时间:2023-03-17 17:58:43
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇抗滑桩施工技术论文范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。

Abstract: Landslide is one of the most common natural disaster in China, with its distribution of a wide range of devastating strong and caused tremendous damage to the human environment, not only a serious threat to life and property safety of the people of disaster areas, but also undermines the entire regionecological balance, resulting in a persistent ecological damage. Multiple natural disasters in China to strengthen disaster research, the objective requirements of economic development in China, but also to ensure the inevitable requirement of the people live and work. In recent years, China has a big stride in Landslide, anti-slide pile is one of the common means of governance, has been rapidly promoted in the slope engineering governance. However, due to the late start of China Landslide, anti-slide pile design and construction, there are still many shortcomings. This article, I will be from the angle of the landslide of natural disasters in China were analyzed and described the status of Chinese and foreign anti-slide pile slope engineering, and put forward recommendations in slope engineering applications of China's anti-slide pile.
Keywords: landslide hazard, piles, slope engineering, promote the use
中图分类号:U216.41+9.1文献标识码: A 文章编号:
一.前言
众所周知,我国地形地貌多变,地质构造复杂,我国的山地丘陵总面积约占我国国土总面积的三分之二,加上气候条件多变,各地区降水不均,少雨干旱地区,岩体受物理风化影响大,而在湿润多雨地区,岩体受生物及化学风化影响大,同时受地质构造和地形地貌的影响增加了山体滑坡灾害发生的频率。目前,随着工程建设的大力发展,人类工程开始逐渐深入西部偏远山区,铁路修筑、水坝建造,、开矿打井等一系列工程势必会面临滑坡灾害,因此采用经济合理的治理手段,既可以减轻滑坡对施工的危害,又可以避免滑坡发生的频率。所以,加强对滑坡的治理,加强对抗滑桩的设计施工的研究探讨,是非常具有现实效益的。
二.抗滑桩在国内外边坡工程中的应用现状
1.早在20世纪三十年代,西方国家便开始利用抗滑桩解决一些边坡工程问题。而抗滑桩的应用高峰期是在二战以后,当时一些西方国家正处于经济恢复发展时期,大量的工程建设开始起步,同时伴随着工程建设的滑坡问题也应运而生,于是,抗滑桩以其独特的优势被广泛运用到滑坡治理中来。之后,随着抗滑桩设计施工技术的深入研究,抗滑桩的设计理论逐步建立并取得了发展,伴随着经济的发展,时至今日,国外很多国家的抗滑桩设计理论已经很是完善,并逐渐形成了科学系统,不断研究出以锚索抗滑桩为代表的各种结构的抗滑桩型式,有力的推动了抗滑桩在边坡工程中的广泛运用。
2.我国的抗滑桩应用起步比较晚,第一次运用是在二十世纪五十年代,当时应用于宝成铁路滑坡治理中。直到二十世纪七十年代我国的抗滑桩理论开始初步建立,此后,随着抗滑桩在工程应用中的不断发展,抗滑桩的设计理论也开始不断的完善。但目前为止,我国抗滑桩的设计施工依然存在着很多缺陷,比如,设计计算模型忽视桩侧摩阻力,设计数据采集不合理等等,这些缺陷在很大程度上导致了我国抗滑桩设计施工的不清晰,不确定。但从整体而言,我国绝大部分设计成果是成功,但也存在由于设计数据或者设计参数出现问题而导致治理不当的例子。
三.抗滑桩基于对滑坡和岩土体的综合考虑。
1.抗滑桩设置在边坡支护设计时,对于弹性抗滑桩来讲,桩在承受上部滑体的推力同时,必然对上部土体或岩体产生反力,而该反力对桩后土体或岩体稳定性的影响往往被人为忽略了,以至产生不安全因素。这种情况已然在无施工过程中被多次得到验证。右图为滑坡的剖面分析图,有助于加强对滑坡成因的直观理解,为抗滑桩的设计施工奠定良好基础。
2.不同的岩土体具有不同的特点,其物理力学参数也不同,在进行抗滑桩的设计施工时候,必须综合考虑土体的物理力学参数,保证设计数据的可靠性,保证设计过程的严密性。上表是抗滑桩和岩土体的物理力学参数。
四.各种抗滑桩型式运用简析
1.变截面桩
一般抗滑桩为矩型桩,这种桩型对岩体滑坡、土体整体滑坡的支挡效果是很好的,也比较经济合理。但在滑坡体比较松散、强度较低的土体滑坡中,矩形抗滑桩治理成本费较高。如果土体较为松散,在综合分析滑坡形成特点和抗滑桩的承载力的基础上,多可以采用异型抗滑桩的设计方案。如梯形截面抗滑桩。此种抗滑桩不但经济,而且桩间土在推力作用下被挤密,能与桩一起形成一道桩土墙,从而提高桩同作用效果,对滑坡构成有效支挡。
2.预应力锚索抗滑桩
随着治理滑坡的规模不断扩大,各种抗滑结构不断出现,其中最为新型的抗滑结构就是预应力锚索抗滑桩结构。该结构通常利用钻孔灌注或支模浇筑成桩。在桩上设置一排或多排锚索,并对锚索施加预应力,通过锚索将桩锚固在稳定的基岩中,达到阻止边坡滑动的目的。目前该类桩已广泛应用于大、中型滑坡治理工程中。
五.关于抗滑桩在边坡工程中应用的建议
1.通过考虑桩同作用的原理提高抗滑桩的抗滑能力。
这种共同作用的效果很大程度上取决于桩前土体的抗滑力。这对于整体性较好的土体或岩体来说主要是由桩前岩土体的强度决定的。即利用抗滑桩和岩土层锚杆相结合的支护方式代替单排桩或推桩,以使滑坡治理更经济、合理。
2.在某些工程中,可以根据实际状况采取相对应的措施。由于抗滑桩的悬臂较长,然而又不易设置锚索,使其受力很不合理。这时可以通过考虑将部分抗拉钢筋用预应力钢绞线代替,桩底埋设锚梁,布设好钢绞线,浇灌后通过后张法施加张应力,增强桩体的力学强度,以达到经济合理的目的。
3.在研究了关于推力桩和深埋桩的工作机理的基础上,考虑在大型的滑坡治理中综合运用深埋桩和推力桩2种支护方式,发挥其各自的特点,以达到安全、经济、合理的滑坡治理效果。由于边坡问题的复杂性以及工程规模的大型化,我们对滑坡真实的受力性能和工作机理,需要进行更深入的研究和探讨。
六.结束语
由于我国多山地多丘陵的地势地貌,加上降水日晒等多种气象因素和不科学施工等人为因素的影响,使得自然和人为的滑坡灾害日益频繁,对工程和人类环境的影响也日益明显。目前,抗滑桩是边坡工程中最为有效的支档方式之一,加强对抗滑桩设计施工的研究突破,并加以大力推广运用,必将很大程度上改变我国抗滑技术弱势的局面。加强对抗滑桩技术应用,可以为我国的生态文明建设增砖添瓦,促进社会的和谐进程。
参考文献:
[1]刘德 抗滑桩在边坡工程中的应用 [期刊论文] 《科技创新与应用》 -2012年8期
[2]贾建胜 李运来 浅谈混凝土抗滑桩在边坡工程中的应用 [期刊论文] 《西部探矿工程》 -2008年1期
前 言
潮田滑坡群位于云南保山一龙陵段高速公路9合同李子坪潮田隧道口附近,潮田村的西侧。这段高速公路是国道主干线上海—瑞丽高速公路其中的一段。从地貌形态上看,滑坡群共分为潮田2#滑坡(分东西两块)、2#滑坡上部东西两侧牵引体、潮田1#滑坡、潮田1#和潮田2#滑坡之间的坍滑体等几部分。该滑坡群路段设计公路以路基和桥梁方式通过,滑坡群的存在及变形严重威胁着该段桥梁、路基及隧道口的安全。
一、变形区工程地质概况
(一)自然地理及区域地质概况
滑坡群位于怒江一级支流户冲河南岸,里寨村西侧。从区域地质而言,本区地质处横断山脉南西端,高黎贡山的东坡,属构造侵蚀、深切割高中山峡谷地貌区。区内地势西高东低,高差巨大,受三江流域南北向构造特别是怒江大断裂影响,沟谷纵横深切,地质起伏较大,不良地质现象极为发育。本区属于怒江水系,滑坡群坡脚下户冲河为山间沟谷河流,呈西东走向,受季节性降雨制约,水量变化较大。
(二)地形地貌滑坡群位于户冲河南岸潮田村附近,处于南坑梁子西段南坡。
自然斜坡上植被较发育,主要生长乔木、灌木,散布杂草,滑坡区内地形较为平坦,主要为耕地。
(三)地质岩性
本区基岩为寒武系柳水组绢云母片岩及时代不明花岗片麻岩,地表覆盖坡残积黏性土,分述如下。
1.坡残积层
坡体表层分布有坡残积层,为褐红、褐黄、褐灰等杂色,可塑—硬塑状,表层含水量较高,顶部松散。该层土体顺坡倾斜分布,厚度变化较大,滑坡区内该层最大埋深23.3m,局部基岩出露。该土层力学强度指标较低,稳定性差。2.寒武系柳水组绢云母片岩滑坡区内基岩主要为寒武系柳水组绢云母片岩,灰、灰黄、褐黄、灰褐色,分布于隧道口附近,坡残积层以下,片状结构,岩体节理裂隙发育,岩石破碎,片理产状65~90度
时代不明花岗片麻岩:岩性为灰、灰白块状黑云斜长片麻岩,鳞片变晶结构,片麻状构造,片麻理产状170~190度
(四)地质构造及地震
本区处于地质构造的复合部位,泸水—瑞丽大断裂、怒江大断裂均系活动性发震断裂,地震活动频繁。
(五)水文地质条件
滑坡区内地下水以孔隙潜水和基岩裂隙水为主,孔隙潜水主要分布于滑坡体及坡体表层覆盖层范围内,水量丰富,基岩裂隙水主要分布于绢云母片岩的节理裂隙范围内。
二、滑坡治理主要工程措施
由于滑坡推力较大,故在2#滑坡西块滑体的上级滑坡布设一排预应力锚索抗滑桩,以抵抗滑坡的下滑力作用,桩中心距左线线路中线约18m。由于锚索孔与桥墩存在交叉,部分抗滑桩因锚索与桥墩无法避开而改为普通抗滑桩。共设抗滑桩15根,其中锚索抗滑桩12根,普通抗滑桩3根。
(一)锚索抗滑桩
锚索抗滑桩共设3种桩型,1#、3#、4#桩为MZH-1型锚索抗滑桩,桩身尺寸为1.8m×2.6m x21.0m,桩头设2孔锚索,锚索长33m,锚孔向下倾角25。5#桩为MZH-2型锚索抗滑桩,桩身尺寸为2.0m×3.0m×25.0m,桩头设2孔锚索,锚索长38m,锚孔向下倾角25。7#~9#、11#~15#桩为MZH-3型锚索抗滑桩,桩身尺寸为2.0m×3.0m×32.0m,桩头设3孔锚索,其中上排设2孔锚索,瞄索长41m,锚孔向下倾角23度,下排设1孔锚索,锚索长38m,锚孔向下倾角28度,每束锚索均采用7φ15.2mm钢绞线编制,锚固段长均为12m,单孔设计荷载为900KN,锁定荷载为800KN。
(二)普通抗滑桩
根据地质及滑坡推力情况,将普通抗滑桩分为2种,2#桩为PZH-1型普通抗滑桩,桩身尺寸为2.0m×3.0m x 20.0m;6#、10#桩为PZH-2型普通抗滑桩,桩身尺寸为2.2m×3.4m×30.0m。
(三)主要施工流程
先施工抗滑桩,滑坡稳定后施工桥梁墩台。
锚索抗滑桩施工顺序为:测放桩位一清理并稳固桩孔附近坡面施工抗滑桩锁口开挖节桩孔绑扎护壁钢筋支模浇注护壁砼开挖下一节桩孔重复上面四道工序直到设计标高封底绑扎桩身钢筋浇灌桩身砼至距桩头2m处,预留锚索孔位浇注剩余砼。
锚索孔钻孔下钢绞线注浆张拉锁定。
锚索与桩身工程可分别进行,先后顺序可根据实际情况确定,但应注意相互的配合与衔接。
三、抗滑桩施工
(一)测量放桩
抗滑桩要按桩排方向及控制桩身的里程、坐标位置准确放线定位。
(二)普通地质情况桩身开挖
1.抗滑桩施工前应先将桩位附近边坡或表层易滑塌部分清除,并做好桩位附近地表水的拦截工作。
2.抗滑桩跳桩分节开挖,做好锁口盘和每节护壁。每节开挖深度不超过1m,开挖一节,做好该节护壁,当护壁砼具有一定强度后方可开挖下一节,护壁各节纵向钢筋必须焊接,禁止简单绑扎。
3.浇筑护壁砼时,必须保证护壁不侵入桩截面净空以内。桩坑开挖过程中应随时校准其垂直度和净空尺寸。
(三)特殊地质情况桩身开挖
潮田2#滑坡西块滑体6#~15#地质为褐黄、褐灰、褐黑色亚黏土,顶部松散。滑坡地段地表水、地下水丰富,桩身开挖过程中渗水量大,土质流动性大,呈流塑状,桩身护壁四周坍塌严重,成孔困难。护壁后侧的部位空洞严重,已完成的护壁承受土压力极大,导致护壁变形、开裂,给工程施工安全带来极大隐患。
1.特殊地质抗滑桩护壁施工处治方案:
(1)已完成的护壁,由于变形、开裂严重,用φ108*6钢管做横撑做临时支撑,控制护壁变形。
(2)在已完成的护壁上开孔,由孔口处向护壁后空洞部分填充C25砼,直至护壁后空洞完全密实为止。护壁开孔由上往下,尺寸为30×30cm方孔,按2m间距梅花型布设,并在开孔处适当加设φ25Ⅱ级钢筋,使护壁、填充砼、桩周土体形成一体。
(3)护壁砼厚度由原设计的20cm调整至40cm,护壁钢筋由原单层钢筋网调整为双层钢筋网。抗滑桩每节护壁长度控制60cm。
(4)为保证抗滑桩顺利施工,在滑动面地段布置超前小导管,超前小导采用L=2mφ42*4花管,间距为50×50cm梅花型布置,外插角30度,小导管超前有效长度为1.73m,可以分二个至三个循环进行开挖。小导管采用双液注浆机注双液浆,双液浆配合比为C:S=1:0.5水灰比为0.7:0.9,注浆压力为2.5MPa。小导管不仅固结已开挖段护壁四周背后松散体,还起到超前支护的作用。
(5)护壁开挖严重无法进行,下步开挖时,回填透水性材料碎石土至开裂处进行二次开挖。
四、抗滑桩锚索施工
1.锚索孔位测放应准确,偏差不得超过±3口,倾角允许误差小于锚索长度的3%;考虑沉碴的影响,为确保锚索深度,实际钻孔深度再大于设计深度1.0m。
2.锚索钻孔时禁止开水钻进,以确保锚索深度施工不致于恶化滑坡工程地质条件。2#滑坡锚索施工时,锚索孔眼时常发生塌孔,不能正常施工。处治方法为注双液浆固结松散体,钻机二次钻孔。 3.锚索张拉分五级进行,每级荷载分别设计拉力的0.25、0.5、0.75、1.0、1.1倍,最后一级需要稳定10~20分钟外,其余每级需要稳定5分钟,分别记录每一级钢绞线的伸长量。在每一级稳定时间内必须测读锚头位移三次。锚索张拉除考虑预张拉外还要交替分级张拉,交替张拉可保证各孔锚索受力均匀,张拉后若有明显的预应力损失,及时进行补张拉。
中图分类号:U448.14 文献标识码:A
交通是国民经济的大动脉,在中国,交通建设的水平明显与社会经济的发展脱节,尤其对地处偏远的山岭重丘区来说,交通不发达的发展瓶颈已经严重阻碍了当地的经济发展。在山岭重丘区公路的桥梁工程中,其施工的技术难度更是可想而知。如何针对这一地区进行科学合理的施工,是关系到施工质量和工程标准的重点。
一、山岭重丘区公路及桥梁施工特点
1.山岭重丘区公路的特点
山岭重丘区的地面不平,坡度落差大,且地形险要,短距离内标高相差很大、坡陡流急、地势错综复杂,多种不良地质交互存在;受到地形、地质、水文因素的影响,该区的公路路线多多呈现弯多坡陡、起伏频繁、土石方和防护工程量大等特点。
2.山岭重丘区公路桥梁的施工特点
山岭重丘区桥梁施工受到公路特点的影响,与其有诸多的相通之处,除了具有上述特点外,还具有弯坡桥多、高墩大跨多、墩台形式多等桥梁施工的特有特点,由此衍生出施工难度大、事故隐患多、安全管理难等现实问题。这在一定程度上增加了桥梁设计和施工中的技术难题。主要表现在:
①施工环境恶劣,施工难度大。山岭重丘区桥梁施工地点比较偏僻,且桥位周围的外界环境比较差,受到地面的起伏度较多,地形险峻,交通不便,而桥梁建设在整条公路总线中所占比重较大,路桥之间交互频繁;②工作模式陈旧,施工技术较为落后。山岭重丘区桥梁施工一般具有原始的劳动密集型特点,缺少现代化的机械作业;③高空作业危险大。工程的盖梁顶到地面的高度差有时可达47.2m,横向、纵向等相邻墩柱相对高差大,施工危险增多;④施工组织难度大、周期长。复杂的地形导致施工材料、机械和人员调配等都会出现较大问题,不流畅的作业,会无形中延长施工周期。⑤施工单位资金回笼难。工期延长会增加施工成本,尤其在中后期需投入的资金更多,一旦施工单位支付的资金无法收回,可能会使整个施工陷入瘫痪状态。
二、适合山岭重丘区公路桥梁施工的技术
1.适合高墩设计与施工的技术
山岭重丘区地形地质特点影响公路桥梁建设中的墩台形式多,因此桥梁设计中墩高和跨径的关系一定要处理好,一方面要满足通常比值为0.618——1之间的经济性外,还要满足桥梁设计中的美学原则。由于跨径一般只设定一种,而且在施工中不能根据墩高频繁变化跨径,所以当墩柱高度变化大时,较为常用的一种组合跨径比值为20m与30m或者30m与40m。施工中可采取无支架施工方案,即履带吊吊装模板、钢筋、混凝土法。能大大方便施工操作,保证施工安全。
2.适合桩基施工的技术
桩基施工中的程控工艺大有讲究,需因地制宜,根据山岭重丘区地形、地质、水文、进场道路、施工现场等条件进行选择合适的成孔方法,一般包括机器钻孔和人工挖孔两种方式。其中人工挖孔深度不能大于15m,在施工中要特别注意安全,操作人员应严格按照人工挖空的操作规范和章程进行操作,施工前就制定出相应的防范措施和应急预案。比较适合采用人工挖空孔灌注桩施工方法的情况包括:山岭重丘区地形复杂、地势险峻、进场道路狭窄、水源供给困难、天然的地质条件较好,没有地下水或有少量地下水的桩基等。
3. 适合盖梁施工的技术
受到山岭重丘区桥梁建设局限性的影响,盖梁施工中要紧抓其特点,做好这一部分的施工工作主要包括两大部分,一是支撑结构的建设,二是承载面的建设。通常在盖梁施工中也都采用无支架式的方式进行,双柱墩一般采用预埋牛腿孔穿d=90mm厚壁钢管作为支撑点,上托贝雷架或I40工字钢承受模板、混凝土荷载,独柱墩则采用预埋牛腿+抱箍斜撑法施工。
4. 适合桥梁上部构造的施工技术
山岭重丘区公路桥梁的施工中,多呈现现浇工程量小、工序复杂、对施工人员的专业技术水平要求较高的特点,目前较为常用的施工技术方法包括预制安装法、悬臂浇注法等,其中标准化程度高的先简支后T、箱梁运用最多,先简支后连续桥梁结构因其独特优势,成为山岭重丘区公路桥梁中较适宜的施工技术。可大大节约临时支架的使用量、优化受力结构,节省临时用地,降低造价,加快施工进度。但在不同的工程中,要根据现场施工情况和桥梁的受力效果,进行恰当的体系转换,来控制好结构连续施工质量。
三、山岭重丘区公路桥梁施工的技术特点
公路桥梁施工的特点决定其施工方案方法的制定和施工技术的应用,进而决定施工技术特点,鉴于山岭重丘区公路桥梁施工的特殊性和局限性,其施工技术也呈现出不同特点。
1.挖孔技术特点
挖孔技术主要应用在桩基、承台施工中。尤其是对地理环境恶劣、地势险峻的山区重丘区更为实用。但需要注意的是,在陡坡上的桩基安置中要注意岩层爆破的力度,施工时一定要多打孔、少装药,能有效的保护山体结构,避免滑坡。
2.盖梁技术特点
盖梁施工包括盖梁支撑结构的建设和承载面的建设两部分。为了符合当地的施工特点,每一道施工工序和技术安排都要尤其特殊性:第一,搭设施工脚手架时要严格按照工程的规模和现场需要,根据实际的需要来定,在夯实基土之后按桥梁方向以网状分布预埋钢管;第二,桥墩和盖梁接触部位搭设工字钢,然后再安装盖梁的底模,以增强桥墩的承载力和盖梁的牢固性。为了更好的延长山岭重丘区公路桥梁的使用寿命和质量,还要根据设计中的结构特点对比较高的桥梁架体进行预埋钢管或深桩的技术处理;第三,对吊高机械进行免颠覆危险的改良,主要是为了适应并满足山岭重丘区桥梁施工中的特殊地形地貌特点而做出的调整,为安全施工提供保障。
3.防滑技术特点
由于山岭重丘区地形复杂,泥石流、滑坡等自然灾害较为频发,在公路桥梁施工中,为了减少滑坡现象带来的危害,可以综合实施支挡、抗滑、减重、截排水、反压等容易实施,且见效较快的技术工艺进行解决。对极特殊地区的工程项目中,可使用抗滑挡墙/抗滑桩来防滑,如不见效可采用锚索长度为四十米到两百米的锚索抗滑桩进行抗滑,以使施工中出现滑坡的可能性降到最低,这也已经成为该类地区公路桥梁施工中较为广泛应用的一种防滑技术措施。
当然,在对山岭重丘区进行公路桥梁施工时,为了保证施工安全和施工质量,在上述工艺之前,对滑坡的治理会坚持“前期预防干预为主,后期治理措施为辅”的基本原则,按照先处理滑坡,后施工桥梁的顺序,争取做到一次根治,不留后患。
四、结束语
总之山岭重丘区公路桥梁施工作为高速公路建设中的重要组成部分,发挥着重要的作用。而山岭重丘区公路桥梁施工难度又较大,只有根据工程桥梁的实际情况,结合施工当地的地形特点,准确掌握桥梁施工的技术要点,选择合理有效的施工技术,才能保证工程施工质量的同时如期顺利完工。山岭重丘区公路桥梁施工技术不同于其他的平原地区,本文只是笔者结合自己的工作经历,对山岭重丘区公路桥梁施工技术进行了初步探讨,有不正之处还请指正,并希望能起到抛砖引玉的作用。
参考文献:
【1】赵家彪 段春国; 对山区高速公路桥梁施工技术要点分析[J]; 经营管理者;2012年10期
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.070
岩土工程施工时要充分考虑施工中可能会出现的地质灾害,并通过科学合理的方法降低地质灾害发生机率,对于无可避免的地质灾害,要采用科学的措施进行预警避险,务必将地质灾害对人民生命财产安全带来的损失程度降到最低。由于我国地形较为复杂,要想顺利开展岩土工程地质灾害防治工作,需要施工单位和有关部门密切配合,不断研发革新地质灾害防治方法及技术,减少岩土工程地质灾害的发生频率。
1 岩土工程地质灾害概况
“岩土工程”是指在建设施工过程中,对岩石进行开挖及加固等相关工程。岩土工程将地质以及地质环境进行系统组成研究,并对岩石开发过程中出现的各类地质灾害进行防治处理。“地质灾害”是岩土工程建设中极其常见的一种灾害现象。在我国,地质灾害大多是人为造成的。人们对自然资源的过量挖掘,导致近年来地质灾害频发,严重危害到了人们的生命财产安全,影响了社会的和谐稳定。
2 我国地质灾害特点
地质灾害主要可分为两大类,一是自然灾害,这是由自然原因引起的,与人类历史发展进程及人类活动无关。另一类是人为引起的地质灾害,这类灾害受人为活动的影响,随着人类社会发展进步,会日益加剧。据统计,每年因岩土工程地质灾害造成的财产损失高达十亿以上,造成这些损失的最普遍灾害有泥石流、崩塌、滑坡、地面沉降、地面塌陷、地裂缝等,其中滑坡、崩塌、泥石流的分布最广,几乎占国土面积的一半。
(1)滑坡。滑坡地质灾害主要是指斜坡上受到地震、河流冲刷、人工切破及地下水活动等人为或自然因素的影响,导致斜坡岩体或土体软弱带整体或局部下滑的现象。这不仅会影响范围内人民生命安全,也会对房屋、交通等带来巨大的破坏。
(2)崩塌。崩塌是指因为矿山开采、道路边坡挖掘。水库渗漏、堆渣填土等岩土工程的进行,导致陡坡上岩石颠倒翻滚至坡脚,再加上岩土体因为过度开采而产生根部空虚,发生的局部移滑或者断裂的现象。
(3)泥石流。泥石流主要是由于降水量过大,在山坡与沟谷中混入大量泥沙、巨砾、碎石等物质引发的固体洪流。过度的开采、不合理弃石弃土及乱垦滥伐等行为导致的水土流失是产生泥石流的主要因素。
(4)地表变形。地表变形主要表现在地表塌陷、裂缝、沉降等方面。地下矿产的过量开采、表面岩溶的活动及地下水大量抽取等都是引起地面变形的主要原因。
3 岩土工程地质灾害防治
(1)推广环保设计规划。环境岩土工程建设,是将环境科学与岩土工程进行完美结合,主要使用岩土工程的理论、方法与技术来进行环境保护规划。在进行岩土工程规划设计时,以环境保护为原则,充分考虑工程稳定安全性,注重岩土工程环境的变化。从源头减少经济损失,保护人民生命财产安全。
(2)实施生物防治。生物防治措施主要包括饲养动物、植树造林等。岩土工程地质灾害防治工作中,可以根据不同的地质情况,采用合理的防治生物手段来改善自然环境,保持生态平衡,这样不仅可以减少地质灾害的发生,起到很好的防治效果,还可以节约成本,提高防治效率。
(3)开展工程防治。工程防治是地质灾害防治中最重要的重要的一环,就我国工程施工特点分析,只有小部分工程无需开展,大部分工程还是需要依赖工程防治工作。但不管是怎样的工程,在施工前都需要做好规划与防治工作。如大多数房屋在切破后都会形成小型的土质滑坡,这种情况下,对其进行滑坡后缘排水、前缘支撑拦截,削方减护坡等,都会起到很好的防治效果。
(4)进行灾害预警避险。对于城镇等人口较为密集的区域上游,如果存在易发生滑坡、崩塌等地质灾害的高山峡谷地区,应加大对于其水文、雨量、气象以及地质灾害等专业检测密度,加强预警信息传播手段,确保能将地质灾害预警信息及时。并且加大灾害区域内公众防灾抗灾意识,提高群众互救自救能力。
在岩土施工过程中,一些必要的避让措施可以有效减少地质灾害的发生。如在降雨量大时将地质灾害范围内群众就近转移,对于灾害严重地区群众进行搬迁避让。有效使用避让措施,将地质灾害造成的人民生命财产损失降到最低。
(5)研发新技术。在岩土工程活动中应重视新技术的研发与应用,通过不断的技术革新,将灾害进行有效控制,力求将地质灾害影响控制在最小范围内。如使用新工艺对工程地基进行加固,运用不同形式的板桩墙和档土墙来开挖深基坑,利用大直径抗滑桩来防止岩土滑动等,将这些新技术应用在岩土工程中,不仅加固了边坡,还改善了地基变形的情况。只有不断研发新技术,才能促进岩土工程施工技术革新进步,减少岩土工程地质灾害。
4 总结
综上所述,岩土工程地质灾害防治对人民生命财产安全,人类生存环境,以及施工人员和施工工程都起着十分重要的保护作用。在岩土施工过程中,要充分考虑施工中可能出现的地质灾害,进行提前预警和规避,通过合理的措施将岩土工程地质灾害控制在最小范围内。同时,施工单位及相关部门要不断进行技术改革,加大岩土工程地质灾害防治技术的研发,应用科学合理的方法,减少地质灾害的发生,保证人民生命财产安全。
参考文献:
[1]危斯敏.关于岩土工程地质灾害防治的探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2015(10).
[2]黄利杰.关于岩土工程地质灾害防治的探究[J].城市建设理论研究(电子版),2014(26). 本文由wWw.DyLw.NeT提供,第一论 文 网专业教育教学论文和以及服务,欢迎光临dYlw.nET
中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:
引言
我国公路建设自“八五”以来迅猛发展(特别是高速公路) ,长大隧道,跨越大江、大河、海峡的深水大跨桥梁,交通监控、通讯、收费、安全设施等项目的设计、施工技术日趋完善,新结构、新工艺、新设备、新材料得到广泛应用,公路施工企业的机械装备得到较大的改善,综合机械化施工水平不断提高。旧定额实施期间国家或部颁有关公路勘察、设计、施工、养护的标准、规范、规程多数经过多次补充或修订,随着时间的推移,旧定额已不能完全反映公路建设的变化和发展,造成定额部分缺项,所包含的施工技术和施工方案、施工机械配套能力、劳动生产率水平等与目前公路设计、施工的实际情况已不相适应,因此, 2012 年新定额的颁布施行势在必行。
1 估算指标的变化
1. 1 指标取消内容
取消了旧指标中的综合指标和其他工程费费率。新指标将旧指标中以费率体现的内容,一部分综合到指标中,如场地清理综合到路基土方指标中计算,一部分内容如便道、便桥、码头等单列项目指标计算。
1. 2 指标新增内容
1. 2. 1 路基工程
新增借土方挖装、开炸石方、土石方运输、片石混凝土圬工、植草护坡、骨架护坡、喷射混凝土护坡、锚杆框架梁、预应力锚索、抗滑桩、板桩式挡土墙、锚杆挡土墙等内容。
1. 2. 2 路面工程
新增水泥石屑基层、水泥石灰土基层、水泥石灰砂砾基层、水泥石灰碎石基层、水泥石灰砂砾土基层、水泥石灰碎石土基层,面层有改性沥青、沥青玛蹄脂、钢纤维混凝土路面及沥青混凝土再生。
1. 2. 3 隧道工程
新增连拱隧道、小净距隧道、隧道管棚、斜井、竖井等指标,分离式隧道洞身按隧道长度1 000 m 以内、3 000 m 以内、4 000 m 以内编制,当隧道长度4 000 m以上时,以隧道长度4 000 m 以内指标为基础,与隧道长度4 000 m 以上每增加1 000 m 指标叠加使用。
1. 2. 4 涵洞工程
新增盖板涵、钢筋混凝土圆管涵、拱涵、箱涵指标,并将洞身和洞口分别计算。
1. 2. 5 桥梁工程
新增预制安装预应力混凝土小箱梁、悬索桥、斜拉桥、钢管拱及山区高速建设中出现的高墩桥梁指标。
1. 2. 6 交叉工程
新增不同匝道宽度所对应的指标、预应力混凝土T 梁匝道桥的指标。
1. 2. 7 交通工程及沿线设施
新增隧道工程机电设施和单独立项的桥梁工程机电设施。
1. 2. 8 临时工程
新增临时便道、临时便桥、临时码头、其他临时工程等指标。
2 工、料、机的变化
2. 1 人工
根据公路建设项目人工工资统计情况,结合工种组成、指标消耗、最低工资标准及公路建设劳务市场情况等因素,经综合分析,确定新指标基价人工费标准62. 5 元/工日,旧指标基价人工费标准采用16. 02元/工日,人工费单价新指标比旧指标增加了290%。新指标实施后,各省、市、自治区等公布了当地的补充规定,确定了当地的人工费标准,此人工费标准仅作为公路建设项目编制估算的依据,不作为施工企业实发工资的依据。
2. 2 材料
旧指标的材料数目较少,只有23 种材料,其原因是将部分材料进行了综合,如将型钢、钢板、圆钢、钢轨、钢管等综合为钢材,将钢护筒、钢套箱、钢壳沉井、各种钢模板、门式钢支架、波纹管钢带等综合为加工钢材。而现在做项目投资估算时,材料单价调查是按照市场供应的材料规格进行,材料综合后反而加大了材料价格调查的难度,编制人员对综合的材料的权重也难确定,这样不利于准确计算各分项工程造价。新指标同概预算定额一样,列出了指标子目中所有材料的名称及消耗量,且比概预算定额材料增加3 种新材料。
2. 3 施工机械
旧指标没有列出所用施工机械的名称及台班消耗量,仅列出机械使用费,按年价格上涨率进行调整。根据国家发改委计投资[1999]1340 号《国家计委关于加强对基本建设大中型项目概算中“价差预备费”管理有关问题的通知》规定,自1999 年开始,不再计取物价上涨费,而作为施工机械动力燃料的汽油、柴油、重油、电力价格变化较大,旧指标的机械使用费表现形式不能反映这种燃料随市场的变化因素。新指标列出了指标子目中所有机械的名称及台班消耗量,可以反映油价的变化,更加符合项目实际情况。
3 估算编制办法的变化
新的估算编制办法与交通部颁布的2007 版概预算编办相衔接,对旧的估算编制办法从项目组成、费用构成、各项费用的确定以及计算方法等方面进行了调整。
3. 1 编办取消内容
(1) 取消综合费率,工程类别划分方法及费率与交通部颁布的2007 版概预算编办一致; (2) 取消现场经费,将其内容拆分后分别划入直接费和间接费中;(3) 取消施工技术装备费和计划利润,将二者合并统称为利润; (4) 取消大型专用机械设备购置费、工程质量监督费和工程定额测定费; (5) 停止征收供电贴费;(6) 暂停征收固定资产投资方向调节税。
3. 2 编办新增内容
(1) 在直接费中增加“风沙地区施工增加费”和“施工标准化与安全措施费”两项内容; (2) 在间接费中增加“规费”内容,包括基本养老保险、失业保险、基本医疗保险、生育保险、住房公积金和工伤保险; (3)在工程建设其他费用中增加联合试运转费、生产人员培训费和专项评价( 估) 费,专项评价( 估) 费包括环境影响评价费、水土保持评估费、地震安全性评价费、地质灾害危险性评价费、压覆重要矿床评估费、文物勘察费、通航论证费、行洪论证( 评估) 费、使用林地可行性研究报告编制费、用地预审报告编制费等依据国家法律、法规规定须进行评价( 评估) 、咨询,按规定应支付的费用。
3. 3 编办修订调整内容
(1) 调整章节的划分,项目建议书投资估算和可行性研究报告投资估算采用同一估算项目表和表格样式。(2) 调整建设期贷款利息的计算方法,新编办按 (3) 将原“建设单位管理费”更名为“建设项目管理费”,同时在其内容中增加“公路交( 竣) 工试验检测费”的子项。(4) 将原“勘察设计费”更名为“建设项目前期工作费”,其计算方法: ①项目建议书投资估算前期工作费可按编办附录八规定的费率,以第一部分建筑安装工程费总额为基数计算。②工程可行性研究报告投资估算前期工作费依据委托合同计列,或按国家颁发的收费标准和有关规定进行编制; 调整以费率计算的各项费用的计算基数,根据具体工作的特点,计算基数分别采用了“人工费”、“人工费与施工机械使用费合计”、“直接工程费”或“建筑安装工程费”,不再使用“定额基价”或“定额建筑安装工程费”的概念; 将“工程保险费”纳入预备费的范畴,从预备费开支。
结束语
公路工程新定额与旧定额在定额项目(子目) 、运输规定、损耗规定、工效水平、土石方计算、施工机械、定额编排等方面发生了较大的变化。本文对新旧定额路基工程章节进行了较为详细的对比,旨在新旧定额过渡时期, 提醒大家在使用新定额时应从对旧定额的理解中解脱出来。当然,新定额还有很多细节问题本文并未谈到,需要造价人员在实践中多读章节说明。其他章节的使用也是同样道理。
参考文献
[1] 程兴新.孙三民.胡雷特长公路隧道通风道定额研究 公路2010(6)
[2] 董强.李光辉浅谈公路工程新旧定额清单细目单价对比分析 公路2010(6)
[3] 郭卫峰.孙亚亭.林春如何加强建筑装饰工程造价管理[期刊论文]-城市建设2010(34)
1 工程概况
万利高速公路(重庆段)起于重庆万州,终于湖北利川,毗邻国道G318,该段全52公里,桥隧比58%,总弃方280万m?,共设置13个弃土场。其中包括4个反压护道,选址大部分选在离主线较近的山谷内。
2 弃土场的设计原则
取土场应本着安全,环保,减少经济运距,少占地的原则去设计。尤其安全为重中之重。
2.1 安全。
弃土场最主要的问题就是安全,以往的工程工后存在垮塌的现象,对周边的生命和财产造成损失,尤其在雨季,表层土遭雨水冲刷,弃土场排水不利,支挡构造物基础易被掏空,如遇洪水则有可能形成泥石流,一旦形成泥石流造成的损失无法估量。弃土场垮塌后往往需要投入大量的人力物力去处理,比如修建抗滑桩,但如果弃土之前将弃土场优化设计,规范施工,因此造成的损失将小很多。群众的生命财产重于泰山,必须将弃土场所产生的次生灾害降到最低。
2.2 环保。
隧道弃渣对周围环境的破坏很大,应集中堆放,严禁乱堆乱放,并在修建好的弃土场顶面回填60公分耕植土,植草绿化,防止水土流失。在条件允许的情况下,应与周边生态相协调。
2.3 减少占地。
在确保安全的前提下应充分利用立体空间,减少弃土场占地。弃土场的体积面积比K =V/A,即平均高度,是取土场的空间几何特征值,K越大,弃土场的经济性越强,一般K以8~15m为宜,过小意味着占地过大,过大意味着弃土场的安全性降低。在山区土地不富裕的情况下,减少占地有味重要。
2.4 减少运距。
弃土场选址时,应考虑经济性,尽量不要远离主线,相邻弃土场过密或过疏均不合理。施工单位从自身利益出发,为减少运距会对相关弃土场进行调整,因此设计时,应充分考虑施工单位的意见,以减少施工后临时更改位置,不同的位置,弃土场的最大容量也不同,因此应综合考虑。
3 弃土场的设计方法
3.1 选址
以本项目为例,万利路穿越山区,沿线毗邻G318国道,磨刀溪等河流,穿越长滩,龙驹等重镇,弃土量大,弃土位置的选择很困难,只能选择在水量较小的,离主线较近的山谷内,对相关高填方地带考虑修建弃土场做反压护道,增强路基的整体稳定性。路线穿越农田段,如无特殊情况,应尽量少占农田,重庆地区良田稀少,百姓种田不易,不能因为少量经济利益侵占当地百姓的生存之本。对在山谷内的弃土场,应选在山谷纵坡较缓,雨季水流小,且地质情况较稳定的地区,以免造成失稳垮塌或形成泥石流。严禁选在河道处,避免弃土阻塞、污染河道,如在桥头弃土严禁挤压桥墩、阻塞桥孔。另外主线前往弃土场的便道应通畅,改建或新建,保证施工期车辆的流通。弃土场的位置还应充分考虑当地政府和群众的意见,以免施工期间造成不必要的冲突。
3.2 支挡构造物的处置。
本项目路线经过之处,多为山区,岩石较多,因此在考虑弃土场的防护时选择土石坝。
土石坝作为庞大的圬工结构物,对材料的要求很严格,堆石区的石料必须是不易风化和不易水溶的坚石,抗压强度≥30MPA,严禁风化石,页岩,泥岩上坝。堆石区应有合理的级配,大石(60~80kg)数量占65%,中石(30~60kg)数量占15%,碎石(3~5kg)占5%,填料应加水碾压,堆石体孔隙率应控制在28%以内。坝体对基底的承载力要求比较严格,不得低于450kpa,如不满足必须对基底进行处理。土石坝虽然稳定,但是占地过大,不易用作反压护道的防护,因此选择挡土墙作为反压护道的支档,需注意的是挡土墙位于河流附近的,必须加大埋深,以防止洪水对基础的冲刷。
3.2 排水设计
弃土场的最大隐患就是水,水对弃土场的腐蚀是致命的,因此处理好水能大大的提高弃土场的安全性能。以本项目为例,弃土场的位置多在山谷内,沟内多有溪流,因此填筑弃土场时,应根据地形改沟,且在弃土场边缘修建排水沟,排水沟的尺寸应更参考雨季洪水期沟内水流及相关规范计算合理设计。在弃土场顶面应做横坡,以保证顶面雨水能顺利流入排水沟,排水沟的纵向坡度应符合路基设计规范中对排水的相应要求。另外为降低两侧山体裂隙水渗入,弃土场底部应修建盲沟。
3.3 环境保护
施工时应尽量减少对周边环境的破坏,施工前清除的表土应集中堆放,以便后期回填顶面恢复植被或植草绿化,并能减少水对弃土场的腐蚀作用。反压护道的坡面还应采取绿化措施,以喷播植草为主,中间种植树木等。防止水土流失。
3.4 施工顺序
施工时应严格按照 改沟—清底修盲沟—修建挡墙或土石坝—填筑弃土或弃渣—排水沟—回填耕植土绿化,施工时应严格遵守施工顺序,严禁先弃渣,保证弃土场的安全性能。
4 结束语
山区地形复杂,弃土场多选在沟内或者地势低洼地,近年来因为弃土场产生次生灾害的报道时有发生,给当地群众造成了很大的伤害,修路是造福一方,不能因为弃土场的不重视而造成破坏。弃土场一旦发生破坏,修复过程投入的人力物力更是巨大,因此不管设计单位还是施工单位应提高重视,以最小的投资产生最大的经济效益。
参考文献
[1] 许有飞,张兴来 山区高速公路弃土场设计原则与思路探讨。
[2] 同济大学,交通部公路规划设计院, 交通部第二公路勘察设计院,交通部第一公路勘察设计院。
JTJ 018-97 公路排水设计规范, 北京:人民交通出版社,1998
[3] 中交第二公路勘察设计研究院,JTG D30-2004 公路路基设计规范, 北京:人民交通出版社,2004
闭合地下连续墙作为桥梁基础,分为墙身和土芯两个部分,荷载的传递机理比较复杂,荷载传递过程中,墙内的土芯底部和墙端土体沉降位移差使附近土体发生抗剪能力,致使土体中主应力方向往墙身靠拢,形成一个应力拱效应,而直接影响基础的承载能力,因此,如何确定合理的闭合墙结构尺寸才能使土拱效应有效发挥,研究闭合墙基础对土拱效应的影响,具有了重要的意义。
地下连续墙初期作为承受水平荷载的挡土墙使用。随着工程技术的发展,逐步应用到基础结构中,目前,中交公路规划设计有限责任公司等单位对闭合墙基础做了静载试验,分析了在竖向承载力作用下端阻力和外侧摩阻力的特征;宋章采用有限差分的方式研究了闭合型地下连续墙的竖向承载性状,在墙顶荷载作用下,墙端附近出现拱脚,得到了最不利受力截面为拱脚。虽然对于土拱效应,在复合地基、筒桩、抗滑桩中应用较多,而在闭合型地下连续墙上的应用研究还较少。
1 闭合型地下连续墙桥梁基础概述
1.1 地下连续墙的定义和特征
地下连续墙是用来支撑建筑物荷载,防水或支护挡土的连续墙体,施工时采用挖槽机在地下挖出沟槽,用泥浆护壁,在其中浇筑适当的材料形成地下墙体。闭合型地下连续墙桥梁基础是将相邻的墙体使用刚性接头连接起来,形成矩形框架,在顶部设置顶板做成基础形式。
连续墙基础有很多种类型总的可以分为单层墙体式和重叠墙体两种,按照不容的构造形式有具体分为分离体形式、复合体形式。根据地下连续墙基础单元之间的组合连接及使用功能上可以分为条壁式地下连续墙基础、井筒式地下连续墙基础、部分地下连续墙基础。
1.2 闭合墙基础的优缺点
和其他基础相比,其承载能力高,具有较好的刚度和整体性,能够承受水上压力等上部荷载,并且防渗性好,使用多种地基条件。基础的建设规模由浅到深都能适用,平面布置不需要太大场地,施工时振动小、噪音低,没有太大的风险,施工过程中不会影响周边建筑和地基的正常使用,质量可靠,经济效益显著。
其缺点主要表现在在淤泥质土中不再适用,施工时需要的机械设备多,要求较高的施工工艺,投资量大。但随着工程技术的进步,这些缺点都在逐渐克服,所以地下连续墙基础不仅可以作为各种基坑的支护结构,还可作为主体结构的组成部分,具有较好的性能。
1.3 闭合墙在桥梁工程中的应用
作为桥梁锚碇基础在工程中的应用,例如虎门大桥施工时由于基岩不平,沉井施工困难,所以采用地下连续墙的方法进行锚碇施工。武汉阳逻长江大桥根据地质条件和防洪要求等采用重力式深埋圆形扩大基础。润扬长江大桥采用矩形地下连续墙基础做支护结构,进行明挖后再浇筑混凝土连续墙。
作为桥梁基础在工程中应用,最早应用于日本,此后广泛应用于长跨、软土、水流湍急和施工条件复杂的桥梁基础中。目前在我国针对地下连续墙基础在工程造价、竖向承载力和水平刚度等方面的做出一定成果。
2 闭合型地下连续墙基础构造设计
闭合型地下连续墙基础的构造内容包括槽段接头、墙体厚度、槽段平面布置以及顶板几个部分,设计时要考虑方案的技术性、经济性、支护结构的强度、稳定、变形、内外土体稳定、抗渗流性、基坑降水、开挖方法、基坑施工监测等。
2.1 闭合墙体厚度
墙体的厚度受挖槽机械的影响,我国最大厚度仅为1.5m,闭合型墙体厚度分为成槽厚度、设计厚度和有效厚度。挖槽机械开挖的厚度即为成槽厚度,要比设计厚度大,有效厚度是设计厚度除去泥膜厚度后的尺寸,泥膜一般目测2cm,稳定性计算时使用的是设计厚度,而确定钢筋混凝土的截面时应采用有效厚度进行计算,目前混凝土质量不断提高,可以将以设计厚度代替有效厚度,加大主筋的保护层。
2.2 槽段接头
槽段接头是闭合型地下连续墙施工技术的关键,常用的材料有钢板、钢筋、铸钢、钢管、预制混凝土、人造纤维、橡胶等。更具受力形式分为防渗接头、铰结抗剪接头、刚性抗剪抗弯接头。根据构造形式和施工方法分为接头管、钻凿式、接头箱、隔板式、软接头以及预制混凝土构件等。不论采用何种形式都要保证连接墙体内外的竖向主筋和水平筋,施工缝处连接强度达到要求,保证承受足够的水平和横向剪力。
2.3 槽段平面布置
槽段的平面布置可以做成一室断面、两室断面或多室断面的形式,受到墙厚、接头布置、基础规模一级成槽单元长度的影响,闭合墙的最小宽度要保持在5m,过小的话会影响内部土体的稳定性,最大宽度在10m左右,过大的跨径在配筋上有一定的困难。
2.4 顶板
顶板相当于桩基础的承台起到的作用,为了加强基础的整体性,要求闭合墙和顶板形成一个整体,其并有较大的刚度,将上部荷载有效的传递到地下连续墙基础,可以将地下连续墙的竖筋嵌入到顶板内,嵌入长度要超过钢筋的锚固长度。顶板计算时不考虑内部土承受的荷载,按照支撑的梁式混凝土板设计,当顶板厚度超过计算跨径一半时,按照深梁进行计算。
3 闭合型基础承载性状及土拱效应的影响因素分析
3.1 土体物理性质影响
土拱在墙端附近形成,受到墙端土性质的直接影响,墙周土体影响其外侧摩阻力和端摩擦力,土芯土体影响内摩阻力。
弹性模量的影响,弹性模量增大会增加土芯端部以下土体中土拱效应的作用效果,墙身和土体的压缩量就会减少,从而有效减少两部分土体的沉降差异,但当弹性模量大于一定值后,其对土拱效应的影响就不再明显。
内聚力的影响,土芯底端中部和墙身端部沉降会随着内聚力的增大而减小,当内聚力大于一定范围后,沉降效果就不再明显,土拱接近稳定。内聚力的增大可以增加土体和墙身的摩擦系数。
内摩擦角的影响,摩擦角的增大有利于土拱效应的发挥,土芯底端中部土体和墙身端部土体的沉降差会随着摩擦角的增大而减小。
密度影响,密度对土芯和墙身土体的影响较小,不存在明显的正反比例关系,不同密度的土体其竖向位移分布大致相同。
3.2 几何尺寸的影响
根据闭合墙体基础的常用矩形、正方形以及圆形,采用数值模拟的方式可以得到不同截面形状对墙体的承载力和传递性影响,圆形和其他两种相比较,墙身摩阻力稍大,更利于侧摩阻力的发挥,但圆形截面的施工要求相对复杂。
地下连续墙单室施工时如果宽度过小,施工会相对困难,墙室尺寸的增大,闭合墙基础和土体的基础面积扩大,会提高其极限承载力,并且由于接触面积的增大也影响了侧摩阻力,增加了闭合墙的极限荷载。墙室尺寸的扩大,土芯对下部土体的影响也会增大,造成土拱效果减小,所以只有确定合理的拱跨比,才能更好地发挥土拱作用的效果。
闭合墙基础的尺寸越大,其和土体的基础面积就越大,增加了内摩阻力。而对土拱效应的影响上,过大或过小的墙体尺寸都不利于土拱效应的发挥,只有确定合理的尺寸保证才能保障土拱效应更好地发挥。
墙体深度的影响,墙体深度越大,应力分布越均匀,压缩量也相对减小,而墙体深度对土拱效应的影响较小。而深度越大,受到的荷载也就越大,荷载增大会增加压缩量,深度过大或过小将影响极限承载力的发挥。
总之,在设计施工闭合型地下连续墙桥梁基础时,在合理研究确定闭合墙结构尺寸、形状的同时,还应确定合理的深度,以使闭合型地下连续墙更好地发挥土拱效应作用,从而较好的提高基础承载力。
参考文献:
[1]丛蔼森.非圆形大断面的地下连续墙深基础工程综述[A].第八次全国岩石力学与工程
力学学术大会论文集[C].北京:科学出版社,2004:146-154.
[2]李涛.铁路桥梁连续墙挖井基础设计方法的试验研究[J].中国铁道科学,1997,18(2):
46-53.
[3]文华,程谦恭,孟凡超,等.矩形闭合墙桥梁基础墙-土-承台相互作用研究[J].土木工程学报,2007,40(8):67-73.
地质环境保护与治理技术
采取以预防为主的管理模式,主要是通过监测、预测、评估,掌握或判断地质环境的变化,制订相关管理办法,控制破坏地质环境的行为.在地质灾害危险性评估技术方面,经过十多年的实践总结,逐渐形成了具有我省特色的针对建设工程特点的预测评估方法;矿山地质环境保护与恢复治理方案编制技术也在逐步走向成熟.地质环境治理技术近年来以地质灾害防治和矿山地质环境保护与治理为契机,得到了较快发展.自2003年以来,累计治理矿山253处,复垦土地面积8386.3ha,治理地面塌陷等灾害点329处,矸石山113座,植树72万余株,到2008年底,全省共治理矿山地质环境1110处,恢复土地面积7513.7ha,其中耕地4392.8ha,建设用地1183.1ha,搬迁村庄151个19780户60822人,建立矿山公园3处,在取得显著成绩的同时,矿山地质环境治理技术也得到了长足发展,其中废渣护坡技术、采矿塌陷地整治技术、生态修复技术等都取得了一定经验.
地质遗迹保护技术
地质遗迹保护作为地质环境保护的主要内容,近年来得到快速发展.2006—2008年开展了全省古生物化石地质遗迹资源调查评价工作,划分了5个世界级、4个国家级、20个省级古生物化石地质遗迹产地,出版了《中国河南恐龙蛋和恐龙化石》、《河南省地层古生物研究》等专著.在推动地质公园建设的同时,实施了一批地质遗迹保护工程,通过建立护拦、原地加固、设标识牌、警示牌、导游牌等设施,保护其不受破坏.
地质灾害调查、评价及防治技术
地质灾害隐患点的调查是防治工作的前提,在县(市)地质灾害调查与区划的基础上,编制完成了易发区(县)的地质灾害防治规划,每年通过汛前排查、汛中巡查、汛后核查等形式,建立了全省地质灾害隐患点数据库,实现了地质灾害隐患点的基本掌控.2003年以来,实施了一批地质灾害应急勘查治理工程,通过地面测绘、钻探、井(槽)探、物探、现场试验和取样测试等综合手段,使勘查方法更加有针对性,勘查技术水平有较大提高.地质灾害评价包括区域性风险评价和灾害体的稳定性评价,我省研发了基于GIS技术的风险评估系统,采用传递系数法和计算机软件对滑坡、不稳定斜坡的稳定性评价技术得到了推广.地质灾害防治技术分预防和治理两方面,预防技术包括制定规划、防灾预案、气象预警、群测群防等,已在地质灾害多发区得到了普及.治理技术主要指工程措施,防治泥石流灾害的拦挡、疏导技术、防治崩塌滑坡灾害的削坡减载、抗滑桩、重力式挡墙、截排水、坡面防护、浅层锚固等技术在省内都有应用,其中泥石流防治的疏排与拦蓄相结合技术,滑坡防治的抗滑桩与排水、锚固、挡墙相结合技术都取得了实践性突破.
应用性环境地质技术
农业地质:黄淮平原经济区农业地质调查项目初步查明了土壤环境中污染元素和有益元素的分布特征,基本查明了洛阳牡丹、信阳茶叶、四大怀药、杞县大蒜、许昌烟叶、灵宝苹果等特色作物产地的土壤地质背景、地球化学特征以及黄河流域地表水、浅层地下水质量状况,对黄淮流域农业土壤环境质量进行了评价.环境水文地质(地方病):开展了河南省农村居民饮用水调查和与饮用水环境有关的地方病研究,拓展了环境地质技术的应用领域.旅游地质:在开展省内地质遗迹保护和地质公园建设工作的同时,培养了一大批旅游地质人才,推动了省内地质旅游与山水旅游事业的大发展.地质科普:2008年落成的河南省地质博物馆新馆,拥有当时国内最先进的地学科普技术手段与丰富的地质科学内涵,参观人数超过了150万;省内各地质公园也相继建立了独具特色的地质博物馆.2007年建成的中国西峡恐龙遗迹园为研究地球灾变事件和恐龙的生活习性、生态环境与物种灭绝等提供了理想的科学研究基地.
“十一五”期间地质环境科技发展主要成果
1取得的进展与成果
基础水文地质工程地质环境地质研究取得新成果.完善了河南平原第四系层型剖面和第四纪综合地质表,分析预测了各种变异条件下地下水流系统演化的趋势,预测了未来若干年气候环境变化趋势.完成了全省地质灾害易发区县(市)级地质灾害调查与区划,建立了地质灾害隐患点数据库及管理信息系统.矿山地质环境保护与治理技术得到了快速发展.完成了省、市、县三级矿山地质环境调查、矿山地质环境保护与治理规划,启动了矿山地质环境保护与恢复治理方案的编制工作,矿山地质环境调查、保护、恢复治理技术逐步系统化、标准化.地质灾害防治技术水平进一步提高.提出了基于建设项目特点的地质灾害危险性评估方法,遥感、原位测试技术、计算软件等新技术在地质灾害勘查中得到了应用;工程治理措施更加多样化、综合化;地质灾害预警预报技术有了大的发展,建立了省级汛期地质灾害气象预警系统平台,开展了中原城市群地质灾害风险评估与区划.
地质遗迹保护与地质公园建设技术走在全国前列.目前,河南省保有4个世界级地质公园(嵩山、云台山、伏牛山、王屋山—黛眉山),13个国家地质公园,3个国家矿山公园,一个国家级地质遗迹自然保护区(南阳恐龙蛋化石群),另有13个省级地质公园,2个省级矿山公园.实施了一大批地质遗迹保护项目,全省有60余处重要地质遗迹得到比较严格的保护.在推动地质遗迹保护区和地质公园申报、建设、管理过程中,规划、建设、管理技术得到了不断提高.地下水环境监测技术取得了新突破.引进了单孔多层地下水监测井施工技术和地下水位水温遥测、自动记录技术,提高了监测精度,实现了一孔四层地下水动态的自动化监测和实时传输.地质环境专项科研成果突出.组织了两批13个地质环境科技攻关项目,其中部分项目已取得了预期成果,有的达到了国内领先水平,有的获得了省、厅级科技成果奖励,全省地质环境科技创新能力和技术支撑能力不断提升.
2科技人员队伍现状与科技人才培养情况
与“十五”相比,从事环境地质科技工作专业的人才队伍建设有了很大发展,2006—2009年四年间,全省国土资源行业新增环境地质相关专业青年科技人员300人,科技人员的平均年龄降低,中青年人员比例大幅增加,40岁以下的技术人员占到68%(图1);学历层次和职称层次提高,本科以上的技术人员比例超过了三分之一,具有中级职称以上的技术人员的比例达53.5%(图2、图3).各专业之间的结构比例也趋于合理.
3科技创新体系建设
“十一五”期间,经省国土资源厅批准建立的与地质环境有关的河南省国土资源重点实验室3个,工程技术研究中心4个(表2).经国土资源部和省国土资源厅审查批准,全省具有环境地质相关专业调查、勘查资质的单位30家,具有地质灾害防治工程勘查、设计、施工、监理资质的单位30家,具有地质灾害危险性评估资质的单位40家.
4科技交流与合作情况
国际交流与合作:河南省环境地质工作自上世纪八十年代走出国外,主要是面向非洲、美洲和亚洲市场上的水文地质工程地质项目,以村镇凿井、城镇供水项目为笼头,带动了场地工程地质勘察、地基处理与岩土工程施工等业务.2006年以来,先后与日本、尼日利亚等国家开展了交流合作.在地质公园建设方面,多次与国际组织合作,接受国际组织和国际知名专家的考察,受到了好评.国内交流与合作:先后与中国地质调查局、中国科学院、中国地质大学、中国矿业大学、中国石油大学、郑州大学、西安有色冶金设计研究院等单位合作,共同开展地质环境科技项目研究,取得了良好效果.省内学术交流:2006—2009年,河南省地质学会举办学术交流活动,得到了广大地质环境工作者的积极响应,共发表地质环境相关专业论文共170余篇(表3).2007年9月省地质学会水文地质与环境地质专业委员会、地质灾害专业委员会组织召开了“河南省水文、环境、灾害地质学术交流会”,会议交流论文40余篇.
环境地质领域科技发展趋势与存在问题分析
1科技发展趋势分析
地质环境安全面临严峻挑战.快速发展的河南,给地质环境保护工作带来了前所未有的挑战,一方面人类工程活动加剧,巨型工程(跨流域调水、高速铁路、高速公路、地铁工程等)的建设、采矿规模的扩大、大量“三废”的排放对地质环境构成严重威胁,地质环境正在遭受前所未有的破坏或改变;另一方面城镇规模快速膨胀、社会经济易损性加大、人类抵御灾害的能力降低,地质环境的安全风险加大.同时,地质环境问题和地质灾害具有较强的隐蔽性和滞后性,一旦发现即有可能造成难以挽回的严重后果,而且修复治理难度大、周期长,有些甚至是不可逆的,因此在相当长一段时期,地质环境安全仍是环境地质研究的重要方向.
预防性研究引起重视.正是由于环境地质问题的隐蔽性和滞后性,需要加强预测性研究.环境地质科技面临三大课题,一是地质环境预测、评价技术,需要更准确地预测工程建设或人类活动、气候变化等对地质环境可能产生的影响,以及这种影响发生的时间、地点、受害对象、危害后果等;二是地质环境保护技术,需要研究地质环境开发利用过程中如何用更小的代价,换取更大的综合效益;三是地质环境修复、治理技术,将受破坏或改变的地质环境进行修复或整治,是未来地质环境工作面临的一项主要任务,矿山地质环境恢复治理已纳入到采矿生产成本,重大工程项目的环境整治也进入项目设计,但这方面的技术还处在原始的土石方工程阶段,缺乏先进有效的技术支撑.信息技术将成为地质环境管理、研究的主要工具.信息和网络技术的广泛应用推动各行各业在生活理念、服务方式、价值取向等方面都发生了很大变化,人类通过信息和网络对世界的观察更开阔,对事物的观察更细致,对地质环境的关注度更高,信息技术已成为环境地质研究不可缺少的重要工具,也即将成为实现人类对地质环境科学、有效管理的重要工具.
环境地质学科体系亟待完善.现有理论和技术远不能适应经济社会发展的需要,理论与实践存在脱接,地质环境监测仅局限于地下水和地质灾害点,监测范围需要扩大到整个国土范围,监测和研究内容应拓展到所有的地质环境要素,监测和研究方法需要降低成本、提高质量、更好地服务于社会,地质环境保护与修复也面临更多的技术难题.经济社会发展对环境地质工作的需求正在发展重大变化.环境地质业务正在由传统的水文地质工程地质环境地质勘查评价转向以地质环境保护与治理为主的领域,为工业化、城镇化、现代化建设保驾护航,降低人类工程活动对地质环境的影响,修复被破坏的地质环境成为未来环境地质工作者的重要任务,传统的环境地质理论与技术面临创新与变革.
2存在问题与原因分析
科技创新基础薄弱.主要表现在省内大学对口专业偏少,针对河南省地质环境条件培养的专门人才偏少;从事生产实践的人员多,科研人员少;地质环境科技创新平台建立时间短,数量少,设备严重不足,缺乏项目和资金支持;地质环境监测项目少,手段落后,不能适应地质环境管理工作的需要;公益性、基础性、区域性环境地质研究滞后.地质环境保护意识亟待加强.河南省人口多,经济社会发展相对落后,人口、资源、环境压力虽大,但就业、吃饭问题更重于环境保护,在一定程度上以牺牲环境、资源换取经济发展的现象短时间内难以消除,地质环境保护任务艰巨.科技人员队伍偏于年轻.近年来,全省国土资源科技人员队伍发展较快,环境地质相关专业广受重视,人员规模快速扩张,但新人多、老人少,老科技人员的传、帮、带作用被弱化.此外,全省在环境地质领域知名度高的国际、国家级大专家很少,具有高水平、影响力较大的地质环境类科技成果也显不足.
“十二五”地质环境领域科技发展工作部署
1基本思路
紧紧围绕建设中原经济区“不以牺牲农业和粮食、生态和环境为代价的三化协调科学发展,着力建设资源节约型和环境友好型社会”的奋斗目标,集成创新,重点突破,服务急需,兼顾长远,切实提高全省地质环境科技支撑能力和科技创新能力,推动并实现地质环境及地质灾害调查、监测、评价、利用、保护、治理、恢复和管理现代化,建设一批地质环境科技创新平台,增强地质环境科技为社会服务的能力.
2重大科技项目部署
典型区域地质环境调查、评价与监测技术研究.以环境地质调查评价与地质环境监测网络建设为依托,选择郑汴洛地区、小秦岭金矿区、栾川钼矿区、永城煤矿区、郑州煤铝矿区等典型城市群、典型工矿区探索环境地质综合调查评价方法,开展高精度、中大比例尺的环境地质调查技术研究,引入高精度的卫星影像数据和定位技术、自动化实时传输技术等,建立适用的区域地质环境监测预警指标体系,完善目前以地下水监测为主的地质环境监测网络.
郑汴新区地质环境监测及重大环境地质问题防治研究.结合郑州市、开封市与郑汴新区发展规划,查明城市地下三维空间的地质环境与重大环境地质问题隐患,对城市地质环境容量进行评价,对城市建设导致的地质环境改变与地质灾害开展预测;针对城市地铁工程、垃圾处理场、新的排洪工程(包括人工湖等)、快速扩张的新城区、应急水源地等地质环境敏感区开展地质环境现状评估、重大环境地质问题预测和预警研究,为大型城市地质环境安全提供技术保障;在郑州市对地铁工程沿线开展地面变形监测;在垃圾处理场周边开展水、土质量监测;在集中供水水源地开展地下水环境监测.
国家重大工程建设对地质环境影响及防治对策研究.以南水北调中线工程、铁路客运专线、高速公路沿线地质环境变化为研究重点,对地质环境安全进行预测评估,重点开展沿线高陡斜坡变形监测、地质环境变化调查与监测、地下水环境监测、土壤污染监测等技术体系研究,开发以保护重大工程安全、清洁运行为目的的地质环境监测预警技术.重大地质灾害发生机制与防治对策研究.在对已有成果进行综合整理的基础上,结合即将展开的重点县市地质灾害详细调查和人类工程活动特点,进一步研究确定重大地质灾害易发区与隐患点,提出重大地质灾害中长期预测和防治对策,优化重大地质灾害临灾监测预警网络,更新重大地质灾害隐患点数据库,升级全省地质灾害防治信息系统.突发性地质灾害应急调查技术集成研究.着重于应用航空多光谱高分辨率遥感、差分雷达、GPS高精度变形监测等多种手段相结合,形成突发性地质灾害快速应急调查技术集成,为突发性地质灾害灾情评估、应急会商与救灾工作服务.
汛期地质灾害预警系统优化研究.开展大比例尺地质灾害信息与高密度雨量数据的集成研究,预警模型研究,预警系统与自动化雨量站、地质灾害监测系统的数据集成、对接研究;对已有预警区划、预警判据及地质灾害数据库进行修订和校核,更新预警预报硬件、软件设施,探讨新的预警方法及途径;优化汛期地质灾害短期预警预报,探索汛期地质灾害中长期预测.河南省粮食与经济作物主产区农业地质研究.河南粮食生产对维护国家粮食安全具有重大影响,确保2020年粮食综合生产能力650亿公斤以上的任务更加重要①.着力于在省内粮食主产区、经济作物主产区、蔬菜生产基地、其他特色优质农产品生产基地,深入开展与农产品产量、质量相关的地质背景研究,建设全省农业地球化学数据库,建立土壤母质与耕作层质量评价指标体系,研究土壤水与地下水资源保障能力,开展平原区地下水库人工调蓄技术方法研究,提出促进农业高产、优质、高效、安全生产的对策建议.
河南省典型矿山地质环境保护与恢复治理技术集成与示范.选择以煤、铝、金、钼为主的省内典型矿山,依托遥感、GPS、地球物理与地球化学等技术,开展矿山地质环境变化动态监测技术研究,探索矿山地质灾害预测预警方法;总结完善矿山地质环境保护技术、矿山地质灾害防治技术、矿山地貌景观与生态系统恢复整治技术,形成有针对性的矿山地质环境保护与恢复治理技术体系.河南省重点地质遗迹调查、评价与保护技术研究.完善全省地质遗迹、地质景观评价科学体系,科学评估重点地质遗迹的学术价值、科普价值与旅游价值;针对性研发各类型地质遗迹、地质景观的实质性保护技术;开展重点古生物化石产地评价、发掘方法、地层、构造与古生态综合研究,探索古地质环境变迁规律;提出地质遗迹保护与地质公园建设对策建议.
中心城市浅层地热能勘查与开发利用技术研究.主要在中原城市群地区开展典型城市(区)浅层地热能调查评价技术研究,浅层地热能开发技术研究,探索测定岩土体热物理参数及相关物理性质指标的方法,研究浅层地温资源的评价方法和计算参数,开展浅层地下水源热泵回灌及土壤源热泵利用试验,评价浅层地热能的适宜利用方式,建立浅层地热能的勘查、开发利用与保护技术体系,建成一批浅层地热能开发技术示范工程.深部地热资源勘查、开发技术研究.在豫西地区寻找浅埋型带状热储,在豫东平原地区寻找深部中、高温层状热储,研究地热资源找矿技术和地热田勘查、开采方法;研究热储埋藏分布规律及特征,分析地温场变化规律,提高地热资源储量及可开采量评价技术水平;改进地热井成井技术和已有地热井的保护、井管检测与修复技术,创新地热资源综合开发利用模式.
煤下铝矿床开发水文地质工程地质条件研究.河南省煤下铝资源丰富,但煤层下压覆的铝土矿床开采技术条件不明,水文地质工程地质环境复杂,亟需开展相应研究.选择新安、渑池、荥巩等典型矿区,开展煤下铝矿床水文地质工程地质条件评价方法研究,煤矿开采条件下的铝土矿矿床水文地质工程地质条件预测评价方法研究,初步形成适应河南煤下铝矿床特点的水文地质工程地质勘查评价技术体系.
科技创新体系及人才培养计划
1科技创新体系建设计划
在“十一五”科技创新体系建设成果的基础上,不断完善环境地质专业重点实验室和工程技术中心,提升其科研实力,增加地质环境监测重点试验室、矿山地质环境保护与恢复治理工程、浅层地热能资源勘查与开发研究技术中心.“十二五”期间,力争将河南省地质灾害重点实验室、河南省地热能开发工程技术研究中心、河南省浅层地热能勘查与开发技术研究中心升级为省级重点实验室或重点研究中心.
2科技人才队伍培养计划
加大高端人才的培养和引进,立足河南实际,通过项目带动、合作培养、联合推荐等方式,造就一批省内著名、国内知名、具有较强解决实际问题能力的环境地质与地质灾害研究专家;引进一批具有真才实学的专业博士、博士后加入河南环境地质与地质灾害研究团队,鼓励国际、国内知名教授、研究员以聘任、合作研究等方式参加河南环境地质与地质灾害科技攻关活动.到“十二五”末,力争环境地质专业博士不少于20人,教授级高级工程师增加到15人以上.积极推荐学术带头人、青年科技专家和骨干,建立省环境地质专业科技创新队伍,培养环境地质专业学术带头人和青年科技专家.
科技交流与合作计划
1地质灾害防治研究合作计划
在省内加强与气象、水利、城建、铁路、公路、教育、旅游、地震等部门合作,开展针对气候变化、突发灾变事件、工程建设引发地质灾害的预测和防治对策研究,以推进和完善地质灾害气象预警预报、重大工程建设地质灾害危险性评估和地质环境影响评价为契机,形成多部门联合攻关防治地质灾害的创新机制.支持省属单位与国家级及部属研究机构、大学签属战略合作协议,建立长期稳定的信息交流与技术合作机制,联合开展省内地质灾害调查、监测、评价、防治项目;借助省地质学会、省矿业协会等组织,邀请国内国际著名地质灾害研究专家来河南开办讲座、培训,开展学术活动,提高全省地质灾害研究的整体水平.积极参与国土资源部组织的地质灾害监测和预防、环境和气候变化监测等国际合作计划,并将其与省内重大地质灾害防治项目密切结合,切实提高全省地质灾害防治能力.
2地质环境保护研究合作计划
在省内加强与相关部门和企业合作,开展针对地质环境保护与治理技术的研究;以推进和完善地质遗迹保护、矿山地质环境保护与恢复治理、城乡地质环境监测管理等工作为契机,联合攻关,在广义地质环境领域取得综合性理论与技术进步.加强与国内外科研与教学机构的交流与合作,借助国家与省重大地质环境工程项目,建立长期稳定的信息交流与技术合作机制.积极参与国土资源部组织的地质环境保护国际合作计划,追踪学习国际前缘地质环境领域先进理论与技术方法.