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泄水槽槽体结构在公路工程中的运用

来源:233网校 2008-10-06 10:38:00

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    泄水槽是一种集中排水设施,其结构简单,工程量小,排水效果显著。因此,在近几年的公路新改建工程中得到广泛应用。
    1、现状及常见病害
    目前投入使用的泄水槽,一般采用“u”型断面,过水面净宽35cm-175cm,净高10cm-40cm,槽体通常采用浆砌砖、浆砌片石等结构,泄水槽通常设置在高填方路基段、深路堑与高填方路基结合部等位置,处于风吹、日晒、降水、冻融等自然环境中,在路基不均匀沉降、温度应力、暴雨冲刷等因素的交叉作用下,槽体很容易出现裂缝、塌陷、悬空、拱胀变形、扭曲断裂等病害。
    2、病害原因分析
    从原有槽体结构分析,砖石砌体结构属刚性结构,其特性与同结构的防护工程相似。这种结构在地质情况良好、伸缩缝设置完善、基础埋置线低于冲刷线等良好的工作环境中,能够较好地发挥结构功能。但有时仍难以如实全面地反映复杂的地质、水文状况沿路线的变化情况,加之施工过程中种种原因,使部分竣工段出现路基沉降等现象;位于这种路段上的刚性泄水槽则会出现拱起、悬空、塌陷、断裂等病害。
    另外一种易引起病害的原因是暴雨冲刷造成板底悬空,进而断裂破坏,尤其在路基由粘聚力较小的松散性材料填筑成型的路段。例如,抚宁交通局列养的沿海线,大部分路基由海沙填筑而成,当年在边坡上建成的泄水槽大部分被暴雨冲刷、掏空,进而塌陷破坏。
    3.对破坏槽体的常规维修方式
    槽体破坏时间一般在雨季,养护部门对破坏的槽体首先要用草袋或水泥袋装土堵塞豁口,做成简易槽型进行维持,雨季过后再进行恢复原槽体的施工。这种施工基本上属于重建,费用较高,个别路段的槽体经常破坏,完好周期短,须经常维护。
    4、改进槽体结构的建议
    针对原刚性泄水槽体抵御病害能力低,适应环境能力差,维护费用高,完好周期短等缺陷,笔者建议采用混凝土或钢筋混凝土按设计断面分节预制槽体块,在施工中拼装成型的结构方案。
    采用这种方式,槽体的预制块节间存在着一定的缝隙,使整个槽身成为柔性结构,其抵御路基沉降、暴雨冲刷、温度应力侵蚀的能力非常强。当路基沉降时,各块节将随路基同时下降,而不致出现悬空、断裂等问题,进而避免了刚性结构在路基沉降悬空后,受暴雨冲刷加剧悬空范围等病害恶化现象;同理,在遭受暴雨冲刷时,槽体也能克服悬空病害,紧贴在边坡上,由此可能造成槽身纵坡出现变坡现象,但由于边坡坡比一般陡于1:2,槽体的排水功能不受影响;对于温度应力的抵御能力则显而易见的,由于槽身密布的缝隙,温度应力几乎不起作用。
    采用这种方案,槽体的易维护性也是显著的。对于微小的变坡可以不加维护。当变形过大或部分块节遭到破坏时,更换块节,维护垫层,重新拼装的操作易于实施,大大降低了维修费用。这对抢修等工作非常有利。考试大
    5.两种结构方案的经济效益
    比较从一次性投资方面看,原有砖石刚性结构的工程单价约为150-200元/m3,采用混凝土或钢筋混凝土(应用于槽体断面尺寸大,地质条件复杂部位)分节预制拼装施工的单价约为400-600元/m3,从表面看,造价远远高于刚性结构方案,但新型槽体可以设计为薄壁形式,其断面面积仅相当于砖石结构的1/3,这样相同长度及过水断面的新型槽体一次性投资仅略高于刚性槽体方案。
    从使用周期长、毁坏的维修费用低等因素分析,预制拼装型槽体方案的投资净现值远远小于刚性结构槽体方案。以秦青线k28+000处(现出海路马蹄岭段)急流槽维修工程为例,该槽体自1997年竣工后,使用周期仅1年,在路基沉降趋稳的环境下,假定它的使用周期逐年增长,第二个周期为2年,第三个周期为3年,第四个周期为4年,即工程竣工后第1、3、6、10年分别进行翻建,砌石方案每次再投资1985元;预制拼装型槽体方案则只需对槽体节块进行部分调整,每次再投资200元。从这样计算出10年投资净现值(利率按6%计算)分别是预制拼装型槽体方案2750元,砌石方案8013元。远景投资对比为0.34:1,综合效益是显而易见的。
    6、结束语
    公路的建设和养护应该是一个系统工程,如在建设之初就将养护问题考虑进去,既考虑当前,又考虑长远,必将会创造良好的社会效益。建议在今后的公路新改建项目中采取预制拼装型泄水槽槽体方案。 [nopage]

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