穿通道渗透排水技术在低路基高速公路的应用.ppt

下挖通道渗透排水技术在低路基高速公路中的应用 廖济柙 2008年11月,一、项目背景 二、设计思路 三、设计方案 三、可行性论证 四、在河北省大广高速公路衡大段的应用 五、推广前景,1、目前华北平原区高速公路路基高度普遍偏高。路基高导致占地多、投资大、后期病害多等一系列问题。我国平原区高速公路路基高度始终降不下来的一个关键性制约因素就是横向交通的干扰。平原地区地势平坦，公路沿线人口众多，村庄密集，必须设置一定数量的横向通道来满足沿线两侧居民、车辆的通行。,一、项目背景,2、节约土地资源已提到战略高度来研究。2008年1月3日国务院关于促进节约集约用地的通知中明确提出：“要采取先进节地技术、降低路基高度、提高桥隧比例等措施，降低公路、铁路等基础设施工程用地和取弃土用地标准。”,一、项目背景,3、华北地区严重缺水。地下水经近几十年的开采，已严重缺乏，国际地质学界认为，为缓解地下水短缺，可以通过将符合规定水质标准的地表水直接注入地下进行人工补充。,一、项目背景,首先将下挖通道引道内的雨水汇入集水井（设置在被交道路的最低点），雨水经过初步沉淀后，由横向排水管流入净化渗透池，经过过滤净化后渗入地下土层。这一集水、净化处理和入渗的过程，需要通过相应的水文计算，以及运用地下水线性渗透的达西定律进行水力学计算，来设计渗透池的直径与深度。,二、设计思路,*,三、设计方案,集水井+横向排水管+渗透(沉淀)池的排水方案,下挖通道渗透排水设计示意图,方案一：集水井+横向排水管+渗透池,当渗透池底部位于地下水位之上时，渗透池起储水和渗水作用。渗透池底部采用过滤材料进行防污处理。,过滤层,三、设计方案,方案二：集水井+横向排水管+沉淀池(封底)+渗井,三、设计方案,过滤网,蛭石隔栅网,隔水层,三、设计方案,汇水量的确定根据汇水面积以及各地区降雨强度确定。根据公路路基设计规范(JTG D30-2004)规定，高速公路路基排水设计应采用设计重现期为15年一遇连续3日的降雨强度。,大广高速沿线各重点站15年一遇连续3d最大降雨量一览表（单位：mm）,四、可行性论证,1、水文地质条件 大广高速公路深州至大名段项目沿线地下水类型属河北平原第四系松散岩类孔隙水。 因深层地下水长期处于超采状态，多年水位呈下降趋势并形成冀（县）枣（强县）衡（水市）为中心深层地下水下降漏斗 ，漏斗中心动态类型为侧向径流补给开采型，其他地区均为越流补给开采型。,四、可行性论证,2、小渗井现场注水试验 渗井实验位置：衡水东服务区内，衡德高速公路路北。 渗井深度：101m。 渗井尺寸：内径(直径)10cm，壁厚3.8mm。 实验目的：通过现场渗水实验获取实验段渗透系数。 渗井实验总工期：2007年11月13日至28日，共16天。,渗透排水可行性论证之二 现场注水试验,现场钻孔情况,现场加工粘土球,现场洗井情况,现场实验情况,四、可行性论证,3、小渗井现场注水试验,不同水头高度的渗透量,四、可行性论证,4、根据注水实验完全可以满足高速公路路基排水设计应采用设计重现期为15年一遇连续3日的降雨强度。 通过注水试验水位观测和水质检测报告表明，粘土球止水效果良好，咸淡水没有混合，止水工艺可行。,五、在大广高速公路中的应用,1、大广高速公路工程概况,路线全长220.429公里。起点至滏阳互通终点段33.4公里按双向八车道高速公路标准改扩建，滏阳互通终点段至冀豫界段187.029公里采用双向六车道高速公路标准新建，设计速度均为120km/h，概算投资为113.9亿元。 全线下挖通道170处。,五、在大广高速公路中的应用,2、直接经济效益 1）在采用通道集水净化渗透系统之前，平均路堤填土高度为2.9m，利用该系统排水方案后，路堤高度降低了1.6m。 2）全线设置集水井路段约80.6km，共减少永久占地581亩，节省占地费用2440.2万元。 3）减少路堤土石方数量536万m3，节省工程费用16084.7万元。 4）减少路侧取土占地6103亩。 5）由于路基高度降低，护栏的长度可减少26.92 km，节省路侧护栏工程造价1162.9万元。,五、在大广高速公路中的应用,2、直接经济效益 6）减少边坡防护量88030.1 m3，节省边坡防护工程造价4401.5万元。 7）邯济铁路的方案由原来的上跨方案改为了下穿方案。上跨方案改为下穿方案后节约了工程造价5736.9万元。 8）沿线设计的渗透池(沉淀池)工程总造价4000万元。 综上，采用集水净化渗透系统方案后，共节省直接工程造价：2440.2+16084.7+1162.9+4401.5+5736.9-4000=25826.2万元，经济效益可观。,五、在大广高速公路中的应用,3、社会效益 保护耕地资源 减少取土占地数量 有效保障被交道路正常通行 减小地方道路养护难度 4、环保效益 低路堤使公路更好地与景观结合 补给地下水 行车安全、舒适 小范围防灾减灾 有效控制路表径流污染,六、推广前景,国际地质学界认为，为缓解地下水短缺，可以通过将符合规定水质标准的地表水直接注入地下进行人工补充。,该项目通过优化设计方案，降低了路基高度，较大幅度地减少了永久占地和临时占地数量，我局同意按照调整后的方案进行该项目建设。,六、推广前景,六、推广前景,专家审查意见（一） 2008年1月13日，河北省交通厅会同河北省国土资源厅邀请有关专家在北京召开了华北平原低路基高速公路下穿式被交道路排水关键技术可行性研究报告的审查会，形成的评审意见如下：,六、推广前景,专家审查意见（二） 为了彻底解决华北平原区低路基高速公路下挖通道排水问题，2007年6月，大广高速公路衡大段筹建处联合长沙理工大学及地质矿产部河北水文工程地质勘察院共同开展了华北平原地区高速公路下穿式被交道路排水关键技术研究课题。2008年4月，由省科技厅组织，委托河北省交通厅主持了鉴定会，鉴定意见如下：,2008年1月3日国务院关于促进节约集约用地的通知中明确提出：“要采取先进节地技术、降低路基高度、提高桥隧比例等措施，降低公路、铁路等基础设施工程用地和取弃土用地标准。” 设计采用的下挖通道排水系统为先进的节地技术，符合国务院关于促进节约集约用地的通知要求，并得到社会各界的一致认可，认为这是“科学创新，符合省情，节约土地，利国利民”的有效措施。,谢谢！,汇报结束,