山区高速公路弃渣场选址的探讨论文_汪比超

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摘要:高速公路隧道作为重点工程,必须抓好隧道的质量、安全、进度。而抓隧道进度务必解决好弃渣问题。如此大方量的弃渣,加之山区地形限制,大部分设计弃渣场都会主要从技术上考虑。往往选择沿河谷两侧滩地或个别台阶地,不但占用土地,挤压河道,且挡防工程量较大,运距较远,造价较高,出发点是为了解决弃渣而选场地,再完善相关挡防设施工程。而作为长期身处施工一线的交投人,结合雅康C16项目及汶马C8项目的实际施工的得与失,总结出渣场选址应结合当地地形,与治理滑坡、泥石流冲沟等地质灾害相结合。山区地形,沟深坡陡,冲沟经雨水冲刷形成,基本无防护,加之边坡常为堆积体,坡脚在雨季易遭雨水冲刷,造成边坡失稳,形成滑坡及泥石流。

关键词:山区;高速公路;弃渣场;选址

随着交通建设的发展,四川省内的高速路网逐步推进到山区,特别以汶马高速,雅康高速,九绵高速为代表的高速公路,桥隧比占比都达到90%以上,隧道占比达到80%左右,而路基相对占比10%左右,与以前的高速公路相比发生了很大的变化。我们在充分调查的基础上,合理利用沟谷地形及其巨大落差,采用工程措施,既治理了当地的地质灾害,改善加强了当地交通,且新造了台阶平地作为当地耕地,为居民创收。下面就分别以雅康C16项目,汶马C8项目为实例予以阐述。

一、雅康C16项目

雅安至康定高速公路第C16合同段,起讫桩号为:K100+140~K108+450,路线总长共8.31公里。路基240m,桥梁540m/2座,隧道7567.5m/3座,便道1处,初步设计小马厂桥桥长约240米,工程造价约2000万元,沙湾隧道出口边坡极其不稳定,边坡塌方可能性极大,且沙湾隧道出口无施工作业平台。小马厂路基设计为高填路堤右线桩号为K102+718-K102+836,左线桩号为ZK102+710-ZK102+806,最大高填路基共11级,分级高度均为12米,坡率1:2,每一级平台宽度5m,坡高113m。在填挖交界处设置一道排水明渠,主线下方采用直径400cm的钢波纹管涵,涵洞进出口接排水明渠。明渠断面为梯形,底宽3米,顶宽7米,沟深4米,采用M10浆砌片石砌筑。沿着沟底设一道片石盲沟,以便于在改沟施工前进行路基排水。路堤边坡坡脚设置一道上宽3米、下宽5.15米、高6米的护脚挡墙,以防止雨水冲刷、淘蚀坡脚,提高路堤稳定性。详见图1:

图1 雅康C16项目俯视图

此处线路采用高填方路基的形式通过需满足如下四点:

1、弃土场应尽量选择在地质条件相对较好的低洼路段或谷地的底部,无水流或水流较小的支沟、山间沟谷。

2、不占或少占耕地,尽可能利用荒山和荒地。

3、选择在肚大口小,有利于布设拦渣工程的地形位置,以达到自身稳定的状态,避免出现单坡场地。

4、弃土场的设计要素主要有体积面积比和临空面。弃土场的体积面积(Sk=V/A)即平均高度是弃土场的主要空间几何特征值,一般Sk越大,弃土场的经济性越强。但Sk太大则不利于弃土场自身的稳定,导致相关防护工程量的增大。一般情况下体体积面积比Sk以8~15m为宜。现场计算可以容纳80万方渣土。高填路基长度240米,宽度约300米,计算填筑高度约12米,符合要求。

如图2、图3:

图2填筑前的状态填筑后的状态

综合上述情况,并经过多次与设计磋商后决定将此处桥梁变更为路基,既解决隧道80万方弃渣同时又增隧道施工的作业平台还对隧道洞口的整体稳定性增强,路基填筑后预留面积大,后期可以利用填方路基外空地做观景台或避险车道等施工设施。

通过施工过程中对位移观测点的观测高填方路基平均位移为0.2mm/d,低于规范要求的小于5mm/d;故路基边坡位移满足规范要求。见《铁路工程沉降变形观测与评估技术规范》QCR92302016,观测数据如表1、表2、表3:

表1 路基边桩位移观测记录

二、汶马C8项目

1、阿坝州理县蒲溪沟区域山高、坡陡、沟狭,没有一块平地。蒲溪沟隧道和木堆隧道设计洞碴58万方,设计弃土场距离施工现场平均运距约15公里,不仅要新建便桥两跨杂谷脑河,还要在317国道上运行5公里,交通干扰大,不可控因素多。更重要的是,仅洞碴运输成本一项便高达千万。

2、蒲溪沟2012年夏天曾发生过泥石流,冲毁过房屋和栈桥,危及下方的G318国道。蒲溪沟是地质灾害重点观测区,需要地灾整治。

3、蒲溪冲沟在距离隧道上游一公里处,因山势变化,该段冲沟在该处有一个大回头湾自然落差约八十米,山体具有锁口的天然效果。

设计方案(四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院):

1、上游设拦渣坝,改变水流走向,将水里夹杂的石头阻拦。

2、两级抗滑桩挡防。一级为四根直径二米五的抗滑桩,位于弃土场中部,配合山势将弃土场锁腰。二级为八根直径二米五的抗滑桩,位于弃土场下游,配合山势和新建大坝锁口。

3、弃土场下方埋设双排直径二米的圆管涵疏渗水。

4、弃土场顶部修建宽八米高四米的梯形钢筋混凝土河堤泄洪。

5、弃土场四周修环形截水沟,排除弃土场周围山体的地表水。

取得的效果:

1、顺利通过省水利厅和省环保局的验收,还数次组织各地市州地质灾害处治方面的人员现场观摩学习。

2、解决了隧道弃碴的难题,节约了工程成本,缩短了工序衔接周期。

3、通过监测,弃土场和所有构造物稳定,顺利经受了2016年、2017年夏季暴雨天气和小型地震。根治了蒲溪沟冲沟泥石流地质隐患。

4、解决了隧道弃碴的难题,节约了工程成本,缩短了工序衔接周期。

弃碴前:

参考文献:

[1]JTG F10-2006,公路路基施工技术规范[S].

[2]韩信,张敏静.弃土场位置选择和设计原则方法探讨[J]公路,2008,9,282285

[3]谭鹏.山区高速公路弃土场基本特性及其稳定性分析[D].重庆:重庆交通大学,2010.

[4]陈中月,王志峰,李勇.高速公路弃土场综合设计内容与方法[J]工程与建设,2006,20(5)452

[5]黄建雄,彭立,李宏泉,贾军,方理刚,黄伟伟. 不同用途的山区高速公路弃土场施工控制标准研究[J]公路工程,2011,36(3)22~24

论文作者:汪比超

论文发表刊物:《防护工程》2017年第31期

论文发表时间:2018/3/19

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