山嶺重丘區二級公路常規設計畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 合設計使各種排水設施形成一個功能齊全，排水性能強的完整排水系統。排水設計要因地制宜，全面規劃、綜合治理、經濟實用，充分利用有利地形和自然水系。各種路基排水溝渠的設置和連接應盡量不占或少占農田，并與當地農田水利設施相配合，必要時可適當加大涵管孔徑或增設涵管等以利于農田灌溉。排水溝渠應選擇地形，地質較好的地段通過，以節約加固工程投資。排水溝渠的出水口應盡可能引至天然河溝，不應使水流直接流入農田，損害農業生產。排水構造物的設計應貫徹就地取材的原則，要迅速排出有害水，保證公路運輸暢通。本詳細設計的整體排水規劃選擇了K0+700～K2+100路段進行設計。 路基邊坡設計邊坡設計主要是合理的確定路基邊坡坡度。路基邊坡坡度可用邊坡高度H與邊坡寬度b之比值表示，并取H=。路基的邊坡，尤其是陡坡地段的路堤邊坡及深路塹的挖方邊坡，不僅數量大，施工難度高，而且是決定路基穩定性的關鍵，如果地質與水文條件較差，往往病害嚴重，甚至因水毀壞，所以合理的確定邊坡坡度，對于路基的穩定性至關重要，同時要做好路基的排水、養護和加固設計工作。路基邊坡的坡度，應根據當地的自然條件、土石種類及結構邊坡高度、施工方法、氣候條件、基底的工程地質及水文地質條件進行合理選定。 路堤邊坡沿線山體穩定，無不良地質狀況，故路堤邊坡坡度，可參照下表，結合當地已成的實踐經驗采用。表8－1 路堤邊坡坡度填料類型邊坡最大高度（m）坡度全部高度上部高度下部高度全部高度上部高度下部高度粘性土、砂性土、粉性土201212－1：1：礫石土、粗砂、中砂12－－1：－－碎石、卵石2088－1：1：不易風化的石塊201212－1：1：根據沿線的工程地質及水文狀況，本設計采用的邊坡為：路堤上部坡度（H ）1：，下部坡度1：（H）。 路塹邊坡路塹邊坡的穩定性主要與當地的地質地貌、水文條件和排水條件有關。為了防止邊坡不穩定而發生塌方等病害，在設計之前，首先用對山坡的自然穩定性做正確的判斷。整體巖層，風化較輕，邊坡的穩定性一般穩定性較好；巖質山坡上，如風化嚴重，有與路線平行的臺階的地形，可能出現山坡滑坍；巖質的山坡上有與路線平行的裂縫，可能出現山坡不穩的現象；圓圈狀的山坳容易發生滑坡，小的山坳容易發生塌方。當地質水文條件良好、土質均勻或巖層無不利層理時，路塹邊坡坡度可參考第五章表5－4所列的范圍，結合以建成公路實踐經驗采用。本設計采用的邊坡為： 路塹 1：1。當路塹高度大于8米時，其6米以下，坡度為1：1，6米以上坡度為1：，考慮到坡度變化較大，在該處修建1m的碎落臺，從而增加邊坡的穩定性減少坡面沖刷，起到一定的攔擋上邊坡剝落下墜的小石（土）塊。平臺表面也作漿砌片石防護。 溝渠設計 邊溝設計設置在挖方路基的外側以及填土高度較低的路堤坡腳外側的縱向人工溝渠，稱之為邊溝。其主要功能在于匯集和排出路基范圍內和流向路基的少量地面水。邊溝的排水量不大時，一般不需要進行水文、水利計算。依據沿線具體條件，選定標準橫斷面形式，邊溝緊靠路基，通常不允許其他排水溝渠的水匯入，也不能與其他人工溝渠和并使用。 邊溝的斷面形式常用的有梯形、矩形、三角形和流線型等幾種形式。一般情況，土質邊坡宜采用梯形；石質邊溝宜采用矩形，以減少溝頂寬度；易于積雪或積沙路段，邊溝宜采用流線型，單個采用機械化施工、且用地條件許可時宜采用三角形。國防公路，為了利用車輛橫越邊溝，宜采用三角形邊溝結合本設計的情況，采用用梯形邊溝，邊溝采用漿砌片石防護。 邊溝的斷面尺寸《公路排水設計規范》。本段設計采用邊溝的邊坡為內側1：1，在挖方路段外側邊坡與挖方邊坡相同，即1：1，在較低填方路段外側邊坡坡度與填方路段的邊坡相同，即為1：。 邊溝的縱坡和長度為了保證邊溝能迅速地排水，邊溝縱坡一般與路線縱坡一致（出水口附近除外），平坡路段，%的縱坡。%，但邊溝口間距宜縮短。在邊溝出水口附近以及排水困難路段，如回頭曲線和路基超高較大的平曲線等處，邊溝應進行特殊設計。為防止邊溝水流漫溢或沖刷，通常規定單向排水長度每300～500米即應設排水溝，將水引至低洼處，必要時添設涵洞，將水引入路基另一側。 邊溝的出水口(1) 邊溝水流流向路堤坡腳處，縱坡一般較陡。當邊溝底到填土坡腳高差過大時，應結合地形和地質條件采取下列措施：a) 設置排水溝將路塹邊溝沿出水口處的山坡引向路基范圍以外，不直接沖刷填方路基。b) 自邊溝與填方毗鄰處設跌水或急流槽，將水流直接引到填方坡腳之外，以免沖刷，影響路基穩定性。(2) 當邊溝水流流向橋涵進水口時，為避免邊溝流水沖刷，應作如下處理：a) 在涵洞進口處設置窨井，或根據地形需要，在進口前設置急流槽與跌水 等構造物。b) 當邊溝水流向橋涵進水口時，為避免沖刷，應在涵洞進水口前或橋頭翼前設置急流槽或跌水構造物將水引走。 截水溝當山坡填方路段可能遭到上方流水的破壞時，必須設置截水溝以攔截山坡水流保護路堤。降水量較少或坡面堅硬及邊坡較低以致影響不大時的地段可以不設截水溝。反之則必須設兩道或多道截水溝。 截水溝的斷面形式截水溝的斷面形式一般為梯形，本設計邊坡采用1：1。 截水溝離開路基的距離截水溝離開挖方路基的距離應視土質而定，以不影響邊坡穩定性為原則。對于一般土層，距離d≥5米，地質不良地段，酌情增大。對于有軟弱地段，其距離因挖方邊坡高度H而異，一般為d≥5+H米，但應不小于10米，截水溝挖出的土，可在截水溝之下側做成土臺。臺頂應筑成2%傾向截水溝的橫坡，土臺坡腳離路基挖方坡頂應有適當距離。山坡路堤上方的截水溝，離開路堤坡腳至少2米，并用開挖截水溝的土在路堤與截水溝之間，修成傾斜2%的土臺。 截水溝的出水口(1) 截水溝內的水流一般應避免排入邊溝。(2) 通常應盡量利用地形，將截水溝中的水流排入截水溝所在山坡一側的自然溝中，或直接引到橋涵進口處，以免在山坡上任其自流，造成沖刷。(3) 截水溝的出水口，應與其它排水設施平順地銜接，必要時宜設跌水或急流槽。 排水溝排水溝主要用于排除來自邊溝，截水溝或其它水源的水流，并將其引至路基范圍以外的指定地點。排水溝的斷面形式一般為梯形，深度按流量確定。邊坡坡度視土質而定，一般土層可用1：。溝底縱坡以1%～3%為宜，縱坡大于3%，需進行加固，大于7%時，應設置跌水或急流槽。排水溝的長度應根據實際需要確定，通常宜在500m以內。排水溝距路基的距離一般不小于3～4m。 溝渠加固溝渠加固措施應結合地形、地質、縱坡和流速等條件，因地制宜，就地取材，簡便易行，經濟實用。本設計中考慮到地下水埋深較淺，且為冰凍地區，故采用漿砌片石對邊溝、排水溝和截水溝進行加固。 路面排水設計 確定路拱坡度路拱坡度的確定，應以路面排水和保證行車安全、平穩為原則。結合當地實際情況，確定路面類型為瀝青混凝土路面，查閱相關水文資料，％。 路拱形式的確定 路拱的基本形式有直線形、屋頂線形和拋物線形三種。綜合考慮本設計采用直線型路拱，即采用雙向坡面，即路拱兩側是傾斜直線，拱頂在路面的中心線上。這種路拱形式有利于機械化施工，如行車后路面稍有沉陷，雨水亦可排出比較符合設計、施工和養護的要求。 路拱橫向坡度路肩一般應設置向路基外側傾斜的橫向坡度，為能迅速排出路面上的降水，路肩橫向坡度一般應比路面橫坡大1％～2％，％。路肩坡度的方向均向路肩外側傾斜，以免路肩上的雨水流入行車道。 涵洞計算 涵洞的布設本路段小橋涵設置時主要考慮了：上游洞口應考慮流向，下游洞口以不危及農田村鎮為原則，同時考慮到圓管涵利于施工，又經濟簡便，所以大部分形式均采用無壓力式圓管涵形式（除K2+190處，設置蓋板涵）。本設計中涵洞的位置以及孔徑見表8－3所示：表83 涵洞一覽表序號涵洞位置結構類型交角（176。）孔數及孔徑洞口型式1K0+980鋼筋混凝土圓管涵742一字2K1+680鋼筋混凝土圓管涵90一字3K2+190鋼筋混凝土蓋板涵691 一字4K2+256鋼筋混凝土圓管涵54一字5K2+740鋼筋混凝土圓管涵116一字6K3+200鋼筋混凝土圓管涵902一字 涵洞具體計算：圓管涵的標準跨徑通常取50、7100、12150（cm）。下面以排水總體規劃圖中K1+680處的涵洞計算為例，參考資料為《公路排水設計手冊》（人民交通出版社 姚祖康編著），以下系數及表均由此書中摘取。 采用的方法為徑流形成法，此法是以暴雨資料為主推算小流域洪水流量的一種方法，是公路部門目前普遍使用的一種計算方法，該公式只適用于匯水面積F≤30 km2的小流域。我國公路系統最常采用的是公路科學研究所提出的簡化公式，其中未考慮洪峰削減的公式為： （81）式中 QP——規定頻率為P時的雨洪設計流量（m3/s）F——匯水面積（km2），根據詳細設計平面圖計算得：F=h——暴雨徑流厚度（mm） －5查得本地區為暴雨分區的第十六區（松花江平原）－7查得匯水區土的吸水類屬第II類（沿線多粘土）取匯流時間為t＝30min 根據公路類型，本地區設計洪水頻率為1/50－6得h＝32mmZ——被植物或坑挖滯流的徑流厚度－8得Z＝10mm（灌木叢，山地水稻田，結合治理，坡面已初步控制）φ——地貌系數，根據地型、匯水面積F、主河溝平均坡度Iz決定按主河溝平均坡度Iz（‰）＝10～20匯水面積F（km2） F＜10 km2－9查得φ=β——洪峰傳播的流量折減系數，由匯水面積重心至橋涵的距離（L0＝1Km）及匯水區的類型（丘陵匯水區）－10得，本設計取β=1； γ——匯水區降雨不均勻的折減系數，由于匯水區得長度寬度均小于5Km，故不予考慮，取γ=1；δ——考慮湖泊或小水庫調節作用對洪峰流量影響的折減系數，本地區沒有水庫，所以取1； 將各值帶入公式計算得m3/s(1) 確定涵洞孔徑d初選臨界水深hk時的充滿度為。查表的，k=。則管徑為： 取管徑d=。(2) 臨界水深以d=，可得 查表得到相應的。故臨界水深m。(3) 臨界流速和臨界坡度的確定查表可得，當時， 。則：臨界流速vk： m/s臨界坡度為：‰采用臨界坡度時，涵內正常水深h0和流速v0均與臨界水深hk和臨界流速vk相同。涵洞底坡等于臨界坡度，涵前水深小于允許水深，涵洞進水口處得凈空高度大于要求得最小凈空高度，涵洞出口處水深（涵內水深）大于下游正常水深，涵洞水流狀態為無壓自由流。(4) 最大縱坡的確定假設涵洞內正常流速采用允許流速（），則涵洞縱坡可增大。由流量公式，涵內過水斷面面積為。則，查表的充滿度。由此，正常水深m。查表知斷面的流速特征相對值,其中,由此。則‰。可見涵洞縱坡I可在ik=‰～‰范圍內選擇。(5) 確定涵洞長度 mm式中 B——路基寬度，為10米B上 , B下——由路基中心至上，下游路基邊緣的寬度，；H——路基填土總高度，即由路基中心至路基邊緣高度， h上，h下——涵洞上下游洞口建筑高度， m——路基邊坡坡度（按1：m），m=1： i0——涵底坡度（以小數表示） i0=%L上，L下——涵洞上，下游長度涵洞全長： L= L上+L下=+= 排水系統總體規劃排水設計應遵循的設計原則：(1) 因地制宜、全面規劃、綜合治理、講究實效、注意經濟，充分利用有利地形和自然水系。(2) 各種排水溝渠應盡量不占或少占農田，并與當地農田水利設施建設相配合。一般情況下，不利用邊溝作為灌溉渠道。不得已時，應對邊溝加大尺寸，并加固。(3) 對于排水困難和地質不良地段應進行特殊設計。(4) 排水溝渠的出水口應盡可能引接至天然河溝，以減少橋涵工程；不應使水直接流入農田，損害農業生產。(5) 貫徹因地制宜、就地取材的原則，迅速有效的排除路基的“有害水”。排水總體規劃見排水總體規劃圖（1：2000）。8 . 路基防護工程設計路基防護應按照設計施工與養護相結合的原則，根據當地氣候環境、工程地質和材料等情況，選用適當的工程類型或采用綜合措施，以保證路基的穩固。路堤和路塹邊坡的坡面暴露在大氣中，常常受到自然因素的反復干濕、凍融、沖刷和吹蝕作用。對于易受自然因素作用而破壞的土質或巖質邊坡，在路基基身施工完畢以后，應及時進行坡面護理。 植物防護植物防護是一種經濟有效的防護措施，特別是在氣候潮濕、草皮易于生長的地區，但采用時必須注意保證其成活。對于巖質邊坡，這種方法一般不適用。在不利于生長的邊坡上，若要采用植物防護，則可在其上先鋪一層厚約10－20cm的粘性土，而后再鋪草皮。尺寸及布置見路基防護圖。 砌石護坡對于較陡的土質邊坡（1：－1:1）和易風化和破碎的巖石邊坡，可采用砌石護坡，砌石有干砌和漿砌片石兩種，前者適用于邊坡坡度較緩或經常有地下水滲出坡面的情況。－。當干砌片石不適宜或效果不好時，采用漿砌片石。漿砌片石護坡的厚度，視邊坡高度和陡度而異，－。為防止不均勻收縮和沉陷引起過的內應力，每隔10－20m設一道伸縮縫，縫隙寬2cm，縫內填塞瀝青麻筋或瀝青木板。隔2－。對于土質邊坡，為防止淤塞，護坡背后應設置反濾層。詳見“路基防護圖”。綜合考慮在本設計中的地下水埋深較淺等實際情況，采用植物防護和漿砌片石兩種形式。，下部采用漿砌片石防護。，即挖到巖石層，因該地區的巖石風化不是很嚴重，地下水可以靠巖石裂隙排到邊溝，故不需設置護面墻。在本設計中，采用鋪草皮和漿砌片石