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浅谈堤顶防汛道路工程建设标准和质量问题

2015-01-26郭锐

治淮 2015年9期
关键词:堤顶交通量堤防

郭锐

浅谈堤顶防汛道路工程建设标准和质量问题

郭锐

防汛道路是为防汛及堤防管理、堤岸维修养护和堤防绿化等工作而建设的专用道路,常见有堤顶和堤后两种布设方式。对于交通量较小,地处偏僻的堤防,多采用堤顶防汛道路的布置形式。

安徽省蚌埠市某河道堤防工程建成于20世纪70年代,受经济条件限制,堤顶路面未硬化,采用土路面作为防汛道路。多年来受各种车辆反复碾压,堤顶坑洼不平,部分堤防断面受损,影响防汛和堤防管理。为此国家投资重修该堤顶道路,工程建设进展顺利,但也反映出了一些问题,值得进一步探讨。

一、堤顶防汛道路的建设标准

堤顶防汛道路沿河而建,以堤防工程为基础,修建于堤顶,主要用于防汛和堤防管理,服务于各项水利设施。其地处偏远,背水侧农业生产较为发达。部分堤防道路被纳入地方道路交通网络,承担着一定的交通运输任务。因此,堤顶防汛道路性质特殊,与一般公路有着明显区别。堤顶防汛道路在项目立项后首先要解决的问题是建设标准选择。

首先,堤防道路是为保证堤防安全而建设的专用道路,其基本功能为抗洪和防汛提供便利。

其次,堤顶道路与一般公路用了不同的设计规范和质量控制标准,堤顶防汛道路路面结构等级和厚度受到原堤顶承载能力的制约。

第三,堤防道路的平面布置受到堤防工程的堤线制约,只能沿堤顺水布线,路面的纵坡和断面布置受堤防纵坡和断面的制约。

第四,位于城市范围之外堤防道路不具备一般公路和道路的交通、集散功能,其对沿线的服务只是附属功能。为了确保堤防安全,常常限制通行。汛期甚至切断堤防道路的对外交通,使其成为一条抗洪抢险专用公路。

我国并没有制定针对堤防交通道路的专用建设标准,很多堤顶道路作为河道治理等水利工程的一部分,因投资相对较小,往往不被重视,建设标准选用较为混乱。往往造成部分堤防道路标准偏低,部分超标建设,浪费投资。因此,选择合理的堤顶防汛道路设计标准是十分必要的。

该工程设计标准依据《堤防管理工程设计规范》(SL 171-1996)的规定:堤防内外交通系统,应根据工程管理和防汛任务的需要参照《公路工程技术标准》(TJ-1-81)的有关规定,确定公路等级和其他有关设计参数。但《公路工程技术标准》(TJ-1-81)早已废止,因此设计部门参照了《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)的四级公路标准。

四级公路标准规定:“四级公路为供汽车、非汽车交通混合行驶的双车道或单车道公路。双车道四级公路年平均日设计交通量宜在2000辆小客车以下;单车道四级公路年平均日设计交通量宜在400辆小客车以下。”该工程的交通量显然远低于四级公路的年平均日设计交通量最大值。据调查2轴4轮及以下客、货运车辆每日小客车交通量不足100辆,2轴6轮、3轴整车仅在防汛期间及穿堤建筑物施工特殊需要的时候才会放行,每日最大交通量不足20辆。因此,工程设计时,设计单位根据堤顶防汛道路的特殊性对该标准相关的技术参数进行了调整,在满足使用要求的同时避免不必要的浪费,设计标准相对合理。

二、工程质量缺陷成因分析

该工程采用水泥混凝土路面,堤顶道路路面总厚度0.37m,结构型式自上至下依次为:C30混凝土面层厚220mm,5%水泥稳定级配碎石基层厚150mm。施工过程中出现了部分路段路基弯沉值检测不满足设计要求和数处路面结构层断裂的情况。施工单位认为设计部门弯沉值280的设计指标过于严苛,堤身土质本身很难达到设计要求,部分路面断板也应与堤身土质有关。

经现场调查并查阅了地质勘探报告和初步设计报告等相关资料,笔者认为沉值检测不合格和路面断板的问题应该出在施工环节上,原因如下:

首先,该工程所在堤防为20世纪70年代建设的二级堤防,填土主要为重粉质壤土,中等压缩性,属低液限粘土。《堤防工程设计规范》(GB50286-2013)规定二级和堤身高度不低于6m的3级堤防压实度不小于0.93。《公路路基设计规范》(JTG D30-20)规定四级公路路床压实度不小于0.94,上路堤压实度不小于0.93,下路堤压实度不小于0.90。设计要求路基压实度不小于0.94,显然高于二级堤防的压实度要求,但堤身历经多年自密实过程且经碾压后压实度检测符合设计要求,根据经验,路基的设计弯沉值一般比压实度要求更容易满足,因此堤身不应是质量缺陷的主因。

其次,根据路基施工的技术要求,路基在开挖碾压后应严格控制含水量。路基作业面曝晒失水,堤防填土主要是重粉质壤土,中等压缩性,失水后如遇扰动对土体结构会产生严重破坏。因此,路基铺设一般采用逐段施工、逐步推进的作业方式,避免路基暴露时间过长。施工单位在该工程路基作业时,采用了全路段一次性清基,造成路基作业面长期暴露,并且路基暴露期间未能采取适当的洒水养生措施,亦未能封闭交通,从而导致路基土体受到扰动破坏,弯沉值检测不合格。路基开挖碾压后和暴露扰动后的压实度检测差异,也进一步印证了这一点。

最后,路面基层采用的水泥稳定级配碎石,属于低标号半刚性材料,抗弯强度低且层结合力差,强度发展取决于水泥的固结速度,水泥一旦固结破坏便不具有再生性。因此,基层铺设后需封闭交通养生,时间一般不少于7天。

堤顶防汛道路布设于堤防的上表面,该工程堤防标准断面顶宽10m,部分堤段堤后填土较宽,部分堤段顶宽不足。堤顶防汛道路设计路面宽5m,路基宽5.6m,而施工单位采用的是整幅浇筑的施工方案。这就意味着对于堤顶宽度较小的断面,物料运输车辆无法绕开施工作业面,只能在作业面的下游进行施工。路面浇筑时很难避免作业车辆对施工作业面下游的水泥碎石稳定基层造成破坏,而基层破坏将直接影响路面的结构安全,导致出现断板现象。

三、结论和建议

堤顶防汛道路有别于一般道路的特殊性,决定了其标准和技术参数选用必须以满足防汛安全及河道管理的基本要求为前提,在这个前提下方可根据河道及堤防的特点,结合地方实际制定合理的堤顶道路建设方案。

另外,由于堤顶防汛道路施工单位多为专业的水利工程施工队伍,对道路施工的经验不足,施工方案不合理,施工程序不合理,也是很多堤顶道路出现质量问题的重要因素。笔者建议加强以下措施以保证堤顶防汛道路的工程质量。

首先,堤顶防汛道路施工应当采用逐段渐进的施工方案,逐段开挖作业面,避免路基过久暴露,并注意洒水养护。为及时发现施工过程的质量问题,全面施工前应先进行实验段施工,试验段长度不小于200m。

其次,由于堤顶防汛道路的施工受堤顶宽度的限制,必须科学组织施工车辆交通和路面施工流程,避免施工车辆碾压新筑的路基路面。

最后,对于堤顶宽度较小的堤段,堤顶道路施工如无法保证施工车辆通行,可以在设计阶段考虑采用早期强度较低的二灰碎石做基层,二灰碎石基层养生期间可以直接承受车辆荷载

(作者单位:安徽省蚌埠市机电排灌管理站233000)

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