山間棚戶區(qū)防洪及邊坡防護工程設(shè)計與施工研究

□文/高會剛 方芳

山間棚戶區(qū)防洪及邊坡防護工程設(shè)計與施工研究

□文/高會剛 方芳

利用civil軟件精確建模，根據(jù)總體防洪要求下的排洪溝平縱布置進行邊坡防護設(shè)計。通過三維動態(tài)觀察，確定邊坡防護工程中的擋墻橫斷布置及防護高度，而后依據(jù)布置的擋墻位置對關(guān)鍵點進行地質(zhì)勘探布置。綜合地勘資料及擋墻的平縱數(shù)據(jù)進行擋墻的結(jié)構(gòu)計算。依據(jù)計算結(jié)果，對排洪溝的平縱設(shè)計進行優(yōu)化調(diào)整，相應(yīng)的調(diào)整邊坡防護工程中的擋墻設(shè)置，以達到合理的工程設(shè)計，在滿足工程要求下盡可能的節(jié)約投資。

精確建模；防洪；排洪溝；邊坡防護；擋墻設(shè)計

某棚戶區(qū)防洪及邊坡防護工程三面環(huán)山，山體表層已不同程度的風化。規(guī)劃遠期的人口密度及數(shù)量將遠遠超過現(xiàn)有人口，因而防洪要求相應(yīng)的提高。

根據(jù)小區(qū)的總體布置，山體防洪溝需設(shè)置在小區(qū)的四周且部分防洪溝需設(shè)置在半山腰，以滿足小區(qū)的建筑用地需求。

基于上述的項目概況及工程特點，設(shè)計中采用civil·3D軟件，將防洪溝與擋墻聯(lián)合建模，通過動態(tài)觀察功能，監(jiān)控關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)（擋墻高度）來進行工程設(shè)計，以期達到最優(yōu)設(shè)計。

1　工程概況

小區(qū)三面環(huán)山，現(xiàn)狀主要為棚戶區(qū)，占地范圍內(nèi)無現(xiàn)狀排水管線，主要為自然形成的溝渠。山體表層已出現(xiàn)不同程度的風化，根據(jù)附近項目邊坡防護形式（主要為噴漿，邊坡基本為垂直設(shè)置），土體摩擦角較大，見圖1。

圖1　項目位置

2　設(shè)計流程

2.1總體防洪水量計算

現(xiàn)場踏勘發(fā)現(xiàn)，目前項目范圍內(nèi)主要為自然形成的排水溝，排水溝內(nèi)亂石、雜草樹木叢生，無法滿足防洪要求，故本項目內(nèi)的防洪措施考慮全部為新建排洪溝。

結(jié)合城市的常住人口、經(jīng)濟規(guī)模、防洪標準等，確定本次工程的防洪收水面積為22 hm2，設(shè)計重現(xiàn)期為25 a，設(shè)計總洪水流量為3.48 m3/s。

2.2排洪溝設(shè)計及附屬設(shè)施

2.2.1排洪溝斷面尺寸

根據(jù)項目特點，上游排洪溝采取水泥混凝土矩形斷面，斷面尺寸為1.2 m×1.5 m～1.4 m×1.5 m；下游排洪溝位于城市道路紅線范圍內(nèi)，采用DN1 350 mm鋼筋混凝土承插口管。

2.2.2附屬設(shè)施

1）沉泥池。主要收水為山間的雨水，需考慮設(shè)置沉泥池，深度為50 cm，定期人工清理。

2）山間泄水道錐坡。根據(jù)現(xiàn)狀山間的泄水通道，在接入排洪溝的部位需施做錐坡，施做減能措施，防止沖刷造成排洪溝的破壞。

2.3項目建模

2.3.1地形圖處理

本項目地形圖為dwg格式，通過曲面功能轉(zhuǎn)換為Civil·3D要求的數(shù)據(jù)格式，利用智能過濾功能去除高程異常點。

2.3.2建模

因項目的復(fù)雜及特殊性，建模通過軟件的強大功能實現(xiàn)一體化建模，見圖2。

圖2　排洪溝及擋墻橫斷面

2.4設(shè)計及計算過程

完成項目的建模后，需要進行的就是平縱布置工作。因項目的排洪溝需布置在半山腰，山體開挖及邊坡防護高度對于工程的可行性及節(jié)約工程造價至關(guān)重要。利用軟件的橫斷面編輯功能，可在同一窗口觀察平、縱、橫。提高項目設(shè)計效率，見圖3。

圖3　動態(tài)平、縱、橫觀察

有了軟件的強大功能的支持，設(shè)計優(yōu)化變得得心應(yīng)手，只需根據(jù)地形、紅線、規(guī)范要求的縱坡等制約因素去調(diào)整優(yōu)化平縱布置，在橫斷面視口中觀察邊坡的開挖高度，在最合理的位置確定就可以完成一個設(shè)計方案。

待確定方案后，可布置地質(zhì)勘查的主要控制點的鉆孔點坐標，根據(jù)地勘報告，進一步計算需要的擋墻橫斷面尺寸，控制最大墻高，進而依據(jù)擋墻的計算結(jié)果去繼續(xù)優(yōu)化設(shè)計方案。

2.5施工

2.5.1施工放線

排洪溝的中線放線需嚴格按照施工圖設(shè)計圖紙的數(shù)據(jù)進行布設(shè)。施工前應(yīng)落實水準點、坐標系等。

2.5.2基礎(chǔ)開挖

基礎(chǔ)開挖過程中應(yīng)嚴格控制開挖深度，不得對基底設(shè)計高程以下部位的土基產(chǎn)生擾動。

2.5.3地質(zhì)狀況變化

現(xiàn)狀山體表面的風化程度不一，因此在施工中如遇到與地勘資料不一致的土質(zhì)，應(yīng)及時與設(shè)計溝通。本項目在實施過程中局部段落開挖出現(xiàn)了邊坡滑落的情況，見圖4。與設(shè)計溝通后，根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，調(diào)整擋墻的斷面設(shè)計尺寸以滿足要求。

圖4　邊坡滑落

3　結(jié)論

1）本項目的難點在于排洪溝的上部、下部均需設(shè)置擋墻，上擋墻的墻頂高程、排洪溝的渠底高程、下?lián)鯄εc小區(qū)整平高程在以往的設(shè)計方法里無比繁瑣，而采取Civil軟件設(shè)計后，這一過程被極大簡化。

2）項目方案優(yōu)化過程中，根據(jù)排洪溝不同的平縱布置及地質(zhì)情況調(diào)整優(yōu)化擋墻斷面尺寸，對于工程實施難度及節(jié)約造價有著極大的作用。

3）施工隊伍的專業(yè)素質(zhì)對于項目的實施及今后的工程安全關(guān)系重大。

4）擋墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理與地勘資料關(guān)系極大，因而地勘資料的準確性以及施工階段發(fā)生地質(zhì)狀況與地勘報告不一致時，應(yīng)及時與設(shè)計方聯(lián)系，驗證擋墻結(jié)構(gòu)安全。

［1］吳雪軍，楊就意.南昌市青山湖排水區(qū)排澇規(guī)劃技術(shù)介紹［J］.中國給水排水，2015，（23）：125-129.

［2］王元戰(zhàn)，李新國，陳楠楠.擋土墻主動土壓力分布與側(cè)壓力系數(shù)［J］.巖土力學，2005，26（7）：1019-1022.

［3］顧慰慈.擋土墻土壓力計算手冊［M］.北京：中國建材工業(yè)出版社，2005.

□方芳/天津市北辰區(qū)公路管理局。

U412.6

C

1008-3197（2016）03-58-02

2015-12-18

高會剛/男，1984年出生，工程師，上海市城市建設(shè)設(shè)計研究總院，從事市政道路工程設(shè)計工作。

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2016.03.019