在受地形条件或已建建筑物限制的重要堤段,常采用( )。
在受地形条件或已建建筑物限制的重要堤段,常采用()。
A、坡式护岸
B、坝式护岸
C、墙式护岸
D、平顺护岸
参考答案:
【正确答案:C】
堤防的级别如何划分?防洪标准如何确定?
堤防道路是以堤防工程作为道路的路基,按堤与路的不同结合形式铺筑路面结构的道路工程。在城市防洪段,市政设计和城市规划人员也将堤防道路称为滨河(江)路,山区公路不少路段与河道并行,路基的一侧成为山区河流的河岸,这种公路称为沿河公路,目前的研究集中在规划建设问题和发展策略与方向等方面。卢臻杰等从城市堤路结合工程设计的角度对堤路结合形式、堤基处理、堤身压实度等细节进行了探讨田伟平等对沿河公路的水毁灾害和冲刷防护进行了研究。上述研究对堤防道路的建设有一定指导作用,但未涉及堤防道路在不同环境下的实际功用情况。由于堤防道路在设计中简单套用公路或城市道路标准,没有考虑自身的特点,没有合理的分类和分级,无法体现自身的功能和特性,在目前的建设中存在着一定的盲目性。本文以我国堤防道路的发展进程和功能演变为依据,参考我国已建堤防道路(滨水路)的工程情况,提出堤防道路功能分类的设想,研究堤防道路的分类依据,建立了堤防道路分类分级体系。
1、堤防道路发展概况作为防洪设施,堤防道路能够改善堤顶交通条件,使工程查险、报险、抢险快速及时。我国幅员辽阔,各地区自然地理情况复杂,堤防建设情况不尽相同,防汛道路发展有较大差异。从我国堤防道路建设进程来看,其发展和功能演变大体经历以下3个阶段。第一阶段:单一功能阶段。1949年以来,我国多数堤防标准低、质量差、防洪能力不足,大江、大河沿岸受洪水威胁严重,堤防建设的核心主要放在堵口复堤、加固堤防和建设达标堤防上。该时期防汛车辆主要利用未铺装的土堤堤顶或戗台通行,即使个别堤顶铺筑路面结构,也是采用低级路面,如泥结碎石路面、泥灰结碎石路面或石渣路面。偶有重要城镇防洪段,堤顶采用简易水泥混凝土路面结构。这段时期堤防道路通行能力差,遇到雨天易遭受各种车辆的破坏。这一时期堤防道路的主要作用是防洪,基本保证堤防管理车辆和防汛抢修车辆的正常通行。第二阶段:功能扩展阶段。随着堤防建设越来越受重视,人们对防洪的交通要求也逐步提高,各地区堤防道路的修建陆续拉开了帷幕。从20世纪90年代开始,黄河下游堤防道路采用沥青碎石铺装路面,能达到三级公路的标准。另外一些城市滨水道路开始呈现出多功能的发展趋势。这些堤防道路建设标准高、宽度大、交通设施完善,大多采用沥青混凝土或水泥混凝土等高级路面,在城市范围内集防洪、交通、景观、休闲等多种功能于一体。第三阶段:功能丰富阶段。进入21世纪,各地区河道综合治理陆续展开,作为河道治理的一部分,堤防道路的建设也加快了速度。2002—2008年完成的黄河下游山东段、河南段的标准化堤防是把黄河两岸大堤建成集“防洪保障线、抢险交通线和生态景观线”3种功能于一体的标准化堤防体系。城市防洪段堤防道路的建设更是如火如荼,如2005年广西省南宁市邕江堤路园工程、2010年重庆市主城区滨江路等堤防道路更加注重景观、亲水、休闲等功能,并大量引入多功能的社会公共服务和活动等内容,对于开发沿线土地价值、建设商业网点都起到了很大的推动作用。
2、堤防道路功能分类2.1 功能分类意义新时期堤防道路的功能逐渐多元化和综合化,因地制宜地确定堤防道路的各项功能,对于明确堤防道路的性质,对其规划和建设提供依据和指导,使堤防道路能够综合利用,都具有重要意义。a.正确划分堤防道路的类型。如果堤防道路在建设时未充分考虑扩展功能,导致建设指标低,将不能满足长远需求,面临重建、改建的可能。目前对堤防道路等级的划分都是参照城市道路或公路的标准,但是从主要功能看,堤防道路与它们有一定的区别,因此有必要明确堤防道路可能具备的多项功能,以及不同的功能组合所对应的等级划分。b.合理确定路幅布置形式。确定好堤防道路功能的主次,利用有限的宽度合理分配各个功能区域,科学布置机动车道、非机动车道以及分隔带的尺寸和位置,使各类车辆和行人都能顺利通行,给出适应不同功能需求的断面形式,供决策者合理选用。c.合理确定路面结构形式。行驶在堤防道路上车辆轴载差别很大,例如远离城市路网的堤防道路,枯水季行驶的车辆多是小客车或是农用车辆,交通量不大在抗洪抢险期间,堤防道路则要承受重载车辆和工程机械的反复碾压。确定行驶车辆的主要类型和行驶特点,才能确保路面经受车辆轴载作用而保证使用寿命。d.明确堤防道路管理归属。通常情况下作为防汛设施的堤防道路由水利部门管理,但当其增加了交通、景观等功能后,究竟是继续由水利部门负责还是由水利与交通或城建部门共同管理维护,以及如何分担各自的责任和权限,这也是需要考虑的问题。
2.2 功能影响因素根据所处位置和环境不同,堤防道路主要任务和作用有所不同。堤防道路的功能定位主要取决于以下4个要素:a.防汛任务的轻重。有些城市防洪段堤防工程等级高,防汛压力不大,堤防道路的交通运输需求与日俱增。但我国许多江河堤岸仍经常遭受洪水侵害,每到汛期国家防汛抗旱总指挥部和各级地方政府仍高度重视防汛工作,这时堤防道路的主要任务还是抗洪抢险。需要根据防汛任务的轻重以及保护区的人口、面积和防护对象来确定堤防道路的主次功能。b.管理部门的政策。除了河务部门以外,堤防道路的管理还可能涉及交通和市政部门等。由于职责不同,这些职能部门对堤防道路的管理办法和政策并不一致,不同的管理政策会影响堤防道路功能的发挥。c.堤防道路服务的对象。以防汛为主的堤防道路的服务对象主要是堤防管理车辆和抗洪抢险车辆,即包括防汛车辆和社会车辆堤防、道路、公园相结合的道路上还包括旅游车辆和步行的游客。d.所在区域的规划。随着城市面积的扩大,已建低标准堤防道路可能无法提供更多的服务,与周围环境不相适应。堤防道路的功能要结合当地城乡规划,根据河岸沿线地区的发展前景和方向,超前考虑各种需具备的功能。
3、堤防道路分类体系3.1 堤防道路分类方法不同级别的堤防工程,其安全加高值、抗滑稳定安全系数、堤身设计等指标不同。堤防工程级别越高,堤身压实度越大,堤顶宽度越大,修建堤防道路的基础越好,道路的建设标准越高。高等级堤防工程防洪任务重,防洪标准越高,堤防道路级别越高,才能满足抗洪抢险工作的需要。地处乡村、郊外的堤防道路,与地方道路网联系较少,社会车辆驶入不便,通行的车辆多为防汛车辆和堤防管理车辆,堤防道路发挥的功能主要是防汛。地处城市郊区的堤防道路,连接乡镇较多,交叉口较多,车辆进出方便,社会车辆可以利用部分路段通行。如果不实行交通管制,堤防道路除了承担防汛任务以外,还兼具一定的交通运输功能。穿越或毗邻城镇的堤防道路,所经地区人口稠密,交通运输需求大,不可避免地构成了地方道路网中的一部分。当堤防道路成为交通干道时,其属性就可以看成是市政设施或交通设施,其设计、施工就应参照交通行业的标准实施。将堤防道路的功能、堤防工程的级别及其所处的地理位置有机结合起来,形成完善的堤防道路分类体系。首先根据堤防道路防汛任务的轻重、功能的扩展和沿线地区土地利用的整体规划分析可能具备的各项功能其次分析堤防道路所处的地理位置、与当地路网的联系以及地位,明确主次功能关系最后依据堤防工程的级别和各项功能的强弱对堤防道路进行分级,构建合理和完整的堤防道路分类体系。
3.2 堤防道路性质划分堤防道路的功能可以划分为抗洪抢险、堤防管理、交通运输、社会服务和配套设施等。在保证堤防道路抗洪抢险和堤防管理功能的前提下,为了在非汛期能够充分利用道路资源,将其性质划分为防汛性、综合性、交通性和景观性等4类。对于各种性质的堤防道路,其各项功能的重要性程度用★的数量来表示,其中★★★★★表示很重要,★表示很次要,如表1所示。a.防汛性。防汛性堤路以抗洪抢险和堤防管理功能为主,是为江河、堤防服务的专属道路。在任何情况下,防汛性堤路的主要作用不能改变。只有保证防汛车辆和人员的顺利通行,才能确保堤防工程的监测、维修、养护、抢修等活动正常进行和救灾物资的运输。防汛性堤路优先服务的车辆是与防汛有关的所有车辆。这种堤路与地方道路的衔接较少,在仅有的路口实行管制就可封闭交通,确保抗洪通道的畅通。防汛性堤路交通量往往不大,路幅布置形式简单,多倾向于无分隔带的单幅路。路面类型和结构主要以考虑防汛车辆通行的需求为主,一般要求简单实用,损坏严重时能够快速修复。防汛性道路一般不具有社会服务和景观功能,简单实用是其最大的特点。目前在我国漫长的江河湖泊堤防线上,防汛性堤路所占比例最大。b.综合性。当堤防道路位于郊区,沿线农业生产发达并存在一些工矿企业时,会吸引社会运输车辆通行。尽管此时堤防道路在一定程度上具备了交通运输的功能,但其防洪、防汛的基本功能不变,只在非汛期临时扮演交通道路的角色。在汛期综合性堤路优先服务于防汛车辆,通过限行等措施禁止社会车辆驶入。在非汛期沿线居民有利用堤防道路通行的需求,除了堤防管理车辆外,堤防道路上还行驶着运输物资和旅客的社会车辆,因此利用率较高。当不同车辆在行驶运输过程中发生冲突时,堤防管理车辆具有更高的优先通行权。只有在保证堤防道路防汛和堤防管理的功能前提下,才考虑给当地沿岸民众提供一定的交通运输服务。综合性堤路既要满足防汛的需要,还要尽可能方便沿岸居民的通行,分担路网压力,其交通组成主要是速度较快的货运车辆,非机动车和行人一般较少,其路幅布置主要以车辆的快速通行为考虑重点。c.交通性。河流穿越或毗邻城镇,在保障防汛安全的前提下,城市繁重的交通运输需求与日俱增。堤路结合的形式能够节约土地、节省投资,这对城镇来说很重要,是河流穿越城镇堤防道路最常采用的建设方式。另外由于堤防工程的堤身更高、堤顶更宽,也使得建设高标准城市干道成为可能。在堤防道路建好以后,往往成为当地道路交通网的一部分,成为滨河(江)交通动脉,主要承担着地方交通运输的任务。交通性堤路的交通组成绝大多数是城镇交通的各类机动车、非机动车和行人,其路幅布置形式也多倾向于城市道路的布置类型。红线宽度大横断面要素和市政设施齐全,照顾各类交通服务对象,与其说是防汛道路,不如说是一条市政道路,兼具水利设施和交通市政设施的性能。d.景观性。如果堤防道路地处郊区,且非交通干道,除了满足防汛的需求外,为了创建堤岸生态景观,美化城市环境,发展沿岸经济,可将堤防道路建设成一条集防汛抗洪和休闲娱乐为一体的景观大道。依堤而建的堤防道路,视野开阔,风光秀美,可吸引市民前来游玩观光。作为景观道路,景观和绿化要求高,路幅的布置形式、路面材料的选择也都以此为出发点。
3.3 堤防道路等级划分堤防道路等级划分是确定路幅宽度和形式以及路面材料和结构组合等相关指标的重要依据。各类堤防道路应按照堤防工程的级别、相应的交通量和对沿线的各项服务功能分为2个或3个等级,同时考虑到防洪安全,堤防道路不宜按照高速公路和城市快速路的规格建设,各等级堤防道路的特征见表2。a.Ⅰ级堤路应以2级以上堤防工程为依托,设置必要的分隔带或设施带,能实现交通连续通行,双向2~4条机动车道,或专设单独防汛通道,应设有配套的安全和交通管理设施。机动车与非机动车应分道行驶,城镇段应考虑行人的出行需求。b.Ⅱ级堤路应以3级以上堤防工程为依托,双向不应少于2条车道,非机动车道应独立或与机动车道共板,人行道可不设。c.Ⅲ级堤路应为单幅路,为单车道或双车道,不设专用非机动车道和人行道。
3.4 堤防道路分类分级体系在上述堤路性质划分的基础上,将堤路性质、等级、区位、主要功能等内容汇总于表3,构成堤防道路分类分级体系。表3中各类堤防道路均要以满足防洪需要为前提。4结语我国堤防道路功能演变经历了单一功能、功能扩展和功能丰富3个阶段。进行堤防道路功能分类,对正确划分堤防道路类型、合理确定路幅布置和路面结构形式,以及明确行政归属都有重要意义。堤防道路功能影响因素有防汛的任务的轻重、管理部门的政策、堤路服务的对象和所在区域的规划。按照堤防道路发挥抗洪抢险、堤防管理、交通运输、社会服务和配套设施等各项功能的重要程度,将堤防道路分为防汛性、综合性、交通性和景观性等4类,并将每一类划分为2个或3个等级。建立分类分级体系的目的是为了给堤防道路提供设计依据,制定合理的建设标准,促进防洪工程满足现代水利的需求。近日由日照市园林管理局牵头组织编制的《日照市城市排水(雨水)防涝综合规划(2016-2030年)》通过专家评审。评审会在济南召开,专家组由山东省城乡规划设计研究院、山东省城建设计院、中国城市建设研究院山东分院、山东建筑大学、济南市规划设计研究院等单位的专家组成。与会专家听取了规划编制情况介绍,认真审议并通过《规划》。《规划》以城市总体规划为依据,遵循“统筹兼顾、系统协调、理念先进、经济适用”原则,在日照主城区(含山海天,不含岚山区和涛雒)范围内进行规划建设。《规划》确定了日照市主城区未来3-15年的城市排水(雨水)防涝标准,确保城市河道防洪标准30年一遇,山洪标准50年一遇,城市防潮标准100年一遇,城市内涝有效应对不低于30年一遇暴雨,雨水径流总量控制率75%。经过讨论专家组一致同意《规划》通过评审,认为规划编制目标明确、内容全面,资料翔实,达到国家有关规定的深度要求,并建议结合评审意见作进一步修改完善。下一步日照市园林管理局将对排水防涝规划进行完善,使其与日照市城市总体规划、道路交通规划、海绵城市专项规划等相关规划相衔接,充分做到统筹兼顾、周密安排,增强规划的指导力和可行性。
黄土湿陷
(一)温陷性黄土的特征
(1)温陷性黄土的物质成分和结构
湿陷性黄土的颜色主要呈黄色或褐黄色、灰黄色,富含碳酸钙,具大孔隙,垂直节理发育从物质成分上看,湿陷性黄土多以粉砂、细砂为主,含量一般为57%~72%,矿物成分以石英、长石、碳酸盐矿物、粘土矿物等为主。
湿陷性黄土在结构上由原生矿物单颗粒和集合体组成,集合体中包括集粒和凝块。高孔隙性是湿陷性黄土最重要的结构特征之一。孔隙类型有粒间孔隙、集粒间孔隙、集粒内孔隙、颗粒-集粒间孔隙等,孔隙大小多为1~0.002mm。
湿陷性黄土是干旱气候条件下风积作用的产物。形成初期土质疏松,靠颗粒的摩擦和粘粒与CaCO3的粘结作用略有连接而保持架空状态,形成较松散的大孔和多孔结构。黄土孔隙率高,多在40%~50%之间,孔隙比为0.85~1.24,多数在1.0左右。
(2)湿陷性黄土的物理力学性质
1)低含水量:黄土天然含水量一般在7%~23%之间,但湿陷性黄土多数为11%~20%密度为1.3~1.8g/cm3,干密度为1.24~1.47g/cm3塑性较弱,塑性指数多为8~12,液限一般为26%~34%,多处于坚硬或硬塑状态沿冲沟两侧和陡壁附近垂直节理发育由于存在大孔隙,故透水性比较好,渗透系数一般为0.8~1.0m/d,而且具有明显的各向异性,垂直方向比水平方向的渗透系数大几倍甚至几十倍。
2)高孔隙性,中等压缩性:马兰黄土压缩系数一般为0.1~0.4MPa-1,抗剪强度较高,内摩擦角一般为15°~25°,黏聚力为30~60kPa。但新近堆积的黄土土质松软,强度低,属中—高压缩性,压缩系数为0.1~0.7MPa-1。
2.湿陷性黄土的危害
湿陷性黄土因其湿陷变形量大、速率快、变形不均匀等特征,往往使工程设施的地基产生大幅度的沉降或不均匀沉降,从而造成建筑物开裂、倾斜,甚至破坏。
(1)建筑物地基湿陷灾害
建筑物地基若为湿陷性黄土,在建筑物使用中因地表积水或管道、水池漏水而发生湿陷变形,加之建筑物的荷载作用更加重了黄土的湿陷程度,常表现为湿陷速度快和非均匀性,使建筑物地基产生不均匀沉陷,破坏了建筑基础的稳定性及上部结构的完整性。
例如西宁市南川锻件厂的数十栋楼房,因地基湿陷均遭到不同程度的破坏。1号楼在施工中受水浸湿,一夜之间建筑物两端相对沉降差达16cm,地下室尚未建成便被迫停建报废。厂区由于地下水位上升,造成大部分房屋因地基湿陷而破坏,其中最大沉降差达61.6cm,最大裂缝宽度达10cm。类似的例子在湿陷性黄土地区不胜枚举。
在湿陷黄土分布区,尤其是黄土斜坡地带,经常遇到黄土陷穴。这种陷穴常使工程建筑遭受破坏,如引起房屋下沉开裂、铁路路基下沉等。由于陷穴的存在,可使地表水大量潜入路基和边坡,严重者导致路基坍滑。由于地下暗穴不易被发现,经常在工程建筑物刚刚完工交付使用时突然发生倒塌事故。湿陷性黄土区铁路路基有时因暗穴而引起轨道悬空,造成行车事故。
为了保证建筑物基础的稳定性,常常需要花费大量的物力、财力对湿陷性黄土地基进行处理。如西安市建筑物黄土地基的处理费用一般占工程总费用的4%~8%,个别建筑场地甚至高达30%。
(2)渠道湿陷变形灾害
黄土分布区一般气候比较干燥,为了进行农田灌溉、城市和工矿企业供水,常修建引水工程。但是由于某些地区黄土具有显著的自重湿陷性,因此水渠的渗漏常引起渠道的严重湿陷变形,导致渠道破坏。
在中国陇西和陕北黄土高原有不少渠道工程受到渠道自重湿陷变形的破坏。如甘肃省修建的一座堤灌工程,在引水灌溉十多年之后,有的地段下沉0.8~1m,不少分水闸、泄水闸和泵站等因湿陷而破坏,不得不投入资金多次重建(纪万斌等,1997)。
3.湿陷性黄土的防治措施
在湿陷性黄土地区,虽然因湿陷而引发的灾害较多,但只要能对湿陷变形特征与规律进行正确分析和评价,采取恰当的处理措施,湿陷便可以避免。
(1)防水措施
水的渗入是黄土湿陷的基本条件,因此做到严格防水,湿陷事故是可以避免的。
防水措施是防止或减少建筑物地基受水浸湿而采取的措施。这类措施有平整场地,以保证地面排水通畅做好室内地面防水设施、室外散水、排水沟,特别是开挖基坑时,要注意防止水的渗入切实做到上下水道和暖气管道等用水设施不漏水等。
(2)地基处理措施
地基处理是对建筑物基础一定深度内的湿陷性黄土层进行加固处理或换填非湿陷性土,达到消除湿陷性、减小压缩性和提高承载能力的方法。在湿陷性黄土地区,通常采用的地基处理方法有重锤表层夯实(强夯)、垫层、挤密桩、灰土势层、顶浸水、土桩压实爆破、化学加固和桩基、非湿陷性土替换法等。
对于某些水工建筑物,防止地表水渗入几乎是不可能的,此时可以采用预浸法。如对渠道通过的湿陷性黄土地段预先放水,使之浸透水分而先期发生湿陷变形,然后通过夯实碾压再修筑渠道以达到设计要求,在重点地区或辅之以重锤夯实。
选择防治措施,应根据场地湿陷类型、湿陷等级、湿陷土层的厚度,结合建筑物的具体要求等综合考虑后来确定。对于弱湿陷性黄土地基,一般建筑物可采用防水措施或配合其他措施重要建筑物除采用防水措施外,还需用重锤夯实或换土垫层等方法。对中等或强烈湿陷性黄土地基,则以地基处理为主,并配合必要的防水措施和结构措施。
(3)黄土陷穴的防治处理措施
在可能产生黄土陷穴的地带,应通过地面调查和探测,查明分布规律,并针对陷穴形成和发展的原因采取必要的预防措施。具体措施有:
1)设置排水系统,把地表水引至有防渗层的排水沟或截水沟,经由沟渠排泄到地基或路基范围以外。
2)夯实表土、铺填粘土等不透水层或在坡面种植草皮,增强地表的防渗性能。
3)平整坡面,减少地表水的汇聚和渗透。
对已有的黄土陷穴,可采用如下的措施进行处理:
1)对小而直的陷穴进行灌砂处理。
2)对洞身不大、但洞壁曲折起伏较大的洞穴和离路基中线或地基较远的小陷穴,可用水、粘土、砂制成的泥浆重复灌注。
3)对建筑基础下的陷穴一般采用明挖回填方式。
4)对较深的洞穴,要开挖导洞和竖井进行回填,由洞内向洞外回填密实。
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