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地区道路防排水系统一体化

来源:职称阁分类:建筑论文 时间:2019-04-18 14:45热度:

  这篇论文主要介绍的是地区道路防排水系统一体化的内容,本文作者就是通过对地区道路放排水的相关内容做出详细的阐述与介绍,特推荐这篇优秀的文章供相关人士参考。

地区道路防排水系统一体化

  关键词:黄土地区;防排水系统;一体化

  我国黄土地具有分布广、厚度深、面积大及地层完整的特点,主要分布于山西、陕西、甘肃东南部和河南西部,分布面积约63万km2[1]。由于黄土的湿陷性及多孔性,遇水后迅速崩解,导致路基沉陷、变形。多年工程实践表明,黄土地区诸多公路病害中,水毁所占比重最大,道路水毁问题一直是公路管养部门十分棘手的问题。同时,鉴于公路项目建设周期长、参与单位多的特点,设计、施工及养护的各个环节,势必存在一定程度的脱节现象。因此,在黄土地区公路建设和运营养护中,应充分总结过往工程经验,因地制宜的从设计、施工、养护三方面进行一体化设计,尽可能地降低黄土地区公路水损坏的可能性,从而节约建设投资,贯彻公路建设可持续发展战略。

  1黄土的工程特性

  黄土是第四纪特殊堆积物,以黄色粉土颗粒为主,含碳酸钙及少量易溶盐,具有大孔隙、垂直节理和易崩解的特点。1.1多孔性黄土由砂粒、粉粒和黏粒组成,粉粒占比一般在50%以上。由于黏粒较少,无法形成骨架密实结构,导致土体结构疏松,孔隙率较大,一般在35%~60%。黄土的孔隙一般分为三种:①大孔隙,肉眼可见;②细孔隙,骨架结构中大颗粒的粒间孔隙,肉眼看不见,可以在双目放大镜下观察;③毛细孔隙,由土颗粒和附着在上面的小颗粒所形成的粒间孔隙,肉眼更看不见。这三种孔隙形成了黄土的多孔性。黄土中的孔隙呈垂直或倾斜的管状,以垂直为主,上下贯通[2]。1.2渗水性由于黄土的多孔性及垂直节理,黄土的渗水性较强,渗透系数超过10~3cm/s,垂直方向比水平方向强。同时,黄土结构疏松,但遇水破坏现有骨架强度,迅速崩解,天然黄土试样遇水1~2min即全部崩解,压实黄土一般30min内即全部崩解。而黏粒较多的黄土,结构相对致密,渗水性则要差一些。1.3湿陷性黄土的湿陷性,是指黄土在自重或一定压力下受水浸湿后,土体结构迅速破坏,并产生显著下沉的现象。湿陷性黄土分为自重湿陷与非自重湿陷两类。普遍认为,黄土的湿陷性是由其颗粒组成及特殊结构造成的,浸水后胶结物质与水发生一系列化学和物理化学反应,使结构强度降低。水分沿垂直节理进入结构内部,多孔性为水分的移动及结构的变形提供了条件;松散的内部结构,在水分的冲挤下,迅速丧失强度,发生变形沉陷。

  2黄土地区道路水毁成因分析

  黄土地区公路主要的水毁病害主要有边坡滑塌、路基沉陷、构造物悬空、路面鼓包波浪、沟渠淤积等[3-4]。根据黄土地区道路水毁调查和分析,其病害成因主要有以下几方面。2.1气候大部分公路水毁是由降雨引起的。近年来极端气候频发,黄土地区夏季降雨多以暴雨形式出现,具有瞬时流量大、流速快、冲刷深的特点。鉴于黄土的上述工程特性,在高强度或长时间持续降雨的情况下,土体浸水发生湿陷、变形及崩解,进而导致公路水毁。2.2设计(1)设计不完善。未能因地制宜的进行排水设计,没有处理好与天然河沟之间的关系,破坏了原有的自然水系;排水设施进出口设计不完善,未能将汇水引离路基以外,特别是急流槽出口及桥梁泄水孔,未设消能或散水设施,易形成新的陷穴,导致排水设施断裂或悬空;各种排水设施之间衔接不顺,位置和高度设置不合理,没能协调配合形成系统。(2)设计不灵活。排水设施的断面尺寸、设置间距及沟底纵坡等,分段采用统一形式,未经过水文和水力计算,设计缺乏灵活性,导致排水设施沟底淤积,坡体和路面受到冲刷。此外,设计时,未能充分考虑运营过程中的养护工作,导致检查、清淤、维修困难。(3)未能重视排水工程与边坡防护之间的关系。植物防护可以阻滞水流、减缓流速,圬工防护可以减轻坡面冲刷,均能起到保护边坡的作用。若未进行边坡处治,在强降雨作用下易引起坡面拉槽、土体流失、边坡坍塌等病害。2.3施工(1)材料不达标。水泥标号、石料品级等原材料性能直接关系到工程质量的高低,若采用不合格的原材料,排水及防护工程抵御水毁的能力将大幅下降。(2)忽略施工质量管理。施工过程中,为了抢工期或节约成本,往往会忽略施工质量。路基压实度和压实厚度不满足要求,排水构造物砌筑厚度不足,砂浆量太少,构造物底部未进行清挖或夯实处理,均能增加公路水毁的可能性。2.4养护(1)养护资金不到位。受养护资金限制,对排水设施的养护不及时,尤其是水毁后未及时修复和完善,在雨水的反复浸湿下,病害继续发展,造成养护资金的成倍增加。(2)日常养护缺失。未能充分重视道路日常养护,不注重排水设施的清淤、边坡植草绿化、水毁冲刷检修等养护工作,致使排水设施淤堵,排泄不畅,路基边坡垮塌,防护工程塌落。

  3黄土地区防排水系统的设计、施工及养护

  如前所述,黄土地区道路水毁是由气候、设计、施工及养护等多方面因素共同作用导致的。应遵循预防为主、防治结合的原则,因地制宜的开展精细化设计,高标准、严要求控制施工质量,运营后及时进行日常养护。3.1理念过往工程实践中,设计、施工及养护三个环节均存在不同程度的脱节,导致道路抵御水毁的能力变差,过早发生水毁破坏。在黄土地区道路建设的各个阶段中,都应充分重视排水工程。设计阶段,排水构造物类型、尺寸及材料的选用,应考虑施工及养护的难度,地面排水不良、地下水位较高路段,可适当考虑改线绕行;施工图阶段,充分领会设计意图,严格按照设计要求的材料及工艺进行施工;加强日常性养护,注重排水工程的清淤及修复,尤其在汛期前后,更应加大排水力度,及时发现、及时反馈、及时修复。3.2设计(1)设计时,应根据地形地貌及汇水量,结合水文计算,合理选用结构尺寸及材料。同时,应处理好与现有河、沟和渠的关系,确保公路建成后能形成的网状排水系统。(2)进出口处理。各种排水构造物的进水口必须与水流方向一致,可根据实际情况,适当增加导流、消能和沟底铺砌等构造物。为避免出水口路基沉陷,可通过增设挑流、消力池,接渠远送,桥梁泄水孔接地处理等措施。此外,排水构筑物底部,应根据黄土湿陷等级,进行特殊路基处理,以消减湿陷性降低工后沉降,确保构造物置于密实土层之上。(3)重视排水工程与其他工程相结合,以形成网状排水系统。综合考虑道路设计的各个组成部分,排水工程与防护工程相结合,路基排水与桥涵排水相结合,地下排水与地面排水相结合。3.3施工施工质量将直接影响排水系统的寿命。项目施工过程中,应强化项目管理和严控施工质量。建设单位要从原材料试验、施工工艺及现场监管等多个环节入手,采取强有力的措施,严格控制施工质量,强化工程项目的质量管理。施工过程中,发现地形地貌或原有沟渠发生变化,应及时与设计单位沟通,调整排水设计,确保排水顺畅。3.4养护对于已建成的公路,必须加强日常养护工作,及时清理排水构造物内杂物,避免淤堵,确保排水顺畅。定期巡查排水工程,做到及时发现、及时反馈、及时恢复,预防为主,防治结合,尽可能地降低道路水毁的可能。春融及夏季汛期是水毁高发季节,雨前全面核查、疏通;雨期上路巡查,及时清理淤塞;雨后重点核实,及时修复加固,确保保证排水畅通。3.5其他加强黄土地区降雨灾害预测预警。通过降雨预报,做出水毁预报,并通过雨量确定灾害预警等级,使得公路管理部门对水毁抢修做出充分准备。

  4结束语

  黄土地区防排水是公路工程的关键所在,其所涉及的设计、施工、养护等部门应充分协作。在理念转变的前提下,改进各环节现有的问题。同时,也应加强各环节间的联系,设计时应充分考虑施工及养护的难度及成本,施工时应充分理解设计意图,保证工程质量,养护阶段应及时预防及时修复,以实现黄土地区防排水系统的一体化。

  参考文献:

  [1]罗枢远.黄土高原自然条件研究[M].西安:陕西人民出版社,1988.

  [2]李彦武.黄土地区路基病害分析及防治对策[J].公路,2009(8):218-221.

  [3]沈波,艾翠玲.我国山区公路排水问题及水毁调查分析[J].公路交通科技,2006(10):5-9+19.

  [4]王磊,马骉.黄土地区公路排水系统病害防治[J].长安大学学报(自然科学版),2003(1):15-18.

  作者:杨昆 单位:陕西通宇公路研究所有限公司

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文章名称:地区道路防排水系统一体化

文章地址:http://www.zhichengg.com/jzlw/12595.html

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