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道路工程后穿越配套工程設(shè)計(jì)方案

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道路工程后穿越配套工程設(shè)計(jì)方案

摘要:由于南水北調(diào)受水區(qū)域經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,交通路網(wǎng)不斷更新,城市化進(jìn)程加快,道路、鐵路、石油、天然氣等基礎(chǔ)建設(shè)全面鋪開,其他工程穿越或鄰接南水北調(diào)配套工程項(xiàng)目越來越多,如何保障穿越工程布置和建設(shè)不影響南水北調(diào)配套工程的建設(shè)、運(yùn)行和管理等問題已突出擺在我們面前。文章以某道路工程穿越南水北調(diào)配套工程為例,通過路基加固、涵洞和橋梁等三種設(shè)計(jì)方案對比,經(jīng)綜合分析,選擇最優(yōu)方案,為類似項(xiàng)目后穿越南水北調(diào)配套工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞:道路工程;后穿越;南水北調(diào)配套工程

引言

南水北調(diào)配套工程是南水北調(diào)中線工程的重要組織部分,上接南水北調(diào)總干渠分水門口,下連受水區(qū)各城市自來水廠、調(diào)蓄池和水庫,南水北調(diào)配套工程的安全運(yùn)行是發(fā)揮南水北調(diào)效益的關(guān)鍵。南水北調(diào)配套工程具有輸水線路長的特點(diǎn),沿線經(jīng)過農(nóng)田、城市建成區(qū)或開發(fā)區(qū),穿越各種道路、鐵路、河渠、市政道路等基礎(chǔ)設(shè)施。隨著社會(huì)快速發(fā)展,城市建設(shè)不斷擴(kuò)張,交通網(wǎng)絡(luò)不斷完善,其他新建、擴(kuò)建、改建工程后穿越南水北調(diào)配套工程無法避免,需對南水北調(diào)配套工程保護(hù)范圍內(nèi)采用合理的設(shè)計(jì)方案加以防護(hù),保障南水北調(diào)配套工程運(yùn)行管理安全和后穿越工程項(xiàng)目安全。

1工程概況

1.1穿越段道路工程概況

某道路工程為省級道路,采用雙向六車道,設(shè)計(jì)為一級公路標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)時(shí)速80km/h。設(shè)計(jì)荷載等級為公路1級,路面結(jié)構(gòu)為瀝青混凝土,路基斷面寬60m,橫斷面布置為:5m人行道、5m非機(jī)動(dòng)車道、4m側(cè)分帶、3.75m硬路肩、3×3.75m行車道、0.50m路緣帶、1m中央分隔帶、0.50m路緣帶、3×3.75m行車道、3.75m硬路肩、4m側(cè)分帶、5m非機(jī)動(dòng)車道、5m人行道。1.2穿越段南水北調(diào)配套工程概況該段南水北調(diào)配套工程從總干渠分水口引出管道線路總長21km,設(shè)計(jì)輸水管道流量1m3/s,采用DN1400預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土PCCP管,2012年12月開工建設(shè),2015年初主體工程完工。目前,該段配套工程供水線路已通水運(yùn)行。

2穿越南水北調(diào)配套工程的必要性

2.1道路建設(shè)的必要性

該道路工程為某市“十二五”規(guī)劃期間重點(diǎn)項(xiàng)目工程,項(xiàng)目的建設(shè)對于完善河南省公路網(wǎng)建設(shè),完善區(qū)域綜合運(yùn)輸能力,加速物流通暢,完善區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃具有重要的作用。道路系統(tǒng)完善后必定促進(jìn)片區(qū)土地開發(fā),滿足城市未來土地開發(fā)建設(shè),極大改善市容市貌,提高城市整體品味。因此該道路工程建設(shè)是必要的。

2.2道路與配套工程交叉的必要性

根據(jù)某市發(fā)改委對該段道路工程項(xiàng)目的可行性研究報(bào)告、初步設(shè)計(jì)的批復(fù)文件及某市交通運(yùn)輸局對該段道路工程項(xiàng)目的施工圖設(shè)計(jì)的批復(fù)文件,該段南水北調(diào)配套工程輸水管道走向?yàn)橛晌鞅毕驏|南,擬建道路工程走向?yàn)橛杀毕蚰希袩o法避讓南水北調(diào)配套工程管道,因此該段道路與南水北調(diào)配套工程管道交叉是必要的。

3工程地質(zhì)情況

3.1地層巖性

該道路與南水北調(diào)配套工程交叉位置地質(zhì)結(jié)構(gòu)主要為粘性土均一結(jié)構(gòu),地層巖性主要為第①層重粉質(zhì)壤土、第①~1層輕壤土、第①~2層細(xì)砂、第②層重粉質(zhì)壤土、第④層重粉質(zhì)壤土、第⑥層重粉質(zhì)壤土,南水北調(diào)配套工程管線主要位于第①~1層和第②層上部。

3.2地下水特征

場區(qū)淺層地下水類型以潛水為主,埋藏在細(xì)砂、中砂層中,為強(qiáng)透水層,主要接受大氣降水補(bǔ)給,地下水的排泄主要是蒸發(fā)排泄及人工開采排泄,地下水位受氣候因素和季節(jié)影響,水位年變幅2m,地下水分布不均,勘察期間地下水位埋深在1~11.60m之間。根據(jù)本場區(qū)水質(zhì)分析試驗(yàn)資料和土樣易溶鹽分析試驗(yàn)判定地下水及土對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性,對鋼混結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

4工程設(shè)計(jì)方案

4.1穿越設(shè)計(jì)方案原則

穿越工程線路和位置選擇應(yīng)結(jié)合南水北調(diào)配套工程的特性以及穿越工程自身的施工與運(yùn)行等條件,經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等綜合比較確定,且不應(yīng)對南水北調(diào)配套工程的運(yùn)行和管理產(chǎn)生不利條件;橋梁跨越南水北調(diào)配套工程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮輸水線路日常養(yǎng)護(hù)的需要;穿越工程與南水北調(diào)配套工程管線宜采用正交方式,如經(jīng)論證不能正交時(shí),其交叉角度不得<60°;穿越工程在施工和運(yùn)行期間不影響南水北調(diào)配套工程的運(yùn)行安全、工程安全和供水安全;穿越工程在建設(shè)期和運(yùn)行期不宜在南水北調(diào)配套工程附近加載、開挖、改變地下水位,如確有需要應(yīng)采取必要工程措施消除不利影響。

4.2穿越方案對比

4.2.1路基加固方案在南水北調(diào)配套工程管道兩側(cè)10m范圍內(nèi)路基采用易密實(shí)的級配碎石填筑,減少路基壓實(shí)對南水北調(diào)配套工程管道的影響,南水北調(diào)配套工程管道后期維護(hù)維修時(shí)需要對路面進(jìn)行開挖,南水北調(diào)配套工程管道修復(fù)完成并回填路基仍然采用級配碎石填筑。該方案優(yōu)點(diǎn)是:施工簡單、費(fèi)用低。缺點(diǎn)是:加大南水北調(diào)管道上方荷載,后期管道日常巡查、養(yǎng)護(hù)、維修比較困難,必要時(shí)需要破路施工,影響交通。

4.2.2涵洞方案在道路與南水北調(diào)配套工程交叉處修建蓋板函,修建涵臺(tái)時(shí)需將南水北調(diào)配套工程管道附近覆土開挖,再修建涵臺(tái),采用砂礫石回填基坑和臺(tái)背。該方案優(yōu)點(diǎn)是:施工較簡單、費(fèi)用較低。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)安全性一般,跨徑小,基礎(chǔ)位于南水北調(diào)配套工程管理范圍內(nèi),基底開挖對南水北調(diào)配套工程管道穩(wěn)定影響較大,后期管道日常巡查、養(yǎng)護(hù)、維修需要開挖破壞涵洞基底,后期道路運(yùn)營對管道安全也將產(chǎn)生一定的影響。

4.2.3橋梁方案在道路與南水北調(diào)配套工程交叉處修建預(yù)制箱梁,下部采用樁基礎(chǔ),采用鉆孔灌注樁,鋼護(hù)筒延伸至南水北調(diào)配套工程管道開挖建基面以下。該方案優(yōu)點(diǎn)為:結(jié)構(gòu)安全性高,橋梁樁基礎(chǔ)距離南水北調(diào)配套工程管道兩側(cè)凈距大,施工時(shí)對道路影響小,后期管道日常巡查、養(yǎng)護(hù)、維修較便利。經(jīng)比較,該道路工程穿越南水北調(diào)配套工程設(shè)計(jì)方案采用橋梁方案。

4.3穿越設(shè)計(jì)方案

根據(jù)以上方案對比和穿越設(shè)計(jì)方案原則,該道路工程以90°交叉角采用一跨25m橋梁跨越配套工程輸水管線。橋梁上部采用25m長預(yù)制箱梁,梁高1.40m,蓋梁高度1.30m,蓋梁寬度1.70m;橋梁基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁,樁徑1.40m,樁基單排布置,橋臺(tái)樁基位置與配套工程供水管道之間的最小凈距為10.75m;道路中心處橋梁梁板高出原地面2.40m,道路邊緣處橋梁梁板高出原地面1.80m。橋面排水可通過橋梁縱坡和橫坡將橋面雨水引至相鄰路段,通過道路綠化帶下預(yù)埋的雨水管將雨水排走,橋面和道路排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意道路和橋梁修建后,不得在橋下形成集中匯流。工程施工時(shí),做好土方開挖、施工臨時(shí)道路、生產(chǎn)生活設(shè)施、施工機(jī)械、棄土場布置等對輸水管道的防護(hù)措施,并安排專人進(jìn)行監(jiān)管,確保配套工程安全。南水北調(diào)配套工程管理范圍是管道兩側(cè)外邊沿向外延伸10m范圍內(nèi),該道路工程橋臺(tái)樁基位置與配套工程管道凈距為10.75m,布置在南水北調(diào)配套工程管理范圍以外;跨越處橋梁橋板最低設(shè)計(jì)標(biāo)高89.30~89.90m,地面高程87.46m,橋梁底板高出地面18.42~2.442m,交叉處橋梁施工不擾動(dòng)地面地層,不改變南水北調(diào)配套工程輸水管道的覆土條件,橋梁跨越處凈空能夠滿足南水北調(diào)配套工程日常巡檢需要。在南水北調(diào)配套工程檢修、更換管道時(shí),設(shè)備機(jī)械沒有足夠的施工空間,需要采用吊車對橋面板進(jìn)行起吊放置,管道開挖時(shí)采用人工兩側(cè)同時(shí)對稱開挖,保證施工安全。道路管理部門需向南水北調(diào)配套工程管理單位出具承諾函,項(xiàng)目建成后南水北調(diào)配套工程輸水管道檢修、更換管道如需要拆除橋面結(jié)構(gòu)時(shí),道路管理部門需無條件配合并承擔(dān)拆除橋面結(jié)構(gòu)、恢復(fù)及保通的相關(guān)費(fèi)用。

5結(jié)語

道路工程穿越南水北調(diào)配套工程輸水管道時(shí),為確保南水北調(diào)配套工程運(yùn)行管理安全,便于后期南水北調(diào)配套工程巡查、維護(hù),檢修,降低運(yùn)行維護(hù)成本,易采用橋梁方式跨越南水北調(diào)配套工程輸水管道,橋臺(tái)樁基位置宜布置在南水北調(diào)配套工程保護(hù)范圍以外,橋梁跨越處底板與地面凈空滿足南水北調(diào)配套工程日常巡檢需要。

作者:王慶慶 單位:河南省南水北調(diào)中線工程建設(shè)管理局