冲沟处理永临结合便道结构及其施工方法与流程

本发明涉及土木工程施工领域，具体涉及一种冲沟处理永临结合便道结构及其施工方法。

背景技术：

冲沟是由间断流水在地表冲刷形成的沟槽，是侵蚀沟中规模最大的一种，长度可达数千米或数十千米，深度可达数米或数十米，有时可达百米以上。我国黄土梁峁沟壑地区分部广泛，其特点是山峦起伏，沟壑纵横，梁峁相间，“v”型沟发育，工程形式多以冲沟架桥，梁峁深挖形式出现。

为满足深冲沟区桥梁工程施工通行需求，常规便道施工采取先在距离桥址数十米的冲沟位置于沟底埋设排水管或排水涵，然后进行素土填筑跨越冲沟，并在该便道与桥址之间填筑支便道满足沟底施工相关机械、设备及人员的通行需求。该方法一方面堵塞沟道，影响防汛排水，在填筑完成后将原冲沟隔断成两部分，从上部沟头到便道之间容易因排水不及时而形成堰塞湖，破坏原有生态，不利于水保、环保，具有极大的安全隐患且影响桥梁沟底施工作业，特别是黄土填筑便道受雨水浸泡，容易出现成块崩解问题，增加了便道修复工作，严重威胁了跨越冲沟通行。与此同时，基于泄洪、环保等方面考虑，在便道使用完毕后必须对便道填筑黄土进行清除，受地形高差大影响，清除难度极大，对原生态水土造成了二次破坏。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种冲沟处理永临结合便道结构及其施工方法，有效降低工程造价、安全风险和环境污染，且提高了施工效率。

为实现上述目的，本发明所设计的冲沟处理永临结合便道结构，包括冲沟上位于桥梁选址上游的沟头，所述冲沟内从所述沟头的位置起沿朝向所述桥梁选址的方向铺设有施工便道，所述施工便道的最下层为由碎石填筑而成的排水层，所述排水层的上方铺设有通过土方填筑而成的填筑层，所述填筑层顶部的中部沿所述施工便道的长度方向设有u型槽，所述填筑层的顶部设有面层，其中，碎石具备渗透特性，使整个便道结构地基承载力满足要求，防止所述冲沟底部渗水影响所述填筑层质量，避免便道结构底部出现掏空等隐患，土方要求设备分层回填夯实，保证其压实度，以增加填土的稳定性，所述u型槽用于车辆通行和排水泄洪，后续桥梁施工过程中，车辆、行人通行将进一步提高填土的压实度，所述面层满足桥梁施工通行需求，引导水流，防止表层水流侵蚀所述填筑层，特别是能满足桥梁施工和运营期间的恶劣天气情况下的泄洪要求，保证永临结合便道结构的泄洪能力和耐久性满足要求，所述面层将所述填筑层预留所述的u型槽作为排水沟，将所述冲沟沟底的水流汇集至所述排水沟，通过所述排水沟将水排向下游，同时作为桥梁施工期间的通行通道。

优选地，所述排水层位于所述填筑层下游端头设有挡土墙，增强了边坡的稳定性，进而保证永临结合便道结构整体稳定性，所述排水层位于所述挡土墙的下游设有消力坎，将急流变为缓流，减少水流对下游的冲击力。

优选地，所述排水层和所述填筑层之间铺设有防水层，防止所述填筑层受冲沟底部渗水影响，所述填筑层与所述面层之间铺设有防水层，防止所述填筑层受表面水流影响。

优选地，所述面层包括位于所述u型槽底部的底部面层及位于所述u型槽两侧的侧部面层，在桥梁施工期所述底部面层铺筑有砂砾，所述侧部面层设有植草防护或浆砌片石防护，桥梁施工完毕后所述底部面层回填有种植土并设有植草防护，减少了水流对所述u型槽底部的冲刷。

优选地，所述施工便道的长度大于所述沟头与所述桥梁选址之间的距离。

优选地，所述u型槽的上游高于下游，所述面层沿所述冲沟的两侧高于所述u型槽的上平面。

优选地，所述排水层的最小填筑厚度大于所述冲沟底部渗水雍积高度0.5m，所述填筑层的高度与所述施工便道修筑位置的冲沟深度相匹配，所述填筑层位于下游的端头自下而上分台阶刷坡设有浆砌片石防护。

一种冲沟处理永临结合便道结构的施工方法，包括如下步骤：

a)现场勘查：选取所述冲沟上游沟深较小且现有交通容易进入的沟头位置作为填筑起点，并测得所述填筑起点与所述桥梁选址的水平距离，沿线沟深；

b)确定填筑参数：根据所述步骤a)的测量数据确定填土高度、填筑纵坡；

c)修筑临时支便道：自现有道路修筑一条临时支便道至所述填筑起点，满足便道填筑施工、桥梁施工相关机械和设备通行需求；

d)排水层及填筑层主体部分进行分层填筑：首先利用设备自所述冲沟沟底分层填筑碎石至超出所述冲沟底部渗水雍积高度0.5m位置形成所述排水层，每层松铺厚度不大于0.5m，然后将路基弃方分层回填夯实形成所述填筑层，保证压实度，增加填土的稳定性，在所述填筑层施工接近顶部时，在所述填筑层中部预留u型槽，所述填筑层位于下游的端头施工时，自下而上分台阶刷坡；

e)端头防护施工：待所述填筑层填筑至末端时，利用人工配合设备进行所述挡土墙与消力坎的施工，其中，所述挡土墙与消力坎均施作在所述排水层上部；

f)剩余填筑层施工：待端头防护施工完成后，完成剩余所述填筑层端头的施工，所述挡土墙背填筑符合路基台背回填施工要求，同时所述挡土墙以上部分自下而上分台阶刷坡以保证端头稳定性；

g)面层施工：对所述填筑层预留的所述u型槽进行防护处理，将所述u型槽两侧进行植草防护或浆砌片石防护，所述u型槽底部铺筑一层砂砾，并在施工完毕后对所述u型槽底部及面层回填种植土并设置植草防护，同时将所述面层设置坡度引导水流至所述u型槽；所述填筑层端头位于所述挡土墙以上部分边坡采用植草防护或浆砌片石防护；

h)施工便道完成后，进入桥梁施工步骤。

优选地，所述步骤d)中，将填筑总长度分为若干区段，下一区段的所述排水层施工完毕即可进行上一区段的所述填筑层施工，形成平行施工，增加施工效率。

优选地，各区段在施工期间形成满足通行要求的台阶。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、安全：避免了常规方法存在的因排水不及时而形成堰塞湖并危害便道实体质量以及后期便道清除过程大高差作业的安全风险，特别是通过降低冲沟深度，从而有效降低了冲沟区桥梁工程及冲沟下游区域遭受泥石流等灾害的风险，并可在设计阶段降低桥梁墩高从而降低高空作业施工风险；

2、可靠：针对填筑土体遇水浸湿结构易破坏等危险源，结构底部及表面均采用防水设计，并通过端头防护保证整体稳定性；

3、经济：节约了便道填筑土体清除的费用；

4、方便：施工设备为常规路基施工设备，填筑层土方可直接用路基弃方进行填筑，有效保障了桥梁施工设备的顺利通行和方便了运营期间的检修作业；

5、生态：避免了对原生态水土造成二次破坏，对路基施工弃土重新利用，填沟造地，绿色、节能、环保；

6、本发明施工方便，在安全风险消除、成本节约、生态保护及施工效率等方面优势明显。

附图说明

图1为本发明冲沟处理永临结合便道结构的顺沟向断面示意图；

图2为本发明冲沟处理永临结合便道结构的横沟向断面示意图。

图中各部件标号如下：

冲沟1、沟头2、施工便道3、排水层4、填筑层5、u型槽6、面层7、挡土墙8、消力坎9、浆砌片石10、种植土11。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1及图2所示，本发明一种冲沟处理永临结合便道结构，包括冲沟1上位于桥梁选址上游的沟头2，冲沟1内从沟头2的位置起沿朝向桥梁选址的方向铺设有施工便道3，施工便道3的最下层为由碎石填筑而成的排水层4，排水层4的上方铺设有通过土方填筑而成的填筑层5，填筑层5顶部的中部沿施工便道3的长度方向设有u型槽6，填筑层5的顶部设有面层7，面层7包括位于u型槽6底部的底部面层及位于u型槽6两侧的侧部面层，在桥梁施工期底部面层铺筑有砂砾，侧部面层设有植草防护或浆砌片石10防护，桥梁施工完毕后底部面层回填有种植土11并设有植草防护。

另外，排水层4位于填筑层5下游端头设有挡土墙8，增强了边坡的稳定性，进而保证永临结合便道结构整体稳定性，排水层4位于挡土墙8的下游设有消力坎9，将急流变为缓流，减少水流对下游的冲击力。

同时，排水层4和填筑层5之间铺设有防水层，防止填筑层5受冲沟底部渗水影响，填筑层5与面层7之间铺设有防水层，防止填筑层5受表面水流影响。

本实施例中，u型槽6的上游高于下游，面层7沿冲沟1的两侧高于u型槽6的上平面，排水层4的最小填筑厚度大于冲沟1底部渗水雍积高度0.5m，填筑层5的高度与施工便道3修筑位置的冲沟1深度相匹配，填筑层5位于下游的端头自下而上分台阶刷坡设有浆砌片石10防护。

本实施例中，施工便道3的长度大于沟头2与桥梁选址之间的距离，使施工便道3的长度超出所述桥梁选址。

一种冲沟处理永临结合便道结构的施工方法，包括如下步骤：

a)现场勘查：选取冲沟1上游沟深较小且现有交通容易进入的沟头2位置作为填筑起点，并测得填筑起点与桥梁选址的水平距离，沿线沟深；

b)确定填筑参数：根据步骤a的测量数据确定填土高度、填筑纵坡；

c)修筑临时支便道：自现有道路修筑一条临时支便道至填筑起点，满足便道填筑施工、桥梁施工相关机械和设备通行需求；

d)排水层4及填筑层5主体部分进行分层填筑：首先利用推土机、压路机、自卸车等设备自冲沟1沟底分层填筑碎石至超出冲沟1底部渗水雍积高度0.5m位置形成排水层4，每层松铺厚度不大于0.5m，然后将路基弃方分层回填夯实形成填筑层5，保证压实度，增加填土的稳定性，在填筑层5施工接近顶部时，在填筑层5中部预留u型槽6，填筑层5位于下游的端头施工时，自下而上分台阶刷坡；

e)端头防护施工：待填筑层5填筑至末端时，利用人工配合溜槽、吊车等设备进行挡土墙8与消力坎9的施工，其中，挡土墙8与消力坎9均施作在排水层4上部；

f)剩余填筑层5施工：待端头防护施工完成后，完成剩余填筑层5端头的施工，挡土墙8背填筑符合路基台背回填施工要求，同时挡土墙8以上部分自下而上分台阶刷坡；

g)面层7施工：对填筑层5预留的u型槽6进行防护处理，将u型槽6两侧进行植草防护或浆砌片石10防护，u型槽6底部铺筑一层砂砾，并在施工完毕后对u型槽6底部及面层7回填种植土11并设置植草防护，同时将面层7设置坡度引导水流至u型槽6；填筑层5端头位于挡土墙8以上部分边坡采用植草防护或浆砌片石10防护；

h)施工便道3完成后，进入桥梁施工步骤。

其中，在步骤d)中，将填筑总长度分为若干区段，下一区段的排水层4施工完毕即可进行上一区段的填筑层5施工，各区段在施工期间形成满足通行要求的台阶，形成平行施工，增加施工效率。

本发明冲沟处理永临结合便道结构及其施工方法已成功地应用于银百高速公路马坊沟大桥便道施工，施工效率获得极大提升，经济效益明显，符合绿色施工理念。

本发明冲沟处理永临结合便道结构及其施工方法施工方便，在安全风险消除、成本节约、生态保护及施工效率等方面优势明显，避免了常规方法存在的因排水不及时而形成堰塞湖并危害便道实体质量以及后期便道清除过程大高差作业的安全风险，特别是通过降低冲沟深度，从而有效降低了冲沟区桥梁工程及冲沟下游区域遭受泥石流等灾害的风险，并可在设计阶段降低桥梁墩高从而降低高空作业施工风险；针对填筑土体遇水浸湿结构易破坏等危险源，结构底部及表面均采用防水设计，并通过端头防护保证整体稳定性；节约了便道填筑土体清除的费用；施工设备为常规路基施工设备，填筑层土方可直接用路基弃方进行填筑，有效保障了桥梁施工设备的顺利通行和方便了运营期间的检修作业；避免了对原生态水土造成二次破坏，对路基施工弃土重新利用，填沟造地，绿色、节能、环保。