浅析佛山大堤堤路结合加固工程设计中的几个问题

 
时间日期:2008-5-21        已被阅读次:[2478]
 
佛山市水利工程质量监督站 杨永春

[摘 要] 本文以佛山大堤堤路结合达标加固工程的设计为例,结合珠江三角洲地区堤路结
     合建设的具体情况,浅析堤围达标加固工程设计中的几个问题。

[关键词] 堤路结合 设计 问题

  1、概述
  佛山大堤地处珠江三角洲腹地,是广东省十大堤围之一,是佛山地区重要的防洪屏障。
为确保佛山大堤的防洪安全,发展城市交通道路,建设城区外环交通网络,加速市郊城市化
进程。同时,为充分利用土地资源,提高近堤土地开发利用价值,采用了“堤路结合”的方
法高标准加固佛山大堤。
  佛山大堤堤路结合达标加固工程上起佛山市禅城区沙口船闸,下至南海区石肯水闸,加
固堤长17.7公里,采用扩宽原堤后二级戗台为路基的方式,沿堤道路总宽21米,并配套宽度
为9米的单侧绿化带,按二级堤防规模,防洪标准为50年一遇洪水加安全超高2米,交通道路
为城市次干道(双向四车道)进行设计。
  2、断面选型
  堤路结合加固堤围的断面选型目前在工程上还有不同的意见,不存在绝对的孰优孰劣的
结论。佛山大堤堤路结合工程主要从堤线现状的平顺程度、大堤与规划道路的相对位置关系
、地质条件及堤坡稳定条件以及施工、管理等方面考虑,对以下两种断面方案作了技术经济
比较。 方案一:在堤后对旧堤进行培厚,新建路面与堤顶高程相同。其优点是:①结构上
较为稳固,有利于防洪安全;②新建路面与堤顶高程相同,断面简练,堤围景观较好。其缺
点是:①在相同的堤顶宽度和堤坡条件下,填筑方量较大,占用土地较多,在民房较集中的
地段实施难度大;②由于堤路结合加固堤围涉及水利、市政、交通等部门职能,城市道路与
堤顶齐平可能带来管理上的交叉和不便,也不利于汛期防汛。
  方案二:在堤后对旧堤进行培厚,新建路面程与五十年一遇洪水水位持平,其优点是:
①由于回填土(砂)方少,可降低工程造价;②在堤后施工,不需破堤,不影响防洪安全;
③不影响原堤顶防汛道路的交通,并可利用堤顶防汛路作为施工期间的陆上交通;④由于堤
后填筑高度的降低,有利于原有堤身的岸坡稳定;⑤由于堤后填筑的范围大,万一原有堤身
被洪水冲刷发生崩塌时,有更多的退堤余地。其缺点是:①从城市景观的角度出发,略逊于
方案一;②布置上不能利用原堤顶作为新建行车道的一部分以降低工程造价。
  由于佛山大堤为二级堤防,堤顶高程已基本达到50年一遇洪水位超高2米,同时考虑到
如果采用方案一的断面,由于填砂厚度比较大,在不进行大规模基础处理的情况下,会引起
比较大的沉降量,造成路面的较严重开裂。有关主管领导从技术、经济及管理等方面比较,
并重点从防洪安全方面进行了论证,决定采用第二种断面型式。
  3、基础处理
  由于工程地址处于珠江三角洲平原,地质以冲积土为主,并不是十分理想。根据地质测
绘和钻孔揭露,工程范围内由新到老分为第四系人工填土层( Qs)、第四系冲积层( Qal
)、下第三系(E)地层。第四系冲积层( Qal)主要由淤质土、淤质粉砂、细砂、中砂、
粗砂和砂砾等组成。下第三系(E)地层为泥质粉砂岩、砂岩、粉砂质泥岩。各土层分层情
况如下表所示:
针对以上的地质情况,如果要刻意控制路面的总体沉降量,则必然要对基础进行大规
模的处理,例如换填、打桩等,从而造成工程投资的巨大增加。在佛山大堤路堤结合达标加
固工程的建设中,主要采用预留沉降量的方法,一般情况下只对堤路基础进行清基、碾压等
常规的处理方法,更多地着力于避免基础的不均匀沉降,并在施工期预留一定的沉降量,待
基础沉降趋于稳定时,路面高程接近于设计值。经过地基沉降计算分析,并在首期试验段中
进行了试验,都得到了令人满意的结果,因而在全线推广,从而大幅降低了工程造价。
  4、填筑材料
  佛山大堤堤路结合达标加固工程加固堤长为17.7公里,加固填筑部分的断面平均宽度超
过30米,断面高度多为4~5米之间,填筑方量达到了200多万立方米,因而填筑材料的选择
是一个必须重点考虑的问题。由于珠江三角洲地区粘土资源普遍缺乏,砂资源相对充足;同
时考虑到填筑材料位于原有堤身的后面,要有一定的导渗作用,以降低堤后地下水位,因而
确定以砂作为填筑材料。
  砂的含泥量要求不大于3%,并按相对密实度进行控制,底层要求压实度不低于85%,
中间层求压实度不低于90%,上层要求压实度不低于93%。经试验,采用干填的方法进料慢
、不容易碾压达到设计要求的压实度。因此,绝大部分采用泵砂的方法,即利用河道航运的
便利条件,由载砂船运至施工堤段,采用直径为40cm的砂泵泵送至施工作业面,单机每天的
泵砂量可超过3000立方米,找平后用压路机进行碾压,较易达到设计要求,大大加快了工程
施工的进度,同时也节省了工程造价。
  5、路面结构
  5.1路面结构层概况。
  从下到上共分5层,依次为未筛分碎石基层、6%水泥石粉稳定层、土工布层、AC-25Ⅱ
型沥青砼下面层、SBS改性AC-13Ⅰ型沥青砼上面层。
  5.2土工布沥青路面中的抗裂效果。
  在珠江三角洲以冲积土为主的地质条件下,如果不进行大规模的基础处理,沥青路面出
现裂缝是一个比较难以解决的问题,它既影响了路面的美观,也使道路存在着更多的安全隐
患。从佛山大堤堤路结合达标加固工程投入使用2~3年的效果来看,使用土工布的路段比没
有使用土工布的路段(试验段)裂缝明显减少,据不完全统计,加铺土工布后平均每公里裂
缝条数仅为不加铺土工布时的10%~20%,效果显著。
  5.3土工布铺设施工。
  土工布宜选用无纺织物,能耐170℃以上高温,熔点不小于230℃~240℃;抗拉强度≥8
kN/m,伸长率为50%~60%。将6%水泥石粉稳定层整平并清扫干净后,洒布乳化沥青粘层
油,沥青温度保持在150℃~170℃之间,同时展开铺筑土工布,注意烧毛面朝上,按伸长率
为1.0%~1.5%张拉土工布并在两端固定。土工布铺筑完成后再在上面洒布一次粘层油,然
后摊铺沥青混合料。
  6、结束语
  随着我国经济建设的进一步发展,各地对堤围防洪的要求也日益提高,而堤路结合达标
加固的这种方式可以起到一举两得的作用,具有显著的社会效益和经济效益,因而可以预见
将会有更多的堤围会在条件适当的情况下采用堤路结合的方式进行达标加固建设。同时,我
们从上述的分析中可以看出,在堤路结合达标加固工程的建设中,必须结合工程建设地点的
实际情况,扬长避短,敢于采用新材料、新工艺,才有利于找到安全、科学、经济的建设方
法。目前,佛山大堤堤路结合达标加固工程已建成通车,正对当地的社会和经济发挥着越来
越重要的作用。
     
 
 
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