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软式透水管法对路堑路面水毁治理的技术研究

摘要: 软式透水管法用于防治路堑路面的地下水水毁,简单易行,经济合理,便于维修和清理,在高路暂混凝土路面的设计、施工和养护工作中是一个比较值得借鉴和推广的方法。

路立交桥引道路堑部分,因地下水位的上升使混凝土路面产生局部早期破坏,及时采用软式透水管法成功地治理了水毁,节约了资金,确保了路面的安全使用及其良好的耐久性。
1工程概况
邯(郸)济(南)铁路K153+533聊夏路立交桥即聊城市柳园北路立交桥,是为聊夏路下穿邯济铁路而设的2-14.82钢筋混凝土斜框架立交桥,2002年竣工。框架外轮廓宽34.72m、高6.9m、长25.83m。引道部分长450m、宽28m,纵坡最大坡度为2.5%原设计路面结构为24cm路面(抗折强度为5MPa)+15cm石灰土(抗压强度为1MPa)+15cm石灰土(抗压强度为05MPa)。
根据地质勘探结果,桥下地质情况为:第一层为淤泥质粘土,厚1.5m,基本承载力为100kPa;第二层为粉土,厚4m,基本承载力为130kPa:第三层为粉砂土,厚10m,基本承载力为160kPa。聊夏路立交桥路面原设计最低点高程为28.15m,自然地面高程为31.15m,路堑最高处挖深为3m。2001年设计勘测资料显示,其稳定地下水位是26.5m,未设地下水排水系统,只设了机排雨水管道系统,路两侧为集水井18对,通过横管输送到路中线下埋设的主管道,最后排往泵站,通过自动耦合潜水泵将雨水引出引道范围。
工程竣工两年多后,大量的地下水从水泥路面板缝中涌出,高程在28.00m以下的路面出现了不同程度的断板和沉陷,最后导致桥下无法通行。
水毁原因分析
水毁原因主要是承压水的危害。因聊城市城区建设“江北水城”的需要,由东昌湖和徒骇河、西新河、京杭运河、二干渠、周公河等组成的水路网在2003年刚刚贯通,立交桥附近周公河蓄水,致使地下水位上升。2004年3月现场测得知,稳定地下水位为285m,比施工时(265m)上升了2m,高出路面最低处0.35m,使得高程在28.00m以下的路面面层、基层以及路基填土星过饱和状态,在有压水和行车荷载冲击的作用下,路基路面的承载力降低,地基剪切失稳,地下水在混凝土路面施工缝和纵、横缝中涌出,带走粉土和粉砂,造成水土流失。接着引起路基路面更大幅度的下沉,同时,承载力迅速降低,引起雨水管及检查井的下沉,致使雨水管道管节开裂和透水,水土流失更加严重,使混凝土路面悬空,最后导致大片混凝土路面板塌陷断裂。
3解决方案及步骤
3,1降水
由于水位太高,地下水像喷泉一样在路面形成径流,所以先在路堑周围打直径为30cm、深25m的降水管井6口,每天24h不间断降水,将地下水位临时降至28m以下以便于维修和施T作业。
3.2对已毁坏的路面破除重做
对下沉的60mx20m范周内混凝土路面部分破除重做,板块之间的真缝和假缝均居中埋设橡胶止水带防水。
3.3雨水地下管路政为顺路面纵坡自流排水废除原雨水管道和检查井,雨水排水系统改为顺路面纵坡自流排水,纵坡调整为2.65%,可以满足排水要求,在最低处设大水算2道,汇水后排入泵站。
3.4  软式透水管截水和排水
在路左、右两侧边缘各设宽60cm、深150cm的明沟200m,底部安放中30cm软式透水管,管周围及上部用级配碎石夯填(内粗外细反滤层),软式透水管中的地下水在引道最低处汇入井算,最后排入泵站扬出。
4理论计算
4.1计算渗透水量
根据以下公式计算渗透水量:0=(mkH)/2ln(2r/)]式中:Q-每延米长渗沟由沟壁渗人的流量(m/(s*m));
k-含水层材料的渗透系数(m/s),粉土取值为3.5x10m/s;
H,一渗沟位置处地下水的下降幅度,如图所示本文取15m;
r.一一地下水位受渗沟影响而降落的水平距(m),如图1取6m;
r:一两相邻渗沟间距的一半,如图1所示本文10m
代人数据计算得:0s=3.1416x3.5x10/2xln(2x6/10)=3.0x10-m/(s·m),明沟总长为200m,水量最大处出水量0=200x3.0x10=6x10(m/s)。4.2 计算软式透水管的泄水能力根据下式验证软式透水管的泄水能力00A式中:Q一一沟或管的泄水能力(m/s);
沟或管内水的平均流速(m/s),按式
结语
新加坡国土面积约为700km、人口约为500万是高度现代化、城市化的国家。它也是目前世界上解决城市机动车交通拥挤问题最有成效的国家之一,其机动车配额制度、电子道路收费办法当属解决道路交通拥挤问题的范例。事实证明,新加坡采用的策略是成功的。我国的特大或大、中城市与新加坡相比,人口密度、城市布局等方面的情况类似,因此在解决城市机动车交通拥挤问题的理念与策略上,可以借鉴其成功的经验。
一是保障“优先发展公共交通”的战略地位。公共交通作为私人乘用车交通的替代方式,关键是要使其成为更便利、快捷的公共服务产品。目前我国一些城市公共交通萎缩的现状令人堪忧。政府要发展优质的公共交通,提高公共交通服务质量,还必须在管理体制和营运机制上加大改革力度。
二是要控制机动车的保有量。近年来我国私人轿车拥有量呈爆发性增长,有的城市机动车容量已经饱和,所带来的事故、公害、道路拥挤问题十分严重。资源是有限的,只靠修路来解决上述问题是极不现实的,大多数城市规划者坚信的“只要修整道路就能消除交通拥挤问题”的说法纯属幻想。我国不少城市已经到了应权衡机动车保有量达到一定程度给社会带来的利弊关系的时候了,甚至是刻不容缓。
三是解决城市机动车交通拥挤问题要采用综合对策。要提高整体设计交通政策的水平,加强政府部门间的合作,摒弃管理部门间各自为政“头痛医头、脚痛医脚”的作法。广大市民是参与交通的主体,让市民参与制定交通政策、引导人们的交通行为十分必要。交通问题具有动态、复杂的特性其中各因素是关联互动的,要应用系统思维的方法加以分析和解决。
参考文献
[1] 周孙铭新加坡宏观经济政策R] 新加坡,南洋理工大学,2010.
[2] 山中英生,小谷通泰,新田保次.城市交通中存在的问题及其对策[M]. 张丽丽,杨雁云,译北京:中国建筑出版社,2009.
[3] 柳长立新加坡城市交通管理政策综述[]交通与运输,1999,(2):20-22.[4] 王建红我国城市的交通问题及对策]中国国情国力,2005,(5):30-31
作简介:刘峰(192-),男(汉族),湖南临人,高级讲师,新加坡南洋理工大学国立教育学院教育管理硕士在读湖南交通职业技术学院办公室主任,主要从事高等职业教育管理与研究工作。
收稿日期:2010-06-14