摘要:本文以S13练杭高速公路为例,从结合当地农田水利及方便居民出行出发,介绍了水网密集地区,并且有大量村庄的情况下,低路堤通道设计的特点,为路线经过该地区类型的通道设计积累了经验。
关键词:通道 测设 农田水利 防护排水
S13练杭高速公路是浙江省主动接轨大上海、融入“长三角”经济圈发展战略的重要交通基础设施之一。在设计中,在满足其重要的战略地位的同时,也最大限度满足沿线人民群众的利益。因此,以人为本的设计原则始终如一的贯穿于整个通道设计过程。
一、全线通道勘测要求
⑴ 当地水网及现有村道的勘测
对当地各个河流,所属内河还是外河进行了调查,并收集了相关的最高水位情况;对现有村道参照地形图进行了对比,查补遗漏。
⑵ 农田水利的勘测
对于当地的农田灌溉渠道,除了对其位置进行测量外,同时还对渠道的各节点高程、水流来源及水流方向进行了详细的调查,以方便在通道两侧外挂管涵时确定各设计要素。
⑶ 通道的勘测
对于通道的设立,首先根据地形图,初步确定通道位置,再进行实地踏勘,查遗补漏。同时对通道的设立,还与当地政府及所经村庄的领导进行了沟通,充分的听取了各方政府的意见,并以文件形式双方签订了意向书,避免施工时因与地方意见不统一而影响施工进度。
⑷ 生态环境的调查
对于生态环境的调查,主要集中在路线两侧生物群落的生活习惯上。
⑸ 广泛征求沿线设施主管部门意见
S13练杭高速公路通道的布设经常会对原有的公路、水利、电力、电讯等设施造成干扰,对这些设施的详细情况我们并不熟悉,在勘测过程中,我们先将这些设施调查清楚,再将各种设施的主管部门请到现场,了解详细情况,共同协商,落实处理方案,并鉴定协议书,使我们的设计方案与设施主管部门的规定达成统一,避免了因处理不当,对相关部门造成不利影响,施工过程中相互扯皮,甚至造成大的设计变更,影响施工极度和投资预算。
二、通道设计特点
2.1 通道的布设
⑴ 通道位置的选定
根据沿线地形特点、排灌要求及地方道路分布等,通道布设以尽量满足当前道路使用要求,充分考虑发展需要,力求不改变现有道路自然状态,方便沿线居民生产、生活作为通道布设位置选择的原则。
特殊情况下,对部分人、机道路可对其作适当的改移、归并,以控制工程规模,使总体设计更趋合理。
⑵ 通道布设与平纵线形
通常在进行路线纵断面设计时,在机通甚至人行通道位置,抬高路基设计标高以满足通道功能的要求,从而导致通道前后很长一段路的标高保持在3~4m甚至5~6m,就像人为的堆出了一个小山丘,阻断了道路两侧原居民的视线,破坏了当地的自然景观,也使道路本身无法与周围环境相协调,而且高路堤也会很多地基处理的地段。
所以,为了保证路线经过农田路段时,保持低路堤的方案通过该地区,降低道路修建对原有自然环境产生的破坏,减少由于路堤过高而增加的地基处理数量,在该路段布设通道时,基本采用了下挖式明涵进行设计,并且增加了相应的通道内的排水设计,以消除由于通道下挖而产生的积水现象。
⑶ 通道布设与农田水利
在满足通道功能要求的同时,通过在通道内加设排灌渠或者在通道两侧外挂圆管涵,用以连接被新建高速公路截断的排灌渠,以保证原农田水利系统的正常运行,同时可以减少涵洞等结构物的设置。
由于当地排灌渠分布较为密集,在布设通道时,应综合考虑排灌渠的分布和当地居民的出行道路,适当改移部分排灌渠的位置,或者对部分排灌渠进行合并,避免十几米布设一道涵洞的尴尬局面。
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⑷ 通道布设与防护排水
通道的布设切断了通道前后排水沟的连续性,因此在排水设计时,应尽量使通道前后排水沟中的水朝远离通道的方向流动。如在经过通道时,水是单向流动,则必须设置线外涵或者倒虹吸(在通道出口或者入口底标高低于设置线外涵最低标高时设置)用以连接排水沟。
2.2通用图的编制
为了方便设计与管理,S13练杭高速公路专门编制了《桥涵通用图》。通用图的编制,首先拟定编制项目及内容,并根据设计指标和技术标准进行编制。
通用图包括涵洞、通道、人行天桥、跨线桥等系列,还有供配套使用的不同形式的下部构造。空心板的斜度,从0°~45°,按5°一级变化。这套通用图几乎覆盖了全线80%以上不同类型的构造物设计。
2.3 通道的设计
⑴ 与地方政府协商确定通道用途及形式。在初步拟定各通道的位置及形式和用途之后,就每个通道的所处的位置,充分征求当地政府及群众的意见,并签订相关意向书。根据以往的施工经验,由于事先未征得当地政府及群众的意见,在通道施工进行中,当地群众对通道的位置不满意,提出变更通道位置,或者将原先的人通改为机通等要求。即使最终问题得以解决,也耽误了施工进度,造成了人力、物力的浪费。
⑵ 一改通用图打天下的设计,采用一涵一图的设计。借鉴桥梁设计的步骤,先对通道进行总体设计:首先明确是否有灌溉渠道需要从通道经过,或者在通道外加设管涵与原水渠相连;其次与排水设计相结合,确定排水沟过通道口段的排水流向,确定是否需要增设倒虹吸或者线外涵;最后确定通道中的纵坡,以保证通道内不会有积水产生。
⑶ 根据地质勘探所得的地质资料,确定通道所在位置的地质情况,对地基承载力无法满足要求的,根据实际情况采取相应的地基处理方法进行处理。
⑷ 对属于明涵范畴的通道,根据实际地质条件,考虑在通道侧墙上设置牛腿,并搁置4m长的搭板,以防止由于地基沉降不均而产生的跳车现象。
⑸ 明确通道出入口的底标高,结合排水设计,确定排水沟在经过通道时用线外涵还是倒虹吸进行连接;明确原老渠标高,对比通道出入口标高,确定是采用在通道内增设排灌渠,还是在通道外外挂圆管涵。
⑹ 由于本次的路线设计是采用低路堤方案,因此全线有大量下挖式的通道。通道内排水形式与通道出入口及两侧农田的高度有关:当通道出入口标高高于两侧农田标高,则通道内水可以通过通道内的坡度自然流入两侧农田。通道内的坡度应延伸至通道外5~10m,以防止水在通道出入口处淤积;当通道出入口标高低于两侧农田标高,则必须在通道内设置小型泵站,将通道内的水排除。
⑺ 对长度大于30m的通道,在通道中与中央分隔带相对应的位置设置采光井,以保证通道中的可视度,方便当地居民的通行。
三、通道与跨线构造物比选
沿线村道与高速公路相交时,可以采用通道、人行天桥、跨线桥等方式穿越高速公路,但各有优缺点:
采用通道形式,在方便当地居民的出行的同时也降低了工程造价,但是在低路堤路路段,下挖式通道存在严重的积水问题,需要设置泵房进行排水,因此增加了泵房设施的日常管理和维护的费用,同时泵房设施的管理也有一定的难度。
采用人行天桥形式跨越高速公路,虽然解决了排水问题,而且也达到了节省造价的目的,但是人行天桥只能供当地居民行走,无法满足像自行车、电瓶车等在当地比较流行的代步工具的通行。可以说人行天桥无法完全满足当地居民的出行要求。
用跨线桥穿越高速公路,从根本上解决了排水及通行的要求,但是跨线桥造价高,占地较多。如果路线经过人口密集的地区,或者在远期规划中有要求的,采用跨线桥是较为合理的方案。
本项目在设置下挖式通道的位置,路线两侧大部分只有十几户人家,而且路线两侧均为农耕用地,因此从降低工程造价,少占农田的角度考虑,设置通道是较为合适的形式。
四、结束语
在施工过程中我院一直与业主、监理、施工单位及设计代表保持密切联系,积极、及时的协助施工单位解决各种现场遇到的问题,没有发生业主、施工单位与沿线地方政府、老百姓及各种公共设施主管部门相互扯皮的现象。
S13练杭高速公路大胆的采用了大量下挖式通道,在满足了自然道路行车需要的同时,降低了路堤高度,减少了工程造价,使新建道路与周围景观相协调。这证明了低路堤方案结合下挖式通道设计,在水网村镇密集地区是行之有效的设计方案。
论文作者:邢峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/5/23
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