葛俊榮 楊智
摘 要:本文以關累水文站水毀觀測道路重建工程為例,仔細分析了生態敏感區水文觀測道路修建條件和環境要求,提出了采用鋼支架架空棧道的建設方案。為類似工程提供有益而實用的借鑒。
關鍵詞:水文站觀測道路;生態敏感區;修建方案
一、簡況及問題由來
關累水文站是瀾滄江在中國境內的最下游的一個水文站,測驗斷面位置在關累碼頭上游約5km處,下距關累農場六分場1.1km。該河段比較順直,水流平穩通暢,河段比降小,兩岸坡度均勻,適宜建設水文測站。該斷面左岸是我國的關累鎮關累農場,右岸為緬甸。左岸有毛石車路,陸上公路距離至累口岸約8.8km,且下游至出境河段已沒有較大支流匯入,該站的監測數據很好地控制了瀾滄江跨越國境時的水文情勢。該控制斷面流域面積為15.83萬km2,年最低水位約485.00m,中水位時河面寬約150m。
該站測驗項目比較全面,包含水位、流量、泥沙、雨量、水質(含水溫)、氣溫、濕度、風向風速等水文氣象環境要素相關數據的采集。
觀測設施有水文測船、人工觀測水位標尺、水位自記直井、自動氣象站等。該水文站自建成以來,一直平穩安全運行,采集了大量數據,為下游湄公河沿岸國家,國內毗鄰地區水資源開發,防洪航運等涉水事物提供了豐富全面的資料,發揮了重要作用。
測站自記水位井建于測流斷面(碼頭)上游約150m處,自記井下側還建有上比降水尺。原人行觀測道路為混凝土踏步。從站房下行,到達碼頭斷面后,在常年洪水位以上,分為兩支,一條繼續下行,到達碼頭;另一條沿江而上,到達自記水位井。
2017年8月1日至9月11日期間,關累水文站站持續降雨,總降雨量達到557mm,特別是在8月4~10日,8月14~16日,8月23~26日和9月1~11日出現連續暴雨天氣。截至9月12日,強降雨引起測站周邊出現大面積滑坡。由于連降暴雨在沿江而上的這一段人行便道對應地段上,就出現3處滑坡。經現場查看,滑坡規模較大,寬度10余m。下至江岸,上至公路邊,每一個滑坡體坍塌面積都達到數百平方米。人行小道幾乎全部被毀。
由于滑坡體體量大,面積寬,目前很多松動體還處于失穩狀態中,短期內對坍塌面進行清理整治工程量大,難度高,風險大,可行性低。在原位置恢復通行道路的可能性很小。
二、主要處理措施
在水位井斷面上下游兩側,10m開外的地方,都發生了上至公路邊、下至江岸的貫穿性塌方,從兩側水平方向通行的安全風險都很高,不可取。因為塌方剛發生,坍塌面內全是松動體,都還處于運動變化之中,基礎已經松動,上方滾石落物無法清理干凈,人員施工和通行的安全沒有保障。
目前唯一安全可靠的方案,是在目前還比較穩定的水位井斷面上,從高處的公路邊向下,或者從江岸向上,豎向修建通行道路進入水位井。一是利用高處已有公路,自上而下。即從站房通過公路,到達水位井上方,修建通到,從公路上下到水位井。另一條是從水路上行,即通過碼頭乘水文測船(枯水期也可沿江岸較低位置步行)到達水位井下方,自下而上,修建通到,進入水位井。由于水位不同時,水文測船在水位井附近的停靠條件不同。因此,從公路邊下行的路線可靠性更好。
由于地形十分陡峭,通行便道可采用常見的之字形混凝土梯步或者架空棧道。建議采用鋼支架的架空棧道,理由如下:
(1)修建棧道對地表和植被的擾動小。從這一地段多處發生滑坡來看,由于地形陡峭,黏土層厚,這一地段的穩定性差,應盡量減少施工開挖、砍伐等擾動措施,有利于保持巖層穩定。以保護已有建筑的安全。
(2)棧道的適應能力強。由于棧道柱腳長度可以靈活調整,對復雜地形的適應能力很強,走線靈活,可順勢而為,少挖山少砍樹,不需要對施工面做深度的整治,對地表擾動很小,不影響地表的滲水和徑流特性。目前修建通到的地方地形陡峭,樹木繁密。采用棧道,不但施工便捷,對施工區域的水土保護作用最明顯。
(3)便于施工和維護。棧道構件基本都是標準件,可在場外加工制作,現場只進行簡單的拼裝,作業量小,工藝簡單。施工速度快,且可以有效回避現場施工水電條件差的短板。使用維護中,只需簡單更換受損部件即可,可維護性較好。
(4)構件選材。棧道方案的缺點是建設地點位于熱帶叢林中,濱江臨河,典型的高溫高濕環境。從以往的使用經驗看,鐵構件的腐蝕現象特別明顯,這對棧道的選材和制作工藝都有較高的要求。
A.路面采用木塑材料鋪設,防水防腐防蟲防滑效果好,造價也比較合理。木塑地板是用木塑復合材料制成的地板,擁有和木材一樣的加工特性,使用普通的工具即可鋸切、鉆孔、上釘,非常方便,可以像普通木材一樣使用。同時具有木材的木質感和塑料的耐水防腐特性,使得它成為一種性能優良并十分耐用的室外防水防腐建材。它的如下優點使得它十分適合本工程的應用。
①防水、防潮。根本解決了在潮濕和多水環境中 膨脹變形的問題。
②防蟲、防白蟻,有效杜絕蟲類騷擾,延長使用壽命。
③高環保性、無污染、無公害、可循環利用。
④高防火性,能有效阻燃。
⑤可加工性好,可訂、可刨、可鋸、可鉆、表面可上漆。
⑥不龜裂,不膨脹,不變形,無需維修與養護,便于清潔,節省后期維修和保養費用。
⑦安裝簡單,施工便捷,不需要繁雜的施工工藝,節省安裝時間和費用。
B.鋼支架的防腐難度較高,高防腐的構件,材質指標高,價格貴。普通材質的防腐處理工藝要求高。在本項目中,構件可以在場外加工,在工廠內進行防腐涂料的噴涂,以保證工藝水準,提高抗腐蝕能力。各構件采用卡箍件連接,盡力減少或杜絕現場的切割焊接作業,減少構件創口面,減少易腐蝕點,以延長其使用壽命,提高安全性。棧道立柱為純承重構件,基礎為黏土,為防止沉降,須加大柱腳承重面積。可采用挖坑,墊毛石,澆混凝土的方式加固。混凝土尺寸50cm×50cm×50cm。
三、其他建議
由于擬施工區域兩側都發生了滑坡,滑坡面的地表高程明顯低于施工區域。明顯改善了施工區域的排水條件,降低了地下水位和滲透壓力,客觀上增強了水位井上方區域的穩定性。為了進一步減少施工區的水患,需要清理和修復公路的排水系統,確保將公路上方山體坡面匯集的地表水流以及公路路面積水及時引到距離較遠處,排入江中。避免施工區域兩側的滑坡活動加劇,施工區域穩定條件惡化。
關累水文站的觀測道路修建中,設施的建設和使用條件以及所面臨的困難,在生態敏感區水文觀測道路修建方面,具有很好的代表性。建設思路和方案能為類似工程提供有益而實用的借鑒。