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摘要:堤路结合工程将防洪建设与城市建设结合起来,充分利用土地资源,在保证防洪安全前提下,对城市形象和品位有明显提升,因此本文对堤路结合关键技术进行了分析。
关键词:堤路结合工程;关键技术;分析
堤路结合就是堤防与道路的结合。在堤防上面修筑道路,不仅仅是一物两用那么简单,沿江(河、湖、海)开发景观带,可以充分展现滨江(河、湖、海)的美丽景色,改善城市环境,提升城市品位[1]。由于堤路结合必须同时满足堤防和道路相关规范,需要协调水利和市政两个部门的工作,从技术及管理角度上说有一定难度。然而堤路结合在国内外已有相当多的成功案例,所以实施堤路结合工程也并非高不可攀。本文从堤路结合实施方面探讨了堤路结合工程的关键技术。
1 堤路结合施工需要考虑的关键问题
1.1 堤路结合平面线路施工问题
按照堤防相关规范规定,堤线布置应与河势相适应,并与大洪水的主流线大致平行,同时还应力求堤线平顺,相邻堤段之间平缓连接,不能采用折线或急弯,湖堤及海堤堤线应避开强风或暴潮正面袭击,城市堤线布置应与市政设施相协调等。而据道路相关规范规定,道路路线平面应与地形地物、水文地质等结合,并与环境协调,符合线形连续、均衡要求,并协调直线与平曲线之间的衔接,合理设置圆曲线、缓和曲线、超高、加宽等。可见,堤、路平面线路施工原则上并无冲突,都要求线路平顺、衔接和缓。
转弯半径方面,堤防相关规范没有给出具体数据要求,但按照水力学计算,堤线转弯半径应大于河道宽度的3~5倍[2]。而据道路相关规范规定,道路线路圆曲线最小半径,不设超高时,当车辆速度20~100km/h,圆曲线最小半径为70~1600m;设置超高时,当车辆速度20~100km/h,圆曲线最小半径一般为40~650m。这样就可以比较堤线和路线最小转弯半径大小,并取两者之较大者。湖堤、海堤因为没有宽度限制,主要考虑强风或暴潮影响因素,除此因素外可按路线最小转弯半径取值。
1.2 堤路结合纵断面施工问题
堤防必须满足防洪要求,因此堤顶高程应根据防洪相关标准规范确定。根据防洪相关规范确定的防洪标准,计算洪(潮)水位。堤顶安全超高按堤防相关规范规定,不允许越浪的堤防超高值在0.5~1.0m。在满足防洪要求的基础上,堤路结合纵断面还应满足道路标准中的排水要求。
1.3 堤路结合横断面施工问题
在考虑堤路结合横断面施工问题时,首先应选择合适的堤路结合形式。堤路结合形式包括堤防内侧帮宽、堤防外侧帮宽和堤防两侧帮宽三种形式。堤防内侧帮宽是指道路全幅布置于堤防背水侧,这种形式对行洪断面完全没有影响,但要求堤内拆迁。堤防外侧帮宽是指道路全幅布置于堤防临水侧,显然这种形式对行洪断面有侵占,适用于堤防背水侧无法拆迁的情况。堤防两侧帮宽是指堤防两侧同时加宽填筑路堤,这种形式对行洪断面也有一定侵占,而且也需要拆迁。在堤路结合全段工程内,可结合平面线路、拆迁情况和对行洪断面的影响而确定,应做到对行洪断面的侵占面积与增补面积平衡,减少对现状防洪能力的影响。堤身断面应以断面尺寸、防渗方法、堤基处理、排水与防护问题为考虑重点,道路断面问题则以路幅布置、路基处理、防护为主。堤基和路基考虑方法是相似的,均以满足基础承载力为目标。良好的排水可以保证基础稳定,避免基础受到水的侵害。由于市政道路一般较宽,满足防洪要求是有富裕的,但应进行稳定性复核验算。防渗能力是堤防需要考虑的重点,应根据基础地质条件进行考虑,由于堤路结合宽度较大,渗径延长,对防渗是有利的。满足防渗要求以外,还应满足抗震动力稳定要求。防护主要是为了满足雨水、洪水冲刷需要,但应兼顾安全、经济和美观原则,临水侧防护应根据高程变化采用不同的防护材料:多年平均水位以下以防冲刷为主,多采用浆砌石或混凝土预制块,也可采用模袋混凝土,施工速度快;警戒水位到多年平均水位之间为水位变动区,采用植生袋绿化效果较好;警戒水位以上只有汛期高水位时才会浸水,而且水流速度也不大,采用草皮、灌木等可获得较好的景观效果。
1.4 堤路结合压实度控制问题
堤防和道路都对填筑压实度提出了要求,因而就存在压实度选择问题。堤防填筑压实度根据堤防相关规范规定,见表1。道路填筑压实度根据道路相关规范规定,见表2。

由表1、2可见,堤防和道路压实度虽然接近,但并不相同,为了兼顾堤防和道路压实度标准,应取两者中压实度较大者。但不能忽视的是表1与表2中的压实度计算方法有异,堤防压实度采用设计的压实干密度与标准击实试验最大干密度的比值,而道路压实度是实测干密度与标准击实试验最大干密度之比,并以百分率表示。实际工程检测结果也表明,两者之间会产生冲突,达到了堤防压实度标准,未必可以满足道路压实度要求,问题关键是填筑材料级配选择[3]。
1.5 新旧路基结合处理问题
堤路结合工程一般是在旧堤基础上加宽或同时加高而成,这就必然存在新旧路基结合部位处理问题。由于旧路基经过多年已实现沉降稳定,而新路基仍然需要足够时间才能达到沉降稳定,这就很容易出现新旧路基结合部位不均匀沉降变形问题。一般可在新旧路基结合部位加铺土工格栅来进行加强处理,例如在原堤顶和堤脚铺设两层双向土工格栅,等路堤填筑沉降完成以后,对旧堤防堤脚到堤顶部位施以锥探灌浆,可以处理堤防中的裂缝以及对堤防进行加固。另一方面,为了保证新旧路基结合部位的整体强度,可设置拼接台阶。在考虑台阶时,一般可以控制台阶高度或控制台阶宽度,有限元模型分析表明设置拼接台阶确实有利于缓解坡脚处的应力集中现象,但台阶尺寸过大会影响旧堤稳定性,所以应控制台阶尺寸[4]。新旧路基结合部位路面可能会因不均匀沉降而产生反射性裂缝,可以在堤路结合段设置两道防裂材料,以控制反射裂缝。一道是在路面下的基层顶面设置一层镀锌钢丝网,另一道是在下面层与中面层之间设置一层玻纤土工格栅。 2堤路结合实施方面的关键技术
2.1 实施依据
目前,堤防施工依据的标准是《堤防工程施工规范》(SL-98),城市道路施工依据的标准为《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ 1-2008)。堤防工程施工流程为:施工准备(包括测量、放样)→度汛导流→堤基施工→堤身填筑与砌筑→防护工程施工→观测、交通、通信等设施施工→工程验收。道路工程施工流程为:施工准备→测量→路基施工→基层施工→面层施工→挡土墙及附属构筑物施工→竣工验收。可见,堤防和道路施工流程大致相近,这为堤路结合施工方案的制定创造了便利条件。
2.2 施工测量
SL-98第2.2.1~2.2.2条规定,堤防平面位置误差控制在(±30~±50)mm,高程误差控制在±30mm;断面放样、立模、填筑轮廓误差控制,平面±50mm,高程和堤轴线点均为±30mm。CJJ 1-2008规定了平面控制测量、高程控制测量和施工控制测量的详细做法,以平面控制导线测量为例,首级交桩点测距误差为±15mm,施工控制导线测量测距误差为±20mm;高程控制测量,三等水准测量闭合差为

mm,

为往返测段水准路线长度(km),假定

=1km,则闭合差仅为±12mm。由此可见,道路测量精度要求高于堤防,因此堤路结合工程测量以道路测量精度控制完全可以达到堤防精度要求。
2.3 施工控制
堤防有较高的防渗要求,因此堤基和堤身(路基)施工应以堤防工程施工为主,基层和面层施工以道路工程为准,防护工程临水侧应以堤防工程施工为主,背水侧结合道路工程要求为宜。堤基和堤身施工流程为:基础清理→基础防渗→填土、摊平、碾压→削坡整形→固脚衬砌→临水侧防渗处理→临水侧护坡施工→背水侧堤脚压渗→背水侧护坡与排水施工→堤顶压实找平→道路基层施工→道路面层施工→路肩、分隔带、护栏等施工。堤身填筑材料应选用含粘粒15%~30%、塑性指数10~20的黏性土,其中铺盖、防渗心墙或斜墙应选用防渗性能较好的黏性土,而堤后盖重选用砂性土较好,道路基层应选用有一定排水能力的砂性土。压实度应结合道路分层控制要求进行控制,并在填筑前通过碾压试验确定混合料最佳级配、含水量以及压实设备组合、碾压遍数等参数。施工过程中分层抽样,严格控制施工质量。
3 结语
堤路结合工程可以提高堤防抗洪能力、完善城市路网、改善城市环境,发挥多重效益,因此越来越多地用于城市建设。但是堤路结合有别于单纯的堤防工程或道路工程,考虑施工方面有其特殊性,本文对此进行了探讨,可供相似工程参考和借鉴。
参考文献:
[1]汪小茂,高红艳,李亮.城市堤路结合建设工程关键技术问题研究——以武汉市滨江大道建设工程为例[J].人民长江,2011,42(20):4-6.
[2]赖福梁.堤路结合在泉州金塔防洪堤的应用[J].城市道桥与防洪,2011(11):63-65.
[3]任宏超,陈小娟.对渭河中游宝鸡段堤路结合工程的思考[J].陕西水利,2011(6):73-74.
[4]陆长兵,骆俊伟,高昌泉.临江软土地基堤路结合工程合理拼接台阶尺寸研究[J].公路工程,2012,37(5):115-118,146.
关键词:堤路结合工程;关键技术;分析
堤路结合就是堤防与道路的结合。在堤防上面修筑道路,不仅仅是一物两用那么简单,沿江(河、湖、海)开发景观带,可以充分展现滨江(河、湖、海)的美丽景色,改善城市环境,提升城市品位[1]。由于堤路结合必须同时满足堤防和道路相关规范,需要协调水利和市政两个部门的工作,从技术及管理角度上说有一定难度。然而堤路结合在国内外已有相当多的成功案例,所以实施堤路结合工程也并非高不可攀。本文从堤路结合实施方面探讨了堤路结合工程的关键技术。
1 堤路结合施工需要考虑的关键问题
1.1 堤路结合平面线路施工问题
按照堤防相关规范规定,堤线布置应与河势相适应,并与大洪水的主流线大致平行,同时还应力求堤线平顺,相邻堤段之间平缓连接,不能采用折线或急弯,湖堤及海堤堤线应避开强风或暴潮正面袭击,城市堤线布置应与市政设施相协调等。而据道路相关规范规定,道路路线平面应与地形地物、水文地质等结合,并与环境协调,符合线形连续、均衡要求,并协调直线与平曲线之间的衔接,合理设置圆曲线、缓和曲线、超高、加宽等。可见,堤、路平面线路施工原则上并无冲突,都要求线路平顺、衔接和缓。
转弯半径方面,堤防相关规范没有给出具体数据要求,但按照水力学计算,堤线转弯半径应大于河道宽度的3~5倍[2]。而据道路相关规范规定,道路线路圆曲线最小半径,不设超高时,当车辆速度20~100km/h,圆曲线最小半径为70~1600m;设置超高时,当车辆速度20~100km/h,圆曲线最小半径一般为40~650m。这样就可以比较堤线和路线最小转弯半径大小,并取两者之较大者。湖堤、海堤因为没有宽度限制,主要考虑强风或暴潮影响因素,除此因素外可按路线最小转弯半径取值。
1.2 堤路结合纵断面施工问题
堤防必须满足防洪要求,因此堤顶高程应根据防洪相关标准规范确定。根据防洪相关规范确定的防洪标准,计算洪(潮)水位。堤顶安全超高按堤防相关规范规定,不允许越浪的堤防超高值在0.5~1.0m。在满足防洪要求的基础上,堤路结合纵断面还应满足道路标准中的排水要求。
1.3 堤路结合横断面施工问题
在考虑堤路结合横断面施工问题时,首先应选择合适的堤路结合形式。堤路结合形式包括堤防内侧帮宽、堤防外侧帮宽和堤防两侧帮宽三种形式。堤防内侧帮宽是指道路全幅布置于堤防背水侧,这种形式对行洪断面完全没有影响,但要求堤内拆迁。堤防外侧帮宽是指道路全幅布置于堤防临水侧,显然这种形式对行洪断面有侵占,适用于堤防背水侧无法拆迁的情况。堤防两侧帮宽是指堤防两侧同时加宽填筑路堤,这种形式对行洪断面也有一定侵占,而且也需要拆迁。在堤路结合全段工程内,可结合平面线路、拆迁情况和对行洪断面的影响而确定,应做到对行洪断面的侵占面积与增补面积平衡,减少对现状防洪能力的影响。堤身断面应以断面尺寸、防渗方法、堤基处理、排水与防护问题为考虑重点,道路断面问题则以路幅布置、路基处理、防护为主。堤基和路基考虑方法是相似的,均以满足基础承载力为目标。良好的排水可以保证基础稳定,避免基础受到水的侵害。由于市政道路一般较宽,满足防洪要求是有富裕的,但应进行稳定性复核验算。防渗能力是堤防需要考虑的重点,应根据基础地质条件进行考虑,由于堤路结合宽度较大,渗径延长,对防渗是有利的。满足防渗要求以外,还应满足抗震动力稳定要求。防护主要是为了满足雨水、洪水冲刷需要,但应兼顾安全、经济和美观原则,临水侧防护应根据高程变化采用不同的防护材料:多年平均水位以下以防冲刷为主,多采用浆砌石或混凝土预制块,也可采用模袋混凝土,施工速度快;警戒水位到多年平均水位之间为水位变动区,采用植生袋绿化效果较好;警戒水位以上只有汛期高水位时才会浸水,而且水流速度也不大,采用草皮、灌木等可获得较好的景观效果。
1.4 堤路结合压实度控制问题
堤防和道路都对填筑压实度提出了要求,因而就存在压实度选择问题。堤防填筑压实度根据堤防相关规范规定,见表1。道路填筑压实度根据道路相关规范规定,见表2。

由表1、2可见,堤防和道路压实度虽然接近,但并不相同,为了兼顾堤防和道路压实度标准,应取两者中压实度较大者。但不能忽视的是表1与表2中的压实度计算方法有异,堤防压实度采用设计的压实干密度与标准击实试验最大干密度的比值,而道路压实度是实测干密度与标准击实试验最大干密度之比,并以百分率表示。实际工程检测结果也表明,两者之间会产生冲突,达到了堤防压实度标准,未必可以满足道路压实度要求,问题关键是填筑材料级配选择[3]。
1.5 新旧路基结合处理问题
堤路结合工程一般是在旧堤基础上加宽或同时加高而成,这就必然存在新旧路基结合部位处理问题。由于旧路基经过多年已实现沉降稳定,而新路基仍然需要足够时间才能达到沉降稳定,这就很容易出现新旧路基结合部位不均匀沉降变形问题。一般可在新旧路基结合部位加铺土工格栅来进行加强处理,例如在原堤顶和堤脚铺设两层双向土工格栅,等路堤填筑沉降完成以后,对旧堤防堤脚到堤顶部位施以锥探灌浆,可以处理堤防中的裂缝以及对堤防进行加固。另一方面,为了保证新旧路基结合部位的整体强度,可设置拼接台阶。在考虑台阶时,一般可以控制台阶高度或控制台阶宽度,有限元模型分析表明设置拼接台阶确实有利于缓解坡脚处的应力集中现象,但台阶尺寸过大会影响旧堤稳定性,所以应控制台阶尺寸[4]。新旧路基结合部位路面可能会因不均匀沉降而产生反射性裂缝,可以在堤路结合段设置两道防裂材料,以控制反射裂缝。一道是在路面下的基层顶面设置一层镀锌钢丝网,另一道是在下面层与中面层之间设置一层玻纤土工格栅。 2堤路结合实施方面的关键技术
2.1 实施依据
目前,堤防施工依据的标准是《堤防工程施工规范》(SL-98),城市道路施工依据的标准为《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ 1-2008)。堤防工程施工流程为:施工准备(包括测量、放样)→度汛导流→堤基施工→堤身填筑与砌筑→防护工程施工→观测、交通、通信等设施施工→工程验收。道路工程施工流程为:施工准备→测量→路基施工→基层施工→面层施工→挡土墙及附属构筑物施工→竣工验收。可见,堤防和道路施工流程大致相近,这为堤路结合施工方案的制定创造了便利条件。
2.2 施工测量
SL-98第2.2.1~2.2.2条规定,堤防平面位置误差控制在(±30~±50)mm,高程误差控制在±30mm;断面放样、立模、填筑轮廓误差控制,平面±50mm,高程和堤轴线点均为±30mm。CJJ 1-2008规定了平面控制测量、高程控制测量和施工控制测量的详细做法,以平面控制导线测量为例,首级交桩点测距误差为±15mm,施工控制导线测量测距误差为±20mm;高程控制测量,三等水准测量闭合差为

mm,

为往返测段水准路线长度(km),假定

=1km,则闭合差仅为±12mm。由此可见,道路测量精度要求高于堤防,因此堤路结合工程测量以道路测量精度控制完全可以达到堤防精度要求。
2.3 施工控制
堤防有较高的防渗要求,因此堤基和堤身(路基)施工应以堤防工程施工为主,基层和面层施工以道路工程为准,防护工程临水侧应以堤防工程施工为主,背水侧结合道路工程要求为宜。堤基和堤身施工流程为:基础清理→基础防渗→填土、摊平、碾压→削坡整形→固脚衬砌→临水侧防渗处理→临水侧护坡施工→背水侧堤脚压渗→背水侧护坡与排水施工→堤顶压实找平→道路基层施工→道路面层施工→路肩、分隔带、护栏等施工。堤身填筑材料应选用含粘粒15%~30%、塑性指数10~20的黏性土,其中铺盖、防渗心墙或斜墙应选用防渗性能较好的黏性土,而堤后盖重选用砂性土较好,道路基层应选用有一定排水能力的砂性土。压实度应结合道路分层控制要求进行控制,并在填筑前通过碾压试验确定混合料最佳级配、含水量以及压实设备组合、碾压遍数等参数。施工过程中分层抽样,严格控制施工质量。
3 结语
堤路结合工程可以提高堤防抗洪能力、完善城市路网、改善城市环境,发挥多重效益,因此越来越多地用于城市建设。但是堤路结合有别于单纯的堤防工程或道路工程,考虑施工方面有其特殊性,本文对此进行了探讨,可供相似工程参考和借鉴。
参考文献:
[1]汪小茂,高红艳,李亮.城市堤路结合建设工程关键技术问题研究——以武汉市滨江大道建设工程为例[J].人民长江,2011,42(20):4-6.
[2]赖福梁.堤路结合在泉州金塔防洪堤的应用[J].城市道桥与防洪,2011(11):63-65.
[3]任宏超,陈小娟.对渭河中游宝鸡段堤路结合工程的思考[J].陕西水利,2011(6):73-74.
[4]陆长兵,骆俊伟,高昌泉.临江软土地基堤路结合工程合理拼接台阶尺寸研究[J].公路工程,2012,37(5):115-118,146.