应考虑防冻厚度要求,依地区不同,防冻厚度要求各有区别。
地下水反渗对道路安全及道路寿命影响主要表现在路面凸凹不平,挤压变形,塌陷,易造成陷车翻车等事故。深人研究道路地区的水文地质、水流形成原理,大气降水规律、地下水状况以及地表水情况,进行分析归纳,总结特点,制订合理解决措施。防止地下水对道路造成的破坏影响,主要是设置隔水层,通过用土方,砂石将路基填高,防止和减少地下水对道路的侵蚀。提升道路的质量性能和使用寿命。沥青路面的沉陷是路面变形中最普遍的一种,特点是面积大,涉及的结构层次深,主要出现在挖方段和填挖交界处。其产生的主要原因是:(1)土质路堑排水不畅,路床下部路基过湿润而产生不均匀沉降,引起路面局部下沉;(2)路面强度不能适应日益增长的交通量,易发生疲劳破坏:(3)路基或基层强度不足或填挖路基强度不一致,在车辆荷载作用下,路基或基层结构遭破坏而引起沉陷;(4)桥头路面沉降不均匀而引起沉陷并与桥面发生错位。因此做好地下水的防治工作十分重要。
2.大饨邓
大气降水形成的路表水对路面使用性能的影响,进而对路面结构、路基等使用寿命产生的影响。
雨水降落到公里的路姐范围内时,主要有两种去向,一个去向是淋湿路基路面的机构,进而在公路的表面形成径流,领一个去向是通过道路的路面或者路基结构渗入道路的结构内部影响道路的内部结构。而深入结构内部的水,损害的混凝土路面的路面结构,使混凝土发生唧泥、板底脱落、从而致使混凝土路面的断裂;加速路面的老化,减少路面的使用寿命。而且,路面表面形成的水,会损毁路面附近的边坡,而更严重的道路表面积水,在日后更会形成水雾,影响道路行车的行车视线,还会导致在车速过快的情况下发生“水漂”造成不可挽回的交通事故,对行车安全构成了巨大的威胁。
大气降水是造成道路浸水积水的最主要因素,排水系统的设计应充分考虑大量降水时路面漫水情况时对道路的保护。根据当地的地理地貌及历年气候降水情况,设计考虑选用道路结构及施工材料,减轻积水对道路的破坏程度,同时排水系统的设计应充分考虑尽快排除积水,减少积水造成的安全事故及对道路的破坏影响。
3.农田排灌水、边沟水对路基的影响
道路边沟排水设计对公路排水系统的改扩建工程中,道路表面的排水系统比较容易完善和维修,地下排水和路面内部排水系统的处理和完善因需要开挖原有路基,所以比较困难。关于路面内部排水结构和地下埋置排水设施设计较为复杂。而且造价较高,维护难度大。因此在设计初期就要将各种因素考虑进去。边沟或者农田季节性的长期排灌水,在设计施工前一定要将隔水层施建完善。边沟的排水能力主要取决于以下几个设计参数:边沟底流水坡度、边沟截面尺寸、形状、边沟的表面粗糙程度。因地制宜,全面规划。所以,更要严格要求路基边沟施工,路基地面排水设置边沟施工要求如下:(1)挖方地段和填土高度小于边沟深度的填方地段均应设置边沟。路堤靠山一侧的坡脚应设置不渗水的边沟。(2)为了防止边沟漫溢或冲刷,在平原区和重丘山岭区,边沟应分段设置出水口,多雨地区梯形边沟每段长度不宜超过300m,三角形边沟不宜超过200m。设计过程中的路基、路面排水方案,对公路工程路基、路面排水工程提出了切合实际、适应性强的排水方案,方案应该因地制宜。更具有实用性,具有实际解决问题的合理的方案。排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济,并充分利用有利地形和自然水系。各种路基排水沟渠的设置,应注意与农田水利相配合,必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径,以防农业用水影响路基稳定,并做到路基排水有利于农田排灌。路基边沟一般不应用作农田灌溉渠道,两者必需合并使用时,边沟的断面应加大,并予以加固,以防水流危害路基。设计前必须进行调查研究,查明水源与地质条件,重点路段要进行排水系统的全面规划,考虑路基排水与桥涵布置相配合,地下排水与地面排水相配合,各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合,做到路基路面综合设计和分期修建。对于排水困难和地质不良的路段,还应与路基防护加固相配合,并进行特殊设计。路基排水要注意防止附近山坡的水土流失,尽量不破坏天然水系,不轻易合并自然沟溪和改变水流性质,尽量选择有利地质条件布设人工沟渠,减少排水沟渠的防护与加固工程。
4.施工要求
(1)平曲线处边沟施工时,沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接,不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生。曲线外侧边沟应适当加深,其增加值等于超高值;
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
城市道路的路基是道路工程的重要组成部分,是路面的基础,在施工过程中,是否能够保证路基的质量, 直接关系到整个道路工程的质量,如果没有稳定的路基,就不可能有稳定的路面,因此,保证路基的强度和稳定性、提高道路工程的质量则是城市道路工程施工的关键。
一、市政道路路基工程施工特点
1、城市道路路基工程施工处于露天作业,受自然条件影响大;在工程施工区域内的专业类型多、结构物多、各专业管线纵横交错;专业之间及社会之间配合工作多、干扰多,导致施工变化多。
2、城市道路路基工程包括路基(路床)本身及有关的土(石)方、沿线的涵洞、挡土墙、路肩、边坡、排水管线等项目。
3、路基施工以机械作业为主,人工配合为辅;人工配合土方作业时,必须设专人指挥;采用流水或分段平行作业方式。
二、市政工程路基施工技术的应用
1、路基施工前的准备工作
在路基施工之前,施工单位要做好组织准备,建立健全施工组织和管理机构,配备好各类技术人员和管理人员,并制定各种必要的施工管理规章制度。施工人员认真熟悉设计文件和图纸,听取设计人员的设计交底、弄清所有不明确的问题后,由技术负责人将主要工序和关键部位的施工技术要求、地下隐蔽工程的位置和标高向操作人员进行交底。施工单位对施工现场进行踏勘,根据现场收集到的情况,核实工程数量,按照工期要求、施工的难易程度和人力、设备、材料准备情况等因素编制实施性的施工组织设计,建立一个完整的以自检为主的质量保证组织体系并对施工人员进行施工安全教育,制定施工安全规章制度,同时将各项具体安全措施落实到位。
2、路基挖方
开挖前需做好截水沟和排水沟通畅排水,并根据土质情况做好防渗工作,以利于路基用地范围建筑物。砌体及其障碍物,在对其交通和排水作出妥善的安排后拆除;挖方作业必须保持边坡的稳定,不得对邻近的各种结构物产生损坏或干扰;在开挖过程中分层进行开挖,在挖方材料经检验合格后尽量予以采用,并在开挖过程中保持路基排水畅通。土方开挖采用挖掘机开挖、配合自卸汽车运输,对地质较复杂处开挖以人工为主。在开挖过程中,严格按放样的坡度、标高施工,以免超挖或少挖,产生浪费或造成返工;注意边坡的稳定性,自上而下进行开挖,不得乱挖、超挖,严禁掏洞取土。施工中如遇土质变化需修改施工时需及时报批。路堑挖土边坡和施工要求同填土边坡类似。对砾类土边坡,施工中根据土壤、地质水文等条件确定坡度,一般湿度大、边坡高时,用较缓坡度。
3、路基填方
在路堤填筑前,选择一填方路段作为试验段,在试验段内测定土的松铺系数、达到不同压实要求所需的压实遍数、设备的最佳组合、每台班最大完成工作量及每台班最合理完成工作量等技术参数以指导生产。路基填方施工前,先对原地表进行清理及挖除,当路堤填土高度小于80cm 时,对原地表面清理与挖除后,将表层翻松 30cm,然后平整压实( 压实度≥ 93%)后填筑;当路堤填土高度大于80cm 时,对原地表面清理与挖除后,将路堤基底整平处理并在填筑前进行碾压( 压实度≥ 85%)后填筑。路基填方作业分为4 个小区,即填作区、平整区、震压区、检测区,在各游览区间组织流水施工。用平地机按照在试验段内所测定的松铺系数摊平,严格控制每层松铺厚度不超过30cm,路床顶面最后一层的最小压实厚度不得小于8cm,在摊平过程中,注意保持每一土层的填筑保持一定的路拱,以确保施工期内路基的排水疏通,每层填土应超过相应标高下路基宽度,每侧至少宽出50cm,以保证路基边缘的压实度满足要求。平整完成后用20t 振动压路机,根据在试验段内所测定的在相应压实度要求下所需有压实遍数进行碾压,碾压时第一遍不振动,然后先慢后快,由弱振至强振,碾压时直线段由两边向中间、小半径曲线由内侧向外侧按纵向进退式进行,碾压时轮迹重叠0.4 ~ 0.5m,确保无漏压、无死角、碾压均匀,最后按规定的频率检测压实度,符合要求后,报驻地监理工程师验收记录,经驻地监理工程师稠签认同意后方进行上一层的施工。
4、路基排水
在路基施工过程中,及时施工边沟、截水沟及排水沟等设施,逐步完善排水系统,防止地表水冲刷边坡,保证路基边坡的稳定。沟槽开挖以人工为主,小型汽车运输;石方开挖采用小爆破或人工撬挖,浆砌片石砌筑采用人工挂线挤浆法砌筑。
(1)路基排水沟槽按照设计坡比放线、开挖和砌筑,开挖时杜绝出现较大超挖、欠挖,对超挖部分要夯填密实,对欠挖部分要续继挖至设计断面。
(2)平曲线外侧的侧沟沟底纵坡,能与曲线前后的沟底顺接,防止曲线外侧沟底积水。在路堑路堤交接处,侧沟顺接引向路堤两侧的自然沟或排水沟中,不得使路堤坡脚受水流冲刷和积水浸泡。
(3)浆砌圬工的石料强度符合设计及规范要求,采用色泽均匀、结构密实、不易风化、无裂纹的硬质石料。普通片石的形状不受限制,但其中部的厚度不小于5cm。镶面用片石选用表面平整及尺寸较大者,边缘厚度不小于15cm。
(4)水泥砂浆用料及强度符合设计及规范要求,配合比通过试验确定,严格按照设计施工,拌和均匀,确保良好的和易性和塌落度。在运输过程中如发生离析、泌水等现象,砌筑前重新拌合,对已凝结的砂浆严禁使用。
(5)浆砌片石采用挤浆法施工,保证砂浆饱满、上下层片石砌缝相互错开且错缝距离不小于8cm,杜绝通缝、瞎缝等质量通病。施工时采取挂线作业,保证大面平顺。
(6)砌体勾缝符合设计及规范要求,勾缝砂浆初凝后,按规定养生7~14天,养生期间避免碰撞、震动和承重, 防止砌体损坏。
(7)路基边沟施工时,靠线路中心侧设置泄水孔,以便于排除路基内的积水, 防止永久性积水造成路基病害。
(8)管桩、CFG桩、塑料排水板顶砂垫层超宽填至路基坡脚,路基填筑时以利于路基排水,预压期间,路基两侧临时排水沟保持畅通,临时排水沟低于砂垫层底面, 防止排水沟积水形成倒灌入路基。
5、 路基防护技术
(1)坡面防护
坡面防护的目的是防止地表水流的冲刷、坡面岩土的风化剥落以及与环境的协调。近年来,随着对环境保护的重视,高等级公路的边坡,多采用种草防护边坡较高时,采用砌石框槲方型、菱形、拱型、M 型)种草防护。由于西部干旱缺水,边坡种草防护类型的选择很重要.现大多采用草坪植生带,即将草籽、肥料和土均匀拌和裹于土工物内,当草籽发芽也长成草起到固土作用后,无纺布纤维自然腐烂,不会污染环境。效果很好。
石砌圬工防护仍较普遍使用. 混凝土预制块护坡多用在路堤边坡,连片的及带窗孔的护面墙;用于路堑边坡。破裂的或易于风化破碎的岩石路堑边坡采用锚杆挂铁丝网或高强塑料网格喷浆或喷射混凝土以及喷射纤维混凝上防护也有较好的效果。但由于石砌圬工及混凝土防护造价高、易破损等诸多问题,从保护环境的角度出发,建议大力推广既能改善生态环境、美化景观,又一劳永逸的种草防护。
(2)冲刷防护
防护沿河路基边坡免受冲刷仍多采用直接防护。传统的砌石、抛石、铁丝石笼、挡土墙等有所改进,用高强土工格栅代替铁丝做石笼,用聚脂或聚胺脂类土工织物混凝土护坡模袋做成的护面板防护受水冲浪击的边坡,很能适应土体不均匀沉降。
(3)支挡防护
挡土墙用于支挡防护目前仍占主要地位。石砌的重力式挡土墙多用于石料丰富、墙高较低、地基较好的场合;钢筋混凝土结构的悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙和板柱挡土墙其受力比较合理。墙身圬工体积小,也已广泛应用于公路路基的防护。垛式挡土墙易于调整墙的高度,并采用预制构件拼装,是一种特殊型式的挡土墙。
市政道路路基施工技术难度不大,但工艺比较复杂,在施工中会遇到各种各样不同的环境条件的制约,要始终坚持技术标准,注意加强施工管理,在施工中不断总结经验,逐步积累公路路基施工质量控制方法,对于提高公路使用品质,降低工程造价,具有非常重要的意义。
参考文献:
根据地形测量报告,对湖南新溆高速公路YK55+372~YK55+386右侧进行边坡稳定性分析。稳定性分析的评价方法为规范推荐的简化bishop法。在保证边坡稳定,不危及高速公路的修建和运营前提下,为最大限度地减少工程量,节省投资资金,经过反复比选优化,选择了分级削坡+框架锚杆(预应力锚索)的加固方案,优化开挖坡率如下分5级。
1. 削坡方案
以10m高为一级,按1:0.3坡比进行削坡,削坡后边坡典型断面剖面图如图1所示。
经计算削坡后边坡典型断面安全系数为1.147,根据《公路路基设计规范》(JTG D30―2004)表3.7.4的要求:高速公路路堑边坡安全系数正常工况下的安全系数为1.20~1.30,安全不满足规范要求,应采取适当的支挡措施,提高边坡安全系数,增加边坡稳定性。
2. 边坡加固方案
(1)对于削坡的第一级,开挖后岩体主要为中风化板岩,岩体力学强度较高,稳定性较好,可采用短锚杆+框架梁的支护方式,锚杆采用Φ32螺纹钢全长粘结压力注浆型锚杆,锚杆长度为8m,间距为3m3m,框架梁尺寸为30cm30m。
(2)对于削坡的第二级,开挖后岩体表层为强风化板岩,深层为中风化板岩,采用锚杆支护时锚杆长度应穿过强风化层,因此,锚杆采用Φ32螺纹钢全长粘结压力注浆型锚杆,锚杆长度为12m,间距为3m3m;锚杆框架梁尺寸为30cm30m。
(3)对于削坡的第三、四级,边坡开挖后滑动面范围主要为强风化板岩层,且厚度较大,为使其稳定性满足要求可采用预应力锚索进行加固,采用7As15.2的预应力锚索,锚固段长度为10m,锚固力设计值为900kN,预应力为500kN,锚索间距为3m3m,钻孔直径130mm,第三级边坡锚索长度为25m,第四级边坡锚索长度为30m;锚索框架梁尺寸为50cm50m。
边坡典型断面加固防护剖面图如图5所示。经计算采用上述方法加固后边坡安全系数达到了1.31,满足相关规范的要求。
3. 辅助措施方案
(1)边坡应做好截排水工作。坡顶与坡脚合理设置接排水沟,坡面设置一定数量的排水孔,以免由于大气降水等因素,造成雨水下渗,使岩石风化加剧,抗剪强度参数降低。
(2)边坡表面应植草绿化。选用的植物品种应以根系短小为宜,既能防止雨水对边坡表面的冲刷,又能防止植物根系对边坡的破坏。
4. 注意事项
本工程所处地区地质情况复杂,为确保工程质量,要求如下:
(1)施工时间:宜在旱季进行,应高度注意安全,严禁雨季施工。
(2)施工流程:上部截水沟施工――削坡――边坡防护。
(3)格构梁内植草时,应在底部铺设一层粘土,减小雨水对岩层的破坏。
(4)削坡与边坡防护同时进行,削坡一级,防护一级。避免因岩石时间过长,岩土体抗剪强度降低而诱发边坡垮塌、滑移等不良地质灾害。
(5)边坡开挖时严禁采用大剂量爆破,并加强现场检测与监测。
5. 经济效益
对YK55+800边坡典型断面进行支护方案优化前后经济性对比分析可知:
(1)对于支护材料:支护方案优化前,边坡支护共需9m长Φ32压力注浆锚杆6根,7As15.2的预应力锚索7根,总长为203m;支护方案优化后,边坡支护共需8m长Φ32压力注浆锚杆3根,12m长Φ32压力注浆锚杆3根,7As15.2的预应力锚索5根,总长为135m。对于典型断面,支护方案优化前后,支护材料消耗相差较大,特别是对于预应力锚索,沿边坡每延米可节约大约60余米。
中图分类号:U45 文献标识码: A
正文:
高速公路是现代经济社会重要的基础设施,是经济发展对交通需求的客观反映,也是构筑交通现代化的重要基础,对国民经济和社会发展具有积极的推动作用。
山区高速公路的设计与修建,所面临的最大问题是山区独特的地形、地质、水文、生态等自然环境。如何使得高速公路的建设与山区自然环境相适应、相协调,同时又使得获得最佳的经济指标、社会效益,是每个即将修建的山区高速公路必须面对的现实问题。比较突出的例子,诸如因地形复杂、地质条件差,设计中经常出现不利于环保、存在安全隐患、造价比较高的高大边坡、高填方及大挖方的路基型式,这些并不契合现代公路设计生态、景观理念。
洛阳至栾川高速公路是河南省高速公路网规划中的重要干线,洛阳至栾川高速公路嵩县至栾川段,是河南省重点高速公路项目。本高速公路项目位于豫西山区,路线所经过的区域地形、地质条件复杂,其间山岭纵横、沟壑遍布、河谷交织、层峦叠嶂,经过详细的野外地形地质调查以及主要工点方案对比,设计提出“采用中、长隧道或短隧道群方式越岭,缩短路线长度,减少高填深挖路基,减少高大边坡,以合理的构筑物组合型式保护环境、降低工程造价、提高行车安全性和舒适性”的理念。
1、隧道群的布置
项目起自嵩县纸房乡后地村东侧,接同期规划并正在实施的洛阳至嵩县高速公路,路线向西南依次经过嵩县纸房乡、何村乡、德亭镇、大章镇、旧县镇,栾川县潭头镇、庙子乡,止于栾川县庙子乡河南村北侧,接拟建的武西高速尧山至西峡段。路线全长约66.587905km。项目所在地区属于山岭区,地形地貌类型复杂,地形起伏变化大,地质条件复杂。
本项目结合地形地势条件,在山岭重丘区采用隧道群的构筑物组合型式,以长、中、短隧道、抗滑桩护坡的大跨异型棚洞、偏压地形“零开挖”半明半暗隧道等相结合的毗邻隧道群形式, 顺应地势、减少开挖,达到与自然环境和谐统一的理念。全线设置24座隧道,在山岭重丘区为了减少高边坡的开挖及环境保护,在K101+328~K108+308段布置毗邻隧道群7座隧道,总长4832.25米,隧道占该段路线比例近70%。顺地势而走的隧道群既缩短了路线长度,又保护了环境。
2、傍山棚洞的环保设计
沿线傍山临河,为了保护自然环境,设置诸多傍山隧道,利用抗滑桩护坡的大跨异型棚洞,实现了对边坡的少开挖及“零开挖”,真正实现了与自然环境和谐融合。五道庙2号隧道左线出口L1K80+217~L1K80+300段由于山体陡峭,浅埋偏压严重,由于棚洞紧接五道庙2号隧道左线栾川端,为了便于施工和结构的流畅,棚洞内轮廓拟定与五道庙2号隧道完全一致,靠山侧采用曲边墙结构型式。为了便于荷载的回填和结构的美观,棚洞结构左半幅采用拱形结构,右半幅内部采用圆弧形,外部采用平顶式。右侧斜柱内壁采用圆弧形,外壁采用平面形,内倾角75°,整个棚洞共设置11根斜柱。
五道庙棚洞作为一种异型结构,施工顺序较为复杂,要求承包人精心组织、精心施工、保证质量。其施工顺序如下:① 边坡外排水沟施作;② 边坡开挖及支护。边坡开挖自上而下,边开挖边支护;③ 棚洞扩大基础、地基梁及桩基础施工;④斜柱施作,斜柱中钢筋较密,要求振捣密实,可采用附着式振捣器;⑤ 托梁施作;⑥ 曲墙平板衬砌施作;⑦ 棚洞防水层施工;⑧ 棚洞外回填层施作;⑨ 洞内路面、边沟及电缆沟施作。
3、“零开挖”半明半暗进洞
从环保的角度考虑,高速公路的修建应尽量避免高大边坡,既破坏环境,同时也留有安全隐患。“零开挖”进洞是为减少植被破坏,防止水土流失,尽可能不去开挖原始边坡而保持原生态平衡的一种方法。该项目毗邻隧道群设计中上秋花印隧道采用左右线分别顺地势交错进洞,同时应用暗洞回填半护拱结合混凝土拱套支挡及注浆钢花管防护的方案实现“零开挖”半明半暗进洞。
在K107+480~K107+490范围内采用隧道护拱加支挡结构的施工方案,施工前应清除表面覆盖层。护拱段施工应以机械开挖为主,保证护拱端部岩体完整,拱角采用注浆钢花管锚固。开挖坡面采用挂网喷及注浆钢花管防护,防护范围向坡口外侧山体原地表适当扩大,防护的主要部位是隧道洞周外的边坡部分,洞内范围内视其稳定性做适当防护。进洞应首先施做管棚,护拱施工完成后对该段冲沟沟心进行回填,在回填前对地表进行适当的清表及台阶型开挖处理,回填高度保证拱顶以上4米及不低于90%的压实度,回填完毕后方可进行开挖进洞。该处进洞宜采用CD法开挖,开挖以机械开挖为主,模板台车完成后方可进洞;在进洞加强段,加强初期支护,进口采用X-V-AT衬砌类型,采用20a钢拱架,间距50cm;施工中应严格控制开挖进尺,初期支护及时封闭,二衬紧跟并及时封闭仰拱。小里程方向从沟心进洞,进口端汇水面积较大,设计中加大了截水沟尺寸。应根据现场地形地质条件,在雨季前及时做好洞口截水沟及施工期的临时排水工程,防止洞口的水毁与冲刷。
该项目复杂偏压地形条件下采用半明半暗“零开挖”进洞形式,从而减少了对自然环境的开挖破坏,此设计思路中的环保理念为国内外高速公路环保建设方面提供了一定的参考依据。
4、毗邻隧道连接段隧桥冲突时的“零接点”设计
山区高速公路的桥梁与隧道紧密相连,形成了“桥-隧-桥”和“隧-桥-隧”的独特线路。通常情况下,桥隧相连是指桥梁和隧道以短路基相连或桥梁和隧道起终点桩号重合。但在地形地质条件复杂、选线影响因素较多的项目中,则可能以桥梁进洞的方案解决洞口高边坡、桥台设置困难的问题。对于桥隧相接路段设计处理方案的成败对工程施工安全、运营安全及高速公路与自然环境的协调统一意义重大。本项目中山高坡陡,“V”型冲沟河谷发育,纵横交错,地形地势复杂,使密集的隧道群经常需要用桥梁来连接,常常用到“隧道+桥梁+隧道”的形式。一般桥隧相连地段地形狭窄,施工场地紧张,且线位较高,桥台紧贴隧道洞口,布置十分困难。为了克服施工场地不够等困难,我们提出了毗邻隧道连接段隧桥冲突时,采用轻型钢筋混凝土洞门实现与桥梁的“零接点”设计,这样既能在高边坡段防止落石等地质灾害,又能很好解决隧道与桥梁的冲突问题。这为国内外复杂地质情况下毗邻隧道连接段隧桥冲突时提供了一种参考。
5、毗邻隧道连接采用明洞方案
在K81+909~K81+946段,为右线镂空段,我们进行了设置路基段和明洞段方案比选。结合行车安全、排水体系、环保、经济性、通风照明联动影响以及施工等方面,最终左右线位采用毗邻隧道与“暗洞+明洞+暗洞”相结合的方式通过,提出了隧道群中毗邻隧道连接段采用明洞的方案,这样对沟内的排水等方面比路基方案都有突出的优势,同时这也为毗邻隧道之间连接方案提出了新思路,新方案。明挖施工前应做好洞顶截排水措施,防止洞口被水毁。明洞洞顶采用浆砌片石铺砌,横向设置排水沟排水。
结语:
山区高速公路沿线傍山临河,为了保护自然环境,贯彻“安全、经济、环保、舒适”的建设理念,本文结合实际项目总结了多种有效的设计方案:
1、设计提出“采用中、长隧道或短隧道群方式越岭,缩短路线长度,减少高填深挖路基,减少高大边坡,以合理的构筑物组合型式保护环境、降低工程造价、提高行车安全性和舒适性”的理念。
2、对于傍山隧道的设计,利用抗滑桩护坡的大跨异型棚洞、隧道进洞段采用反压回填的半明半暗隧道形式等领先的组合设计形式,实现了对边坡的少开挖及“零开挖”,真正实现了与自然环境和谐融合。
3、提出了毗邻隧道连接段隧桥冲突时,采用轻型钢筋混凝土洞门实现与桥梁的“零接点”设计,这样既能在高边坡段防止落石等地质灾害,又能很好解决隧道与桥梁的冲突问题。
4、对于隧道镂空段提出了隧道群中毗邻隧道连接段采用明洞的方案,这样对沟内的排水及行车安全等方面比路基方案都有突出的优势。
参考文献
[1] 王少飞.公路隧道分类及公路隧道群概念探讨[J] 公路隧道,2009(2):10~14
[2] 中华人民共和国行业标准.公路隧道设计规范(JTG D70-2004)[S].北京:人民交通出版社,2004
2005年10月南亚发生里氏7.6级大地震,巴基斯坦克什米尔地区的道路及桥梁等基础设施受到严重破坏,这给灾后重建工作带来了重重困难,其中尤以生活物资的运送为甚。穆扎法拉巴德至阿斯木卡姆76KM公路项目(下文简称穆-阿76KM公路项目)就是灾后重建项目之一,在项目施工过程中,一下雨就会出现滑坡,造成道路多处堵塞,严重影响当地居民出行生活,滑坡治理对道路畅通有着重要意义。
1 滑坡的工程地址特征
1.1 工程概况
穆-阿76KM公路是双向两车道,为改扩建工程。是连接穆扎法拉巴德市与阿斯木卡姆市的唯一交通要到,道路全长76.6公里,现有路面宽度平均4.5米,最宽处可达到7.5米,有个别地方由于滑坡、塌方最窄宽度仅有3m。2010年7月下旬,巴基斯坦连降暴雨,遭受了建国80年历史上最严重的洪灾,此项目沿线出现多处滑坡,其中大滑坡有12处,路基塌陷合计近2km,项目人员没有人员伤亡。
1.2 气候条件
穆-阿76KM公路所在区域属高山气候,降水频次不高,但每次降水量较大,降雨多集中在4~6月份的雨季,对该工程的施工,尤其是雨季的施工安全有较大的影响,年均降雨量200mm。
1.3 地形地貌
穆-阿76KM公路,位于喜马拉雅山南麓的克什米尔尼鲁姆谷地,平均海拔1500米,沿尼鲁姆河岸修建,一边是陡峭山坡,一边是激流奔腾的河流,地形植被发育,多为针叶松,山坡和河谷平缓处有居民。
2 滑坡成因分析
通过对滑坡体的现场勘察,分析滑坡体的形态、位置、规模,总结此项目滑坡频发的原因如下:
1.1 地质活动影响
经滑坡体岩土取样分析和现场综合分析得知,2005年克什米尔7.6级强烈地震和之后的余震作用是形成滑坡的主要因素,项目沿线斜坡土石的内部结构被破坏,原有稳固的结构面发生张裂、松弛,抗剪强度和抗风化能力降低,地下水位也因为地震作用发生变化,对斜坡稳定造成不利影响。
1.2 降雨诱发作用
地下水与滑坡体的形成有紧密关系,滑坡多出现在雨季,特别是连续强降雨形成大量的地表径流,同时雨水大量下渗,在隔水层处和地下水聚集,岩层软化强度降低,土体容重加大,在岩土中形成动水压力增大土体的下滑力,导致滑坡的产生。发生在2010年7月下旬的连日降雨,就是造成项目沿线出现多处滑坡和道路塌陷的直接诱因。
1.3 施工活动影响
大规模土体开挖,形成高陡边坡,破坏了自然边坡和原有滑坡体的平衡状态;此项目采用地锚式潜孔钻深孔爆破为主,凿岩风枪浅孔爆破为辅的施工方案,爆破作用,使斜坡的岩、土体受振动而破碎产生滑坡;施工清表过程中,把原有植被砍伐移除,使坡体失去保护,有利于雨水入渗从而诱发滑坡。
1.4 设计图纸影响
此项目是援助项目,项目合同额固定,在设计阶段,为了减少挖方量和挡墙、防护工程量,设计图纸中存在挖方边坡坡度小、需设置挡土墙地段未设置、设置的挡土墙不满足现场实际需求、坡顶未设置排水沟等问题,不能有效阻止滑坡的产生。
3 滑坡的治理方案
滑坡的发生是多个因素共同作用的结果,根据现场滑坡体勘察结果进行分析计算、遵循安全可靠和经济合理原则,拟采用如下治理方案:
3.1 排水治理方案
水是诱发滑坡的主因,地表水与地下水综合治理要同步进行。
3.1.1地表排水。
沿滑坡周界往外2米稳定处设梯形山坡截水沟,把滑坡体以外的地表水拦截引离,坡顶截水沟在滑坡体治理前开挖并砌筑,截水沟施工若存在困难,需在坡顶开挖临时截水沟,将坡面雨水引出路基外。滑坡体上的体表水需尽快汇集引出。
3.1.2地下排水。
滑坡体下方的路基段,增设1米内径的管涵,管涵两侧回填半米宽深透水性好的砂砾材料,做好纵向排水。截断补给给滑坡体的水源,降低地下水位,增大滑坡的稳定性。
3.1.3裂缝处理。
滑坡体后缘拉裂缝隙处,人工用灰土进行添堵、夯实,用不小于半米厚的粘土对缝隙顶面进行封堵住,阻止水流往缝隙渗透。
3.2 放缓边坡
用放缓边坡的治理方案来改善边坡的稳定性。边坡放缓时应处理不稳定岩土体,保留阻滑部分岩土体,边坡坡度根据现场实际情况和监理工程师现场确定。放缓边坡施工过程中,需设专人对坡顶进行监控,发现有坡面下滑和新裂缝时,及时报告并指挥机械、人员撤离施工现场到安全区。
3.3 边坡卸载
严格实行分级开挖分级防护,控制边坡率在1:0.5~1:1之间,对不稳定的边坡采取开挖和防护相结合,避免开挖边坡暴露时间过长,使边坡松弛范围变大,每隔10米设平台,平台处设截水沟,平台和截水沟用浆砌片石铺砌,防止雨水冲刷而影响边坡的稳定性。
3.4 坡脚支挡
在滑坡体下部采用C15片石混凝土挡墙或格宾石笼,修建抗滑挡土墙加固坡脚。片石混凝土挡墙台背回填料采用透水性高的砂石料回填,墙身每间距1米设导水管;格宾石笼中的石块选用坚硬、不宜风化的片石填充。片石混凝土挡墙或格宾石笼的高度和宽度,根据现场测量、设计计算后确定。
3.5 边坡防护方案
采用浆砌片石防护。护坡施工前清刷坡面松动土层、石块,松散部分进行夯实,局部超挖或凹陷处挖成台阶并补砌,采用坚硬、不宜风化的片石挤浆法砌筑,砌筑石块顺序自下而上进行,石块立砌,砌缝错开,石块之间镶紧,缝隙间用小石块填充,表面采用M7.5水泥砂浆勾缝。
3.6 滑坡的测量监控
每个滑坡体设沉降观测和位移观测桩,并加强测量监控,对点位有变化处应立即停止现场的施工,加密观测次数,仔细分析点位的变化原因,降低施工安全风险。挡墙、边坡防护工作施工完毕后,定期或雨后对滑坡体观测并记录在册。
4 治理方案实施效果
4.1滑坡已经发生地段
根据不同的地质条件和滑坡情况,采用多项治理方案综合实施,来减缓滑坡的下滑。经后续测量监控观察,滑坡的失稳变形得到控制,边坡逐步趋于新的稳定状态。
4.2滑坡可能发生地段
减少大规模土体开挖,采用以凿岩风枪浅孔爆破为主的爆破施工方案,清表、挖方、边坡防护及植被恢复等工序有序跟进,通过以上措施最大限度的降低施工活动影响,减少滑坡的产生。通过后续跟踪了解,滑坡产生的机率明显降低。
5 结语
(1)穆-阿76KM公路滑坡形成原因主要是地震后地质遭到破坏,在强降雨和施工活动的作用下引起的滑坡。
(2)穆-阿76KM公路滑坡体经过排水治理、放缓边坡、边坡卸载、坡脚支挡、边坡防护等综合治理后,达到预期效果。
参考文献:
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[2] 何晓英;陈洪凯;钟盈;;山区公路嵌入型危石稳定性分析[J];公路;2010年03期.
[3] 郝党论;;谈山区公路滑坡的成因及防治措施[J];山西建筑;2012年06期.
1 前言
随着橡胶沥青、SMA、柔性基层、冷再生技术等新工艺、新材料的大力推广应用,我省普通公路建设标准和建设质量得到了全面的提高。但是,工程建设重主体、轻附属的现象仍旧存在,对于排水设施的设置,有相当多的路段还不配套、不完善,造成排水不畅,路基失稳,存在明显的安全隐患,甚至造成路面出现结构性破坏和大修期的提前。2010年我省普通公路水毁损失近6亿元,公路本身抗灾能力差,排水设施不齐全、不配套、设置不当、结构型式不合理是造成水毁损失的重要原因之一。因此,充分认识水对公路的破坏性,认真做好公路排水工程的施工是一项十分严峻而紧迫的任务。
2 一般要求
(1)施工放样
按照设计图纸进行施工放样,确定主要控制点并适当加密,挂线施工。基坑开挖前后应用仪器校正平面位置和沟底高程。
(2)开挖基坑
基坑开挖应合理安排,尽量避开雨天,开挖段路不宜过长,完成后不得长时间暴露和扰动,检验合格后立即施工,避免不能及时施工带来的窝工和不安全隐患。如基坑遇到雨水浸泡,应晾晒后方可施工。
基坑开挖时应文明施工,不得随意阻断交通。弃土应及时清除,不得影响周围环境。施工中应设警示安全标志。
基坑开挖过程中如遇地下水,应安排水泵抽水,杜绝砌筑过程中带水作业。
基坑回填时应尽量选用天然级配砂砾并分层夯实。
(3)砌筑
石料在使用前必须洒水湿润,表面如有泥土、水锈应清洗干净。砌筑第一层时应坐浆砌筑。墙身较厚时,应选择较大的石料先砌外圈进行定位,再砌筑里面,里外交错形成整体。石料间应砂浆饱满,粘结牢固,不得直接贴靠或底部脱空。每一层应大致找平,竖缝错开。砌缝宽度不大于40mm。
砌体勾缝一般采用凸缝或者平缝。勾缝砂浆标号不低于M7.5。勾缝前应先清理砌缝,保证勾缝深度20mm。
砌体抹面采用M7.5砂浆,厚度20mm。应按砌体平纵位置挂线夹板施工,保证平顺自然。
(4)其它
浆砌类和现浇类边沟,每5-10m设置一道伸缩缝,可用20mm厚浸沥青木板制作,暗排管用沥青麻絮。伸缩缝必须全断面设置,不得留有空隙。
泉眼处及滤水管外层应设置反滤层,可用塑料编织袋制作。应注意将泉眼处盖满压实,以防流砂。滤水管外侧应缠满缠牢,以防阻塞。
(5)养生
浆砌类、预制类、现浇类均需进行养生。边沟的养生采用覆盖法比较经济实用,可采用稻草或农膜覆盖。养生以构件始终处于湿润状态为准,一般不少于7d。
3 浅碟卵石边沟施工工艺
施工工艺基本分为清理场地、基础开挖、边沟砌筑三个步骤。
(1)清理场地。将原有的残土、地表土及杂物等清理干净。
(2)基础开挖。宜采用人工开挖,先进行基础放样,用白灰放出两条边线,按设计尺寸开挖边沟基础,经整形和人工夯实土基后,回填20cm砂砾,再进行人工夯实。
(3)边沟砌筑。将边沟顶面按设计标高设置4条控制线,边沟底部设置3条控制线,砌筑时按设置的控制线进行砌筑。当边沟底部为弧形时,可根据弧度制作模具,将模具置于平整好的垫层顶部,每间隔5m设置一道进行施工。底部砌筑完成后进行两侧边坡砌筑。
砌筑时底浆应铺满,所有卵石应栽砌,大头朝下,中间留有缝隙,缝隙间填满砂浆,竖缝较宽时,卵石之间的空隙均用小石子填压挤密,严禁叠砌、贴砌和浮塞;卵石砌筑后,顶面选用粒径均匀、颜色一致的卵石水平砌缝封顶,待砂浆初凝后用毛刷刷出面层卵石的1/3。顶面封层的施工一定要控制好卵石外露的高度和平整度,避免经过冻融后次年卵石脱落,这是控制卵石浅碟边沟工程质量和外观形象的关键之处。
4 浅碟水泥稳定类边沟施工工艺
浅碟水泥稳定类边沟施工工艺与浅碟卵石边沟大致相同,不同之处是采用水泥稳定粒料取代了浆砌卵石。
从砌筑工艺上更加简单,关键是控制好水泥稳定材料的质量,水泥剂量一般为10%左右,采用搅拌机拌和,砂砾粒径要均匀,避免使用缺少骨料的砂砾。施工中按设计尺寸制作模具,模具间距不大于5m,进行挂线施工,以避免水稳层厚度不足。水泥稳定粒料厚度一般为20cm,每间隔5m设置一道伸缩缝,避免整体开裂。施工后进行人工夯实,注意控制含水量和后期养生。
5 矩形盖板边沟施工工艺
施工工艺基本分为清理场地、开挖基础、边沟砌筑、盖板预制和安装、回填砂砾五个步骤。
(1)清理场地。将原有的残土,地表土及杂物等清理干净。
(2)基础开挖。先进行基础放样,用白灰放出两条边线,按设计尺寸开挖边沟基础,有条件的路段可采用机械开挖,预留20cm进行人工整形和夯实后,回填20cm砂砾,再次进行人工夯实。施工时注意边沟内沿片石与路面边缘平行顺接,沟底纵坡与路线纵坡基本一致。
(3)边沟砌筑。按设计要求模板挂线施工,曲线段模板适当加密。
砌筑前石料应浇水湿润,砌筑时坐浆砌筑,错缝咬码,砌块间砂浆饱满,粘结牢固,不得直接贴靠或脱空,间隔10m要全断面预留沉降缝,采用油毡纸等材料隔开。砌筑完成后及时进行勾缝、养生,砌体强度达到设计强度90%以上时方可安装盖板。
村屯段设置盖板的浆砌边沟砌筑时,至墙顶处预留25-30cm采用C25现浇砼,增加整体支撑强度,保证板体安装平顺。如边沟与路面直接衔接,则现浇混凝土应在路面施工完成后进行,否则盖板高度不易控制,与路面标高易出现错台,也可能出现振动压路机振碾路面而使边沟砌石松动。
(4)盖板预制和安装。预制场应整平压实,并进行硬化处理。钢筋在使用前应将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净,按照图纸要求绑扎钢筋网。配制混凝土用水泥应采用42.5级普通硅酸盐水泥,混凝土强度不低于C20。拌制混凝土时要严格按照生产配合比控制各种材料的用量。
预制时模板尺寸要精确,模板不变形,接口处不破损,内部光滑。为避免盖板预制后表面人工修抹,施工时正面朝下进行浇筑。浇注前将钢模清理干净,模内涂刷脱模剂,浇筑过程中采用振捣棒进行振捣。3-4h后脱模,注意要加强养生。考虑小型构件施工效率较低,盖板预制工作应与边沟砌筑同时或提前进行。
安装盖板前应将浆砌边沟侧墙表面及盖板底面清理干净,并用水灰比不大于0.5的1∶3水泥砂浆抹平,使其顶面标高符合图纸规定,抹平后的水泥砂浆在盖板安装前,必须进行养护,并保持清洁。盖板安装时其顶面标高略低于路缘石2-3mm,有利于路面排水,并保证横向平整,纵向顺直。
(5)回填砂砾。边沟墙身与路面之间应选用透水性好的天然级配砂砾进行回填,并分层洒水进行人工夯实。段落较长时应采用机械振动夯实。
6 预制板边沟施工工艺
施工工艺基本分为清理场地、开挖基础、盖板预制和安装、铺底、勾缝和养生五个步骤。
(1)清理场地。将原有的残土,地表土及杂物等清理干净。
(2)开挖基础。预制板边沟基础开挖宜采用人工开挖,开挖尺寸要严格控制,宁小勿大,尽量减少预制板与基坑壁间的缝隙。
(3)预制和安装。预制同矩形边沟盖板。为保证边沟的线型直顺,内面平整,要求挂线施工。预制板安装前,在边沟底设20cm天然砂砾垫层并夯实,夯实过程中注意不要振塌边沟两侧基坑壁。夯实后按设计边坡坡率安装预制板,边坡坡率一般不小于1:0.5。相邻板高度和间距要基本一致,预制板与基坑壁间用M7.5砂浆灌满。砂浆强度达到设计强度之前预制板用模板予以支撑。
(4)铺底。预制板后砂浆达到设计强度后,拆除模板,用C20砼进行铺底,厚度一般为10cm。
(5)勾缝、压盖、养生
预制板边沟勾缝用砂浆标号不宜低于M10,严格控制勾缝工艺,确保预制板的整体性和外观质量。同时,在边沟顶面用砂浆砌筑方砖,要求整齐并进行抹面处理。
在养生期之内要采取必要的围挡措施,严禁一切车辆驶近边沟,造成板体倒塌。
7 小结
尽管《公路排水设计规范》中对排水边沟设置给出了一般规定,但由于我国各地气候、地理情况等差异较大,规定过于笼统,操作性和指导性较差。本文较为详细的总结了我省普通公路排水设施的施工工艺,具有较为重要的指导作用。
参考文献:
[1] 中华人民共和国交通部.公路排水设计规范(JTJ018-97).北京.人民交通出版社.1998
[2] 姚祖康.公路排水设计手册.北京.人民交通出版社.2003
[3] 中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范(JTGD30-2004) .北京.人民交通出版社.2004
中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:
隧道是人类利用地下空间的一种形式。在土地资源减少和人口增长的双重压力下,大力开发和利用地下空间成为人类发展的必然选择和重要出路。我国是个多山的国家,山地、丘陵和高原等山区面积约占全国面积的2 /3。“逢山开道,遇水架桥”,在铁路、公路建设中,需要建造大量隧道,以克服平面或高程的障碍,提高线路标准,增强运输能力,降低运营成本。而且近几年,随着交通需求量的急剧增加,高速公路及铁路隧道的建设规模也越来越大,出现了大量大段面和特大断面交通隧道。我国已成为世界上隧道和地下工程最多、最复杂、发展最快的国家。因此,有必要在施工技术和监理控制方面进入深入的探讨,以便为今后的隧道建设提供参考,保证施工的顺利进行。
隧道施工的特点
隐蔽性大,受力有别于地面工程
隧道竣工后,只能见其外观,而内部围岩的超欠挖,空洞,初期支护的喷砼、锚杆、钢格栅、钢拱架、防排水的环向水管、防水板、中心水管、二衬厚度等质量问题全部被隐蔽。其各个部位受力不同于地面工程。因此,隧道工程的质量其本质就是“内实”,也就是说,要把隐蔽工程的质量做到实处,不留后患。
工序复杂
在有限的空间内要完成钻孔、装药、爆破、出渣; 初期支护的喷砼、钢拱架安装,锚杆施作( 钻孔,安设锚杆) ,超前支护;防排水的环向水管安设。中心水管的开挖、安设,防水板悬挂、边沟施作,二衬的钢筋绑扎、矮边墙施作……等工序交叉作业并造成工序之间的相互制约。
工序的循环性
从开挖: 钻眼- 装药- 爆破- 通风- 出渣; 初期支护: 初喷砼- 钻锚杆孔- 安设锚杆- 复喷砼; 二衬台车定位- 浇筑砼……各工序的周而复始的施工,形成了隧道施工的循环性。
地质条件的影响
山岭隧道施工过程中,都是受到地质条件的约束,经常遇到褶皱、断层、节理等地质构造现象。此外浅埋偏压,地下水,岩溶,断层、节理等都是影响岩体稳定的重要因素,也是评价隧道围岩类别的主要依据;而且相当多的不良地质,施工中的地质灾害的发生均与地质构造密切相关。
公路隧道施工监理要点
质量监理
前期隧道洞身和辅助洞室开挖时,要严格审批钻爆方案及安全措施,亲自复核施工放样测量资料。对于有瓦斯的隧道,还要重点关注上岗人员资质及安全培训考核、施工通风设计及瓦斯监控手段和方案等。
开挖过程中,要重点抽查开挖断面的中线、高程测量以及超欠挖记录,确保隧道净轮廓。检查开挖施工记录和开挖面地质素描;加强巡视检查,督促施工单位开挖后及时支护;检查光面爆破炮眼痕迹保存率、边墙基础高程、隧底轮廓; 对边墙基础、仰拱及隧底进行隐蔽工程检查,基底内应无积水虚渣,断面规整;对隧底初支按设计及有关规定进行检查验收。
对初期支护的质量要作为确保安全、确保质量的一个极其关键的环节,据有关部门统计,隧道坍塌的原因,60% 以上都是因为初期支护不实所致。要审批支护施工方案,重点是对Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级软弱围岩地段的支护加强措施与安全措施; 对钢拱架( 格栅钢拱架、型钢钢拱架) 要注重首榀钢架的试拼,确保符合设计要求,检查钢架安装位置、接头连接、纵向拉杆及立柱埋入底板深度; 要抽查钢架安装偏差,钢架安装允许偏差: 间距为± 5cm,垂直度为± 2°,保护层严格按设计施工;对喷射混凝土要检查控制喷层厚度标志埋设数量、标定长度及安装质量,施工中要严格控制确保与围岩密贴,坚决不允许挂模施工,围岩后存在空洞; 检查钢筋网片铺设质量及搭接长度,搭接长度应为1 ~ 2 个网格。
防水和排水方面,要审批施工单位防水和排水施工方案,重点检查排水沟的断面尺寸,确保其宽度和深度不小于设计值,水沟靠道床侧墙体应每隔100 ~ 300cm,预留孔径4 ~ 10cm 的泄水孔,在电缆槽底面紧靠水沟侧,在水沟边墙上预留泄水槽;要检查止水带、止水条,防水板及土工布,涂料防水层所用材料,注浆材料,盲管( 沟) 材料等原材料产品合格证、试验报告,对实物观察检查并见证外委取样检测;对洞外、洞口防排水纵横向排水沟,检查井也要重点关注,确保排水畅通。
2、进度监理
高速公路隧道施工空间较大,易于采用机械化施工,对工程进度采取主动、动态的监理控制方法,在保证投资、质量和安全的前提下,实现施工合同约定的工期目标。
项目监理部监督工程进度主要方法有:跟踪检查施工进展实际情况;要求承包单位按期书面报告实际完成工程进度;定期召开施工进度协调会,分析研究施工中影响工程进度的各种因素,检查中如发现实际进度偏离计划进度,签发监理通知要求承包单位及时采取措施,使其在合理的状态下进行施工;要求承包单位及时报分阶段工、料、机动态表、计划进度表、实际进度表,很好地实现了工期目标。
关键施工技术的监理
(1)反偏压挡墙施工的监理
①为保证施工质量和安全施工,并实现隧道的稳步掘进,要求施工单位分段进行反偏压挡墙施工,基础开挖做到“随挖随支”,保证基坑开挖后边坡的稳定。②监理基坑内支护锚杆施工预留长度,按照设计要求与基础混凝土紧紧相连并且与基坑岩体形成统一受力体。③按照设计使挡墙基础与隧道型钢混凝土护拱连接,使间距符合要求并与护拱牢牢嵌入基础中。④监督检查型钢钢板双面是否满焊,连接壁厚不小于12 mm,且工字钢接头在同一截面上不得超过50%。⑤施工过程观测边坡位移,根据收敛情况,动态进行支护施工的监理。
(2)大管棚加小导管注浆预加固的监理
①长管棚、小导管施工,测量定位、施钻准确,控制好导向是关键。②预注浆加固,注浆采用水泥浆液,水灰比1:( 0.5 ~1.0) ,注浆压力控制在0.6 MPa ~ 1.0 MPa。③预加固顺序自上而下,由外向内,监督注浆过程是否有浆液通过裂隙外泄,如有应采取封堵措施。④注浆效果的监理:预加固完成后,在地表上打设检查孔,看对检查孔是否注浆,根据注浆的数量、注浆压力来综合判断注浆效果。
施工安全监理
开挖环节,要注意对钻眼人员进行严格的班前安全教育,并首先检查工作面是否处于安全状态,如支护、顶板及两帮是否牢固,如有松动的岩石应即加以支护或清除。对风钻及电钻,要按规定全面检查,不合要求者立即修理或更换。使用带支架的风钻钻眼时,必须将支架安置稳妥。站在碴堆上钻眼时,应注意石碴的稳定,防止操作中坍滑伤人。洞内爆破作业,必须统一指挥。进行爆破时,所有人员应撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的地点,其安全距离为:独头坑道内不小于200m、相邻的上下坑道内不少于100m、双线上半断面开挖时不少于400m。
支护环节,宜用小型机具进行吊装;发现已锚区段的围岩有较大变形或锚杆失效时,应立即在该区段增设加强锚杆,其长度不小于原锚杆长度的1. 5 倍;当喷射砼尚未达到一定强度即趋失稳的围岩,或喷锚后变形量超过设计容许值以及发生突变的围岩,宜用钢架支撑进行支护;对开挖后自稳程度很差的围岩,应采用超前锚杆和挂网喷砼的办法进行临时支护;当发现量测数据有突变或异变时,应于量测后一小时内通知现场负责人,并立即采取应急措施或通知施工人员暂时撤离危险地段待避。
总结
新的施工方法,使隧道更加安全、舒适、美观地服务于人类,这也将对施工监理的水平提出了更高的要求。现场施工质量的好坏与监理工程师是否规范、严格监理密不可分,监理工作是建设单位建设管理在现场的具体实施,是建设单位现场管理工作的延伸,必须充分发挥监理单位在工程建设主体中的重要作用,才能保证建设工程质量管理的有序可控。
参考文献