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1.1工程地理位置
本水库是以灌溉、县城供水为主,兼有农村人畜饮水的综合利用工程,主要是解决5个乡镇的农田灌溉及江口县城的供水问题,以及农村人畜饮水问题。工程坝址位于县城西面的锦江闵孝河段一级支流英溪河下游河段上,坝址距县城12km,距闵孝镇5km,305省道从坝址下游约1km处通过,另有乡村公路通往坝址及库区,交通较为便利。
1.2工程等别及建筑物级别
1.2.1工程等别及建筑物级别
本工程由首部枢纽、灌区工程和县城供水工程3部分组成,水库总库容1500万m3,坝型为拱坝,最大坝高50m,属中坝;灌区总面积2893hm2,县城供水人口8.38万人,乡镇农村人畜饮水供水23720人,总干渠渠首设计引用流量3.52m3/s;县城日平均供水15571m3/d,最大日供水量20242m3/d。灌区工程还包括两座泵站,其中舒家龙泵站装机容量4×1250kW+3×900kW,何家坝泵站装机容量3×1000kW。可研报告审查意见中,同意本工程水库规模中型、工程等级为Ⅲ等,其枢纽主要建筑物如大坝、溢流表孔、放空底孔、放水管为3级,灌区建筑物泵站为3级,渠道及渠系建筑物、供水管道及其它建筑物为5级,临时建筑物如导流建筑物为5级。初步设计阶段按照审查意见及规程规范对工程等别及建筑物级别复核如下:根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)、《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288—99)及《泵站设计规范》(GB50265—2010)的规定,本工程为III等中型工程,枢纽主要建筑物大坝、溢流表孔、放空底孔为3级建筑物;灌区及供水工程为小(1)型,灌区泵站为3级建筑物,渠道及渠系建筑物、水池、县城供水管道为5级建筑物,临时工程为5级建筑物。
1.2.2洪水标准
本工程地处山区,根据工程等级、规模及拟定的各建筑物级别,从而确定相应的洪水标准如下:
1.2.2.1首部枢纽建筑物洪水标准
拱坝及溢流道、放空底孔洪水标准按50a一遇(P=2%)洪水设计,500a一遇(P=0.2%)洪水校核;消能防冲建筑物设计洪水标准按30a一遇洪水设计。
1.2.2.2灌区及供水区建筑物洪水标准
灌区泵站建筑物洪水标准按30a一遇(P=3.33%)洪水设计,100a一遇(P=1%)洪水校核;县城供水管道、渠道、渠系建筑物按10a一遇(P=10%)洪水设计,涵洞洪水标准按10a一遇(P=10%)洪水设计。
1.3工程布置及建筑物
1.3.1首部枢纽工程布置
水库位于英溪河与闵孝河汇口上游约2.1km,距江口县城约15km,江口县城与水库之间分布有大量的农田、村寨、公路干线等,为保证紧急情况下能快速放空水库,水库设置放空底孔。根据选定的坝线及坝型,其首部枢纽布置为:拱坝+坝顶溢流表孔+右岸重力墩+放空底孔+取水口及放水管+环境放水管。大坝坝型为C15混凝土双曲拱坝,建基面高程404m,最大坝高50m,两岸坝肩段置于弱风化下至中上部,坝顶宽4m,坝底最大宽度12m,大坝厚高比0.24。坝顶高程为454m,坝顶长113.354m,溢流表孔处设交通桥,交通桥宽为4.0m,为保证人行安全,坝顶上下游面均设栏杆。上坝公路布置于右岸,从下游面由交通洞穿过孤峰通往左坝端。重力墩布置在右坝端,底板高程430m,顶面高程454.0m,总高24m,顺水流方向顶部宽15m,底部宽25m,沿坝轴线方向长33m,墩体材料为C15混凝土。溢洪表孔布置在河床段顶中部,溢流净宽48m,堰顶高程449m,堰顶不设闸门控制,溢流堰为WES型实用堰;为方便运行管理,溢流堰顶布置交通桥,桥面宽4m,3个桥墩坐落在溢流堰斜坡至溢流堰反弧段位置,桥墩厚1m,宽6m,高11m。放空底孔靠溢流坝右侧布置,轴线方向与拱中心线成23°角,进口底板高程424.17m,孔身断面尺寸2.0m×2.5m,设事故检修平板钢闸门一扇。根据压坡设计要求,出口断面尺寸缩小为2.0m×2.0m,设弧形工作钢闸门一扇,在433.67m高程设置启闭机室,布置一台启闭机。底孔全长35m,出口采用挑流消能。取水口及放水管位于右坝段,桩号0+020.366,采用塔式取水,采用塔式取水,取水口底板高程433.0m。沿水流方向依次设固定式拦污栅、检修闸门。喇叭口后为闸门井,高21m,事故闸门后设通气兼进人孔,闸门井后设渐变段,长3m,圆孔后接放水管。放水管沿河岸通过悬崖段,经Φ1.6m锥形阀后进入消力池。放水管总长222.5m,明管布置,光面管。锥形阀布置闸室内。在放水管末端地形平缓的位置布置消力池,使水流平稳进入总干渠,放水管1~2#镇墩之间地形稍缓的位置设Φ300环境水管,兼作放水管的放空设施。
1.3.2灌区工程布置
1.3.2.1灌区分布
根据灌区地形、地质条件,结合灌区耕地、水源等特点,将灌区分成3个大片区:1)第一片区为总干渠片区,包括本下游至塘坎寨洞湾一带,本片区大部分灌面已由铜东灌区英溪引水工程解决,渠系配套工程已于2009年完成,水源来自英溪河,保证灌溉面积260hm2,修建本将截断其水源。因此,本将还原其灌溉流量,并覆盖本总干渠与英溪引水渠两个高程之间的农田40hm2,本将为此300hm2农田提供灌溉水源,为自流灌溉。2)第二片区为塘花干渠片区,包括龙回至坝盘之间的锦江两岸广大农田,由塘花干渠解决,灌面共计884hm2,其中改善灌溉面积20hm2,为自流灌溉。3)第三片区为凯德干渠片区,包括黑岩、双岑、洪坪、何坝、凯里、革张坝等江岑公路沿线的高山缺水地区,灌面共计1750hm2,其中改善灌面60hm2,为提水灌溉。
1.3.2.2渠系布置
为覆盖上述灌区范围,经布置:1)第一片区有总干渠和英溪支渠,总干渠自水库引水沿英溪河右岸至1+664处跨过英溪河经水银沟、周家屯、水泥厂至塘坎寨,长15.903km;英溪支渠为已建渠道,沿英溪河左岸至鱼粮溪村,再经水银沟、周家屯、水泥厂、塘坎寨、五里桥直至洞湾,长约15km,分布高程比总干渠低10余m。2)第二片区有塘花干渠、塘花干管和坝盘支管,塘花干渠从塘坎寨经滑石板、龙回,在庙湾跨过闵孝河,沿闵孝河右岸布置坝干管顺河而下直至坝盘电站坝址位置,长13.665km,其中塘花干渠长4.125km,塘花干管长9.45km;坝盘支管从坝盘电站坝址沿闵孝河右岸顺河而下至坝盘椅子湾水库,长9.45km。3)第三片区有凯德干渠、舒家龙泵站、洪坪支管(长4.549km)、岑洞坪支管(长2.21km)、何坝支渠(渠道长2.05km,管道长10.4km)、何家坝泵站及渠系建筑物。凯德干渠在水泥厂处从总干渠分水跨过闵孝河,经凯德、蛇湾寨至舒家龙泵站,渠线4.7km;舒家龙泵站从舒家龙蓄水池提水至569m高位水池和天堂650m高位水池;洪坪支管从569m高位水池引水经大湾、围子边、张海溪至小土坪高位水池,管线总长4.549km;岑洞坪支管在大湾从洪坪支管分水,通过压力管线经陶岭、下寨、上寨至谭井高位水池,管线总长2.21km;何家坝支渠从天堂650m高位水池引水,以明渠型式通过天堂,再采用压力管线经格洋溪、三道河、店上、沙坝直至何家坝,引水线路总长12.45km;何家坝泵站从何家坝蓄水池提水至雷打坪840m高位水池。
1.3.3供水工程布置
本工程城镇供水对象为江口县城,规划的新水厂位于江口县城西侧城郊的沙子坳,原始地面高程410~440m。本项目负责将水采用自流方式引至沙子坳。充分利用灌溉总干渠,从水库至塘坎寨一段,利用灌溉总干渠引水,即是将县城供水所需的0.3m3/s流量叠加到总干渠,再从塘坎寨修建供水管道平行公路布置,经过五里桥、基北自流至沙子坳水厂位置。县城供水的引水线路总长18.603km,其中总干渠长15.903km,供水管道长2.7km,引水渠道两侧设置栅栏,以保证渠道水质不受污染,供水管道采用埋管型式布置,以适应城郊地带的运行和管理。乡镇供水及农村人畜饮水涉及到闵孝镇、双江镇、民和乡等3个乡镇,供水范围较为分散,本工程只为各受水点提供水源,供水管网、供水设施等根据国家政策另行解决。初步设计作了如下规划:1)闵孝镇供水:受水点位于水库附近,且水库水位能满足供水自流要求,由闵孝镇从水库自行引水或从总干渠上自行引水。2)双江镇总干渠沿线村寨的农村人畜饮水由各村组自行在总干渠引水或总干渠末端的水池引水。3)双江镇天堂片区的农村人畜饮水由各村组自行在天堂坪高位水池引水。4)洪坪片区的农村人畜饮水由各村组自行在洪坪支管沿线或小土坪高位水池引水。5)岑洞坪片区的农村人畜饮水由各村组自行在谭井高位水池引水。6)何家坝片区的农村人畜饮水由各村组自行在何家坝水池引水。7)凯里片区的农村人畜饮水由各村组自行在雷打坪高位水池引水。
2优化效果说明
设计优化主要采用新工艺、新思路、新材料,结合工程现场精打细算,以期以最节约的方式做出符合规范要求的工程产品,节约社会资源、创造社会财富。其优效果主要体现在两个方面:
水利工程关乎社会民生,在新时期人均物质生活水平显著提升背景下,对于工程设计提出了更高的要求。作为水利工程中重要组成部分,水库溢洪道工程质量高低将直接影响到水库的安全,尤其是在汛期和泄洪期,尽可能降低安全因素带来影响。在水库溢洪道工程设计中,需要充分把握水库溢洪道的设计布局、水库溢洪道水力计算和结构计算,提出设计合理性,提升我国水力工程建设质量。由此看来,加强水库溢洪道工程设计研究十分关键,对于后续工作开展具有一定参考价值。
1水库工程中常见的问题
1.1洪水期间的问题
在水库溢洪道工程中,洪水期间出现的问题十分严重,作为保障水库安全的基础设施,水库溢洪道所起到的作用十分突出。但是由于造价不合理,水库设施不完善,所以在水库溢洪道设计标准上存在一定的不合理性,洪水数据偏小,这就导致后续设计的溢洪道尺寸不合理,难以满足实际要求。尤其是水库溢洪道运行条件较为恶劣,长期受到水体和风体的影响,岩石风化现象十分严重,致使水库溢洪道的泄洪能力偏低,在洪水期间为水库安全埋下了严重的安全隐患。
1.2水库溢洪道布置和设计问题
在水库溢洪道布置和设计方面,由于距离大坝进出口太近,所以坝肩和溢洪道之间的距离过于单薄。加之进出口并未建立专门的护砌,所以一旦发生洪水事故很容易造成坝肩崩塌,埋下严重的安全隐患。在水库溢洪道设计中,由于平面弯道过大,收缩性较强,洪水期间对于水库的泄洪能力带来不同程度上的影响,尤其是水库溢洪道布置的弯道大多数是在下坡处。水流流式不断变化,两岸水面差距十分明显,水库凹岸的水面不断提升,并且水流流速较快。这种现象将导致延平直段由于水流流速和冲击力较大发生拆冲现象,影响到水库整体的泄洪能力,带来的影响十分深远。如果水库缓流处收缩过于强烈,可能产生较为明显的流态变化情况,进而对溢洪道砌面产生严重的冲击力,工程施工难度更大。也正是由于水库投入资金限制性较大,如果砌筑高度较高,相应的需要投入大量的资金费用,在一定程度上对水库泄洪能力和安全产生直接的影响。
1.3水库溢洪道工程设计方法不合理
由于水库溢洪道工程设计涉及内容较广,在平面和剖面设计中可能存在不同程度上的缺陷,进而影响到溢洪道陡坡设计缺陷和不足的出现。主要是由于水库溢洪道布设具有非山坡性特点,所以底部并未进行充分的反滤砌筑防护,可能出现不同程度上渗漏水现象,进而发生严重的滑坡事故,对水库安全带来严重的破坏和影响。与此同时,在设计中由于重视程度不高,边坡的厚度不均匀可能产生严重的滑坡事故,进而对水库泄洪能力产生影响,带来较大的冲刷力。由此可以看出,当前我国水库溢洪道工程设计中还存在一系列缺陷和不足,除了上述问题以外,还包括一些结构基础和泄洪能力上的缺陷,可能出现水流冲击力较大,水库砌筑防护裂缝漏水,影响到工程的建设安全,还有待进一步完善和创新。
2水库溢洪道的设计规划
2.1水库溢洪道的设计布局
在水库溢洪道工程设计中,需要结合当地的地形、地貌和水文条件,保证经济投入合理性,后续施工活动可以安全有序进行。如果水库附近有山,建设水库溢洪道是合理的,如果施工区域较为狭窄,水库溢洪道可以选择侧槽式进行施工,有助于提升水库溢洪道泄洪能力。水库溢洪道设计布置中,主要是在坚硬平面上,尽可能的缩短线路距离,避免弯道的出现。同时,出口与坝体之间的距离越远越好,这样可以有效避免后续滑坡或泥石流对水库溢洪道带来破坏。(1)进口段。一般情况下,进口段的形状为喇叭形,这样是为了降低损失和地形因素限制,根据实际情况适当的设置弯道。设置的弯道尽可能保证平缓,避免受到较强的冲刷影响;溢洪道坝面设计为梯形或是四边形,水流速度在1s/h以下,可以不适用砌护墙。反之,如果与附近建筑物在一定范围内连接,可以适当的增加切护长度和厚度。(2)控制段。为了保证洪水期间泄洪能力,水流速度均匀,应该保证进口水流和建筑物保持垂直,根据地形条件有针对性的设置控制断面,确定泄洪流值。一般情况下,岩基单宽流量大概在50m3/s以上,除了一些小型水库进水口设置引流以外,水库溢洪道的宽度应该控制在3h以下。如果断面宽度较大,布设间距应该控制在10m~15m之间。(3)陡坡和急流段。在陡坡和急流段的设计中,可以选择直线法,进而避免坡体和弯道产生的流态负压问题。故此,在水库溢洪道设计中需要因地制宜,根据具体的地形、地貌和水文条件来确定引流形式。(4)消能段。陡坡和急流段的尾端需要安设一个效能装置,结合溢洪道地形和地质条件有针对性选择装置型号。在溢洪道末端选择多级跃流形式,促使水库的泄流方向可以控制在坝角的100m~150m左右。但是,对于消能工具的选择,如果是非岩基的消能工具,绝大多数情况下是采用底流效能方式,末端配置消能池。水库洪流阶段,池流量处于一个较为平稳的阶段,可以选择消能槛形式来满足实际需要。水库洪流是远驱式,可能对砌护带来严重的冲刷作用。针对此类情况下,可以选择差动式消能装置,水库溢流道末端坡度较陡情况下,应用挑射效能模式作用更为突出,还可以有效避免消能池的使用,降低工程量和资金投入,提升工程建设经济效益。
2.2水库溢洪道水力计算
(1)进口段水力计算。进口段水力计算主要是选择查尔诺门斯基法,从下游控制面反推上游控制断面的水面曲线变化情况,并且得出具体的数位高度,确保泄洪时水库的水位计算结果精准度。(2)陡坡和急流段的水力计算。陡坡和急流段的水力计算方法较为多样化,可以采用b2型降水曲线方法进行计算。(3)消能工具水力计算。在水库溢洪道底流式效能设备计算时,通过巴什基洛娃图方法进行计算,步骤简单,可以更快的得到计算结果,保证计算结果精准度,降低计算时间。一般情况下,在溢洪道建设中,更多的选择尺寸较大的消费设备,所以想要获得准确的水利工程效能情况,应该建立模型进行试验分析,得出更加准确的结果。(4)侧槽段的水利计算模式。在溢洪道侧槽段水力计算中主要是通过扎马林法,这个计算模式中将将流假定值是均匀的,但是实际情况下确实动态变化的,所以只能计算得出一个模糊结果,与实际情况存在一定的差异。尤其是近些年来,水利工程的水流量和能量关系的计算不断深化,计算方法也在不断创新,在了解池流情况基础上,由于侧槽式溢洪道水流内进冲击力较大,所以导致水流的流态变得更加复杂,计算难度较高。
2.3水库的结构计算
为了保证水库建筑物结构稳定性和安全性,这就需要在结构计算中能够选择合理的计算方法,除了对于坡面挡土墙的计算以外,还要对其他方面内容进行详细计算和分析。在陡坡砌护厚度计算中,主要是为了保证互动安全,设置可伸缩沉陷缝,避免洪水期间砌护体受到影响坡向发生变化,加剧阻力。
3结语
综上所述,水库溢洪道工程设计中,作为水利工程中重要组成部分,设计合理与否将直接影响到工程整体建设质量,这就要求设计人员充分把握水库溢洪道的设计布局、水库溢洪道水力计算和结构计算,提出设计合理性,提升我国水力工程建设质量。
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二、针对水库建设管理中存在问题的对策探讨
1.首先要强化对于人员的培训和管理水库建设立在当代、功在千秋,对于促进社会生产具有十分重要的现实意义。所以在水库建设的过程中要对施工人员严格要求,坚持持证上岗,对于特别重要的岗位要确保工作人员具备熟练的技术和同类的工作的经验。同时要经常性地开展安全和生产方面知识的培养,使得每个参加水库建设的人员都能够具备一定的专业知识,从而更好地提升水库建设的质量。2.优化水库工程施工管理制度在水利工程的施工过程中要建立一套完善的管理制度,在材料检验、图纸审核以及工程验收等环节要有科学合理的程序。工程的技术人员要明白自身在工作中的职责,树立安全意识和大局意识,依照制度做好本职工作。同时在工作的开展过程中要详细完整地记录施工日志,以便日后开展检查工作。在进行水库图纸的绘制中,要严格地对图纸进行绘制,同时复核人员要进行仔细的查验,发现问题之后尽快地做出修改,避免在施工中造成更大的损失。在水库施工结束之后,要将图示这技术资源进行归档,进行妥善的管理,以便日后进行查验。3.加大对于水库建设的资金投入水库建设是一项十分宏大的工程,但因为工程的施工环境比较复杂,施工所需要的周期比较长,对于工程的质量要求也比较高,所以充足的资金是保障整个水库工程能够顺利开展的重要保障,这就需要加大对于水库工程的资金投入。在开展施工的过程中,如果资金不足就会影响到施工人员的情绪,也会影响到材料的购买,这对于水库工程的施工进步和施工质量会产生一定的负面影响,严重影响了水库建设的顺利开展。
中图分类号 X826 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)11-0159-03
水库是陆地生态系统水环境要素的重要组成部分,它同时具有提供城乡生产生活用水、开展淡水养殖、旅游观光、水利发电、水上运输和调节区域气候等综合功能,在区域社会经济发展和生态环境建设中发挥着举足轻重的作用。水库资源与环境的重要性决不亚于天然湖泊。
拟建的左柏水库属于梁平县,所处河段在龙溪河二级支流白滩河和龙河上。回龙河流域是梁平县工农业经济发达的地区,当前梁平县农业和农村经济已经进入了一个新的发展阶段,农业发展由过去受资源约束转变为受资源和市场双重约束,农田水利基础设施建设状况和保障能力总体上还不能适应农村经济社会可持续发展的需要。近年来,县内连续遭受严重干旱,局部地区发生大的洪涝,给农业生产、农村经济和农民生活带来较大的损失和困难。回龙河流域水资源总量较丰富,但是水资源开发利用率很低,水资源开发利用率仅5.3%,大量水资源亟待开发。现有的水利工程不能满足2020年梁平县国民经济发展各部门的需要,因而需要对区域水资源进行合理优化配置。
左柏水库工程的建设可改善灌区农业灌溉条件,提高农业抗旱减灾能力;可解决灌区场镇供水、农村人畜饮水、工业用水,对维护社会稳定、促进地方社会经济可持续发展、全面建设小康社会都是十分必要和迫切的。但是水库工程建设期及运行期势必会对当地水文、生态、局地气候等产生明显的环境影响,因而有必要分析研究工程建设可能造成的环境影响,尤其是对当地山区居民关系密切的水生生态和陆生生态的影响需要进一步分析。
1 水库工程简介
左柏水库主副坝分别位于回龙镇山河村和屏锦镇龙河村,为Ⅲ等中型水利工程,水库坝址距县城约31 km。总库容1 037万m3,正常水位库容1 015万m3,死库容55万m3,调节库容960万m3。工程主要包括水库枢纽工程(包括主坝、副坝、联通洞和取水设施等)、借水工程(包括借水坝和借水隧洞)、供水灌溉工程。
该水库是一座以农业灌溉、场镇供水、农村人畜饮水机工业用水等综合利用的中型水利工程。水库建成后采用重力输水方式,主要向回龙镇和荫平镇2.5万人、梁平县工业园区B2区及灌区人畜供水,灌区主要涉及在回龙镇回龙村、青岗村、山河村等13个村,总灌溉面积约1 446.67 hm2。水库各工程区域敏感点主要为现有地面文物以及各工区周边居民点。
2 对水陆生态及景观生态环境的影响分析
2.1 对水生生态的影响分析
2.1.1 对鱼类资源的影响分析。具体包括以下内容。
(1)施工期对鱼类的影响。项目地处龙溪河水系回龙河支流上段的龙河、白滩河发源地。河道、溪流浅、窄、流量小,仅有少量鱼(鲫鱼、麦穗鱼、棒花鱼、黄鳝、泥鳅、沙鳅、爬岩鳅等)、虾(新虾米)、蟹(螃蟹)等渔业资源,且资源量小,渔业利用价值不大。
施工期修建水坝,土石方开挖会使河流水体变得混浊,加上爆破等活动,会对鱼类的生存环境产生一定影响,但由于工程施工仅局限在较短的河段,影响范围有限。只要加强施工管理,严禁施工人员随意捕捞鱼类,施工季节避开鱼类的繁殖时期,严禁向河道倾倒渣土,施工对鱼类的影响可减至最低[1-2]。
(2)运行期对鱼类的影响。一是对坝前河段鱼类的影响。左柏工程坝前水库形成后,坝前水体水文情势发生重大变化,从而使鱼类栖息环境发生变化,急流减缓、砂石沉积、饵料增多。通常说来,库区河段原有适应于底栖急流、砾石、岩盘底质环境的鱼类,栖息范围缩小,鱼类的种类、数量都将在一定程度上减少;一部分适应能力强的种类将迁移到库尾上游水域;一些既能适应流水又能适应静水活动的鱼类将成为库区优势种。二是坝后河段阻隔影响。水库大坝建成后,原来连续的河流生态系统被片断化,对鱼类的生存可能产生不利影响。本项目主坝白滩河和副坝龙河下游均是典型的山地河流,水浅,河道比降较大,主要是小型鱼类,缺乏长距离洄游鱼类,仅作短距离生殖洄游。河流截流后,鱼类可以转入下游水域生活,但河段水量的减少,生态水文条件发生改变,生境类型有所减少,影响到鱼类栖息生境的空间大小。从物种保护角度看,只要切实采取了保证生态流量、减少水体污染等措施,不会导致现有鱼类的灭绝。
2.1.2 对水生生物的影响分析。对水生生物的影响主要体现在工程建成运行后。根据调查,白滩河、龙河及三叉河均是峡谷溪流,由于均是回龙河支流,且相距^近,故分布的水生生物种类基本一致。3条河流水流较急,水质清洁,浮游生物种类较少。浮游植物以适宜流水的硅藻居多;水生昆虫以喜冷水性、对水质要求较高的蜉蝣目、毛翅目、H翅目为主。此外,还有少量水生甲虫,如扁泥甲属的昆虫。大坝建成后,在大坝上游形成静水环境,浮游植物中的蓝藻和绿藻种类和水量会有一定程度的增加;由于泥沙淤积,阻塞蜉蝣目、毛翅目、H翅目昆虫的鳃片或枝状鳃,导致虫体死亡,加之急流生境的丧失,这3个目的昆虫数量可能会大大降低;但是,轮虫、桡足类、枝角类以及适应于静水和缺氧的双翅目昆虫数量有所增加。在采取下泄生态流量措施之后,枯水期坝后减水河段将不会出现河道断流现象,对坝后水生生物的影响有限。
2.2 对陆生动物的影响分析
2.2.1 对珍稀陆生动物的影响。回龙河流域野生动物资源种类较丰富,主要有野猪、野兔、野鸡、普通蛇类等,但珍稀保护动物极为罕见。家畜有猪、牛、羊,禽类有鸡、鸭等。工程区动物群落分布与生境分化有着密切关系,主要有河岸湿地动物群落、中山灌丛动物群落、居民点群落带动物群落3种类型。水库工程影响区域山体陡峭,坡度较大,加之区内主要廊道为水体,对野生动物活动构成天然屏障,人类干扰强度大,不是大型野生动物的主要活动范围,未发现国家和省级重点保护野生动物及栖息地分布,因而项目建设对珍稀陆生动物几乎无影响。
2.2.2 项目施工期对陆生动物的影响。具体有以下内容。
(1)对兽类的影响。水库施工区域活动的动物以小型兽类为主,常见的有小家鼠、田鼠等,由于施工建设活动破坏了它们的栖息地,会改变它们的分布格局,使建设区域内的小型兽类急剧减少,建设区域外的小型兽类在短时间内会有所增加。如在施工区域人多的地方,可能造成小家鼠、田鼠数量增加。植被破坏区域,田鼠等数量会上升,其他种类数量将有所下降。但总体上,建设期间施工活动对大多数哺乳动物没有太大的影响,因为哺乳动物有较强的迁徙能力,环境改变会使它们迁移到适合它们生活的环境中继续生存、繁衍。
(2)对鸟类的影响。水库施工区的建设活动对原在此居留的鸟类有一定干扰,由于建设区域多山地草丛,居留于此的多为一些小型雀翅目鸟类,植被的破坏可能对其筑巢、育雏有一定影响,施工的噪声、污染等对它们有一定威胁。但总体来看,项目的建设活动对鸟类影响不大,主要是由于鸟类具有强的迁移能力,食物的寻觅、饮水的获得、项目建设活动对它们都没有太大的影响。
(3)对爬行类的影响。水库施工区爬行类动物较少且他们对环境改变有较好的预知能力,会迁徙到工程区以外的地方,建设活动对它们的影响较小。
项目建设会造成对动物的干扰,会改变动物的分布格局。施工影响区内兽类活动会明显减少,使它们远离施工区域;由于破坏了一定面积的小型兽类、鸟类的栖息地,会较大改变建设影响区小型兽类和鸟类的分布格局,初期它们会迅速减少或有一定数量的死亡,并向周边区域扩散,但它们适应环境变化的能力大多较强,在环境稳定后会在新的栖息地内迅速繁殖生存,种群数量又会上升。因此,水库施工建设对动物的影响是在可承受范围内的,不会造成物种的灭绝和生态链的断裂。
2.2.3 项目运行期对陆生动物的影响。随着施工期的结束,人为干扰大为降低,部分动物会回到原来的区域,但由于该区以栽培植被为主,动物数量不多,对动物影响不大。而下游基本上都是人居环境,减水河段两侧动物则因水的减少,动物活动会有所减少,但河流的阻隔作用减少又会为陆生动物形成新的通道,有利于两岸动物如啮齿类、爬行类动物的交流。
另一方面,由于库区的形成,对众多水鸟、游禽有利。水禽,尤其是大型水禽,如鸭科等鸟类会从远处迁徙来栖居于此,游禽的数量和种类将会不断增加。本来生活于此处的水禽如罗纹鸭等,它们的种群数量亦会增加。
随着水库建成运行,干扰程度降低,其他区域的两栖类会逐渐扩散过来,通过繁殖逐渐扩大种群数量,在较短的时间内它们又会恢复到建设前的水平。同时,由于河流被截去大部分水后,形成的水流较小、较静,比修建前更利于两栖类的繁殖,有利于两栖类种群的扩大。
2.3 对陆生植物的影响分析
2.3.1 对珍稀濒危植物的影响。根据生态环境现状调查可知,本项目河岸带的植物均为山区河流河岸常见植物,大多数是喜湿的草本植物和灌木,在直接影响区域内未发现国家和市级重点保护的珍稀濒危植物种类,项目建设不会造成珍稀濒危植物的破坏或灭绝。
2.3.2 项目施工期对植物资源的影响。工程影响较集中的区域有水库淹没区及其影响区(包括水库淹没线为界向外沿展,按海拔高程计,以海拔200 m以下为界;按水平计,以500 m为界)、水库枢纽工程区、灌区渠系占地地段、渣场所在地段以及施工便道、复建道路等。各施工区的直接影响时间和时段不等,总的影响时间约26个月。产生影响的因素主要有土方明挖、岩石明挖、岩石洞挖、土石方填筑、堆渣、工程施工各种生产、生活临时建筑物、永久占地等。其他如施工过程所产生的粉尘、有害气体、废水、固体废弃物、噪声等对自然生态和动植物都有直接的影响。
建设施工会对原有植被造成一定程度的破坏,造成一部分植株死亡;因施工段沿河两岸土层较厚,坡度较缓,施工不会导致表层土壤与浅层岩石剥离或者剥离不严重,而对这些地带的植被造成较小的破坏;施工中的道路及渠道建设开挖将使道路以下的植被遭到一定程度的破坏。
2.3.3 项目运行期对植物资源的影响。水库建成后,受淹没影响,对物种而言,分布于淹没线高程以下的植物个体将消失。这些影响均为不可逆的影响。水库正常蓄水位534 m,水库建成后,水库蓄水将直接淹没耕地20.79 hm2,淹没林地26.87 hm2。淹没的植被以农田植被为主,据现场调查,水库库区分布于淹没线之下没有珍稀濒危野生保护植物,都是常见种,淹没的林地主要为退耕还林地,没有特有的植被类型。这些物种和植被类型在评价区的大部分地区均有分布,不存在因淹没而导致物种或特有植被类型的灭绝或消失。淹没区的形成并不破坏现有物种分布和降低物种多样性。相反,由于大面积人工湖泊的形成,局部水分和热量的变化还可能导致偏湿性物种的生栖与繁衍,从而增加该区域物种的多样性。
另一方面,水库建成后,各施工点人员、机械设备均撤除现场。水库除永久占地外,其他区域均将进行植被恢复,工程区域的植物能很快得到恢复,对自然生态系统不会造成不可逆的影响和破坏。
2.4 对景观生态的影响
项目建设在一定程度上会影响原有的景观生态体系格局,使景观生态体系动态发生变化,如造成景观拼块类型改变、破碎化和异质性程度上升、降低景观的整体连通性、生态系统功能和类型变化、影响和改变物质和能量的流动等。
2.4.1 拼块的变化。拼块的变化包括拼块类型的变化和拼块数量的变化。左柏水库工程重点影响区域包括水库各坝址以及淹没区,灌溉管道开挖区域等工程的施工建设主要会减少栽培植被景观、少量的山地草丛景观和山地灌丛景观斑块,施工公路的设置会导致建设区到原有公路连接处两侧植被连续性中断,增加所在区域景观破碎度,增加该区域的拼块数量,但是与评价区整个景观相比,拼块的影响面积很小,施工占地也比较少,因而整个拼块结构不会受太大影响。
2.4.2 廊道的化。本水库工程建设的公路施工的修建会造成新的景观隔离,道路施工将原有景观一分为二,道路上的车流及行人使得野生动物的迁移受到影响。所幸施工公路仅在较小区域内形成,该区域内可能活动的蛇类及小型动物可以选择夜间、无车时或者绕道跨越。随着工程的结束,部分道路的车流量将减少,临时公路将被恢复,景观的阻隔功能将部分减弱。
2.4.3 基质的变化。由于水库工程影响主要集中在工程建设区和淹没区,而工程建设区域不大,淹没区面积相对来说较大,主要影响栽培植被和少量灌从,远离这些地方的景观类型几乎没有变化。对于整个评价区,栽培植被在评价区分布最广、在库区分布最多,本项目对库区的影响面积较大,因而它受到的影响较大,但它在评价区内分布很广,虽然基质的拼块数、连通性、面积等都会有一定的变化,但是不会改变栽培植被作为基质的地位。
3 保护措施及建议
3.1 水生生态保护
施工期间,相关各方除应严格按照相关管理制度和文件要求做好环境保护之外,还应配合渔政部门做好宣传教育和鱼类保护工作,接受地方行政主管部门监督。在库区投放一定数量的鱼苗,增加鱼类资源种类和数量,但不得实行网箱养殖或肥水养殖。加强施工期的环境监管,施工前必须对可能影响到的河段进行认真调查,一旦发现珍稀水生动物,应立即将其迁移到人为影响小的河段,达到有效保护[3-4]。
从物种保护和维持水生生物生态系统稳定(包括保持河流水景景观)角度看,必须采取切实的生态基流放流措施。施工期利用导流洞下放生态流量,运行期主坝、副坝、借水坝均有专用生态流量放水管泄入下游,作为永久生态放水孔,同时应在各下泄管出口安装在线流量监测仪。
3.2 陆生生态保护
施工期间对施工人员和附近居民加强施工区生态环境保护的宣传教育,施工活动必须局限于工程征、租地范围,尽可能减小扰动区域,加强对施工区域范围的监管力度[5]。
结合当地生态规划与工程水土保持要求,在工程竣工前对施工迹地与开挖面进行绿化和植被恢复。按照生态学原理,选择地方特色的乡土植物,遵循植被演化规律,在绿化的基础上进行环境美化。根据自然地理环境的特点和植物的生态适应性及自然演替规律,增加多种林木成分。
4 参考文献
[1] 谌德智.关于徐闻县水库环境问题及保护措施的思考[J].广东水利电力职业技术学院学报,2008,6(3):69-72.
[2] 张振克,孟红明,殷勇.中国水库环境面临的主要问题及其对策[J].科技导报,2006,12(24):82-84.
引言
台山核电厂淡水水源工程的新松水库位于台山市赤溪镇的曹冲河,水库距台山市约60km,距台山核电厂约15km。坝址距新台高速浮石立交出口约28km,距西部沿海高速都斛出口约18km,现有外部交通条件较好。台山核电厂淡水水源工程通过在曹冲河建设水库,用输水管道将淡水输送至核电厂淡水厂,拟建进库道路连接水库坝址与台山核电厂的进场道路。目前,从旧赤溪镇到水库坝址,只有一条长约8km的简易泥结石道路可走。但该现有简易道路等级低,平面弯道多、转弯半径小、会车时错车困难,不能满足本工程施工期与运行管理期的交通使用要求,故须对进库道路进行配套建设。
1进库道路技术标准的确定
1.1道路等级标准的确定
进库道路是台山核电厂淡水水源工程的专用道路。经过对枢纽日常交通量的分析,对于设计水平年,预计对外交通道路的双向通行交通量小于1000辆/日。双车道四级道路可满足本工程施工高峰期的最大交通量。考虑工程的建设规模、重要性和施工期车辆交通情况,根据规范要求,结合当地实际情况,经综合分析,进库道路按四级公路标准设计。
1.2路线主要设计指标确定
进库道路按四级公路标准设计,设计速度为20km/h,设两车道,路面宽为6.0m,每侧土路肩宽为0.5m,路基宽7.0m。根据交通量组成与项目交通量、地质条件及主体工程施工的具体特点,施工期间行驶施工运输车辆较多,故采用高级路面。汽车荷载等级按公路等级采用公路-Ⅱ级,并采用施工运输车辆的实际最大荷载(约50t)进行复核。路基设计洪水频率参照《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)的规定,路基设计洪水频率为1/25。
1.3道路横断面结构型式
进库道路路面结构:采用水泥混凝土路面。路堑挖方边坡根据地质报告资料,按岩体风化程度不同来选取相应的开挖坡比值。挖方边坡高度大于10m时,采用分级边坡,第一级边坡高度为8m,其余每级均为10m。路堤填方边坡填筑坡比值根据路基填料种类、地形等条件而定。第一级边坡坡比采用1:1.5,第二级至起其坡比采用1:1.75。地面横向坡度较陡路段在路堤下方设置挡墙,其中涵洞则与挡墙结合。
2进库道路路线方案设计比选
2.1选线原则
选择路线方案进行初步设计时需要充分利用地形、地势,尽量少出现回头弯;
选择地质稳定、水文地质条件好的地带通过,避开软基、泥沼、排水不良的低洼地等不良地段,避免穿过密集居民区、村庄;少占耕地、少拆迁,多利用山地,有条件的地方结合现有道路,使路线总里程较短、地形坡度较平缓、转弯舒顺;减少开挖量,避开高边坡等地段,减少水土流失;结合主体工程建筑物布置。
2.2路线方案布置
根据以上选线原则,及道路技术标准的约束,结合核电厂规划进场道路、主体工程建筑物布置及现场地形等具体情况,本阶段初步拟定设计了2条进库道路路线方案,其示意图见图2.2-1。
图2.2-1进库道路路线方案示意图
路线1:从核电厂规划进场道路东阳村南曹冲小学附近接入,经约0.2km海边虾蟹塘边后,沿曹冲河约2.2km,绕过新松村沿曹冲河约1.5km,经西坑,沿山边爬坡约0.8km至水库坝址左坝头,经大坝沿库边0.9km至输水隧洞进口。该路线全长约5.6km,其中0.2km为海边路,3.7km为原河边村路改造,1.7km为新建山边公路。
路线2:从核电厂规划进场道路南阳村南附近接入,经约0.2km海边虾蟹塘边后,沿原村路约1.4km至山边村,过村后沿山边小路0.8km,沿山边爬坡约0.7km至水库右岸垭口,沿库边经0.65km至坝址右坝头;另从垭口修支路0.25km至输水隧洞进口。该路线全长约4.0km,其中0.2km 为海边路,2.2km为原村路改造,1.6km为新建山边公路。
依据确定的道路技术标准根据选线原则对两个路线布置方案在已有1:2000地形图上进行设计并计算路面工程、路基土石方工程、路基防护工程等主要工程的工程量并形成工程量清单,对各路线方案估算其投资。
各路线方案特性见表6.5-1,各路线方案估算投资比较见表6.5-2。
表2.2-1进库道路路线方案特性表
2.3路线比选
由表2.1-1及表2.2-1可知:
从布置上看,路线1和路线2均有局部海边道路连接核电厂进场道路,距核电厂均较远,并需要进行软基处理。其中路线1沿曹冲河边,目前现有道路高程在3m~4m之间,曹冲河10年一遇洪水位高程为6.8m,25年一遇洪水位高程为8.0m,路面高程需加高5m左右,且需要按堤防标准建设,涉及水利设施等其他复杂问题;路线2长度最短,并利用现有的村路,线路较顺畅;从征地移民上看,路线1需要征用路边田地,路线2需要拆除少量房屋;从施工条件上看,路线2最短,但道路施工有可能受当地村民交通影响;从投资上看,路线2投资最少,比路线1少1810万元;综上所述,路线1的其中一段经过曹冲河边,其路面需按堤防的防洪标准进行加高,征用农田较多,涉及水利设施等其他复杂问题;路线2的路线需穿过村庄,但结合主体建筑物布置最合理,长度最短,路线较顺畅,投资最少。经综合比较后,推荐路线2为进库道路的首选方案。
3 结语
台山核电厂淡水水源工程进场道路外部交通条件较好,道路功能特殊,在明确道路的功能后由确定的道路技术标准,按照基本选线原则拟定设计出2条进库道路路线方案,通过方案比较发现路线2对结合主体建筑物布置最合理,长度最短,路线较顺畅,投资最少是符合本道路工程投资和运输效率的路线设计方案。
中图分类号: TV697.3 文献标识码: A 文章编号: 1009-8631(2012)01-0040-02
永寿县现有小(一)、小(二)型水库14座,其中:小(一)型水库4座,小(二)型水库10座。这些水库在农业生产、人民生活用水和工业用水、养殖业以及防洪等方面发挥着重要作用。然而,由于这些工程大部分建于50-70年代,工程运行时间长,淤积严重,许多水库都不同程度存在一些病险问题,特别是上世纪六七十建成的水库问题尤为突出,一直成为水利行业的工作重点之一。现以永寿县三分岔河水库为例对水库除险加固及运行管理上存在问题和解决的对策进行了分析。
一、水库概况
三岔河水库位于永寿县三岔河中游的御驾宫乡营里村,距县城12公里。三岔河是泔河左岸的一条支流,地处渭北黄土高原沟壑区,植被较差。沟道全长15km,流域面积62.5km2,沟道平均比降23.2‰。三岔河水库位于三岔河下游,控制流域面积52km2,坝址以上沟道长13.75km,沟道平均比降42‰。
水库始建于1976年,土坝工程从1976年10月动工,于1977年9月份全部填筑完毕。溢洪道1978年衬砌了陡坡和消了池,1982年5月对剩下96m未衬砌平流段进行了衬砌。放水设施和大坝同期完成。受当时政治条件和技术力量限制,由当时永寿县水电局边勘察、边设计,由民工大会战完成的水库工程。是一座典型的“三边工程”。由于原设计标准低,施工质量差,近40年来,一直带病运行,存在多处隐患。整个工程的病险状况已经十分严重。
2008年12月,咸阳市水利局组织有关专家对三岔河水库大坝进行了安全鉴定,鉴定结论为三类坝,并建议“尽快完成除险加固,使大坝能够安全、正常运行”。
水库由大坝、溢洪道、放水洞组成,属Ⅳ等小(1)型水库,主要建筑物4级,地震设防烈度VI度。原防洪标准为按30年一遇设计,300年一遇校核。水库原设计总库容193万m3,其中有效库容110万m3,死库容20万m3,滞洪库容63万m3。设计正常蓄水位926.00m,校核洪水位928.50m。
大坝为碾压式均质土坝,原设计坝顶高程929.00m,最大坝高26m。坝顶宽2.5m,坝顶长121m。上下游坡分别设有两级戗台。下游坡脚设有排水棱体。
溢洪道位于大坝左岸,为河岸开敞式,溢洪道进口高程926m,长199.2米,总落差22.96m。其中平流线长96m,宽15m,设计水深2.0m,校核水深2.5m;陡坡长80m,比降1%,宽11.5m,墙高2.0m,比降为0.25;消力池长20.75m,深1.5m,尾墙宽2.45m,全部用块石衬砌。
卧管和涵洞夹角为60°,卧管共有20个台阶,每个台阶高0.4m,每个台阶1个孔,孔径上口0.3m,下口为0.25m。涵洞全长96m,底宽0.8m,高0.8m,涵洞顶部为半圆形,半径为0.4m,洞底比降1%,流量0.23m3/s。
二、工程存在的主要问题
目前水库大坝主要存在以下问题:
1.大坝迎水坡及背水坡坡面局部出现冲沟和塌坑;坝后排水棱体石块风化固结严重,且排水棱体淤积堵塞,左坝肩存在绕坝渗漏;坝面排水系统不完整,现有排水渠冻融损毁,衬砌破坏严重,排水不畅。
2.溢洪道砌石风化滑塌严重,两岸高边坡没有按稳定进行边坡削坡处理,土体大量滑塌,大量土方堆积在溢洪道内,影响了溢洪道的正常泄洪。进口右岸侧墙因长年垮塌,现仅剩余不到2.0m宽的墙体,且多出存在裂缝。陡坡段砌石底板冲毁、风化严重,陡坡段末端右岸边坡绕坝渗漏。
3.水库年久失修,多年淤积,放水卧管几乎淤死,最大淤积高度达7.0m左右。放水涵洞出口引水渠因坝后高边坡滑塌而被掩埋,涵洞出口退水渠冲毁破坏严重,现已在坝后坡脚处形成深约2.0m,宽1.5m的冲沟,直接威胁大坝安全。
4.无监测系统、水情测报系统、无防汛抢险硬化道路。
三、水库除险加固的必要性
1.防洪减灾的需要。三岔河水库地理位置十分重要,担负着水库下游马坊镇仇家村、郭门村及御驾宫乡营里、御西、御中、庄头、寨子、九龙咀等村的防洪安全,使下游河道内耕地免受洪水威胁;灌溉方面,三岔河水库为当地2500亩农田提供灌溉生产用水,为当地农业增产及灌区农民脱贫致富奔小康发挥着重要作用。总之,三岔河水库综合效益显著。所以该水库对下游的防洪相当重要。
2.水库正常运行的需要。三岔河水库原设计总库容193万m3,有效库容110万m3,正常蓄水位926.0m。水库建于70年代,因工程设计标准低,施工质量差,且多年来工程管理和维护不到位,枢纽建筑物多处存在安全隐患,使水库一直带病低水位运行,没有发挥应有的工程效益。
3.满足工程安全运行的需要。三岔河水库属Ⅳ等小(1)型水库,主要建筑物4级,地震基本裂度为VI度。水库原按30年一遇洪水设计,300年一遇洪水校核,因水库属“三边”工程,工程建设标准低,质量差。现有坝体损坏严重,溢洪道因淤积造成泄洪能力不足,放水洞坍塌,放水设施失效,这些隐患给下游人口、耕地及公路交通带来潜在的威胁,严重影响当地农业、工业及交通运输业的发展。
4.水资源充分利用的需要。三岔河水库是永寿县很重要的农业生产的水利灌溉设施,给三岔河灌区0.25万亩农田提供灌溉水源。渭北地区缺水严重,为充分利用有限的水资源,保证三岔河灌区的农田稳产、高产,促进灌区经济发展和社会稳定,尽快实施三岔河水库除险加固是十分必要和紧迫的。
四、水库除险加固工程设计
(一)大坝加固工程
大坝加固工程主要包括排水棱体改建、坝顶加固、大坝上、下游护坡加固、坝面排水改建及左坝肩防渗处理等工程。
1.大坝下游坝体排水改建工程。由于原排水棱体部分掩埋并且淤堵严重,以失去功能,本次加固拆除原排水棱体在原位置新建排水设施。新建排水体顶高程905.69m,顶宽1.5m,为棱体排水,上游坡比为1∶1,下游坡比为1∶1.5。
2.大坝坝顶改造设计。实测坝中坝顶高程为929.07m,宽2.7m,本次经复核计算现状坝顶高程不满足防洪要求,为了降低工程造价本次设计不加高坝顶顶高,采用坝顶上游增设C25钢筋砼防浪墙,满足防洪需求。防浪墙顶宽0.3m,高0.9m,墙顶高程为929.97m。由于坝顶过窄,无法满足防汛抢险需要,如果仅是为了增加坝顶宽度采用培厚坝坡工程量较大,不经济。本次设计结合上游设置防浪墙,在下游侧设置M7.5浆砌石挡土墙,将坝顶加宽至3.5m。坝顶道路为3.5m宽泥结碎石路面,路面为15cm厚的泥结碎石,路基为12cm厚砂砾石垫层。
3.大坝上、下游护坡设计。本次设计在上游增设干砌石护坡,护坡下做砂砾石保护层。加固平整下游坡面,设草皮护坡,改建坝面排水渠。
4.左坝肩渗漏出口反滤设计。左坝肩坝后渗漏出口处增设砂砾石反滤层,保护渗漏出露点砂砾石层,提高稳定性。对出口处高程912.0m以上范围边坡削坡处理。912.0m~919.0m范围内做M7.5浆砌石护坡。护坡内填砂砾石反滤层厚20cm,底部间隔1.5m设φ50PVC排水管,渗水经排水管排入溢洪道。
(二)溢洪道改造工程
针对溢洪道目前存在的问题,改造内容如下:
1.清除溢洪道内原施工弃渣、弃土及塌岸堆土等;
2.对损毁的砌石边坡按计算高度重新砌护,对进口右岸的边墙延伸至坝侧。其余砌石段重新进行勾缝处理。
3.对陡坡段原砼底板和消力池底板进行加固处理,在原底板上加锚筋并浇筑30cm厚的C25钢筋砼,以提高抗冲能力。
4.对溢洪道左岸高边坡进行削坡治理。
(三)放水设施改建工程
1.卧管改造设计。本次改造仅对淤积高程925.00m以上卧管进行改造,卧管台阶高度由0.4m改为1.0m,共改造两级台阶,水平放水圆孔改为立式放水方孔,增设铸铁放水闸门及配套启闭设备。
2.输水洞加固设计。原放水涵洞采用块石砌筑,经多年运行,放水洞基本完好,但目前涵洞内局部存在破损、裂缝现象,本次加固拟采用M7.5水泥砂浆对裂缝封堵,然后表面抹平。对涵洞壁存在的裂缝用水泥砂浆封填处理,用水泥砂浆回填、压实、抹平。
(四)防汛道路改造工程
该防汛道路是在原有土基的基础上整修,全线长2940m。经复核原路线转弯半径等基本符合规范要求,所以整修道路基本维持原路线不变,仅对局部进行调整,最大纵坡不大于10%。路基宽度维持原路基宽度不变。路基宽度4.5m,路面宽3.0m,路面结构由两部分组成:泥结碎石面层(厚150mm)及级配碎石基层(厚120mm)。
(五)大坝安全监测工程
重新布设大坝变形监测网,增设大坝渗流观测,完善大坝相应的观测设施。
(六)工程管理
三岔河水库现由永寿水利局管理,共有管理人员5名,其中工程师1人,助工2人,技术员2人。根据水库管理人员编制规定,本次维持管理人员5人不变。
五、国民经济评价
交通线路建设最常见的环境地质问题及预防方法
1路堑边坡的稳定问题
在交通线路建设中,由于开挖路堑与平整路基,易崩滑的软弱岩层和断裂构造分布地段在丰水期常常发生崩塌、滑坡,破坏原有边坡的稳定,产生交通线路的“病害”。在勘察设计中要对路线走向、控制地点、沿线地形地貌地物、地质条件有充分的认识和了解,尽量避免线路经过可能崩滑流地段,还要采取适当的调控手段,发挥地质环境因素的综合效益。调控可分为主动调控(预先调控)和被动调控(事后应会调控)。在实际工作中,应以预控制为主,具体防治措施包括避绕、加固、保护和综合治理,如采取浆砌片石护坡、混凝土护坡、抛石护坡、石笼护坡,或修建浸水挡墙、修建扩面墙和挡土墙等,使边坡基本稳定,保护了路堑,交通畅通。
2路桥地基的稳定问题
地质条件影响路桥地基的稳定性,关系到交通线路的路线选择,是影响路线选择的重要因素,有时甚至是控制性因素。如桥位的选择要考虑河道顺直、河床稳定的地段,避开有沙洲、急弯、主支流汇合的地段。在岸坡稳定、地基条件良好无严重不良地质现象的地段,应选择在冲积层较薄、河底基岩坚硬完整的地段。还应避开顺河方向及平行桥梁轴方向的大断裂,同时还要注意水文地质环境变化。
前言:随着我国社会主义市场经济的健康发展和建设事业的进步,各项大型工程日益增多,其中一部分项目设计对水系的穿越,导致了新时期河道管理范围的扩大,根据水利部7号文件,河道管理范围内的建设项目应进行防洪评价的精神,在实际工作中一般采用编制防洪评价报告的形式进行事前评估,事中检测和事后检查。《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》是防洪评价报告编制人员的主要行为准则,《导则》设计内容广泛,要求具体,运算细致,但是由于实际工作中由于一些原因造成有些比较关键的问题被忽视。在此,有必要针对对几种常见的河道管理中防洪建设评估进行深入了解,在具体的现实条件下进行分析,进而提出防洪评价时应注意的事项,力求避免对建设项目施工和使用、防洪设施建设和人民群众生命与财产安全的隐患。
1.防洪评价对道桥施工时堤防的的要点
1.1 桥墩对堤防的影响
道桥的跨水系施工和建设会引起的水系水位升高、泥沙淤积、径流改变等情况,因此道桥施工前应该高度重视堤防的防洪评价。水利部《导则》要求:“项目建设对堤防、护岸及其他水利工程和设施的影响分析”;“对可能影响现有防洪工程安全的建设项目,应根据渗透稳定复核、结构安全复核、抗滑稳定安全复核等计算结果,进行影响分析”,在实际的防洪评价工作中,为避免不良影响的产生,应重点强调桥墩的布置,特别是堤顶和临水坡的布置,监督、指导建设单位对桥墩进行调整,适应防水提。避免强行要求增大道桥跨度,增加工程项目的设计难度,增大建设项目的投资的不良后果。如果现实中桥墩位置很难改变,应指导施工单位对堤防工程进行相应加固,采取相应的措施。
1.2 对防渗堤的评价要点
在道桥跨水系施工中,应重点对防渗堤的影响进行评价。首先,为防止项目施工对防渗工程的破坏,应重点对道桥项目在迎水坡采取防渗措施进行检查、监督和评估,推荐采取堤坡衬砌铺设防渗土工模等方式进行防渗处理;其次,重点进行堤身防渗的检查和评估,例如:在检查和评估中督促施工方采用堤顶垂直铺塑、混凝土截渗墙和封堵漏水层等措施,截断堤身渗透通道;最后,注意防渗平台建设的检查、监督和评估,通过延长背水坡渗径长度,降低渗透比。充分了解施工工段的地质构造,明确判断:道桥施工对不透水层的破坏,施工是否造成渗漏管道,行洪时期防渗的特殊要求,防止管涌和水土保持等方面。
2.防洪评价对输油(水、气)管线穿越河道的评估
由于输油(水、气)管线河道工程的特点,评估中应重点强调对管道施工的有效管理。首先,通过可续、合理和有余量地计算出径流的冲刷值,进而确定管道距河底距离,检查和评估管道深度河槽冲刷深度的相对距离;其次,通过对施工工段地质和土层的调查,掌握强透水层的实际分布情况,避免河水在强透水层中沿着管道形成渗漏通道。最后加强对管道进出口的防渗处理,重点在于进出口的充填和灌浆监理。
3.防洪评价对行蓄洪区内建设项目的要点
3.1 行蓄洪区建设项目防洪评价的出发点是正确处理洪水和建设项目的关系,充分评价洪水对建设项目产生的影响和建设项目对防洪产生的影响。
3.2 对新建或规划修建的高速铁路、高速公路等穿越蓄滞洪区的路基与桥梁结合方案进行防洪评价。一般是分析分洪时对水流流向、流速的影响,分析桥孔过水宽度是否满足分洪的需要。由于蓄滞洪区面积相对较大,路基及桥墩的建设对蓄滞洪库容影响很小。评价时,大多重视对分洪滞洪的影响,而容易忽略滞洪后对蓄滞洪区退水的影响。蓄滞洪区内地形一般较复杂,低洼地形多,对于公路铁路路基段,应分析其地形,尽量不影响退水时间,不但应在排水沟渠位置布置过水涵洞,而且对于没有排水沟渠的洼地在路基设计时也应留出排水通道。蓄滞洪区内的建设项目应避免与蓄滞洪区内的安全建设相矛盾,如果能够与安全建设相结合为最佳。利用部分蓄滞洪区建设水库,评价的主要内容为对蓄滞洪区滞洪容积的影响,分析水库库容所占滞洪容积的比例、减少的滞洪水量或抬高的滞洪水位等。影响评价应对不同的分洪情况分别进行:大洪水时,滞洪面积大,水位高、水量多,其水库所占的比例相对小,防洪影响也相对小;而当发生中等洪水需要分洪时,分洪水量少,水库所占的比例相对大,特别是蓄滞洪区内建设的水库,多选在低洼处,少占地、少搬迁,也正是分洪时首先运用的区域,小水时不淹没的地区水库修建后变为淹没区,增加了淹没机率、滞洪损失及各项费用。防洪评价时,应对工程建设前后不同分洪情况下的淹没范围及损失进行对比分析。
4.防洪评价对洪水期建设项目施工的要点
在跨水系的工程施工中,由于施工周期长,工作量大,加之我国气候特点,在进行防洪评价时必须充分考虑洪水期建设项目的施工问题。分析建设项目在运行期和施工期的防洪设计,建设项目防御洪涝的设防标准与措施是否适当,设防标准是否满足现状和规划要求,并对其所采用的防洪、排涝措施是否适当进行分析评价。水利设计人员在实际的工作中应对防洪评价做出客观、实际和科学的结论,对洪水期各种不利影响因素进行适当的分析,为施工单位提供建设建议。
结束语:
总之,为适应我国当前经济社会的快速发展,各项涉水基础设施建设逐渐增多的情况,为维护涉水工程建设非法占用水域面积和对行洪安全、周边水利工程及其他设施的不利影响,相关部门要对涉水工程建设高度关注,严格按照有关水法和规范规定,实行一个工程一评价,严把防洪影响评价关,审批关,力从源头上维护涉水工程建设对水域和周边事物的不利影响。
参考文献:
[1] 余建星,王宏伟,王永功,吴崇礼.大型桥梁防洪影响评估方法研究[J]. 自然灾害学报.2005, (04) .
[2] 刘征. 安顺市病险水库治理的对策及建议[J]. 中国农村水利水电.2010,08.
中图分类号:U448 文献标识码: A
近年来,随着大型水电站的修建,坝址上游水位显著抬高,原有道路大多被完全淹没,新建公路工程线位选择必将跨越更多更宽的深沟。作为库区新建公路工程的关键――桥梁工程大多是在库区狭窄的两岸选址、实施,施工难度较大,为此库区桥梁的设计构思显得尤为重要。
本文结合金钟大桥新建工程中的具体桥梁的设计对库区桥梁设计构思进行探讨。
1、库区桥梁的特点
1.1桥位自然条件
滩坑水库(千峡湖)于2008年蓄水至标高160m,原溪流两侧道路基本淹没,为了方便库区附近群众出行,急需恢复水库两侧道路设施,并架设跨水库桥梁联系水库两岸道路。
拟建项目所经过的地区为低山丘陵区,地形地势相对较陡,地面标高一般在161~189m之间,沿线多为林地及旱地。路线跨越滩坑水库,水库水面宽度约230~450米,最大水深约40米,雨季时水流湍急,枯水期沟谷流量较小。路线所经区域主要河流为小溪,小溪属瓯江水系,自西南向东北斜贯景宁全境。滩坑水库建设后,于2008年蓄水至160m高程。千峡湖100年一遇洪水回水位为162.5m作为该桥的设计洪水位。桥下航道通航等级为Ⅳ级,设计最高通航水位160.8m,桥梁设计标高满足泄洪和通航要求。水库蓄水后库区内水流平缓,流速较小。拟建项目场地未发现有影响工程稳定性的不良地质作用,地基土层均匀性尚好,场地整体稳定性较好。
1.2技术标准及主要材料
(1)道路等级:按规范规定的设计速度为20km/h的四级公路标准进行设计,路基宽6.5m,金钟大桥宽9m。考虑到路线起终点路基部分与桥台距离较近,路基宽度渐变无法实施,故两侧路基宽度也按9.0 m进行设计。
(2)设计荷载:公路―Ⅱ级
(3)通航情况:滩坑水库Ⅵ级航道,通航净空22×4.5m,航道轴线与桥梁中心线夹角0°。
(4)设计最高通航水位:160.8m
(5)设计洪水位频率及设计洪水位:设计洪水频率1/100,设计洪水位162.5m。
(6)地震烈度:本区属地震动峰值加速度小于0.05g,地震基本烈度小于Ⅵ度区,地震反应谱特征周期为0.35s,桥梁仅进行构造措施设防。
(7)设计纵坡:路线纵断面采用0.5%、0.549%的缓坡进行设计。
(8)设计横坡:1.5%的双向坡,由厚度变化的混凝土桥面铺装形成桥梁横坡。
1.3主要材料
(1)砼:
预应力混凝土连续箱梁(含齿板): C55混凝土
主桥合拢段、施工人孔补强: C55微膨胀混凝土
伸缩缝预留槽: C55钢纤维混凝土
桥面混凝土铺装: C50防水混凝土
主桥主墩墩身:C40混凝土
主桥主墩承台、主桥主墩桩基、桥面防撞护栏、台帽及耳背墙: C30混凝土
桥台台身、侧墙及桥台基础: C20混凝土
(2)钢材:
⑴ 预应力钢束:采用高强度低松驰的预应力钢绞线,标准强度fpk=1860Mpa,弹性模量Ep=1.95×105MPa。
⑵ 普通钢筋: 钢筋直径≤10mm者采用HPB300光圆钢筋,直径>10mm者采用HRB400带肋钢筋。
⑶ 预应力锚具:必须采用成品锚具及其配套设备。
⑷ 预应力体系:应符合国际预应力砼协会(FIP)《后张预应力体系的验收建议》的要求,波纹管采用塑料波纹管。
⑸ 其它钢材:除特殊规定外,其余均采用Q235钢。
2、桥型方案设计与结构分析
2.1设计意图和原则
本桥属低等级农村公路桥梁,桥梁在满足使用功能的前提下控制造价,不求过高、过大,故桥型方案的选择在安全性的前提下,首先应考虑其使用功能。考虑到桥址位置水深较深,且河水冲刷能力较强,下部结构施工难度高,故设计时选择跨径较大的桥型,一方面减少水中墩的数量,可降低水中施工难度,另一方面减少桥梁下部结构对河床断面约束,减小桥梁建设对滩坑库区整体自然景观的影响。
结合目前的桥梁设计、施工技术水平及桥位处建设条件等因素考虑,在方案选择过程中,考虑采用预应力砼连续刚构桥方案和一跨过河的钢管砼桁架拱桥方案,对上述两种桥型分别做了比选,从中选出比较适合的桥型方案。
2.2大桥总体设计
2.2.1方案一:预应力砼连续刚构
图1 预应力砼连续刚构桥总体布置图
为主跨120m的预应力混凝土连续刚构,桥梁配孔:68+120+68m,桥梁全长262米。桥梁宽9米,采用单箱单室结构。桥台均采用U型台、扩大基础,桥墩采用双肢薄壁墩接承台,钻孔灌注桩基础。桥面总宽度为9米,桥面横坡为1.5%双向坡,桥面布置双向两个车道。桥梁平面位于直线上。该方案施工采用挂篮悬臂浇筑,工艺简单且非常成熟,但基础为深水基础,施工难度较大。
2.2.2方案二:钢管砼桁架拱桥
图2 钢管砼桁架拱桥总体布置图
桥梁上部结构形式:有推力中承式钢管混凝土桁架拱桥,桥梁布跨为8+240+8米,桥面总宽度为9米,桥面横坡为1.5%双向坡,桥面布置双向两个车道。
拱肋:拱肋净跨径240米,矢跨比1/5,拱轴线形式为二次抛物线。主拱肋为等截面双肢桁架式钢管混凝土结构,肋高4.65m,钢管采用Q345c钢板卷制而成,管径115cm,跨中段钢管壁厚度为20mm,拱脚段钢管壁厚度为30mm,拱肋内灌C50微膨胀泵送混凝土,形成钢管混凝土结构。主拱肋采用分段预制缆索吊装施工,每条拱肋分9段预制,标准段长度为30m,跨中段长度为23.49m。受水库水深的限制,拱肋只能采用缆索吊分阶段焊接拼装,施工难度较高。
2.3 施工方案
深水桩基础一般有两种施工方案,第一种是从两岸向主墩位置搭设施工栈桥、施工平台,第二种是采用浮式平台进行深水钻孔桩施工。其主墩位置的地面线顶面覆盖层为卵石层,卵石层层厚较薄,桥墩施工时不能将钢护筒很好地打入岩层、不能形成施工平台时,可以考虑采用栽设工艺,用冲击钻进行无护筒的冲坑后将相应的钢护筒埋设入冲坑中并将多个钢护筒连接成施工平台。上部结构采用挂篮悬臂现浇施工。该施工方法工艺简单,技术相当成熟。
钢管砼桁架拱桥下部结构采用明挖施工。桥梁上部结构的钢管拱节段及吊杆横梁、桥道板的安装采用缆索吊装系统无支架吊装。此安装架设方法工艺成熟,且施工期间受力对结构成桥受力无影响,易于保证结构成桥线形和受力状态。目前国内采用相同结构体系的桥梁大多采用上述方法施工。
3、桥型方案确定
3.1两种桥型方案比较分析
3.2推荐方案的确定
通过分析比较,两个方案在技术上都是可行的,均能满足金钟大桥的使用要求和滩坑水库的通航要求,均体现桥梁技术的先进水平,均有较成熟的施工工艺,但从本项目所在区域的建设条件、运输条件以及后期养护费用考虑,变截面预应力砼连续刚构方案要优于中承式钢管混凝土桁架拱桥方案,故推荐方案为变截面预应力砼连续刚构桥。
4、结语
大跨径连续刚构桥除具有前面所分析的许多优点外,还具有整体性能好、抗震能力强、抗扭潜力大、结构受力合理、选型简洁明快的特点。这种抗压刚度较大、抗推刚度较小的双肢薄壁连续刚构桥较为容易适应连续结构的变形,对减少连续结构引温度变化、混凝土收缩徐变等原因而产生的次内力非常有利,我们相信它必将被更多的引入到库区新建、复建公路工程中,为改变库区的交通状况作出巨大的贡献。
参考文献:
[1]《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004);
[2]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004);
[3]《高墩大跨连续刚构桥》(马保林编著 人民交通出版社);
中图分类号X32 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)72-0134-02
1 概述
青岛至兰州公路(宁夏境)东山坡至毛家沟段高速公路位于宁夏回族自治区境内,是国家高速公路网规划中18条横线的第6条—青岛至兰州高速公路在宁夏境内的重要路段,路线起点为泾源县东山坡村东南约4km的白家高庄村,终点为隆德县毛家沟村西甘肃、宁夏两省区交界处,路线全长51km。本项目全线按双向四车道高速公路标准建设,设计车速采用80km/h,路基宽度采用24.5m。
本项目所经区域属内陆性季风气候,地处中温带半湿润向半干旱过度地带。由西向东依次为中低山的河谷川地、黄土丘陵沟壑山地和六盘山地,和本项目关系最为密切的是宁夏六盘山国家级自然保护区。本项目的环境与景观设计的主要内容包括环境保护措施及对策、环境污染防治方案及道路沿线及场区景观设计。
2 环境敏感区域分析
1)本项目的运营不可避免地会对沿线区域带来声环境影响,对沿线的声环境敏感目标造成噪声污染,应对受噪声危害的敏感点采取切实有效的降噪措施;
2)项目区涉及的水环境敏感点主要有:渝河、筛子河以及清水沟水库、庞庄水库、清凉水库和三里店水库。在施工期和运营期加强管理,可有效避免对沿线水环境产生重大影响;
3)项目的建设将会对沿线附近的自然景观产生一定的影响,尤其是六盘山国家级自然保护区,但对沿线较远的自然景观不会产生大的影响。环保设计中力求与原有自然景观融为一体,防治结合,减少水土流失;绿化多选用乡土树种种植、减少植被破坏,保护自然环境。
3 环境保护措施及对策
3.1 声环境保护方案设计
针对噪声超标的敏感点通过降噪措施方案比选提出切实可行的噪声防治对策。堡子咀位于K33+414~K33+592路线两侧30m。路线以3m左右填方形式经过村庄,受影响的住户21户,近期预测超标4.0dB(夜间)设计拟采用被动防护措施:采用适合路基段布置的声屏障以及当地适用及降噪效果好的隔声窗。
3.2 自然保护区及水资源保护区的环境保护措施
K5+910~K13+050路段7 140m以隧道形式穿越六盘山国家级自然保护区的试验区,为保护自然保护区,项目采用了隧道的形式,并遵循了“早进洞,晚出洞”的原则,将高速公路” 隐”于其中,本次设计将对隧道洞门做专门的绿化设计。
路线在K12+500附近六盘山隧道右侧1km外为清凉水库,主体在隧道设计中采用全封闭的形式,公路在营运过程中将不会产生渗水影响水库的情况,因此,本次设计暂不考虑保护措施,但需做好项目营运期间的跟踪监测工作,适时采取措施。
4 道路沿线及场区景观设计
4.1 路侧景观设计
沿线路侧景观以林地景观、农田景观为主,风景优美,本段设计方案以林地景观和农田景观为背景,选用适合本段生长的本地乔灌木进行绿化设计。边坡平台种植乡土灌木柠条,与周围景观融合,在边坡坡脚护坡道位置种植彩叶小乔木紫叶李,增加景观效果;在边沟外侧隔离栅处,选择当地适应性强的大乔木杨树进行绿化,利用其生长高度,给人以视线引导的作用。同时,在边坡上,根据其护坡形式,适当栽植适应性强、管理粗放的小灌木,以达到稳定边坡,进化小环境的目的。
4.2 互通式立交景观设计
互通式立交区景观设计中以“生态建设”为主导思想,在立交方案设计中采用营造自然植物群落的设计手法。
隆德互通立交靠近隆德县城,绿化设计以“和谐自然”为主题,充分结合道路途径不同的景观生态,最大限度地保护周边自然环境,整个立交的绿化设计给人一种自然生态林的感觉。植物配置主要以国槐、杨树、紫叶李、绣线菊、云杉、沙棘等为主,其互相搭配调和,季象变化明显,色彩变化丰富,层次感强烈。
4.3 收费站、隧道管理处绿化
收费站、隧道管理处都是工作和生活的场院。在对其进行绿化设计时考虑人的参与性,强调以人为本。本项目选用云杉、山杨、紫叶李、圆柏、芍药、绣线菊等乡土植物进行庭院园林式绿化配置,发挥植物的观赏功能。
5 结论
中图分类号:X734文献标识码: A
路线作为“龙头”专业,在公路勘察设计占有重要的地位。它不仅直接关系到技术经济的合理性,而且会影响到施工的难易程度、日常养护维修成本和行车安全等。因此,高等级公路选线设计,要全面、客观地分析项目所处地形、地质和环境条件及其影响,这对降低工程造价,减少对环境的破坏,保障车辆安全,提高运营舒适性,使其与周围环境能够很好地融合地一起具有重要作用。
1、工程概况
新彭(州)白(水河)公路位于成都平原与盆周西北龙门山地过渡地带的彭州市。随着关口水库(成都第二备用水源地)的建设,原彭白公路将被部分(丹景山至通济段)淹没和中断,急需要修建新彭白公路以解决旅游通道及过境车辆通行问题。项目起于牡丹大道西延线(在建)与彭郫路(在建)相交处,经致和、丽春、隆丰、桂花、磁峰、通济等乡镇,止于通济镇桥楼村,全长39.4631km。路面采用沥青砼路面,桥涵荷载等级:公路—Ⅰ级,按二级公路标准设计,其中,起点(K0+000)~八五四厂(K18+826),长18.14241km,设计速度采用80公里/小时,路基宽18米;八五四厂(K18+826)~通济镇桥楼村(K40+091.57),长21.3207km,设计速度采用60公里/小时,路基宽12米。路线穿越的主要河流有人民渠、土溪河和湔江等;主要公路有彭郫路、温彭路、省道106线、彭灌路、原彭白路等;铁路有青灌铁路。
2、地形、地貌
工程区所在地区属成都平原、龙门山脉山前丘陵区与中低山区,地势西北高、东南低,其中K0~K13段为平原区,地形平坦开阔,高差0~3m;K13~K19为山前浅丘陵区,地形高差一般在30~60m,地表横坡10~30°;K19~止点为山岭区,地形高差100~400m,地表横坡一般在20~60°,地形起伏大,山峦重迭。
3、路线选择的总体考虑
本项目作为彭州市的旅游及过境通道,在总体设计上路线主要从以下几点考虑。
(1)定位
本项目位于成都平原西北边缘的彭州市,区域山清水秀,生态环境优越,重丘及山区已退耕还林,植被覆盖率达到90%以上,水土保持良好;平坝区土地肥沃,农业经济发达,人口分布密集,人均耕地面积较少,岷江及沱江流域属于长江防护林工程重点区域,对本项目建设的节约土地资源、生态环境保护、水土保持等方面提出了更高要求。同时,沿线旅游资源丰富,是重要的旅游干线公路。经本公路可到达有“避暑胜地”、“天然空调”著称的九峰山—银厂沟风景区,有以观赏既雍容华贵又野趣盎然牡丹为主的丹景山风景区。在K24~K28段土溪河两岸竹林茂密,将被规划打造成“竹海通道”。因此,本项目是一条旅游、生态之路!
(2)建设目标
本项目设计速度标准为60 km/h、80km/h,路线技术标准高、工程规模较大。勘察设计时根据路线走向,结合沿线城镇、人群聚居区以及水文、地形等自然条件,精心选线,合理运用技术指标,作到平坝区、丘陵及山区指标均衡,设计速度80km/h与60km/h自然、顺适过渡。将公路与自然环境融为一体,建设成一条高速舒适、行游宜人的公路,让人产生一种“车在林中行、人在画中游”的意境。
(3)设计理念
以“功能为主线、安全为核心,以人为本,合理采用工程技术标准,灵活运用技术指标,协调处理环保、经济、美观的关系,确保公路建设的可持续发展”。
(4)设计原则
①路线方案满足关口水库规划和建设,路线方案布设满足关口水库设计水位,与周围环境、地形协调,最大限度地减少对自然景观的破坏,保护生态环境。
②合理利用现有机耕道路,尽量少占农田,保护现有农田水利设施。
③处理好路线与沿线交叉道路的关系,为当地人民的生产生活、为建设社会主义新农村服务,保证道路使用功能。
④合理采用技术标准,降低工程规模。
(5)起点至八五四厂段近期实施方案及远期的设计预留方案
根据交通量预测成果,在进行通行能力验算后,本项目起点(K0+000)至八五四厂(K18+826)段,将在建成约十余年后进行拓宽,改建成路基宽24.5m的一级公路。基于该种情况,我们还对该段作了如下考虑。
①路线平、纵指标上按一级公路设计。路线与温彭路等交通量大的公路交叉处其指标按互通指标进行设计,近期由于交通量及资金筹措问题,均采取平面交叉,信号控制的管理方式。
②路基和桥涵的设计频率也按一级公路考虑。
③路线下穿青灌铁路时,铁路桥设计按公路远景规划路基24.5m一次建成考虑。
④考虑到桥梁、涵洞今后加宽,桥梁宽度按24.5m宽一次建成,涵洞宽度与现阶段的路基宽度相一致。由于桥梁和路基两者宽度近期不统一,需采取交通工程措施来保证近期运营安全。
4、线位布设特点及不同技术标准之间的衔接过渡情况
(1)路基宽18米,设计速度为80km/h路段
①本项目K0+000~K13+000为平原区,地形平坦开阔,其选线主要控制因素为城镇规划、铁路、人民渠、密集的铁塔、房群及交通量大的温彭路等,同时考虑注意了平原区与浅丘陵区之间的线形指标平缓均匀过渡,平曲线半径控制在一般值的2~3倍(800~1100m之间),超高控制在3%~4%,纵坡控制在3%以内(下穿铁路控制在4%以内)。
布线时充分考虑铁路(轨顶高程613.38m)、人民渠(渠宽28m,渠顶高程618.91m)和县道彭温路(路宽15m,路面高程619.33m)三者之间的关系。由于本项目在下穿铁路之后,需迅速升坡来设桥一跨人民渠,再与彭温路平交,三者的高程相差较大,距离较近(不到1公里),在如此短的距离内需进行多次变坡,路线选择时在满足公路与铁路、公路与公路的交角的前提下,尽可能地拉大三者的距离,以方便纵坡调整,同时尽量减少对彭温路的纵面调整。经过仔细研究分析,最后确定本项目路线与铁路交角720,与人民渠交角840,与彭温路基本垂直相交的路线方案,彭温路纵面调整在平交范围内进行。
②K13+000~K17+900段为浅丘陵区,由于K17+900~19+100段为平原区,K18+826为路线与省道106的交叉点。路线布设主要受地势、彭州垃圾填埋场、铁塔及省道106线控制,其平曲线半径控制在500~800m之间,超高控制在4%~6%,纵坡控制在5%以内,曲线占有率达78%,尽量作到顺应山势,利用地势,使线路融入复杂多变的地貌,贴切地形、融入自然。
(2)路基宽12米,设计速度为60km/h路段
该段除K18+826~19+100段为平原区外,其余均为山地区,地形起伏大,山峦重迭,地表森林覆盖率达90%左右。其选线主要受城镇规划、房群、土溪河、潘江河、湔江、既有道路及莲花洞水库控制。从环保角度、指标的均衡性和连续性考虑,其平曲线半径大多控制在170~600m之间,纵坡绝大部分控制在4%以内;一些困难路段,为减少对环境的破坏和工程总投资,采用了极限小半径;对于特殊困难路段,甚至降低路线指标。
(3)不同技术标准之间的衔接过渡情况
对于路基宽18米,设计速度为80km/h路段,由于路线布线时考虑到了平原区和山前丘陵区的实际情况,路线各指标上基本作到了均衡连续过渡。对于设计速度80km/h和60km/h的衔接,路线在K18+826与省道106线交叉且K18+063~K18+946位于平原区的直线上,纵坡较缓,因此拟在该交叉处设置信号控制的管理方式,并将路基宽度变化在交叉范围内进行。这样前后运行速度过渡自然、顺畅。对于路基宽12米的部分限速路段,提前设置速度标志;在磁峰小学附近,还增设禁止鸣笛、前方学校的警告提示标志。由于上述两段限速里程不长(第一段K23+280~K24+160仅880 m,第二段K35+640~K35+920仅280m),对全线的通行能力、服务水平影响较小,前后运行速度协调性较好。
5、部分路段车辆运行速度模拟检验
本项目等级为二级公路,参照《公路项目安全性评价指南》(JTG/T B05—2004)进行安全性评价,依照项目特点,分别选取本项目两种设计速度困难路段进行运行速度计算。
(1)K14+761~K18+220段
该段设计速度为80km/h,路线穿越浅丘陵路段,地形起伏较大,为顺应山势,平面多弯道,纵面上线连续爬坡后再下坡,进行小客车、大货车正反方向运行速度计算并评价。全段小客车运行速度基本保持在80~95km/h,大货车运行速度基本保持在50~65km/h,全段运行速度协调性较好,大部相邻路段运行速度差小于10km/h,少数路段的运行速度差小于15km/h。路线平纵面线形连续,指标基本均衡。
(2)K25+482.95~K29+300段
该段设计速度为60km/h,路线穿越山岭区路段,地形起伏较大,路线顺山沿水,蜿蜒而行,连续升坡,于K28+648~K28+896设桃园隧道横穿山脊。全段正向,小客车运行速度基本保持在55~70km/h,大货车运行速度基本保持在40~55km/h,正向运行速度协调性较好,大部分相邻路段运行速度差小于10km/h,少数路段的运行速度差小于15km/h。路线平纵面线形连续,指标基本均衡。全段反向,小客车运行速度基本保持在65~80km/h,大货车运行速度基本保持在45~55km/h,反向运行速度协调性较好,大部分相邻路段运行速度差小于10km/h,少数路段的运行速度差小于15km/h。路线平纵面线形连续,指标基本均衡。但由于反向为连续下坡,小客车运行速度达到80km/h,不利于行车安全,故须采用限速措施,以保证行车安全。
6、路线方案比选
本项目在路线方案选择过程中,根据项目特点,拟定了四个方案进行比选论证,限于篇幅原因,仅将其中的C、D两个方案进行阐述。
(1)C方案
由于推荐线在该处(降低指标路段)采用了R=60m的平曲线指标,该指标仅满足设计速度为40Km/h的二级公路的低限。因此作了平曲线满足于设计速度为60Km/h的二级公路指标的C线方案。(见图—1)
图—1
C线线形较K线好,拆迁房屋较对应K线少;但C线地质条件较差,线路大部分在崩塌体之上展线,局部位于基岩地段的基岩边坡陡峻,边坡开挖方量大,特殊路基处理及高边坡处理工程量巨大,边坡稳定性及安全性较低。同时,征地较对应K线多,工程造价较K线多1192.074万元。
该路段在进行路线方案研究时,曾考虑采用隧道方式穿越宽石板,隧道长约420m,缩短里程460m,该方案虽对环境影响较小,但经我们现场仔细踏勘,发现隧道围岩类别不是太好,出口地质条件较差,进、出口均存在一定程度的偏压,工程规模将特别巨大,工程风险大、运营费用高、消防救灾隐患大等一系列因素,因此暂未将其作为比较方案予以考虑。
总体来说,路线若在土溪河左岸布设,受锅圈岩控制,工程规模大且环境破坏十分严重;若在右岸采取以隧道方式穿越宽石板的路线方案,虽对环境影响较小,但工程规模将特别巨大;综合比较,推荐线采取在该段降低技术指标的方式,按设计速度40km/h予以考虑,视距台开挖仅3.8m(含碎落台),工程规模极小,对当地环境影响也最轻。
综上所述,K线在该段适当合理的降低设计指标,灵活运用设计标准,通过交通安全工程措施,有效提醒驾驶员,并且明显地降低工程造价及后期运营成本,提高了工程安全性,切实地保护了沿线生态环境,因此K线方案宜作推荐方案。
(2)D方案
因推荐的K线方案在莲花洞水库附近设有桃园短隧道一座(K28+648~K28+896),而工可阶段的推荐方案均无隧道,在该段采用的是深路堑方案,基于该情况,方案研究时也作了工可的深路堑方案,即D线方案。(见图—2)
图—2
D线方案较对应K线无隧道,减少了后期营运、管理费用;但D线方案也有些缺点:①路线线位走高,下伏基岩为顺层,路线开挖边坡易造成边坡失稳,形成顺层滑坡,工程安全性低;②穿过移动基站两座,搬迁费用高;③由于莲花洞水库夏季是当地的休闲之处,深路堑方案严重破坏了当地的自然景观,这与本路的定位不太相符,同时,大量的弃方处理也十分困难;④工程造价较对应K线高195.83万元,征地也较对应K线多。
综上所述,虽然K线增加了隧道,但是K线基本沿坡脚展线,挖方地段少,通过较小的工程措施便可避开顺层滑坡的影响,K线提高了工程安全性,将“安全”放在工程的第一要位,且总的工程投资较D线低,因此K线方案宜作推荐方案。
7、路线布设时与沿线环境及景观的协调情况
由于本项目地处成都平原与龙门山脉交接地带,南部是一马平川、沃野千里的成都平原,北部是群山争拱、积雪堆银的龙门山地。根据此特点,路线纵面上将平原区的路基填筑高度控制在1.2m左右,略高于周围地形,使得司乘人员在两侧是田野风光的公路上,拥有最大的远眺机会,可以充分领略沿线自然、优美的自然景观。又避免了近年来平原区高速公路宛如一条土堆的“长城”,在自然地形中显著突出,阻隔着人们的视线,破坏了自然地形地物,影响自然景观。