生态型边沟（精选4篇）
生态型边沟 篇1
0前言
近年来高速公路项目建设十分迅速,为了保证建成后,能最大限度地发挥环境效益,在勘查设计阶段应加大景观效果考虑。
目前高速公路边沟仍以圬工材料砌筑为主,项目建成后,景观效果相对较差。生态型边沟虽已在部分高速公路项目中有所应用,但是由于边沟设计基本以经验、工程类比为主,理论计算为辅,同等技术条件、地域条件等,不同单位采用的边沟断面尺寸及使用条件还是各不相同。一方面造成浪费,另一方面可能由于过水断面的不足造成高速公路的水毁,影响高速公路的功能性及耐久性。
本文结合广东省内高速公路工程项目,通过计算分析确定生态型边沟的断面尺寸、结构型式和使用条件,为生态型边沟在高速公路项目中的使用和推广提供参考借鉴。
1 现状调查分析
目前高速公路项目常用的生态型边沟,将土路肩外边缘至挖方边坡坡脚宽度范围(260 cm)作为生态型边沟的宽度,深度25~35 cm,沟身做成浅碟形,沟底铺设草皮或喷播植草,断面型式如图1。
根据调查发现,目前生态型边沟存在的主要问题如下:1施工期及运营初期,特别是施工期在边沟开挖未完成草皮铺设或草籽喷播前期,雨水冲刷严重,沟内堆满淤积土;2运营期杂草生长较快,水流较慢,过水断面缩减严重;3目前生态型边沟尺寸较为单一,仅在挖方路段处使用,而长挖方段使用较少,限制了生态型边沟的适用范围。
综上所述,目前生态型边沟的断面尺寸及结构型式单一,在项目施工期及运营期容易造成冲刷或过水断面严重缩减等不良后果,甚至造成沟内雨水倒灌至路面,影响行车安全。
2 生态型边沟的设计原则
设计原则主要如下:1边沟的泄水能力不小于边沟的设计流量;2边沟的平均流速不小于出现淤积时的流速且不大于边沟出现冲刷的速度。
其中,不出现淤积的最小允许流速,主要和水流所携带的土颗粒大小有关;边沟不冲刷的允许最大流速主要取决于边沟的材料。
3 生态型边沟断面尺寸和结构型式的确定
为解决生态型边沟在高速公路项目应用中存在的冲刷及断面缩减严重等问题,采用以下方式进行优化:1在生态型边沟底部铺设一定宽度混凝土预制块,以解决冲刷及杂草阻水等问题;2适当增大生态型边沟深度或在生态沟底增设矩形沟的方式,以解决过水断面因杂草等缩减严重的问题。
可以采用公路排水设计理论,计算分析确定生态型边沟断面尺寸、断面型式以及使用条件。
以广东省内粤东地区某在建高速公路工程项目为例,设计车速为120 km/h,双向六车道,正常横坡为2%,纵坡为1%。假定挖方边坡高度为10 m,坡面为硬质岩,边坡坡率为1∶1.0,出水口长度为100 m,土路肩至坡脚宽度为260 cm(含碎落台),路面材料为沥青混凝土,根据JTG/T D33-2012《公路排水设计规范》,具体设计参数见表1。
生态型边沟宽度为260 cm(土路肩外缘至坡脚距离),针对不同的挖方边坡长度(即排水路径不同),确定不同的边沟深度,计算结果如图2。
由图2表明,排水路径不大时,生态型边沟深度不大于40 cm,随着排水路径的增大,边沟深度随之增大,方可满足排水需求,但当排水路径达到一定长度后,沟较深,为达到生态景观效果良好的效果,可在生态沟底增设矩形沟,在兼顾排水需求和景观需要的情况下,将生态型边沟加深至45 cm(生态型边沟(一))和增设矩形沟(生态型边沟(二)),如图3~4。
4 生态型边沟使用条件的确定
4.1 生态型边沟(一)
生态型边沟(一)的抗冲刷能力,特别是施工期及运营初期的抗冲刷能力,是其能否广泛使用的决定性因素,也是其使用范围的决定性要素。表2为生态型边沟(一)的抗冲刷验算一览表。
由表2表明,对于生态型边沟(一),施工期及运营初期,由于植草生长未完全,容易造成冲刷,故在边沟施工完成后,应及时喷播植草并用养生膜覆盖或直接铺设草皮。
随着时间的增加,植被生长较为旺盛,对流速有较大的降低作用,在保证边沟不受冲刷的情况下,也应满足不淤积和流量的要求,故在路线纵坡比较小时应以不淤积和流量控制,纵坡比较大时以不冲刷即最大流速控制为目标,得到较为合理的适用于高速公路施工、运营和养护各阶段的使用条件。
以本次依托项目为例,确定生态型边沟(一)的使用条件如表3。
由表3表明,对于喷播植草的生态型边沟(一),由于前期抗冲刷能力较小,随着路线纵坡的增大,为满足抗冲刷的要求,其使用长度逐渐减小。铺草皮生态型边沟(一)使用条件见表4。
由表4表明,对于铺设草皮的生态型边沟(一),在设计流速不超过抗冲刷最大流速时,随着路线纵坡的增大,其使用长度逐渐增大,当设计流速超过最大允许流速时,为满足抗冲刷的要求,其使用长度应适当减少。
4.2 生态型边沟(二)
为了解决生态型边沟适用范围受限的问题,在生态型边沟(一)底部增设矩形沟,既可以解决生态型边沟(一)可能存在的冲刷问题,又可满足更大的排水路径。
由于不同的矩形沟沟身材料存在不同的粗糙系数,抗冲刷性能不同,故相同的沟身尺寸可满足的排水路径不同。
以本次依托项目为例,确定生态型边沟(二)的使用条件见表5。
由表5表明,对于生态型边沟(二),由于增设圬工材料的矩形沟,其抗冲刷性较好,且过水断面增大,可适用于较长的排水路径。
5 结论
1)在生态型边沟底部增设混凝土预制块或矩形沟后,其抗冲刷能力和适用范围将大大增加。
2)生态型边沟的使用条件,应结合区域气候条件、技术指标等,按照公路排水设计理论进行计算确定。
3)生态型边沟采用铺草皮或喷播植草时,应重点考虑其抗冲刷性,并结合项目具体条件,确定其使用条件。
4)生态型边沟具有美观,与周围环境相协调等优势,在高速公路工程中可广泛应用。
参考文献
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生态型边沟 篇2
关键词：夹边沟风沙口,生态治理,治理现状,治理对策
夹边沟风沙口是酒泉市肃州区六大风沙口之一, 位于肃州区三墩镇北、银达镇东, 金塔鸳鸯池水库西, 包括夹边沟林场、新添墩农场、新天园农业开发公司、方吉军等治理区, 面积1.554 万hm2, 治理始于1954 年。现主要担负着银达, 三墩0.67 万hm2耕地及4.15 万人, 金塔鸳鸯池水库的存水量及金塔农田灌溉面积2.6 万hm2和5.33 多万公顷林草地的防护任务。
1 基本情况
1.1地理位置
夹边沟风沙口治理始于1954 年, 距酒泉市区20 ~ 30km。位于酒泉市肃州区北部, 东至金塔鸳鸯池水库, 南至三墩镇, 西至银达镇六分村, 北至金塔夹山, 东西长18.5km, 南北宽12km, 总面积1.554 万hm2。
1.2地质地貌
本区域位于肃州区盆地北部, 海拔1324 ~ 1385m, 地面平均坡降小于0.6/100, 地势平坦。
1.3气象水文
酒泉市肃州区深居内陆, 属典型的大陆型气候。整体特征为:气候干燥、降水少、蒸发强烈、温差大、冬冷夏热、日照长。年平均气温7.3℃, 5℃临界期在4 月上旬10 月中旬, 大于10℃的有效积温年均2954.4℃, 年均地温9.5℃, 昼夜温差年均13.9℃, 最大冻土深度132cm, 年均无霜期130d;降水量年均85.4mm, 时空分布不均匀;相对湿度年均46%, 年均蒸发量2148.8mm, 干燥度6.86。 年日照时数3033.4h, 日均8.3h, 年日照率68%;太阳辐射总量145.6 千卡/cm2, 生理辐射年总量71.3 千卡/cm2。水源包括引灌河水和地下水两个方面。地处讨赖河和清水河灌区的下游, 地下水埋深80m以上, 水量丰富, 且水质好, 矿化度低。 为清水河、讨赖河洪积扇缘交汇地带, 地下水呈自西向东运移, 水力坡度为4‰~ 6‰, 浅层地下水埋深2~5m, 含水层厚度60m以上, 以蒸发蒸腾和底下侧向径流的形式排泄, 矿化度1 ~ 3g/L, 水化学类型为HCO3—SO4—2—Mg2—Na+ 或HCO3—Mg+2—Ca+2型水为主, 水动态明显受到蒸发浓缩作用控制, 7 月份矿化度及其他离子含量较高, 年内其余时间趋于稳定。
1.4土壤植被
主要土壤类型为盐化草甸土, 风沙土, 沙壤土, 土层厚度大于1m, 在0 ~ 30cm土体内, PH7.9 ~ 8.7, 有机质含量0.64 ~ 1.2%, 速效磷4PPM, 速效钾179PPM。植被类型属荒漠沙生植被, 主要植物有:红沙蒿、沙蓬、珍珠草、骆驼刺、 白刺、冰草、芨芨草、伴生有碱蓬、盐角草、盐爪爪等。人工造林树种主要有沙枣、红柳、毛柳、二白杨、新疆杨、零星的有河北杨、银叶杨、钻天杨、廊坊杨、旱柳、弯弯柳、白蜡等, 周边为绿洲农业植被, 主要是各种栽培作物、林木、果木及田间杂草。
1.5林木资源
现有人工林面积0.335 万hm2, 其中有林地0.04 万hm2, 灌木林地0.144 万hm2, 未成林地0.151 万hm2。有耕地0.02 万hm2, 牧草地0.08 万hm2, 其他为宜林宜草地。
1.6基础设施
位于酒泉市区东北20 ~ 30km处, 肃州区~~金塔沙漠边缘。现有机井50 眼, 井河混灌, 灌排方便。区域公路网格发达, 距214 省道10km, 酒航公路从中心通过, 农网改造已于2007 年完成, 电力, 通讯、交通设施完备。
2 治理历程
1954 ~ 1962 年甘肃省劳改总局夹边沟劳改农场、劳改劳教农场, 红星农场 (夹边沟林场的前身) 。治理规划面积0.8 万hm2。
1974 ~ 1998 年酒泉地区长机械化林场 (夹边沟林场的前身) 、银达镇林场 (新添墩农场的前身) 、三墩镇夹边沟村林场 (新天园农业开发公司的前身) 。
1999 ~ 2007 年夹边沟林场、新添墩农场、新天园农业开发公司负责治理。根据风沙口地形地貌、水土条件、植被类型, 坚持“全面规划、突出重点, 因地制宜、因害设防, 先易后难、稳步推进”的治理方针, 借助日本国际协力银行提供贷款的机遇, 由农发办为项目主管单位, 分别有夹边沟林场、新天园农业开发公司、新添墩农场为项目建设单位, 在夹边沟风沙口正式实施了风沙治理项目, 投资1 千万元。
2007 年至今夹边沟林场、新添墩农场、新天园农业开发公司、方吉军等负责治理。酒泉市国土资源局为项目主管单位, 在夹边沟林场实施了土地整理项目, 投资2680 万元。
2015 年秋~ 2016 年春季夹边沟林场将投资200 万元, 完成193hm2的造林。
3 治理效果
夹边沟林场从1954 年至今进行过四次大规模治理, 最近两次是从2004~2014年先后实施了国家贫困林场扶贫建设项目、国家林木种苗基地建设、退耕还林项目、两西移民基地建设项目、日元贷款风沙治理项目、土地整理项目, 合计国家投资3270.7 万元。林场在以上项目资金的支持下, 发生了较大的变化。共完成造林882.8hm2, 引水治沙面积0.1 万hm2, U型渠道建设17.55km、开挖土渠8.2km, 开挖排碱沟21.4km, 铺设油路10.75km、沙石道路62.88km。新打机井36 眼;架设高低压线路16.63km, 50KVA变压器13 台, 增加耕地0.67 万hm2 (主要种植苜蓿) 。渠、路、井、电、林、场区的面貌等基础设施得到了前所未有的改善, 群众的生活水平得到了较大程度的提高。
新天园农业开发公司由张兴国承包夹边沟村林场和租赁夹边沟林场66.7hm2土地的基础上投资230 万元, 中央财政项目建设的有偿资金130 万元, 从2000 年开始发展起来的, 先后争取国家退耕还林项目、农综项目、日元贷款风沙治理项目等投资近440 多万元, 完成了荒滩造林0.041 万hm2, 种植牧草66.7hm2。打井5 眼, 修建U型渠12km, 架设高低压线路6km, 铺设道路12km, 同时修建了办公室和职工宿舍2400m2。取得良好的社会效益和生态效益。
新添墩农场由许万海投资280 多万元建设的, 先后争取国家两西移民基地建设项目、退耕还林项目、农综项目、日元贷款风沙治理项目等投入资金达570 多万元, 整治荒漠化土地353hm2, 植树100 余万株。共铺修道路6km、架设高、低压线路8km、林灌机井12 眼、林灌渠道40km;并采取防风林带与农田防护林带相结合, 共营造10m宽的周边防护林带30km, 农田林网80 条, 36km。
方吉军、肖建明从2012~2015 年利用国家造林补贴试点项目造林380hm2, 投资68.4 万元。他们以钢铁般的意志和顽强的毅力, 使昔日的荒漠戈壁重新披上了绿色的盛装。
4 存在问题
夹边沟风沙口的治理工作虽然已经取得了一些成果, 但是风沙肆虐、生态环境恶劣仍然是影响和制约本区域经济社会发展的瓶颈之一, 各参与单位也应该清醒地认识到, 夹边沟风沙口的治理仍是一项长期而又艰巨的任务。就目前而言, 这个风沙口的生态环境还是非常脆弱, 巩固提升和治理工作仍然存在一定的难度, 主要表现在以下几个方面:
4.1土壤分类情况复杂
目前夹边沟风沙口治理规划区有砾质戈壁、沙地、盐碱地, 地下水位高, 加之植物立地条件非常差, 在这样的土地上植树, 成本必然高。红柳、沙枣在砂砾石地、沙土地段上的表现良好, 成活率高, 生长迅速。在盐碱地段上表现为成活但生长缓慢, 个别盐碱严重的地段不能成活。二白杨、新疆杨、毛柳在沙土地上表现一般, 在盐碱地段上不能成活。造成无法统一树种, 统一后林相不整齐, 高矮不齐, 疏密不一。
4.2土壤非常贫瘠
目前一些沙生植物只是生长在由风沙刮来的沉积下来的流沙上, 深处不过70 ~ 80cm, 浅处只有20 ~ 30cm, , 既无肥力, 又不保墒, 植物生长的环境非常严酷, 只能靠植树造林、置石砂换土、节水滴管等物理措施进行治理。低洼区域盐碱危害严重, 地下水位高, 只能通过挖排碱沟排水措施进行治理。
4.3气候仍然非常干旱
肃州区区域内年均蒸发量是降水量的70 多倍, 又因上游河水资源有限, 不能满足下游风沙口灌溉之需。特别是夹边沟林场, 每年从春季到秋季41 眼机井全部启动, 才能勉强维持333.3hm2林木、666.7hm2苜蓿灌溉的需要, 还有666.7hm2老林区只能1a灌溉1 次 (这是1954年~ 1998 年44a形成的人工林) , 就是有水也无钱灌溉。
4.4风沙口治理和资金紧缺
夹边沟风沙口区域现有各种林木及沙生植物资源面积近0.2 万hm2, 每年正常的浇水、病虫害防治、管护等管理工作需投入经费近300 万元, 目前治理的生态效益较为明显, 但经济效益还没有实现预期目标, 而外租等收入仅100 万元, 只能是维持单位的基本运行。由于单位、个人和区财力还比较紧张, 风沙口治理和巩固仍然依靠部门向上争取项目为主。如果没有后续资金的支持, 风沙口治理效果就会减退。
4.5管护和巩固提升的难度较大
随着夹边沟风沙口治理面积的不断扩大, 管护和防火工作还不到位。相关部门、单位、个人“重建设、轻管理”管长远的防风治沙责任意识不够强烈, “防风固沙、义不容辞, 绿化家园、人人有责”的意识和观念还未深入人心, 在实施农综开发、渠道改造、土地改良、高效节水等项目的过程中, 没有列入进去。
4.6生态治理的管护机制不健全
虽然目前国家对生态治理的投资不断加大, 但管护机制不健全, 东北南方雨量充足地区与西北缺水少雨地区一个政策, 天然林与人工林一个政策, 严重制约了生态环境的治理, 重栽轻管或不管。要管就加重了单位或个人的负担, 地方财力有限, 根本就没有投资。治理单位只能是“猴子搬包谷”, 搬一个扔一个。
5 建议与对策
5.1坚持适地适树原则
落实科学发展观, 坚持因地制宜、适地适树原则, 使树木生态习性和栽植地生境条件相适应, 达到树和地的统一, 使其生长健壮。在砂砾石地上栽植红柳、沙枣。置石砂换土、节水滴管等物理措施进行治理后栽植白蜡、杨树、胡杨。沙土地段上栽植红柳、沙枣、毛柳、黑果枸杞、梭梭。在盐碱地段上腹沙栽植红柳、沙枣、毛柳。个别盐碱严重的地段不宜栽种。不可追求林相整齐与否。
5.2争取国家政策扶持
8a补助之后建议国家继续延长退耕还林补助政策, 继续每年每667m2是90 元;新栽植的生态林管护建议按退耕还林补助政策执行, 每年每667m2是90 元;区别人工林与天然林管护补助标准, 建议国家人工林管护补助标准按集体和个人的补助标准执行。甘肃省国有公益林平均补偿标准为每年是5 元/667m2, 建议把人工林提高到每年10 ~ 15 元/667m2。建议引水治沙, 促进沙生植被资源恢复列入治沙造林项目。此项目是投资少, 见效快的治沙措施之一。
5.3多方面争取国家生态建设项目
上级部门涉及的农综开发、生态治理、水土保持、环境改善、土地改良、高效节水、牧草补贴等项目资金必须纳入范围并有重点地倾斜于风沙口治理区域。
5.4争取环保项目引城市污水灌溉林草地
浅谈公路边沟排水设计及注意事项 篇3
边沟指的是为汇集和排除路面、路肩及边坡的流水, 在路基的路肩外侧设置的纵向水沟, 一般和路中线平行。边沟设置于挖方地段和填土高度小于边沟深度的填方路段, 其形式可分为L形边沟、梯形、碟形、三角形、矩形或U形边沟, 又分为明沟和加设盖板的暗沟等多种形式, 多为石块砌成, 边沟可与路缘石结合为一整体。
在公路设计中, 边沟设计的重要性等同于路线、路基、路面的设计, 因为公路使用质量和寿命的好坏很大程度上取决于水的影响, 路基中沉陷、翻浆、唧泥等很多病害都与水影响紧密相连, 高速公路的修复和养护工作又非常困难, 如果没有边沟, 或者边沟设计不合理, 水不能及时排出, 就会影响到路基的稳定性。所以, 我们必须从设计阶段开始重视路基排水设施, 并学习先进知识和经验不断优化。
1排水设计原则
1.1整体规划, 合理布局, 尽可能少占农田, 排水设计应该和当地农田水利规划相派和, 防止排水设施建成后冲毁农田, 或者危害农田水利。重视环境保护, 防止水土流失和水源污染。
1.2要根据工程所在地的地质和水文情况进行桥涵和沟渠的设置, 不宜取消或合并自然沟渠和改变水流性质, 对于重要的排水沟渠设计要留有余地, 对于土质松软和坡度较大的排水沟渠, 要做好防护工程;要注意全线排水设施和构造物之间的联系, 使得全线形成一个完整的排水系统。
1.3路基排水设施设计时要注意美观, 并和当地自然环境相配套, 排水构造物外形轮廓清晰、美观、坚固、耐用。
1.4黄土、冻土、盐渍土等特殊地区的公路, 其排水设计应该和工程的其他部位设计相配合。
2常见的边沟类型
2.1矩形断面边沟
在路基外侧开挖矩形土沟, 采用浆砌片石和片石混凝土加固的断面型式。这种断面型式的边沟适用于降雨量较为充沛、纵坡大而冲刷严重的地区, 要求公路沿线石料丰富。优点是施工简单方便, 排水效果好;缺点是明沟效应严重, 不易于维护清淤。
2.2梯形断面边沟
在路基外侧开挖梯形土沟, 边沟外侧可与护墙等构造物统一用片石等材料进行防护的断面型式。这种断面型式的边沟一般用于短路堑段, 且不设盖板。优点是受力好, 稳定性强且不易损坏, 便于施工;缺点是基坑开挖大, 对沿线生态破坏较大, 且路容不美观。
2.3盖板边沟
在矩形边沟上加设混凝土盖板或承载盖板的边沟型式。这种断面型式的边沟适用于长路堑路段。优点是有利于行车安全, 避免了明沟效应, 减少了路基边坡开挖, 路容景观好, 便于维护;缺点是工程费用大。
2.4碟形断面边沟
在路基外侧设弧形浅明沟, 采用素混凝土铺面防护的断面型式。这种断面型式的边沟适用于干旱少雨、石料缺乏的地区边沟较短路段。优点是有效消除了明沟效应, 有利于行车安全, 路容美观, 工程量小, 对沿线生态破坏小;缺点是排水量小。
3边沟断面形式的选择
边沟的形式多样, 并且各有不同的优点、缺点, 在设计的形式选择中, 要从工程所在地的施工条件、公路等级、防护要求、适用情况、工程造价等多个方面综合评价并选择, 要重点发挥边沟排水功能的同时, 要注意设计的原则和要求, 力争到达一物多用的目的。下面做部分举例:
3.1如果降雨量较小的区域, 排水量小、排水距离短, 从有助于公路绿化的角度出发, 一般采用浅碟型边沟, 由土沟、隔渗层、草皮三者共同组成, 这类生态边沟要注意加强绿化养护, 草皮修剪。
3.2挖方路段的土质路基边沟, 可以选择梯形横断面, 一般内边坡坡度为1:1.0~1:1.5, 外侧边坡坡度应该和挖方边坡相同, 考虑到行车安全, 要在路肩上设置防撞护栏, 否则应该采用三角形或者碟型的横断面边沟。
3.3对于计算行车速度≥60km/h的高速公路上, 为避免“明沟效应”, 建议采用隐藏式边沟, 比如盖板边沟、暗埋式边沟等。
3.4石质路基一般选用矩形断面边沟, 其内侧边坡为直立坡面, 采用浆砌片石防护, 外侧边坡坡度和挖方边坡相同。
3.5在降雨量非常大的地区, 由于边沟的水流量大, 断面应该尽可能较大, 所以一般采用矩形边沟或者梯形边沟, 注意防撞护栏的设计, 防止失控车辆陷入沟中。
3.6高速公路土质边沟一般采用混凝土预制拼装的U形、三角形边沟, 并对全断面进行浆砌片石、水泥混凝土预制块防护。
总之, 需要对当地的地理条件、降雨量、土质、边坡型式等设计因素进行综合考虑, 进行认真计算和分析, 选定合适边沟形式和确定相应边沟尺寸。
4边沟设计的注意事项
4.1边沟设计时要标出原地面的河流、沟道、水渠、水塘、水池等, 沟底的高程和距离路线两侧的长度。
4.2野外定测时应该调查沿线水流的来向和去向, 在路线地形图上标出路线线位、桥涵、通道、互通立交和分离式立交、防护工程等构造物的位置。
4.3在路基两侧边沟位置处, 分别点绘纵断面设计图, 并且标示出沿线构造物设计的上下游进出水口沟底高程。
4.4要根据地形、地质、水文等情况, 以及构造物上下游进出水口的沟底高程、排水口位置, 进行路基两侧的边沟纵坡设计, 以使得护坡道和边沟纵坡相适应。
4.5设计中要做好边沟出水口的处理, 特别是边沟水流流出路堑, 进入高填方路基坡面时, 应该用急流槽或者跌水形式把水引出高填方坡脚以外, 防止水流冲刷路基。
4.6设计在陡坡上方的边沟, 应该用急流槽或者跌水形式, 把水流通过路基的桥涵, 顺畅的排出到路基的下方。
5结语
公路边沟的形式多样, 施工也较为简单, 但一定不能忽视边沟的设计, 因为如果只考虑边沟的机械化排水功能, 而忽视明沟效应, 一定会对行车驾乘人员造成紧张情绪;如果只考虑通畅排水, 而忽视排水设计与当地农田水利设施相配合, 对当地其他构造物造成破坏, 污染了水源, 一定会造成不容小觑的后患;如果忽视公路美化, 那生态公路将无从谈起。所以, 公路工程设计人员, 应该结合当地人文、地理、水文等多种因素, 综合考虑, 在满足边沟排水的功能外, 重视边沟的辅助作用, 合理的选择恰当的边沟形式, 才能够有效的节省工程造价和通车后的养护费用, 提高路容景观, 最大限度的发挥公路的社会效应。
摘要：水对公路路基工程的影响重大, 路基在填筑和压实时都需要在水的帮助下达到最佳含水量, 以此来获得最大的压实密度, 但如果浸入路基的水分过多, 就会影响路基的稳定性, 进而破坏路面。所以路基排水设施的设计和建设是非常重要的, 本文主要论述边沟在设计中的原则和选择方式, 并提出在设计中应注意的相关事项。
关键词：公路,边沟,设计
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生态型边沟 篇4
1 工程概况
小康高速公路是国家高速 (G65) 包 (头) 茂 (名) 线陕西境的重要组成部分, 也是陕西“2637”高速公路规划网南北方向的主要经济干线, 它的建成通车对打造西安、成都、重庆“西三角经济圈”具有十分重大的意义。项目位于陕西省安康市境内, 与已通车的柞小高速公路相接, 全长58.261公里。路线穿越秦巴山区, 长大纵坡密集, 雨量充沛, 为满足路面排水需求, 设计边沟形式为梯形明沟。
2 碟形盖板边沟的设计理念
一是工程结构满足排水需求和行车安全:按照原设计边沟的排水量要求, 将梯形明边沟的截面形式变更为矩形, 并出于安全考虑, 在边沟顶部增设钢筋混凝土预制盖板, 在盖板上覆土绿化;为防止路面散排水冲刷绿化填土堵塞边沟, 每隔25米空出绿化设一块预留孔盖板, 采用增设沥青混凝土拦水带的方法将路面散排水收集, 用喇叭开口引导水流通过预留孔盖板将水集中排入边沟, 再通过综合排水系统排出路外。
二是绿化效果满足环保要求并与自然相融:将边沟的设计标高整体下降20厘米, 在盖板上填厚度20～30厘米种植土, 将种植土顶面修整成浅碟形;按照全线统一的绿化风格进行绿化, 优先选用当地的矮化树种进行移栽形成景观带;景观带的布局和搭配与沿线整体绿化一致并同步考虑与自然景观的协调过渡。
3 碟形盖板边沟的适用条件和优点
从工程结构和行车安全方面考虑, 碟形盖板边沟适用于平原、山区高速公路各类石质和土质挖方路段, 土质路段应在边沟底部增设纵向盲沟;出于环保和绿化植物的成活率以及后期养护经济性考虑, 碟形盖板边沟应尽量设置在对环保要求较高, 雨量充沛、光照充足的南方地区。本项目地处北亚热带湿润季风气候带, 气候温和、雨量充沛、四季分明。年平均气温15.7℃, 无霜期253天, 年平均降水量786.2mm, 相对湿度多在60～80%之间, 平均日照时数1812.6小时, 非常适合植物生长。
4 碟形盖板边沟施工工艺和质量控制要点
4.1 施工工艺
施工放样——基坑开挖——盲沟施工——边沟砌筑——预制安装盖板——填土整形绿化。
4.2 施工质量控制要点
4.2.1 材料质量控制要点:
(1) 沿盲沟纵向铺设的管道必须有足够的强度和硬度, 材质最好选用高密度聚苯乙烯打孔波纹管; (2) 盲沟用2～4cm粒径均匀的砾石填充, 砾石无杂物无风化; (3) 砌筑水沟的片石、水泥、钢材和中粗砂应符合规范要求; (4) 砌筑用砂浆强度不低于M7.5号, 抹面砂浆强度不低于M10号, 盖板混凝土标号不得低于C25。
4.2.2 工序质量控制要点:
(1) 施工放样
a用全站仪按坐标逐桩号放出路面边线和水沟中心线作为开挖的平面基准线;
b边沟排水采用高接远送方式与原设计综合排水系统衔接, 衔接部位应注意线型平顺过渡。
(2) 基坑开挖
a严格按照平面位置开挖, 断面尺寸符合设计要求, 线型平顺;
b严格控制沟底高程, 注意超高和超低路段沟底应重新拉坡, 确保排水畅通;
c沟底纵向应大致平整, 横断方向修整成向沟中心倾斜5%坡度的双向横坡;
d基坑开挖的废渣应随挖随弃, 保持施工现场整洁, 弃方应倒在指定弃渣场, 不得污染环境。
(3) 盲沟施工
a在沟底沿纵轴线铺设高密度聚苯乙烯打孔波纹管, 管径10cm左右, 注意接头处理为水流方向下管头套上管头, 接头接好后用管卡卡紧, 以防脱落;
b将规格为2～4cm的砾石人工缓缓倒入沟内整平, 厚度为100厘米。施工时要避免用车辆倾倒砾石, 以免冲击力将波纹管挤压变形或脱落。
(4) 边沟砌筑
a边沟按照就地取材原则, 采用M7.5号浆砌片石砌筑, 砌筑时注意控制构造物整体线型, 砂浆标号要满足强度要求、砌体座浆要饱满、丁顺要相间, 养生要及时, 每隔15米设沉降缝一道;
b将边沟与全线综合排水系统相接, 注意衔接顺适;
c待砌体强度满足要求后进行混凝土台帽施工, 台帽浇注要严格控制尺寸和混凝土质量, 每班工作结束后要留存混凝土抗压试块并加强养生。
(5) 预制安装盖板
a盖板预制要严格控制钢筋用量和混凝土质量, 留好试块, 做好现场质量检测;
b按需要预制一定数量的预留孔盖板, 每块盖板上预留孔6个, 泄水孔直径6厘米;
c当台帽和盖板强度满足规范要求后开始安装, 每隔25米安装两块预留孔盖板。盖板安装要轻放, 防止损坏, 同时保证安装平稳。
(6) 填土整形绿化
a将粒径不大于1厘米的种植土覆盖在盖板上, 覆土厚度30厘米, 预留出泄水盖板位置;
b将种植土表面整形成浅碟形;
c栽种本地生矮株植物, 加强初期养管, 保证成活;
d用沥青混凝土拦水带将水集中引排至泄水盖板处排放。
5 经济和社会效益分析
5.1 经济效益对比
碟形盖板边沟与明梯形边沟相比, 减少了土石方开挖量和圬工体积, 节约了工程费用, 由于其同时增加了混凝土体积和绿化, 工程费用又有所增加, 经测算, 二者相抵后工程费用会增加10%～15%。但碟形盖板边沟与梯形明边沟相比, 极大地减少了后期的养护费用, 在高速公路运营年限里, 减少的这笔费用完全可以弥补工程增加费用, 远期经济效益比较可观。
5.2 社会效益分析
碟形盖板边沟除了有远期的经济效益外, 其社会效益也比较显著:
采用碟形盖板边沟后, 良好的绿化减少了司乘人员的视觉疲劳, 浅碟形的水沟降低了交通事故等级, 减少了人员伤亡, 增加了行车的安全性。经过同已通车柞小高速公路2010年和2011年两个年度的交通事故对比发现, 采用碟形边沟的小康高速事故率下降了30%左右 (详见表一) 。
(2) 边沟绿化后使路侧形成了绿化长廊, 与沿线的立体生态防护共同构成了“车在景中走, 人在画中游”的自然景观, 吸引了大量社会车辆通行, 增加了通行费收入。
(3) 大量绿化植物释放出的氧气提高了空气含氧量, 消除了汽车尾气带来的污染, 具有低碳环保的长期效益。
结语
小康高速公路碟形盖板边沟在满足排水需求的同时, 通过绿化和工程手段, 使通行高速公路的司乘人员舒适性得到了极大的提高, 安全性得到了极大的保障, 使高速公路同时具备了生态、环保、经济、安全等功能, 实现了预期建设目标。小康高速在2009年通车典礼上被省政府赞誉为“名副其实的生态路、环保路、人文路”, 2010年被陕西省交通厅命名为“文明样板路”, 其安全环保的建设理念和经验对同地区高速公路建设具有借鉴意义。
摘要：本文结合包茂线 (G65) 陕西境小河至安康高速公路项目碟形盖板边沟应用实际, 对该类边沟的适用环境、排水理念、工艺控制、经济和社会效益进行分析, 为该地区高速公路推广碟形盖板边沟提供借鉴。
关键词：碟形,盖板边沟,应用研究
参考文献