序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了一篇鐵路工程水土保持防護(hù)措施設(shè)計(jì)范文，愿它們成為您寫作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

1工程概況

山區(qū)鐵路工程因地形地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境條件限制，橋隧比例較高，建設(shè)開挖過(guò)程將產(chǎn)生大量棄渣，除少部分作為道路墊層、混凝土骨料等用于工程外，廢棄的渣料多設(shè)置專門的堆放場(chǎng)地等。若棄渣處置不當(dāng)可能引起大氣污染、水污染，甚至滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。為了降低棄渣對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的污染，并防止水土流失，確保棄渣場(chǎng)及其下游的安全，對(duì)棄渣場(chǎng)進(jìn)行安全防護(hù)和水土保持措施設(shè)計(jì)顯得尤為重要[1-3]。門坎山棄渣場(chǎng)位于CZ鐵路工程DK207+000線路左側(cè)某溝谷處，為溝道型棄渣場(chǎng)，主要堆存工程隧道開挖棄渣料，設(shè)計(jì)堆渣容量約220.0萬(wàn)m3（松方），最大堆渣高度約96m，最大堆渣長(zhǎng)度約654m，最大堆渣寬度約287m，規(guī)劃占地面積約9.067hm2。棄渣場(chǎng)頂部高程1636.0m，分別在高程1566.0m、1586.0m、1606.0m、1621.0m處設(shè)置寬度為4.0m的馬道。由于本工程棄渣量大，棄渣場(chǎng)所在溝道溝谷深、容量大，意味著溝道匯水量大，防洪及排導(dǎo)工程量大，水土保持措施較復(fù)雜。對(duì)于溝道型棄渣場(chǎng)，其工程防護(hù)措施包括攔擋措施、邊坡防護(hù)措施和系統(tǒng)的防洪排導(dǎo)工程措施[4]。依據(jù)水土保持工程相關(guān)規(guī)范[4-5]，結(jié)合棄渣場(chǎng)堆渣量、最大堆渣高度和渣場(chǎng)失事對(duì)主體工程或環(huán)境造成的危害程度，綜合分析確定門坎山棄渣場(chǎng)等級(jí)為3級(jí)。棄渣場(chǎng)平面布置見圖1所示。

2自然條件

2.1地質(zhì)條件棄渣場(chǎng)所在地區(qū)屬中山地貌，地面海拔高程1540m～1630m，最大高差90m，地形起伏大。渣場(chǎng)可由鄉(xiāng)村道路到達(dá)，交通條件較好。渣場(chǎng)兩側(cè)地勢(shì)陡峻，地表植被茂密，主要以喬木為主，少量灌木。渣場(chǎng)區(qū)上覆第四系全新統(tǒng)坡洪積（Q4dl+pl）粉質(zhì)黏土、坡殘積（Q4dl+el）粉質(zhì)黏土，下伏基巖三疊系上統(tǒng)須家河組（T3x）泥巖、砂質(zhì)泥巖夾頁(yè)巖。渣場(chǎng)區(qū)地層單一，無(wú)明顯構(gòu)造痕跡。渣場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度值為0.2g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.40s。工程場(chǎng)地的地震基本烈度為Ⅷ度。地表水主要為溝水，靠大氣降水及上游補(bǔ)給，向下游及地下排泄。地下水主要為松散堆積體孔隙水、基巖裂隙水。漂石層中富含地下水，測(cè)區(qū)范圍內(nèi)地下水主要受大氣降水和地表水補(bǔ)給，與地表水聯(lián)系密切，雨季水量較豐富。地下水較發(fā)育，水位隨季節(jié)變化。渣場(chǎng)區(qū)無(wú)不良地質(zhì)及特殊巖土。

2.2水文條件棄渣場(chǎng)的行政區(qū)劃屬于四川省雅安市天全縣境內(nèi)，位于四川盆地西部邊緣地區(qū)，棄渣場(chǎng)匯流面積較小（5.682km2），可劃歸為小流域范疇，按照《鐵路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10017-99）要求進(jìn)行流量計(jì)算，根據(jù)《橋渡水文》查不同重現(xiàn)期系數(shù)計(jì)算各頻率流量，最后根據(jù)計(jì)算流量及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)水文斷面反算水位。設(shè)計(jì)洪水成果見表1所示。

3工程防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)及等級(jí)

根據(jù)水土保持工程相關(guān)規(guī)范，綜合分析確定門坎山棄渣場(chǎng)等級(jí)為3級(jí)，攔渣堤、攔渣壩為3級(jí)建筑物，擋渣墻為4級(jí)建筑物，排洪工程為3級(jí)建筑物。根據(jù)建筑物級(jí)別，確定攔渣堤（壩）和排洪工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)采用50年洪水重現(xiàn)期（取上限）設(shè)計(jì)，采用100年洪水重現(xiàn)期（取上限）校核。

4棄渣場(chǎng)防護(hù)措施

依據(jù)“先擋后棄”原則，棄渣場(chǎng)在堆渣前需在渣腳設(shè)擋渣墻，控制堆渣坡度分層堆渣，堆渣結(jié)束后在渣體與邊坡交匯處設(shè)置截水溝，匯集山體坡面來(lái)水，并在各級(jí)馬道內(nèi)側(cè)設(shè)置橫向排水溝，與周邊截水溝相接，將山體及渣體坡面來(lái)水共同排至下游。本工程棄渣場(chǎng)位于溝道中部，溝道斷面被渣體攔斷，阻擋上游洪水，除了上述常規(guī)防護(hù)措施外，需考慮上游溝道洪水的影響，通過(guò)利用擋水壩將區(qū)間洪水引至排水明渠中，利用排水明渠及下游消能建筑物將其排至下游溝道。

4.1擋渣措施為防止堆渣過(guò)程中產(chǎn)生的滾石滾出設(shè)計(jì)堆渣范圍，造成水土流失從而影響下游溝道，沿渣體坡腳線設(shè)置混凝土擋渣墻進(jìn)行攔擋。擋渣墻為重力式，頂部高程1546.0m，頂寬2.5m，面坡1:0.05，背坡1:0.4，墻后采用回填石渣夯實(shí)，擋渣墻總高度7.0m（基礎(chǔ)埋深約2.0m）。為防止因地基不均勻沉陷及溫度變化引起墻體裂縫，沿?fù)鯄v軸線方向每隔10m設(shè)一變形縫，縫寬20mm，縫內(nèi)沿內(nèi)、外、頂三側(cè)填塞瀝青木板，嵌入深度不小于0.2m。在擋渣墻墻體中設(shè)置兩排排水孔，排水孔比降5%，沿水平方向間距2.0m、豎直方向間距1.0m，梅花型布置，孔內(nèi)預(yù)埋A100mm的PVC管材，墻背孔口設(shè)排水反濾包。擋墻基礎(chǔ)置于漂石土層，基礎(chǔ)承載力約0.25MPa，應(yīng)對(duì)開挖后擋墻基礎(chǔ)進(jìn)行壓實(shí)處理，處理后的擋墻基礎(chǔ)承載力應(yīng)不小于0.3MPa。

4.2截排水措施為避免施工期暴雨降水形成的山坡地表水對(duì)棄渣體的沖刷，在棄渣場(chǎng)周邊及各平臺(tái)馬道設(shè)置截排水溝，截水溝防御暴雨標(biāo)準(zhǔn)采用10年一遇24h最大降雨量。在棄渣場(chǎng)左側(cè)設(shè)置M10漿砌石截水溝，截排渣場(chǎng)左側(cè)山體坡面來(lái)水，凈尺寸0.8m×0.5m（寬×高），梯形斷面，邊坡坡比1:1；在棄渣場(chǎng)邊坡各級(jí)馬道內(nèi)側(cè)設(shè)置M10漿砌石排水溝，將渣體表面積水引至截水溝中，凈尺寸0.4m×0.5m（寬×高），矩形斷面。在棄渣場(chǎng)右側(cè)修建排水明渠截住右側(cè)山體坡面來(lái)水，排導(dǎo)至下游溝道，排水明渠詳見“溝水治理”章節(jié)。

4.3邊坡防護(hù)措施棄渣場(chǎng)堆渣邊坡坡比為1：1.8，分別在高程1566.0m、1586.0m、1606.0m、1621.0m設(shè)置4.0m寬?cǎi)R道，為保證渣場(chǎng)邊坡穩(wěn)定，采用C25混凝土框格梁進(jìn)行護(hù)坡，框格梁間、排距2.0m×2.0m，梁斷面為0.3m×0.3m。4.4溝水治理設(shè)計(jì)本工程為溝道型棄渣場(chǎng)，所在溝道中天然來(lái)流量較大，為確保棄渣場(chǎng)的安全運(yùn)行，需進(jìn)行溝水治理設(shè)計(jì)。溝水治理設(shè)施由溝道上游擋水壩、右岸排水明渠及其消能建筑物組成，通過(guò)擋水壩將上游溝水引導(dǎo)至排水明渠中，并通過(guò)明渠臺(tái)階消能將其排泄至下游溝道中。擋水壩、排水明渠為3級(jí)建筑物，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇洪水重現(xiàn)期，相應(yīng)流量為136.7m3/s，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇洪水重現(xiàn)期，相應(yīng)流量為153.10m3/s。

4.4.1擋水壩在棄渣場(chǎng)上游溝道內(nèi)設(shè)置擋水壩，采用C25重力式混凝土結(jié)構(gòu)，壩頂寬度1.5m，內(nèi)側(cè)邊坡1:1.6，外側(cè)邊坡直立，擋水壩最大高度10.5m（基礎(chǔ)埋深2.0m），在擋水壩中部布置6.5m高、6.0m寬的排水通道。擋水壩基礎(chǔ)設(shè)置2排帷幕灌漿孔，孔深6.0m，排距1.0m，孔距1.5m。基礎(chǔ)及側(cè)向邊坡均設(shè)置4.5m長(zhǎng)的C25錨筋，間排距1.0m，梅花型布置。4.4.2排水明渠排水明渠沿著棄渣場(chǎng)右側(cè)山體設(shè)置，渠道外側(cè)邊墻采用重力式，內(nèi)側(cè)邊墻采用貼坡式，排水明渠全長(zhǎng)843.32m，采用C25混凝土結(jié)構(gòu)，起點(diǎn)與擋水壩平順連接。其中，明渠緩坡段（0+000.00~0+496.66）平均縱坡0.41%，過(guò)流斷面6m×5m~6m×4.5m（寬×高），明渠底板厚1.5m，在基礎(chǔ)及邊墻側(cè)布置C25，L=4.5m，間排距2.0m的錨筋，入巖3.5m；明渠陡坡段（0+496.66~0+809.90）分四段，根據(jù)天然地面坡度設(shè)置，平均縱坡13%~50%，采用臺(tái)階式設(shè)置，臺(tái)階高度1.0m，在明渠底板及邊墻基礎(chǔ)布置C25，L=4.5m，間排距2.0m的錨筋，入巖3.5m，與出口消能設(shè)施銜接。明渠出口段（0+809.90~0+843.32）采用跌水消能，對(duì)明渠出口上下游一定范圍采用C35混凝土護(hù)底，岸坡采用C25貼坡混凝土擋墻護(hù)岸，底板及邊墻基礎(chǔ)布置C25，L=9.0m，間排距1.0m的錨筋，入巖8.0m。

5棄渣場(chǎng)穩(wěn)定性分析

5.1渣場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性棄渣場(chǎng)抗滑穩(wěn)定計(jì)算考慮正常運(yùn)用工況和非常運(yùn)用工況。正常運(yùn)用工況為渣體填筑至頂部高程1636.00m，采用排水明渠將溝水引至下游；非常運(yùn)用工況為棄渣場(chǎng)在運(yùn)用工況下遭遇Ⅷ度（地震動(dòng)峰值加速度為0.2g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.40s）地震，本文采用擬靜力法分析地震荷載的作用，且只考慮水平向地震慣性力，地震作用效應(yīng)折減系數(shù)取0.25。棄渣場(chǎng)的穩(wěn)定性計(jì)算利用Roc?scienceslide軟件，采用極限平衡法中的簡(jiǎn)化畢肖普法進(jìn)行分析，其考慮了土條側(cè)面的作用力，不考慮條件的剪應(yīng)力，并假定各土條底部滑動(dòng)面上的抗滑安全系數(shù)相同，即等于整個(gè)滑動(dòng)面的平均安全系數(shù)。門坎山棄渣場(chǎng)典型斷面穩(wěn)定計(jì)算成果見圖2、圖3所示。由圖可知，棄渣場(chǎng)在正常運(yùn)用工況和非常運(yùn)用工況下，渣體邊坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)分別為1.26和1.12，大于規(guī)范要求的穩(wěn)定安全系數(shù)允許值，即認(rèn)為本棄渣場(chǎng)邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

5.2擋墻穩(wěn)定性本文采用理正巖土軟件，在正常運(yùn)用工況和非常運(yùn)用（地震）工況下，對(duì)擋渣墻進(jìn)行穩(wěn)定性分析。計(jì)算結(jié)果表明，在正常運(yùn)用工況和非常運(yùn)用（地震）工況下，擋渣墻的抗滑、抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)及地基允許應(yīng)力均滿足規(guī)范要求，設(shè)計(jì)是合理的。

6結(jié)論

鐵路工程建設(shè)過(guò)程中將產(chǎn)生大量棄渣，為了有效控制水土流失，降低堆渣對(duì)周圍環(huán)境的影響，堆存過(guò)程中需對(duì)棄渣場(chǎng)進(jìn)行水土保持防護(hù)措施設(shè)計(jì)。本文以CZ鐵路工程門坎山溝道型棄渣場(chǎng)為例，進(jìn)行水土保持措施防護(hù)設(shè)計(jì)。本文所述溝道型渣場(chǎng)在堆渣過(guò)程中依據(jù)“先擋后棄、排導(dǎo)結(jié)合”的原則，在坡腳設(shè)置擋渣墻攔擋棄渣，棄渣體及兩岸山體表面來(lái)水通過(guò)截排水溝匯至下游。利用擋水壩、右岸排水明渠泄流及臺(tái)階跌水消能的方式進(jìn)行溝水治理，順利將上游溝道洪水排泄至下游。最終堆渣完成后，棄渣場(chǎng)下游坡面采用混凝土框格梁進(jìn)行防護(hù)。通過(guò)對(duì)棄渣場(chǎng)及擋渣墻的穩(wěn)定性分析，驗(yàn)證了所選棄渣場(chǎng)邊坡坡比、臺(tái)階高度、框格梁護(hù)坡方式和混凝土擋渣墻防護(hù)是安全合理的。因此，溝道型棄渣場(chǎng)系統(tǒng)性的水土保持措施，可為同類型工程設(shè)計(jì)提供借鑒與參考。

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作者:吳瑩 胡志鵬 周順文 單位:中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司