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石籠網擋渣牆在襄荊高速公路棄渣場工程防護中的應用

[  格賓網是一種新型的網材,在國內逐漸應用於工程防護中,利用格賓網加工成是龍,籠內填築石頭後,按照設計斷麵堆砌,連接後形成牆體,可以用作棄渣場的攔擋。石籠網擋渣牆具有整體性好,剛柔結合,耐久性,透水性強,施工簡便,質量容易控製,投資適中等特點,值得在水土保持工程防治中應用。


1項目概況


湖北省相反至荊州高速公路(簡稱襄荊高速公路),是湖北省重點建設三角公路主骨架的組成部分,自北向南縱貫湖北省中部地區,直接連通襄樊,荊門和荊州市,在湖北省經濟大三角發展格局中,連接襄樊、十堰與荊州、宜昌兩角,項目的實施對推動湖北省社會和經濟發展具有重大意義。

本項目位於湖北省中部,路線走廊帶呈北南走向,北起漢十高速公路襄荊聯絡線所屬的漢江四橋,途經襄陽、宜城,鍾祥、東寶、沙祥、荊州等縣區境內,南止荊州市荊州區龍會橋;路線所經地區基本上為平原微丘區,總的地勢是北高南低,項目穿越多中不同的地貌單元;路線所處地區屬於亞熱帶季風性濕潤氣候,年平均氣溫15.7~16.4℃,年降水量在869.2~1079.2mm之間。

本項路線全長185.42Km,計算行車速度為100Km/h;全線土石方2291.59m3(含路基寬填),防護工程63.795m;設有特大橋一座,大橋5座,中橋34座,小橋48座,涵洞591道,互通式立交9處,分離式立交21處,通道398道,天橋50座;全線設收費站9處、養護區2處、服務區2處、監控中心1處。

項目於2001年開工建設,於20046月建成通車,施工總工期為42個月,工程總投資為44.85億元。

項目棄渣分析

2.1棄渣量的變化

根據主題設計資料,本項目全線產生棄渣16.95m3 ,其中土方13.86m3,石方3.09m3,主要集中在荊門十境內K103~K131路段,布設棄渣場3處。在項目實施過程中。因開挖土方的土質不能滿足填築土料技術要求,實際棄渣發生了較大變化。

根據現場調查及各施工標段統計,工程產生棄渣集中在荊門十的鍾祥市和東寶市(對應路基樁號K104~K166),共發生棄渣場29處,棄渣場位於公路兩側的可視範圍內,影響路容,與主體路基綠化極不協調。

對各棄渣場的地貌進行實際測圖,測圖比例為1500,根據施工單位工程量,結合實際測繪的地形圖,最終測算本項目工產生永久棄渣219.55hm2。棄渣均為坡麵堆放,堆放高度在6m以內,堆放形成的坡麵大多小於11.5,坡麵基本穩定。棄渣場匯總見表1





1

編號

標號

下路樁號

位置

占地類型

棄渣

行政區

路左

路右

草灌地

小計


M

M

M2

m3

m3

m3

1

7

K104+600

50


11450

18.77

11.26

7.51

鍾祥市

2

K106+000

50


9153

6.19

3.71

2.48

鍾祥市

3

K106+000


50

23427

17.74

10.64

7.10

鍾祥市

4

K106+800


50

13906

28.07

16.84

11.23

鍾祥市

5

8

K109+400


100

5225

1.88

1.13

0.75

鍾祥市

6

K110+100


50

3756

1.82

1.09

0.73

鍾祥市

7

K110+100

50


2717

0.53

0.32

0.21

鍾祥市

8

K110+500


50

10119

6.86

4.12

2.74

鍾祥市

9

9

K122+000


50

13340

13.34

8.00

5.34

鍾祥市

10

K122+300


50

15099

15.1

9.06

6.04

鍾祥市

11

K122+300

50


36771

36.77

22.06

14.71

鍾祥市

12

K122+340


50

2000

0.18

0.11

0.07

鍾祥市

13

K123+700


100

3173

2.47

1.48

0.99

鍾祥市

14

K124+300


50

4005

5.41

3.25

2.16

鍾祥市

15

10

K130+325


50

15380

4.87

2.92

0.95

東寶區

16

K130+400


50

9071

1.36

0.82

0.54

東寶區

17

K130+800


50

16225

5.32

3.19

2.13

東寶區

18

K131+650

80


18430

11.46

6.88

4.58

東寶區

19

K132+080


50

3335

1.33

0.80

0.53

東寶區

20

K132+060


50

400

0.14

0.08

0.06

東寶區

21

K132+400


50

10900

9.81

5.89

3.92

東寶區

22

K132+900


50

4925

6.89

4.13

2.76

東寶區

23

K133+100

50


700

0.18

0.11

0.07

東寶區

24

K133+850


50

6362

10.95

6.57

4.38

東寶區

25

K134+370


50

3405

1.11

0.67

0.45

東寶區

26

K134+180

50


4308

1.64

0.98

0.65

東寶區

27

11

K139+640

50


10005

5.00

3.00

2.00

東寶區

28

13

K159+900

50


6000

1.50

0.90

0.60

東寶區

29

K165+240

50


11925

2.39

1.43

0.95

東寶區

合計



275512

219.07

131.44

87.63







2.2棄渣組成

從表1可知,棄渣主要集中在第7~10標段,該標段經過的地方為丘陵區,但地形起伏不大,路基開挖料為黃褐色粘土夾弱風化灰岩土混合料,該土石混合料不滿足路基填築料的技術要求,必須作為廢料處理。各棄渣場為土石混合渣,棄渣場堆渣量大於10m3的有8處,堆渣量在2~10m3 10處,堆渣量小於2m3的有11處。位於第9標段的11號棄渣場堆渣量最大,達36.77m3,最小堆渣量為0.14m位於第10標段的20號棄渣場。

棄渣以棄土為主,占棄渣總量的60%,棄土為黃褐色粘土。棄石為塊狀灰岩,大小不一,形狀不規則,現場看到,大的棄石約50×60cm,小的棄石粒徑約0.5cm,以粒徑大於10cm的棄石為主。


3攔擋防護措施的選擇

3.1施工條件

因為路基開挖後,發現開挖料不能利用,各施工單位就就近棄渣。待後續設計文件完成時,主體工程已進入路麵工程和防護工程施工階段,公路兩側的隔離網已經安裝。建築材料要運到各棄渣場已經不方便,因棄渣場分散,條件較好的施工企業不願意承擔這樣零星施工項目。


根據現場調查,棄渣場分布在公路兩側,棄渣場坡腳多為農田,田間有機耕道。雖然堆渣體目前是穩定的,但在今後的雨季,特別是遇到保育,鬆散堆渣體含水量達到飽和後,渣體抗剪強度降低,容易產生渣體滑塌,對周邊造成危害,因此,必須在渣體坡腳設置攔擋措施,防止渣體滑塌。

結合棄渣的組成,各棄渣場分布位置,及時周邊可能產生影響,盡可能利用現有材料和施工條件,選擇合適的攔擋防護措施。


3.2攔擋防護措施選擇

在路線經過的地區,常用的攔擋措施有漿砌石擋牆、幹砌石擋牆、鋼筋混凝土擋牆等。米前,在全國新推出的石籠網當強,在該地區應用的很少。

根據棄渣場的實際情況,主要考慮漿砌石擋牆、幹砌石擋牆和石籠網擋牆。雖然各棄渣場均有棄石,但作為漿砌石和幹砌石的砌築石料,需要人工篩選,有的棄石還需要加工,以滿足砌築要求,費工費時,漿砌石擋牆投資大,幹砌石投資小但強度低。若采取外購石料,運輸困難。同時,與主體工程路基綠化不協調,影響路容,因此,漿砌石和幹砌石擋牆不宜在此項目中應用。

石籠網擋牆是利用高鍍鋅線,由機器編成雙絞、六邊網形結構(通稱格賓網),按照設計斷麵,在施工現場組裝成長方箱體,箱體一般長3m,高1m,寬1m,箱體周邊由配套的框絲加固定型,將箱體就位後,在箱體內填裝石料,分層堆砌而成,長方箱體間用紮絲連接。網絲Φ2.6~Φ3.0mm,框絲Φ3.5mm,紮絲Φ2.0mm,網目規格有60×80mm80×100mm100×120mm,廠家可定製幅寬2~4m

根據國內已實施石籠擋牆工程,與對常用的砌石擋牆對比分析(見表2),石籠網擋牆對填石質量要求沒有砌石擋牆高,同時石籠網生產廠家提供技術指導,送貨到工地。結合施工條件,決定在本項目采用石籠網擋牆。



2石籠網擋牆與砌石擋牆比較

項目

漿砌石擋牆

幹砌石擋牆

石籠網擋牆

整體性

塊石間利用砂漿粘結,沿長度方向一般10~15m設置沉降縫,不完整,整體性差

塊石間僅靠相互咬合力維持,完整性很差。

利用石籠網製作成長方形箱體內填裝石料,分層堆砌,各箱體用紮絲連接,整體性好。

剛性

抗壓強度高,但受地基條件限製,易產生移位

抗壓強度差。受壓後容易垮塌

抗壓強度高,箱體內填石在外力作用下、,受箱體的限製,填石間越加密實。

柔性

當地基變形和受到超設計側向外力時,容易產生垮塌等破壞,柔性很差

當地基變形和受到超設計側向外力時,極易產生垮塌等破壞,無柔性

當地基變形和受到超設計側向外力時,能夠很好的適應地基的變形,不會削弱整個結構,不易產生垮塌、斷裂等破壞,柔性很好。

透水性

牆體需要設計排水孔,受地表水和地下水的影響很大,容易產生破壞,透水性差。

牆體不需要設計排水孔,但受地表水和地下水影響大,容易產生破壞,透水性好。

牆體不需要設計排水孔,受地表水和地下水應小小,不容易產生破壞,透水性好。

耐久性

受施工質量和地基條件限製,耐久性較好。

受施工質量和地基條件限製,耐久性好。

受施工質量和地基條件限製小,耐久性好。

生態效應

牆體表麵無法生長植被,對生態環境不利。

牆體表麵不易生長植被,對生態環境不利。

牆體內可以由裏而外的產生植被生長層,也可以在牆體內利用植生袋加快牆體綠化,對生態環境有利。

施工技術

要求有一定的施工技術水平。

要求有一定的施工技術水平。

經現場指導,即可投入工作,對施工人員要求不高。

質量控製

不易控製。

不易控製。

容易控製。

材料要求

對塊石強度、形狀、大小要求高。

對塊石強度、形狀、大小要求高。

對填石強度、形狀、大小要求一般。

後期管理

破壞後,維修難。

破壞後,易維修。

破壞後,易維修。

工程造價

較高。

低。

適中。











石籠網擋渣牆設計


4.1擋牆設計

考慮各棄渣場堆渣坡麵基本穩定,且為坡麵堆渣,同時,工程防護要與公路及周邊自然環境協調,因此,工程防護以固腳為主,且為堆渣滑塌,坡腳擋牆適宜布置矮牆,擋牆高度控製在2m以內,基礎埋深約0.5m

在渣體坡腳處布置擋牆,擋牆斷麵1×1m,高1       2m,層高1m,基礎埋深0.5m 。選用網絲Φ3.0mm,框絲Φ3.5mm,紮絲Φ2.0mm,網目規格60×80mm 。利用棄石做為填石,填石粒徑大於10 cm的棄石均可,填石密度大於1.80g /m3

在擋牆外側設排水溝,排水溝為梯形斷麵30×30cm,坡比11,采用漿棄石襯砌,襯砌厚度30cm,在出口低窪處設沉沙池長430cm、寬330cm、深150cm,沉沙池采用梯形斷麵,內坡10.5,漿砌石襯砌。水流經沉沙池沉澱後排向附近的自然水溝或公路邊溝。漿砌石襯砌采用座漿法,水泥漿標號為M7.5


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