□姬永立（河南省水利第一工程局）

1 工程簡(jiǎn)介

上海市紅旗塘河道位于上海市青浦、松江兩區(qū)，是杭嘉湖地區(qū)來(lái)水排入黃浦江的最重要排水通道，也是太湖流域的重要排洪河道，在南大港處與西泖河匯合，經(jīng)泖河、斜塘進(jìn)入黃浦江。為確保堤防工程的運(yùn)行安全及其附屬設(shè)施的健全，上海市水務(wù)局安排資金實(shí)施上海地區(qū)紅旗塘段堤防專項(xiàng)維修工程項(xiàng)目，主要建設(shè)項(xiàng)目為防汛道路及支河橋梁建設(shè)。

防汛道路建設(shè)過(guò)程中，在樁號(hào)YK7+920～YK8+877.70段路基基礎(chǔ)開(kāi)挖過(guò)程中發(fā)現(xiàn)防汛墻后覆土下存在生活垃圾，給防汛道路路基質(zhì)量和安全帶來(lái)隱患。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)探明，該防汛墻岸段原為村鎮(zhèn)垃圾站點(diǎn)。原設(shè)計(jì)防汛墻頂高程5.50m（鎮(zhèn)江吳淞高程系統(tǒng)），防汛墻后回填土設(shè)計(jì)高程為4.20m。原項(xiàng)目施工結(jié)束后，因當(dāng)?shù)厣罾^多，施工單位考慮防汛墻后不修建防汛搶險(xiǎn)道路，將大量生活垃圾掩埋至防汛墻后，防汛墻后土方回填至4.80m處。

此次紅旗塘堤防維修項(xiàng)目新建防汛道路施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)生活垃圾后，現(xiàn)場(chǎng)采取每隔50m左右挖探坑探明分布情況，結(jié)果顯示生活垃圾沿設(shè)計(jì)防汛道路線路分布，共計(jì)6處，墻后覆土（平均4.80m標(biāo)高以下）30～50 cm以下均為生活垃圾，埋深約1.80～2.00m不等，寬度在設(shè)計(jì)道路外側(cè)6m以外還有生活垃圾，防汛墻底板下未見(jiàn)生活垃圾。

根據(jù)規(guī)范要求，對(duì)于路基范圍的垃圾土，需要處理后方能進(jìn)行防汛道路辟筑。為此，施工方在調(diào)查研究后決定，在盡量減少生活垃圾外運(yùn)處理的前提下，提出合理的路基處理方案，經(jīng)對(duì)比后進(jìn)行實(shí)施。

2 道路標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)方案

2.1 道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

防汛道路，平、縱線形參照四級(jí)公路設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)車速20 km/h；設(shè)計(jì)荷載采用BZZ—100型標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 道路平縱橫斷面設(shè)計(jì)

防汛通道道路中心線基本按照現(xiàn)狀防汛墻線位平行布置，一般段落靠防汛墻外側(cè)1.50m寬范圍為臨江人行道，然后向外布設(shè)寬2.80m的車行道（含側(cè)平石）。

防汛通道縱斷面線形主要受防汛便道現(xiàn)狀路面標(biāo)高及與防汛墻頂標(biāo)高之間高差控制。本段既有防汛便道路面高程一般在4.80m左右；防汛墻頂面高程一般為5.50m。防汛通道車行道中心高程一般以不低于4.20m控制，以保證人行道與防汛墻頂高差≥80 cm。

紅旗塘防汛通道一般段落標(biāo)準(zhǔn)橫斷面：1.50m（臨河人行道）+2.80m（車行道、含0.30m側(cè)平石）+0.50m（土路肩，含小方石壓邊）＝4.80m。

防汛通道車行道寬度為2.50m，考慮適當(dāng)放寬，處理寬度為3.50m，內(nèi)側(cè)邊線與現(xiàn)狀防汛墻間距1.20m（人行道范圍）。

車行道路面結(jié)構(gòu)：4 cm厚細(xì)粒式瀝青混凝土面層（AC－13F）；6 cm厚中粒式瀝青混凝土面層（AC－20C）；20 cm厚粉煤灰三渣基層；20 cm厚灰土底基層。

3 路基處理方案

根據(jù)工程特點(diǎn)及上海市市政、環(huán)保部門對(duì)建筑垃圾外運(yùn)處理的相關(guān)要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，考慮到垃圾土挖除、運(yùn)輸及環(huán)衛(wèi)處理工程量的大小，對(duì)工程造價(jià)影響較大，擬對(duì)3個(gè)處理方案進(jìn)行比較。方案原則是考慮盡量減少垃圾土的挖除量，以下豎向高程、標(biāo)高均以4.20～4.50m控制。經(jīng)咨詢上海市環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)單位，垃圾土外運(yùn)處理費(fèi)用為外運(yùn)60元/m3,處理（直埋）80元 /m3，合計(jì) 140元 /m3。

3.1 方案對(duì)比分析

3.1.1 處理方案一

在現(xiàn)狀土基表面（4.70m）向下挖除1.15～1.45m原狀土（混有生活垃圾的土），自下而上拋填50 cm塊石或建筑廢料作為底基層，15 cm道渣墊層，壓實(shí)后鋪筑20 cm粉煤灰三渣基層及6 cm厚中瀝青混凝土面層，4 cm厚細(xì)瀝青混凝土面層。

3.1.2 處理方案二

在現(xiàn)狀土基表面（4.70m）向下挖除0.76～1.06m原狀土后，填筑30 cm道渣墊層，然后澆筑16 cm厚C25水泥混凝土（內(nèi)設(shè)φ16@20單層鋼筋網(wǎng)片），其上滿鋪玻纖格柵（防裂縫）及6 cm厚中瀝青混凝土面層和4 cm厚細(xì)瀝青混凝土面層。

3.1.3 處理方案三

在現(xiàn)狀土基表面（4.70m）向下挖除0.90～1.20m原狀土后，設(shè)置“土工格室”（25元/m2×2層），格室內(nèi)填充40 cm道渣，壓實(shí)后鋪筑20 cm粉煤灰三渣基層及6 cm厚中瀝青混凝土面層和4 cm厚細(xì)瀝青混凝土面層。

經(jīng)對(duì)方案進(jìn)行比較分析，方案一的施工方案比較成熟，但工程量較大，挖除垃圾土的方量最大，處理費(fèi)用也較高；方案二處理垃圾土的方量最小，但工程造價(jià)高，且路面（水泥混凝土板）以下僅30 cm道渣，難以壓實(shí)，土基處理不徹底，運(yùn)營(yíng)后路面沉陷、破裂的可能性高。方案三采用“土工格室”，抗腐能力較佳，路基碾壓及穩(wěn)定性可以保證，工程造價(jià)較省，予以推薦。

3.2 土工格室材料特性

土工格室是由強(qiáng)化的HDPE片材料，經(jīng)高強(qiáng)力焊接而形成的一種三維網(wǎng)狀格室結(jié)構(gòu)。一是伸縮自如，運(yùn)輸可縮疊（體積?。┕r(shí)可張拉成網(wǎng)狀，填入泥土、碎石、混凝土等松散物料，構(gòu)成具有強(qiáng)大側(cè)向限制和大剛度的結(jié)構(gòu)體。二是材質(zhì)輕、耐磨損，化學(xué)性能穩(wěn)定、耐光氧老化、耐酸堿，適用于不同土壤與沙漠等土質(zhì)條件。三是具有較高的側(cè)向限制和防滑、防變形，可有效增強(qiáng)路基的承載能力和分散荷載作用。四是土工格室高度、焊距等幾何尺寸有多種規(guī)格，可滿足不同工程需要。五是土工格室價(jià)格適中，運(yùn)用較廣泛，工藝成熟，且對(duì)軟土（淤泥質(zhì)）適應(yīng)性強(qiáng)。在高速公路軟基處理中，在淤泥上鋪設(shè)填筑道渣后可直接上車碾壓，效果明顯。且土工格室運(yùn)輸、連接方便，施工速度快。

3.3 土工格室施工

土工格室施工階段按照50m左右劃分，并嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行施設(shè)。

表1 土工格室主要技術(shù)參數(shù)表

土工格室擬采用兩層，每層高20 cm。土工格室應(yīng)分段實(shí)施，30～50m/節(jié)段；鋪筑完后間隔2 d后鋪筑20 cm粉煤灰三渣及面層。

土工格室焊接間距70 cm，片材厚度1.10mm，單元格室尺寸為40 cm×40 cm。

4 路基處理方案對(duì)防汛墻穩(wěn)定性的影響評(píng)價(jià)

4.1 工程等別及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

建筑物等級(jí)：紅旗塘工程為二等工程，護(hù)岸防洪墻為3級(jí)建筑物。

設(shè)計(jì)水位：設(shè)計(jì)洪水位4.07～4.25m，設(shè)計(jì)低水位1.50～0.85m，最高通航水位3.90m，最低通航水位1.85～1.54m，河道年平均正常水位2.80m。

特征高程：該段工程防洪墻采用復(fù)式結(jié)構(gòu)，即前面設(shè)低護(hù)岸（小矮墻），后面設(shè)防洪墻，防洪墻墻頂高程5.50m，墻后路面高程4.50m，現(xiàn)狀護(hù)岸高程4.06m，墻前青坎高程同原護(hù)岸高程。

地震烈度：根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃表》，該工程處于地震動(dòng)峰值加速度0.10 g區(qū)，基本設(shè)防烈度為7度。

道路荷載考慮施工期間壓路機(jī)控制在8 t以內(nèi)，通行車輛在2 t左右，按照公路規(guī)范汽-10取值。

4.2 設(shè)計(jì)水位組合

根據(jù)工程特點(diǎn)，結(jié)合上海地區(qū)水文地質(zhì)條件及運(yùn)行特點(diǎn)，參照有關(guān)規(guī)定與規(guī)范要求，對(duì)工程范圍內(nèi)的防汛墻設(shè)計(jì)水位組合情況如表2所示，選用2種不利狀況計(jì)算復(fù)核。

表2 防汛墻設(shè)計(jì)水位組合表

4.3 防汛墻整體穩(wěn)定安全系數(shù)

該工程防汛墻為3級(jí)水工建筑物，安全系數(shù)按《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定取值，安全系數(shù)見(jiàn)表3。

表3 防汛墻整體穩(wěn)定、抗滑和抗傾安全系數(shù)表

4.4 防汛墻整體穩(wěn)定復(fù)核

根據(jù)規(guī)范，3種路基處理方案對(duì)防汛墻穩(wěn)定計(jì)算時(shí)按運(yùn)營(yíng)（正常）工況和地震（非正常）工況分別進(jìn)行計(jì)算，各工況組合見(jiàn)表3。經(jīng)復(fù)核計(jì)算，河道邊坡整體穩(wěn)定安全系數(shù)，大于規(guī)范要求，因此，防汛墻整體穩(wěn)定滿足規(guī)范要求，詳見(jiàn)計(jì)算成果表。

表4 方案一對(duì)防汛墻整體穩(wěn)定復(fù)核表

表5 方案二對(duì)防汛墻整體穩(wěn)定復(fù)核表

表6 方案三對(duì)防汛墻整體穩(wěn)定復(fù)核表

上述驗(yàn)算結(jié)果顯示，方案二、方案三新建防汛通道在施工、運(yùn)營(yíng)期間，防汛墻的抗滑、抗傾覆及整體穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。

根據(jù)上海市《黃浦江防汛墻工程技術(shù)規(guī)定》（試行），防汛墻工程技術(shù)參數(shù)有所提升，而該工程防汛墻是早期建造，為了更好地保證堤防工程的安全性，滿足防汛墻穩(wěn)定性要求，通過(guò)技術(shù)比較，地基處理措施采用“土工格室”方案，填筑道渣時(shí)，碾壓邊緣應(yīng)距離防汛墻1m以上。防汛通道結(jié)構(gòu)層為40 cm道渣（鋪設(shè)土工格室兩層）+20 cm粉煤灰三渣+6 cm中粒式瀝青混凝土+4 cm細(xì)粒式瀝青混凝土。碾壓應(yīng)從防汛墻向外進(jìn)行，使土體擠密后向外側(cè)傳遞。

5 結(jié)論

土工格室廣泛應(yīng)用于道路路基特殊路段處理，在穩(wěn)固路基、承受載重力的堤防河道治理效果顯著。采用土工格室可減輕施工勞動(dòng)強(qiáng)度，減少路基厚度，施工速度快、性能好，大大降低工程造價(jià)。