郭銳
淺談堤頂防汛道路工程建設標準和質量問題
郭銳
防汛道路是為防汛及堤防管理、堤岸維修養(yǎng)護和堤防綠化等工作而建設的專用道路,常見有堤頂和堤后兩種布設方式。對于交通量較小,地處偏僻的堤防,多采用堤頂防汛道路的布置形式。
安徽省蚌埠市某河道堤防工程建成于20世紀70年代,受經濟條件限制,堤頂路面未硬化,采用土路面作為防汛道路。多年來受各種車輛反復碾壓,堤頂坑洼不平,部分堤防斷面受損,影響防汛和堤防管理。為此國家投資重修該堤頂?shù)缆?,工程建設進展順利,但也反映出了一些問題,值得進一步探討。
堤頂防汛道路沿河而建,以堤防工程為基礎,修建于堤頂,主要用于防汛和堤防管理,服務于各項水利設施。其地處偏遠,背水側農業(yè)生產較為發(fā)達。部分堤防道路被納入地方道路交通網絡,承擔著一定的交通運輸任務。因此,堤頂防汛道路性質特殊,與一般公路有著明顯區(qū)別。堤頂防汛道路在項目立項后首先要解決的問題是建設標準選擇。
首先,堤防道路是為保證堤防安全而建設的專用道路,其基本功能為抗洪和防汛提供便利。
其次,堤頂?shù)缆放c一般公路用了不同的設計規(guī)范和質量控制標準,堤頂防汛道路路面結構等級和厚度受到原堤頂承載能力的制約。
第三,堤防道路的平面布置受到堤防工程的堤線制約,只能沿堤順水布線,路面的縱坡和斷面布置受堤防縱坡和斷面的制約。
第四,位于城市范圍之外堤防道路不具備一般公路和道路的交通、集散功能,其對沿線的服務只是附屬功能。為了確保堤防安全,常常限制通行。汛期甚至切斷堤防道路的對外交通,使其成為一條抗洪搶險專用公路。
我國并沒有制定針對堤防交通道路的專用建設標準,很多堤頂?shù)缆纷鳛楹拥乐卫淼人こ痰囊徊糠?,因投資相對較小,往往不被重視,建設標準選用較為混亂。往往造成部分堤防道路標準偏低,部分超標建設,浪費投資。因此,選擇合理的堤頂防汛道路設計標準是十分必要的。
該工程設計標準依據(jù)《堤防管理工程設計規(guī)范》(SL 171-1996)的規(guī)定:堤防內外交通系統(tǒng),應根據(jù)工程管理和防汛任務的需要參照《公路工程技術標準》(TJ-1-81)的有關規(guī)定,確定公路等級和其他有關設計參數(shù)。但《公路工程技術標準》(TJ-1-81)早已廢止,因此設計部門參照了《公路工程技術標準》(JTGB01-2014)的四級公路標準。
四級公路標準規(guī)定:“四級公路為供汽車、非汽車交通混合行駛的雙車道或單車道公路。雙車道四級公路年平均日設計交通量宜在2000輛小客車以下;單車道四級公路年平均日設計交通量宜在400輛小客車以下?!痹摴こ痰慕煌匡@然遠低于四級公路的年平均日設計交通量最大值。據(jù)調查2軸4輪及以下客、貨運車輛每日小客車交通量不足100輛,2軸6輪、3軸整車僅在防汛期間及穿堤建筑物施工特殊需要的時候才會放行,每日最大交通量不足20輛。因此,工程設計時,設計單位根據(jù)堤頂防汛道路的特殊性對該標準相關的技術參數(shù)進行了調整,在滿足使用要求的同時避免不必要的浪費,設計標準相對合理。
該工程采用水泥混凝土路面,堤頂?shù)缆仿访婵偤穸?.37m,結構型式自上至下依次為:C30混凝土面層厚220mm,5%水泥穩(wěn)定級配碎石基層厚150mm。施工過程中出現(xiàn)了部分路段路基彎沉值檢測不滿足設計要求和數(shù)處路面結構層斷裂的情況。施工單位認為設計部門彎沉值280的設計指標過于嚴苛,堤身土質本身很難達到設計要求,部分路面斷板也應與堤身土質有關。
經現(xiàn)場調查并查閱了地質勘探報告和初步設計報告等相關資料,筆者認為沉值檢測不合格和路面斷板的問題應該出在施工環(huán)節(jié)上,原因如下:
首先,該工程所在堤防為20世紀70年代建設的二級堤防,填土主要為重粉質壤土,中等壓縮性,屬低液限粘土?!兜谭拦こ淘O計規(guī)范》(GB50286-2013)規(guī)定二級和堤身高度不低于6m的3級堤防壓實度不小于0.93?!豆仿坊O計規(guī)范》(JTG D30-20)規(guī)定四級公路路床壓實度不小于0.94,上路堤壓實度不小于0.93,下路堤壓實度不小于0.90。設計要求路基壓實度不小于0.94,顯然高于二級堤防的壓實度要求,但堤身歷經多年自密實過程且經碾壓后壓實度檢測符合設計要求,根據(jù)經驗,路基的設計彎沉值一般比壓實度要求更容易滿足,因此堤身不應是質量缺陷的主因。
其次,根據(jù)路基施工的技術要求,路基在開挖碾壓后應嚴格控制含水量。路基作業(yè)面曝曬失水,堤防填土主要是重粉質壤土,中等壓縮性,失水后如遇擾動對土體結構會產生嚴重破壞。因此,路基鋪設一般采用逐段施工、逐步推進的作業(yè)方式,避免路基暴露時間過長。施工單位在該工程路基作業(yè)時,采用了全路段一次性清基,造成路基作業(yè)面長期暴露,并且路基暴露期間未能采取適當?shù)臑⑺B(yǎng)生措施,亦未能封閉交通,從而導致路基土體受到擾動破壞,彎沉值檢測不合格。路基開挖碾壓后和暴露擾動后的壓實度檢測差異,也進一步印證了這一點。
最后,路面基層采用的水泥穩(wěn)定級配碎石,屬于低標號半剛性材料,抗彎強度低且層結合力差,強度發(fā)展取決于水泥的固結速度,水泥一旦固結破壞便不具有再生性。因此,基層鋪設后需封閉交通養(yǎng)生,時間一般不少于7天。
堤頂防汛道路布設于堤防的上表面,該工程堤防標準斷面頂寬10m,部分堤段堤后填土較寬,部分堤段頂寬不足。堤頂防汛道路設計路面寬5m,路基寬5.6m,而施工單位采用的是整幅澆筑的施工方案。這就意味著對于堤頂寬度較小的斷面,物料運輸車輛無法繞開施工作業(yè)面,只能在作業(yè)面的下游進行施工。路面澆筑時很難避免作業(yè)車輛對施工作業(yè)面下游的水泥碎石穩(wěn)定基層造成破壞,而基層破壞將直接影響路面的結構安全,導致出現(xiàn)斷板現(xiàn)象。
堤頂防汛道路有別于一般道路的特殊性,決定了其標準和技術參數(shù)選用必須以滿足防汛安全及河道管理的基本要求為前提,在這個前提下方可根據(jù)河道及堤防的特點,結合地方實際制定合理的堤頂?shù)缆方ㄔO方案。
另外,由于堤頂防汛道路施工單位多為專業(yè)的水利工程施工隊伍,對道路施工的經驗不足,施工方案不合理,施工程序不合理,也是很多堤頂?shù)缆烦霈F(xiàn)質量問題的重要因素。筆者建議加強以下措施以保證堤頂防汛道路的工程質量。
首先,堤頂防汛道路施工應當采用逐段漸進的施工方案,逐段開挖作業(yè)面,避免路基過久暴露,并注意灑水養(yǎng)護。為及時發(fā)現(xiàn)施工過程的質量問題,全面施工前應先進行實驗段施工,試驗段長度不小于200m。
其次,由于堤頂防汛道路的施工受堤頂寬度的限制,必須科學組織施工車輛交通和路面施工流程,避免施工車輛碾壓新筑的路基路面。
最后,對于堤頂寬度較小的堤段,堤頂?shù)缆肥┕と鐭o法保證施工車輛通行,可以在設計階段考慮采用早期強度較低的二灰碎石做基層,二灰碎石基層養(yǎng)生期間可以直接承受車輛荷載
(作者單位:安徽省蚌埠市機電排灌管理站233000)