山間棚戶區防洪及邊坡防護工程設計與施工研究

□文/高會剛 方芳

山間棚戶區防洪及邊坡防護工程設計與施工研究

□文/高會剛 方芳

利用civil軟件精確建模，根據總體防洪要求下的排洪溝平縱布置進行邊坡防護設計。通過三維動態觀察，確定邊坡防護工程中的擋墻橫斷布置及防護高度，而后依據布置的擋墻位置對關鍵點進行地質勘探布置。綜合地勘資料及擋墻的平縱數據進行擋墻的結構計算。依據計算結果，對排洪溝的平縱設計進行優化調整，相應的調整邊坡防護工程中的擋墻設置，以達到合理的工程設計，在滿足工程要求下盡可能的節約投資。

精確建模；防洪；排洪溝；邊坡防護；擋墻設計

某棚戶區防洪及邊坡防護工程三面環山，山體表層已不同程度的風化。規劃遠期的人口密度及數量將遠遠超過現有人口，因而防洪要求相應的提高。

根據小區的總體布置，山體防洪溝需設置在小區的四周且部分防洪溝需設置在半山腰，以滿足小區的建筑用地需求。

基于上述的項目概況及工程特點，設計中采用civil·3D軟件，將防洪溝與擋墻聯合建模，通過動態觀察功能，監控關鍵設計參數（擋墻高度）來進行工程設計，以期達到最優設計。

1　工程概況

小區三面環山，現狀主要為棚戶區，占地范圍內無現狀排水管線，主要為自然形成的溝渠。山體表層已出現不同程度的風化，根據附近項目邊坡防護形式（主要為噴漿，邊坡基本為垂直設置），土體摩擦角較大，見圖1。

圖1　項目位置

2　設計流程

2.1總體防洪水量計算

現場踏勘發現，目前項目范圍內主要為自然形成的排水溝，排水溝內亂石、雜草樹木叢生，無法滿足防洪要求，故本項目內的防洪措施考慮全部為新建排洪溝。

結合城市的常住人口、經濟規模、防洪標準等，確定本次工程的防洪收水面積為22 hm2，設計重現期為25 a，設計總洪水流量為3.48 m3/s。

2.2排洪溝設計及附屬設施

2.2.1排洪溝斷面尺寸

根據項目特點，上游排洪溝采取水泥混凝土矩形斷面，斷面尺寸為1.2 m×1.5 m～1.4 m×1.5 m；下游排洪溝位于城市道路紅線范圍內，采用DN1 350 mm鋼筋混凝土承插口管。

2.2.2附屬設施

1）沉泥池。主要收水為山間的雨水，需考慮設置沉泥池，深度為50 cm，定期人工清理。

2）山間泄水道錐坡。根據現狀山間的泄水通道，在接入排洪溝的部位需施做錐坡，施做減能措施，防止沖刷造成排洪溝的破壞。

2.3項目建模

2.3.1地形圖處理

本項目地形圖為dwg格式，通過曲面功能轉換為Civil·3D要求的數據格式，利用智能過濾功能去除高程異常點。

2.3.2建模

因項目的復雜及特殊性，建模通過軟件的強大功能實現一體化建模，見圖2。

圖2　排洪溝及擋墻橫斷面

2.4設計及計算過程

完成項目的建模后，需要進行的就是平縱布置工作。因項目的排洪溝需布置在半山腰，山體開挖及邊坡防護高度對于工程的可行性及節約工程造價至關重要。利用軟件的橫斷面編輯功能，可在同一窗口觀察平、縱、橫。提高項目設計效率，見圖3。

圖3　動態平、縱、橫觀察

有了軟件的強大功能的支持，設計優化變得得心應手，只需根據地形、紅線、規范要求的縱坡等制約因素去調整優化平縱布置，在橫斷面視口中觀察邊坡的開挖高度，在最合理的位置確定就可以完成一個設計方案。

待確定方案后，可布置地質勘查的主要控制點的鉆孔點坐標，根據地勘報告，進一步計算需要的擋墻橫斷面尺寸，控制最大墻高，進而依據擋墻的計算結果去繼續優化設計方案。

2.5施工

2.5.1施工放線

排洪溝的中線放線需嚴格按照施工圖設計圖紙的數據進行布設。施工前應落實水準點、坐標系等。

2.5.2基礎開挖

基礎開挖過程中應嚴格控制開挖深度，不得對基底設計高程以下部位的土基產生擾動。

2.5.3地質狀況變化

現狀山體表面的風化程度不一，因此在施工中如遇到與地勘資料不一致的土質，應及時與設計溝通。本項目在實施過程中局部段落開挖出現了邊坡滑落的情況，見圖4。與設計溝通后，根據現場的實際情況，調整擋墻的斷面設計尺寸以滿足要求。

圖4　邊坡滑落

3　結論

1）本項目的難點在于排洪溝的上部、下部均需設置擋墻，上擋墻的墻頂高程、排洪溝的渠底高程、下擋墻與小區整平高程在以往的設計方法里無比繁瑣，而采取Civil軟件設計后，這一過程被極大簡化。

2）項目方案優化過程中，根據排洪溝不同的平縱布置及地質情況調整優化擋墻斷面尺寸，對于工程實施難度及節約造價有著極大的作用。

3）施工隊伍的專業素質對于項目的實施及今后的工程安全關系重大。

4）擋墻結構設計的合理與地勘資料關系極大，因而地勘資料的準確性以及施工階段發生地質狀況與地勘報告不一致時，應及時與設計方聯系，驗證擋墻結構安全。

［1］吳雪軍，楊就意.南昌市青山湖排水區排澇規劃技術介紹［J］.中國給水排水，2015，（23）：125-129.

［2］王元戰，李新國，陳楠楠.擋土墻主動土壓力分布與側壓力系數［J］.巖土力學，2005，26（7）：1019-1022.

［3］顧慰慈.擋土墻土壓力計算手冊［M］.北京：中國建材工業出版社，2005.

□方芳/天津市北辰區公路管理局。

U412.6

C

1008-3197（2016）03-58-02

2015-12-18

高會剛/男，1984年出生，工程師，上海市城市建設設計研究總院，從事市政道路工程設計工作。

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2016.03.019